CN103200369B - 用于行动载具的影像撷取装置及其影像叠合方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种用于行动载具的影像撷取装置及其影像叠合方法，其包含一影像撷取模块、一处理模块及一影像叠合模块。处理模块依据行动载具的行驶数据，以动态地控制影像撷取模块撷取若干个暂时影像的取样时间。接着，影像叠合模块依据行动载具的行驶数据符合一预设条件时，影像叠合模块叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像。本发明可提升影像合成后的品质，并提高影像的亮度，降低影像中的噪声。

Description

用于行动载具的影像撷取装置及其影像叠合方法

技术领域

本发明是涉及一种影像撷取装置及其影像叠合方法，特别是涉及一种适用于一行动载具上的影像撷取装置及其影像叠合方法。

背景技术

现今市面上所贩售的倒车影像传感器均为国家电视标准委员会(NationalTelevisionStandardsCommittee，NTSC)的类比式传感器，由于受到NTSCTVSignal规范每秒输出60帧(frame)的限制，NTSC类比式传感器的最长曝光时间仅为1/60秒，在曝光时间限制下，一般技术仅能通过调整Sensor增益值提升影像的亮度，改善低照度的感光度。

且，市面上贩售的行车记录器均为数位式传感器，一般影像输出限制在每秒30帧，在曝光时间限制下，一般技术仅能通过调整Sensor增益值提升影像的亮度，改善低照度的感光度。

而数位式可调变输出频率传感器，可通过调整影像输出频率，例如每秒15帧，最长曝光时间可以改变至1/15秒，如此可以增加一倍曝光时间。

其中，数位式传感器对于类比式传感器的优势在于可以调整低照度的曝光时间，通过提升曝光时间来改善低照度时的感光度，但每秒帧数也不宜下降太多，否则会致影像流畅度不足，以及在拍摄动态场景时，因曝光时间增加造成动态影像较容易产生运动模糊(motionblur)。

然而，不管是数位式或是类比式传感器均可通过提高Sensor增益值，改善影像感光度，但是这会造成影像噪声被放大。当信号噪声比(SignalToNoiseRatio，SNR)的数值过低且Sensor增益值过大时，人对影像讯号辨识效果不佳，例如雪花讯号的产生。因此，增加Sensor增益值无法有效地提高感光度。

另外，不论使用固定曝光时间或可变曝光时间的摄像系统，在低照度环境下，短时间曝光的影像噪声极大，而长时间曝光则会引起影像模糊，尤其汽车通常处于运动状态，较长时间的曝光更是不可行的。

且，汽车行驶于无路灯道路、或于光线不足的停车场环境，由于光照严重不足，不论是肉眼直视、借助各个装设的辅助视镜，或是摄相机等辅助设备，通常会因影像太暗或噪声太大而几乎无法辨识周围环境。

发明内容

有鉴于上述已知技术问题，本发明的目的就在于提供一种用于行动载具的影像撷取装置及其影像叠合方法，以解决不论使用固定曝光时间或可变曝光时间的摄像系统，在汽车行驶时，短时间曝光所产生的影像噪声极大，而长时间曝光则会引起影像模糊的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于行动载具的影像撷取装置，其包含一影像撷取模块、一处理模块及一影像叠合模块，所述处理模块电性连接所述影像撷取模块、所述影像叠合模块。处理模块依据行动载具的行驶数据，以动态地控制影像撷取模块撷取若干个暂时影像的取样时间。影像叠合模块依据行动载具的行驶数据符合一预设条件时，影像叠合模块叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像。

其中，行驶数据较佳可包含行动载具的行驶方向、方向盘的回转方向、行驶速度、排档档位或全球定位系统的定位信息。

其中，预设条件较佳可是低于一预设速度的行驶速度、或大于一预设角度的回转方向、或为一倒车档位的排档档位。

其中，处理模块较佳可依据行动载具的行驶速度的增加或减少，以缩短或延长各暂时影像取样时间的长度。

其中，所述影像撷取装置还包含一设定模块，设定若干个时段区间，处理模块较佳可依据所述若干个时段区间或行动载具的照明设备的开启或关闭，以对应控制影像撷取装置的一光源传感器的开启或关闭。

其中，所述影像撷取装置还包含一接收模块，接收一雷达数据，影像叠合模块较佳还可依据所述雷达数据，叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像。

其中，相似特征的区域较佳可包含车道线、景色或物体。

根据本发明的目的，再提出一种用于行动载具的影像叠合方法，用于行动载具的影像叠合方法包含下列步骤：设置一影像撷取模块；利用一处理模块依据行动载具的行驶数据，以动态地控制影像撷取模块撷取若干个暂时影像的取样时间；以及通过一影像叠合模块，依据行动载具的行驶数据符合一预设条件时，影像叠合模块叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像。

其中，影像叠合方法还包含下列步骤：利用一设定模块设定若干个时段区间；以及处理模块较佳可依据所述若干个时段区间或行动载具的照明设备的开启或关闭，对应控制影像撷取装置的一光源传感器的开启或关闭。

其中，影像叠合方法还包含下列步骤：利用一接收模块接收一雷达数据；以及影像叠合模块较佳还可依据所述雷达数据，叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像。

其中，相似特征的区域较佳可包含车道线、景色或物体。

其中，影像叠合方法还包含下列步骤：处理模块较佳可依据行动载具行驶速度的增加或减少，以缩短或延长各暂时影像取样时间的长度。

其中，行驶数据较佳可包含行动载具的行驶方向、方向盘的回转方向、行驶速度或全球定位系统的定位信息。

其中，预设条件较佳可是低于一预设速度的行驶速度、或大于一预设角度的回转方向、或为一倒车档位的排档档位。

根据本发明的目的，又提出一种用于行动载具的影像撷取装置，其包含一影像撷取模块、一接收模块、一设定模块、一处理模块及一影像叠合模块，处理模块电性连接影像撷取模块、接收模块、设定模块、影像叠合模块。接收模块接收一雷达数据。设定模块设定若干个时段区间。处理模块依据行动载具的行驶数据及雷达数据，以动态地控制影像撷取模块撷取若干个暂时影像的取样时间，并依据所述若干个时段区间或行动载具的照明设备的开启或关闭，以对应控制影像撷取装置的一光源传感器的开启或关闭。影像叠合模块依据行动载具的行驶数据符合一预设条件及雷达数据，影像叠合模块叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像。

其中，行驶数据较佳可包含行动载具的行驶方向、方向盘的回转方向、行驶速度、排档档位或全球定位系统的定位信息。

其中，预设条件较佳可是低于一预设速度的行驶速度、或大于一预设角度的回转方向、或为一倒车档位的排档档位。

其中，处理模块较佳可依据行动载具的行驶速度的增加或减少，以缩短或延长各暂时影像取样时间的长度。

承上所述，依本发明的用于行动载具的影像撷取装置及其影像叠合方法，其可具有下述优点：

此用于行动载具的影像撷取装置及其影像叠合方法可通过参考行车数据，使用适当的两张或多张暂时影像，经暂时影像中相似特征的区域比对后，在相同区域的定位点下叠加影像，以减小影像中噪声并提高影像亮度。

附图说明

图1是本发明的用于行动载具的影像撷取装置的第一实施例的方块图；

图2是本发明的用于行动载具的影像叠合方法的第一实施例的流程图；

图3是本发明的用于行动载具的影像撷取装置的第一实施例的第一示意图；

图4是本发明的用于行动载具的影像撷取装置的第一实施例的第二示意图；

图5是本发明的用于行动载具的影像撷取装置的第二实施例的方块图；以及

图6是本发明的用于行动载具的影像叠合方法的第二实施例的流程图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明的用于行动载具的影像撷取装置及其影像叠合方法的实施例，为便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。

本发明的用于行动载具的影像撷取装置可适用于机车、汽车或大型车辆上，且影像撷取装置可以是车用摄像机(CarCamera)、行车记录器(DrivingRecorder)、倒车影像传感器(ReverseImageSensor)或数位摄像机(DigitalVideoCamera)等各种具有摄像功能的电子装置，为便于更了解本发明的技术特征，以下是以车用摄像机装设于汽车上为实施例，但并不以此为限。

请参阅图1，其为本发明的用于行动载具的影像撷取装置的第一实施例的方块图。如图所示，影像撷取装置1包含了一影像撷取模块10、一处理模块11、一影像叠合模块12、一显示模块13及一储存模块14。影像撷取模块10可包含镜头、感光组件如互补式金氧半导体组件(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)或电荷耦合组件(Charge-Coupled-Device，CCD)、类比/数位电路、影像处理器等。

处理模块11电性连接影像撷取模块10、影像叠合模块12、显示模块13及储存模块14，其可为中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)或微处理器(Micro-ProcessingUnit)。处理模块11可依据行动载具2的行驶数据21，以动态地控制影像撷取模块10撷取若干个暂时影像101的取样时间。其中，行驶数据21可包含车辆的行驶方向、方向盘的回转方向、行驶速度、排档档位或全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)的定位信息。影像叠合模块12可依据行动载具2的行驶数据21符合一预设条件时，影像叠合模块12叠合所述若干个暂时影像101中相似特征的区域1011(例如：车道线、景色或物体)，以产生至少一叠合影像121。其中，预设条件可是低于一预设速度的行驶速度、或大于一预设角度的回转方向、或为一倒车档位的排档档位。

而后，处理模块11可将至少一叠合影像121传送至显示模块13，或是可控制影像叠合模块12将至少一叠合影像121传送至显示模块13，以显示叠合影像121。另外，处理模块11可将至少一叠合影像121储存于储存模块14，或是可控制影像叠合模块12将至少一叠合影像121储存于储存模块14。

上述中，处理模块11可依据行动载具2的行驶速度的增加或减少，以缩短或延长各暂时影像101取样时间的长度。

请参阅图2，其为本发明用于行动载具的影像叠合方法的第一实施例的流程图，请一并参阅图1。如图所示，本发明的用于行动载具的影像叠合方法，影像撷取装置包含一影像撷取模块、一处理模块及一影像叠合模块。影像撷取装置的影像叠合方法包含下列步骤：

设置一影像撷取模块S31；

利用一处理模块依据行动载具的行驶数据，以动态地控制影像撷取模块撷取若干个暂时影像的取样时间S32；

通过一影像叠合模块，依据行动载具的行驶数据符合一预设条件时，影像叠合模块叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像S33；

处理模块可将至少一叠合影像传送至显示模块，或是可控制影像叠合模块将至少一叠合影像传送至显示模块，以显示叠合影像S34；以及

处理模块可将至少一叠合影像储存于储存模块，或是可控制影像叠合模块将至少一叠合影像储存于储存模块S35。

请参阅图3及图4，其为本发明的用于行动载具的影像撷取装置的第一实施例的第一示意图以及第二示意图，请一并参阅图1。如图所示，本发明的影像撷取装置1较佳可装设于一车辆4上，其装设位置可视驾驶者5而定。在本实施例中，将影像撷取装置1装设于后视镜41的下方为示例，但不以此为限。当车辆4行驶于照明度低的环境时，影像撷取装置1可通过处理模块11接收车辆4的行驶方向、方向盘的回转方向、行驶速度、排档档位或全球定位系统的定位信息的行驶数据21。且，处理模块11可依据行驶速度，动态地控制影像撷取模块10撷取若干个暂时影像101的取样时间。

换句话说，当车辆4行驶速度高于一预设值时，处理模块11可缩短影像撷取模块10撷取若干个暂时影像101的取样时间；若车辆4行驶速度低于预设值时，处理模块11可控制影像撷取模块10延长暂时影像101的取样时间。预设值可由驾驶者5自行设定，或是由影像撷取装置1于出厂前由原厂设定。

另外，影像撷取模块10撷取若干个暂时影像101后，处理模块11可将所述若干个暂时影像101传送至影像叠合模块12，影像叠合模块12会从影像品质较好的暂时影像101中选取一参考暂时影像61，并依据车辆4的行驶方向、方向盘的回转方向、行驶速度、排档档位或全球定位系统的定位信息等相关信息符合预设条件，例如方向盘的回转方向大于预设角度时，将若所述干个暂时影像101中相似特征的车道线、景色或物体的每一像素进行影像叠合，以产生至少一叠合影像121。

举例来说，驾驶者5在照明度低的环境中行驶速度高于20km/hr时，处理模块11可将影像撷取模块10撷取暂时影像101的取样时间由1/50秒缩短为1/100秒，并通过拍摄多张影像较为清晰的暂时影像101，利用影像叠合模块12将所述若干个暂时影像101作叠合，产生一叠合影像121，以减少影像的噪声，同时避免由于取样时间过长而产生影像模糊现象。

详细地说，处理模块11可将影像撷取模块10所撷取的暂时影像101传送至影像叠合模块12。影像叠合模块12可参考车辆4方向盘为向右或是向左转的幅度大于预设角度(例如60°)时，影像叠合模块12将暂时影像101中相似特征的车道线、前方车辆或路树的每一像素进行影像叠合，以产生至少一叠合影像121。进一步地，在本实施例中，还可通过处理模组11提升叠合影像121的影像亮度及去除噪声。顺带一提的是，以上实施例仅用于举例而非限制，本发明于实际实施时，并不限于此种方式。

请参阅图5，其为本发明的用于行动载具的影像撷取装置的第二实施例的方块图，请一并参阅图3。如图所示，本发明的用于行动载具的影像撷取装置7，其包含了一影像撷取模块70、一接收模块71、一设定模块72、一处理模块73、一影像叠合模块74、一显示模块75及一储存模块76。接收模块71可接收一雷达数据711，其中影像撷取模块70、显示模块75及储存模块76，其与上述第一实施例所述的相同组件的作动方式相似，故不再赘述。但是，值得一提的是，本实施例中所述的接收模块71可接收一雷达数据711。设定模块72可设定若干个时段区间721，例如：设定两个时段区间，其各为12小时。

处理模块73电性连接影像撷取模块70、接收模块71、设定模块72、影像叠合模块74、显示模块75及储存模块76。处理模块73还可依据雷达数据711，动态地控制影像撷取模块70撷取若干个暂时影像701的取样时间，并可依据所述若干个时段区间721或行动载具8的照明设备82(例如：车灯42)的开启或关闭，以对应控制影像撷取装置7的一光源传感器77的开启或关闭。

影像叠合模块74还可依据雷达数据711，叠合所述若干个暂时影像701中相似特征的区域7011，以产生至少一叠合影像741。

而后，处理模块73可将至少一叠合影像741传送至显示模块75，以显示叠合影像741。处理模块73也可将至少一叠合影像741储存于储存模块76。

请参阅图6，其为本发明的用于行动载具的影像叠合方法的第二实施例的流程图，请一并参阅图5。如图所示，本实施例的用于行动载具的影像叠合方法，其与上述的第一实施例所述的影像叠合方法的步骤略有相似，故不在此赘述。但是，值得一提的是，在本实施例中，影像撷取装置还包含一接收模块及一设定模块，其方法包含下列步骤：

利用一接收模块接收一雷达数据S91；

利用一设定模块设定若干个时段区间S92；

利用一处理模块依据行动载具的行驶数据81及雷达数据，以动态地控制影像撷取模块撷取若干个暂时影像的取样时间，并依据所述若干个时段区间或行动载具的照明设备的开启或关闭，以对应控制影像撷取装置的一光源传感器的开启或关闭S93；以及

通过一影像叠合模块依据行动载具的行驶数据符合一预设条件及雷达数据，叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像S94。

复请参阅图3、图4及图5。如图所示，在本发明的用于行动载具的影像撷取装置的第二实施例中，将影像撷取装置7装设于后视镜41的下方，驾驶者5于行驶前，可利用设定模块72设定两个时段区间，其各设定为12小时，且可分别定义为白天及夜晚。当驾驶者5驾驶车辆4以低于40km/hr行驶于车道上时，处理模块73可依据此段时段区间定义为白天，而不开启光源传感器77，即便驾驶者5因行驶于隧道中而开启了车灯42，处理模块73也会依据上述时段区间的定义，不开启光源传感器77。另外，处理模块73可依据雷达数据711及车速将影像撷取模块70撷取暂时影像701的取样时间由1/50秒延长为1/30秒。

而后，影像叠合模块74可参考全球定位系统的车辆定位信息及雷达数据711，将暂时影像701中相似特征的车道线、前方车辆或路树的每一像素进行影像叠合，以产生至少一叠合影像741。

上述中，本实施例的影像叠合及处理的作动方式与第一实施例相似，故不再赘述。

综上所述，本发明所提出的用于行动载具的影像撷取装置及其影像叠合方法可于摄影过程中，可参照行车速度的特性，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，并可依据行车动态信息选取适当的暂时影像及结合暂时影像中相似的区域，以决定所需的暂时影像来进行影像叠合。如此将能提升影像合成后的品质，并提高影像的亮度，降低影像中的噪声。

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，均应包含于所附的权利要求书的范围中。

Claims (16)

1.一种用于行动载具的影像撷取装置，其特征在于，包含：

一影像撷取模块；

一处理模块，依据所述行动载具的行驶数据，以动态地控制所述影像撷取模块撷取若干个暂时影像的取样时间；

一接收模块，接收一雷达数据；以及

一影像叠合模块，依据所述行动载具的行驶数据符合一预设条件时，所述影像叠合模块依据所述雷达数据叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像；

其中，所述处理模块电性连接所述影像撷取模块、所述影像叠合模块、所述接收模块。

2.如权利要求1所述的用于行动载具的影像撷取装置，其特征在于，所述行驶数据包含所述行动载具的行驶方向、方向盘的回转方向、行驶速度、排档档位或全球定位系统的定位信息。

3.如权利要求2所述的用于行动载具的影像撷取装置，其特征在于，所述预设条件是低于一预设速度的所述行驶速度、或大于一预设角度的所述回转方向、或为一倒车档位的所述排档档位。

4.如权利要求1所述的用于行动载具的影像撷取装置，其特征在于，所述处理模块依据所述行动载具的行驶速度的增加或减少，以缩短或延长各所述暂时影像取样时间的长度。

5.如权利要求1所述的用于行动载具的影像撷取装置，其特征在于，还包含一设定模块，设定若干个时段区间，所述处理模块依据所述若干个时段区间或所述行动载具的照明设备的开启或关闭，以对应控制所述影像撷取装置的一光源传感器的开启或关闭。

6.如权利要求1所述的用于行动载具的影像撷取装置，其特征在于，所述相似特征的区域包含车道线、景色或物体。

7.一种用于行动载具的影像叠合方法，其特征在于，包含下列步骤：

设置一影像撷取模块；

利用一处理模块依据所述行动载具的行驶数据，以动态地控制所述影像撷取模块撷取若干个暂时影像的取样时间；

利用一接收模块接收一雷达数据；以及

通过一影像叠合模块，依据所述行动载具的行驶数据符合一预设条件时，所述影像叠合模块依据所述雷达数据叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像。

8.如权利要求7所述的用于行动载具的影像叠合方法，其特征在于，还包含下列步骤：

利用一设定模块设定若干个时段区间；以及

以所述处理模块依据所述若干个时段区间或所述行动载具的照明设备的开启或关闭，对应控制所述影像撷取装置的一光源传感器的开启或关闭。

9.如权利要求7所述的用于行动载具的影像叠合方法，其特征在于，所述相似特征的区域包含车道线、景色或物体。

10.如权利要求7所述的用于行动载具的影像叠合方法，其特征在于，还包含下列步骤：

所述处理模块依据所述行动载具的行驶速度的增加或减少，以缩短或延长各所述暂时影像取样时间的长度。

11.如权利要求7所述的用于行动载具的影像叠合方法，其特征在于，所述行驶数据包含所述行动载具的行驶方向、方向盘的回转方向、行驶速度、排档档位或全球定位系统的定位信息。

12.如权利要求11所述的用于行动载具的影像叠合方法，其特征在于，所述预设条件是低于一预设速度的所述行驶速度、或大于一预设角度的所述回转方向、或为一倒车档位的所述排档档位。

13.一种用于行动载具的影像撷取装置，其特征在于，包含：

一影像撷取模块；以及

一接收模块，接收一雷达数据；

一设定模块，设定若干个时段区间；

一处理模块，依据所述行动载具的行驶数据及所述雷达数据，以动态地控制所述影像撷取模块撷取若干个暂时影像的取样时间，并依据所述若干个时段区间或所述行动载具的照明设备的开启或关闭，以对应控制所述影像撷取装置的一光源传感器的开启或关闭；

一影像叠合模块，依据所述行动载具的行驶数据符合一预设条件及所述雷达数据，所述影像叠合模块叠合所述若干个暂时影像中相似特征的区域，以产生至少一叠合影像；

其中，所述处理模块电性连接所述影像撷取模块、所述接收模块、所述设定模块和所述影像叠合模块。

14.如权利要求13所述的用于行动载具的影像撷取装置，其特征在于，所述行驶数据包含所述行动载具的行驶方向、方向盘的回转方向、行驶速度、排档档位或全球定位系统的定位信息。

15.如权利要求14所述的用于行动载具的影像撷取装置，其特征在于，所述预设条件是低于一预设速度的所述行驶速度、或大于一预设角度的所述回转方向、或为一倒车档位的所述排档档位。

16.如权利要求13所述的用于行动载具的影像撷取装置，其特征在于，所述处理模块依据所述行动载具的行驶速度的增加或减少，以缩短或延长各所述暂时影像取样时间的长度。