CN101193211A

CN101193211A - 影像撷取装置及其自动曝光控制方法

Info

Publication number: CN101193211A
Application number: CN 200610166716
Authority: CN
Inventors: 谢汶宏; 蔡净榕; 萧淑真
Original assignee: Asia Optical Co Inc
Current assignee: Asia Optical Co Inc
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2026-12-01
Also published as: CN100493149C

Abstract

本发明涉及一种影像撷取装置及其自动曝光控制方法。本发明所提供的自动曝光控制方法是先将欲拍摄影像的原始影像范围分割成为多个取样区域，其中每一取样区域的影像色彩由红绿蓝(RGB)三原色所构成。再根据每一取样区域取出其RGB个别色彩值的最大值与平均值及预设的最大值目标亮度与平均值目标亮度，计算出最大曝光比例值与平均曝光比例值。最后，判断该最大曝光比例值是否小于平均曝光比例值。若是，则以平均曝光比例值为基准，使影像撷取装置发出一闪光。若否，则以最大曝光比例值为基准，使影像撷取装置发出一闪光。

Description

影像撷取装置及其自动曝光控制方法

技术领域

本发明涉及一种自动曝光装置，特别是一种影像撷取装置及其自动曝光控制方法。

背景技术

由于拍摄环境、拍摄目标及背景光源的复杂性，使得数码相机在激活闪光灯拍照时常有曝光不足或过量的情形发生，因而无法得到令人满意的拍照结果。目前的拍摄技术大都在未闪光之前撷取影像参考样本，再根据参考样本配合自行设计的计算闪光参数的技术来设定闪光灯的强度及闪光时间长度，最后便直接以该求得的闪光参数进行闪光拍照。然而，上述做法无法实际掌握闪光后被摄物曝光的结果，故常会发生过曝或曝光不足的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种改进的影像撷取装置及其自动曝光控制方法，利用加权平均的方式来计算最佳的主闪光灯参数以达到精准的曝光。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动曝光控制方法，适用于影像撷取装置，所述自动曝光控制方法包括下列步骤：

将欲拍摄影像的原始影像范围分割成为多个取样区域，其中每一取样区域由第一色彩值、第二色彩值与第三色彩值所构成；

取出每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的最大值；

取出每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的平均值；

根据所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的最大值计算取得第一最大加总值、第二最大加总值以及第三最大加总值；

根据所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的平均值计算取得第一平均加总值、第二平均加总值以及第三平均加总值；

由所述第一、第二与第三最大加总值中的最大值计算出最大加总曝光值；

由所述第一、第二与第三平均加总值中的最大值计算出平均加总曝光值；

设定最大值目标亮度与平均值目标亮度；

根据所述最大加总曝光值、所述平均加总曝光值、所述最大值目标亮度与所述平均值目标亮度，计算取得最大曝光比例值与平均曝光比例值；

判断所述最大曝光比例值是否小于所述平均曝光比例值；以及

若所述最大曝光比例值小于所述平均曝光比例值，则以所述平均曝光比例值为基准，使所述影像撷取装置发出闪光，否则，以所述最大曝光比例值为基准，使所述影像撷取装置发出闪光。

在本发明所述的自动曝光控制方法中，将每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的最大值分别乘以一权重后相加，以取得所述第一、第二与第三最大加总值。

在本发明所述的自动曝光控制方法中，将每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的平均值分别乘以一权重后相加，以取得所述第一、第二与第三平均加总值。

在本发明所述的自动曝光控制方法中，所述最大加总曝光值是将所述第一、第二与第三最大加总值中的最大值除以一第一总权重而得。

在本发明所述的自动曝光控制方法中，所述平均加总曝光值是将所述第一、第二与第三平均加总值中的最大值除以一第二总权重而得。

在本发明所述的自动曝光控制方法中，所述最大曝光比例值是由所述最大值目标亮度除以所述最大加总曝光值而得。

在本发明所述的自动曝光控制方法中，所述平均曝光比例值是由所述平均值目标亮度除以所述平均加总曝光值而得。

在本发明所述的自动曝光控制方法中，所述第一、第二与第三色彩为红绿蓝(RGB)三原色。

在本发明所述的自动曝光控制方法中，所述多个取样区域中，资料选取单位为一像素。

一种影像撷取装置，包括：

微处理器；以及

数字信号处理单元，用于将一欲拍摄影像的原始影像范围分割成为多个取样区域，其中每一取样区域是由第一色彩值、第二色彩值与第三色彩值所构成，取出每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的最大值与平均值，根据所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的最大值计算取得第一最大加总值、第二最大加总值以及第三最大加总值，根据所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的平均值计算取得第一平均加总值、第二平均加总值以及第三平均加总值，由所述第一、第二与第三最大加总值中的最大值计算出最大加总曝光值，由所述第一、第二与第三平均加总值中的最大值计算出平均加总曝光值，根据所述最大加总曝光值与所述平均加总曝光值以及预设的最大值目标亮度与平均值目标亮度，计算取得最大曝光比例值与平均曝光比例值，并且，所述微处理器用于判断所述最大曝光比例值是否小于所述平均曝光比例值，以及若所述最大曝光比例值小于所述平均曝光比例值，则以所述平均曝光比例值为基准，使所述影像撷取装置发出闪光，否则以所述最大曝光比例值为基准，使所述影像撷取装置发出闪光。

在本发明所述的影像撷取装置中，所述数字信号处理单元用于将每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的最大值分别乘以一权重后相加，以取得所述第一、第二与第三最大加总值。

在本发明所述的影像撷取装置中，所述数字信号处理单元用于将每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的平均值分别乘以一权重后相加，以取得所述第一、第二与第三平均加总值。

在本发明所述的影像撷取装置中，所述最大加总曝光值等于所述第一、第二与第三最大加总值中的最大值除以一第一总权重。

在本发明所述的影像撷取装置中，所述平均加总曝光值等于所述第一、第二与第三平均加总值中的最大值除以一第二总权重。

在本发明所述的影像撷取装置中，所述数字信号处理单元将所述最大值目标亮度除以所述最大加总曝光值而取得所述最大曝光比例值。

在本发明所述的影像撷取装置中，所述数字信号处理单元将所述平均值目标亮度除以所述平均加总曝光值而取得所述平均曝光比例值。

实施本发明的影像撷取装置及其自动曝光控制方法，具有以下有益效果：可应用于各种数字影像撷取产品的自动曝光(AE)算法，以取样区域的最大值及平均值做计算，并设定最大值上限及平均值下限，达到最佳曝光结果，并能避免特殊场景下曝光的错误，实现精准的曝光。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的自动曝光控制方法的步骤流程图；

图2是本发明实例的将一影像分割为多个影像方块的示意图；以及

图3是本发明实施例的影像撷取装置的架构示意图。

具体实施方式

为了让本发明的目的、特征、及优点能更明显易懂，下文举较佳实施例，并参照附图1至3，做详细的说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各组件的配置是为说明之用，并非用以限制本发明。且实施例中附图标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。

本发明实施例公开了一种影像撷取装置及其自动曝光控制方法。本发明实施例的自动曝光控制方法以每一个取样区域的红绿蓝(RGB)色彩值的各最大值及平均值进行自动曝光(Auto Exposure，AE)的演算。使色彩值经过加权计算后的结果介于最大值目标亮度与平均值目标亮度之间(其中，最大值目标亮度大于平均值目标亮度)，并以最大值演算的结果作为决定自动曝光的条件。

图1是本发明实施例的自动曝光控制方法的步骤流程图。

首先，将欲拍摄影像的原始影像范围分割成为多个最适取样区域(步骤S1)。如图2所示，在本发明实施例中，最适取样区域是将该欲拍摄影像分割为56个大小相同的取样区域。接着，取出每一取样区域内，各像素中的RGB各色彩值的最大值(步骤S2)。每一取样区域内的各像素色彩都不同，且每一像素都由RGB三个色彩值所构成，因此自每一取样区域内的各像素资料中，分别取出R、G、B色彩值的最大值。举例来说，某一取样区域包含四个像素，其RGB色彩值分表示为(125，36，95)、(75，89，92)、(37，156，63)与(56，78，122)，则R色彩值的最大值为125，G色彩值的最大值为156，B色彩值之最的值为122。用这种方式分别取出每一取样区域的RGB各色彩值的最大值，并分别标记为rMax1、rMax2、…、rMax56、gMax1、gMax2、…、gMax56、bMax1、bMax2、…、bMax56。

取出每一取样区域内各像素中的RGB各色彩值的平均值(步骤S3)。以上述范例来说，该取样区域内的各像素中，R色彩值的平均值为(125+75+37+56)/4＝73.25，G色彩值的平均值为(36+89+156+78)/4＝89.75，B色彩值的平均值为(95+92+63+122)/4＝93。用这种方式分别取出每一取样区域内各像素RGB各色彩值的平均值，并分别标记为rAvg1、rAvg2、…、rAvg56、gAvg1、gAvg2、…、gAvg56、bAvg1、bAvg2、…、bAvg56。

接着，将每一取样区域内各像素RGB各色彩值的最大值分别乘以权重(wi)后相加，以取得R最大加总值(rSumMax)、G最大加总值(gSumMax)以及B最大加总值(bSumMax)(步骤S4)。以上述范例来说，rSumMax＝rMax1×w1+rMax2×w2+…+rMax56×w56，gSumMax＝gMax1×w1+gMax2×w2+…+gMax56×w56，bSumMax＝bMax1×w1+bMax2×w2+…+bMax56×w56。然后，将每一取样区域内各像素RGB各色彩值的平均值乘以权重后相加，以取得R平均加总值(rSumAvg)、G平均加总值(gSumAvg)以及B平均加总值(bSumAvg)(步骤S5)。以上述范例来说，rSumAvg＝rAvg1×w1+rAvg2×w2+…+rAvg56×w56，gSumAvg＝gAvg1×w1+gAvg2×w2+…+gAvg56×w56，bSumAvg＝bAvg1×w1+bAvg2×w2+…+bAvg56×w1。

接着，将rSumMax、gSumMax、bSumMax中的最大值除以总权重(wmax)，以取得最大加总曝光值(maxSumAe)(步骤S6)，即maxSumAe＝MAX(rSumMax，gSumMax，bSumMax)/wmax。将rSumAvg、gSumAvg、bSumAvg的最大值后除以总权重(wmax)，以取得平均加总曝光值(avgSumAe)(步骤S7)，即avgSumAe＝MAX(rSumAvg，gSumAvg，bSumAvg)/wmax。设定最大值目标亮度与平均值目标亮度(步骤S8)，其设定基准视实际需求而定。接着，利用maxSumAe及avgSumAe分别计算出最大曝光比例值与平均曝光比例值(步骤S9)。最大曝光比例值＝最大值目标亮度/maxSumAe，并且将其标示为maxRatio。平均曝光比例值＝平均值目标亮度/avgSumAe，并且将其标示为avgRatio。计算出最大曝光比例值与平均曝光比例值后，将两值互相比较，判断最大曝光比例值是否小于平均曝光比例值(步骤S10)。若是，则以平均曝光比例值为基准，使影像撷取装置发出一闪光(步骤S11)。若否，则以最大曝光比例值为基准，使影像撷取装置发出一闪光(步骤S12)。

图3是本发明实施例的影像撷取装置的架构示意图。

本发明实施例的影像撷取装置10至少包括一镜头模块100、一影像感测单元200、一处理系统700、一马达驱动系统500以及一储存媒体600。影像感测单元200用于从外界撷取影像信号。处理系统700包含一微处理器400，用于负责图像信息的采集、资料的判断以及控制信号的产生，与一数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)单元300，用以专门计算数据。马达驱动系统500用于驱动镜头模块100或影像感测单元200移动到对焦位置。储存媒体600用于储存撷取的影像信号。

在本发明实施例中，上述自动曝光控制方法主要是以处理系统700中的数字信号处理单元300做资料运算，再以微处理器400判断数字信号处理单元300最终的运算结果，并依该判断结果设定曝光参数，用以控制自动曝光。故在下文中主要说明处理系统700的实施流程，其它组件则不予以赘述。

首先，数字信号处理单元300将欲拍摄影像的原始影像范围分割成为多个最适取样区域(如图2所示，其将欲拍摄影像分割为56个大小相同的取样区域)，取出每一取样区域的RGB各色彩值的最大值(其分别标记为rMax1、rMax2、…、rMax56、gMax1、gMax2、…、gMax56、bMax1、bMax2、…、bMax56)及平均值(其分别标记为rAvg1、rAvg2、…、rAvg56、gAvg1、gAvg2、…、gAvg56、bAvg1、bAvg2、…、bAvg56)，然后将每一取样区域的RGB各色彩值的最大值及平均值分别乘以权重(wi)后相加，以分别取得R最大加总值(rSumMax)、G最大加总值(gSumMax)、B最大加总值(bSumMax)，以及R平均加总值(rSumAvg)、G平均加总值(gSumAvg)、B平均加总值(bSumAvg)。

接着，数字信号处理单元300将rSumMax、gSumMax、bSumMax三者中的最大值除以总权重(wmax)，并且将其结果标示为maxSumAe，其中maxSumAe表示最大加总曝光值；将rSumAvg、gSumAvg、bSumAvg三者中的最大值除以总权重(wmax)，并且标示为avgSumAe，其中avgSumAe表示平均加总曝光值。接着，数字信号处理单元300分别根据maxSumAe与avgSumAe以及预设的最大值目标亮度与平均值目标亮度，分别计算出最大曝光比例值与平均曝光比例值。该最大曝光比例值＝最大值目标亮度/maxSumAe，并且将其标示为maxRatio。该平均曝光比例值＝平均值目标亮度/avgSumAe，并且将其标示为avgRatio。最后，微处理器400比较最大曝光比例值与平均曝光比例值，判断最大曝光比例值是否小于平均曝光比例值。若是，则以最大曝光比例值为基准，使影像撷取装置发出闪光。若否，则以平均曝光比例值为基准，使影像撷取装置发出闪光。

注意到，本发明实施例的自动曝光控制方法是将一原始影像范围分割成为56个大小相同的取样区域，然而，其并非用于限定本发明，该原始影像范围亦可分割成为56个大小不同的取样区域。此外，每一取样区域的权重可为不同值或均为相同值，应当因需求而定。

本发明实施例的自动曝光控制方法可应用于各种数字影像撷取产品的自动曝光(AE)算法，以取样区域的最大值及平均值做计算，并设定最大值上限及平均值下限，以期达到最佳曝光结果，并能避免特殊场景下曝光的错误。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明之精神和范围内，可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种自动曝光控制方法，适用于影像撷取装置，其特征在于，所述自动曝光控制方法包括下列步骤：

设定最大值目标亮度与平均值目标亮度；

2.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，将每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的最大值分别乘以一权重后相加，以取得所述第一、第二与第三最大加总值。

3.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，将每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的平均值分别乘以一权重后相加，以取得所述第一、第二与第三平均加总值。

4.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，所述最大加总曝光值是将所述第一、第二与第三最大加总值中的最大值除以一第一总权重而得。

5.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，所述平均加总曝光值是将所述第一、第二与第三平均加总值中的最大值除以一第二总权重而得。

6.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，所述最大曝光比例值是由所述最大值目标亮度除以所述最大加总曝光值而得。

7.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，所述平均曝光比例值是由所述平均值目标亮度除以所述平均加总曝光值而得。

8.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，所述第一、第二与第三色彩为红绿蓝(RGB)三原色。

9.根据权利要求8所述的自动曝光控制方法，其特征在于，所述多个取样区域中，资料选取单位为一像素。

10.一种影像撷取装置，其特征在于，包括：

微处理器；以及

11.根据权利要求10所述的影像撷取装置，其特征在于，所述数字信号处理单元用于将每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的最大值分别乘以一权重后相加，以取得所述第一、第二与第三最大加总值。

12.根据权利要求10所述的影像撷取装置，其特征在于，所述数字信号处理单元用于将每一取样区域的所述第一、第二与第三色彩值的各色彩值的平均值分别乘以一权重后相加，以取得所述第一、第二与第三平均加总值。

13.根据权利要求10所述的影像撷取装置，其特征在于，所述最大加总曝光值等于所述第一、第二与第三最大加总值中的最大值除以一第一总权重。

14.根据权利要求10所述的影像撷取装置，其特征在于，所述平均加总曝光值等于所述第一、第二与第三平均加总值中的最大值除以一第二总权重。

15.根据权利要求10所述的影像撷取装置，其特征在于，所述数字信号处理单元将所述最大值目标亮度除以所述最大加总曝光值而取得所述最大曝光比例值。

16.根据权利要求10所述的影像撷取装置，其特征在于，所述数字信号处理单元将所述平均值目标亮度除以所述平均加总曝光值而取得所述平均曝光比例值。