TW201345246A - 用於進行影像合成的影像處理設備和影像處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種用於進行影像合成的影像處理設備和影像處理方法。不管拍攝物件的照明條件如何,該影像處理設備都能夠適當地合成閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像。將閃光燈發光拍攝的感光度設置為比非閃光燈發光拍攝的感光度低,並且利用所設置的感光度連續地拍攝閃光燈照明影像以及多個非閃光燈照明影像。利用增益量對閃光燈照明影像進行增益處理,並且對多個非閃光燈照明影像相對於閃光燈照明影像的位置偏差進行校正。在考慮閃光燈照明影像中的閃光燈照明量的情況下,將透過合成進行了增益處理的影像和位置偏差校正的影像所獲得的平均化影像與閃光燈照明影像進行合成,從而獲得合成影像。
Description
本發明涉及一種用於合成多個影像的影像處理設備和影像處理方法。
為了利用諸如掌上型數位照相機的攝像設備來拍攝夜景,利用高感光度進行拍攝以抑制手震動,然而,這導致了雜訊增大。因此,已知如下技術:將利用高感光度拍攝的多個影像進行對準,針對影像的每個像素對影像的像素值進行算術平均,並且對平均後的像素值進行合成,從而在抑制手震動的同時獲得雜訊較少的影像。
還已知一種攝像設備,其中,將在光從發光單元(閃光燈單元)照射到被攝體上的情況下所拍攝到的單個閃光燈照明(strobe-illuminated)影像與不使用發光單元而拍攝到的多個非閃光燈照明(non-strobe-illuminated)影像進行合成(例如,參見日本特開2007-124292)。
在這種攝像設備中,當在使閃光燈單元發光的情況下進行拍攝時,將感光度設置為低。當在不使閃光燈單元發
光的情況下進行拍攝時,將感光度設置為高。接著,決定閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像的每個像素的合成比率,並且基於所決定的合成比率來對這些影像進行合成。例如,將閃光燈照明影像的各像素的亮度值的大小與非閃光燈照明影像的對應像素的亮度值的大小進行比較,並且透過使用亮度值較大的像素(即,透過將亮度值較大的像素的合成比率設置為100%)來對這些影像進行合成。
然而,例如,在利用照明光進行照明的人物區域有陰影區域時,在某些情況下沒有將閃光燈照明影像用於人物區域。在這種情況下,合成影像變得不自然。
本發明提供一種不管被攝體的照明條件如何,都能夠將閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像適當地進行合成的影像處理設備和影像處理方法。
根據本發明的一個方面,提供一種影像處理設備,包括:拍攝單元,配置以連續地拍攝第一影像和多個第二影像,其中,前述第一影像是透過利用發光單元進行發光的第一拍攝而得到的,前述多個第二影像是透過不利用發光的第二拍攝而得到的;感光度設置單元,配置以將前述第一拍攝的感光度設置為比前述第二拍攝的感光度低;增益處理單元,配置以進行將前述第一影像的影像資料乘以增益量的增益處理;平均化單元,配置以基於由前述增益處理單元進行了增益處理的第一影像以及前述多個第二影像
理單元進行了增益處理的第一影像以及前述多個第二影像來創建平均化影像;以及合成單元,配置以透過將由前述拍攝單元拍攝到的第一影像和由前述平均化單元創建的平均化影像進行合成以創建合成影像。
根據本發明的另一方面,提供了一種影像處理設備,包括:拍攝單元,配置以連續地拍攝第一影像和多個第二影像,其中,前述第一影像是透過利用發光單元進行發光的第一拍攝而得到的,前述多個第二影像是透過不利用發光的第二拍攝而得到的;感光度設置單元,配置以將前述第一拍攝的感光度設置為比前述第二拍攝的感光度低;增益處理單元,配置以進行將前述第一影像的影像資料乘以增益量的增益處理;平均化單元,配置以基於由前述增益處理單元進行了增益處理的第一影像以及前述多個第二影像來創建平均化影像;以及合成單元,配置以將由前述拍攝單元拍攝到的第一影像的像素值與由前述平均化單元創建的平均化影像的像素值進行比較而選擇較亮的像素值,並且基於所選擇的像素值創建合成影像。
根據本發明的又一方面,提供了一種由影像處理設備執行的影像處理方法,包括:感光度設置步驟,將利用發光單元進行發光的第一拍攝的感光度設置為比不利用發光的第二拍攝的感光度低;拍攝步驟,利用在前述感光度設置步驟中設置的感光度,連續地拍攝透過前述第一拍攝而得到的第一影像以及透過前述第二拍攝而得到的多個第二影像;增益處理步驟,進行將前述第一影像的各個像素值
分別乘以增益量的增益處理;平均化步驟,基於在前述增益處理步驟中進行了增益處理的第一影像以及前述多個第二影像來創建平均化影像;以及合成步驟,透過針對每個像素將在前述拍攝步驟中拍攝到的第一影像和在前述平均化步驟中創建的平均化影像進行合成,以創建合成影像。
根據本發明的又一方面,提供了一種由影像處理設備執行的影像處理方法,包括:感光度設置步驟,將利用發光單元進行發光的第一拍攝的感光度設置為比不利用發光的第二拍攝的感光度低;拍攝步驟,利用在前述感光度設置步驟中設置的感光度,連續地拍攝透過前述第一拍攝而得到的第一影像以及透過前述第二拍攝而得到的多個第二影像;增益處理步驟,進行將前述第一影像的各個像素值分別乘以增益量的增益處理;平均化步驟,基於在前述增益處理步驟中進行了增益處理的第一影像以及前述多個第二影像來創建平均化影像;以及合成步驟,將在前述拍攝步驟中拍攝到的第一影像的像素值與在前述平均化步驟中創建的平均化影像的像素值進行比較而選擇較亮的像素值,並且基於所選擇的像素值來創建合成影像。
利用本發明,不管拍攝物件的照明條件如何,都能夠適當地合成閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像。
本發明的其他特徵將根據以下參考附圖的典型實施例的說明而變得顯而易知。
40‧‧‧數位照相機
101~108‧‧‧影像
400‧‧‧透鏡
401‧‧‧光圈
402‧‧‧快門
403‧‧‧攝像元件
404‧‧‧A/D轉換器
405‧‧‧時序產生器
406‧‧‧D/A轉換器
407‧‧‧第一顯示單元
408‧‧‧記憶體控制器
409‧‧‧影像顯示記憶體
410‧‧‧記憶體
411‧‧‧壓縮/解壓縮單元
412‧‧‧外部儲存裝置
413‧‧‧影像處理器
414‧‧‧曝光控制器
415‧‧‧測距控制器
416‧‧‧變焦控制器
417‧‧‧加速度感測器
418‧‧‧測距感測器
419‧‧‧測光感測器
420‧‧‧記憶體
421‧‧‧第二顯示單元
422‧‧‧非揮發性記憶體
423‧‧‧釋放按鈕
424‧‧‧第一操作單元
425‧‧‧第二操作單元
426‧‧‧閃光燈單元
427‧‧‧電源開關
428‧‧‧電源控制器
429‧‧‧電源
430‧‧‧系統控制器
圖1是示出作為根據本發明的一個實施例的示例性影像處理設備的數位照相機的硬體結構的方塊圖。
圖2是示意性地示出用於合成多個影像的影像合成處理的圖。
圖3A是示出拍攝並合成多個影像的整體處理過程的流程圖。
圖3B是示出在整體處理中進行的合成處理過程的流程圖。
圖4A和圖4B是分別示出用於對多個影像的位置偏差進行校正的位置偏差量檢測所使用的位置對準基準影像中的位置偏差量檢測基準塊和位置對準物件影像的圖。
圖5是示出在根據位置對準基準影像中的亮度值與位置對準物件影像中的亮度值之差計算影像中的閃光燈照明量時所使用的亮度差-閃光燈照明量表的例子的圖。
圖6A至圖6C是示出在夜景的背景下具有人物的拍攝場景的例子的圖。
圖7A至圖7D是示出具有被照明的人物的場景的例子、拍攝影像的例子以及合成影像的例子的圖。
現在將參考示出本發明較佳實施例的附圖對本發明進行以下詳細說明。
圖1是示出作為根據本發明的一個實施例的影像處理設備例子的數位照相機的硬體結構的方塊圖。
在圖1中,附圖標記40表示包括拍攝透鏡400、光圈401、快門402以及攝像元件403的數位照相機,其中,進入拍攝透鏡400的光束L(光學影像)透過攝像元件403被轉換成電信號。元件400到403構成拍攝單元。
數位照相機40還包括A/D轉換器404和時序產生器405,其中,從攝像元件403輸出的類比信號透過A/D轉換器404轉換成數位信號,時序產生器405用於向攝像元件403、A/D轉換器404以及D/A轉換器406提供時鐘信號和控制信號。
記憶體控制器408控制A/D轉換器404、時序產生器405、D/A轉換器406、影像顯示記憶體409、記憶體410、壓縮/解壓縮單元411以及影像處理器413。透過A/D轉換器404進行A/D轉換所獲得的數位資料透過影像處理器413以及記憶體控制器408或者透過記憶體控制器408而被寫入影像顯示記憶體409或者記憶體410。
影像顯示記憶體409儲存透過D/A轉換器406輸出到諸如液晶顯示器(LCD)的第一顯示單元407的影像顯示資料。第一顯示單元407上顯示有(諸如白平衡選擇功能表的)多種功能表,透過操作第一操作單元424可以從前述多種功能表中選擇並且顯示期望的功能表。
記憶體410具有用於儲存所拍攝的預定數量的靜相影像的儲存容量,並且被系統控制器430以及影像處理器413用作它們的工作區域。壓縮/解壓縮單元411讀取記憶體410中儲存的影像資料以對其進行壓縮處理,讀取壓縮
影像資料以對其進行解壓縮處理,並且將處理後的資料寫入記憶體410中。外部儲存裝置412是能夠安裝至數位照相機40的主體並且能夠從數位照相機40的主體卸下的外部附加儲存媒體(諸如CF卡、SD卡等)。臨時儲存在記憶體410中的影像資料被最終儲存到外部儲存裝置412中。
影像處理器413針對從A/D轉換器404或者記憶體控制器408所提供的資料進行(諸如白平衡處理、用於將RGB拜爾圖案RGB信號轉換成RGB三平面信號的顏色插值處理、伽瑪處理、色度處理以及色相處理的)多種影像處理。另外,影像處理器413進行後面將要說明的用於合成多個影像資料的合成處理。
數位照相機40具有用於測量與攝像畫面共軛的像素的亮度的測光感測器419。基於來自測光感測器419的輸出,系統控制器430計算合適的曝光量。基於計算出的曝光量,曝光控制器414對光圈401、快門402以及攝像元件403的ISO感光度進行控制。測距感測器418對由用戶任意選擇的測距點的距離資訊進行檢測。基於來自測距感測器418的輸出,測距控制器415控制拍攝透鏡400的調焦。
變焦控制器416對數位照相機40中的拍攝透鏡400的手動變焦量(焦距)進行檢測,並且在自動進行變焦的情況下控制拍攝透鏡400的變焦量。閃光燈單元(閃光發光單元)426實現數位照相機40的AF輔助光投射功能以
及閃光燈調光功能。加速度感測器417檢測數位照相機40的水平/垂直震動。檢測出的資訊用於已知的手震動校正、縱向/橫向拍攝的判斷等。
系統控制器430控制數位照相機40的整體操作。系統控制器430的操作中使用的常數、變數程式、影像處理參數儲存在記憶體420中,該記憶體420還用作系統控制器430的工作記憶體。
隨著系統控制器430對程式的執行,包括液晶顯示單元、揚聲器等的第二顯示單元421以字元、影像、語音等的形式向攝影師通知照相機的操作狀態或者訊息。在第二顯示單元421上顯示有單拍/連拍/自拍、壓縮率、記錄像素的數量、記錄個數、剩餘可記錄個數、快門速度、光圈值、曝光校正、電池餘量、錯誤、外部儲存裝置412的安裝/卸下狀態等。在改變顯示內容時或者在發出警告時,顯示單元421產生電子聲音。
附圖標記422表示諸如能夠將資料電可擦除地儲存的EEPROM等的非揮發性記憶體。
釋放按鈕423與第二操作單元425共同構成用於輸入系統控制器430的各種操作指令的操作單元。釋放按鈕423具有被配置為在按下第一行程(半按下)時接通的開關SW1以及被配置為在按下第二行程(全按下)時接通的開關SW2。當開關SW1接通時開始測光和測距,當開關SW2接通時開始曝光操作。
透過操作第二操作單元425,能夠在單拍、連拍以及
自拍之間進行切換,以及在手動調焦和自動調焦之間進行切換,並且能夠設置快門速度、光圈值、曝光校正等。應當注意,在透過操作第二操作單元425設置了連拍的情況下,在按下釋放按鈕423的開關SW2的同時進行連拍。
數位照相機40具有透過電源開關427來進行接通和斷開的主電源。
電源控制器428包括在系統控制器430的控制下運行的電池檢測單元、DC/DC變換器、用於切換要被供電的塊的開關等。電源控制器428檢測電池(用作電源429)相對於數位靜相相照相機40的安裝/卸下、電池類型、電池的餘量,並且基於檢測結果控制DC/DC變換器以使得向照相機的各部分提供用於所需時間段的所需電壓。應當注意,諸如鹼性電池、鋰蓄電池的一次電池,或者諸如鎳鎘電池、鎳氫電池或者鋰電池的二次電池,或者AC適配器可以用作電源429。
以下,將對閃光燈照明影像(第一影像)和非閃光燈照明影像(第二影像)是如何進行合成以在夜景的背景下適當地拍攝具有人物的場景進行說明。圖6A至圖6C示出了在夜景的背景下具有人物的拍攝場景的例子。圖6A示出在從閃光燈單元(發光單元)發出閃光以利用合適的亮度對人物進行照明的同時以低感光度所拍攝到的閃光燈照明影像的例子。圖6B示出了在不從閃光燈單元發出閃光的情況下以高感光度所拍攝到的非閃光燈照明影像的例子。圖6C示出了透過對圖6A和圖6B中示出的影像進行
合成所獲得的合成影像的例子。
透過以算術平均的方式對多個諸如圖6B中示出的非閃光燈照明影像進行合成,能夠減少由高感光度拍攝所引起的雜訊。因此,拍攝多個諸如圖6B中示出的非閃光燈照明影像,並且對拍攝到的影像進行算術平均以創建合成影像(以下稱為非照明合成影像)。在比較像素值資料的大小的同時,將如此創建的非照明合成影像與圖6A的單個閃光燈照明影像進行合成。在該合成中,閃光燈照明影像用於使用閃光燈進行照明的人物區域,而非照明合成影像用於未使用閃光燈進行照明的背景區域。結果,能夠獲得具有亮的背景和亮的人物以及具有較少雜訊和較少的手震動的影像。
將參考分別示出對人物進行照明的示例性場景、示例性拍攝影像以及示例性合成影像的圖7A~圖7D來說明影像合成。
圖7A示出在夜景的背景下的拍攝場景。如圖7A中所示,人物具有照射光(街燈的光)照射到的照明區域和照明光被遮蔽的陰影區域。圖7B示出以低感光度拍攝到的閃光燈照明影像。圖7C示出以高感光度拍攝到的非閃光燈照明影像。圖7D示出圖7B中示出的閃光燈照明影像和圖7C中示出的非閃光燈照明影像的合成影像。
在人物的照明區域中,在對閃光燈照明影像的亮度和非閃光燈照明影像的每個像素的亮度進行比較的情況下,圖7C的非閃光燈照明影像有時變得比圖7B的閃光燈照
明影像更亮。另一方面,在人物的陰影區域中,圖7B的閃光燈照明影像有時變得比圖7C的非閃光燈照明影像更亮。
在針對每個像素將圖7B的影像的像素值和圖7C的影像的像素值中亮度較大的像素值用於創建合成影像的情況下,獲得了圖7D的合成影像。在圖7D的合成影像中,閃光燈照明影像被用於人物的陰影區域並且非閃光燈照明影像被用於人物的照明區域。結果,創建了不自然的影像。
為消除該現象,在本發明中,基於閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像之間的差來計算代表閃光燈的影響的閃光燈照明量,並且在考慮到該閃光燈照明量的情況下進行影像合成。因此,即使在拍攝場景包含一個或者多個人物的情況下也能夠合適地考慮閃光燈的影響。例如,可以獲得合適的合成影像,其中不在單個人物中對閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像進行混合。
將參考圖2~圖5說明用於合成多個影像的影像合成處理,其中,前述多個影像是透過利用閃光燈發光來拍攝圖7A的場景(第一拍攝)以及透過未使用閃光燈發光來拍攝該場景(第二拍攝)所獲得的。
圖2示意性地示出用於合成多個拍攝影像的處理。圖3A示出了拍攝並合成多個影像的整體處理過程的流程圖,圖3B示出該整體處理中進行的合成處理過程的流程圖。
在圖3A的整體處理中,在按壓釋放按鈕423的開關SW1的情況下,測光感測器419進行測光操作。基於測光結果,曝光控制器414決定用於閃光燈發光拍攝的曝光條件和用於非閃光燈發光拍攝的曝光條件(步驟S301)。應當注意,由此決定出用於非閃光燈發光拍攝的拍攝條件中的ISO感光度、光圈以及快門時間從而獲得用於拍攝影像的合適的曝光。在本實施例中,將用於閃光燈照明影像的拍攝條件中的光圈和快門時間的值決定為與用於非閃光燈照明影像的拍攝條件中的光圈和快門時間的值相同,並且將用於閃光燈照明影像的拍攝條件中的ISO感光度的值決定為比用於非閃光燈照明影像的拍攝條件中的ISO感光度的值低一個等級。
接著,按壓釋放按鈕423的開關SW2,進行閃光燈發光拍攝(步驟S302)。在將曝光條件設置為例如比合適的曝光暗一個等級的值的狀態下,進行閃光燈發光從而提供向作為主被攝體的人提供合適的曝光的發光量。結果,使用合適的曝光來對利用閃光燈照明的人物進行拍攝,並且使用比前述合適的曝光暗一個等級的曝光對背景進行拍攝,從而獲得圖2中示出的影像101。
在步驟S303中,根據步驟S301中決定的拍攝條件使用合適的曝光進行非閃光燈發光拍攝,從而獲得圖2中示出的影像102。在步驟S304和步驟S305中,以與步驟S303中相同的拍攝條件進行兩次非閃光燈發光拍攝,從而獲得圖2中示出的影像103、104。步驟S302到步驟
S305中拍攝到的四個影像的資料被臨時儲存在記憶體410中。
應當注意,在本實施例中進行三次非閃光燈發光拍攝,但不限於此。雖然在本實施例中首先進行閃光燈發光拍攝然後進行非閃光燈發光拍攝,但是能夠改變進行閃光燈發光拍攝和非閃光燈發光拍攝的順序。例如,閃光燈發光拍攝可以在第一次非閃光燈發光拍攝之後、第二次非閃光燈發光拍攝之前進行,或者可以在最後的非閃光燈發光拍攝之後進行。
接下來,影像處理器413針對資料臨時儲存在記憶體410中的四個影像進行合成處理(步驟S306)。圖3B中示出合成處理的細節。
在圖3B的合成處理中,首先進行將步驟S302中拍攝到的閃光燈照明影像的各個影像資料(像素值)乘以數位增益量G的增益處理,並且將進行了增益處理的影像值臨時儲存到記憶體410中(步驟S311)。根據以下公式(1),決定步驟S311中使用的增益量G以對步驟S301中決定的用於閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像的曝光條件中的感光度之差進行補償。
G=2^(閃光燈發光拍攝的感光度和非閃光燈發光拍攝的感光度之差) (1)
在本實施例中,在步驟S301中將閃光燈發光拍攝的感光度設置為比非閃光燈發光拍攝的感光度低一個等級,因此,增益量G根據公式(1)而變為兩倍。透過閃光燈
發光,對閃光燈照明影像中的人物區域進行了合適的曝光。在增益處理之後,對背景區域進行合適的曝光(與在非閃光燈照明影像中相同),而在人物區域中的曝光變得比前述合適的曝光更亮。圖2中示出的影像105表示在步驟S311中的增益處理之後的影像。
在步驟S312中,影像處理器413對資料臨時儲存在記憶體410中的五個影像(即,圖2中的影像101至105)進行顯影處理。更具體地,進行白平衡處理、用於將RGB拜爾圖案RGB信號轉換為RGB三平面信號的顏色插值處理、伽瑪處理、色度處理以及色相處理,從而創建YUV影像。符號Y表示亮度信號,U表示亮度信號和藍色成分之差,V表示亮度信號和紅色成分之差。YUV影像的資料臨時儲存在記憶體410中。
透過在相同的條件下對所有影像進行顯影處理,判斷影像之間的差變得容易,並且可以容易地進行用於對閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像進行合成的處理。因此,不管要處理的影像是閃光燈照明影像還是非閃光燈照明影像,都在相同的條件下進行步驟S312中的顯影處理。例如,在白平衡處理中,使得閃光燈照明影像的閃光燈光變為非彩色的白平衡係數被用於閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像這兩者,由此作為主被攝體的人的著色變得合適。然而,並非必須使用這樣的白平衡係數。
在步驟S313中,進行震動校正處理以對四個拍攝影像(影像101至104)之間產生的位置偏差進行補償。更
具體地,檢測位置對準物件影像相對於位置對準基準影像的位置偏差量,並根據檢測出的位置偏差量來校正位置對準物件影像的位置偏差量。
在本實施例中,將第一個拍攝的影像(即,閃光燈照明影像)用作位置對準基準影像,將第二個和之後拍攝的影像(即,非閃光燈照明影像)分別用作位置對準物件影像。應當注意,其中的一個非閃光燈照明影像可以用作位置對準基準影像,並且其餘的非閃光燈照明影像和閃光燈照明影像可以分別用作位置對準物件影像。透過首先拍攝閃光燈照明影像,獲得用於拍攝主被攝體的快門時機變得容易。
在震動校正處理中,為了提高位置對準的精度,位置對準基準影像的亮度必須與位置對準物件影像的亮度一致。為此,將在步驟S311中進行了增益處理的影像用作要用於位置對準的閃光燈照明影像。由於閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像之間的亮度差為閃光燈發光量,因此,降低了位置對準的精度。因此,在從位置偏差量的檢測物件中排除閃光燈照明影像中利用閃光燈進行了照明的區域之後,進行位置對準。
在檢測利用閃光燈進行了照明的區域時,將增益處理後的閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像分別分割成n×m個塊(其中,n和m為自然數),例如,20×20個塊。然後,如果兩個影像的對應塊亮度的差等於或大於預定值,則判斷為閃光燈照明影像的塊是利用閃光燈進行了照明的
區域。
接著,將位置對準基準影像和位置對準物件影像分別分割成用於進行邊緣檢測的多個塊,使得每個塊具有例如4×4個像素,並且針對各個邊緣檢測塊對位置對準物件影像進行邊緣檢測處理。對於該邊緣檢測,可以使用透過從影像中減去透過對該影像進行低通濾波所獲得的低頻影像來檢測邊緣的方法,或者使用已知的採用微分濾波器或普瑞維特濾波器(Prewitt filter)的邊緣檢測方法。
接著,從位置對準基準影像的邊緣檢測塊中,決定出已檢測出邊緣並且未使用閃光燈進行照明的塊(以下稱為位置偏差量檢測基準塊),並且檢測位置對準物件影像相對於位置偏差量檢測基準塊的位置偏差量。透過僅檢測相對於位置偏差量檢測基準塊的位置偏差量,可以提高檢測精度。
在檢測位置偏差量時,在以像素為單位移動檢測物件塊的情況下,對位置對準基準影像中的位置偏差量檢測物件塊的所有像素的像素值(亮度)與位置對準物件影像中的像素值之間的絕對差的和(SAD)進行計算。然後,決定邊緣檢測塊的、表示使計算出的SAD最小的移動量和移動方向的運動向量。應當注意,用於位置偏差量檢測的方法不限於此,可以使用諸如用於透過頻率分析來檢測兩個影像之間的位置偏差量的方法的任何其他已知方法。
在下文中,將參考圖4A和圖4B說明基於運動向量的位置偏差量檢測處理。圖4A示出位置對準基準影像中
的位置偏差量檢測基準塊中的像素值,圖4B示出位置對準物件影像中的像素值。
在所圖示的例子的情況下,假定圖4B中左上角的座標(0,0)為基準,則能夠決定出使得位置對準基準影像中的位置偏差量檢測物件塊中的像素值與位置對準物件影像中的像素值之間的絕對差的和最小的運動向量(1,2)。類似地,決定出所有的邊緣檢測塊的運動向量,並且基於決定出的運動向量,利用已知的方法計算透過以下的公式(2)表示的仿射變換中使用的仿射係數(位置偏差資訊)。
在公式(2)中,(x,y)表示校正前的影像的座標,(x',y')表示校正後的影像的座標,3×3矩陣表示仿射係數。
然後,針對各個位置對準物件影像(非閃光燈照明影像)進行由公式(2)所表示的仿射變換,從而進行震動校正。
在步驟S313的震動校正處理之後的步驟S314中,針對每個像素計算在步驟S311中的增益處理之後的一個閃光燈照明影像的像素值和在步驟S313中的震動校正處理之後的三個非閃光燈照明影像的像素值的平均值。然後,基於計算出的像素值的平均值創建平均化影像(例如,以圖2中的例子的方式示出的影像106)。
透過上述的對多個影像進行平均化,可以在不改變背景亮度的同時獲得雜訊較少的影像。透過將進行了增益處理的閃光燈照明影像和多個非閃光燈照明影像進行合成,與僅對在相同亮度下拍攝的非閃光燈照明影像進行合成的情況相比,可以進一步增強降噪效果。
在步驟S314中的影像合成中,對閃光燈照明影像和亮度與該閃光燈照明影像不同的非閃光燈照明影像進行平均化,因此人物區域不具有合適的亮度。為了消除這個現象,在步驟S315和步驟S316中進行下述處理。
在步驟S315中,針對每個像素計算表示閃光燈光對閃光燈照明影像的影響程度的閃光燈照明量。
首先,對在步驟S311中進行了增益處理的閃光燈照明影像進行低通濾波由此獲得低頻影像,對透過第二次拍攝所獲得的、在步驟S313中進行了震動校正的非閃光燈照明影像進行低通濾波以獲得低頻影像。透過對上述影像進行低通濾波,可以抑制由於雜訊而錯誤地計算閃光燈照明量。透過將利用最接近該閃光燈發光拍攝的第二次拍攝所獲得的影像與閃光燈照明影像進行比較,例如可以將手震動對包括有作為主被攝體的人的拍攝區域的影響抑制到最小。
接著,決定這兩個影像中每個像素的亮度值Y之間的差,並且參考圖5中示出的預先準備的亮度差-閃光燈照明量表來針對每個像素計算閃光燈照明量。根據圖5中的亮度差-閃光燈照明量表,閃光燈照明量在亮度差大的像
素中具有大的值,而在亮度差小的像素中具有小的值,由此減輕了錯誤地計算閃光燈照明量的擔心。
應當注意,在本實施例中,根據兩個影像之間的亮度差計算閃光燈照明量,然而,還可以根據兩個影像中的色差U、V之間的差來計算閃光燈照明量。有時,由拍攝物件的運動或由手震動校正的不充分所引起的移位,導致了大的亮度差。為了消除這個問題,可以根據以下的值來計算閃光燈照明量,該值是透過將亮度差除以非閃光燈照明影像中的亮度值所獲得的值。
將針對每個像素所計算出的閃光燈照明量的資料儲存在記憶體410中。圖2中的影像107示意性地示出了在步驟S315中進行的用以計算閃光燈照明量的處理的結果。在影像107中,右側的白色區域表示閃光燈照明量大。應當注意,左側的白色區域是街燈區域。
接著,在步驟S316中,在考慮步驟S315中計算出的各個像素的閃光燈照明量的情況下,根據下面的公式(3),針對每個像素將在步驟S302中拍攝到的閃光燈照明影像(影像101)和在步驟S314中創建的平均化影像(影像106)進行合成。
合成後的像素值=(影像101的像素值×閃光燈照明量%)+{影像106的像素值×(100%-閃光燈照明量%)} (3)
圖2中的影像108表示透過步驟S316中的影像合成所獲得的最終合成影像。
在完成步驟S316的影像合成的情況下,即,在完成
圖3A的整體處理中的步驟S306的合成處理的情況下,將合成影像(影像108)的影像資料儲存到外部儲存裝置412中(步驟S307),於是完成整體處理。
如上前述,在本實施例中,在步驟S301中決定用於閃光燈發光拍攝和非閃光燈發光拍攝的曝光條件,決定用於對由曝光條件之間的感光度差所產生的亮度差進行補償的增益量G,基於從增益處理後的閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像中檢測出的位置偏差量來進行震動校正,並且在步驟S315中計算表示閃光燈光對於閃光燈照明影像的影響程度的閃光燈照明量。由此即使在對人進行照明的拍攝場景中也能夠適當地考慮閃光燈光的影響。結果,可以獲得合適的合成影像。例如,在一個人的影像中,閃光燈照明影像和非閃光燈照明影像不進行相互混合。
應當注意,在本實施例中,在步驟S303到步驟S305中拍攝了三個非閃光燈照明影像,然而,可以透過增加非閃光燈照明影像的拍攝個數來增強在步驟S314中創建的平均化影像中的降噪效果。透過增加非閃光燈照明影像的拍攝個數,可以增強背景區域中的降噪效果。另一方面,由於將一個閃光燈照明影像用於最終合成影像,因此在利用閃光燈光照明的人物區域中無法達到降噪效果。結果,在影像的背景區域和人物區域之間的雜訊的感覺方面存在差異。為了避免這個問題,較佳地,例如,隨著非閃光燈照明影像的拍攝(合成)個數的增加,降低在步驟S301中設置的閃光燈發光拍攝的感光度。
在本實施例中,在參考圖5中示出的亮度差-閃光燈照明量表的情況下計算閃光燈照明量,並且在考慮該閃光燈照明量的情況下根據用於步驟S316中的影像合成的公式(3)來決定像素值,但是不限於此。例如,可以透過使用被設置為比根據前述公式(1)計算出的增益量G小的增益量來進行步驟S311的增益處理,以及透過針對每個像素選擇在步驟S302中拍攝到的閃光燈照明影像(影像101)的像素值以及在步驟S314中進行合成後的合成影像(影像106)的像素值中的較亮的一方並且透過基於所選擇的像素值來創建最終合成影像,來進行步驟S316中的影像合成。
還可以透過系統或設備的電腦(或者CPU或MPU等裝置)和下面的方法實現本發明的方面,其中,該系統或設備的電腦讀出並執行記錄在記憶體裝置上的程式,以進行上述實施例的功能,並且例如,透過系統或設備的電腦讀出並執行記錄在記憶體裝置上的程式以進行上述實施例的功能來進行該方法的步驟。為此,例如,透過網路或者透過用作記憶體裝置的各種類型的記錄媒體(例如,電腦可讀媒體)向電腦提供該程式。
儘管參考典型實施例說明了本發明,但是應該理解,本發明不局限於所公開的典型實施例。所附申請專利範圍符合最廣義的解釋,以包含所有這類修改、等同結構和功
能。
本申請案主張於2012年4月20日申請的日本專利申請案2012-096518的優先權,將其全部內容援用於此。
Claims (10)
- 一種影像處理設備,包括:拍攝單元,配置以連續地拍攝第一影像和多個第二影像,其中,前述第一影像是透過利用發光單元進行發光的第一拍攝而得到的,前述多個第二影像是透過不利用發光的第二拍攝而得到的;感光度設置單元,配置以將前述第一拍攝的感光度設置為比前述第二拍攝的感光度低;增益處理單元,配置以進行將前述第一影像的影像資料乘以增益量的增益處理;平均化單元,配置以基於由前述增益處理單元進行了增益處理的第一影像以及前述多個第二影像來創建平均化影像;以及合成單元,配置以透過將由前述拍攝單元拍攝到的第一影像和由前述平均化單元創建的平均化影像進行合成以創建合成影像。
- 根據申請專利範圍第1項前述的影像處理設備,其中,前述增益處理單元將前述第一影像乘以用於對由前述感光度設置單元設置的前述第一拍攝的感光度和前述第二拍攝的感光度之間的感光度差進行補償的增益量。
- 根據申請專利範圍第1項前述的影像處理設備,其中,隨著前述第二影像的拍攝個數的增加,前述感光度設置單元將前述第一拍攝的感光度設置得較低。
- 根據申請專利範圍第1項前述的影像處理設備, 其中,還包括:位置偏差校正單元,配置以檢測前述多個第二影像相對於前述第一影像的位置偏差量,並且基於檢測出的位置偏差量對前述多個第二影像的位置偏差進行校正。
- 根據申請專利範圍第4項前述的影像處理設備,其中,在對前述多個第二影像相對於前述第一影像的位置偏差量進行檢測的情況下,前述位置偏差校正單元使用由前述增益處理單元進行了增益處理的第一影像作為前述第一影像。
- 根據申請專利範圍第1項前述的影像處理設備,其中,還包括:照明量計算單元,配置以確定前述第一影像中的照明量,其中,前述拍攝單元在拍攝前述第一影像之後拍攝前述多個第二影像,以及前述照明量計算單元將前述第一影像與前述多個第二影像中最先進行拍攝的第二影像進行比較,針對每個像素確定亮度值之間的差,並且透過參考預先準備的亮度差-照明量表來針對每個像素確定前述照明量。
- 根據申請專利範圍第1項前述的影像處理設備,其中,前述平均化單元針對每個像素計算由前述增益處理單元進行了增益處理的第一影像的像素值和前述多個第二影像的像素值的平均值,並且基於計算出的像素值的平均值創建前述平均化影像。
- 一種影像處理設備,包括:拍攝單元,配置以連續地拍攝第一影像和多個第二影像,其中,前述第一影像是透過利用發光單元進行發光的第一拍攝而得到的,前述多個第二影像是透過不利用發光的第二拍攝而得到的;感光度設置單元,配置以將前述第一拍攝的感光度設置為比前述第二拍攝的感光度低;增益處理單元,配置以進行將前述第一影像的影像資料乘以增益量的增益處理;平均化單元,配置以基於由前述增益處理單元進行了增益處理的第一影像以及前述多個第二影像來創建平均化影像;以及合成單元,配置以將由前述拍攝單元拍攝到的第一影像的像素值與由前述平均化單元創建的平均化影像的像素值進行比較而選擇較亮的像素值,並且基於所選擇的像素值創建合成影像。
- 一種由影像處理設備執行的影像處理方法,包括:感光度設置步驟,將利用發光單元進行發光的第一拍攝的感光度設置為比不利用發光的第二拍攝的感光度低;拍攝步驟,利用在前述感光度設置步驟中設置的感光度,連續地拍攝透過前述第一拍攝而得到的第一影像以及透過前述第二拍攝而得到的多個第二影像;增益處理步驟,進行將前述第一影像的各個像素值分 別乘以增益量的增益處理;平均化步驟,基於在前述增益處理步驟中進行了增益處理的第一影像以及前述多個第二影像來創建平均化影像;以及合成步驟,透過針對每個像素將在前述拍攝步驟中拍攝到的第一影像和在前述平均化步驟中創建的平均化影像進行合成,以創建合成影像。
- 一種由影像處理設備執行的影像處理方法,包括:感光度設置步驟,將利用發光單元進行發光的第一拍攝的感光度設置為比不利用發光的第二拍攝的感光度低;拍攝步驟,利用在前述感光度設置步驟中設置的感光度,連續地拍攝透過前述第一拍攝而得到的第一影像以及透過前述第二拍攝而得到的多個第二影像;增益處理步驟,進行將前述第一影像的各個像素值分別乘以增益量的增益處理;平均化步驟,基於在前述增益處理步驟中進行了增益處理的第一影像以及前述多個第二影像來創建平均化影像;以及合成步驟,將在前述拍攝步驟中拍攝到的第一影像的像素值與在前述平均化步驟中創建的平均化影像的像素值進行比較而選擇較亮的像素值,並且基於所選擇的像素值來創建合成影像。
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