TW201316762A - 影像拾取設備及用以控制影像拾取設備之方法 - Google Patents

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Abstract

一種影像拾取設備及方法，降低出現在多重曝光拍攝中的固定型樣雜訊並可得到高品質多重曝光影像。藉由曝光影像拾取裝置，得到多件曝光影像資料。該等多件曝光影像資料接受影像處理。合成該等多件已影像處理之曝光影像資料以產生合成曝光影像資料。藉由屏蔽該影像拾取裝置免於光照射，得到多件暗影像資料。該等多件暗影像資料各者接受與在該等多件曝光影像資料之對應一者上實施之影像處理等效的影像處理。合成該等多件已影像處理之暗影像資料以產生合成暗影像資料。該合成曝光影像資料依據該合成暗影像資料而被校正。

Description

影像拾取設備及用以控制影像拾取設備之方法
本發明相關於可拾取多重曝光影像的影像拾取設備，及用以控制該影像拾取設備的方法。
在使用影像拾取裝置，諸如，CMOS影像感測器，的影像拾取設備中，發生由影像拾取裝置中之讀出電路所導致的固定型樣雜訊。用於降低此種固定型樣雜訊以得到高品質影像的一種常見方法係藉由從影像資料減去預存資料而校正固定型樣雜訊的方法。例如，在PTL 1中，揭示可能依據影像拾取條件藉由使用預存之一維資料校正影像中之固定型樣雜訊的方法。
引用列表
專利文獻
PTL 1：日本特許公開專利編號第2003-333434號
然而，在PTL 1中，並未明確地提供對，例如，用於校正多重曝光拍攝中固有的固定型樣雜訊之方法的參考，在該多重曝光拍攝中，使用利用影像拾取裝置之上述影像拾取設備拾取多重影像並經由該等多重影像的相加產生合成影像。
因此，本發明之範例的目的係提供可將多重曝光拍攝中的雜訊降低並得到高品質多重曝光影像的影像拾取設備。
為實現上述目的，本發明的範例提供包括影像拾取器、影像處理器、合成器、以及校正器的影像拾取設備。該影像拾取器拾取主題影像並輸出影像資料。該影像處理器使從該影像拾取器輸出的該影像資料受影像處理。該合成器將多項影像資料合成。該影像拾取設備另外包括實施如下之控制的控制器。該影像拾取器藉由曝光其之影像拾取裝置以拾取影像，得到多項曝光影像資料。該影像處理器使該等多項曝光影像資料受影像處理。該合成器將從該影像處理器輸出的該等多項曝光影像資料合成，以產生合成曝光影像資料。
該影像拾取器藉由屏蔽該影像拾取裝置免於光照射以拾取影像，得到多項暗影像資料。
該影像處理器使該等多項暗影像資料各者受影像處理，該影像處理與在該等多項曝光影像資料之對應一者上實施的影像處理等效。
該合成器將從該影像處理器輸出的該等多項暗影像資料合成，以產生合成暗影像資料。該校正器在該合成暗影像資料的基礎上校正該合成曝光影像資料。
本發明的範例也提供用以控制影像拾取設備的方法。該影像拾取器拾取主題影像並輸出影像資料。該影像處理器使從該影像拾取器輸出的該影像資料受影像處理。該合成器經由相加將多項影像資料合成。該方法包括第一影像 拾取步驟、第一影像處理步驟、第一合成步驟、第二影像拾取步驟、第二影像處理步驟、第二合成步驟、以及校正步驟。在第一影像拾取步驟中，藉由曝光其之影像拾取裝置以拾取影像，得到多項曝光影像資料。在第一影像處理步驟中，該等多項曝光影像資料受影像處理，並將多項已處理曝光影像資料輸出。在第一合成步驟中，將從該第一影像處理步驟輸出的該等多項曝光影像資料合成，以產生合成曝光影像資料。在第二影像拾取步驟中，藉由屏蔽該影像拾取裝置免於光照射以拾取影像，得到多項暗影像資料。在第二影像處理步驟中，該等多項暗影像資料各者受與在該等多項曝光影像資料之對應一者上在第一影像處理步驟中實施之影像處理等效的影像處理。在第二合成步驟中，合成該等多項已處理之暗影像以產生合成暗影像資料。在校正步驟中，該合成曝光影像資料在該合成暗影像資料的基礎上校正。
本發明之其他特性會從以下對模範實施例的描述及對該等隨附圖式之參考而變得更明顯。
第一實施例
本實施例的特徵係實施用於降低拾取多重曝光影像時由多重曝光拍攝導致之雜訊的處理。當多重曝光影像係藉由將多重影像相加及合成而拾取時，可能將固定型樣雜訊(諸如，垂直條紋、水平條紋、缺陷、及暗影)的校正誤 差重疊多次，隨著加入影像數的增加，其可能變得明顯。例如，當如PTL 1中所述地重疊由水平方向上之一維資料導致的校正誤差時，此種誤差隨著影像中之具有水平方向成份的暗影或垂直條紋而變得明顯。
因此，根據本實施例，除了在多重曝光拍攝之主影像拾取操作中得到的曝光影像外，藉由在光屏蔽狀態中拾取影像得到暗影像，並在該等暗影像受等效於用於曝光影像之影像處理的影像處理之後，將暗影像合成，從而產生合成暗影像。將合成暗影像從藉由合成曝光影像得到的合成曝光影像資料減去，因此得到具有已降低雜訊的多重曝光影像。
在下文中，將在該等隨附圖式的基礎上詳細地描述本發明的較佳實施例。圖2係描繪根據本發明實施例的影像拾取設備100之整體組態的圖。
拾取由來自主題通過影像拾取透鏡101之光所形成的主題影像，並藉由影像拾取裝置102受光電變換。根據本實施例，將使用拜耳陣列(Bayer array)的CMOS影像感測器使用為影像拾取裝置102。然而，影像拾取裝置102並未受限於此，且，例如，可能使用利用其他種類之陣列的CMOS感測器，或CCD影像感測器。將孔徑103及機械快門104設置在影像拾取光學路徑中的影像拾取透鏡101及影像拾取裝置102之間，並調整射入影像拾取裝置102的光量。
藉由AFE(類比前端)105將從影像拾取裝置102輸 出的類比影像訊號變換為數位訊號。DSP(數位訊號處理器)106在從AFE 105輸出的數位影像訊號上實施各種類型的影像處理。
記錄媒體107記錄影像資料。顯示單元108顯示拾取影像及各種選單螢幕，並，例如，使用液晶顯示器(LCD)。
RAM 109連接至DSP 106，並暫時儲存，例如，影像資料。
TG(時序產生器)110以驅動訊號供應影像拾取裝置102。快門驅動單元111驅動機械快門104。孔徑驅動單元112驅動孔徑103。
CPU 113控制AFE 105、DSP 106、TG 110、快門驅動單元111、孔徑驅動單元112、及其他單元。
快門開關(SW)114根據攝影師的操作將指令傳輸至CPU 113以拾取影像。
圖3係描繪DSP 106內側之區塊組態的圖。暗影校正單元201藉由從影像減去係水平方向上之一維資料的校正值而校正水平方向上的暗影。光學陰影校正單元202根據影像之水平或垂直方向上的位置(座標)藉由實施增益校正而校正光學陰影。WB(白平衡)處理單元203藉由將拜耳陣列中的各像素R、G1、G2、以及B乘以增益而實施白平衡處理。減法處理單元204如下文所述地從曝光影像減去暗影像。
影像合成單元205在多重曝光拍攝中實施影像合成計 算。根據本實施例，多重曝光影像係藉由將預定數量的影像相加及合成而產生。記憶體控制器206控制影像資料或使用在校正區塊中之校正值至RAM 109的讀寫。顯影單元207在影像資料上實施顯影處理，諸如，色彩矩陣處理及灰階處理。記錄單元208將顯影處理後得到的影像資料寫入記錄媒體107。
增益處理單元209可將影像資料乘以任何增益。
圖1係拾取多重曝光影像時之一系列照相機操作的流程圖。
在步驟S301，經由攝影師的操作設定各種影像拾取條件，諸如，待於多重曝光拍攝中拾取的影像數、WB、AE、及ISO靈敏度。待拾取影像數可能取決於場景判定或模式而自動地設定。假設將待拾取影像數設定為N。在後續步驟S302中，清除在多重曝光拍攝中管理拾取影像數的變數「i」，並設定為「1」。在步驟S303中，該處理等待至快門開關114(SW)為攝影師實施的及指示拾取影像之指令的操作所開啟。若將快門開關114(SW)開啟，在步驟S304中實施影像拾取操作，並拾取一影像。該影像拾取操作將於下文詳細描述。之後，在步驟S305中，判定影像拾取操作是否用於多重曝光拍攝中的最後(第N個)影像。若變數i少於N，拾取影像數未到達N。因此，在步驟S306中，將變數i遞增，然後該處理返回至步驟S303，並等待至拾取影像的次一指令(步驟S304至S306：第一影像拾取步驟)。在步驟S305中，若 拾取影像數到達N，處理前進至步驟S307，且影像合成單元205實施將N個拾取影像相加的影像合成處理(第一合成步驟)。
在影像合成處理完成後，在步驟S308中，針對暗影像拾取操作再度清除變數i，並設定為「1」。隨後，在步驟S309中，實施暗影像拾取操作。該暗影像拾取操作將於下文詳細描述。根據本實施例，暗影像拾取操作中的預定暗影像數係與待拾取之曝光影像數相同的N。在步驟S310，檢查變數i的值。若值少於係用於多重曝光拍攝之影像數的N，在步驟S311中，將變數i遞增，且該處理返回至步驟S309，並重覆至拾取暗影像數到達N(步驟S309至S311：第二影像拾取步驟)。若暗影像拾取操作重複實施N次，在步驟S312中，藉由使用N個暗影像產生暗校正值。暗校正值的產生將於下文詳細描述。在步驟S313中，減法處理單元204藉由從產生在步驟S307中的影像減去在步驟S312中產生的暗校正值而實施偏移校正。該校正減少固定型樣雜訊。
在步驟S314中，在該減除之後得到的影像資料藉由顯影單元207受顯影處理，諸如，色彩矩陣處理及灰階處理，然後在步驟S315中藉由記錄單元208儲存在記錄媒體107中，且該多重曝光影像的拾取結束。
將藉由使用描繪在圖4中的流程圖詳細地描述步驟S304中的影像拾取操作。
當影像拾取操作開始時，在步驟S401中驅動孔徑。 在驅動孔徑時，CPU 113藉由使用孔徑驅動單元112驅動孔徑103。然後，在步驟S402中，清除影像拾取裝置102中的電荷。此操作係由下指令至TG 110以驅動影像拾取裝置102的CPU 113所導致。當電荷清除時，影像拾取裝置102進入電荷累積狀態(在步驟S403中)。
當影像拾取裝置102在電荷累積狀態中時，在步驟S404中，CPU 113藉由使用快門驅動單元111開啟機械快門104，並開始影像拾取裝置102的曝光。在步驟S405中，CPU 113等待至預定時間週期流逝，然後藉由使用快門驅動單元111關閉機械快門104，並結束影像拾取裝置102的曝光。
之後，在步驟S407中，藉由驅動TG 110從影像拾取裝置102讀出影像拾取訊號。在步驟S408中，讀出的影像拾取訊號藉由暗影校正單元201受暗影校正。暗影校正藉由從影像拾取訊號減去藉由在暗影像上實施投影操作而預先得到之在水平方向上的一維資料而在水平方向上實施。隨後，在步驟S409中，光學陰影校正單元202依據座標位置在像素訊號上實施增益校正，因此校正光學陰影。此時，將校正參數設定為根據拾取待校正影像時所使用之影像拾取條件的值。影像拾取條件在本文中係指，例如，透鏡縮放位置、影像拾取透鏡的種類、孔徑、快門速度、ISO靈敏度、及溫度。
在步驟S410中，在光學陰影校正之後得到的影像資料受將拜耳陣列之各R、G1、G2、以及B像素乘以增益的 WB處理。增益量在此處係從待處理之影像的影像資料計算的值，或預定值(步驟S409至S410：第一影像處理步驟)。
在步驟S411中，藉由使用記憶體控制器206將在WB處理之後得到的影像資料儲存在RAM 109中。在步驟S412中，記憶體控制器206也用於將影像拾取條件及上述之WB資料(增益量)儲存入RAM 109中，且影像拾取操作結束。
將藉由使用描繪於圖5中的流程圖詳細地描述暗影像拾取操作。在暗影像拾取操作中，未驅動機械快門104，且影像係在屏蔽影像拾取裝置102免於光照射的狀態中拾取。
在步驟S501中，如上述之步驟S402，將影像拾取裝置102中的電荷清除，且影像拾取裝置102進入電荷累積狀態(在步驟S502中)。
然後，在處理等待至用於累積的預定時間週期流逝(在步驟S503中)之後，在步驟S504中，將影像拾取裝置102中的影像拾取訊號讀出。讀出之影像拾取訊號受如步驟S408中的暗影校正。在步驟S506中，將在該校正之後得到的影像資料儲存在RAM 109中，且暗影像拾取操作結束。
將暗影像拾取操作重覆實施預定(N)次，其次數與主影像拾取操作中之曝光影像的操作次數相同，使得拾取暗影像。然後，在步驟S312中產生暗校正值。將藉由使 用圖6A中的流程圖詳細地描述暗校正值的產生。
在步驟S601中，清除變數i以計數已處理之暗影像，並設定為「1」。
在步驟S602中，從RAM 109得到用於已在步驟S304中拾取之第i個曝光影像的影像拾取條件及WB資料。此等資料項已在步驟S412中儲存在RAM 109中。在步驟S603中，藉由使用記憶體控制器206從RAM 109得到在步驟S309中拾取之第i個暗影像的資料。在步驟S604中，如此得到的第i個暗影像受光學陰影校正處理。將此時使用的校正參數設定為基於在步驟S602讀出之影像拾取條件的參數。根據本實施例，使用與用於在步驟S304中拾取之第i個影像的參數相同的校正參數，但校正參數並未受限於此等參數，並可能視適當情況做修改。然而，校正參數接近用於在步驟S304中拾取之第i個影像的參數為佳。在光學陰影校正處理結束後，在步驟S605實施WB處理(步驟S602至S605：第二影像處理步驟)。在此情形中，將拜耳陣列中的像素乘以其的增益量(WB資料)也設定為基於已在步驟S602讀出之影像拾取條件的增益量。根據本實施例，將該增益設定成與用於在步驟S304中拾取的第i個影像之增益相同的增益。然而，該增益並未受限於此，並可能視適當情況做修改。在步驟S606，檢查變數i的值。若變數i未到達係多重拍攝中之拾取影像數的N，在步驟S607中遞增變數i，且該處理返回至步驟S602。在次一暗影像上實施相似的處理。因 此，產生N個暗影像，彼等各者受使用與用於在步驟S304中拾取的N個曝光影像之對應一者的參數相同之參數的校正及WB處理。
在步驟S608中，影像合成單元205實施將N個暗影像相加的合成處理，並產生合成暗影像資料。
圖6B描繪根據本實施例之在一系列影像上的處理。具有厚框的方塊指示影像資料。在此範例中，在多重拍攝中拾取的影像數為三。將曝光影像1至3及暗影像1至3各者描繪為已受暗陰影校正處理的影像。在圖6B中，光學陰影校正處理係由光學陰影校正單元202實施，且WB校正處理係由WB處理單元203實施。減法處理係由減法處理單元204實施。
如上文所述，根據本實施例，在多重曝光拍攝中，除了拾取曝光影像外，也拾取暗影像，並產生對應於曝光影像的影像，且該等影像各者受與用於曝光影像之對應一者的影像處理等效的影像處理。從藉由合成在主影像拾取操作中拾取之曝光影像而得到的合成曝光影像資料減去藉由合成已產生影像而得到的合成暗影像資料。
一系列的此等處理導致經由校正將藉由合成在多重曝光拍攝中拾取之影像而退化的固定型樣雜訊(諸如，垂直條紋、水平條紋、缺陷、及陰影)降低，致能得到高品質的多重曝光影像。
暗影像拾取操作需要暗影像，其數量與多重拍攝中拾取的影像數相同。因此，當數N甚小時，暗影像拾取操作 需要的時間週期甚短，且攝影師的操作性未受顯著抑制。另外，暗影像的合成需要與用於曝光影像之合成處理的時間及記憶體使用量幾乎相同的算術處理時間及相同的記憶體(RAM 109)使用量用於計算。
為防止過度校正，暗校正值可能乘以校正因子k(其中k係1或以下)，並可能從合成曝光影像減去該產生值。當實施此處理時，可能使用在步驟S608中實施影像合成處理之後，增益處理單元209將暗校正值乘以校正因子k的組態。
在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期不同。較短之用於累積的時間週期減少用於暗影像拾取操作的時間週期，改善攝影師的操作性。
相反地，在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期相同。在此情形中，可能校正並減少包括由影像拾取裝置102中的暗電流所導致之雜訊的雜訊。
提供合成暗影像的描述，其數量與待合成的曝光影像數(N)相同。然而，待合成的暗影像數可能與待合成之曝光影像數不同。例如，在部分待合成之曝光影像已用與本發明之範例的方式相似之方式校正的情形中，無需將對應於此種曝光影像的暗影像包括在校正中，因此可在用於暗影像的合成處理中略過。
第二實施例
根據第一實施例，在校正後得到之多重曝光影像的S/N可能由於各像素之隨機雜訊(具有在時間上隨機之雜訊等級的雜訊)的影響而退化。因此，第二實施例的特徵係藉由在已得到的暗影像上實施投影計算處理，以降低隨機雜訊的影響並防止S/N的退化。
第二實施例與第一實施例的不同在於DSP 106的內部區塊及暗校正值產生處理。圖7係描繪根據本實施例之DSP 106內側之區塊組態的圖。投影計算單元210將像素訊號排列成陣列之影像資料的各垂直線平均，並產生投影資料線。
圖8A係描繪根據本實施例在步驟S312中實施之暗校正值的產生之細節的流程圖。投影計算單元210在步驟S608中產生的合成暗影像資料上實施投影計算處理，以先產生投影資料的一水平線(在步驟S620中)。然後，在步驟S621中，藉由將一維資料複製如影像線數的多次而將一維資料轉換為二維資料，且暗校正值的產生結束。圖8B描繪根據本實施例之在影像上的一系列處理。
根據本實施例，在步驟S620的投影計算處理中計算各線的平均值，致能降低隨機雜訊的影響並抑制多重曝光影像的S/N退化。
如上文所述，根據本實施例，在多重曝光拍攝中，除了拾取曝光影像外，還拾取暗影像，並藉由投影經由暗影像的相加而得到的影像，產生參考影像。因此，可降低多 重曝光拍攝中垂直條紋或暗影在水平方向上的退化。須注意與第一實施例不同，不可能降低在垂直方向上改變的雜訊成份，諸如，缺陷及水平條紋。
此處，在步驟S620的投影計算處理中，實施垂直投影。當然，可能替代地實施水平投影。在此情形中，待降低的雜訊成份係在垂直方向上的水平條紋及暗影。
也根據本實施例，為防止過度校正，暗校正值可能乘以校正因子k(其中k係1或以下)，並可能從合成曝光影像減去該產生值。當實施此處理時，可能使用在步驟S608中實施影像合成處理之後，增益處理單元209將暗校正值乘以校正因子k的組態。
根據本發明的範例，將步驟S620中的投影計算處理施用至經由相加及合成得到的合成暗影像資料。然而，投影計算處理的應用並未受限於此，且投影計算處理可能在步驟S605實施的WB處理之後，在暗影像資料項上實施，或可能在步驟S604實施的光學陰影校正處理之前，在暗影像資料項上實施。在此等情形中，在步驟S608的影像合成處理中，以已將暗影像資料變換為其的一維資料(一維影像資料)設定至一螢幕的各線，以產生對應於一螢幕的暗影像資料之此種方式產生合成。在此等方法中，因為需要將投影計算處理實施如拾取影像數的多次，計算量增加。然而，明確地說，當投影計算處理在光學陰影校正處理之前實施時，投影計算處理並未損及在光學陰影校正處理中校正的垂直成份。因此，可產生受等效於用於曝 光影像的影像處理之影像處理的暗影像。
例如，在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期不同。較短之用於累積的時間週期減少用於暗影像拾取操作的時間週期，改善攝影師的操作性。
相反地，在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期相同。在此情形中，可能校正並減少包括由影像拾取裝置102中的暗電流所導致之雜訊的雜訊。
提供拾取及合成暗影像的描述，其數量與待合成的曝光影像數(N)相同。然而，暗影像數不必然與曝光影像數相同。例如，在部分待合成之曝光影像已用與本發明之範例的方式相似之方式校正的情形中，無需將對應於此種曝光影像的暗影像包括在校正中，因此可在用於暗影像的拾取及合成處理中略過。
第三實施例
根據第一實施例，在校正後得到之多重曝光影像的S/N可能由於各像素之隨機雜訊(具有在時間上隨機之雜訊等級的雜訊)的影響而退化。因此，第三實施例的特徵係得到暗影像，其數量為M且與在主影像拾取操作中拾取之曝光影像數(N)無關，並將M個暗影像相加及合成以產生暗參考影像，從而降低隨機雜訊的影響並防止S/N的退化。
影像拾取設備的整體組態及DSP 106內側與描繪於圖2及3中之根據第一實施例的組態及內側相似。根據第三實施例，在描繪於圖1中的一系列照相機操作中，將步驟S310中的預定影像數設定為與在主影像拾取操作中得到之曝光影像數(N)無關的M。
步驟S312中的暗校正值產生處理與根據第一實施例的處理不同。該流程圖描繪於圖9A中。
在步驟S601中，影像合成單元205將數量為M且已在暗影像拾取操作中拾取的影像相加，以產生暗參考影像。在步驟S602中，清除變數i並設定為「1」，以計數在步驟S601中產生之暗參考影像上實施的處理數。
在步驟S603中，從RAM 109得到用於在步驟S304中拾取之第i個影像的影像拾取條件及WB資料。在步驟S412中，將此等資料項儲存在RAM 109中。在步驟S604中，在暗參考影像上實施光學陰影校正處理。此時，使用與在步驟S603中讀出之影像拾取條件對應的校正參數。亦即，使用與在步驟S304中使用之用於第i個拾取影像之校正參數相同的校正參數。在光學陰影校正處理結束後，在步驟S605中實施WB處理。也於此時，將在步驟S603得到的增益量(WB資料)使用為將拜耳陣列中的各像素乘以其的增益量，使得增益與用於在步驟S304中拾取之第i個影像的增益相同。在步驟S606，檢查變數i的值。若變數i未到達係多重拍攝中之影像數的N，在步驟S607中遞增變數i，且該處理返回至步驟S603。再次，在 步驟S601中產生的暗參考影像上重覆地實施相似的處理。因此，產生N個暗影像，彼等各者受使用與用於在步驟S304中拾取的N個曝光影像之對應一者的參數相同之參數的校正及WB處理。
在步驟S608中，影像合成單元205將N個暗影像相加以實施合成處理。在後續步驟S609中，增益處理單元209將合成處理之後得到的影像資料乘以1/M，並產生暗校正值。
此處，在藉由將M個暗影像相加而得到的暗參考影像資料上實施在步驟S603至S608中的處理，然後以M回除產生的值，致能實質地強化用於步驟S603至S608的計算精確度並強化用於多重曝光影像的校正精確度。
圖9B描繪根據本實施例之在一系列影像上的處理。具有厚框的方塊指示影像資料。在此範例中，在多重拍攝中拾取的影像數為三，且暗影像數為四。將曝光影像1至3及暗影像1至4各者描繪為已受暗陰影校正處理的影像。光學陰影校正處理係由光學陰影校正單元202實施，且WB校正處理係由WB處理單元203實施。減法處理係由減法處理單元204實施。
如上文所述，根據本實施例，在多重曝光拍攝中，除了拾取曝光影像外，還拾取暗影像，並藉由將暗影像相加而產生參考影像。在已產生之參考影像的基礎上，產生對應於曝光影像的影像，且彼等各者受與用於曝光影像之對應一者的影像處理等效的影像處理。從藉由合成在主影像 拾取操作中拾取之曝光影像而得到的合成曝光影像資料減去藉由合成已產生影像而得到的合成暗影像資料。此導致經由校正將藉由合成在多重曝光拍攝中拾取之影像而退化的固定型樣雜訊(諸如，垂直條紋、水平條紋、缺陷、及陰影)降低，致能得到高品質的多重曝光影像。
根據本實施例，在M個暗影像相加之後，實施影像校正，諸如，光學陰影校正及WB處理。然後，以M回除產生的資料，致能降低隨機雜訊的影響並致能以高精確度計算校正資料。待拾取的暗影像數M越大，隨機雜訊之影響的降低效果越大，且用於校正資料的計算精確度越高。
因為得到隨機雜訊的降低效果及計算精確度的改善效果，待相加的暗影像數「M」較大係可取的。然而，盡管將M設定為1，仍可能實施該等處理。在M甚小的情形中，用於暗影像拾取操作的時間週期甚短，降低攝影師的等待時間並改善操作性。
在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期不同。較短之用於累積的時間週期減少用於暗影像拾取操作的時間週期，改善攝影師的操作性。
相反地，在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期相同。在此情形中，可能校正並減少包括由影像拾取裝置102中的暗電流所導致之雜訊的雜訊。
提供合成暗影像的描述，其數量與待合成的曝光影像 數(N)相同。然而，待合成的暗影像數可能與待合成之曝光影像數不同。例如，在部分待合成之曝光影像已用與本發明之範例的方式相似之方式校正的情形中，無需將對應於此種曝光影像的暗影像包括在校正中，因此可在用於暗影像的合成處理中略過。
第四實施例
根據第三實施例，當待拾取的暗影像數M甚小時，並未完全將各像素中之隨機雜訊的影響移除。因此，在校正後得到之多重曝光影像的S/N可能未能充份地改善。因此，第四實施例的特徵係除了根據第三實施例的處理外，在得到的暗參考影像上實施投影計算處理，以降低隨機雜訊的影響並防止S/N的退化。
影像拾取設備的整體組態與描繪於圖2中之根據第一實施例的設備相似，且DSP 106的內側與描繪於圖7中之根據第二實施例的內側相似。也根據第四實施例，在描繪於圖1中的一系列照相機操作中，將步驟S310中的預定影像數設定為與在主影像拾取操作中得到之曝光影像數(N)無關的M。
步驟S312中的暗校正值產生處理與根據第一實施例的處理不同。該流程圖描繪於圖10A中。
投影計算單元210在步驟S601中產生的相加暗影像上實施投影計算處理，以先產生投影資料的一水平線(一維資料)(在步驟S620中)。然後，循序地實施步驟 S602中的處理及其後續步驟。當將一維資料重複地輸入至光學陰影校正單元202中時，將重複輸入的一維資料乘以曝光影像的各線已乘以其並針對該線決定的對應校正增益。WB處理單元203以相似方式實施校正處理。因此，產生對應於一螢幕的已處理暗影像資料。次一輸入的一維資料基於用於次一曝光影像之第一線的參數受校正處理，並將產生的資料加至用於先前曝光影像之第一線的已處理暗影像資料。重複實施此處理，並藉由合成已受影像處理並對應於用於多重拍攝之影像的暗影像資料項產生合成暗影像資料。根據本發明之範例的方法並未受限於此。或者，可能將一維資料複製如線數的多次，以在記憶體中暫時形成二維影像資料，然後可能實施光學陰影校正處理。
圖10B描繪根據本實施例之在影像上的一系列處理。
根據本實施例，在步驟S620的投影計算處理中計算各線的平均值，致能降低隨機雜訊的影響並抑制多重曝光影像的S/N退化。
如上文所述，根據本實施例，在多重曝光拍攝中，除了拾取曝光影像外，還拾取暗影像，並藉由投影經由暗影像的相加而得到的影像，產生參考影像。在已產生之參考影像的基礎上，產生對應於曝光影像的影像，且彼等各者受與用於曝光影像之對應一者的影像處理等效的影像處理。從藉由合成在主影像拾取操作中拾取之曝光影像而得到的合成曝光影像減去藉由合成已產生影像而得到的合成暗影像資料。
因此，可降低當拾取多重曝光影像時，由水平方向上的垂直條紋或暗影所導致的退化。須注意與第三實施例不同，不可能降低在垂直方向上改變的雜訊成份，諸如，缺陷及水平條紋。然而，藉由使已相加暗影像受投影計算，即使當待拾取的暗影像數M甚小時，仍可降低隨機雜訊的影響並可防止校正影像的S/N退化。此外，藉由將投影資料轉換為二維資料而得到的影像受光學陰影校正處理，因此即使當依據位置(座標)實施不同的校正時，可以高精確度校正固定型樣雜訊。
此處，在步驟S620的投影計算處理中，實施垂直投影。當然，可能替代地實施水平投影。在此情形中，待降低的雜訊成份係在垂直方向上的水平條紋及暗影。
如上文所述，描述本發明的較佳實施例。本發明並未受限於此等實施例，且可在本發明之要點的範圍中產生各種修改及變化。
例如，因為得到隨機雜訊的降低效果及計算精確度的改善效果，待相加的暗影像數「M」較大係可取的。然而，盡管將M設定為1，仍可能實施該等處理。在M甚小的情形中，用於暗影像拾取操作的時間週期甚短，降低攝影師的等待時間並改善操作性。
另外，在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期不同。較短之用於累積的時間週期減少用於暗影像拾取操作的時間週期，改善攝影師的操作性。
另外，在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期不同。較短之用於累積的時間週期減少用於暗影像拾取操作的時間週期，改善攝影師的操作性。
相反地，在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期相同。在此情形中，可能校正並減少包括由影像拾取裝置102中的暗電流所導致之雜訊的雜訊。
提供合成暗影像的描述，其數量與待合成的曝光影像數(N)相同。然而，待合成的暗影像數可能與待合成之曝光影像數不同。例如，在部分待合成之曝光影像已用與本發明之範例的方式相似之方式校正的情形中，無需將對應於此種曝光影像的暗影像包括在校正中，因此可在用於暗影像的合成處理中略過。
第五實施例
根據第一實施例，可校正在水平方向及垂直方向二者上的固定型樣雜訊，但隨機雜訊的影響仍甚大。根據第四實施例，雖然可藉由M個暗影像的相加及投影計算校正隨機雜訊，卻不能校正在水平方向及垂直方向二者上的固定型樣雜訊。
因此，第五實施例的特徵係依據多重曝光拍攝中的拍攝設定使用來自上述二處理的暗影像選擇暗校正值產生處理。
影像拾取設備的整體組態與描繪於圖2中之根據第一實施例的設備相似，且DSP 106的內側與描繪於圖7中之根據第二實施例的內側相似。亦即，使用可實施根據第一及第四實施例之步驟S312中的二暗校正值產生處理的組態。
用於選擇暗校正值產生處理之具體影像拾取條件的範例包括使用在多重拍攝中的影像數、ISO靈敏度、及影像拾取裝置102的溫度。例如，若使用在多重拍攝中的影像數等於或少於預定數，選擇充份地校正隨機雜訊之根據第四實施例的暗校正值產生處理(處理A)。相反的，若使用在多重拍攝中的影像數多於預定數，選擇可校正水平方向及垂直方向上的固定型樣雜訊之根據第一實施例的暗校正值產生處理(處理B)。此外，若ISO靈敏度等於或少於預定值，選擇處理A。從多於預定值的ISO 1600開始，選擇處理B。或者，若影像拾取裝置102的溫度等於或少於預定溫度，選擇處理A。若溫度多於預定溫度，選擇處理B。再者，可將此等的組合用於決定處理。例如，可能藉由使用由多重拍攝中拾取的影像數、ISO靈敏度、以及影像拾取裝置之溫度構成的三維矩陣產生表格並用於判定待使用處理A或B。影像拾取裝置102的溫度可能藉由使用溫度計(未描繪)量測影像拾取裝置的環境溫度而估算。
暗校正值產生處理係在步驟S301中設定影像拾取條件時選擇。亦即，當設定如上述之影像拾取條件之在多重 拍攝中拾取的影像數、ISO靈敏度、及影像拾取裝置102的溫度等時，依據已設定的影像拾取條件實施上述判定，並決定處理A或B之任一者。當決定處理A或B之任一者時，將唯一地決定預定之待拾取暗影像數及暗校正值產生處理。
如上文所述，根據本實施例，在多重曝光拍攝中，除了拾取曝光影像外，還拾取暗影像，並藉由投影經由暗影像的相加而得到的影像，產生參考影像。在已產生之參考影像的基礎上，產生對應於曝光影像的影像，且彼等各者受與用於曝光影像之對應一者的影像處理等效的影像處理。從藉由合成在主影像拾取操作中拾取之曝光影像而得到的合成曝光影像減去藉由合成已產生影像而得到的合成暗影像資料。替代地，在多重曝光拍攝中，除了拾取曝光影像，也拾取暗影像。從暗影像產生對應於曝光影像的影像，且彼等各者受與用於曝光影像之對應一者的影像處理等效的影像處理。從藉由合成在主影像拾取操作中拾取之曝光影像而得到的合成曝光影像減去藉由合成已產生影像而得到的合成暗影像資料。依據影像拾取條件選擇性地實施上述二處理，致能適用於影像拾取條件的雜訊校正。
如上文所述，描述本發明的較佳實施例。本發明並未受限於此等實施例，且可在本發明之要點的範圍中產生各種修改及變化。
例如，因為得到隨機雜訊的降低效果及計算精確度的改善效果，待相加的暗影像數「M」較大係可取的。然 而，盡管將M設定為1，仍可能實施該等處理。在M甚小的情形中，用於暗影像拾取操作的時間週期甚短，降低攝影師的等待時間並改善操作性。
另外，在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期不同。較短之用於累積的時間週期減少用於暗影像拾取操作的時間週期，改善攝影師的操作性。
相反地，在暗影像拾取操作中用於累積的時間週期可能與用於曝光影像的時間週期相同。在此情形中，可能校正並減少包括由影像拾取裝置102中的暗電流所導致之雜訊的雜訊。
為防止過度校正，暗校正值可能乘以校正因子k(其中k係1或以下)，並可能從合成曝光影像減去該產生值。當實施此處理時，可能將用於藉由增益處理單元209之乘法的增益設定為k/M。
提供合成暗影像的描述，其數量與待合成的曝光影像數(N)相同。然而，待合成的暗影像數可能與待合成之曝光影像數不同。例如，在部分待合成之曝光影像已用與本發明之範例的方式相似之方式校正的情形中，無需將對應於此種曝光影像的暗影像包括在校正中，因此可在用於暗影像的合成處理中略過。
根據本實施例，將第一及第四實施例使用為針對暗校正值產生處理切換的處理A及B。然而，本發明並未受限於此。揭示於第一及第二實施例中的暗校正值產生處理可 校正在水平方向及在垂直方向二者上的固定型樣雜訊，但隨機雜訊的影響甚大。揭示在第三及第四實施例中的暗校正值產生處理可藉由將M個暗影像相加而校正隨機雜訊，但不能校正在水平方向及垂直方向二者上的固定型樣雜訊。亦即，可能將揭示在第一或第二實施例中的暗校正值產生處理使用為上述處理A，並可能將揭示在第三或第四實施例中的暗校正值產生處理使用為處理B。此外，根據上述實施例，當拾取曝光影像資料時，經由拍攝得到暗影像資料。然而，用於得到暗影像資料的方法並未受限於此。可能得到已預先儲存在記憶體中的工廠安裝的暗影像資料。此暗影像資料可能係已預先拾取之工廠安裝的影像，或可能係已從各種條件計算的資料。
其他實施例
可將本發明之目的的範例實現如下。亦即，將記錄軟體程式碼的非暫時儲存媒體供應至系統或設備，該等軟體程式碼描述用於實行上述實施例之功能的程序。然後，該系統或該設備的電腦(或CPU、或MPU等)讀出儲存在儲存媒體中的程式碼並執行彼等。
在此情形中，從儲存媒體讀出的程式碼自身實現本發明之範例的新穎功能，並將儲存程式碼的該儲存媒體及該等程式包括在本發明的範例中。
用於供應程式碼之儲存媒體的範例包括軟碟、硬碟、光碟、及磁光碟。此外，可能使用，例如，CD-ROM、 CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD-R、磁帶、非依電性記憶卡、或ROM。
使由電腦讀出的該等程式碼可執行，從而實行上述實施例的功能。此外，也包括在電腦上操作的OS(作業系統)等在來自該等程式碼之指令的基礎上執行部分或所有的實際處理之情形，且其中該等實際處理實現上述實施例的功能。
另外，也包括下列情形。首先，將從儲存媒體讀出的程式碼寫入為插入電腦中的功能擴充板或連接至電腦之功能擴充單元設置的記憶體中。然後，為功能擴充板或功能擴充單元設置的CPU等在來自程式碼之指令的基礎上執行部分或全部的實際處理。
本發明的範例可提供可將多重曝光拍攝中的固定型樣雜訊(諸如，垂直條紋、水平條紋、缺陷、及暗影)降低並可得到高品質多重曝光影像的影像拾取設備。
當已參考模範實施例而描述本發明後，應理解本發明並未受限於該等已揭示之模範實施例。下文之申請專利範圍待受最廣泛之解釋以包含所有此種修改及等效結構與功能。
100‧‧‧影像拾取設備
101‧‧‧影像拾取透鏡
102‧‧‧影像拾取裝置
103‧‧‧孔徑
104‧‧‧機械快門
105‧‧‧AFE(類比前端)
106‧‧‧DSP(數位訊號處理器)
107‧‧‧記錄媒體
108‧‧‧顯示單元
109‧‧‧RAM
110‧‧‧TG(時序產生器)
111‧‧‧快門驅動單元
112‧‧‧孔徑驅動單元
113‧‧‧CPU
114‧‧‧快門開關(SW)
201‧‧‧暗影校正單元
202‧‧‧光學陰影校正單元
203‧‧‧WB(白平衡)處理單元
204‧‧‧減法處理單元
205‧‧‧影像合成單元
206‧‧‧記憶體控制器
207‧‧‧顯影單元
208‧‧‧記錄單元
209‧‧‧增益處理單元
210‧‧‧投影計算單元
圖1係根據本發明實施例之拾取多重曝光影像之操作的流程圖。
圖2係描繪根據本發明實施例的影像拾取設備之整體 組態的圖。
圖3係描繪根據第一實施例之DSP的方塊圖。
圖4係根據本發明實施例之拾取影像之操作的流程圖。
圖5係根據本發明實施例之拾取暗影像之操作的流程圖。
圖6A係根據第一實施例之影像處理的流程圖。
圖6B係根據第一實施例之影像處理的流程圖。
圖7係描繪根據第二實施例之DSP的方塊圖。
圖8A係根據第二實施例之影像處理的流程圖。
圖8B係根據第二實施例之影像處理的流程圖。
圖9A係根據第三實施例之影像處理的流程圖。
圖9B係根據第三實施例之影像處理的流程圖。
圖10A係根據第四實施例之影像處理的流程圖。
圖10B係根據第四實施例之影像處理的流程圖。

Claims (12)

  1. 一種影像拾取設備，包含：用於拾取主題影像並輸出影像資料的影像拾取器；用於使從該影像拾取器輸出之該影像資料接受影像處理的影像處理器；用於合成複數件影像資料的合成器；及校正器，其中該影像拾取設備另外包括以下列方式實施控制的控制器該影像拾取器藉由曝光其之影像拾取裝置以拾取影像，得到複數件曝光影像資料，該影像處理器使該等複數件曝光影像資料接受影像處理，該合成器將從該影像處理器輸出的該等複數件曝光影像資料合成，以產生合成曝光影像資料，該影像拾取器藉由屏蔽該影像拾取裝置免於光照射以拾取影像，得到暗影像資料，該影像處理器使用參數使該暗影像資料接受影像處理，該參數基於使用在該等複數件曝光影像資料之對應一者上實施之影像處理中的參數，並將複數件已處理暗影像資料輸出，該合成器將從該影像處理器輸出的該等複數件已處理暗影像資料合成，以產生合成暗影像資料，且該校正器根據該合成暗影像資料以校正該合成曝 光影像資料。
  2. 如申請專利範圍第1項之影像拾取設備，其中該合成器經由相加將複數件影像資料合成。
  3. 如申請專利範圍第1項之影像拾取設備，其中由該影像處理器實施的該影像處理包括光學陰影校正處理。
  4. 如申請專利範圍第1項之影像拾取設備，其中由該影像處理器實施的該影像處理包括白平衡校正處理。
  5. 如申請專利範圍第1項之影像拾取設備，其中該校正器從該合成曝光影像資料減去該合成暗影像資料。
  6. 如申請專利範圍第1項之影像拾取設備，其中該校正器包括用於在垂直方向上或在水平方向上將影像資料項平均，以得到投影資料的投影計算器，且其中該投影計算器將該合成暗影像資料變換為一維資料，將該一維資料複製複數次，多達一螢幕的垂直線或水平線數，以轉換為對應於一螢幕的影像資料，並從該合成曝光影像資料將對應於一螢幕的該影像資料減去。
  7. 如申請專利範圍第1項之影像拾取設備，其中該影像處理器藉由使用包括影像拾取透鏡種類、透鏡縮放位置、孔徑、快門速度、ISO靈敏度的設定、以及溫度之至少一者的影像拾取條件決定參數，並藉由使用該參數實施影像處理。
  8. 如申請專利範圍第1項之影像拾取設備，其中該控制器能實施第一校正處理及第二校正處理，該第一校正處理係以下列方式實施控制的處理該影像拾取器藉由屏蔽該影像拾取裝置免於光照射以拾取影像，得到複數件暗影像資料，該影像處理器使該等複數件暗影像資料各者接受影像處理，該影像處理與在該等複數件曝光影像資料之對應一者上實施的影像處理等效，該合成器將從該影像處理器輸出的該等複數件暗影像資料合成，以產生合成暗影像資料，且該校正器根據該合成暗影像資料以校正該合成曝光影像資料，該第二校正處理係以下列方式實施控制的處理該影像拾取器藉由屏蔽該影像拾取裝置免於光照射以拾取影像，得到複數件暗影像資料，該合成器藉由使用該等複數件暗影像資料產生一件暗參考影像資料，該影像處理器使用參數使該一件暗參考影像資料接受影像處理，該參數基於使用在該等複數件曝光影像資料之對應一者上實施之影像處理中的參數，並將對應於該等複數件曝光影像資料的複數件已處理暗影像資料輸出，該合成器將從該影像處理器輸出的該等複數件已處理暗影像資料合成，以產生合成暗影像資料，且 該校正器根據該合成暗影像資料以校正該合成曝光影像資料，且其中該校正器依據已設定之影像拾取條件選擇性地實施該第一校正處理及該第二校正處理之任一者。
  9. 如申請專利範圍第8項之影像拾取設備，其中已設定之該影像拾取條件包括待拾取之該曝光影像資料的該件數、ISO靈敏度、以及該影像拾取裝置的該溫度之至少一者。
  10. 一種用以控制影像拾取設備的方法，該方法包含：第一影像拾取步驟，藉由曝光其之影像拾取裝置以拾取影像，得到複數件曝光影像資料；第一影像處理步驟，其中該等複數件曝光影像資料接受影像處理，並將複數件已處理曝光影像資料輸出；第一合成步驟，從輸出自該第一影像處理步驟的該等複數件已處理曝光影像資料產生合成曝光影像資料；第二影像拾取步驟，藉由屏蔽該影像拾取裝置免於光照射以拾取影像，得到暗影像資料；第二影像處理步驟，其中使用參數使該暗影像資料接受影像處理，該參數基於使用在該等複數件曝光影像資料之對應一者上實施之該第一影像處理步驟中的參數，並將複數件已處理暗影像資料輸出；第二合成步驟，從輸出自該第二影像處理步驟的該等複數件已處理暗影像資料產生合成暗影像資料；且 校正步驟，根據該合成暗影像資料以校正該合成曝光影像資料。
  11. 一種電腦可執行程式，描述如申請專利範圍第10項之方法的程序，用以控制影像拾取設備。
  12. 一種非暫時電腦可讀儲存媒體，儲存導致電腦執行在如申請專利範圍第10項的方法中之該等步驟的程式，用以控制影像拾取設備。
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