CN110933288B - 图像产生方法与电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像产生方法与电子装置。此方法包括：判断所欲获取的多个第一图像中的至少一物体是否会产生模糊以产生判断结果；根据所述判断结果决定所述第一图像中的至少一第二图像的第一数量与所述第一图像中的至少一第三图像的第二数量，其中用于获取所述第二图像的第一设定不同于用于获取所述第三图像的第二设定；根据所述第一设定获取所述第二图像；根据所述第二设定获取所述第三图像；使用所述第一数量的所述第二图像以及所述第二数量的所述第三图像进行图像叠合操作以产生输出图像；以及输出所述输出图像。

Description

图像产生方法与电子装置

技术领域

本发明涉及一种使用多张图像来获得品质较佳的输出图像的图像产生方法与电子装置。

背景技术

在图像处理的领域中，当拍摄一场景时，可以连续对该场景拍摄多张图像，并将拍摄后取的多张图像进行叠合以产生出一张品值较佳(例如，噪声较低)的输出图像。而使用多张图像进行叠合以产生噪声较低的输出图像的操作也称为“多帧降噪”操作。然而，在现有的多帧降噪操作的技术中，用于叠合的多张图像通常是使用单一一种设定所取得。例如，用于拍摄该些图像的感光度(即，ISO值)皆相同且与用于拍摄该些图像的曝光时间皆相同。

然而，为了避免使用者的手振图像，在拍摄的策略上通常会把感光度提高以降低曝光时间。需注意的是，使用高感光度与低曝光时间的设定所拍摄出的图像通常会具有较多噪声。为了降低输出图像中的噪声，往往需要大于4张以上的图像执行图像叠合操作。然而，若要叠合4张以上的图像且同时又要做到4张图像以上的移动补偿(motioncompensation)，会造成运算时间过长的问题。此外，由于当感光度偏高时所取得的图像噪声较高，此特性也会造成检测图像中的边缘区域(edge area)与平坦区域(smooth area)的难度增加。

也就是说，当用于叠合的图像噪声过高时，不仅图像中边缘区域与平坦区域的检测不易，且也不易于执行移动补偿。基于此因素，往往需要使用数量较多的图像才能有效地叠合以产生噪声较低的输出图像，也因此拉长了处理运算的时间。

发明内容

本发明提供一种图像产生方法与电子装置，可以使用数量较少的图像进行叠合以产生品质较佳的输出图像。此外，当本发明使用与传统做法相同数量的图像进行叠合时，本发明的方法可以确保输出图像的品质优于使用传统方法所产生的输出图像。

本发明提出一种图像产生方法，适用于电子装置，所述方法包括：判断所欲获取的多个第一图像中的至少一物体是否会产生模糊以产生判断结果；根据所述判断结果决定所述第一图像中的至少一第二图像的第一数量与所述第一图像中的至少一第三图像的第二数量，其中用于获取所述第二图像的第一设定不同于用于获取所述第三图像的第二设定；根据所述第一设定获取所述第二图像；根据所述第二设定获取所述第三图像；使用所述第一数量的所述第二图像以及所述第二数量的所述第三图像进行图像叠合操作以产生输出图像；以及输出所述输出图像。

本发明提出一种电子装置，此电子装置包括图像获取器与处理器。所述处理器判断所欲获取的多个第一图像中的至少一物体是否会产生模糊以产生判断结果。所述处理器根据所述判断结果决定所述第一图像中的至少一第二图像的第一数量与所述第一图像中的至少一第三图像的第二数量，其中用于获取所述第二图像的第一设定不同于用于获取所述第三图像的第二设定。所述图像获取器根据所述第一设定获取所述第二图像。所述图像获取器根据所述第二设定获取所述第三图像。所述处理器使用所述第一数量的所述第二图像以及所述第二数量的所述第三图像进行图像叠合操作以产生输出图像。所述处理器输出所述输出图像。

基于上述，本发明的图像产生方法与电子装置可以使用数量较少的图像进行叠合以产生品质较佳的输出图像。此外，当本发明使用与传统做法相同数量的图像进行叠合时，本发明的方法可以确保输出图像的品质优于使用传统方法所产生的输出图像。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例所示出的电子装置的示意图。

图2是依照本发明的一实施例所示出的第二图像与第三图像的示意图。

图3是依照本发明的一实施例所示出的噪声去除操作的示意图。

图4是依照本发明的一实施例所示出的图像产生方法的流程图。

符号说明：

100：电子装置

20：处理器

22：图像获取器

24：陀螺仪

26：存储电路

200～204：图像

30a～30e、31a～31e：平坦区

32a～32e：边缘区

40：边缘

42、43：虚线

S401～S411：图像产生方法的步骤

具体实施方式

现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。

图1是依照本发明的一实施例所示出的电子装置的示意图。

请参照图1，电子装置100包括处理器20、图像获取器22、陀螺仪24以及存储电路26。其中，图像获取器22、陀螺仪24以及存储电路26分别耦接至处理器20。电子装置100例如是手机、平板电脑、笔记本电脑等电子装置，在此不设限。

处理器20可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、可编程控制器、特殊应用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)或其他类似元件或上述元件的组合。

图像获取器22是用以获取一或多张图像。举例来说，图像获取器22可以是内建或外接于电子装置100，并且配备有电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)元件或其他种类的感光元件的摄像镜头，但本发明并不限于此。在一些实施例中，电子装置100例如是笔记本电脑，而图像获取器22例如是内嵌于屏幕上方的摄影机。

陀螺仪24是一种用来感测与维持方向的装置，其可基于角动量守恒的理论设计出。在本范例实施例中，陀螺仪24可以用来检测电子装置100的晃动。

存储电路26可以是任何型态的固定或可移动随机存取存储器(random accessmemory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、快速存储器(flash memory)或类似元件或上述元件的组合。

在本范例实施例中，电子装置100的存储电路26中存储有多个程序码片段，在上述程序码片段被安装后，会由处理器20来执行。例如，存储电路26中包括多个模块，通过这些模块来分别执行电子装置100的各个操作，其中各模块是由一或多个程序码片段所组成。然而本发明不限于此，电子装置100的各个操作也可以是使用其他硬件形式的方式来实现。

在本范例实施例中，主要可以将本发明的图像产生方法区分为“拍摄阶段”以及“处理阶段”。以下分别对“拍摄阶段”与“处理阶段”进行详述。

“拍摄阶段”

由于本发明的图像产生方法会获取(即，拍摄)多张图像(也称为，第一图像)并使用所取得的第一图像中的部分或全部的图像进行图像叠合操作，因此在拍摄阶段中，处理器20会判断所欲获取的第一图像中的物体是否会产生模糊以产生判断结果。其中，造成第一图像中的物体产生模糊的原因可能是物体移动速度过快或者是电子装置100因使用者的手震所造成。

在本发明的一实施例中，处理器20可以取得由图像获取器22所感测并且用于即时取景(Live View)显示的多个图像(也称为，第四图像)。换句话说，这些第四图像是用于将图像获取器22所感测到的图像即时显示于电子装置100的显示器(未示出)以让使用者观看。而使用者可以根据前述的即时取景图像来得知欲拍摄的场景的角度或范围。

当处理器20取得前述的第四图像后，处理器20会计算第四图像中一图像(也称为，第五图像)与另一图像(也称为，第六图像)的差异。其中，第五图像与第六图像取得的时间是相距一时间间隔。也就是说，第五图像与第六图像可以是在相距一段时间间隔所获取的连续两张图像。而计算两张图像的差异的方式可以通过现有技术而得知，在此不再赘述。

当第五图像与第六图像的差异大于一门槛值(也称为，第一门槛值)时，处理器20会判断所欲获取的第一图像中的物体会产生模糊。此外，当第五图像与第六图像的差异不大于前述的第一门槛值时，处理器20会判断所欲获取的第一图像中的物体不会产生模糊。

然而，本发明并不用于限定判断所欲获取的第一图像中的物体是否会产生模糊的方法。在另一实施例中，也可以使用陀螺仪24来判断是否因手震产生模糊。更详细来说，处理器20可以取得陀螺仪24所检测的数值。当处理器20根据陀螺仪24所检测的数值判断电子装置100的晃动大于一门槛值(也称为，第二门槛值)时，处理器20会判断所欲获取的第一图像中的物体会产生模糊。此外，当处理器20根据陀螺仪24所检测的数值判断电子装置100的晃动不大于前述的第二门槛值时，处理器20会判断所欲获取的第一图像中的物体不会产生模糊。

当处理器20判断所欲获取的第一图像中的物体是否会产生模糊后，处理器20可以产生判断结果。之后，处理器20可以根据此判断结果决定第一图像中第二图像的数量(也称为，第一数量)与第一图像中第三图像的数量(也称为，第二数量)。换句话说，处理器20是根据判断结果来决定用于叠合的第二图像的第一数量以及第三图像的第二数量，并进而根据第一数量与第二数量决定所欲拍摄的总图像数量。

需说明的是，用于获取第二图像的设定(也称为，第一设定)不同于用于获取第三图像的设定(也称为，第二设定)。在本范例实施例中，第一设定的曝光时间长度是小于第二设定的曝光时间长度，且第一设定的感光度大于第二设定的感光度。换句话说，相较于第三图像来说，由于第一设定的感光度较大，第二图像会具有较多噪声，但由于第一设定的曝光时间较小，第二图像中物体边缘因物体移动或电子装置100晃动所产生的模糊会较小。而相较于第二图像来说，由于第二设定的感光度较小，第三图像会具有较少的噪声，但由于第二设定的曝光时间较长，第三图像中物体边缘因物体移动或电子装置100晃动所产生的模糊会较大。通过上述的特性，当之后在进行图像叠合时，可以根据第二图像与第三图像所分别拥有的特性来做叠合。详细的图像叠合过程请容后详述。在本范例实施例中，当判断结果表示所欲获取的第一图像中的物体会产生模糊时，第一数量是大于第二数量。原因在于，由于第二图像中边缘所产生的模糊较少，故可以使用较多张的第二图像来避免输出图像中的物体产生模糊。此外，当判断结果表示所欲获取的第一图像中的物体不会产生模糊时，第一数量是小于第二数量。原因在于，由于所欲获取得第一图像不太会产生模糊，故可以直接使用较多张的第三图像进行叠合来降低输出图像中的噪声，且叠合后产生的图像中的边缘区域也不太会有模糊。

之后，图像获取器22会根据第一设定获取第二图像，并且根据第二设定获取第三图像。需说明的是，图像获取器22可以使用第一设定获取第一数量的第二图像，并且使用第二设定获取第二数量第三图像。然而本发明并不用于限定图像获取器22实际所获取的图像数量，在其他实施例中，图像获取器22也可以使用第一设定获取多于第一数量的第二图像，并且使用第二设定获取多于第二数量第三图像。

在获取并取得前述的第二图像与第三图像后，可以执行“处理阶段”。

“处理阶段”

在处理阶段中，处理器20会使用前述第一数量的第二图像以及前述第二数量的第三图像进行图像叠合操作以产生输出图像。

更详细来说，处理器20会对第二图像以及第三图像的至少其中之一进行边缘检测操作以识别所述第二图像中的平坦区域(也称为，第一平坦区域)以及边缘区域(也称为，第一边缘区域)。此外，前述的边缘检测操作也会识别出第三图像中的平坦区域(也称为，第二平坦区域)以及边缘区域(也称为，第二边缘区域)。处理器20会使用第一边缘区域以及第二平坦区域进行所述图像叠合操作以产生所述输出图像。需说明的是，由于第二图像中物体边缘因物体移动或电子装置100晃动所产生的模糊会较小且第三图像中物体边缘因物体移动或电子装置100晃动所产生的模糊会较大，故处理器20会选择第二图像的第一边缘区域来执行图像叠合操作。此外，由于第二图像的平坦区域会具有较多的噪声且第三图像的平坦区域会具有较少的噪声，故处理器20会选择第三图像的第二平坦区域来执行图像叠合操作。通过此方式，可以基于第二图像中边缘区域较不模糊的特性来降低输出图像中边缘区域所产生的模糊，并且基于第三图像中平坦区域噪声较少的特性来提升输出图像中平坦区域的品质。

举例来说，图2是依照本发明的一实施例所示出的第二图像与第三图像的示意图。

请参照图2，假设图像200～图像203是前述使用第一设定拍摄的第二图像，而图像204是前述使用第二设定拍摄的第三图像。而处理器20可以对图像200～图像204的至少其中之一执行边缘检测操作以识别出图像200～图像204的中的平坦区30a～平坦区30e、平坦区31a～平坦区31e以及边缘区32a～边缘区32e。在图像叠合的过程中，由于图像204的边缘区32e中的边缘会产生模糊的情况较严重，故在图像叠合时处理器20会避免使用图像204的边缘区32e来进行叠合。此外，由于图像204的平坦区30e与平坦区31e的噪声较其他图像的平坦区来的低，故在图像叠合时处理器20会使用图像204的平坦区30e与平坦区31e来进行叠合。因此在图像叠合时，处理器20是使用边缘区32a～32d的至少其中之一以及图像204的平坦区30e与平坦区31e来进行叠合以产生品质较佳的输出图像。

需注意的是，处理器20不一定要全部采用图像200～图像204进行图像叠合以产生输出图像。在其他实施例中，处理器20例如可以仅使用图像200～图像204中部分的图像(例如，图像202～图像204)来进行图像叠合以产生输出图像。

此外，在处理阶段，处理器20还会对输出图像进行另一边缘检测操作以识别此输出图像中的边缘区域(也称为，第三边缘区域)。处理器20会对输出图像中的第三边缘区域进行噪声去除操作。原因在于，输出图像中的第三边缘区域是由第二图像的第一边缘区域所产生，由于第二图像的第一边缘区域的噪声较前述的第二平坦区域来的高，故需对输出图像中的第三边缘区域进行噪声去除操作。此外，由于噪声去除操作仅是针对输出图像中的边缘区域而非整张输出图像，故可以有效降低处理的时间。

特别是，在噪声去除操作中，作用于一像素的去噪强度与该像素与所述第三边缘区域中的边缘的距离呈反比。举例来说，图3是依照本发明的一实施例所示出的噪声去除操作的示意图。

请参照图3，假设图3中存在边缘40。由于位于虚线42上的像素距离边缘40较近而位于虚线43上的像素距离边缘40较远，故作用于位于虚线42上的像素的去噪强度会大于位于虚线43上的像素的去噪强度。

在对输出图像执行完上述的噪声去除操作后，处理器20会输出已执行噪声去除操作的输出图像。

图4是依照本发明的一实施例所示出的图像产生方法的流程图。

请参照图4，在步骤S401中，处理器20判断所欲获取的第一图像中的物体是否会产生模糊以产生判断结果。在步骤S403中，处理器20根据判断结果决定第一图像中的第二图像的第一数量与第一图像中的第三图像的第二数量，其中用于获取第二图像的第一设定不同于用于获取第三图像的第二设定。在步骤S405中，图像获取器22根据第一设定获取第二图像。在步骤S407中，图像获取器22根据第二设定获取第三图像。在步骤S409中，处理器20使用第一数量的第二图像以及第二数量的第三图像进行图像叠合操作以产生输出图像。最后在步骤S411中，处理器20输出前述的输出图像。

综上所述，本发明的图像产生方法与电子装置可以使用数量较少的图像进行叠合以产生品质较佳的输出图像。此外，当本发明使用与传统做法相同数量的图像进行叠合时，本发明的方法可以确保输出图像的品质优于使用传统方法所产生的输出图像。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (12)

1.一种图像产生方法，适用于电子装置，其特征在于，所述方法包括：

判断所欲获取的多个第一图像中的至少一物体是否会产生模糊以产生判断结果；

根据所述判断结果决定所述第一图像中的至少一第二图像的第一数量与所述第一图像中的至少一第三图像的第二数量，其中用于获取所述第二图像的第一设定不同于用于获取所述第三图像的第二设定；

根据所述第一设定获取所述第二图像；

根据所述第二设定获取所述第三图像；

使用所述第一数量的所述第二图像以及所述第二数量的所述第三图像进行图像叠合操作以产生输出图像；以及

输出所述输出图像，其中

当所述判断结果表示所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体会产生模糊时，所述第一数量大于所述第二数量，

当所述判断结果表示所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体不会产生模糊时，所述第一数量小于所述第二数量，

所述第一设定的曝光时间长度小于所述第二设定的曝光时间长度，以及

所述第一设定的感光度大于所述第二设定的感光度。

2.根据权利要求1所述的图像产生方法，其中使用所述第一数量的所述第二图像以及所述第二数量的所述第三图像进行所述图像叠合操作的步骤包括：

对所述第二图像以及所述第三图像的至少其中之一进行边缘检测操作以识别所述第二图像中的第一平坦区域以及第一边缘区域以及所述第三图像中的第二平坦区域以及第二边缘区域；以及

使用所述第一边缘区域以及所述第二平坦区域进行所述图像叠合操作以产生所述输出图像。

3.根据权利要求2所述的图像产生方法，还包括：

对所述输出图像进行另一边缘检测操作以识别所述输出图像中的第三边缘区域；

对所述输出图像中的所述第三边缘区域进行噪声去除操作；以及

输出已执行所述噪声去除操作的所述输出图像。

4.根据权利要求3所述的图像产生方法，其中在所述噪声去除操作中，作用于至少一像素的去噪强度与所述像素与所述第三边缘区域中的边缘的距离呈反比。

5.根据权利要求1所述的图像产生方法，其中判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体是否会产生模糊以产生所述判断结果的步骤包括：

取得用于即时取景显示的多个第四图像；

计算所述多个第四图像中第五图像与第六图像的差异，其中所述第五图像与所述第六图像取得的时间相距时间间隔；

当所述第五图像与所述第六图像的差异大于第一门槛值时，判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体会产生模糊；以及

当所述第五图像与所述第六图像的差异不大于所述第一门槛值时，判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体不会产生模糊。

6.根据权利要求1所述的图像产生方法，其中判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体是否会产生模糊以产生所述判断结果的步骤包括：

取得所述电子装置的陀螺仪所检测的数值；

当根据所述陀螺仪所检测的数值判断所述电子装置的晃动大于第二门槛值时，判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体会产生模糊；以及

当根据所述陀螺仪所检测的数值判断所述电子装置的晃动不大于所述第二门槛值时，判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体不会产生模糊。

7.一种电子装置，其特征在于，包括：

图像获取器；以及

处理器，其中

所述处理器判断所欲获取的多个第一图像中的至少一物体是否会产生模糊以产生判断结果，

所述处理器根据所述判断结果决定所述第一图像中的至少一第二图像的第一数量与所述第一图像中的至少一第三图像的第二数量，其中用于获取所述第二图像的第一设定不同于用于获取所述第三图像的第二设定，

所述图像获取器根据所述第一设定获取所述第二图像，

所述图像获取器根据所述第二设定获取所述第三图像，

所述处理器使用所述第一数量的所述第二图像以及所述第二数量的所述第三图像进行图像叠合操作以产生输出图像，以及

所述处理器输出所述输出图像，其中

当所述判断结果表示所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体会产生模糊时，所述第一数量大于所述第二数量，

当所述判断结果表示所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体不会产生模糊时，所述第一数量小于所述第二数量，

所述第一设定的曝光时间长度小于所述第二设定的曝光时间长度，以及

所述第一设定的感光度大于所述第二设定的感光度。

8.根据权利要求7所述的电子装置，其中在使用所述第一数量的所述第二图像以及所述第二数量的所述第三图像进行所述图像叠合操作的操作中，

所述处理器对所述第二图像以及所述第三图像的至少其中之一进行边缘检测操作以识别所述第二图像中的第一平坦区域以及第一边缘区域以及所述第三图像中的第二平坦区域以及第二边缘区域，以及

所述处理器使用所述第一边缘区域以及所述第二平坦区域进行所述图像叠合操作以产生所述输出图像。

9.根据权利要求8所述的电子装置，其中

所述处理器对所述输出图像进行另一边缘检测操作以识别所述输出图像中的第三边缘区域，

所述处理器对所述输出图像中的所述第三边缘区域进行噪声去除操作，以及

所述处理器输出已执行所述噪声去除操作的所述输出图像。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其中在所述噪声去除操作中，作用于至少一像素的去噪强度与所述像素与所述第三边缘区域中的边缘的距离呈反比。

11.根据权利要求7所述的电子装置，其中在判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体是否会产生模糊以产生所述判断结果的操作中，

所述处理器取得用于即时取景显示的多个第四图像，

所述处理器计算所述多个第四图像中第五图像与第六图像的差异，其中所述第五图像与所述第六图像取得的时间相距时间间隔，

当所述第五图像与所述第六图像的差异大于第一门槛值时，所述处理器判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体会产生模糊，以及

当所述第五图像与所述第六图像的差异不大于所述第一门槛值时，所述处理器判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体不会产生模糊。

12.根据权利要求7所述的电子装置，还包括：

陀螺仪，其中在判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体是否会产生模糊以产生所述判断结果的操作中，

所述处理器取得所述陀螺仪所检测的数值，

当根据所述陀螺仪所检测的数值判断所述电子装置的晃动大于第二门槛值时，所述处理器判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体会产生模糊，以及

当根据所述陀螺仪所检测的数值判断所述电子装置的晃动不大于所述第二门槛值时，所述处理器判断所欲获取的所述多个第一图像中的所述物体不会产生模糊。

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