TW201722137A

TW201722137A - 產生包含物體移動軌跡的相片的方法及相關攝影裝置

Info

Publication number: TW201722137A
Application number: TW104141655A
Authority: TW
Inventors: 張耀宗
Original assignee: 緯創資通股份有限公司
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2017-06-16
Also published as: US20170171472A1; TWI562635B; CN106878591B; CN106878591A; US9774791B2

Abstract

一種產生包含物體移動軌跡的相片的方法，包含有控制一鏡頭於一第一時間拍攝一第一相片，於一第二時間拍攝一第二相片，以及於一第三時間拍攝一第三相片；比較該第一相片及該第二相片，以產生一第一影像遮罩及一第二影像遮罩；保留該第一相片或該第二相片對應於該第一影像遮罩的一第一區塊，以及去除該第一相片或該第二相片對應於該第二影像遮罩的一第二區塊，以產生一第四相片；以及根據一權重係數，混合該第三相片及該第四相片，以產生一第五相片，其中該第五相片包含物體移動軌跡。

Description

產生包含物體移動軌跡的相片的方法及相關攝影裝置

本發明係指一種產生包含物體移動軌跡的相片的方法及相關攝影裝置，尤指一種透過連拍功能及影像處理來產生包含物體移動軌跡的相片的方法及相關攝影裝置。

近年來，數位攝影技術日趨進步及普及化，市面上出現各種規格的相機，手持式裝置（例如智慧型手機及平板電腦）也內建了相機以具備攝影功能，因此使用者可隨時隨地透過數位攝影來分享日常點滴，以增添生活樂趣。

由於專業攝影師對於相機的掌握度優於一般使用者，因此可拍攝出各種類型的相片，例如包含物體移動軌跡的相片。具體而言，此類相片中的移動物體清晰，但相片的背景略為模糊，呈現由物體往外幅射的放射狀。若要拍攝包含物體移動軌跡的相片，需先設定足夠的快門秒數，讓背景呈現模糊狀。由於快門秒數較長，因此需將光圈設定為較小的數值，以防止手震而導致物體失焦。感光度也需稍微調降，以避免過度曝光。於此同時，還需控制鏡頭的拉近／拉遠，以呈現由物體往外幅射而呈現放射狀的相片。

由此可見，若要拍攝此類相片，對一般使用者而言是很大的挑戰。如何讓一般使用者也可輕易拍攝包含物體移動軌跡的相片，已成為業界的挑戰之一。

因此，本發明的主要目的即在於提供一種產生包含物體移動軌跡的相片的方法及相關攝影裝置，讓一般使用者也可輕易拍攝包含物體移動軌跡的相片。

本發明揭露一種產生包含物體移動軌跡的相片的方法。該方法包含有輸出一控制訊號，以控制一鏡頭於一第一時間拍攝一第一相片，於一第二時間拍攝一第二相片，以及於一第三時間拍攝一第三相片；比較該第一相片及該第二相片，以產生一第一影像遮罩及一第二影像遮罩；保留該第一相片或該第二相片對應於該第一影像遮罩的一第一區塊，以及去除該第一相片或該第二相片對應於該第二影像遮罩的一第二區塊，以產生一第四相片；以及根據一權重係數，混合該第三相片及該第四相片，以產生一第五相片，其中該第五相片包含物體移動軌跡。

本發明另揭露一種產生包含物體移動軌跡的相片的攝影裝置。該攝影裝置包含有一鏡頭、一控制器以及一記憶單元。該控制器用來產生一控制訊號。該鏡頭耦接於該控制器，用來根據該控制訊號，於一第一時間拍攝一第一相片，於一第二時間拍攝一第二相片，以及於一第三時間拍攝一第三相片。該記憶單元耦接於該控制器，用來儲存一程式碼，該程式碼指示該控制器執行一產生包含物體移動軌跡的相片的方法。該方法包含有比較該第一相片及該第二相片，以產生一第一影像遮罩及一第二影像遮罩；保留該第一相片或該第二相片對應於該第一影像遮罩的一第一區塊，以及去除該第一相片或該第二相片對應於該第二影像遮罩的一第二區塊，以產生一第四相片；以及根據一權重係數，混合該第三相片及該第四相片，以產生一第五相片，其中該第五相片包含物體移動軌跡。

第1圖為本發明實施例一攝影裝置1的功能示意圖。攝影裝置1可透過連拍功能，產生物體清晰的相片以及背景由物體往外幅射而呈現放射狀的模糊相片，再透過影像處理來合成移動物體及背景，以產生包含物體移動軌跡的相片。攝影裝置1包含鏡頭10、鏡頭控制單元11、控制器12、記憶單元13、輸出／輸入單元14及顯示單元15。

鏡頭控制單元11耦接於鏡頭10及控制器12，用來根據控制訊號CTRL_sig，以控制鏡頭10執行連拍功能，例如連續拍攝三張相片。控制訊號CTRL_sig用來指示連拍速度（例如連拍的間隔時間）及單張相片的快門時間、光圈大小、感光度及畫面的拉近／拉遠。記憶單元13耦接於控制器12，其可為永久記憶體，用來儲存一程式碼、拍攝的相片及影片，其亦可為暫存記憶體，用來輔助控制器12執行程式碼。輸出／輸入單元14耦接於控制器12，用來作為一輸入介面以接收使用者的輸入指令，或是作為一輸出介面以輸出拍攝的相片及影片至其他電子裝置。顯示單元15耦接於控制器12，用來顯示即時畫面、預覽相片或操作介面。控制器12耦接於鏡頭控制單元11、記憶單元13、輸出／輸入單元14及顯示單元15，用來輸出控制訊號CTRL_sig，以控制鏡頭10執行連拍功能，並執行程式碼，以產生三張連拍相片P1、P2及P3，最後根據相片P1、P2及P3，以產生包含物體移動軌跡的相片P_moving。

第2圖為本發明實施例用來產生包含物體移動軌跡的相片的一流程20的示意圖。流程20可編譯為一程式碼，儲存於記憶單元13，用來控制鏡頭10執行連拍功能，以產生三張連拍相片P1、P2及P3，以及讓控制器12根據相片P1、P2及P3以產生包含物體移動軌跡的相片P_moving。如第2圖所示，流程20包含以下步驟。

步驟200：開始。

步驟201：輸出一控制訊號，以控制一鏡頭於一第一時間拍攝一第一相片，於一第二時間拍攝一第二相片，以及於一第三時間拍攝一第三相片，其中該控制訊號指示該第一至第三相片對應的連拍速度、快門時間、光圈大小、感光度及拉近／拉遠操作。

步驟202：比較該第一相片及該第二相片，以產生一第一影像遮罩及一第二影像遮罩。

步驟203：保留該第一相片或該第二相片對應於該第一影像遮罩的一第一區塊，以及去除該第一相片或該第二相片對應於該第二影像遮罩的一第二區塊，以產生一第四相片。

步驟204：根據一權重係數，混合該第三相片及該第四相片，以產生一第五相片，其中該第五相片包含一物體移動軌跡。

步驟205：結束。

根據流程20，在步驟201中，攝影裝置1連續拍攝三張相片，以透過影像處理來產生包含物體移動軌跡的相片。在步驟202中，攝影裝置1根據第一相片及第二相片，取得第一影像遮罩及第二影像遮罩，其中對應於第一影像遮罩的第一區塊用來顯示一物體，而對應於第二影像遮罩的第二區塊用來顯示一背景。因此，在步驟203中，攝影裝置1保留第一相片或第二相片對應於第一影像遮罩的第一區塊，以及去除第一相片或第二相片對應於第二影像遮罩的第二區塊，以產生第四相片。請注意，當攝影裝置1拍攝第一相片及第二相片時，可設定為快速快門，以取得清晰的物體及背景。當拍攝第三相片時，可設定為慢速快門，且於曝光時同時控制鏡頭連續拉遠（或拉近），使第三相片略為模糊，並呈現由中心往外幅射的放射狀。最後，在步驟204中，攝影裝置1根據權重係數，混合第三相片及第四相片，以產生包含物體移動軌跡的第五相片。如此一來，透過流程20，一般使用者也可輕易拍攝包含物體移動軌跡的相片。

第3圖至第7圖繪示本發明實施例由攝影裝置1產生包含物體移動軌跡的相片P_moving的影像處理過程。第3圖為第一時間拍攝的第一相片P1，第4圖為第二時間拍攝的第二相片P2，第5圖為只有移動物體的第四相片P4，第6圖為第三時間拍攝的第三相片P3，且第7圖為包含物體移動軌跡的第五相片P_moving。

如第3圖及第4圖所示，相片P1及P2皆繪示四個物體，其中屬於背景的靜止物體表示為A、B及C，而移動中的物體表示為X。假設使用者靜止的情況下，移動物體X由正前方朝鏡頭10接近，因此移動物體X在相片P2中會顯得稍微變大或移位。換言之，移動物體X在第一時間拍攝的相片P1中較小（以斜線圖案表示），而移動物體X在第二時間拍攝的相片P2中較大（以點圖案表示）。此外，在物體A、B及C呈現靜止的情況下，無論在何時拍攝，物體A、B及C在相片P1及P2中的大小形狀皆維持不變。

因此，當相片P1及P2以數位資料形式儲存的情況下，透過比較相片P1及P2所對應的畫素值，可產生一比較結果，根據該比較結果，可進一步產生影像遮罩M_X及M_BG（繪示於第5圖中）。由於物體A、B及C在相片P1及P2中的大小形狀維持不變，因此物體A、B及C在相片P1及P2中所對應的畫素值不變（例如：以座標值（R，G，B）表示的畫素值相同）。據此，若將物體A、B及C在相片P1及P2中所對應的畫素值相比較，所得到的比較結果表示相片P1及P2所對應的畫素值之差值實質上為零時，可知該畫素值屬於影像遮罩M_BG。反之，由於移動物體X在相片P2中會顯得稍微變大或移位，因此移動物體X在相片P1及P2中所對應的畫素值改變。據此，若將移動物體X在相片P1及P2中所對應的影片畫素值相比較，所得到的比較結果表示相片P1及P2所對應的畫素值之差值實質上不為零時，可知該畫素值屬於影像遮罩M_X。

在另一實施例中，可預設一門檻值，以作為判斷相片P1及P2中對應的畫素值為背景或移動物體的參考值。例如，當比較結果表示相片P1及P2中所對應的畫素值之差值實質上小於門檻值時，則可知該畫素值為背景而屬於影像遮罩M_BG；當比較結果表示相片P1及P2中所對應的畫素值之差值實質上大於門檻值時，則可知該畫素值為移動物體而屬於影像遮罩M_X。

如此一來，如第5圖所示，根據相片P1及P2的比較結果，即可區分出影像遮罩M_X及影像遮罩M_BG，其中影像遮罩M_X用來保留移動物體，而影像遮罩M_BG用來去除背景。因此，根據影像遮罩M_X及M_BG，分別保留相片P1（或P2）的移動物體X及去除相片P1（或P2）的背景物體A、B及C後，可產生只有移動物體X的相片P4。

如第6圖所示，由於相片P3是在第三時間所拍攝，因此移動物體X顯得更大（以格菱圖案表示），然而在另一實施例中，相片P3也可在相片P1前拍攝，如此可使相片P3呈現較大部分的背景及較小部分的移動物體X。此外，由於相片P3設定為慢速快門，且於曝光時同時控制鏡頭連續拉遠（或拉近），因此相片P3略為模糊，並呈現由中心往外幅射的放射狀。

最後，如第7圖所示，由於相片P4的背景部分已被去除，因此可直接將相片P4覆蓋於相片P3上，再將相片P3及P4重疊的部分，根據一權重係數來進行一混和操作，例如阿爾發混和（Alpha blending）以產生包含物體移動軌跡的相片P_moving。具體而言，可根據影像遮罩M_BG，將P3及P4於影像遮罩M_BG內的畫素值相加，再根據影像遮罩M_X及權重係數，對P3及P4於影像遮罩M_X內的畫素值進行阿爾發混和，以產生包含物體移動軌跡的相片P_moving。

在另一實施例中，相片P3及P4可根據影像遮罩M_X及M_BG進行混和，例如，可根據影像遮罩M_BG，保留相片P3於影像遮罩M_BG內的畫素值，並根據影像遮罩M_X，保留相片P4於影像遮罩M_X內的畫素值。接著，根據一權重係數，將相片P3及P4於影像遮罩M_X及M_BG的交界處的畫素值，進行一混和操作，以產生包含物體移動軌跡的相片P_moving。如此可使產生的相片P_moving畫面較為協調。

綜上所述，本發明的攝影裝置可透過連拍功能，產生移動物體清晰的相片以及背景由物體往外幅射而呈現放射狀的模糊相片，再透過影像處理來合成移動物體及模糊背景，以產生包含物體移動軌跡的相片。如此一來，透過本發明，一般使用者也可輕易拍攝出包含物體移動軌跡／動感效果的相片。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1‧‧‧攝影裝置
10‧‧‧鏡頭
11‧‧‧鏡頭控制單元
12‧‧‧控制器
13‧‧‧記憶單元
14‧‧‧輸出／輸入單元
15‧‧‧顯示單元
P1、P2、P3、P4、P_moving‧‧‧相片
A、B、C、X‧‧‧物體
M_X、M_BG‧‧‧影像遮罩
20‧‧‧流程
200、201、202、203、204、205‧‧‧步驟

第1圖為本發明實施例一攝影裝置的功能示意圖。第2圖為本發明實施例用來產生包含物體移動軌跡的相片的一流程的示意圖。第3圖至第7圖繪示本發明實施例由第1圖的攝影裝置產生包含物體移動軌跡的相片的影像處理過程。

20‧‧‧流程

200、201、202、203、204、205‧‧‧步驟

Claims

一種產生包含物體移動軌跡之相片之方法，包含有：輸出一控制訊號，以控制一鏡頭於一第一時間拍攝一第一相片，於一第二時間拍攝一第二相片，以及於一第三時間拍攝一第三相片；比較該第一相片及該第二相片，以產生一第一影像遮罩及一第二影像遮罩；保留該第一相片或該第二相片對應於該第一影像遮罩的一第一區塊，以及去除該第一相片或該第二相片對應於該第二影像遮罩的一第二區塊，以產生一第四相片；以及根據一權重係數，混合該第三相片及該第四相片，以產生一第五相片，其中該第五相片包含物體移動軌跡。
如請求項1所述之方法，其中該控制訊號指示該第一至第三相片對應的連拍速度、快門時間、光圈大小、感光度及拉近或拉遠操作。
如請求項2所述之方法，其中當拍攝該第一相片及該第二相片時，該控制訊號指示一快速快門，且當拍攝該第三相片時，該控制訊號指示一慢速快門，且於曝光時同時控制該鏡頭執行該拉遠或拉近操作。
如請求項1所述之方法，其中比較該第一相片及該第二相片，以產生該該第一影像遮罩及該第二影像遮罩的步驟包含有：比較該第一相片及該第二相片所對應的畫素值，以產生一比較結果；以及根據該比較結果，產生該第一影像遮罩及該第二影像遮罩。
如請求項4所述之方法，其中當該比較結果表示該第一相片及該第二相片所對應的畫素值之差值實質上為零時，該第一相片及該第二相片所對應的該畫素值屬於該第二影像遮罩；以及當該比較結果表示該第一相片及該第二相片所對應的畫素值之該差值實質上不為零時，該第一相片及該第二相片所對應的該畫素值屬於該第一影像遮罩。
如請求項4所述之方法，其中當該比較結果表示該第一相片及該第二相片所對應的畫素值之差值實質上小於一門檻值時，該第一相片及該第二相片所對應的該畫素值屬於該第二影像遮罩；以及當該比較結果表示該第一相片及該第二相片所對應的畫素值之該差值實質上大於該門檻值時，該第一相片及該第二相片所對應的該畫素值屬於該第一影像遮罩。
如請求項1所述之方法，其中根據該權重係數，混合該第三相片及該第四相片，以產生該第五相片包含有：根據該第二影像遮罩，將該第三相片及該第四相片於該第二影像遮罩內的畫素值相加；以及根據該第一影像遮罩及該權重係數，對該第三相片及該第四相片於該第一影像遮罩內的畫素值進行一混和操作，以產生該第五相片。
如請求項1所述之方法，其中根據該權重係數，混合該第三相片及該第四相片，以產生該第五相片包含有：根據該第二影像遮罩，保留該第三相片於該第二影像遮罩內的畫素值；根據該第一影像遮罩，保留該第四相片於該第一影像遮罩內的畫素值；以及根據該權重係數，於該第一影像遮罩及該第二影像遮罩的交界處的畫素值，進行一混和操作，以產生該第五相片。
如請求項1所述之方法，其中該第一時間優先於該第二時間，且該第二時間優先於該第三時間；或者該第三時間優先於該第一時間，且該第一時間優先於該第二時間。
如請求項1所述之方法，其中該第一區塊顯示物體，以及該第二區塊顯示一背景。
一種產生包含物體移動軌跡的相片之攝影裝置，包含有：一控制器，用來產生一控制訊號；一鏡頭，耦接於該控制器，用來根據該控制訊號，於一第一時間拍攝第一相片，於一第二時間拍攝第二相片，以及於一第三時間拍攝第三相片；以及一記憶單元，耦接於該控制器，用來儲存一程式碼，該程式碼指示該控制器執行一產生包含物體移動軌跡的相片的方法，其中該方法包含有：比較該第一相片及該第二相片，以產生一第一影像遮罩及一第二影像遮罩；保留該第一相片或該第二相片對應於該第一影像遮罩的一第一區塊，以及去除該第一相片或該第二相片對應於該第二影像遮罩的一第二區塊，以產生一第四相片；以及根據一權重係數，混合該第三相片及該第四相片，以產生一第五相片，其中該第五相片包含物體移動軌跡。
如請求項11所述之攝影裝置，其中該控制訊號指示該第一至第三相片對應的連拍速度、快門時間、光圈大小、感光度及拉近或拉遠操作。
如請求項12所述之攝影裝置，其中當拍攝該第一相片及該第二相片時，該控制訊號指示一快速快門，且當拍攝該第三相片時，該控制訊號指示一慢速快門，且於曝光時同時控制該鏡頭執行該拉遠或拉近操作。
如請求項11所述之攝影裝置，其中比較該第一相片及該第二相片，以產生該第一影像遮罩及該第二影像遮罩的步驟包含有：比較該第一相片及該第二相片所對應的畫素值，以產生一比較結果；以及根據該比較結果，產生該第一影像遮罩及該第二影像遮罩。
如請求項14所述之攝影裝置，其中當該比較結果表示該第一相片及該第二相片所對應的畫素值之差值實質上為零時，該第一相片及該第二相片所對應的該畫素值屬於該第二影像遮罩；以及當該比較結果表示該第一相片及該第二相片所對應的畫素值之該差值實質上不為零時，該第一相片及該第二相片所對應的該畫素值屬於該第一影像遮罩。
如請求項14所述之攝影裝置，其中當該比較結果表示該第一相片及該第二相片所對應的畫素值之差值實質上小於一門檻值時，該第一相片及該第二相片所對應的該畫素值屬於該第二影像遮罩；以及當該比較結果表示該第一相片及該第二相片所對應的畫素值之該差值實質上大於該門檻值時，該第一相片及該第二相片所對應的該畫素值屬於該第一影像遮罩。
如請求項11所述之攝影裝置，其中根據該權重係數，混合該第三相片及該第四相片，以產生該第五相片包含有：根據該第二影像遮罩，將該第三相片及該第四相片於該第二影像遮罩內的畫素值相加；以及根據該第一影像遮罩及該權重係數，對該第三相片及該第四相片於該第一影像遮罩內的畫素值進行一混和操作，以產生該第五相片。
如請求項11所述之攝影裝置，其中根據該權重係數，混合該第三相片及該第四相片，以產生該第五相片包含有：根據該第二影像遮罩，保留該第三相片於該第二影像遮罩內的畫素值；根據該第一影像遮罩，保留該第四相片於該第一影像遮罩內的畫素值；以及根據該權重係數，於該第一影像遮罩及該第二影像遮罩的交界處的畫素值，進行一混和操作，以產生該第五相片。
如請求項11所述之攝影裝置，其中該第一時間優先於該第二時間，且該第二時間優先於該第三時間；或者該第三時間優先於該第一時間，且該第一時間優先於該第二時間。
如請求項11所述之攝影裝置，其中該第一區塊用來顯示一物體，以及該第二區塊用來顯示一背景。