CN102547130B - 影像拍摄装置及其影像拍摄方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种影像拍摄装置及其影像拍摄方法，其中影像拍摄装置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多张暂时影像，处理模组依序分析各该暂时影像以对应产生一分析结果，该处理模组根据各该分析结果动态地调整该影像拍摄模组拍摄各该暂时影像的取样时间。此外，处理模组根据该些分析结果来挑选部分的该多张暂时影像进行影像迭合，并根据一停止信号以停止进行暂时影像的拍摄，以产生一储存影像。
Description
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影像拍摄方法。
背景技术
目前为了降低相机因为晃动，而造成拍摄时的影像品质下降，数字相机常利用多重取样影像迭合的方式，来增进画面品质。在这一种方式中，都需针对特定场景以降低快门开启时间的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，进行几何移动估测，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迭合，然后利用一些迭合技巧把分布在各影像中相关像点迭合成一个较为清晰的影像。
此类影像拍摄装置的原理，在于当快门开启时间降低时，相机的晃动或是特定场景内的物件移动，将会较长时间取样要来的小，来降低因此而造成的移动模糊(Motion Blur)。实际实施方式，则是将其曝光时间的初始侦测结果，分割其曝光时间至等长且较小的影像取样时间，并令高速光感测元件依其分派的影像取样时间，拍摄多张的高取样频率影像。而所有高取样频率影像的光线强度将会相同，且影像取样时间加总，将等于装置预先设定的曝光时间。利用此种方式，每一张处理的画面相较于正确的曝光画面，有着更小的曝光时间，从而提升了在移动资讯估测时的准确度及动态模糊补偿的能力。
然而，在移动画面当中，尽管较小的侦摄时间可以降低移动估测误差，但是高取样频率画面本身的有效性，并没有经过分析。当这些画面因移动所造成的模糊因高取样频率而消除时，画面则会因为高取样频率而引入画素的量化误差，使该影像拍摄装置将无法有效达成增进输出影像品质的目的。这样的一个画素量化误差的现象，特别会在取样频率升高时，显的更加的严重。在重复取样的使用上，同时考量利用缩短取样时间和因其引入的量化误差，将成为增进影像品质的关键。
另外，初始曝光时间的设定，亦某种程度的限制了高取样频率影像的合成效果。因此，以需求来说，设计一个可提升影像品质的影像拍摄装置及其影像拍摄方法，已成市场应用上的一个刻不容缓的议题。
发明内容
因为上述现有技术存在的问题，本发明的目的就是在提供一种影像拍摄装置及其影像拍摄方法，以解决目前影像拍摄装置需制式地长时处理多重影像，且迭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以及一处理模组。影像拍摄模组根据一场景拍摄多张暂时影像。处理模组依序分析各该暂时影像以对应产生一分析结果，该处理模组根据各该分析结果动态地调整该影像拍摄模组拍摄各该暂时影像的取样时间长短，该处理模组根据该些分析结果来挑选部分的该多张暂时影像进行影像迭合，并根据一停止信号以停止进行暂时影像的拍摄，以产生一储存影像。
根据本发明的目的，再提出一种影像拍摄方法，包含下列步骤：以一影像拍摄模组根据一场景拍摄多张暂时影像；由一处理模组依序分析各该暂时影像以对应产生一分析结果；由该处理模组根据各该分析结果动态地调整该影像拍摄模组拍摄各该暂时影像的取样时间长短；以及利用该处理模组根据该些分析结果来挑选部分的该多张暂时影像进行影像迭合，并根据一停止信号以停止进行暂时影像的拍摄，以产生一储存影像。
其中，该处理模组控制一影像分析模组分析各该暂时影像的移动模糊(motion blur)或取样量化误差，以对应产生该分析结果。
其中，处理模组更根据此分析结果决定上述的取样时间、或决定此暂时影像是否用于影像迭合、或是决定此暂时影像用于影像迭合的权重。
其中，更包含一曝光模组对该场景做测光，以产生一曝光时间，该处理模组根据该曝光时间决定该多张暂时影像中的第一暂时影像的取样时间。
其中，当该处理模组迭合该多张暂时影像的取样时间的总和大于或等于该曝光时间时，该处理模组产生该停止信号。
其中，当该处理模组迭合该多张暂时影像所产生的一暂时迭合影像的影像品质，超过一阈值时，该处理模组产生该停止信号。
其中，当该处理模组接收到一触发信号时，该处理模组产生该停止信号。
其中，该处理模组控制一影像迭合模组迭合该些暂时影像中相同影像物件中的每一像素，以产生该储存影像。
承上所述，本发明的影像拍摄装置及其影像拍摄方法，其可具有一或多个下述优点：
(1)此影像拍摄装置及其影像拍摄方法可在拍摄过程中，由分析模组对于多张暂时影像的分析结果，选取适当的暂时影像及剔除不必要的暂时影像，以决定所需的暂时影像来进行影像迭合。因为暂时影像当中将有部分的资讯因为分析模组分析的结果而遭到剔除，故在取样多张暂时影像时，取样停止的时间，将依据迭合多张暂时影像的光量总和是否大于等于原订曝光时间作为基准，取样时间的总和，将不受预先设定的一个总曝光时间的限制。
(2)此影像拍摄装置及其影像拍摄方法可在拍摄过程中，依照分析模组对目前暂时影像的品质以及其对应取样时间的长短，决定下一个暂时影像的取样时间是否需要改变。这样的设计，可以依据相机或物件移动的程度，决定取样时间，以避免高取样时间影像的严重像素量化，及低取样时间影像的严重移动模糊问题。
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3A为本发明的影像拍摄装置一实施例的暂时影像分类的第一示意图。
图3B为本发明的影像拍摄装置一实施例的暂时影像分类的第二示意图。
图4为本发明的影像拍摄装置一实施例的暂时影像迭合示意图。
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为本发明的影像拍摄方法的流程图。
图中
1：影像拍摄装置
10：影像拍摄模组
101：暂时影像
11：曝光模组
12：处理模组
13：影像分析模组
14：影像迭合模组
15：储存模组
151：储存影像
16：显示模组
31、32、33、34：删除的暂时影像
41：参考暂时影像
5：电子装置
50：本体
51：输入装置
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影像拍摄方法的实施例，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)、智慧型手机(Smartphone)或数字摄影机(Digital Video Camera)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、一曝光模组11、一处理模组12、一影像分析模组13、一影像迭合模组14、一储存模组15以及一显示模组16。影像拍摄模组10可根据一拍摄场景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(Complementary Metal-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。曝光模组11具有自动曝光(Auto Exposure)调节的机制，可包含光圈大小、快门、ISO感光度等，其对该拍摄场景做测光，以产生一初始的曝光时间。储存模组15可作影像的储存，其可为嵌入式记忆体、外接式记忆卡或其组合。显示模组16用以显示影像，其可为液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)或触控式液晶屏幕。
处理模组12电性连接影像拍摄模组10、曝光模组11、影像分析模组13、影像迭合模组14、储存模组15以及显示模组16，其可为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或微处理器(Micro-Processing Unit)。处理模组12可依据曝光模组11提供的一初始曝光时间，来控制影像拍摄模组10拍摄第一张的暂时影像101。而影像分析模组13可即时分析第一张暂时影像101的移动模糊(motion blur)情况及取样量化误差，以对应产生一分析结果。该分析结果可为一个移动模糊情况、取样量化误差或其组合的权重衡量值。同时，处理模组12可依据该分析结果来动态地调整影像拍摄模组13拍摄第二张暂时影像101的取样时间，并影像分析模组13可进一步地对第二张暂时影像101的移动模糊情况、取样量化误差，及第一、第二张暂时影像101作完移动估测误差后与实际状况比较的差值，以对应产生另一个分析结果。
也就是说，处理模组12可控制影像拍摄模组10拍摄多张暂时影像101，并依序分析各该暂时影像101，以对应产生各该暂时影像101各该分析结果。其中各该分析结果可为各该暂时影像101的移动模糊情况、取样量化误差，或暂时影像101间作完移动估测误差后与实际状况比较的差值或其组合，所得到的一个权重衡量值。处理模组12可依序根据各该分析结果，来动态地调整影像拍摄模组10拍摄各该暂时影像101的取样时间。接着，处理模组12可进一步根据各该权重衡量值，来挑选部分的暂时影像101，并控制影像迭合模组14对相同影像物件中的每一像素进行影像迭合。或着，处理模组12可控制影像迭合模组14根据各个暂时影像101所各自对应的权重衡量值，来进行影像迭合的动作。也就是说，处理模组12可将各个暂时影像101乘上各自的权重衡量值，或是参考各个暂时影像101各自的权重衡量值，将各个暂时影像101乘上不同的比重，以完成影像的迭合。
值得注意的是，处理模组12可控制各该模组持续进行前面所叙述的影像拍摄与迎向迭合的动作，直至接收到一停止信号，才停止暂时影像的拍摄。其中，停止信号可由下列不同情况产生：例如，当处理模组12迭合该多张暂时影像101的取样时间总和大于或等于曝光模组11提供的初始曝光时间时，处理模组12产生该停止信号。或着，当处理模组12迭合该多张暂时影像101所产生的一暂时迭合影像的影像品质，超过一阈值时，处理模组12产生该停止信号。又或着，当处理模组12接收到使用者松开影像拍摄按钮所产生的一触发信号时，处理模组12产生该停止信号。
而后，处理模组12可控制影像迭合模组14完成该些暂时影像101的迭合，以产生一张储存影像151，储存于储存模组15。并处理模组12可控制显示模组16显示该储存影像151。顺带一提的是，在本发明所属领域中具有通常知识者应当明了，在前面叙述方式的停止信号产生方式的实施形式仅为举例而非限制；另外，熟悉此项技术的可任意结合上述的功能模组成一整合式模组，或分拆成各个功能细部单元，端看设计上的方便而定。
请一并参阅图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，当使用者欲进行多重影像的摄像迭合以提高最终储存影像的品质时，可先于影像拍摄的前置设定评估作业状态(一般通称为S1过程)，利用曝光模组11对一个拍摄场景先做测光，以产生一初始的曝光时间。当影像拍摄装置1进入影像拍摄的实际作业过程时(一般通称为S2过程)，处理模组12一开始可以依据S1过程调整的初始曝光时间来设定第一张暂时影像101的取样时间。在本实施例中，曝光模组11产生的初始曝光时间可为1秒，处理模组12可依据1秒的初始曝光时间设定一个1/2秒的第一张暂时影像101的取样时间。当第一张暂时影像101拍摄完毕后，影像分析模组13可即时分析第一张暂时影像101的移动模糊情况及取样量化误差，以对应产生一个移动模糊情况、取样量化误差或其组合的第一权重衡量值。
同时，处理模组12可依据影像分析模组13所分析的第一权重衡量值，来动态地调整影像拍摄模组13拍摄第二张暂时影像101的取样时间。在本实施例中，当使用者持续拍摄第二张暂时影像101时，若拍摄第一张暂时影像101的第一权重衡量值的结果未符合一预设标准，亦即第一张暂时影像101的移动模糊情况和取样量化误差未在一个预设可接受的范围时，表示使用者当下的稳定度比预设的情况不稳定；此时，处理模组12可缩短影像拍摄模组13拍摄第二张暂时影像101的取样时间。例如，将原先的1/2秒缩短成1/4秒。当第二张暂时影像101拍摄完毕后，影像分析模组13可进一步地对第二张暂时影像101的移动模糊情况、取样量化误差，或第一及第二张暂时影像101作完移动估测误差后与实际状况比较的差值或其组合，以对应产生第二权重衡量值。
当使用者持续拍摄第三张暂时影像101时，若拍摄第二张暂时影像101的第二权重衡量值的结果符合预设标准，亦即第二张暂时影像101的移动模糊情况和取样量化误差在一个预设可接受的范围时，表示使用者当下的稳定度比预设的情况稳定；此时，处理模组12可增加影像拍摄模组13拍摄第三张暂时影像101的取样时间。例如，将原先的1/4秒增加成1/3秒。当第三张暂时影像101拍摄完毕后，影像分析模组13可进一步地对第三张暂时影像101的移动模糊情况、取样量化误差，或第二及第三张暂时影像101作完移动估测误差后与实际状况比较的差值或其组合，以对应产生第三权重衡量值。也就是说，处理模组12可依序根据各个权重衡量值，来动态地依序调整影像拍摄模组10拍摄各个暂时影像101的取样时间。
请参阅图3A及3B，其分别为本发明的影像拍摄装置一实施例的暂时影像分类的第一示意图以及本发明的影像拍摄装置一实施例的暂时影像分类的第二示意图。如图所示，处理模组12可根据各个权重衡量值的大小(例如权重衡量值由大至小其分别代表影像品质分数高至低)，来删除部分影像品质较差的(分数较低)或模糊的暂时影像31、32、33及34(如图3A中具有条纹的暂时影像)，并留存部分影像品质较好的(分数较高)暂时影像(如图3B中所剩下的暂时影像)。或着，处理模组12可根据各个权重衡量值的大小(例如权重衡量值由大至小其分别代表影像品质分数高至低)，将部分影像品质较差的(分数较低)或模糊的暂时影像31、32、33及34(如图3A具有条纹的暂时影像)给予较低的权重，并将部分影像品质较好的(分数较高)暂时影像(如图3A中不具条纹的暂时影像)给予较高的权重，以进一步进行影像迭合的动作。在本实施例中，权重衡量值由大至小其代表影像品质分数高至低，然实施态样仅为举例而非限制，本发明在实际实施时，并不限于此种方式。
请一并参阅图4，其为本发明的影像拍摄装置一实施例的暂时影像迭合的示意图。如图所示，处理模组12可进一步控制影像迭合模组14从影像品质较好的暂时影像中选取一参考暂时影像41，并将相同影像物件中的每一像素进行影像迭合，以产生一暂时的迭合影像。此外，在暂时影像迭合过程中，若发现有一暂时影像无法与该参考暂时影像41正确迭合时；亦即在估测该暂时影像与所选定的该参考暂时影像41间的几何转换参数时。因其误差过大而造成影像无法有效迭合，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41间的误差过大而无法迭合时，处理模组12可针对可正确迭合的暂时影像进行迭合，去除无法迭合的暂时影像。
值得一提的是，前面所叙述的影像拍摄与迎向迭合的动作，各该模组可不间断地持续进行，直至处理模组12接收到一停止信号，处理模组12才会控制影像拍摄模组10停止暂时影像的拍摄。在本实施例中，停止信号可由下列不同情况产生：例如，当处理模组12迭合该多张影像品质较好的暂时影像的取样时间总和大于或等于曝光模组11提供的初始曝光时间(如前面所举例的1秒)时，处理模组12产生该停止信号。或着，当处理模组12迭合该多张暂时影像所产生的一暂时迭合影像的影像品质，超过一阈值时，处理模组12产生该停止信号(该阈值可由使用者于影像正式开始拍摄前设定好所欲迭合的最终影像品质为极优、优或一般等等所决定)。又或着，当使用者按下影像拍摄按钮后，处理模组12可控制前面所叙述各个模组一直持续进行，直至处理模组12接收到使用者松开影像拍摄按钮所产生的一触发信号时，处理模组12才产生该停止信号。
而后，处理模组12可控制影像迭合模组14完成该些暂时影像的迭合，以产生一张最终的储存影像151，储存于储存模组15。并处理模组12可控制显示模组16显示该储存影像151。顺带一提的是，在本发明所属领域中具有通常知识者应当明了，前述的停止信号的产生的实施形式仅为举例而非限制，在此先行叙明。
由上述可知，因为有了这样的一个自由度，迭合后的画面品质可以动态的增加。在影像拍摄装置1决定结束最终储存画面的拍摄动作之前，拍摄画面的品质将可持续因为新进有效资讯增加而改善。换言之，依取样画面品质动态调整取样长度的方法，将能有效的提升最终储存影像的影像品质。
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、输入装置51及影像拍摄装置1，影像拍摄装置1设置于本体50之上且与输入装置51电性连接。影像拍摄装置1则包含了影像拍摄模组、曝光模组、处理模组、影像分析模组、影像迭合模组、储存模组以及显示模组，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，例如数字相机、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、导航装置、具照相功能之平板电脑或个人数字助理等。
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51如触控屏幕或实体按键等，在需要拍摄多张暂时影像以进行影像迭合的情况下，电子装置5随即开始进行上述的暂时影像分析、动态地调整暂时影像的取样时间、及挑选并迭合影像品质较好的暂时影像的动作，其大大的提升了影像迭合的品质。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，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影像拍摄方法的概念，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，其为本发明的影像拍摄方法的流程图。如图所示，本发明的影像拍摄方法，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、一曝光模组、一处理模组、一影像分析模组、一影像迭合模组、一储存模组以及一显示模组。影像拍摄装置的影像拍摄方法包含下列步骤：
(S61)以一影像拍摄模组根据一场景拍摄多张暂时影像；
(S62)由一处理模组控制一影像分析模组依序分析各暂时影像的移动模糊或取样量化误差，以对应产生一分析结果；
(S63)由处理模组根据各分析结果动态地调整影像拍摄模组拍摄各暂时影像的取样时间；以及
(S64)利用处理模组根据分析结果来挑选部分的多张暂时影像进行影像迭合，并根据一停止信号以停止进行暂时影像的拍摄，以产生一储存影像。
本发明的影像拍摄装置的影像拍摄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影像拍摄方法可于拍摄过程中，由高速感测元件的特性，依照先前暂时影像的品质动态地调整后面暂时影像的取样时间，并选取适当的暂时影像及剔除不必要的暂时影像，以决定所需的暂时影像来进行影像迭合，并且不预先限制一个总曝光时间来拍摄欲进行迭合的暂时影像。如此将能提升影像合成的结果。
但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
Claims (9)
1.一种影像拍摄装置，其特征在于，包含：
一影像拍摄模组，其根据一场景拍摄多张暂时影像；以及
一处理模组，其依序分析各所述暂时影像以对应产生一分析结果，所述处理模组根据各所述分析结果动态地调整所述影像拍摄模组拍摄各所述暂时影像的取样时间，所述处理模组根据所述分析结果来挑选部分的所述多张暂时影像进行影像迭合，并根据一停止信号以停止进行暂时影像的拍摄，以产生一储存影像；
其中所述处理模组控制一影像分析模组分析各所述暂时影像的移动模糊或取样量化误差，以对应产生所述分析结果，所述处理模组更根据所述分析结果决定所述取样时间、或决定所述暂时影像是否用于影像迭合、或是决定所述暂时影像用于影像迭合的权重。
2.如权利要求1所述的影像拍摄装置，其特征在于：更包含一曝光模组对所述场景做测光，以产生一曝光时间，所述处理模组根据所述曝光时间决定所述多张暂时影像中的一第一暂时影像的取样时间。
3.如权利要求2所述的影像拍摄装置，其特征在于：当所述处理模组迭合所述多张暂时影像的取样时间的总和大于或等于所述曝光时间时，所述处理模组产生所述停止信号。
4.如权利要求1所述的影像拍摄装置，其特征在于：当所述处理模组迭合所述多张暂时影像所产生的一暂时迭合 影像的影像品质，超过一阈值时，所述处理模组产生所述停止信号。
5.如权利要求1所述的影像拍摄装置，其特征在于：当所述处理模组接收到一触发信号时，所述处理模组产生所述停止信号。
6.一种影像拍摄方法，其特征在于：包含下列步骤：
以一影像拍摄模组根据一场景拍摄多张暂时影像；
由一处理模组依序分析各所述暂时影像以对应产生一分析结果；
通过所述处理模组根据各所述分析结果动态地调整所述影像拍摄模组拍摄各所述暂时影像的取样时间；以及
利用所述处理模组根据所述分析结果来挑选部分的所述多张暂时影像进行影像迭合，并根据一停止信号以停止进行暂时影像的拍摄，以产生一储存影像；
其中所述处理模组控制一影像分析模组来分析各所述暂时影像的移动模糊或取样量化误差，来对应产生所述分析结果，所述处理模组更根据所述分析结果决定所述取样时间、或决定所述暂时影像是否用于影像迭合、或是决定所述暂时影像用于影像迭合的权重。
7.如权利要求6所述的影像拍摄方法，其特征在于：更包含下列步骤：
通过一曝光模组对所述场景做测光，以产生一曝光时间；
以及
使用所述处理模组根据所述曝光时间决定所述多张暂时影像中的一第一暂时影像的取样时间。
8.如权利要求7所述的影像拍摄方法，其特征在于：更包含下列步骤：
当所述处理模组迭合所述多张暂时影像的取样时间的总和大于或等于所述曝光时间时，所述处理模组产生所述停止信号。
9.如权利要求6所述的影像拍摄方法，其特征在于：更包含下列步骤：
当所述处理模组迭合所述多张暂时影像所产生的一暂时迭合影像的影像品质，超过一阈值时，所述处理模组产生所述停止信号。
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