[发明专利]可由头部操控的电子装置与其操作方法

说明书

本发明提供一种电子装置与操作方法。电子装置包括图像获取装置、存储装置，以及处理器。图像获取装置朝使用者获取图像，而存储装置存储有多个模块。处理器耦接图像获取装置与存储装置，并用以：设置图像获取装置获取使用者的头部图像；对头部图像进行人脸识别运作以取得人脸区块；检测人脸区块内的多个脸部特征点；依据这些脸部特征点估计使用者的头部姿态角度；依据头部姿态角度、旋转基准角度与预设校正位置，计算使用者于屏幕上的注视位置；以及依据注视位置设置屏幕显示对应的视觉效果。

技术领域

本发明涉及一种电子装置，尤其涉及一种可由头部操控的电子装置与操作方法。

背景技术

随着科技的进步，电子装置的使用者也不断寻求更便利的操作方式。例如，采用脑波、眼球追踪、头部追踪和肢体动作等方式，来搭配或取代传统的键盘及鼠标，以更便利地操控电子装置。以眼球追踪技术为例，在电脑、手机、头戴显示装置、汽车、游戏机等消费性应用已被广泛地采用。眼球追踪技术的基本原理是利用红外线光束照射使用者的眼球，再由传感器获取由瞳孔、虹膜、角膜等不同部位反射回来的光线，再经由复杂的算法来分析使用者所注视的位置。换言之，对于现行眼球追踪与视线预测技术而言，除了需要网络摄影机(webcam)等一般性的摄像装置，还需要额外的红外线发射器和对应的红外线传感器等装置，才能达到追踪眼球的目的。此外，眼球追踪技术也容易受到眼球的尺寸较小、或者眼球被鼻子或眼镜等物体遮蔽，而影响追踪的效果。

此外，以头部追踪或肢体追踪技术而言，通常使用网络摄影机等摄像装置，通过追踪使用者的鼻子或手指等部位来分析使用者的输入信号。然而，在虚拟实境或医疗辅助等情境中，使用者可能会配戴虚拟实境眼镜、手术放大镜或面罩等物品，造成追踪上的误差，甚至无法检测。例如，鼠标替代软件Enable Viacam(http://eviacam.crea-si.com)通过检测人脸上鼻子的摆动，而对应地在显示画面上控制鼠标游标的移动。类似地，另一软件Camera Mouse(http://comeramouse.org)也提供一种操控鼠标游标的替代方案，同样地通过检测单一部位(例如：鼻子、眼睛、嘴唇或手指)的摆动，以控制鼠标游标的移动。由于鼻子的位子在人脸上较为明显，在检测时易受到背景或光线的影响程度较少。因此，在现有的解决方案中常以鼻子的摆动来作为控制鼠标游标的替代方案，然而，通过检测人脸或鼻子来操控电子装置的正确性以及对应的操控性，都仍有许多待改进之处。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电子装置与操作方法，可通过一般摄影机所获取的图像来估测使用者观看屏幕的注视位置，让使用者可通过头部的动作即可控制电子装置。

一种电子装置，设置用于使一屏幕显示多个图像画面，其包括图像获取装置、存储装置，以及处理器。存储装置存储有多个模块。处理器耦接图像获取装置与存储装置，并设置用于执行存储装置中的模块以施行下列步骤：设置屏幕于多个预设校正位置显示多个标记物件；设置图像获取装置获取使用者注视这些预设校正位置时的多个第一头部图像；对这些第一头部图像进行多个第一人脸识别运作，以取得对应于这些预设校正位置的多个第一人脸区块；检测对应于这些第一人脸区块的多个第一脸部特征点；依据这些第一脸部特征点计算使用者注视这些预设校正位置的多个旋转基准角度；设置图像获取装置获取使用者的第二头部图像；对第二头部图像进行第二人脸识别运作以取得第二人脸区块；检测第二人脸区块内的多个第二脸部特征点；依据这些第二脸部特征点估计使用者的头部姿态角度；依据此头部姿态角度、这些旋转基准角度与这些预设校正位置，计算使用者于屏幕上的注视位置；以及依据注视位置设置屏幕显示对应的视觉效果。