CN101677366A - 影像亮度校正方法 - Google Patents

Abstract

一种影像亮度校正方法。首先，发出预闪并拍摄预闪影像。接着，依据预闪影像与摄影装置的自动曝光时间估算主闪时间长度后，发出主闪光，并拍摄原始影像。然后，依据预设增益水平将原始影像的亮度增益向上调校，由调整影像的数字亮度增益让每一次拍摄的影像皆具有相同的亮度增益。

Description

影像亮度校正方法

技术领域

本发明涉及一种影像处理方法，尤其涉及一种调整影像的亮度增益为一致的影像亮度校正方法。

背景技术

随着摄影装置的普及化，使用摄影装置的机会也增加不少。以这些摄影装置拍摄影像时，拍摄时的亮度会直接影响到成像质量及影像的可辨识度。特别是在拍摄场地的光线不足，或是曝光时间未达到安全快门的要求的情况下，更需要以闪光灯补足拍摄环境的亮度，由闪光灯补足所拍摄影像的亮度，使所拍摄影像不会因为亮度太暗，使影像产生无法辨识的区域。

图1A为现有摄影装置使用闪光灯拍摄影像的流程图。请参考图1A，现有摄影装置使用闪光灯拍摄影像的方法包括：首先，发出预闪并拍摄预闪影像(步骤S110)。接着，撷取摄影装置的自动曝光时间(步骤S120)。然后，依据预闪影像与自动曝光时间估算主闪时间长度(步骤S130)。依据主闪时间长度发出主闪光，并拍摄原始影像(步骤S140)。最后，对原始影像进行影像处理，并输出为预设影像文件(步骤S150)。由这上述步骤，撷取影像时，摄影装置得以判断何时需使用闪光灯拍摄影像。

然而，摄影装置的闪光灯每次闪光程度并不相等。闪光灯的稳定度取决于闪光灯电容量大小，闪光灯的电容越小的话其放电稳定度越差。当放电的稳定度不佳时，每次所拍摄的影像的亮度便会不一致。举例来说，图1B为摄影装置使用闪光灯拍摄影像的亮度增益数据图。请参考图1B，此实验数据为在相同场景与亮度下，在不同物距拍摄的影像的亮度增益。举例来说，同为0.3公尺时拍摄的影像的亮度增益，在数次实验中各个拍摄影像的亮度增益即存在约30％的差距(173.35-131.51)/154.134。虽然可更换具有较高稳定度的闪光灯以消弭每次拍摄的亮度增益差异，但是具有较高稳定度的闪光灯组件的单价成本相对较高，且亦不能保证每一次拍摄的影像皆具有相同的亮度增益。换言之，目前技术尚未能克服因闪光灯闪光程度所造成的输出影像亮度不一致的问题。

发明内容

鉴于上述因闪光灯的不稳定性造成拍摄影像的亮度增益不一致的问题。本发明的目的在于提供一种影像亮度校正方法，由将原始影像的亮度增益向上调高为相等的亮度增益，以解决拍摄影像亮度增益不一致的问题，进而输出亮度增益一致的影像。

为达到上述目的，本发明的影像亮度校正方法通过摄影装置执行，用以让拍摄影像的亮度增益维持一致。影像亮度校正方法通过以下步骤实现：首先，发出预闪并拍摄预闪影像。接着，撷取摄影装置的自动曝光时间，并依据预闪影像及摄影装置的自动曝光时间估算主闪时间长度。之后，依据主闪时间长度发出主闪光，并拍摄原始影像。然后，计算原始影像的亮度增益，并依据预设增益水平(Gain Threshold)计算原始影像不足的亮度增益比率。最后，依据原始影像不足的亮度增益的比率，重新计算原始影像的色彩增益值，并于补足色彩增益值后输出为预设影像文件。

根据以上的步骤，本发明的影像亮度校正方法，在同一场景和亮度拍摄的情况下，能够将参差不齐的亮度增益校正为预设增益水平。并将预设增益水平代替原本的亮度增益，以对原始影像做影像处理，进而使输出的预设影像文件的亮度能维持一致。并由校正原始影像的亮度增益，补足因闪光灯不稳定所影响的亮度增益，进而达到使预设影像文件所呈现的亮度维持一致的功效。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为现有摄影装置使用闪光灯拍摄影像的流程图；

图1B为现有摄影装置使用闪光灯拍摄影像的亮度增益数据图；

图2为影像亮度校正方法的流程图；

图3A为原始影像的亮度增益的示意图；

图3B为原始影像的亮度增益的示意图。

其中，附图标记

预设增益水平

31～39   原始影像的亮度增益

Δ1～Δ8 差值

具体实施方式

本发明的目的及提出的在下列较佳实施例中详细说明。然而本发明的概念亦可用于其它范围。以下列举的实施例仅用于说明本发明的目的与执行方法，并非用以限制其范围。

图2为影像亮度校正方法的流程图。请参考图2，本实施例的影像亮度校正方法是依据所拍摄出原始影像的亮度增益，并比对原始影像的亮度增益与预设增益水平，以得到原始影像需补足的亮度增益。再依据原始影像需补足的亮度增益(意即不足的亮度增益比率)重新计算原始影像的色彩增益。所述不足的亮度增益比率可以如下的数学式表之：

原始影像不足的亮度增益比率＝预设增益水平/原始影像的亮度增益之后，将补正后的亮度增益与色彩增益，代替原始影像的亮度增益与色彩增益。以使在同一场景与亮度中，所拍摄亮度与色彩有明显差距的影像，经由调整亮度增益而得出亮度一致的预设影像文件，进而增加拍摄影像的亮度的稳定性。

影像亮度校正方法包括以下步骤：首先，发出预闪并拍摄预闪影像(步骤S210)。摄影装置由在拍摄原始影像之前拍摄预闪影像，估算原始影像所需要的参数。随着各摄影装置拍摄预闪影像次数的不同，在估算原始影像所需要的参数时，若有拍摄一次以上的预闪影像，就会在预闪影像中，取出一个最佳的参数。接着，撷取摄影装置的自动曝光时间，并依据预闪影像及摄影装置的自动曝光时间估算主闪时间长度(步骤S220)。主闪时间长度是闪光灯在拍摄原始影像时，闪光灯打闪的时间。闪光灯打闪的时间长短，会影响摄影装置中，感光组件所感应到光亮的程度。

在设定主闪时间长度后，摄影装置便依据主闪时间长度发出主闪光，并拍摄原始影像(步骤S230)。在拍摄原始影像的同时，摄影装置也会接收闪光灯以及场景的光线，以转换为亮度。因此，拍摄原始影像后，摄影装置就会计算原始影像的亮度增益(步骤S240)。计算原始影像的亮度增益的方法是先利用光电效应，将拍摄原始影像所撷取的光度转换为电流信号。之后再将电流信号转换为数字化信号，并依据数字化信号计算原始影像的亮度增益。而数字化信号计算原始影像的亮度增益的方法通常以线性计算的方式进行。

计算原始影像的亮度增益后，摄影装置会依据预设增益水平，计算原始影像需补足的亮度增益(步骤S250)。其中，预设增益水平可以是在拍摄预闪影像时，计算每次预闪影像的亮度增益，并从所有计算出的亮度增益中，取出亮度增益的最大值。或者，为了在不同情况下，建立参考的预设增益水平，也可以建立亮度增益数据库。亮度增益数据库依据拍摄影像时所设定的自动曝光时间、光圈大小、焦距距离，以及主闪时间长度等因素，设定相对应的预设增益水平。如此一来，便可以依据自动曝光时间、光圈大小、焦距距离，以及主闪时间长度取出预设增益水平以比对原始影像的亮度增益。

在取得原始影像需补足的亮度增益或原始影像需调降的亮度增益后，便依此重新计算原始影像的色彩增益，以取得新色彩增益(步骤S260)。实际上，亮度增益的不足代表拍摄时闪光灯打主闪时间长度不够，才会导致所接收的亮度不足。闪光灯打主闪时间长度同样也影响色彩增益。在无法接收正确的光谱而导致色彩增益不足的情况下，经过影像处理而输出的预设影像文件会偏向深颜色或是黑色。

由于色彩增益同样也是受到拍摄时所接收光线的影响，当原始影像的亮度增益调为预设增益水平301，色彩增益也要同时改变。新色彩增益的计算方法可以是将原始影像的色彩增益，依据原始影像需补足的亮度增益等比例放大；或依比例换算原始影像需补足的亮度增益后，补回原始影像的色彩增益；或以将原始影像需补足的亮度增益，与原始影像的色彩增益进行内插法计算，以取得新色彩增益。摄影装置的色彩的因子由红色、绿色，以及蓝色组成。在计算新色彩增益时，可分别由红色、绿色，以及蓝色取得个别的新色彩增益；或以矩阵方式由原始影像的色彩增益，计算出新色彩增益。

最后，对原始影像进行影像处理，并输出为预设影像文件(步骤S270)。在此步骤中，摄影装置会使用预设增益水平301与新色彩增益，代替原始影像的亮度增益与色彩增益进行影像处理。在进行影像处里的过程中，影像所有的原始色彩(RGB)都会转换为亮度线性相关色彩(Linear RGB)。原始色彩转换为亮度线性相关色彩的公式如下：

亮度线性相关色彩＝色彩增益*原始色彩+亮度增益。

或

亮度线性相关红色＝红色增益*原始红色+亮度增益。

亮度线性相关绿色＝绿色增益*原始绿色+亮度增益。

亮度线性相关蓝色＝蓝色增益*原始蓝色+亮度增益。

而亮度线性相关色彩会显示在预设影像文件上，以供辨识。因此，使用预设增益水平301与新色彩增益，代替原始影像的亮度增益与色彩增益，让亮度线性相关色彩能够依据预设增益水平301而调整至相近色彩，进而使预设影像文件保持在亮度上的稳定性。

为清楚说明原始影像的亮度增益与调整后的亮度增益的关系，在以图3A及图3B说明之，图3A为原始影像的亮度增益的示意图。原始影像的亮度增益31至原始影像的亮度增益38是在相同场景与亮度下，由每次拍摄原始影像所计算出的原始影像的亮度增益。Δ1至Δ8是原始影像的亮度增益31至原始影像的亮度增益38与预设增益水平301之间的差距。

以原始影像的亮度增益33为例，计算原始影像需补足的亮度增益的方法可以是将原始影像的亮度增益33以倍数放大至预设增益水平301，而原始影像需补足的亮度增益为预设增益水平301除以亮度增益33所得出的值。或者，计算原始影像需补足的亮度增益的方法可以是将原始影像的亮度增益33补足至预设增益水平301，而原始影像需补足的亮度增益为预设增益水平301与原始影像的亮度增益33之间的差值Δ3。

另外，为了要考虑原始影像的亮度增益大于预设增益水平301的例外状况，在例外状况发生时，也要考虑计算原始影像需补足的亮度增益的其它方法。图3B为另一原始影像的亮度增益的示意图。当存在原始影像的亮度增益39大于预设增益水平301时，可由将预设增益水平301更改为原始影像的亮度增益39。并在不用调整原始影像的亮度增益39与色彩增益的情况下，直接进行影像处理。或者，原始影像的亮度增益39依据预设增益水平301计算原始影像需调降的亮度增益，使所拍摄影像的亮度增益保持在预设增益水平301。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种影像亮度校正方法，于以开启闪光灯的摄影装置拍摄影像后，校正拍摄影像的亮度增益为一致，其特征在于，该影像亮度校正方法包括以下步骤：

发出预闪并拍摄一预闪影像；

撷取该摄影装置的自动曝光时间，并依据该预闪影像及该摄影装置的自动曝光时间估算一主闪时间长度；

依据该主闪时间长度发出主闪光，并拍摄一原始影像；

计算该原始影像的亮度增益，并依据一预设增益水平计算该原始影像不足的亮度增益比率；以及

依据该原始影像不足的亮度增益的比率，重新计算该原始影像的色彩增益值，并于补足色彩增益值后输出为预设影像文件。

2、根据权利要求1所述的影像亮度校正方法，其特征在于，该预设增益水平选自于多组预闪影像中的最大亮度增益。

3、根据权利要求1所述的影像亮度校正方法，其特征在于，该原始影像不足的亮度增益比率以数学式表示为：

该原始影像不足的亮度增益比率＝该预设增益水平/该原始影像的亮度增益。

4、根据权利要求1所述的影像亮度校正方法，其特征在于，该原始影像依据该原始影像不足的亮度增益的比率通过一内插法程序补足该原始影像的色彩增益值。

5、根据权利要求4所述的影像亮度校正方法，其特征在于，该内插法程序依据该原始影像需补足的亮度增益进行等差计算。

6、根据权利要求1所述的影像亮度校正方法，其特征在于，若该原始影像的亮度增益大于该预设增益水平，则该预设增益水平更改为该原始影像的亮度增益。

Images