TW201521443A - 高動態範圍影像之多重曝光方法以及可攜式電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種高動態範圍影像之多重曝光方法，步驟包括擷取一原始影像，並將上述原始影像切割為複數子影像。取得對應於上述子影像之複數亮度值。根據亮度值取得第一既定測光權重值以及第二既定測光權重值。根據第一既定測光權重值以及第二既定測光權重值取得第一曝光影像以及第二曝光影像。以及根據原始影像、第一曝光影像以及第二曝光影像取得高動態範圍影像。

Description

高動態範圍影像之多重曝光方法以及可攜式電子裝置

本發明係有關於一種高動態範圍影像之多重曝光方法，特別係有關於一種利用對應於不同既定測光權重值之複數曝光影像取得高動態範圍影像之方法。

由於可攜式電子裝置之攜帶方便，因此使用者可隨時利用具有視訊鏡頭之智慧型裝置或者數位相機進行拍攝之動作，然而使用者於遇到對比較大之拍攝環境時，通常會以高動態範圍影像來表現之，但現今常用多重曝光方法之運算方式較為繁雜，導致取得高動態範圍影像之時間較長，可能會造成不必要之外在因素之干擾；或者，使用較簡單之運算方式，儘管解決了時間較長之問題，但所取得之高動態範圍影像品質則相對較差。因此，如何以較短之運算時間取得高畫質之高動態範圍影像為目前所需解決之問題。

為解決上述問題，本發明一實施例提供一種高動態範圍影像之多重曝光方法，其步驟包括：擷取一原始影像， 以及將上述原始影像切割為複數子影像。接著取得對應於上述子影像之複數亮度值。根據亮度值取得第一既定測光權重值以及第二既定測光權重值，以及根據第一既定測光權重值以及第二既定測光權重值取得第一曝光影像以及第二曝光影像。最後根據原始影像、第一曝光影像以及第二曝光影像取得高動態範圍影像。

本發明另一實施例提供一種可攜式電子裝置，包括影像擷取單元、處理單元以及顯示單元。影像擷取單元用以擷取一原始影像，以及根據第一既定測光權重值以及第二既定測光權重值分別取得第一曝光影像以及第二曝光影像。處理單元用以將上述原始影像切割為複數子影像，並根據對應於不同子影像之複數亮度值取得上述第一既定測光權重值以及上述第二既定測光權重值，並根據上述原始影像、上述第一曝光影像以及上述第二曝光影像取得一高動態範圍影像。顯示單元用以顯示上述高動態範圍影像。

100‧‧‧可攜式電子裝置

110‧‧‧影像擷取裝置

120‧‧‧處理單元

130‧‧‧顯示單元

211、212、213、214‧‧‧子影像

S401、S402、S403、S404、S405、S406‧‧‧步驟流程

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之可攜式電子裝置之示意圖。

第2A、2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之影像畫面之示意圖。

第3A、3B圖係顯示根據本發明一實施例所述之對應至不同亮度平均值之權重值分配示意圖。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之高動態範圍影像之多重曝光方法之流程圖。

有關本發明之系統以及方法適用之其他範圍將於接下來所提供之詳述中清楚易見。必須了解的是下列之詳述以及具體之實施例，當提出有關可攜式電子裝置以及影像多重曝光方法之示範實施例時，僅作為描述之目的以及並非用以限制本發明之範圍。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之可攜式電子裝置之示意圖。如第1圖所示，可攜式電子裝置100包括影像擷取裝置110、處理單元120以及顯示單元130。其中，可攜式電子裝置100可為智慧型手機、平板電腦或數位相機等。影像擷取裝置100用以擷取複數影像。其中，影像擷取裝置100係包括鏡頭、光圈以及感測器(例如CCD、CMOS等)等元件。處理單元120係將所擷取之原始影像進行影像分割之動作，接著對每一個子影像進行亮度計算之動作，再根據上述計算所取得之參數值針對特定子影像進行測光之動作，以取得對應於不同測光值之複數影像。最後，顯示單元130根據對應於不同測光值之複數影像顯示HDR影像。

請參閱第2A圖。第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之影像畫面之示意圖。如第2A圖所示，顯示單元130係顯示一影像畫面210。其中影像畫面210可為一預覽影像或一透過影像擷取裝置110所取得且儲存於一儲存裝置(未顯示)之影 像。上述兩者之差異係在於由於預覽影像之影像品質較差，可能導致所取得之HDR影像品質相對較差，以及遇到動態範圍極高之場景時，可能產生過曝或全黑之現象。然而使用預覽影像之優點在於處理速度上較為快速。接著，對取得之影像進行測光之動作以分別取得對應至暗處以及亮處之權重值。

常見之測光模式包括權衡式測光(或矩陣測光)、中央重點測光以及點測光。權衡式測光(或矩陣測光)係為將影像畫面切割為數個子影像，分別對每一個子影像進行測光之動作，並於取得測光結果後，根據資料庫之數據取得最佳之曝光權重。中央重點測光係為對整個影像畫面進行測光後，再針對中央區域加權計算，通常用於拍攝人像或反差較大之風景。點測光係為對中央對焦區進行測光之動作，以取得以重點區域之曝光值為主之影像。

根據本發明一實施例，係以權衡式測光之原理作為基礎，對影像畫面進行分區測光之動作。第2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之影像畫面之示意圖。如第2B圖所示，於取得影像畫面210後，處理單元120將影像畫面210切割為四個相同大小之子影像211、212、213以及214。接下來處理單元120係針對每一子影像進行平均測光以取得對應於每一個子影像之亮度值。於取得對應於每一個子影像之亮度值後，找出亮度平均最高與亮度平均最低之區域，利用權重值分別對上述兩個區域設定重點測光區域，以取得具有高曝光之第一影像以及具有低曝光之第二影像。舉例來說，影像畫面210經過處理單元120進行平均測光後，得知子影像212之亮度平均最高以及子影 像213之亮度平均最低。接著利用權重值分別針對子影像212以及子影像213進行重點區域測光。如第3A圖所示，將子影像213之權重值設定為4，其餘子影像之權重值則設為0，以取得具有高曝光之第一影像；或如第3B圖所示，將子影像212之權重值設為4，其餘子影像之權重值則設為0，以取得具有低曝光之第二影像。最後，根據原始影像畫面、第一影像以及第二影像取得高動態範圍(HDR)影像。其中，高動態範圍影像係指根據不同的曝光時間的LDR(Low-Dynamic Range)影像，利用每個曝光時間所對應具有最佳細節的LDR圖像來合成最終之高動態範圍影像，以充分反映真實環境中的視覺效果。在此係利用原始影像畫面、具有暗部細節之第一影像以及具有亮部細節之第二影像取得最終之高動態範圍影像。

值得注意的是，相較於傳統之權衡式測光，本發明與其差異之處在於權衡式測光係為將影像畫面切割成多個區域後，事先分別給予不同區域不同之權重值，再分別以不同區域作為測光重點，以取得對應於亮處與暗處之曝光設定。由上述方式所取得之曝光設定較為精確，但取得之過程必須經過多次測光，消耗之時間較長，因此容易發生手震之問題，而導致後續取得高動態範圍影像時需要較強大之演算法以進行合成之動作，例如影像抖動補償演算法。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之高動態範圍影像之多重曝光方法之流程圖。首先，影像擷取裝置110先取得一原始影像(步驟S401)。其中，原始影像可為預覽影像或者儲存於一儲存單元之影像。由於預覽影像之品質較低，測 光之結果與使用儲存之影像相比可能較不精確。接著進入步驟S402，處理單元120將原始影像切割為複數大小相同之子影像。根據本發明一實施例係將原始影像切割為4個大小相同之子影像。值得注意的是，子影像之數量將會影響運算之速度以及成像之品質。若將原始影像切割為過多之子影像，可能導致影像擷取裝置110於取得對應至不同權重值之曝光影像時產生影像細節過少之狀況。因此，使用者可根據拍攝環境之條件手動調整預切割之子影像數量。接下來，係以平均測光法針對每一個子影像進行測光之動作，取得對應於每一個子影像之亮度值(步驟S403)。取得亮度值後，以具有最大亮度值以及最小亮度值之子影像作為曝光加權之區域，分別根據第一測光權重以及第二測光權重取得第一曝光影像以及第二曝光影像(步驟S404、405)。最後，於步驟S406，根據上述原始影像、第一曝光影像以及第二曝光影像取得高動態範圍影像。

綜上所述，根據本發明一實施例所提出之高動態範圍影像之多重曝光方法以及可攜式電子裝置，有別於傳統高動態範圍影像之取得方法，本發明僅針對具有最大亮度值以及最小亮度值之區域進行加權曝光以取得原始影像所忽略之細節部分，不但減少影像取得之時間，更提高了高動態範圍影像之品質。

上述之實施例以足夠之細節敘述使所屬技術領域之具有通常知識者能藉由上述之描述實施本發明所揭露之系統以及方法，以及必須了解的是，在不脫離本發明之精神以及範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視 後附之申請專利範圍所界定者為準。

S401、S402、S403、S404、S405、S406‧‧‧步驟流程

Claims (8)

1. 一種高動態範圍影像之多重曝光方法，步驟包括：擷取一原始影像；將上述原始影像切割為複數子影像；取得對應於上述子影像之複數亮度值；根據上述亮度值取得一第一既定測光權重值以及一第二既定測光權重值；根據上述第一既定測光權重值以及上述第二既定測光權重值取得一第一曝光影像以及一第二曝光影像；以及根據上述原始影像、上述第一曝光影像以及上述第二曝光影像取得一高動態範圍影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述子影像之亮度值係根據平均測光法分別取得。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述第一既定測光權重值對應至具有最大亮度值之一第一子影像，以及上述第二既定測光權重值對應至具有最小亮度值之一第二子影像。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述原始影像為一預覽影像或儲存於一儲存單元之一影像。
5. 一種可攜式電子裝置，包括：一影像擷取單元，用以擷取一原始影像，以及根據一第一既定測光權重值以及一第二既定測光權重值分別取得一第一曝光影像以及一第二曝光影像；一處理單元，用以將上述原始影像切割為複數子影像，並 根據對應於上述子影像之複數亮度值取得上述第一既定測光權重值以及上述第二既定測光權重值，以及根據上述原始影像、上述第一曝光影像以及上述第二曝光影像取得一高動態範圍影像；以及一顯示單元，用以顯示上述高動態範圍影像。
6. 如申請專利範圍第5項所述之可攜式電子裝置，其中每一個上述子影像之亮度值係根據平均測光法分別取得。
7. 如申請專利範圍第5項所述之可攜式電子裝置，其中上述第一既定測光權重值對應至具有最大亮度值之一第一子影像，以及上述第二既定測光權重值對應至具有最小亮度值之一第二子影像。
8. 如申請專利範圍第5項所述之可攜式電子裝置，其中上述原始影像為一預覽影像或儲存於一儲存單元之一影像。