CN103188435A - 影像捕获设备及其影像校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种影像捕获设备及影像校正方法，影像捕获设备至少包括控制模块、线性感测模块、加速度感测模块以及储存模块。控制模块用于校正第一影像数据并产生第二影像数据，线性感测模块与控制模块相连接，用以获取第一影像数据，加速度感测模块与控制模块相连接，并于线性感测模块获取第一影像数据时获取加速度数据，以及储存模块与控制模块相连接，用以储存加速度数据、第一影像数据以及第二影像数据。其中，控制模块根据加速度数据计算出位置数据，以根据位置数据对第一影像数据进行校正，以产生第二影像数据，而达到避免影像数据压缩、拉长或歪斜的功效。

Description

影像捕获设备及其影像校正方法

技术领域

本发明公开了一种影像捕获设备，尤指一种具有修正影像歪斜功能的影像捕获设备及其影像校正方法。

背景技术

近年来，随着电子工业的演进以及工业技术的蓬勃发展，科技日新月异，各种电子装置设计及开发的走向逐渐朝轻便、易于携带的方向发展，以利使用者随时随地应用于移动商务、娱乐或休闲等用途。

举例而言，各式各样的可携式影像捕获设备正广泛应用于各种领域，例如手持式扫瞄器，其具有体积小且方便携带的优点，使用者得以随身携带并于有使用需求时随时取出并进行影像获取，再通过例如智能型手机加以处理并储存，或进一步通过移动网络上传至因特网之中，不仅具有重要的商业价值，更让一般大众的日常生活更添色彩。

传统的可携式影像捕获设备主要是通过使用者手持的方式滑动以进行影像获取。然而，由于使用者在操作时无法像机器一样维持同样的滑动或操作水平，往往造成获取到的影像数据产生压缩、拉长或歪斜的情形，进而造成影像失真、位置偏移或者影像遗漏等问题，而必须重复相同的操作程序以重新进行影像获取，不单造成使用者困扰，也浪费了许多能源以及时间成本。

因此，如何发展一种足以改善上述现有技术的缺失，且能避免获取的影像数据产生压缩、拉长或歪斜的情形，以简化操作流程并降低能源及时间成本花费的影像捕获设备及其影像校正方法，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种影像捕获设备及其影像校正方法，以解决现有影像捕获设备因用户操作因素产生影像压缩、拉长或歪斜，进而造成影像失真、位置偏移或者影像遗漏等问题，以及重复的操作程序消耗能源以及时间成本等缺点。

本发明的另一目的为提供一种影像捕获设备及其影像校正方法，通过采用加速度感测模块获取加速度数据并计算出位置数据，再通过控制模块对影像数据加以校正，可达到避免影像数据压缩、拉长或歪斜的功效。

本发明的另一目的为提供一种影像捕获设备及其影像校正方法，通过平面判断算法、影像偏移补偿以及影像修复算法，可有效避免影像失真、位置偏移及影像遗漏等问题，进而减少操作难度及次数，并达到节省能源及时间成本的功效。

为达上述目的，本发明的一较佳实施方式为提供一种影像捕获设备，至少包括：一控制模块，用于校正一第一影像数据并产生一第二影像数据；一线性感测模块，与该控制模块相连接，用以获取该第一影像数据；一加速度感测模块，与该控制模块相连接，并于该线性感测模块获取该第一影像数据时获取一加速度数据；以及一储存模块，与该控制模块相连接，用以储存该加速度数据、该第一影像数据以及该第二影像数据；其中，该控制模块根据该加速度数据计算出一位置数据，以根据该位置数据对该第一影像数据进行校正，以产生该第二影像数据。

为达上述目的，本发明的另一较佳实施方式为提供一种影像校正方法，至少包括步骤：(a)提供一影像捕获设备；(b)获取一第一影像数据以及一加速度数据；以及(c)根据该加速度数据计算出一位置数据，以根据该位置数据对该第一影像数据进行校正，以产生一第二影像数据。

本发明的影像捕获设备及其影像校正方法，可避免影像数据压缩、拉长或歪斜，进而有效防止影像失真、位置偏移及影像遗漏等问题，而减少操作难度及次数，并达到节省能源及时间成本的功效。

附图说明

图1为本案较佳实施例的影像捕获设备的组件方块图。

图2为本案较佳实施例的影像校正方法流程图。

图3为本案影像校正方法的详细流程图。

图4为本案较佳实施例的影像捕获设备进行影像获取的示意图。

图5为影像捕获设备于第4图所示的区域A、B、C的位置示意图。

图6A为水平平面单位法向量及第一单位法向量具有夹角的示意图。

图6B为水平平面单位法向量及第二单位法向量平行的示意图。

图7A为本案影像捕获设备实际行进路径的示意图。

图7B为本案平面判断算法进行校正的原理示意图。

图8A为图4所示的区域A的影像数据示意图。

图8B为图4所示的区域B的影像数据示意图。

图8C为图8B所示影像数据校正后的影像数据示意图。

图9A为影像遗漏的影像数据示意图。

图9B为本案影像校正方法修复影像后的影像数据示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：影像捕获设备

2：控制模块

21：开关元件

3：线性感测模块

31：感光元件

4：加速度感测模块

41：三轴向加速度计

5：储存模块

6：通讯模块

7：媒体

A、B、C：区域

A1、A2、B1、B2、C1、C2：坐标

E：影像遗漏区域

l、P：路径

M：方向

N1：第一单位法向量

N2：第二单位法向量

NH：水平平面单位法向量

P1、P2、P3、P4：点位

R：近似影像数据

V11、V12、V21、V22：向量

x：水平投影量

z：高度差

r：斜边长

ΔX：水平偏移量

ΔY：垂直偏移量

θ：夹角

S100～S300：步骤

S201～S203、S301～S305、S400、S500：步骤

具体实施方式

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的方式上具有各种的变化，然其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图式在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。

请参阅图1，其为本案较佳实施例的影像捕获设备的组件方块图。如图1所示，本案的影像捕获设备1至少包括控制模块2、线性感测模块3、加速度感测模块4以及储存模块5。控制模块2用于校正第一影像数据并产生第二影像数据，线性感测模块3与控制模块2相连接，用以获取第一影像数据，例如通过具有感光元件31的线性感测模块3对一媒体或文件进行扫描动作，而加速度感测模块4也与控制模块2相连接，并于线性感测模块3获取第一影像数据时获取加速度数据，例如通过具有三轴向加速度计41的加速度感测模块4于一时间区间内连续采样并获取影像捕获设备1的多个加速度值，然皆不以此为限。其中，控制模块2根据加速度数据进行二次积分，以计算出位置数据，例如但不限于根据影像捕获设备1的多个加速度值进行二次积分，以计算出影像捕获设备1的位置数据，以根据该位置数据对第一影像数据进行校正，以产生第二影像数据，例如但不限于一扫描影像成品。至于储存模块5，其与控制模块2相连接，用以储存加速度数据、第一影像数据以及第二影像数据，且储存模块5可为随机存取内存(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存(Flash Memory)、记忆卡(Memory Card)、硬盘(Hard Disk)或固态硬盘(Solid State Disk or Solid StateDrive)等，但不以此为限。由此可见，本案的影像捕获设备1通过采用加速度感测模块4获取加速度数据并计算出位置数据，再通过控制模块2对影像数据加以校正，可达到避免影像数据压缩、拉长或歪斜的功效，而有效避免影像失真、位置偏移及影像遗漏等问题，进而减少操作难度及次数，并达到节省能源及时间成本的功效。

于一些实施例中，本案的控制模块2可为包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、微处理器(Micro Processing Unit，MPU)或其他具有运算及控制功能的处理器的控制模块2。且于另一些实施例中，控制模块2包括开关元件21，用以控制影像捕获设备1的启动与停止，例如控制影像捕获设备1的线性感测模块3及加速度感测模块4开始进行第一影像数据及加速度数据的获取或进入待机状态，但不以此为限。

根据本案的构想，本案的影像捕获设备1还包括通讯模块6，其与控制模块2相连接，用以将第二影像数据传输至一储存装置或一电子装置，例如外接记忆卡、硬盘、固态硬盘、闪存、计算机(PC)、笔记本电脑(Notebook PC)、平板计算机(Tablet PC)、服务器(Server)、智能型手机(Smart Phone)或个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等，但不以此为限，且储存模块6可为具有通用串行总线(USB)传输接口、雷霆(Thunderbolt)传输接口、火线(Firewire)传输接口、序列高技术配置(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)传输接口、快捷外设互联标准(Peripheral Component InterconnectExpress，PCI-E)传输接口或符合CAT-5e、CAT-6、CAT-6e或CAT-7等规格的网络传输接口(Ethernet Port)，然也不以此为限。

请参阅图2并配合图1，其中图2为本案较佳实施例的影像校正方法流程图。如图1及图2所示，本案的影像校正方法至少包括步骤：首先，如步骤S100所示，提供影像捕获设备1，且该影像捕获设备1至少包括控制模块2、线性感测模块3、加速度感测模块4以及储存模块5。其次，如步骤S200所示，影像捕获设备1通过线性感测模块3及加速度感测模块4获取第一影像数据以及加速度数据；然后，如步骤S300所示，影像捕获设备1通过控制模块2根据加速度数据计算出位置数据，以根据位置数据对第一影像数据进行校正，以产生第二影像数据，其通过平面判断算法、影像偏移补偿以及影像修复算法等对第一影像数据进行校正，可有效避免影像失真、位置偏移及影像遗漏等问题，进而减少操作难度及次数，并达到节省能源及时间成本的功效。

请参阅图3并配合图1及图2，其中图3为本案影像校正方法的详细流程图。如图1、图2及图3所示，本案的影像校正方法的详细流程至少包括步骤：首先，如步骤S100所示，提供影像捕获设备1；其次，图2所示的步骤S200中还包括步骤S201～S203，如步骤S201所示，开启影像捕获设备1的电源，并如步骤S202所示，按压开关元件21以启动影像获取及校正程序，再如步骤S203所示，影像捕获设备1的线性感测模块3及加速度感测模块4分别获取第一影像数据及加速度数据；然后，图2所示的步骤S300中还包括步骤S301～S305，如步骤S301所示，影像捕获设备1通过控制模块2根据加速度数据计算出位置数据，并如步骤S302～S304所示，根据该位置数据对第一影像数据分别以平面判断算法、影像偏移补偿以及影像修复算法进行校正，再如步骤S305所示，产生第二影像数据；接着，再如步骤S400所示，按压开关元件21以进入待机模式。于待机模式中，若用户欲将影像捕获设备1关机，则如步骤S500所示，关闭影像捕获设备1的电源；若用户欲续行影像获取及校正程序，则重复步骤S202，再度按压开关元件21，以启动影像获取及校正程序。

请参阅图4并配合图1，其中图4为本案较佳实施例的影像捕获设备进行影像获取的示意图。如图1及图4所示，本案影像捕获设备1可用以对一媒体7进行影像获取，例如文件、图片、海报或书籍等，但不以此为限。于一些实施例中，用户于操作影像捕获设备1时，无法如同机器般精准操作影像捕获设备1，故于操作影像捕获设备1对媒体7进行影像获取时，虽沿方向M滑动影像捕获设备1，然而实际路径却可能如路径P滑动而有所偏移，且无法以等速度进行滑动，故影像捕获设备1的加速度感测模块4于线性感测模块3获取第一影像数据时可获取到加速度数据。

以下将说明影像捕获设备1根据加速度数据计算出位置数据后，对第一影像数据进行校正的方法原理。请参阅图5并配合图1及图4，其中图5为影像捕获设备于图4所示的区域A、B、C的位置示意图。如图1、图4及图5所示，当本案的影像捕获设备1处于第一区域A时，经控制模块2根据加速度数据计算得出两端点的坐标A1、A2，且于处于第二区域B及第三区域C时分别计算得出两端点的坐标B1、B2及C1、C2。控制模块2遂依据第一区域A两端点坐标A1、A2及第二区域B两端点坐标B1、B2计算出第一垂直向量V11及第一水平向量V12，并依据第二区域B两端点坐标B1、B2及第三区域C两端点坐标C1、C2计算出第二垂直向量V21及第二水平向量V22，并以向量外积计算出影像捕获设备1于第一区域A及第二区域B时的坐标平面的第一单位法向量以及影像捕获设备1于第二区域B及第三区域C时的坐标平面的第二单位法向量。

请参阅图6A及图6B并配合图1，其中图6A及图6B分别为水平平面单位法向量及第一单位法向量具有夹角的示意图以及水平平面单位法向量及第二单位法向量平行的示意图。如图1、图6A及图6B所示，由于水平平面单位法向量NH的坐标表示必定为X＝Y＝0，Z＝1，也即(0，0，1)，故可通过水平平面单位法向量NH与第一单位法向量N1及第二单位法向量N2的内积计算推得其夹角θ。于一些实施例中，当水平平面单位法向量NH与第一单位法向量N1的内积结果不等于1时，即代表其具有夹角θ，也即代表影像捕获设备1于第一区域A及第二区域B时的坐标平面并非水平。于另一些实施例中，当水平平面单位法向量NH与第二单位法向量N2的内积结果等于1时，即代表水平平面单位法向量NH与第二单位法向量N2平行，且其夹角θ的角度系为0度，或可称不具有夹角θ，也即代表影像捕获设备1于第二区域B及第三区域C时的坐标平面为水平。

当判别出坐标平面并非水平后，本案影像捕获设备1的控制模块2对第一影像数据进行校正。请参阅图7A及图7B并配合图1，其中图7A及图7B分别为本案影像捕获设备实际行进路径的示意图以及本案平面判断算法进行校正的原理示意图。如图1、图7A及图7B所示，本案的影像捕获设备1若于坐标平面不为水平的情形下，其实际行进路径沿路径1进行滑动，然实际于影像辨识时，会将之判断为路径1的水平投影量x，若未进行影像校正，则会生成实际长度或宽度等于路径1的影像于等于投影量x的长度或宽度内，而使得影像失真，本案通过平面判断算法进行校正，其通过商高定理，并于极短的时间内进行取样。在判断坐标平面并非为平面后，即根据路径1的水平投影量x以及高度差z通过商高定理计算出其近似三角形的斜边长r，并生成实际长度或宽度等于路径1的影像于相等于斜边长r的长度或宽度内，以避免影像失真的问题产生。

于水平判断算法校正完毕后，本案的影像捕获设备1系进行影像偏移补偿的校正。请参阅图8A、图8B及图8C并配合图1及图4，其中图8A为图4所示的区域A的影像数据示意图，图8B为图4所示的区域B的影像数据示意图，以及图8C为图8B所示影像数据校正后的影像数据示意图。如图1、图4、图8A、图8B及图8C所示，本案的影像捕获设备1获取的区域A的影像数据因为影像捕获设备1的实际滑动路径P于区域A时并未有偏移的情形，故无须进行影像校正。然而，如图8B所示的区域B的影像数据，因本案的影像捕获设备1的实际滑动路径P于B区域内发生偏移的情形，故必须进行影像偏移的校正，其通过比较位置数据中的坐标位置以计算出两相邻数据的水平偏移量ΔX以及垂直偏移量ΔY，控制模块2遂对偏移的影像数据逐一进行校正，并反向补回水平偏移量ΔX以及垂直偏移量ΔY，以使影像数据校正为水平状态下的正常影像(如图8C所示)。

于影像偏移补偿校正完毕后，本案的影像捕获设备1进行影像修复算法的校正。请参阅图9A及图9B，其分别为影像遗漏的影像数据示意图以及本案影像校正方法修复影像后的影像数据示意图。如图9A及图9B所示，本案的影像获取1于影像获取过程中，可记录影像遗漏的区段，并通过本案影像校正方法的影像修复算法进行校正，于此实施例中，影像捕获设备1所获取的第一影像数据具有影像遗漏区域E，遂通过控制模块2进行影像修复算法的校正，控制模块2以位置数据算出相邻数据点位P1、P2、P3及P4的坐标，并依据点位P1、P2、P3及P4上的影像数据，以数学内插法的方式得出影像遗漏区域E内原有影像数据的近似影像数据R，并将影像遗漏区域E以近似影像数据R取代，而完成影像修复算法的校正，而生成数据完整的正常影像。

根据本案的构想，影像捕获设备1的控制模块2对第一影像数据进行平面判断算法的校正、影像偏移补偿的校正以及影像修复算法的校正完成后，其产生的影像数据即为第二影像数据，也即校正完成后的成品影像。

综上所述，本案的影像捕获设备及其影像校正方法，通过采用加速度感测模块获取加速度数据并以二次积分计算出位置数据，再通过控制模块以平面判断算法、影像偏移补偿以及影像修复算法对第一影像数据加以校正，并产生第二影像数据，可避免影像数据压缩、拉长或歪斜，进而有效防止影像失真、位置偏移及影像遗漏等问题，而减少操作难度及次数，并达到节省能源及时间成本的功效。

纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由熟悉本技艺的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

Claims (10)

1.一种影像捕获设备，至少包括：

一控制模块，用于校正一第一影像数据并产生一第二影像数据；

一线性感测模块，与该控制模块相连接，用以获取该第一影像数据；

一加速度感测模块，与该控制模块相连接，并于该线性感测模块获取该第一影像数据时获取一加速度数据；以及

一储存模块，与该控制模块相连接，用以储存该加速度数据、该第一影像数据以及该第二影像数据；

其中，该控制模块根据该加速度数据计算出一位置数据，以根据该位置数据对该第一影像数据进行校正，以产生该第二影像数据。

2.如权利要求1所述的影像捕获设备，其中该加速度感测模块包括一三轴向加速度计，该三轴向加速度计与该控制模块相连接，用以感测三轴向的加速度值。

3.如权利要求1所述的影像捕获设备，其中该控制模块包括一开关元件，用以启动该影像捕获设备进行影像获取及影像校正，或使该影像捕获设备进入待机状态。

4.如权利要求1所述的影像捕获设备，其中该控制模块根据该位置数据以平面判断算法校正该第一影像数据。

5.如权利要求1所述的影像捕获设备，其中该控制模块根据该位置数据以影像偏移补偿校正该第一影像数据。

6.如权利要求1所述的影像捕获设备，其中该控制模块根据该位置数据以影像修复算法校正该第一影像数据。

7.一种影像校正方法，至少包括步骤：

(a)：提供一影像捕获设备；

(b)：获取一第一影像数据以及一加速度数据；以及

(c)：根据该加速度数据计算出一位置数据，以根据该位置数据对该第一影像数据进行校正，以产生一第二影像数据。

8.如权利要求7所述的影像校正方法，其中步骤(b)还包括步骤：

(b1)：开启该影像捕获设备的电源；

(b2)：按压该影像捕获设备的一开关元件；以及

(b3)：该影像捕获设备获取该第一影像数据以及该加速度数据。

9.如权利要求8所述的影像校正方法，其中步骤(c)还包括步骤：

(c1)：该影像捕获设备根据该加速度数据计算出该位置数据；

(c2)：根据该位置数据对该第一影像数据以平面判断算法进行校正；

(c3)：根据该位置数据对该第一影像数据以影像偏移补偿进行校正；

(c4)：根据该位置数据对该第一影像数据以影像修复算法进行校正；以及

(c5)：产生该第二影像数据。

10.如权利要求9所述的影像校正方法，还包括步骤(d)：按压该开关元件以使该影像捕获设备进入待机状态，且于步骤(d)之后，选择性执行步骤(e)：关闭电源，或重新执行步骤(b2)。

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