CN102469253A - 影像拍摄装置及其曝光时间调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种影像拍摄装置及其曝光时间调整方法，影像拍摄装置包含一影像拍摄模组、一处理模组以及一影像叠合模组，影像拍摄模组拍摄多个暂时影像，处理模组在该影像拍摄模组拍摄该些暂时影像期间，根据一预定档、影像分析结果或震动感测模组所感测的震动资讯来动态地调整各该暂时影像的曝光时间，接着，该处理模组控制该影像叠合模组以叠合该些暂时影像，并产生一储存影像。本发明可以减少处理多重影像的时间，并提高合成影像的品质。

Description

影像拍摄装置及其曝光时间调整方法

技术领域

本发明是有关于一种影像拍摄装置及其控制方法，特别是有关于一种可提升影像品质的影像拍摄装置及其曝光时间调整方法。

背景技术

目前，数字相机在操作时，在因拍照时的手部振动而致使影像模糊的问题始终困扰着摄像者：一般已用的数字相机在操作时，使用者在拍摄照片前，往往会因一时的不慎或手持数字相机的姿势不正确，而造成的镜头振动或晃动。另外，随着数字相机体积设计越来越轻巧，轻巧型相机按下快门同时发生手震而拍出晃动照片的比例也会相对提高。因此，手震动的大小程度都会影响到拍摄影像的品质：小则所拍摄出来的影像会角度稍微有偏差、不正的结果；大则造成所拍摄出来的影像模糊不清的结果。

现阶段较为普遍的防手震方式，不外乎下列几种：(1)提高感光元件(Charge-Coupled Device，CCD或ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)的感光度(ISO值)来降低曝光时间，以减少产生模糊影像的机率。(2)利用光学防手震方式，即时地移动镜片或是感测器来补偿因手震而产生的光轴偏移。各方式有其优缺点，但以目前消费机而言，普遍采用第一种方式来实现；然此方式因提高感光度来拍照，所以极易产生高杂讯的影像。因此，近来才有利用多重曝光影像叠合的方式来降低输出影像的杂讯。

目前采用多重曝光方式来解决高杂讯的问题，都需针对特定场景以高感光度方式来拍一系列影像，然后从中选定一参考影像，针对其他所拍摄的影像与选定的参考影像，进行几何运动估测，找出各影像与参考影像间的几何转换参数，然后根据所估测出的转换参数对各影像进行转换，以期让各张影像能与所选定的参考影像点对点叠合，然后利用一些叠合技巧把分布在各影像中相关像点叠合成较低杂讯的影像。

然而，这种方式有可能因部分影像的估测错误几何转换参数与各输入影像高杂讯的关系，而无法有效叠合成高品质的影像，且可能产生更糟糕的影像。另外目前这种机制都是以相同的曝光方式来拍摄各影像：例如：针对某场景决定出一拍照曝光时间，接着利用最小的安全快门时间，来等效地决定拍照的影像数目；然而拍出来的影像数目越多，系统所需的处理时间就越长且叠合出的输出影像也越不可靠。因此，以需求来说，设计一可提升影像品质的影像拍摄装置及其曝光时间调整方法，已成市场应用上的一刻不容缓的议题。

发明内容

因为上述已知技术存在的问题，本发明的目的就是在提供一种影像拍摄装置及其曝光时间调整方法，以解决目前影像拍摄装置需制式地长时处理多重影像，且叠合效果不尽理想的问题。

根据本发明的目的，提出一种影像拍摄装置，其包含一影像拍摄模组、一处理模组以及一影像叠合模组，影像拍摄模组拍摄多个暂时影像，处理模组在影像拍摄模组拍摄该些暂时影像期间，根据一预定档或一拍摄情况动态地调整各该暂时影像的曝光时间，影像叠合模组受该处理模组控制以叠合该些暂时影像，并产生一储存影像。

根据本发明的目的，再提出一种曝光时间调整方法，适用于一影像拍摄装置，该曝光时间调整方法包含下列步骤：以一影像拍摄模组拍摄多个暂时影像；由一处理模组在影像拍摄模组拍摄该些暂时影像期间，根据一预定档或一拍摄情况动态地调整各该暂时影像的曝光时间；以及通过一影像叠合模组叠合此些暂时影像，以产生一储存影像。

其中，各该暂时影像的曝光时间为各该暂时影像的安全快门时间。

其中，更包含一储存模组以储存该预定档，该预定档包含多个使用者使用该影像拍摄装置的稳定度参数。

其中，更包含一影像分析模组以分析各该暂时影像的清晰度，并对应提供一影像分析结果，影像分析结果为拍摄情况。

其中，更包含一震动感测模组以感测影像拍摄装置的震动状态，并对应提供一震动资讯，震动资讯为拍摄情况。

其中，该震动资讯包含影像拍摄装置的震动震幅、震动频率及震动持续时间。

其中，当该震动震幅或该震动频率超过一阀值，该处理模组控制影像拍摄模组停止曝光目前的暂时影像，并控制影像拍摄模组进行另一暂时影像的曝光。

其中，处理模组控制影像叠合模组叠合该些暂时影像中相同影像物件中的每一像素，以产生储存影像。

其中，当影像叠合模组判断欲进行叠合的某一暂时影像与其他各该暂时影像内影像物件的像素相似度差异超过一阀值时，影像叠合模组停止叠合某一暂时影像，并完成其他各该暂时影像的叠合。

根据本发明的目的，又提出一种影像拍摄装置，其包含一影像拍摄模组及一处理模组，影像拍摄模组根据一场景拍摄对应的影像资料，处理模组控制影像拍摄模组拍摄多个短暂连续影像，并处理模组动态地分割影像拍摄模组拍摄各该短暂连续影像的曝光时间，且各该短暂连续影像为清晰的影像；另，处理模组具有一控制模组以决定该些短暂连续影像因晃动的一补偿值，并根据补偿值叠合该些短暂连续影像，并产生一储存影像。

其中，各该短暂连续影像的曝光时间为各该短暂连续影像的安全快门时间。

承上所述，本发明的影像拍摄装置及其曝光时间调整方法，其可具有下述优点：

此影像拍摄装置及其曝光时间调整方法可根据各种不同拍照条件，适应性地控制各影像曝光时间，以减少影像拍摄装置或具有摄像功能的可携式电子装置处理多重影像的时间，并提高合成影像的品质。

附图说明

图1为本发明的影像拍摄装置一实施例的框图。

图2为本发明的影像拍摄装置一实施例的示意图。

图3为本发明的影像拍摄装置的实施例的另一示意图。

图4为本发明的影像拍摄装置的光学影像稳定模组一实施例的作用示意图。

图5为本发明的具有影像拍摄功能的电子装置一实施例的示意图。

图6为本发明的曝光时间调整方法一实施例的流程图。

图中：

1：影像拍摄装置

10：影像拍摄模组

11：震动感测模组

110：震动资讯

12：影像分析模组

13：储存模组

131：第一使用者记录档

132：第二使用者记录档

14：处理模组

15：影像叠合模组

16：光学影像稳定模组

5：电子装置

50：本体

S61～S64：步骤

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明的影像拍摄装置及其曝光时间调整方法的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同元件以相同的符号标示来说明。

本发明的影像拍摄装置可以是数字相机(DigitalCamera)、照相手机(Camera Phone)、个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)或数字摄影机(Digital VideoCamera)等各种具有摄像功能的可携式电子装置，为便于更了解本发明的技术特征，底下是以照相手机为实施例，但并不以此为限。

请参阅图1，其为本发明的影像拍摄装置一实施例的框图。如图所示，本发明的影像拍摄装置1包含了一影像拍摄模组10、一震动感测模组11、一影像分析模组12、一储存模组13、一处理模组14以及一影像叠合模组15。影像拍摄模组10系用来拍摄影像及产生影像资料。影像拍摄模组10可包含镜头、感光元件如互补式金氧半导体元件(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)或电荷耦合元件(Charge-Coupled-Device，CCD)、模拟/数字电路、影像处理器等。震动感测模组11感测影像拍摄装置1的一震动资讯，震动感测模组11可为陀螺仪感测器(Gyro Sensor)、加速度感测器或其组合。影像分析模组12接受并分析处理影像拍摄装置1所拍摄的暂时影像资讯。储存模组13可储存多个使用者记录档131、132，且储存模组13可为嵌入式记忆体、外接式记忆卡或其组合。

处理模组14电性连接影像拍摄模组10、震动感测模组11、影像分析模组12以及储存模组13，其可为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或微处理器(Micro-Processing Unit)。处理模组14可控制影像拍摄模组10根据一场景拍摄多个暂时影像，并处理模组14在影像拍摄模组10拍摄该些暂时影像期间，可根据一预定档或一拍摄情况动态地调整各该暂时影像的曝光时间。而后，处理模组14控制影像叠合模组15叠合该些暂时影像，并产生一储存影像储存于储存模组13中。

请参阅图2，其为本发明的影像拍摄装置一实施例的示意图。如图所示，本发明的影像拍摄装置1可为照相手机。请一并参阅图1，在本实施例中，使用者在使用影像拍摄装置1拍摄影像的过程，一般可分为两个过程：第一段过程为影像拍摄的前置设定评估作业(一般通称为S1过程)，第二段过程为影像拍摄的实际作业(一般通称为S2过程)。在S1过程中，震动感测模组11可针对当时影像拍摄装置1的晃动程度，来估测使用者当时拍照的稳定度，而影像拍摄装置1可针对不同的晃动程度来适当地调整其初始曝光时间(在本发明的此实施例可为一安全快门)。而后，在S2过程，影像拍摄装置1才开始进行快门开启以进行曝光来拍摄影像。

当使用者欲进行多重影像的摄像叠合以提高合成影像的品质时，可先在S1过程取得适当地初始曝光时间。而进S2过程时，影像拍摄装置1一开始以在S1过程调整的初始曝光时间来进行拍摄，由于一般使用者在使用照相手机时，在按压快门的时候产生的手震最大，因此震动感测模组11便将第一次按压快门后一个预定的时间范围内(如按压快门后1秒内)，侦测影像拍摄装置1的震动情况，并对应产生包含震动震幅、震动频率及震动持续时间的震动资讯110传送给处理模组14。而处理模组14可立即进行统计分析该些震动资讯110。当使用者持续拍摄第二张暂时影像时，若拍摄第一张暂时影像的震动情况比预期的情况稳定，则可以判定使用者的稳定度是足够的，亦即可以用同样的快门时间或是稍长点的快门时间来拍摄下一张暂时影像；反之，若拍摄第一张暂时影像的震动情况比预期的情况更为不稳定，影像拍摄装置1即得适应性的降低下张暂时影像的快门时间，以期能拍到清晰的影像。换言之，以此种动态改变曝光时间的机制，根据震动感测模组11所感测的震动资讯110，来决定下张暂时影像的快门时间，对于稳定度够的使用者，可以拍摄较少的暂时影像来进行叠合，以达到预定的叠合亮度。但对稳定度不够的使用者，得拍摄较多的暂时影像来进行叠合，以达到预定的叠合亮度。

此外，由于有震动感测模组11的侦测，影像拍摄装置1可以在影像曝光过程中，监视震动感测模组11的输出，若其输出瞬间变化剧烈，超过一般可容许的范围时，代表此时的影像拍摄装置1晃动剧烈，拍出的影像必定是模糊的，此时影像拍摄装置1或使用者可以即刻停止曝光，以尽量保持输出影像的清晰，然后立即重新拍摄下一张影像，其初始的曝光时间亦会减少，以保证能拍出清晰的影像，利用此震动感测模组11的侦测，使用者可以即时测知影像拍摄装置1的晃动程度，不需等影像拍摄完毕后才查知。

请参阅图3，其为本发明的影像拍摄装置的实施例的另一示意图。另请一并参阅图1，当使用者欲进行多重影像的摄像叠合以提高合成影像的品质时，可在前面叙述的S1过程取得适当地初始曝光时间。在进入S2过程时，影像拍摄装置1一开始可以在S1过程调整的初始曝光时间来进行拍摄第一张暂时影像。同时，影像分析模组12可分析处理第一张暂时影像的清晰度。若第一张暂时影像的清晰度，合乎预期的锐利度，则可以判定使用者的稳定度是足够的，亦即可以用同样的快门时间或是稍长点的快门时间来拍摄下一张暂时影像；反之，若其锐利度不如预期，则可判定使用者的稳定度不甚稳定，影像拍摄装置1即得适应性的降低下张暂时影像的快门时间，以期能拍到清晰的影像。也就是说，以此种动态改变曝光时间的机制，根据影像分析模组12所分析出的影像清晰度，来决定下张暂时影像的快门时间，对于稳定度够的使用者，可以拍摄较少的暂时影像来进行叠合，以达到预定的叠合亮度。但对稳定度不够的使用者，得拍摄较多的暂时影像来进行叠合，以达到预定的叠合亮度。

请参阅表1，其为不同的使用者纪录档的举例。如表所示，此影像拍摄装置1可按不同的使用者分别学习并记录其习惯或稳定度，以储存于储存模组13中。在本实施例中，不同的使用者记录档可依表格的方式呈现(如使用者1及使用者2)，其内容包含了使用者的手震情况如震动震幅、震动频率及震动持续时间，以及处理模组14经过分析后，依照不同的使用者习惯所给予的各影像拍摄模式的参数。例如，对于稳定度够的使用者，可以在初始时给予比一般正常设定较长的曝光时间；但对稳定度不够的使用者，可在初始时给予比一般正常设定较短的曝光时间。接着，于接下来的暂时影像拍摄期间，影像拍摄装置1可搭配前面叙述的震动或影像清晰度的分析，动态的调整其快门时间。此外，此使用者纪录档可为一个固定内容，亦可依实际情形而持续修正。为了简略叙述，在本示意图中仅示意部分的影像拍摄模式的参数，在本发明所属技术领域具有通常知识者应可轻易加入其余相关的参数，在此便不再赘述。

表1不同的使用者纪录档之举例

值得一提的是，震动感测模组11、影像分析模组12及储存模组13所储存的使用者纪录档，除了前面所叙述的的方式；亦即，利用各别的功能来动态地调整各该暂时影像的曝光时间。然而在本发明所属技术领域具有通常知识者应可轻易加以相互结合利用，以动态地调整各该暂时影像的曝光时间，其功能的作动类同前面所叙述，在此便不再赘述。

请参阅图4，其为本发明的影像拍摄装置的光学影像稳定模组一实施例的作用示意图。在本实施例中，本发明的影像拍摄装置1可进一步包含一光学影像稳定模组16(OpticalImage Stabilization)，其可根据光学影像稳定模组16的工作范围与追踪能力，结合前面所述的震动感测模组11、影像分析模组12及使用者纪录档，来叠合多张影像，以在一原先模糊影像的稳定度范围(如图4上半部份所示)，进一步地延伸拍出清晰影像的稳定度范围(如图4下半部份所示)。换言之，在光学影像稳定模组16可正常工作范围，就采用光学影像稳定模组16来拍摄，当超过光学影像稳定模组16的工作范围与追踪能力时，就以光学影像稳定模组16能处理的范围来当作最低之曝光时间(有效的安全快门)，一般光学影像稳定模组16能处理的快门时间，是高于一般的安全快门，因此结合光学影像稳定模组16本身的能力，可以来拍摄更长曝光的影像，在利用光学影像稳定模组16追踪影像拍摄装置1的晃动程度时，使用者亦可从震动感测模组11与其追踪系统得知光学影像稳定模组16是否追的上来动态地停止拍摄，一旦光学影像稳定模组16追不上，其输出影像必定会模糊，因此使用者可迅速地拍摄新的且较为清晰的暂时影像来叠合。

附带一提的是，在暂时影像叠合过程中，若发现有一暂时影像无法与一参考暂时影像正确叠合时；亦即在估测该暂时影像与所选定的该参考暂时影像间的几何转换参数时。因其误差过大而造成影像无法有效叠合，或是因为该暂时影像中局部物体的变化程度过大，造成该暂时影像与该参考暂时影像间的误差过大而无法叠合时，影像拍摄装置1可针对可正确叠合的暂时影像进行叠合，去除无法叠合的暂时影像。虽然最后叠合的储存影像亮度可能会不如预期，不过使用者可采用影像处里的方式来补偿储存影像的亮度，来达到预期的目标。另外，若该些暂时影像间的误差来自于局部物体的变化，使用者可根据误差的大小，来决定是否持续拍摄，若是局部变化只占一小范围，使用者可持续拍摄，并利用一些去鬼影的方式以解决局部误差的情况。如此对整体的输出影像品质仍有帮助。

请参阅图5，其为本发明的具有影像拍摄功能的电子装置一实施例的示意图。如图所示，本发明的电子装置5包含一本体50及影像拍摄装置1，而影像拍摄装置1则包含了影像拍摄模组10、震动感测模组11、影像分析模组12、储存模组13、处理模组14以及影像叠合模组15。此处的影像拍摄装置1的详细叙述已于前面详述过，在此便不再赘述。然而值得一提的是，本发明所提出的电子装置5可为各式移动式手持装置，例如具有照相功能的多媒体播放装置、具有照相功能的行动电话、智慧型手机(Smart phone)、导航装置(Navigator)或个人数位数字助理(PDA)等。在本实施例中，本发明的电子装置5即以智慧型手机为例，其可内嵌本发明所提出的影像拍摄装置1作为照相用，因而使用者可由智慧型手机的输入装置如触控屏幕或实体按键等，在需要拍照的情况下，选择其所具有的使用者纪录档，电子装置5可配合上述的震动感测模组11、影像分析模组12及光学影像稳定模组16，进行暂时影像的拍摄，并动态地调整各该暂时影像的曝光时间。且其拍摄的过程及情况，可进一步记录起来，以对该使用者纪录档作持续修正。如此，将可缩短多重暂时影像的处理合成时间。本实施例所揭露的智慧型手机仅为举例而非限制，在本发明所属技术领域具有通常知识者应可轻易置换其他的装置搭配本发明的影像拍摄装置1，在此先行叙明。

尽管前述在说明本发明的影像拍摄装置的过程中，亦已同时说明本发明的影像拍摄装置的曝光时间调整方法的概念，但为求清楚起见，以下仍另绘示流程图详细说明。

请参阅图6，其为本发明的曝光时间调整方法的流程图。如图所示，本发明的曝光时间调整方法，其适用于一影像拍摄装置，该影像拍摄装置包含一影像拍摄模组、一震动感测模组、一影像分析模组、一处理模组以及一影像叠合模组。影像拍摄装置的曝光时间调整方法包含下列步骤：

(S61)以一影像拍摄模组拍摄多个暂时影像；

(S62)由一震动感测模组感测该影像拍摄装置的震动状态，或利用一影像分析模组分析各该暂时影像的清晰度，以得到一拍摄情况；

(S63)由一处理模组在该影像拍摄模组拍摄该些暂时影像期间，根据一使用者纪录档或该拍摄情况动态地调整各该暂时影像的曝光时间；以及

(S64)通过一影像叠合模组叠合该些暂时影像，以产生一储存影像。

本发明的影像拍摄装置的曝光时间调整方法的详细说明以及实施方式已于前面叙述本发明的影像拍摄装置以及电子装置时描述过，在此为了简略说明便不再叙述。

综上所述，本发明所提出的影像拍摄装置及其曝光时间调整方法可根据各种不同拍照条件，适应性地控制各影像曝光时间，以减少影像拍摄装置或具有摄像功能的可携式电子装置处理多重影像的时间，并提高合成影像的品质。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于申请专利范围中。

Claims (10)

1.一种影像拍摄装置，其特征在于：包含：

一影像拍摄模组，其拍摄多个暂时影像；

一处理模组，其在所述影像拍摄模组拍摄所述暂时影像期间，根据一预定档或一拍摄情况动态地调整各所述暂时影像的曝光时间；以及

一影像叠合模组，其受所述处理模组控制以叠合所述暂时影像，并产生一储存影像。

2.如权利要求1所述的影像拍摄装置，其特征在于：各所述暂时影像的曝光时间为各所述暂时影像的安全快门时间。

3.如权利要求1所述的影像拍摄装置，其特征在于：更包含一储存模组以储存所述预定档，所述预定档包含多个使用者使用所述影像拍摄装置的稳定度参数。

4.如权利要求1所述的影像拍摄装置，其特征在于：更包含一影像分析模组以分析各所述暂时影像的清晰度，并对应提供一影像分析结果，所述影像分析结果为所述拍摄情况。

5.如权利要求1所述的影像拍摄装置，其特征在于：更包含一震动感测模组以感测所述影像拍摄装置的震动状态，并对应提供一震动资讯，所述震动资讯为所述拍摄情况，其中所述震动资讯包含所述影像拍摄装置的震动震幅、震动频率及震动持续时间。

6.一种曝光时间调整方法，其适用于一影像拍摄装置，其特征在于：曝光时间调整方法包含下列步骤：

以一影像拍摄模组拍摄多个暂时影像；

由一处理模组在所述影像拍摄模组拍摄所述暂时影像期间，根据一预定档或一拍摄情况动态地调整各所述暂时影像的曝光时间；以及

通过一影像叠合模组叠合所述暂时影像，以产生一储存影像。

7.如权利要求6所述的曝光时间调整方法，其特征在于：各所述暂时影像的曝光时间为各所述暂时影像的安全快门时间。

8.如权利要求6所述的曝光时间调整方法，其特征在于：更包含下列步骤：

利用一震动感测模组感测所述影像拍摄装置的震动状态，以对应提供一震动资讯，所述震动资讯为所述拍摄情况；

其中，所述震动资讯包含所述影像拍摄装置的震动震幅、震动频率及震动持续时间。

9.一种影像拍摄装置，其特征在于：包含：

一影像拍摄模组，其根据一场景拍摄对应的影像资料；以及

一处理模组，其控制所述影像拍摄模组拍摄多个短暂连续影像，并所述处理模组动态地分割所述影像拍摄模组拍摄各所述短暂连续影像的曝光时间，各所述短暂连续影像为清晰的影像，另所述处理模组具有一控制模组以决定所述短暂连续影像因晃动的一补偿值，并根据所述补偿值叠合所述短暂连续影像，并产生一储存影像。

10.如权利要求9所述的影像拍摄装置，其特征在于：各所述短暂连续影像的曝光时间为各所述短暂连续影像的安全快门时间。

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