CN105323495A - 根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法。该方法包含：(a)取得一影像；(b)将该影像分割成二个或二个以上不互相重叠的区块；(c)辨别每一区块的一亮度值；以及(d)根据每一区块的每一亮度值，分别在不同的区块施予不同的曝光参数，其中在其中之一的该区块所施予的该曝光参数与至少另外之一的该区块所施予的该曝光参数彼此不同。

Description

根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法
技术领域
本发明涉及一种根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，特别是指一种能够针对光照不均匀的影像中的不同区块施予不同的曝光参数，以更有效地撷取此光照不均匀的影像的信息的方法。
背景技术
请参考图1。图1显示一现有技术的快门控制方法，其中快门将影像10视为单一的一个区块SR1而进行一致性的曝光。传统上，现有技术的快门控制方法是假设影像10整体都被均匀地光照。因此，快门对整个影像10的单一区块SR1进行一致性的曝光，亦即在影像10中的每一个像素皆被施予相同的曝光参数(例如：相同的曝光时间)。
然而，当影像不在上述的假设前提下，例如当环境光源较低而造成影像不是被均匀地光照时，此种现有技术的快门控制方法无法取得完整及足够的影像信息。
请参考图2A与图2B。图2A与图2B显示在现有技术中，当影像20的光照不均匀时，该影像20所包含的信息将无法被完整的撷取。在图2A与图2B中，光照不均匀的影像20是整个影像皆在相同的曝光时间下(例如：100ms)曝光。如图2A与图2B所示，快门最适于用于影像20中最亮的区块R1。也就是说，曝光时间的长短以最亮的区块R1所需的曝光时间为考虑。因此，影像20中，除了最亮的区块R1以外，其它部分皆为曝光不足。例如：影像20中最暗的区块R2为曝光不足。因此，区块R2中所包含的任何影像信息或特征就遗失而无法被撷取。
总结来说，现有技术的快门控制方法是将整体影像视为单一的一个区块而以相同的曝光参数进行一致性的曝光。如果影像的光照不均匀而导致影像的亮度信息的范围在整个影像中有很大变化时，现有技术的快门控制方法仅能够使快门适用于影像中亮度信息范围变化较小的区域，因此，影像中其它部分的影像信息或特征就会遗失。举例来说，如果快门针对适用于影像中最亮的区块，则影像中最暗的区块的影像信息或特征就会遗失。反之，如果快门针对适用于影像中最暗的区块，则影像中最亮的区块的影像信息或特征就会遗失。
有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，此方法能够针对一个光照不均匀的影像中的不同区块施予不同的曝光参数，以便更有效地撷取此光照不均匀的影像的信息。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，此方法能够针对一个光照不均匀的影像中的不同区块施予不同的曝光参数，以便更有效地撷取此光照不均匀的影像的信息。
为达上述目的，就其中一观点言，本发明提供了一种根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，包含：(a)取得一影像；(b)将该影像分割成二个或二个以上不互相重叠的区块；(c)辨别每一区块的一亮度值；以及(d)根据每一区块的每一亮度值，分别在不同的区块施予不同的曝光参数，其中至少一个该区块所被施予的该曝光参数与至少另外一个该区块所被施予的该曝光参数彼此不同。
在一种较佳的实施型态中，该曝光参数包括曝光时间。
在上述较佳的实施型态中，步骤(c)包括：辨别具有一最高亮度值的一第一区块以及辨别具有一最低亮度值的一第二区块；以及步骤(d)包括：在该第一区块施予一最短曝光时间以及在该第二区块施予一最长曝光时间，其中该最长曝光时间长于该最短曝光时间。
在一种较佳的实施型态中，该影像包括多个像素，且每一像素具有一对应的亮度值，且其中该区块的该亮度值由该区块中最亮的像素所具有的该亮度值来表示、或者由该区块中所有的像素的一平均亮度值来表示、或者由高于一亮度门坎值的像素的数目来表示。
在一种较佳的实施型态中，该影像包括多个像素，且其中该影像根据以下三种方式之一而被分割成不同的区块：(1)根据每一像素的位置；(2)根据每一像素所代表的颜色；或(3)根据每一像素的位置以及所代表的颜色。
在一种较佳的实施型态中，该影像包括多个像素单元，且每一像素单元包括代表不同颜色的像素，且其中至少一区块包括具有单一颜色的像素。
在一种较佳的实施型态中，该影像包括多个像素，且每一区块所包括的像素直接地或间接地彼此相邻。
在一种较佳的实施型态中，该影像包括多个像素，且至少一区块所包括的像素没有直接地或没有间接地彼此相邻。
下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1显示一现有技术的快门控制方法，其中快门将影像10视为单一的一个区块SR1而进行一致性的曝光；
图2A与图2B显示在现有技术中，当影像的光照不均匀时，该影像所包含的信息将无法被完整的撷取；
图3A显示利用本发明一实施例的方法处理光照不均匀的影像时，该影像所包含的信息能够被完整的撷取；
图3B显示本发明的一实施例如何将图3A的光照不均匀的影像分割成四个不互相重叠的区块，并在不同的区块施予不同的曝光时间；
图4显示针对图3B的不同区块所施予的曝光时间；
图5显示本发明一实施例的根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法的流程图；
图6A-6D显示本发明如何将图3A的光照不均匀的影像分割成不互相重叠的不同区块的数个实施例；
图7显示本发明如何根据每一像素所代表的颜色将一个光照不均匀的彩色影像分割成四个不互相重叠的区块的一实施例；
图8A显示图7的各区块的各曝光时间的一实施例；
图8B显示图7的各区块的各曝光时间的另一实施例。
图中符号说明
〔现有技术〕
10、20现有影像
R1、R2现有区块
SR1现有区块
〔本发明〕
30、50影像
1～4像素群组
ED31～ED34、ED51～ED54曝光时间
R31～R34、R51～R54区块
ST1～ST4步骤
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。本发明中的图式均属示意，主要意在表示各装置以及各元件之间的功能作用关系，至于形状、厚度与宽度则并未依照比例绘制。
请参考图3A、图3B、图4与图5。图3A显示利用本发明一实施例的方法处理一光照不均匀的影像30时，此光照不均匀的影像30所包含的信息能够被完整的撷取。图3B显示本发明的一实施例如何将图3A的光照不均匀的影像30分割成四个不互相重叠的区块R31-R34，并在不同的区块R31-R34施予不同的曝光时间(在本实施例中，不同的曝光时间ED31-ED34如图4所示)。图5显示本发明一实施例的根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法的流程图。
在取得一影像30之后(如图5所示的步骤ST1)，影像30被分割成数个不互相重叠的区块R31-R34(如图5所示的步骤ST2)。一般而言，一个影像包括多个像素，因此，每一区块R31-R34个别地包括一个或多个像素。
如图3B所示，在一实施例中，区块的数目例如但不限于为四个。在其它实施例中，区块的数目可以根据实际的设计所需而有所变化。
此外，在图3A与图3B所示的实施例中，所有的区块R31-R34皆为长方形且此四个区块R31-R34的面积皆相同。值得注意的是，图3A与图3B所示的实施例仅为举例之用，并不是要用以限制本发明的范围。在其它实施例中，影像可以利用其它任何方式加以分割，而成为具有相同形状或不同形状、相同面积或不同面积的区块，且区块的位置可以为任何的布局方式。请参考图6A-6D，显示本发明如何将图3A的光照不均匀的影像分割成不互相重叠的不同区块的数个实施例。值得注意的是，图6A-6D所示的实施例仅为举例之用，并不是要用以限制本发明的范围。
接着，在图5所示的步骤ST3中，本实施例辨别每一区块R31-R34的亮度值。由于影像30被不均匀地光照，因此，至少影像30中的一些区块R31-R34的亮度值彼此不同。其中，各区块R31-R34的亮度值可以用任何的方式来计算取得，且本发明不限于使用这些方式的任何一种。举例来说，某一区块的亮度值可以由该区块中最亮的像素所具有的亮度值来表示。或者，某一区块的亮度值可以由该区块中所有的像素的平均亮度值来表示。或者，某一区块的亮度值可以由高于一亮度门坎值的像素数目来表示(其中，每一像素具有一对应的亮度值)。
接着，在图5所示的步骤ST4中，本实施例根据每一区块R31-R34的亮度值，分别在不同的区块R31-R34施予不同的曝光参数。请同时对照图3B与图4，具有最高亮度值的区块R32以最短曝光时间ED32来曝光，而具有最低亮度值的区块R33以最长曝光时间ED33下来曝光。具有中度亮度值的区块R31和区块R34所被施予的曝光时间(意即曝光时间ED31和ED34)则是介于最长曝光时间ED33和最短曝光时间ED32之间。在本实施例中，区块R31和区块R34具有相似的亮度值，因此，区块R31和区块R34所被施予曝光的曝光时间ED31和ED34是相同的。在其它实施例中，区块R31和区块R34所被施予曝光的曝光时间ED31和ED34可以是不相同的。
曝光时间ED31-ED34的长度可以根据对应的区块R31-R34的亮度值来决定。在本实施例中，举例来说，曝光时间ED32为100ms；曝光时间ED31和ED34各为150ms；曝光时间ED33为300ms。当然，于其它实施例中，曝光时间ED31-ED34的长度的实际数值可以根据实际曝光的需求而有所改变。
值得注意的是，虽然在图3A-3B、图4与图5所示的实施例公开了四个区块有三个不同的曝光时间，然而本发明的范围并不以此为限。本发明最低仅需要施予至少二个不相同的曝光时间于至少二个不相同的区块。本发明最低限度的要求是：施予其中一个区块的曝光时间不同于至少另一个区块的曝光时间。当影像被分割为三或三个以上区块时，第三个以上区块所被施予的曝光时间可以相同于或不同于以上所述二个区块的曝光时间之一。
相较于图2A-2B所示的现有技术，其中光照不均匀的影像20仅以单一个曝光区块来一致性的曝光，由于本发明能够针对光照不均匀的影像30中的不同区块施予不同的曝光参数，因此本发明能够更有效地撷取此光照不均匀的影像30的信息。在图2A-2B中，由于整个光照不均匀的影像20的每一部份皆被施予相同的曝光时间，因此不是区块R2为曝光不足，就是区块R1为过度曝光。然而，在本发明中，针对各个区块施予最合适的曝光参数，如此区块R31-R34的影像信息或特征皆可以被个别地取得。
值得注意的是，本发明中所谓的“区块”不必然需要包含一群直接地或间接地彼此相邻的像素。清楚一点地说，所谓的“直接地相邻”是指两个像素彼此相互接触，所谓的“间接地相邻”是指两个像素虽然没有彼此相互接触，但是在其所在的同一个区块中，可以通过一个或多个同一个区块中的像素彼此连接。本发明中所谓的“区块”可以是任何定义下的一群像素，因此“区块”可以包括一群彼此相邻(直接地或间接地彼此相邻)的像素或是一群彼此不相邻的像素。
图7显示一个“区块”包括一群彼此分开的像素的一实施例。为了举例说明此“区块”的定义，本发明假设影像50为一个彩色影像，其中每一个像素单元包括四个像素1-4。举例来说，数字1可以代表绿色的像素、数字2可以代表红色的像素、数字3可以代表蓝色的像素、数字4可以代表红色或其它颜色的像素。
请参考图7并对照图5。在取得一影像50之后(如图5所示的步骤ST1)，影像50被分割成四个不互相重叠的区块R51-R54(如图5所示的步骤ST2)，其中区块R51包括标示为数字1的像素；区块R52包括标示为数字2的像素；区块R53包括标示为数字3的像素；区块R54包括标示为数字4的像素(数字1-4用圆形、正方形、三角形和圆角方形来显示，目的是表示不同的像素群组，而不是表示像素的尺寸大小)。在其中一实施例中，至少一区块R51-R54内仅具有单一颜色的像素。
即使环境光源是均匀的，且影像50是被均匀地光照，各个颜色的亮度值在此种均匀的环境光源下仍可能彼此之间有差异。例如：绿色部分所接受的光照可能较其它颜色所接受的光照来得较强。根据本发明，若欲更有效地撷取此影像50的信息或特征，本发明可以针对影像50中的不同区块R51-R54施予不同的曝光参数，例如：针对影像50中的不同区块R51-R54施予不同的曝光时间。
图8A-8B显示图7的各区块R51-R54的各曝光时间的两个实施例。请参考图8A和图5的步骤ST3-ST4，本实施例辨别每一区块R51-R54的亮度值，并分别在各区块R51-R54施予对应的曝光时间ED51-54(如图8所示)。
更清楚地说，举例而言，环境光源具有较强的绿色部分(绿色光较强)、较弱的红色部分(红色光较弱)、蓝色光的强度介于绿色光与红色光之间。因此，如图8A所示，包括所有绿色像素的区块R51被施予最短的曝光时间ED51；包括所有蓝色像素的区块R53被施予的曝光时间ED53长于曝光时间ED51；包括所有红色像素的区块R52和R54被施予的曝光时间ED52和ED54是最长的且彼此相同。
在其它实施例中，虽然区块R52和R54所包括的皆为红色像素，然而这二个区块R52和R54不必要在相同的曝光时间下进行曝光。如图8B所示，假设区块R52和R54皆包括红色像素，这二个区块R52和R54可以根据个别的亮度值而在不同的曝光时间下进行曝光。也就是说，相同颜色的像素可以被分割成不同的区块，并针对不同的区块在不同的曝光参数(例如：不同的曝光时间)下进行曝光。也就是说，影像可以根据以下不同方式被分割成不同的区块，其中分割方式例如但不限于可为：(1)根据每一像素的位置；(2)根据每一像素所代表的颜色；或(3)根据每一像素的位置以及所代表的颜色。
以上已针对较佳实施例来说明本发明，只是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化。例如，像素的颜色不限于为绿色、红色和蓝色。凡此种种，皆可根据本发明的教示类推而得，因此，本发明的范围应涵盖上述及其它所有等效变化。此外，本发明的任一实施型态不必须达成所有的目的或优点，因此，权利要求的任一也不应以此为限。

Claims (8)

1.一种根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，其特征在于，包含：
(a)取得一影像；
(b)将该影像分割成二个或二个以上不互相重叠的区块；
(c)辨别每一区块的一亮度值；以及
(d)根据每一区块的每一亮度值，分别在不同的区块施予不同的曝光参数，其中至少一个该区块所被施予的该曝光参数与至少另外一个该区块所被施予的该曝光参数彼此不同。
2.如权利要求1所述的根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，其中，该曝光参数包括曝光时间。
3.如权利要求2所述的根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，其中：
步骤(c)包括：辨别具有一最高亮度值的一第一区块以及辨别具有一最低亮度值的一第二区块；以及
步骤(d)包括：在该第一区块施予一最短曝光时间以及在该第二区块施予一最长曝光时间，其中该最长曝光时间长于该最短曝光时间。
4.如权利要求1所述的根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，其中，该影像包括多个像素，且每一像素具有一对应的亮度值，且其中该区块的该亮度值由该区块中最亮的像素所具有的该亮度值来表示、或者由该区块中所有的像素的一平均亮度值来表示、或者由高于一亮度门坎值的像素的数目来表示。
5.如权利要求1所述的根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，其中，该影像包括多个像素，且其中该影像根据以下三种方式之一而被分割成不同的区块：
(1)根据每一像素的位置；
(2)根据每一像素所代表的颜色；或
(3)根据每一像素的位置以及所代表的颜色。
6.如权利要求1所述的根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，其中，该影像包括多个像素单元，且每一像素单元包括代表不同颜色的像素，且其中至少一区块包括具有单一颜色的像素。
7.如权利要求1所述的根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，其中，该影像包括多个像素，且每一区块所包括的像素直接地或间接地彼此相邻。
8.如权利要求1所述的根据区块分割以控制影像曝光的快门适应方法，其中，该影像包括多个像素，且至少一区块所包括的像素没有直接地或没有间接地彼此相邻。
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