CN103095978A - 产生背景模糊的影像处理方法及其影像撷取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种产生背景模糊的影像处理方法及其影像撷取装置。此影像处理方法包括下列步骤。首先，对一主体连续撷取多数个预览影像，并撷取一目标影像。然后，对这些预览影像进行几何校正以产生多数个校正后预览影像。此外，对这些校正后预览影像进行相关性比对，藉以产生一相对景深图。另外，放大此相对景深图。最后，依据放大后的相对景深图判断此目标影像中包含主体的一主体区域，并对主体区域以外的区域进行模糊化处理，藉以产生一背景模糊影像。

Description

产生背景模糊的影像处理方法及其影像撷取装置

技术领域

本发明涉及一种影像处理方法及其影像撷取装置，尤其涉及一种产生背景模糊的影像处理方法及其影像撷取装置。

背景技术

随着光学技术的进步，可调整光圈、快门甚至可更换镜头的相机逐渐普及，相机的功能也趋于多样化。其中，在使用相机拍摄影像时，为了突显所拍摄影像中的主题，一般会采用所谓浅景深的拍摄技巧，将相机透镜的焦距聚集到影像中的特定距离范围，使得此距离范围内的物件可以清楚成像，同时也使得此距离范围外的物件逐渐模糊。

然而，一般相机镜头所能制造出的浅景深效果相当有限，若要获得较佳的浅景深效果，则需依赖大孔径镜头来加强远距离物件的模糊化，而让清楚成像的主题得以从背景中突显出来。然而，大孔径镜头的体积庞大且价格昂价，并非一般消费型相机所能配备。

另一种方法则是需要藉由改变相机拍摄参数来产生不同程度模糊或清楚的影像，例如对同一场景以不同焦距进行一系列的连拍，分别找出每个像素点在各影像中最清晰的位置，进而利用焦距与景深的关系，来推出影像中各像素点的相对景深，然而此方法需要使用者适当地控制相机拍摄参数方能有效估计出相对景深，进而产生主体清晰背景模糊的浅景深影像，然而对于大部分使用者来说，相机拍摄参数的调整与控制实属困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种产生背景模糊的影像处理方法及其影像撷取装置，可藉由不须改变相机拍摄参数所撷取的多张影像，判断出主体区域，进而产生主体清晰背景模糊的浅景深影像。

从一观点来看，本发明提出一种产生背景模糊的影像处理方法，适用于影像撷取装置。此影像处理方法包括下列步骤。首先，对一主体连续撷取多数个预览影像，并撷取一目标影像。并对这些预览影像进行几何校正以产生多数个校正后预览影像。此外，对这些校正后预览影像进行相关性(correlation)比对，藉以产生一相对景深图。另外，放大此相对景深图。最后，依据放大后的相对景深图判断此目标影像中包含主体的一主体区域，并对主体区域以外的区域进行模糊化处理，藉以产生一背景模糊影像。

在本发明的一实施例中，所述的对校正后预览影像进行相关性比对，藉以产生相对景深图的步骤包括对校正后预览影像的每一像素点位置，以一遮罩(mask)进行相关性比对。并依据相关性高低的不同而给予不同的数值作代表以产生此相对景深图。

在本发明的一实施例中，所述的在放大相对景深图的步骤之前还包括缩小此目标影像，使缩小后的目标影像的解析度相同于预览影像的解析度。

在本发明的一实施例中，所述的在放大该相对景深图的步骤之前，还包括将缩小后的目标影像与预览影像其中之一进行几何校正，并产生几何校正参数，使校正后的预览影像对齐缩小后的目标影像。

在本发明的一实施例中，所述的在放大该相对景深图的步骤之前还包括依据几何校正参数对相对景深图进行几何校正，以产生校正后的相对景深图。

在本发明的一实施例中，所述的放大该相对景深图的步骤包括对校正后的相对景深图的解析度进行放大，使放大后的相对景深图的解析度相同于目标影像的解析度。

从另一观点来看，本发明提出一种产生背景模糊的影像撷取装置，其包括撷取模组、几何校正模组、处理单元以及缩放模组。其中，撷取模组对一主体连续撷取多数个预览影像，并撷取一目标影像，其中预览影像的解析度低于目标影像的解析度。几何校正模组耦接至撷取模组，对预览影像进行几何校正以产生多数个校正后预览影像。处理单元耦接至几何校正模组，对校正后预览影像进行相关性比对，藉以产生一相对景深图。缩放模组耦接至处理单元，接收并放大处理单元所产生的相对景深图。此外，处理单元依据缩放模组放大后的相对景深图判断目标影像中包含主体的一主体区域。处理单元并对主体区域以外的区域进行模糊化处理，藉以产生一背景模糊影像。

在本发明的一实施例中，所述的处理单元对校正后预览影像的每一像素点位置，以一遮罩进行相关性比对，处理单元并依据相关性高低的不同而给予不同的数值作代表以产生相对景深图。

在本发明的一实施例中，所述的缩放模组还包括缩小目标影像，使缩小后的目标影像的解析度相同于预览影像的解析度，并将缩小后的目标影像传送至几何校正模组。

在本发明的一实施例中，所述的几何校正模组对缩小后的目标影像与预览影像其中之一进行几何校正，并产生一几何校正参数，使校正后的预览影像对齐缩小后的目标影像。几何校正模组还依据几何校正参数对相对景深图进行几何校正，以产生校正后的相对景深图。

基于上述，本发明所提供的产生背景模糊的影像处理方法及其影像撷取装置，可藉由不须改变相机拍摄参数所撷取的多张低解析度影像，判断出主体区域，并对非主体区域进行模糊化处理，进而产生主体清晰背景模糊的浅景深影像。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例所显示的一种产生背景模糊的影像处理方法的流程图。

图2是依照本发明一实施例所显示的产生背景模糊的影像撷取装置的方块图。

图3是依照本发明另一实施例所显示的一种产生背景模糊的影像处理方法的流程图。

主要元件符号说明：

200：产生背景模糊的影像撷取装置

210：撷取模组

220：几何校正模组

230：处理单元

240：缩放模组

S110～S150：本发明一实施例的产生背景模糊的影像处理方法的各步骤

S310～S380：本发明另一实施例的产生背景模糊的影像处理方法的各步骤

具体实施方式

图1是依照本发明一实施例所显示的一种产生背景模糊的影像处理方法的流程图。图2是依照本发明一实施例所显示的产生背景模糊的影像撷取装置的方块图。本实施例的产生背景模糊的影像撷取装置200例如是数码相机、单反相机、数码摄影机或是其他具有影像撷取功能的智能型手机、平板电脑等等，不限于上述。产生背景模糊的影像撷取装置200包括撷取模组210、几何校正模组220、处理单元230以及缩放模组240。上述各模组可为硬件、软件或其组合实作而得。以下即搭配图2中的各模组说明图1产生背景模糊的影像处理方法的详细步骤：

首先如步骤S110所述，撷取模组210对一主体连续撷取多数个预览影像(live-view images)，并撷取一目标影像。预览影像是为影像撷取装置200开机后处于预览模式或处于快门键被半压时的模式(halfshutter)时，于影像撷取装置200的显示荧幕(未显示)上所显示低解析度的画面。最后，当快门键被全压时的模式(full shutter)所撷取的影像即为目标影像。因此，预览影像的解析度低于目标影像的解析度。必须说明的是，预览影像所撷取的个数并未限制，可视影像撷取装置200的规格所设定，但通常影像撷取装置200连续撷取多数个预览影像的时间小于或等于撷取一目标影像所需的时间。

接下来在步骤S120中，耦接至撷取模组210与处理单元230的几何校正模组220对预览影像进行几何校正以产生多数个校正后预览影像。由于预览影像是由使用者对同一主体连续拍摄所得，期间由于相机的晃动或移动，易于拍摄出不同角度与不同景深的影像，但主体仍然存在各预览影像中，因此几何校正模组220对各预览影像的主体为目标进行几何校正，使得校正后预览影像的主体皆位于同一位置。

接着如步骤S130所述，处理单元230接收几何校正模组220所产生的校正后预览影像，并对校正后预览影像进行相关性(correlation)比对，藉以产生一相对景深图。由于校正后预览影像的主体皆位于同一位置，而其余与主体位于不同距离的物体则因景深的差异会无法完全对齐，因此利用各校正后预览影像间的差异进行景深的估计。在各校正后预览影像之间，包含主体的主体区域会呈现较高的相关性，而其余主体区域以外的影像则会呈现较低的相关性。若相关性愈低，则表示离主体的拍摄距离愈远；若相关性愈高，则表示离主体的拍摄距离愈近。根据此相关性来判别主体区域以外的各物件与主体的相对距离关系，并把相关性量化以产生一相对景深图。

在步骤S140中，缩放模组240耦接至处理单元230，接收并放大处理单元230所产生的相对景深图，以使相对景深图的解析度相同于目标影像的解析度。缩放模组240所采用的放大方法例如是双向性内插(bilateral interpolation)、双线性内插(bilinear interpolation)等等，在此不加以限制。

最后在步骤S150中，处理单元230依据缩放模组240放大后的相对景深图来判断目标影像中包含主体的一主体区域。其中，主体区域代表了在该区域内的各物件皆与主体具有相同摄影距离。因此，在主体区域内的影像维持既有的清晰影像，而处理单元230对主体区域以外的区域进行模糊化处理，藉以产生一主体清晰背景模糊的影像。其中，模糊化处理例如可采用空间滤波器(spatial filter)、线性滤波器(linear filter)、非线性滤波器(non-linear filter)或模糊化滤波器(blur filter)等，在此不加以限制。

具上所述，本发明藉由对预览影像进行相关性比对所产生的相对景深图，即可判别目标影像的主体区域与非主体区域，进而对非主体区域进行模糊化处理。据此，使用者利用相机连续撷取多张影像时，并不需要改变相机拍摄参数即可产生主体清晰背景模糊的影像。

为了使本发明的内容更为明了，以下另举一实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。图3是依照本发明另一实施例所显示的一种产生背景模糊的影像处理方法的流程图。以下请配合参照图3。

首先，对一主体连续撷取多数个预览影像，并撷取一目标影像(步骤S310)。并对这些预览影像进行几何校正以产生多数个校正后预览影像(步骤S320)。接着对这些校正后预览影像进行相关性比对，藉以产生一相对景深图。在一实施例中，例如可将校正后预览影像的第一张影像作为参考影像，对参考影像中的每一像素点位置，以一遮罩(mask)与其余的校正后预览影像的对应位置进行相关性比对。并依据相关性高低的不同而给予不同的数值作代表以产生此相对景深图，使用者例如可依据实际需求做设定，将相关性高低分成十个等级0～10，当判断出相关性为最高等级时，则以数值10作为代表；当判断出相关性为最低等级时，则以数值0作为代表，据此便能产生出相对景深图(步骤S330)。

与前述实施例不同的是，在放大相对景深图之前，还包括缩小目标影像，使缩小后的目标影像的解析度相同于预览影像的解析度(步骤S340)。以及将缩小后的目标影像与预览影像其中之一进行几何校正，并产生几何校正参数，使校正后的预览影像对齐缩小后的目标影像(步骤S350)。由于目标影像与预览影像所撷取的时间仍具有时间差，因此可能因拍摄期间的晃动或移动造成影像偏差，故必须将目标影像缩小并且与预览影像做几何校正。

接下来便依据上述所产生的几何校正参数对相对景深图进行几何校正，以产生校正后的相对景深图(步骤S360)。由于相对景深图的产生是根据预览影像所产生，若要将此相对景深图提供给目标影像作参考，则必须根据几何校正参数做调校，以提升参考的精准度。

接着，放大校正后的相对景深图，使放大后的相对景深图的解析度相同于目标影像的解析度(步骤S370)。依据放大后的相对景深图判断此目标影像中包含主体的一主体区域，并对主体区域以外的区域进行模糊化处理，藉以产生一背景模糊影像(步骤S380)。至于本实施例的其他细部流程已包含在前述实施例中，故在此不予赘述。

综上所述，本发明所提供的产生背景模糊的影像处理方法及其影像撷取装置，可利用连续撷取的多张低解析度影像进行相关性比对，以判断出主体区域与非主体区域资讯，并利用上述资讯对目标影像的非主体区域进行模糊化处理，进而产生主体清晰背景模糊的浅景深影像，提升了影像的品质。此外，本发明并不需要依赖大孔径镜头，亦不需要改变相机拍摄参数来进行一系列的连拍，因此提升消费者使用的方便性。

虽然本发明已以实施例揭示如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作适当的改动和同等替换，故本发明的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种产生背景模糊的影像处理方法，适用于一影像撷取装置，该影像处理方法包括：

对一主体连续撷取多数个预览影像，并撷取一目标影像；

对该些预览影像进行几何校正以产生多数个校正后预览影像；

对该些校正后预览影像进行相关性比对，藉以产生一相对景深图；

放大该相对景深图；以及

依据放大后的该相对景深图判断该目标影像中包含该主体的一主体区域，并对该主体区域以外的区域进行模糊化处理，藉以产生一背景模糊影像。

2.根据权利要求1所述的产生背景模糊的影像处理方法，其中对该些校正后预览影像进行相关性比对，藉以产生该相对景深图的步骤包括：

对该些校正后预览影像的每一像素点位置，以一遮罩进行相关性比对；以及

依据相关性高低的不同而给予不同的数值作代表以产生该相对景深图。

3.根据权利要求1所述的产生背景模糊的影像处理方法，其中在放大该相对景深图的步骤之前，还包括：

缩小该目标影像，使缩小后的该目标影像的解析度相同于该些预览影像的解析度。

4.根据权利要求3所述的产生背景模糊的影像处理方法，其中在放大该相对景深图的步骤前，还包括：

将缩小后的该目标影像与该些预览影像其中之一进行几何校正，并产生一几何校正参数，使校正后的该些预览影像对齐缩小后的该目标影像。

5.根据权利要求4所述的产生背景模糊的影像处理方法，其中在放大该相对景深图的步骤之前，还包括：

依据该几何校正参数对该相对景深图进行几何校正，以产生校正后的该相对景深图。

6.根据权利要求5所述的产生背景模糊的影像处理方法，其中放大该相对景深图的步骤包括：

对校正后的该相对景深图的解析度进行放大，使放大后的该相对景深图的解析度相同于该目标影像的解析度。

7.一种产生背景模糊的影像撷取装置，包括：

一撷取模组，对一主体连续撷取多数个预览影像，并撷取一目标影像，其中该些预览影像的解析度低于该目标影像的解析度；

一几何校正模组，耦接至该撷取模组，对该些预览影像进行几何校正以产生多数个校正后预览影像；

一处理单元，耦接至该几何校正模组，对该些校正后预览影像进行相关性比对，藉以产生一相对景深图；以及

一缩放模组，耦接至该处理单元，接收并放大该处理单元所产生的该相对景深图，其中，

该处理单元依据该缩放模组放大后的该相对景深图判断该目标影像中包含该主体的一主体区域，该处理单元并对该主体区域以外的区域进行模糊化处理，藉以产生一背景模糊影像。

8.根据权利要求7所述的产生背景模糊的影像撷取装置，其中：

该处理单元对该些校正后预览影像的每一像素点位置，以一遮罩进行相关性比对，该处理单元并依据相关性高低的不同而给予不同的数值作代表以产生该相对景深图。

9.根据权利要求7所述的产生背景模糊的影像撷取装置，其中：

该缩放模组还包括缩小该目标影像，使缩小后的该目标影像的解析度相同于该些预览影像的解析度，并将缩小后的该目标影像传送至该几何校正模组。

10.根据权利要求9所述的产生背景模糊的影像撷取装置，其中：

该几何校正模组对缩小后的该目标影像与该些预览影像其中之一进行几何校正，并产生一几何校正参数，使校正后的该些预览影像对齐缩小后的该目标影像，该几何校正模组还依据该几何校正参数对该相对景深图进行几何校正，以产生校正后的该相对景深图。

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