CN105991901A - 影像撷取装置与影像处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种影像撷取装置与影像处理的方法，该影像撷取装置包含外壳、保护镜、光源、影像撷取模块以及控制器。外壳与保护镜共同形成容置空间。光源设置于容置空间中。影像撷取模块设置于容置空间中，用于透过保护镜撷取影像。控制器电连接影像撷取模块，其中控制器通过将影像的亮度分布减去内置的重影影像的亮度分布，得到结果影像。根据本发明的影像撷取装置，其通过特殊的影像处理方法，光源与影像撷取模块得以皆设置于同一容置空间中，于是影像撷取装置的整体机构变得简单，光源也可以得到外壳妥善的保护。

Description

影像撷取装置与影像处理的方法
技术领域
本发明涉及一种影像撷取装置与影像处理的方法。
背景技术
监视摄影机通常用于需要监测的领域，例如银行、赌场、机场、军事基地、警察局和便利店等。监视摄影系统可以从一个中央控制室注意到其它不同区域的情况。例如有些地方不适宜人亲自去监控，则可以安装监视摄影系统连续的录影或者按照指示只是对某一些特定事件进行监控。
对于低亮度的环境进行监视时(例如夜间监视)，监视摄影机通常会再搭配红外光光源。因为红外光光源不为人眼可见，监视摄影机将可以在不干扰监视环境的前提下进行摄影。由于此种摄影系统必须同时设置摄影机与光源，因此整个系统将变得较为复杂。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种影像撷取装置，以使影像撷取装置的整体机构变得简单。
根据本发明一个实施方式，一种影像撷取装置，包含外壳、保护镜、光源、影像撷取模块以及控制器。外壳与保护镜共同形成容置空间。光源设置于容置空间中。影像撷取模块设置于容置空间中，用于透过保护镜撷取影像。控制器电连接光源与影像撷取模块，其中控制器通过将影像的亮度分布减去内置的重影影像的亮度分布，得到结果影像。
在本发明的一个或多个实施方式中，光源为红外光光源。
根据本发明另一个实施方式，一种影像处理的方法，包含以下步骤。首先，通过设置于容置空间中的光源提供照明，其中容置空间由外壳与保护镜共同形成。接着，通过设置于容置空间中的影像撷取模块透过保护镜撷取影像。最后，通过将影像的亮度分布减去内置的重影影像的亮度分布，得到结果影像。
在本发明的一个或多个实施方式中，重影影像为将预备重影影像的亮度分布乘以特定倍数而产生，其中特定倍数由影像撷取模块在撷取影像时的曝光时间、感光度以及光圈大小决定。
在本发明的一个或多个实施方式中，在得到结果影像后，提高结果影像的亮度对比。
在本发明又一个实施方式，一种影像处理的方法，包含以下步骤。首先，提供影像撷取装置，其中影像撷取装置的光源与影像撷取模块均位于由外壳与保护镜共同形成的容置空间中。接着，移动影像撷取装置，使保护镜面对不具反射能力的景物。然后，开启光源，再通过影像撷取模块透过保护镜撷取预备重影影像。最后，储存预备重影影像于影像撷取装置中。
在本发明的一个或多个实施方式中，影像处理的方法还包含以下步骤。首先，将影像撷取装置对准待测物。接着，通过影像撷取模块透过保护镜撷取影像。最后，通过先将预备重影影像的亮度分布乘以特定倍数，再将影像的亮度分布减去预备重影影像的亮度分布，得到结果影像，其中特定倍数由影像撷取模块在撷取预备重影影像与影像时的曝光时间、感光度以及光圈大小决定。
在本发明的一个或多个实施方式中，预备重影影像为当保护镜面对不具反射能力的景物时，开启光源，通过影像撷取模块撷取而产生。
本发明上述实施方式通过特殊的影像处理方法，使光源与影像撷取模块得以皆设置于同一容置空间中，于是影像撷取装置的整体机构变得简单，光源也可以得到外壳妥善的保护。
附图说明
图1为根据本发明一个实施方式的影像撷取装置与待测物的立体示意图。
图2为本发明的影像处理的方法一个实施方式的流程示意图。
图3A为根据本发明一个实施方式的影像的示意图。
图3B为根据本发明一个实施方式的重影影像的示意图。
图3C为根据本发明一个实施方式的结果影像的示意图。
图4为本发明的另一影像处理的方法一个实施方式的流程示意图。
图5为根据本发明一个实施方式的控制器的方块示意图。
具体实施方式
以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多具体的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些具体的细节不应用于限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些具体的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式描述。
图1为根据本发明一个实施方式的影像撷取装置100与待测物910的立体示意图。本发明不同实施方式提供一种影像撷取装置100，影像撷取装置100可为监视摄影机。具体而言，影像撷取装置100可为夜间监视摄影机，用于在夜间拍摄特定区域(或者拍摄低亮度的环境)。
如图1所示，影像撷取装置100包含外壳110、保护镜120、光源130、影像撷取模块140以及控制器150。外壳110与保护镜120共同形成容置空间200。光源130设置于容置空间200中。影像撷取模块140设置于容置空间200中，用于透过保护镜120撷取影像。控制器150电连接光源130与影像撷取模块140，其中控制器150通过将影像的亮度分布减去内置的重影影像的亮度分布，得到结果影像。
一般的监视摄影机的影像撷取模块与光源通常会设置于不同的容置空间中。举例来说，影像撷取模块设置于外壳与保护镜所形成的容置空间中，而光源设置于外壳之外；或者，影像撷取模块设置于外壳与保护镜所形成的容置空间中，而光源设置于另一外壳与另一保护镜所形成的另一容置空间中。相较于前述，影像撷取装置100的光源130与影像撷取模块140皆设置于容置空间200中，因此影像撷取装置100不但整体机构简单，光源130也会得到外壳110妥善的保护。
具体而言，因为光源130与影像撷取模块140皆设置于容置空间200中，而不是设置于两个不同的容置空间，因此影像撷取装置100的外观将具有一体性而较为美观。此外，因为影像撷取装置100不需要有另外的外壳与保护镜以形成另一容置空间，因此影像撷取装置100将可以简化机构结构而减少机构所需的材料，因而降低成本。
具体而言，光源130可为红外光光源。应了解到，以上所举的光源130的具体实施方式仅为例示，并非用于限制本发明，本发明所属本领域技术人员，应视实际需要，弹性选择光源130的具体实施方式。
具体而言，影像撷取模块140可包含镜头、快门、以及影像感应器，其详细结构配置将不详述。影像感应器可为电荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)或是互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor,CMOS)。
因为影像撷取装置100的机构设计与一般的监视摄影机不同，因此需要搭配特殊的影像处理方法，以下将详细说明。
图2为本发明的影像处理的方法一个实施方式的流程示意图。如图1与图2所示，步骤410为通过设置于容置空间200中的光源130提供照明，其中容置空间200由外壳110与保护镜120共同形成。
步骤420为通过设置于容置空间200中的影像撷取模块140透过保护镜120撷取影像。
步骤430为通过将影像的亮度分布减去内置的重影影像的亮度分布，得到结果影像。
详细的步骤内容将配合以下图3A至图3C以及图1进行说明。
图3A为根据本发明一个实施方式的影像310的示意图。如图1以及图3A所示，在步骤420中，具体而言，首先将影像撷取装置100对准待测物910，接着影像撷取模块140透过保护镜120撷取影像310。因为影像撷取装置100面向待测物910，因此影像310中将会有待测物的图像920。然而，因为光源130与影像撷取模块140皆设置于容置空间200中，因此光源130照射于保护镜120上的部分光线将会从保护镜120反射于影像撷取模块140上，并因此在影像310中形成重影(ghost)312，如此将会干扰影像310的某些区块而显得不清晰。
图3B为根据本发明一个实施方式的重影影像320的示意图。如图3B所示，重影影像320中仅具有重影322而不具有其他的图像，换句话说，重影影像320为全黑影像与重影322的叠合影像，其中重影影像320中的重影322为对应于图3A的影像310中的重影312。
图3C根据本发明一个实施方式的结果影像330的示意图。如图3A至图3C所示，由于影像310会受到重影312的干扰而变得不清晰，所以影像处理的方法会进行步骤430，即通过将影像310的亮度分布减去内置的重影影像320的亮度分布，得到结果影像330。因为重影影像320中的重影322为对应于影像310中的重影312，因此在影像310的亮度分布减去重影影像320的亮度分布后，将能得到没有重影干扰而仅具有待测物的图像920的结果影像330。
由于重影影像320中的重影322必须对应于影像310中的重影312，如此才能在影像处理后得到没有重影干扰的结果影像330，因此重影影像320必须通过特殊方法制造而产生，以下将详细介绍。
图4本发明的另一影像处理的方法一个实施方式的流程示意图。如图1与图4所示，首先，步骤510为提供图1的影像撷取装置100，也就是说，影像撷取装置100的光源130与影像撷取模块140均位于由外壳110与保护镜120共同形成的容置空间200中。
步骤520为移动影像撷取装置100，使保护镜120面对不具反射能力的景物。具体而言，不具反射能力的景物可为夜晚的天空，或者一个不反射的黑色布幕(保护镜120面对此黑色布幕)。
步骤530为开启光源130。由于此时保护镜120面对不具反射能力的景物，因此射出保护镜120的光线将不会再反射回影像撷取模块140，而仅有照射于保护镜120上并从保护镜120反射的部分光线会射回影像撷取模块140。
步骤540为通过影像撷取模块140透过保护镜120撷取预备重影影像。延续前述，从保护镜120反射而射回影像撷取模块140的光线将会在预备重影影像中形成重影，此外将没有其他光线在预备重影影像中形成其他图样。因此，预备重影影像为全黑影像与重影的叠合影像。
步骤550为储存预备重影影像于影像撷取装置100中，以备进行后续的图像处理。
请同时参考图4与图3A，预备重影影像为影像撷取模块140在光源130开启时所产生，而影像310也是在影像撷取模块140在光源130开启时所产生，因此在撷取预备重影影像与影像310时影像撷取装置100内部(或称容置空间200中)的光学状态大致相同(相较在撷取预备重影影像时的光学状态，在撷取影像310时影像撷取装置100内部仅多了从外界环境反射回的光线，并形成例如待测物的图像920等外界环境的图像)，于是预备重影影像中的重影将会对应于影像310中的重影312。
如图1所示，在取得预备重影影像之后，影像撷取装置100便可以对于外界环境，例如待测物910，进行量测，并进行如图2所示的影像处理方法。
此处需要注意的是，如图1与图3A至图3C所示，因为在撷取预备重影影像和在撷取影像310时影像撷取模块140的参数设定未必相同，也即影像撷取模块140的曝光时间、感光度以及光圈大小在撷取预备重影影像和在撷取影像310时未必相同，因此在进行如图2所示的步骤430时，会先将预备重影影像的亮度分布乘以特定倍数(此特定倍数由影像撷取模块140在撷取预备重影影像与影像310时的曝光时间、感光度以及光圈大小决定)，进而产生重影影像320。接着，才会通过将影像310的亮度分布减去重影影像320的亮度分布而得到结果影像330。
举例来说，在撷取预备重影影像时，感光度(ISO值)为100，曝光时间为十五分之一秒，而在撷取影像310时，感光度为100，曝光时间为三十分之一秒，所以在预备重影影像的亮度分布乘以二之后可以得到此时的重影影像320(影像撷取模块140基本上不会改变自身的光圈大小，因此假设光圈大小为定值)。又举例来说，在撷取预备重影影像时，感光度(ISO值)为100，曝光时间为十五分之一秒，而在撷取影像310时，感光度为200，曝光时间为三十分之一秒，所以在预备重影影像的亮度分布乘以一之后可以得到此时的重影影像320。
另外，由于在撷取预备重影影像或影像310时，光源130照射于保护镜120并从保护镜120反射于影像撷取模块140的光线除了会形成特定样式的重影之外，也会形成一层淡淡的耀光(flare)均匀布满于预备重影影像或影像310中。由于重影影像320为通过将预备重影影像的亮度分布乘以特定倍数而产生，所以重影影像320中耀光324的亮度不一定与影像310中耀光314的亮度相同，于是在影像310的亮度分布减去重影影像320的亮度分布后，结果影像330的亮度对比通常会小于影像310的亮度对比。因此，在得到结果影像330后，可以再提高结果影像330的亮度对比，以使结果影像330的亮度对比与影像310的亮度对比大致相同。
图5为根据本发明一个实施方式的控制器150的方块示意图。如图5所示，控制器150包含信号处理模块152、记忆模块154、资讯传输与接收模块156以及电源管理模块158。记忆模块154、资讯传输与接收模块156以及电源管理模块158分别电连接于信号处理模块152。
信号处理模块152可为数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)。
具体而言，记忆模块154可包含随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、闪存存储器(Flash Memory)以及记忆卡(Memory Card)。更具体地说，记忆卡可为安全数字卡(Secure Digital Memory Card)。
资讯传输与接收模块156可为有线模块，例如通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)连线模块，或是无线模块，例如蓝牙模块或是符合Wi-Fi标准的无线电模块。
电源管理模块158可为电源监控单元(Power Management Unit)。
通过选择信号处理模块152、记忆模块154、资讯传输与接收模块156以及电源管理模块158的具体实施方式，影像撷取装置100将可以弹性地适用于各种不同环境。
本发明上述实施方式通过特殊的影像处理方法，使光源130与影像撷取模块140得以皆设置于容置空间200中。于是，影像撷取装置100的整体机构变得简单，光源130也可以得到外壳110妥善的保护。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种不同的选择和修改，因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (12)

1.一种影像撷取装置，其特征在于，所述影像撷取装置包含：
外壳；
保护镜，其中所述外壳与所述保护镜共同形成容置空间；
光源，其设置于所述容置空间中；
影像撷取模块，其设置于所述容置空间中，用于透过所述保护镜撷取影像；以及
控制器，其电连接所述光源与所述影像撷取模块，其中所述控制器通过将所述影像的亮度分布减去内置的重影影像的亮度分布，得到结果影像。
2.如权利要求1所述的影像撷取装置，其特征在于，所述光源为红外光光源。
3.如权利要求1所述的影像撷取装置，其特征在于，所述重影影像为将预备重影影像的亮度分布乘以特定倍数而产生，其中所述特定倍数由所述影像撷取模块在撷取所述影像时的曝光时间、感光度以及光圈大小决定。
4.如权利要求1所述的影像撷取装置，其特征在于，在得到所述结果影像后，所述控制器提高所述结果影像的亮度对比。
5.一种影像处理的方法，其特征在于，所述影像处理的方法包含：
通过设置于容置空间中的光源提供照明，其中所述容置空间由外壳与保护镜共同形成；
通过设置于所述容置空间中的影像撷取模块透过所述保护镜撷取影像；以及
通过将所述影像的亮度分布减去内置的重影影像的亮度分布，得到结果影像。
6.如权利要求5所述的影像处理的方法，其特征在于，所述光源为红外光光源。
7.如权利要求5所述的影像处理的方法，其特征在于，所述重影影像为将预备重影影像的亮度分布乘以特定倍数而产生，其中所述特定倍数由所述影像撷取模块在撷取所述影像时的曝光时间、感光度以及光圈大小决定。
8.如权利要求7所述的影像处理的方法，其特征在于，所述预备重影影像为当所述保护镜面对不具反射能力的景物时，开启所述光源，通过所述影像撷取模块撷取而产生。
9.如权利要求5所述的影像处理的方法，其特征在于，在得到所述结果影像后，提高所述结果影像的亮度对比。
10.一种影像处理的方法，其特征在于，所述影像处理的方法包含：
提供影像撷取装置，其中所述影像撷取装置的光源与影像撷取模块均位于由外壳与保护镜共同形成的容置空间中；
移动所述影像撷取装置，使所述保护镜面对不具反射能力的景物；
开启所述光源；
通过所述影像撷取模块透过所述保护镜撷取预备重影影像；以及
储存所述预备重影影像于所述影像撷取装置中。
11.如权利要求10所述的影像处理的方法，其特征在于，所述影像处理的方法还包含：
将所述影像撷取装置对准待测物；
通过所述影像撷取模块透过所述保护镜撷取影像；以及
通过先将所述预备重影影像的亮度分布乘以特定倍数，再将所述影像的亮度分布减去所述预备重影影像的亮度分布，得到结果影像，其中所述特定倍数由所述影像撷取模块在撷取所述预备重影影像与所述影像时的曝光时间、感光度以及光圈大小决定。
12.如权利要求10所述的影像处理的方法，其特征在于，在得到所述结果影像后，提高所述结果影像的亮度对比。
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