CN102118559B - 利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法，其是应用于数字相机在进行拍摄数字影像时，根据数字相机或被摄物的晃动，用以决定数字相机的拍摄参数。调整方法包括以下步骤：至少选取两张连续的第一预摄影像与第二预摄影像；将该第一预摄影像与该第二预摄影像划分为多个选取区块；计算每一选取区块的运动向量；利用每一选取区块的运动向量，产生相机晃动的背景主要运动向量与被摄物的本身移动向量；将被摄物的本身移动向量扣除掉背景主要运动向量后，得到已修正前景运动向量；根据已修正前景运动向量的大小，决定相应的拍摄参数。

Description

利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法

技术领域

本发明涉及一种数字影像的拍摄条件调整方法，特别是涉及一种利用移动侦测(motion detection)调整数字相机的拍摄条件的方法。

背景技术

随着数字相机的快速发展，许多人会利用摄影来记录值得纪念的一刻。但无论在传统使用底片的相机或数字相机上，往往会因为使用者对相机的把持不稳定，导致拍摄时产生模糊的影像。因为只要是手持相机，多多少少都会存在着手震的问题。差别是每个人手持的稳定度有所不同而已，导致按下快门的瞬间会不自主的位移。所以为了避免因为手震而使得拍摄的影像产生模糊，数字相机的制造厂商会透过硬件或软件的方式来校正已模糊的数字影像。

对于不同的数字相机厂商，均加入不同的防手震机制。一般常用的防手震的方式不外乎：调高感光度(ISO)、加快快门速度、或调大光圈值等方式。上述的各种方式均是减低拍摄时的快门时间，借以降低手震对于数字影像的影响。但是上述各种方式均有其缺陷。就调整方式与硬件成本而言，调整感光度相较于其它方式是较为便宜的一种做法。调高感光度会产生较大的噪声，使得数字影像的成像质量降低。而调整快门时间与光圈值会降低感光元件的受光量，进而影响数字影像的成像亮度。

除此之外，影响数字影像的清晰与模糊的原因还有被摄物的移动。当被摄物在晃动的过程中，若是以较低速度的快门时间进行拍摄，所得到的数字影像还是会出现模糊的影像。因此有人提出同时对数字相机的震动与被摄物的晃动分别进行侦测。再根据两者的移动向量对数字影像的拍摄条件进行补偿，借以将影响拍摄的因素降至最小。

在现有技术中是获取连续的多张影像，并根据影像中的每一像素在连续影像中的位移，进行相机震动或被摄物晃动的分析。请参考图1所示，其为现有技术对数字影像的像素计算示意图。图1的左上方与右上方是为连续的两张数字影像111、112。虽然对每一个像素进行分析，可以有效的找出相机与被摄物的移动变化(假设被摄物为图1中的人脸)。换句话说，移动变化就是图1的下方的箭头。但对数字影像中的每一像素进行计算，这对一般效能有限的数字相机实在有其先天运算的限制。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法，其是应用于数字相机在进行拍摄数字影像时，根据数字相机或被摄物的晃动，用以决定数字相机的拍摄参数。

为达上述目的，本发明所揭露的利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法包括以下步骤：获取连续的两帧预摄影像，分别定义为第一预摄影像与第二预摄影像；将第一预摄影像与第二预摄影像区分为多个选取区块，每一选取区块是对应于第一预摄影像与第二预摄影像中相同区域；计算每一选取区块在第一预摄影像对第二预摄影像的差异，取得选取区块的运动向量；根据选取区块的运动向量的移动量，选取出达到第一阈值的运动向量，并将其定义为第一主要运动向量；根据第一主要运动向量的移动方向，选取出达到第二阈值的第一主要运动向量，并将其定义为第二主要运动向量；在第一预摄影像与第二预摄影像中的相同位置设定前景区域，将其余区域设定为背景区域，并将位于前景区域的选取区块定义为前景区块，将位于背景区域的选取区域定义为背景区块；对所有背景区块中的第二主要运动向量进行统计程序，从中选出背景主要运动向量；利用背景主要运动向量与前景区块中的第二主要运动向量，计算已修正前景运动向量；根据已修正前景运动向量查找条件查找表，获取相应的拍摄参数。

该拍摄参数包括：光圈值、感光度与快门值。

设定该前景区域更包括以下步骤：

进行一人脸侦测程序；以及

对该数字影像中具有人脸的区域进行圈选，用以产生该前景区域。

该运动向量是利用绝对误差和算法或是均方差值和所产生。

根据权利要求1所述的利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法，其特征在于，该统计程序为一线性回归处理。

本发明提供的一种利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法，是对数字相机的震动或被摄物的晃动进行辨识，当侦测到数字相机发生震动时，将数字影像中的对象移动向量(意即被摄物的晃动)减掉相机移动向量(意即数字相机的震动)，即可得到被摄物的晃动程度。最后，数字相机根据上述结果对其拍摄条件进行调整。借以避免因为直接调高拍摄条件导致数字影像的质量下滑。

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1为现有技术对数字影像的像素计算示意图；

图2为本发明的运作流程示意图；

图3A为本发明的第一预摄影像与第二预摄影像的示意图；

图3B为本发明的前景区域与背景区域的示意图；

图3C为本发明的计算绝对误差和的示意图；

图3D为本发明的前景区块的示意图；

图3E为本发明的背景区块的示意图；

图3F为本发明的在背景区域中的第二主要运动向量的示意图；

图3G为本发明的已修正前景运动向量的示意图。

其中，附图标记

111、112    数字影像

311         第一预摄影像

313         第二预摄影像

331         前景区域

333         背景区域

351         选取区块

353         前景区块

355         背景区块

371         第二主要运动向量

373         背景主要运动向量

375        已修正前景运动向量

具体实施方式

本发明是运用于具有影像处理的电子装置，例如个人计算机、数字摄影机、数字相机等电子装置。但需注意的是，本发明非仅限于上述例子，在此仅先叙明。此外，在本发明中是以获取多张连续影像，并对每张影像中的运动向量进行分析。再从运动向量中决定出相机的晃动程度与被摄物的运动。根据两者的晃动与运动大小，决定相应的拍摄条件。为了能清楚说明本发明的运作，以下是以两张连续的预摄影像作为说明，但并非局限于此。请参考图2所示，其为本发明的运作流程示意图。以下为本发明的运作步骤：

步骤a：获取连续的两帧预摄影像，分别定义为第一预摄影像与第二预摄影像；

步骤b：将第一预摄影像与第二预摄影像区分为多个选取区块，每一选取区块是对应于第一预摄影像与第二预摄影像中相同区域；

步骤c：计算每一选取区块在第一预摄影像对第二预摄影像的差异，取得每一个选取区块的运动向量；

步骤d：根据选取区块的运动向量的移动量，选取出达到第一阈值的运动向量，并将所选出的运动向量定义为第一主要运动向量；

步骤e：根据第一主要运动向量的移动方向，选取出达到第二阈值的第一主要运动向量，并将所选出的第一主要运动向量定义为第二主要运动向量；

步骤f：在第一预摄影像与第二预摄影像中的相同位置设定前景区域，将其余区域设定为背景区域，并将位于前景区域的选取区块定义为前景区块，将位于背景区域的选取区域定义为背景区块；

步骤g：对所有背景区块中的第二主要运动向量进行统计程序，从中选出背景主要运动向量；

步骤h：利用背景主要运动向量与前景区块中的第二主要运动向量，计算已修正前景运动向量；以及

步骤i：根据已修正前景运动向量查找条件查找表，获取相应的拍摄参数。

请配合参考图3A所示，其为第一预摄影像与第二预摄影像的示意图。在图3A的左方为第一预摄影像311；图3A的右方为第二预摄影像313。接下来，在第一预摄影像311与第二预摄影像313的相同位置上设定前景区域331与背景区域333。换句话说，前景区域331分别选取第一预摄影像311与第二预摄影像313中相同位置。请配合图3B所示，其为前景区域与背景区域的示意图。为清楚说明前景区域331与背景区域333的差异，故在图3B中的前景区域331以一人脸表示(黑色短虚线框)，背景区域333是以黑色长虚线框表示。

前景区域331的大小可以利用人脸侦测进行设定。数字相机执行加载人脸侦测程序。数字相机在进行取景或拍摄的过程中，数字相机会对所或取得影像中判断是否有人脸的存在。若是获取的影像中具有人脸时，则会将数字影像的人脸进行圈选并将此一区域定义为前景区域331，如图3B所示。亦或者指定任一特定区域为前景。

选取区块351的像素数组大小可以依据数字影像或是数字相机的运算能力所决定。举例来说，在较小的数字影像或处理速度较慢的相机中，则可以将选取区块351设定为3*3的像素数组；在较大的数字影像或处理速度较为快速的相机中，则可以将选取区块351设定为5*5或7*7以上的像素数组大小。

接着，计算每一选取区块351在第一预摄影像311对第二预摄影像313的运动向量。计算运动向量的方式可以利用绝对误差和(Sum AbsolutionDifference，简称SAD)算法或是均方差值和(Sum of Squared Difference)找出运动向量。请配合参考图3C所示，其为计算绝对误差和的示意图。在图3C中的左图为第一预摄影像311；图3C的右图为第二预摄影像313。并在取得所有的选取区块351的运动向量后，根据运动向量的移动量大小，从所有的运动向量中选取出达到第一阈值的运动向量，并将所选出的运动向量的集合定义为第一主要运动向量。再由第一主要运动向量中，根据第一主要运动向量的移动方向，选取出达到第二阈值的第一主要运动向量，并将其定义为第二主要运动向量。

为清楚区隔不同区域中的选取区块351，因此将位于前景区域的选取区块351定义为前景区块353，将位于背景区域的选取区块351定义为背景区块355。在图3B中的前景区域331中更划分出多个前景区块353；在背景区域333中划分出多个背景区块355。请配合图3D与图3E所示，其分别为前景区块与背景区块的示意图。

请配合图3F所示，其为在背景区域中的第二主要运动向量的示意图。对所有背景区块355中的第二主要运动向量371进行统计程序，从中选出一个背景主要运动向量(未绘示)。其中，统计程序可以透过线性回归对第二主要运动向量371进行分类统计，用以找出背景晃动的主要运动的大小与方向。图3F中的黑色箭头是代表第二主要运动向量371。

再将背景主要运动向量分别与前景区块353中的第二主要运动向量371进行相减，计算已修正前景运动向量。请参考图3G所示，其是为已修正前景运动向量的示意图。在「图3G中的具有网点的箭头是代表的是在前景区块353中的背景主要运动向量373、白色箭头为背景主要运动向量373。在图3G中将前景区块353中的第二主要运动向量371与背景主要运动向量373进行相减，分别产生已修正前景运动向量375(图3G中黑色箭头)。最后，根据已修正前景运动向量375查找条件查找表，用以调整拍摄数字影像时的拍摄条件。拍摄条件为感光度、光圈值或曝光值。举例来说当被摄物运动程度小于相机的晃动程度时，则可以优先切换成大光圈，避免因直接拉高ISO值造成噪声的产生。若已修正前景运动向量375与被摄物的当前拍摄感光度为调整为例。假设当前感光度为100，且已修正前景运动向量375是与感光度成倍数正比。当已修正前景运动向量375为3时，则可以将感光度调整为现有的3倍，意即为300。若是已修正前景运动向量375为9倍时，则可以将感光度调整为现有的9倍。

本发明提供的一种利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法，是对数字相机的震动或被摄物的晃动进行辨识，当侦测到数字相机发生震动时，将数字影像中的对象移动向量(意即被摄物的晃动)减掉相机移动向量(意即数字相机的震动)，即可得到被摄物的晃动程度。最后，数字相机根据上述结果对其拍摄条件进行调整。避免因为直接调高拍摄条件导致数字影像的质量下滑。

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 (5)

1.一种利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法，其特征在于，是应用于一数字相机在进行拍摄一数字影像时，根据该数字相机或被摄物的晃动，用以决定该数字相机的一拍摄参数，该调整方法包括以下步骤：

获取连续的两帧预摄影像，分别定义为一第一预摄影像与一第二预摄影像；

将该第一预摄影像与该第二预摄影像区分为多个选取区块，每一该选取区块是对应于该第一预摄影像与该第二预摄影像中相同区域；

计算每一该选取区块在该第一预摄影像对该第二预摄影像的差异，取得该选取区块的一运动向量；

根据该选取区块的该运动向量的移动量，选取出达到一第一阈值的运动向量，并将所选出的该运动向量定义为一第一主要运动向量；

根据该第一主要运动向量的移动方向，选取出达到一第二阈值的第一主要运动向量，并将所选出的该第一主要运动向量定义为一第二主要运动向量；

在该第一预摄影像与该第二预摄影像中的相同位置设定一前景区域，将其余区域设定为一背景区域，并将位于该前景区域的该选取区块定义为一前景区块，将位于该背景区域的该选取区域定义为一背景区块；

对所有该背景区块中的该第二主要运动向量进行一统计程序，从中选出一背景主要运动向量；

利用该背景主要运动向量与该前景区块中的该第二主要运动向量，计算一已修正前景运动向量；以及

根据该已修正前景运动向量查找一条件查找表，获取相应的该拍摄参数。

2.根据权利要求1所述的利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法，其特征在于，该拍摄参数包括：光圈值、感光度与快门值。

3.根据权利要求1所述的利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法，其特征在于，设定该前景区域更包括以下步骤：

进行一人脸侦测程序；以及

对该数字影像中具有人脸的区域进行圈选，用以产生该前景区域。

4.根据权利要求1所述的利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法，其特征在于，该运动向量是利用绝对误差和算法或是均方差值和所产生。

5.根据权利要求1所述的利用移动侦测调整数字相机的拍摄条件的方法，其特征在于，该统计程序为一线性回归处理。

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