TW201707438A - 電子裝置及影像處理方法 - Google Patents

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TW201707438A TW104125234A TW104125234A TW201707438A TW 201707438 A TW201707438 A TW 201707438A TW 104125234 A TW104125234 A TW 104125234A TW 104125234 A TW104125234 A TW 104125234A TW 201707438 A TW201707438 A TW 201707438A
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Abstract

一種影像處理方法，包括以下步驟。首先，於一第一時間取得一第一影像，第一影像包括一第一物體影像及一第一背景影像，第一物體影像為對應到一物體於該第一時間之位置之影像。接著，於一第二時間取得一第二影像，第二影像包括一第二物體影像及一第二背景影像，第二物體影像為對應到物體於第二時間之位置之影像，第一影像及第二影像係由實質上相同的拍攝範圍所取得，第二影像具有複數個像素。然後，根據第一物體影像及第二物體影像得到物體之一總移動向量。然後，於第二影像中，保留第二物體影像，並對第二背景影像之每個像素分別進行一處理程序，以產生一第三影像，第二背景影像之該些像素之一為一特定像素，其中針對該特定像素之該處理程序係為，根據第二背景影像之特定像素及總移動向量取得第二影像之該些像素中之複數個相關像素，並根據取得之該些相關像素決定特定像素之色彩。

Description

電子裝置及影像處理方法
本發明是有關於一種電子裝置及影像處理方法，且特別是有關於一種產生具有速度感相片的電子裝置及影像處理方法。
近年來，由於科技的進步，越來越多電子裝置都配置有數位相機，人們可以隨時透過電子裝置所配置的數位相機拍照，相當便利。但是，對一般使用者來說，要拍出一個物體具有速度感的相片並不容易。例如除了控制數位相機之快門、光圈及ISO值之外，還需要在拍攝時控制鏡頭跟隨移動物體的移動。因此，如何讓一般使用者拍攝出一個物體具有速度感的相片，乃業界所努力的方向之一。
本發明係有關於一種電子裝置及影像處理方法，可 產生移動物體之主體為清晰，具有速度感的影像。
根據本發明，提出一種影像處理方法。影像處理方法包括以下步驟。首先，於一第一時間取得一第一影像，第一影像包括一第一物體影像及一第一背景影像，第一物體影像為對應到一物體於該第一時間之位置之影像。接著，於一第二時間取得一第二影像，第二影像包括一第二物體影像及一第二背景影像，第二物體影像為對應到物體於第二時間之位置之影像，第一影像及第二影像係由實質上相同的拍攝範圍所取得，第二影像具有複數個像素。然後，根據第一物體影像及第二物體影像得到物體之一總移動向量。然後，於第二影像中，保留第二物體影像，並對第二背景影像之每個像素分別進行一處理程序，以產生一第三影像，第二背景影像之該些像素之一為一特定像素，其中針對該特定像素之該處理程序係為，根據第二背景影像之特定像素及總移動向量取得第二影像之該些像素中之複數個相關像素，並根據取得之該些相關像素決定特定像素之色彩。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
102、104、106、108‧‧‧流程步驟
200‧‧‧電子裝置
202‧‧‧影像擷取單元
204‧‧‧控制單元
206‧‧‧記憶單元
208‧‧‧輸人單元
210‧‧‧顯示單元
301、O‧‧‧物體
401、901‧‧‧第一物體影像
402、902‧‧‧第一影像
403、905‧‧‧第二物體影像
404、906‧‧‧第二影像
501‧‧‧第一位置
502‧‧‧第二位置
A‧‧‧總移動向量
d、D、X、Y、d3、d4‧‧‧距離
d1、d2‧‧‧長度
S、S1、g1~g7‧‧‧特定像素
904‧‧‧第三影像
908‧‧‧第四影像
903‧‧‧第三物體影像
907‧‧‧第四物體影像
θ1、θ2‧‧‧夾角
Q‧‧‧鏡頭平面
S‧‧‧物體平面
P‧‧‧照片平面
Z‧‧‧景深
Pl、Pr、Ql、Qr‧‧‧交點
Al、Ar‧‧‧物體影像
C1、C2‧‧‧地平線中心點
V1‧‧‧第一景深移動向量
V2、a1~a7‧‧‧第二景深移動向量
V3‧‧‧平面移動向量
V3’‧‧‧平面移動向量的反向量
V4‧‧‧子移動向量
第1圖繪示根據本發明一實施例之影像處理方法之流程圖。
第2圖繪示根據本發明一實施例之電子裝置之示意圖。
第3A-3B圖繪示移動物體之移動之示意圖。
第4A-AB圖繪示控制單元控制鏡頭於第一時間拍攝以取得第一影像，並控制鏡頭於第二時間拍攝以取得第二影像之示意圖。
第5A-5B圖繪示繪示控制單元根據第一物體影像及第二物體
第6圖繪示繪示控制單元對特定像素進行一處理程序之示意圖。
第7圖繪示繪示控制單元對特定像素進行一處理程序之另一範例之示意圖。
第8圖繪示控制單元刪除特定像素之示意圖
第9A-9D圖繪示於第一時間透過第一鏡頭及第二鏡頭分別取得第一影像及第三影像，以及於第二時間透過第一鏡頭及第二鏡頭分別取得第二影像及第四影像之示意圖。
第10圖繪示由視角差計算景深之示意圖。
第11A-11D圖繪示根據第二背景影像之特定像素、總移動向量及景深位移量取得第二影像之多個像素中之多個相關像素之示意圖。
第12圖繪示不同的特定像素分別對應到不同的第二景深移動向量之示意圖。
第13圖為具有速度感之照片之一例之示意圖。
第14圖為具有速度感之照片之另一例之示意圖。
請參照第1圖，其繪示根據本發明一實施例之影像 處理方法之流程圖。本實施例之方法包括下列步驟。首先，於步驟102中，於一第一時間取得一第一影像，第一影像包括一第一物體影像及一第一背景影像，第一物體影像為對應到一物體於第一時間之位置之影像。於步驟104中，於一第二時間取得一第二影像，第二影像包括一第二物體影像及一第二背景影像，第二物體影像為對應到物體於第二時間之位置之影像，第一影像及第二影像係由實質上相同的拍攝範圍所取得，第二影像具有多個像素。然後，如步驟106所示，根據第一物體影像及第二物體影像得到物體之一總移動向量。然後，如步驟108所示，於第二影像中，保留第二物體影像，並對第二背景影像之每個像素分別進行一處理程序，以產生一第三影像，第二背景影像之多個像素之一為一特定像素，其中針對特定像素之處理程序係為，根據第二背景影像之特定像素及總移動向量取得第二影像之多個像素中之多個相關像素，並根據取得之多個相關像素決定特定像素之色彩。
本案係透過於第一時間及第二時間對同一拍攝範圍分別拍攝一張影像。靜止之景物所對應的影像在此兩張影像中的位置相同，而移動物體所對應的影像在此兩張影像中的位置則不同。因此，透過上述於不同的兩個時間點對同一拍攝範圍分別拍攝的影像，可以得到物體的移動方向及位移。然後，在第二時間所拍攝之影像中，保留移動物體所對應的影像，並對靜止之景物所對應的影像沿著物體的移動方向的反方向進行影像模糊處理。如此一來，則可得到一張移動物體的主體影像清晰，且具有速度 感的相片。
茲分別對第1圖之步驟更進一步地詳細說明如下。
請參照第2圖，其繪示根據本發明一實施例之電子裝置之示意圖。電子裝置200包括影像擷取單元202、控制單元204、記憶單元206、輸入單元208及顯示單元210。控制單元204耦接至影像擷取單元202、記憶單元206、輸入單元208及顯示單元210。電子裝置200例如是桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機或相機。影像擷取單元202例如為相機鏡頭。控制單元204例如為處理器或控制器。記憶單元206例如為記憶體。輸入單元208係可提供使用者操作，讓使用者可輸入指令之元件或裝置，例如為觸控面板、鍵盤、滑鼠、麥克風。顯示單元210例如為螢幕。
請同時參照第1圖，於步驟102中，當使用者透過輸入單元208下達一拍照指令之後，控制單元204控制影像擷取單元202於一第一時間取得一第一影像，第一影像包括一第一物體影像及一第一背景影像，第一物體影像為對應到一物體於第一時間之位置之影像，第一影像具有多個像素。
於步驟104中，控制單元204控制影像擷取單元202對實質上相同的拍攝範圍於一第二時間取得一第二影像，第二影像包括一第二物體影像及一第二背景影像，第二物體影像為對應到物體於第二時間之位置之影像，第二影像具有多個像素。請參考第3A~3B圖，其繪示物體之移動之示意圖。在第3A-3B圖中， 物體301為移動物體，移動物體沿著箭頭方向移動。物體301之外為背景部分，例如三角形物體、方形物體及長方圓角型為背景的一部分，其為靜止。第3A圖為物體301於第一時間之位置之示意圖，第3B圖為物體301於第二時間之位置之示意圖。
舉例來說，在影像擷取單元202的拍攝範圍內，有一個物體301正在移動且背景物體靜止不動。故如第3A及3B圖所示，在影像擷取單元202的拍攝範圍內，物體301於第一時間的位置不同於物體於第二時間的位置，且背景物體於第一時間的位置相同於背景物體於第二時間的位置。上述步驟102及104中，於第一時間拍攝取得第一影像，於第二時間拍攝取得第二影像，如此，第一影像中之物體所對應的影像，也就是第一物體影像，與第二影像中之物體所對應的影像，也就是第二物體影像，所呈現的位置將會不同。另外，第一影像及第二影像皆為清晰的影像，例如控制單元204控制影像擷取單元202取得第一影像及取得第二影像時，可透過調整適當的快門速度，並可同時對應調整光圈及ISO值，以拍出清晰的影像。
於步驟106中，控制單元204根據第一物體影像及第二物體影像得到物體之總移動向量。舉例來說，控制單元204將第一影像之每個像素之灰階值分別與第二影像對應之像素之灰階值相減，灰階值差值不為0或不接近0的部分即為第一物體影像於第一影像中之位置以及第二物體影像於第二影像中之位置，可分別定義為第一位置及第二位置。根據第一位置及第二位 置之距離與方向即可得到物體的總移動向量。值得注意的是，灰階值差值超過一預定值的情況，即可視為灰階值差值不接近0的部分，其中預定值可視不同需求做改變。
於步驟108中，控制單元204於第二影像中，保留第二物體影像，對第二背景影像之每個像素分別進行一處理程序，以產生一第三影像，第二背景影像之多個像素之一為特定像素。其中針對特定像素之處理程序係為，根據第二背景影像之特定像素及總移動向量取得第二影像之多個像素中之多個相關像素，並根據取得之多個相關像素決定特定像素之色彩。也就是說，在第三影像中，包括了對應於第二物體影像之物體影像，以及根據物體的總移動向量對第二背景影像的每個像素分別進行處理程序所產生之影像。舉例來說，於第二影像中，不對第二物體影像的像素進行處理程序，只對第二背景影像的每個像素分別進行處理程序。處理程序為將第二背景影像的其中一個像素作為特定像素，並根據物體的總移動向量及特定像素取得第二影像中之多個像素，前述根據物體的總移動向量及特定像素取得第二影像中之像素可定義為相關像素。最後，根據取得之這些相關像素決定特定像素之色彩，以得到第三影像。而記憶單元206用以儲存上述步驟中之第一影像、第二影像及第三影像。顯示單元210用以顯示第一影像、第二影像以及第三影像。
以下茲分別舉幾個例子說明。
第一範例
本範例中，電子裝置200之影像擷取單元202僅具有一個鏡頭。
在步驟102中，控制單元204控制鏡頭於第一時間拍攝以取得第一影像。在步驟104中，控制單元204控制鏡頭於第二時間拍攝以取得第二影像。請參考第4A-4B圖，其繪示控制單元204控制鏡頭於第一時間拍攝以取得第一影像，並控制鏡頭於第二時間拍攝以取得第二影像之示意圖。以第3圖之物體301的移動為例，第4A圖為控制單元204控制鏡頭於第一時間拍攝所取得之第一影像402，第4B圖為控制單元204控制鏡頭於第二時間拍攝所取得之第二影像404。由於物體301往箭頭方向移動，因此，如第4A及4B所示，在第一影像402中，第一物體影像401為物體301於第一時間之位置。在第二影像404中，第二物體影像403為物體301於第二時間之位置。另外，在第一影像402中，第一物體影像401以外之影像為第一背景影像。在第二影像404中，第二物體影像403以外之影像為第二背景影像。
在取得第一影像402及第二影像404之後，接著，進入步驟106，控制單元204將第一影像402與第二影像404相減，以得到物體的總移動向量。請參考第5A-5B圖，其繪示控制單元204根據第一物體影像401及第二物體影像403得到物體之總移動向量之示意圖。第5A圖為控制單元204將第一影像402與第二影像404相減後，得到第一物體影像401之位置及第二物體影像403之位置之示意圖。第5B圖為物體之移動方向及距離 之示意圖。進一步來說，在步驟106中，如第5A圖所示，控制單元204將第一影像402每個像素之灰階值分別與第二影像404對應之像素之灰階值相減，以得到相減後之影像。在相減後之影像中，灰階值差值不為0或不接近0的部分，即對應到第一物體影像401於第一影像中402之位置，也就是第一位置501，以及第二物體影像403於第二影像404中之位置，也就是第二位置502。根據第一位置501及第二位置502之距離d與方向即可得到物體的總移動向量A。
在得到物體的總移動向量A之後，接著進入步驟108，控制單元204於第二影像404中，保留第二物體影像403，對第二背景影像之每個像素分別進行一處理程序，以產生第三影像。詳細來說，請參考第6圖，其繪示控制單元204對特定像素S進行一處理程序之示意圖。如第6圖所示，控制單元204將第二背景影像的其中一個像素作為特定像素S，以特定像素S作為起始點，從起始點沿著總移動向量A的反方向取得總移動向量A的長度內之所有像素，並將取得之所有像素的色彩進行平均，以作為特定像素S之色彩。舉例來說，假設從起始點沿著總移動向量A的反方向之總移動向量A的長度內有200個像素，則將這200個像素的色彩(例如RGB值)相加並平均，並將平均後的RGB值作為特定像素之RGB值。以此類推，直到第二背景影像中的每個像素都進行過處理程序為止。
另外，請參考第7圖，其繪示控制單元204對特定 像素進行一處理程序之另一範例之示意圖。在第7圖中，在控制單元204從起始點沿著總移動向量A的反方向取得總移動向量A的長度內之所有像素時，若所欲取得之總移動向量A的長度內之所有像素之至少部分像素位於第二影像之邊緣之外時，則控制單元204從起始點沿著總移動向量A的反方向，取得從起始點至第二影像之邊緣之所有像素。
舉例來說，控制單元204將第二背景影像的其中一個像素作為特定像素S1。由於以特定像素S1作為起始點，沿著總移動向量A的反方向取得總移動向量A的長度內之所有像素時，長度d2的部分位於第二影像之邊緣之外。因此，控制單元204從起始點沿著總移動向量A的反方向，取得從起始點至第二影像之邊緣之所有像素，也就是從起始點沿著總移動向量A的反方向，取得長度d1內之所有像素，並將取得之所有像素的色彩進行平均，以作為特定像素S1之色彩。或者，控制單元204也可刪除特定像素S1，而不進行取得像素及平均像素的步驟。請參考第8圖，其繪示控制單元204刪除特定像素之示意圖。由於控制單元204會將第二背景影像中的每個像素都作為特定像素，並對特定像素執行一次處理程序。因此，只要是以特定像素作為起始點，從起始點沿著總移動向量A的反方向取得總移動向量A的長度內之所有像素時，有至少部分像素位於第二影像之邊緣之外，則第二背景影像中作為特定像素的這些像素都會被刪除。如第8圖所示，網底部分表示影像被刪除的部分。如此，第二影像的解析度 將會變小。
如此，請參考第13圖，第13圖所示乃具有速度感之照片之一例。根據上述步驟所產生之影像為移動物體的主體影像清晰，且具有速度感的影像。
第二範例
本範例中，與第一範例不同的是，電子裝置200之影像擷取單元202為立體相機鏡頭，具有兩個鏡頭，分別為第一鏡頭及第二鏡頭。第一鏡頭及第二鏡頭例如係鄰近配置。在處理程序中，除了根據第二背景影像之特定像素及總移動向量之外，更根據景深位移量來取得第二影像之多個像素中之多個相關像素，並根據取得之多個相關像素決定特定像素之色彩。
在步驟102中，控制單元204控制第一鏡頭於第一時間拍攝以取得第一影像，並控制第二鏡頭拍攝以取得第三影像。在步驟104中，控制單元204控制第一鏡頭於第二時間拍攝以取得第二影像，並控制第二鏡頭拍攝以取得第四影像。也就是說，與第一範例不同的是，於第一時間，除了透過一個鏡頭取得第一影像之外，更利用另一個鏡頭取得第三影像。於第二時間，除了透過一個鏡頭取得第二影像之外，更利用另一個鏡頭取得第四影像。第三影像包括第三物體影像及第三背景影像，第三物體影像為對應到物體於第一時間之位置之影像。第四影像包括第四物體影像及第四背景影像，第四物體影像為對應到物體於第二時間之 位置之影像。且第一影像、第二影像、第三影像及第四影像係由實質上相同的拍攝範圍所取得。
以第3圖之物體移動為例。請參考第9A-9D圖，其繪示於第一時間透過第一鏡頭及第二鏡頭分別取得第一影像及第三影像，以及於第二時間透過第一鏡頭及第二鏡頭分別取得第二影像及第四影像之示意圖。第9A圖為第一影像902，包括第一物體影像901，第一物體影像901以外為第一背景影像。第9B圖為第三影像904，包括第三物體影像903，第三物體影像903以外為第三背景影像。第9C圖為第二影像906，包括第二物體影像905，第二物體影像905以外為第二背景影像。第9D圖為第四影像908，包括第四物體影像907，第四物體影像907以外為第四背景影像。
由於第一影像902及第三影像904係於第一時間對實質上相同的拍攝範圍所拍攝而取得，因此第一影像902及第三影像904僅有少部分的視角差。同樣的，由於第二影像906及第四影像908係於第二時間對實質上相同的拍攝範圍所拍攝而取得，因此第二影像906及第四影像908僅有少部分的視角差。在本範例中，第一影像902及第二影像906為同一鏡頭(例如第一鏡頭)拍攝而取得。第三影像904及第四影像908為另一鏡頭(例如第二鏡頭)拍攝而取得。
在取得第一影像902、第二影像906、第三影像904及第四影像908之後，接著，進入步驟106，控制單元204將第 一影像902與第二影像906相減，或將第三影像904與第四影像908相減，以得到物體的總移動向量A。控制單元204將第一影像902與第二影像906相減，或將第三影像904與第四影像908相減相減以得到物體的總移動向量A的方式類似第一範例所述，在此不多贅述。
得到物體的總移動向量A之後，接著，控制單元204更根據第一物體影像901及第三物體影像903之視角差計算物體301於第一時間之一第一景深，根據第二物體影像905及第四物體影像907之視角差計算物體302於第二時間之一第二景深，並根據第一景深及第二景深以得到一景深位移量。本範例中，景深為物體與第一鏡頭與第二鏡頭之距離。更清楚來說，第一鏡頭與第二鏡頭在同一平面上，且這個平面與地面垂直，並可定義為鏡頭平面。前述之第一景深為物體301於第一時間與鏡頭平面之距離，第二景深為物體301於第二時間與鏡頭平面之距離。
第一景深的計算方式可由第一鏡頭與第二鏡頭之間的距離以及第一物體影像901及第三物體影像903之間的視角差所計算出來。舉例來說，請參考第10圖，其繪示由視角差計算景深之示意圖。第一鏡頭L與第二鏡頭R之間的距離為D。物體O為被拍攝之物體(例如物體301)。P為照片平面，與地面垂直。物體影像Al為物體O在第一鏡頭L所拍攝之像片上所呈現的影像(例如第一影像902中之第一物體影像901)。物體影像Ar為物體O在第二鏡頭R所拍攝之像片上所呈現的影像(例如第二影像 904中之第二物體影像903)。Q為鏡頭平面，與地面垂直，且與照片平面P平行。S為物體平面，與地面垂直，且與照片平面P及鏡頭平面Q平行。Pl為從第一鏡頭L延伸一直線至照片平面P，且與照片平面P垂直時之一交點。Pr為從第二鏡頭R延伸一直線至照片平面P，且與照片平面P垂直時之一交點。θ1為物體影像Al與第一鏡頭L正前方之夾角，可由交點Pl與物體影像Al之距離得知。θ2為物體影像Ar與第一鏡頭R正前方之夾角，可由交點Pr與物體影像Ar之距離得知。Z為景深。Ol為從第一鏡頭L延伸一直線至物體平面S，且與物體平面S垂直時之一交點。Or為從第二鏡頭R延伸一直線至物體平面S，且與物體平面S垂直時之一交點。X為交點Ol與物體O之距離。Y為交點Or與物體O之距離。由上述可知D=x+Y，Tan(θ1)=X/Z，Tan(θ2)=Y/Z。可推知X=Z*Tan(θ1)，Y=Z*Tan(θ2)。由於D=X+Y，故可得到D=Z*Tan(θ1)+Z*Tan(θ2)，在此式子中，距離D、Tan(θ1)及Tan(θ2)為已知，因此可算出景深Z。此景深Z即為物體O與鏡頭平面Q之距離。
如此，藉由上述方法，可根據第一物體影像901及第三物體影像903之視角差計算物體301於第一時間之第一景深。另外，可根據第二物體影像905及第四物體影像907之視角差計算物體301於第二時間之第二景深。得到第一景深及第二景深之後，控制單元204根據第一景深及第二景深以得到景深位移量。進一步來說，控制單元204係根據第一景深、第二景深及一查找 表決定景深位移量。表一為查找表，表示景深與景深於影像中之對應位置之間的關係。如表一所示，查找表包括多個景深，及每個景深於影像中之對應位置。舉例來說，假設第一景深為10公尺且第二景深為20公尺，表示第一景深於影像中之對應位置為X1，第二景深於影像中之對應位置為X2。接著，控制單元204將對應位置X2減去對應位置X1，得到景深位移量。另外，在一實施例中，若第一景深及第二景深無法於查找表中找到的話，則控制單元204利用內插法或外插法算出第一景深於影像中之對應位置以及第二景深於影像中之對應位置。舉例來說，假設第一景深為15公尺且第二景深為42公尺時，則控制單元204利用內插法，由景深10公尺與對應位置X1及景深20公尺及對應景深X2計算景深15公尺於影像中之對應位置。例如，假設景深15公尺於影像中之對應位置為X，則利用內插法得到，計算出。同理，控制單元204利用內插法，由景深40公尺與對應位置X4及景深50公尺及對應景深X5可計算出景深42公尺於影像中之對應位置。接著，控制單元204將景深42公尺於影像中之對應位置減去景深15公尺於影像中之對應位置，得到景深位移量。景深位移量代表物體301朝向第一鏡頭與第二鏡頭方向之位移在影像中所呈現的位移量，或是物體301遠離第一鏡頭與第二鏡頭方向之位移在影像中所呈現的位移量。另外，如表一之查找表可以利用多次量測所測得，並預先儲存於電子裝置200之記憶單元206中。例如紀錄景深10公尺之物體，在影像上所 呈現的對應位置，並記錄這個物體朝著遠離相機平面的方向移動10公尺時，在影像上所呈現的對應位置，依此類推，即可預先紀錄多組數據。
接著，進入步驟108，控制單元204於第二影像中，保留第二物體影像，對第二背景影像之每個像素分別進行處理程序，以產生第三影像，第二背景影像之多個像素之一為特定像素。在控制單元針對特定像素進行處理程序時，更根據第二背景影像之特定像素、總移動向量及景深位移量取得第二影像之多個像素中之多個相關像素，並根據取得之多個相關像素決定特定像素之色彩。
請參考第11A-11D圖，其繪示根據第二背景影像之特定像素、總移動向量及景深位移量取得第二影像之多個像素中之多個相關像素之示意圖。如第11A圖所示，控制單元204根據 景深位移量、第一物體影像901往第一影像902之地平線中心點C1之方向，決定一第一景深移動向量V1。進一步來說，控制單元204係根據第一影像902中之第一物體影像901往地平線中心點C1之方向決定第一景深移動向量V1之方向，並根據景深位移量決定第一景深移動向量V1之長度。上述之地平線中心點可透過兩個鏡頭於同一時間分別對實質上相同的拍攝範圍所拍攝之兩張影像所決定。舉例來說，請參考第9A及9B圖，將第一影像902之每個像素之灰階值分別與第三影像904對應之像素之灰階值比較，並在第一影像902之所有像素中找出其灰階值與第三影像之對應像素之灰階值差值為0或接近0的多個像素，這些像素在第一影像902中形成一或多個影像區域。然後，從這一或多個影像區域中選擇一個影像區域，並在第一影像902的範圍內使任意一水平線穿過所選擇的影像區域，這條水平線的中心點即可定義為地平線中心點。假設物體朝著遠離第一鏡頭及第二鏡頭的方向移動，當物體離第一鏡頭及第二鏡頭越遠時，此時透過第一鏡頭及第二鏡頭所擷取的影像中，物體影像所呈現的位置也會越靠近地平線中心點。故本範例中，係以物體影像朝著影像地平線中心點的方向作為物體影像遠離鏡頭的方向。舉例來說，第一景深移動向量V1的長度為景深位移量，方向為第一影像902中之第一物體影像901往第一影像902之地平線中心點C1之方向。也就是說，第一景深移動向量V1的方向即為物體遠離第一鏡頭及第二鏡頭的方向，第一景深移動向量V1的長度即對應至物體在 遠離第一鏡頭及第二鏡頭的方向上的移動在影像中所呈現的距離。
接著，請參考第11B圖，控制單元204以第二背景影像的其中一個像素作為特定像素S2，以特定像素S2作為起始點，並決定第二景深移動向量V2。第二景深移動向量V2的方向為第二影像906之地平線中心點C2往起始點之方向，第二景深移動向量V2的長度與第一景深移動向量V1成一比率關係。比率關係為起始點與第二影像906之地平線中心點C2之距離與第一影像902中之第一物體影像901與第一影像902之地平線中心點C1之距離的比值。也就是說，假設起始點與第二影像906之地平線中心點C2之距離為d3，第一影像902中之第一物體影像901與第一影像902之地平線中心點C1之距離為d4，則第二景深移動向量V2的長度為第一景深移動向量V1的長度乘上比值(d3/d4)，可表示為| V1 |*(d3/d4)。在另一實施例中，第二景深移動向量V2可由另一種方式所決定，第二景深移動向量V2的方向為第二影像906之地平線中心點C2往起始點之方向，第二景深移動向量V2的長度為相對景深位移量的大小。相對景深位移量代表背景物體相對於物體301的位移，在影像中所呈現的位移量。進一步來說，相對景深位移量可由下列方式決定，首先，控制單元204相減第一景深與第二景深以得到一差值，假設第一景深為30公尺，第二景深為40公尺，則此差值為10公尺，代表移動物體遠離相機平面移動10公尺，因此，可假設背景物體相對於移動物體係 朝著相機平面移動10公尺。接著，控制單元204根據第一影像902及第三影像904之視角差計算對應於特定像素S2之背景物體的景深，假設為20公尺，此可定義為起始景深。然後，依據移動物體的移動，也就是移動物體遠離相機平面移動10公尺，可推測背景物體從起始景深20公尺處往相機平面移動到景深為10公尺的地方，此可定義為終點景深。接著，根據表一之查找表可知，起始景深20公尺於影像中之對應位置為X2，終點景深10公尺於影像中之對應位置為X1。然後，控制單元204將對應位置X2減去對應位置X1，得到相對景深位移量。另外，在一實施例中，若起始景深及終點景深無法於查找表中找到的話，則控制單元204利用內插法或外插法算出起始景深於影像中之對應位置以及終點景深於影像中之對應位置。
在這個步驟中，不同的特定像素分別對應到不同的第二景深移動向量。請參考第12圖，其繪示不同的特定像素分別對應到不同的第二景深移動向量之示意圖。如第12圖所示，不同的特定像素g1~g7分別對應到不同的第二景深移動向量a1~a7。可以看出，不同像素所對應之第二景深移動向量將以地平線中心點C2為中心，向四周呈現輻射狀。
接著，請參考第11C圖，控制單元204將總移動向量A減去第一景深移動向量V1得到平面移動向量V3。進一步來說，在步驟106中，由第一影像902與第二影像906相減，或由第三影像904與第四影像908相減，所得到的物體的總移動向量 A，實際上係由兩個方向的向量所組成，分別為物體遠離鏡頭移動的移動向量，以及物體在平行於鏡頭平面的平面上移動的移動向量。因此，將總移動向量A減去第一景深移動向量V1的用意為得到物體在平行於鏡頭平面的平面上移動的移動向量，也就是平面移動向量V3。
然後，請參考第11D圖，控制單元204將第二景深移動向量V2加上平面移動向量之反向量V3’以得到子移動向量V4。由於不同的特定像素分別對應到不同的第二景深移動向量，因此，不同的特定像素也會分別對應到不同的子移動向量。
得到子移動向量V4後，控制單元204以為特定像素S2作為起始點，從起始點沿著子移動向量V4的方向取得子移動向量V4的長度內之所有像素，並將取得之所有像素的色彩進行平均，以作為特定像素S2之色彩。在此範例中，控制單元204從起始點沿著子移動向量V4的方向取得子移動向量V4的長度內之所有像素，以及將取得之所有像素的色彩進行平均，以作為特定像素S之色彩的方式類似第一範例所述，在此不多贅述。由於不同的特定像素會根據不同的子移動向量以不同的方向及長度取得多個像素作平均，作為特定像素之色彩，來產生第三影像。如此一來，請參考第14圖，第14圖所示乃具有速度感之照片之另一例。根據上述方法所產生的第三影像將以物體影像為中心呈現輻射狀的效果。這樣的效果可以在移動物體往地平線中心點移動時，旁邊背景為輻射狀往鏡頭方向移動的影像效果。
在第二範例中，透過兩個鏡頭以及影像的視角差，可計算物體的景深位移量，並根據景深位移量對影像中之靜止物體的影像進行處理。如此一來，最後得到的影像所呈現的效果更包含物體遠離鏡頭方向移動的速度感。
本發明上述實施例所揭露之影像處理方法，透過於第一時間及第二時間對同一拍攝範圍分別拍攝一張影像，可得到物體的移動方向及位移。然後，在第二時間所拍攝之影像中，保留移動物體所對應的影像，並對靜止之景物所對應的影像沿著物體的移動方向的反方向進行影像模糊處理。如此一來，則可得到一張移動物體的主體影像清晰，且具有速度感的相片。因此，根據本發明所提供之影像處理方法，即便是不具有攝影專業的人士，亦可拍出一張移動物體的主體影像清晰，且具有速度感的相片，讓電子裝置可提供更多元化的拍攝功能，增加市場的競爭力。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。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。
102~108‧‧‧流程步驟

Claims (20)

  1. 一種影像處理方法，包括：於一第一時間取得一第一影像，該第一影像包括一第一物體影像及一第一背景影像，該第一物體影像為對應到一物體於該第一時間之位置之影像；於一第二時間取得一第二影像，該第二影像包括一第二物體影像及一第二背景影像，該第二物體影像為對應到該物體於該第二時間之位置之影像，該第一影像及該第二影像係由實質上相同的拍攝範圍所取得，該第二影像具有複數個像素；根據該第一物體影像及該第二物體影像得到該物體之一總移動向量；以及於該第二影像中，保留該第二物體影像，並對該第二背景影像之每個像素分別進行一處理程序，以產生一第三影像，該第二背景影像之該些像素之一為一特定像素；其中針對該特定像素之該處理程序係為，根據該第二背景影像之該特定像素及該總移動向量取得該第二影像之該些像素中之複數個相關像素，並根據取得之該些相關像素決定該特定像素之色彩。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理方法，其中於根據該第二背景影像之該特定像素及該總移動向量取得該第二影像之該些像素中之該些相關像素，並根據取得之該些相關像素決定該特定像素之色彩的步驟中包括： 以該特定像素作為一起始點；從該起始點沿著該總移動向量的反方向取得該總移動向量的長度內之所有像素；以及將取得之所有像素的色彩進行平均，以作為該特定像素之色彩。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之影像處理方法，其中於從該起始點沿著該總移動向量的反方向取得該總移動向量的長度內之所有像素的步驟中，若所欲取得之該總移動向量的長度內之所有像素之至少部分像素位於該第二影像之邊緣之外時，則從該起始點沿著該總移動向量的反方向，取得從該起始點至該第二影像之邊緣之所有像素。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之影像處理方法，其中於從該起始點沿著該總移動向量的反方向取得該總移動向量的長度內之所有像素的步驟中，若所欲取得之該總移動向量的長度內之所有像素之至少部分像素位於該第二影像之邊緣之外時，則刪除該特定像素。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理方法，其中於根據該第一物體影像及該第二物體影像得到該物體之該總移動向量的步驟中，包括：將該第一影像之每個像素之灰階值與該第二影像中對應之像素之灰階值相減，以得到該第一物體影像於該第一影像中之一第一位置及該第二物體影像於該第二影像中之一第二位置；以及 根據該第一位置及該第二位置之距離與方向得到該總移動向量。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理方法，其中於取得該第一影像的步驟及取得該第二影像的步驟中，係透過一鏡頭於該第一時間拍攝以取得該第一影像，並透過該鏡頭於該第二時間拍攝以取得該第二影像。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理方法，其中該第一影像及該第二影像係透過一立體相機鏡頭所取得，該立體相機鏡頭具有一第一鏡頭及一第二鏡頭，於取得該第一影像的步驟及取得該第二影像的步驟中包括：於該第一時間透過該第一鏡頭取得該第一影像，並透過該第二鏡頭取得一第三影像，該第三物體影像為對應到該物體於該第一時間之位置的影像；以及於該第二時間透過該第一鏡頭取得該第二影像，並透過該第二鏡頭取得一第四影像，該第四物體影像為對應到該物體於該第二時間之位置的影像，該第三影像及該第四影像係由實質上相同的拍攝範圍所取得。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之影像處理方法，其中於該第二影像中，保留該第二物體影像，並對該第二背景影像之每個像素分別進行該處理程序，以產生該第三影像的步驟之前，更包括：根據該第一影像及該第三影像之視角差計算該物體於該第 一時間之一第一景深；根據該第二影像及該第四影像之視角差計算該物體於該第二時間之一第二景深；以及根據該第一景深及該第二景深以得到一景深位移量；其中，該處理程序係為根據該第二背景影像之該特定像素、該總移動向量及該景深位移量取得該第二影像之該些像素中之該些相關像素，並根據取得之該些相關像素決定該特定像素之色彩。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之影像處理方法，其中根據該第二背景影像之該特定像素、該總移動向量及該景深位移量取得該第二影像之該些像素中之該些相關像素，並根據取得之該些相關像素決定該特定像素之色彩的步驟中包括：根據該景深位移量及該第一影像中之該第一物體影像往第一影像之地平線中心點之方向，決定一第一景深移動向量；以該特定像素作為一起始點；決定一第二景深移動向量，該第二景深移動向量的方向為該第二影像之地平線中心點往該起始點之方向，該第二景深移動向量的長度相關於該起始點與該第二影像之地平線中心點之距離以及該第一影像中之該第一物體影像與該第一影像之地平線中心點之距離；將該總移動向量減去該第一景深移動向量得到一平面移動向量； 將該第二景深移動向量加上該平面移動向量之反向量以得到一子移動向量；從該起始點沿著該子移動向量的方向取得該子移動向量的長度內之所有像素；以及將取得之所有像素的色彩進行平均，以作為該特定像素之色彩。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之影像處理方法，其中該第二景深移動向量的長度為該起始點與該第二影像之地平線中心點之距離，與該第一影像中之該第一物體影像與該第一影像之地平線中心點之距離的比率。
  11. 一種電子裝置，包括：一影像擷取單元；以及一控制單元，耦接至該影像擷取單元，控制該影像擷取單元於一第一時間取得一第一影像及於一第二時間取得一第二影像，該第一影像包括一第一物體影像及一第一背景影像，該第一物體影像為對應到一物體於該第一時間之位置之影像，該第二影像包括一第二物體影像及一第二背景影像，該第二物體影像為對應到該物體於該第二時間之位置之影像，該第一影像及該第二影像係由實質上相同的拍攝範圍所取得，該第二影像具有複數個像素；其中該控制單元根據該第一物體影像及該第二物體影像得到該物體之一總移動向量，並於該第二影像中，保留該第二物體影像，對該第二背景影像之每個像素分別進行一處理程序，以產 生一第三影像，該第二背景影像之該些像素之一為一特定像素；其中針對該特定像素之該處理程序係為，根據該第二背景影像之該特定像素及該總移動向量取得該第二影像之該些像素中之複數個相關像素，並根據取得之該些相關像素決定該特定像素之色彩。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中在該控制單元根據該第二背景影像之該特定像素及該總移動向量取得該第二影像之該些像素中之複數個相關像素，並根據取得之該些相關像素決定該特定像素之色彩時，更以該特定像素作為一起始點，從該起始點沿著該總移動向量的反方向取得該總移動向量的長度內之所有像素，並將取得之所有像素的色彩進行平均，以作為該特定像素之色彩。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中在該控制單元從該起始點沿著該總移動向量的反方向取得該總移動向量的長度內之所有像素時，若所欲取得之該總移動向量的長度內之所有像素之至少部分像素位於該第二影像之邊緣之外時，則該控制單元從該起始點沿著該總移動向量的反方向，取得從該起始點至該第二影像之邊緣之所有像素。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中在控制單元從該起始點沿著該總移動向量的反方向取得該總移動向量的長度內之所有像素時，若所欲取得之該總移動向量的長度內之所有像素之至少部分像素位於該第二影像之邊緣之外時，則該控制 單元刪除該特定像素。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中在該控制單元根據該第一物體影像及該第二物體影像得到該物體之該總移動向量時，該控制單元更將該第一影像之每個像素之灰階值與該第二影像中對應之像素之灰階值相減，以得到該第一物體影像於該第一影像中之一第一位置及該第二物體影像於該第二影像中之一第二位置，並根據該第一位置及該第二位置之距離與方向得到該總移動向量。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中該影像擷取單元具有一鏡頭，在控制單元控制該影像擷取單元取得該第一影像及取得該第二影像時，更控制該鏡頭於該第一時間拍攝以取得該第一影像，並控制該鏡頭於該第二時間拍攝以取得該第二影像。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中該影像擷取單元為一立體相機鏡頭，該立體相機鏡頭具有一第一鏡頭及一第二鏡頭，在控制單元控制該影像擷取單元取得該第一影像及取得該第二影像時，該控制單元更於該第一時間，控制該第一鏡頭拍攝以取得該第一影像，控制該第二鏡頭拍攝以取得一第三影像，於該第二時間，控制該第一鏡頭拍攝以取得該第二影像，控制該第二鏡頭拍攝以取得一第四影像；其中該第三物體影像為對應到該物體於該第一時間之位置的影像，該第四物體影像為對應到該物體於該第二時間之位置的 影像，該第三影像及該第四影像係由實質上相同的拍攝範圍所取得。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之電子裝置，其中在該控制單元於該第二影像中，保留該第二物體影像，對該第二背景影像之每個像素分別進行該處理程序，以產生該第三影像之前，該控制單元更根據該第一影像及該第三影像之視角差計算該物體於第一時間之一第一景深，根據該第二影像及該第四影像之視角差計算該物體於第二時間之一第二景深，並根據該第一景深及該第二景深以得到一景深位移量；其中，在該控制單元進行該處理程序時，更根據該第二背景影像之該特定像素、該總移動向量及該景深位移量取得該第二影像之該些像素中之該些相關像素，並根據取得之該些相關像素決定該特定像素之色彩。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之電子裝置，其中在該控制單元根據該第二背景影像之該特定像素、該總移動向量及該景深位移量取得該第二影像之該些像素中之該些相關像素，並根據取得之該些相關像素決定該特定像素之色彩時，更根據該景深位移量及該第一影像中之該第一物體影像往第一影像之地平線中心點之方向，決定一第一景深移動向量，以該特定像素作為一起始點，並決定一第二景深移動向量，該第二景深移動向量的方向為該第二影像之地平線中心點往該起始點之方向，該第二景深移動向量的長度相關於該起始點與該第二影像之地平線中心點之距 離以及該第一影像中之該第一物體影像與該第一影像之地平線中心點之距離，該控制單元更將該總移動向量減去該第一景深移動向量得到一平面移動向量，將該第二景深移動向量加上該平面移動向量之反向量以得到一子移動向量，從該起始點沿著該子移動向量的方向取得該子移動向量的長度內之所有像素，並將取得之所有像素的色彩進行平均，以作為該特定像素之色彩。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之電子裝置，其中該第二景深移動向量的長度為該起始點與該第二影像之地平線中心點之距離，與該第一影像中之該第一物體影像與該第一影像之地平線中心點之距離的比率。
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