TW201911853A - 雙攝像頭影像擷取裝置及其攝像方法 - Google Patents

Abstract

一種雙攝像頭的影像擷取裝置及其攝像方法。雙攝像頭影像擷取裝置包括第一攝像頭、第二攝像頭、第一緩衝器、第二緩衝器及影像訊號處理器。第二緩衝器耦接第二攝像頭，用以接收並暫存第二攝像頭所擷取的原始圖檔。影像訊號處理器耦接第一攝像頭、第二攝像頭、第一緩衝器及第二緩衝器，分別控制第一攝像與第二攝像頭擷取影像訊號以輸出第一原始圖檔及第二原始圖檔，處理第一原始圖檔中的影像訊號以輸出第一影像至第一緩衝器，以及在輸出第一影像後，自第二緩衝器接收暫存其中的第二原始圖檔，處理第二原始圖檔中的影像訊號以輸出第二影像至第一緩衝器。

Description

雙攝像頭影像擷取裝置及其攝像方法

本發明是有關於一種影像擷取裝置及方法，且特別是有關於一種雙攝像頭影像擷取裝置及其攝像方法。

隨著影像擷取技術的日益進步，數位相機的畫素大幅增加，但相機尺寸則相對縮小，而可配置在手機、平板電腦等可攜式電子裝置上，讓使用者能夠隨時隨地拍攝影像。為了因應市場競爭，並滿足消費者多樣化的攝影需求，各家廠商莫不致力於提升相機功能，以提升產品的競爭力。其中，除了原始配備的攝像頭外，近年來許多裝置會額外再配置一個攝像頭，而與原本的攝像頭組成雙攝像頭，來拍攝立體影像。詳言之，所述的雙攝像頭經由同步觸發可拍攝出同一區域但視角不同的影像，此影像可模擬人類左右眼所看到的影像，而經由顯示器的交替顯示，可使觀看的人類產生立體感。

為了能夠即時處理兩個攝像頭所擷取的原始圖檔（RAW file），傳統的雙攝像頭影像擷取裝置會配備雙通道的影像訊號處理器（Image signal processor，ISP），每個ISP負責一個攝像頭的影像擷取，如此才能夠同時拍攝到同一時間曝光的雙攝影像。然而，由於的雙攝像頭需要雙通道的ISP支援，因此其處理晶片（支援雙通道）的價格會比單通道的高。

本發明提供一種雙攝像頭影像擷取裝置及其攝像方法，可在使用單一影像訊號處理器的情況下，支援雙攝像頭所擷取原始圖檔的處理。

本發明的雙攝像頭影像擷取裝置包括第一攝像頭、第二攝像頭、第一緩衝器、第二緩衝器及影像訊號處理器。其中，第二緩衝器耦接第二攝像頭，用以接收並暫存第二攝像頭輸出的原始圖檔。影像訊號處理器耦接第一攝像頭、第二攝像頭、第一緩衝器及第二緩衝器，分別控制第一攝像與第二攝像頭擷取影像訊號以輸出第一原始圖檔及第二原始圖檔，處理第一原始圖檔中的影像訊號以輸出第一影像至第一緩衝器，以及在輸出第一影像後，自第二緩衝器接收暫存其中的第二原始圖檔，處理第二原始圖檔中的影像訊號以輸出第二影像至第一緩衝器。

在本發明的一實施例中，所述的第一攝像頭經由第一攝像頭介面（Camera interface，CAMIF）輸出第一原始圖檔至影像訊號處理器，以及第二攝像頭經由第二攝像頭介面輸出第二原始圖檔至第二緩衝器。

在本發明的一實施例中，所述的雙攝像頭影像擷取裝置更包括處理器，其是用以自第一緩衝器接收第一影像及第二影像，以執行雙攝應用。

本發明的雙攝像頭的影像擷取裝置的攝像方法適用於包括第一攝像頭、第二攝像頭、第一緩衝器、第二緩衝器及影像訊號處理器的影像擷取裝置。所述方法包括由影像訊號處理器分別控制第一攝像頭及第二攝像頭擷取影像訊號以輸出第一原始圖檔及第二原始圖檔。然後，由影像訊號處理器處理第一原始圖檔中的影像訊號以輸出第一影像至第一緩衝器。影像訊號處理器在輸出第一影像後，自第二緩衝器接收暫存其中的第二原始圖檔，處理第二原始圖檔中的影像訊號以輸出第二影像至第一緩衝器。

在本發明的一實施例中，所述由影像訊號處理器分別控制第一攝像頭及第二攝像頭擷取影像訊號以輸出第一原始圖檔及第二原始圖檔的步驟包括由第一攝像頭經由第一攝像頭介面輸出第一原始圖檔至影像訊號處理器，以及由第二攝像頭經由第二攝像頭介面輸出第二原始圖檔至第二緩衝器。

在本發明的一實施例中，所述的影像訊號處理器包括同步第一攝像頭與第二攝像頭的自動化預處理參數以同步擷取影像訊號，其中所述的自動化預處理參數包括自動對焦（Auto focus，AF）、自動曝光（Auto exposure，AE）及自動白平衡（Auto white balance，AWB）。

在本發明的一實施例中，所述的影像擷取裝置更包括處理器，而在所述影像訊號處理器輸出所述第二影像之後，所述方法更包括由處理器自第一緩衝器接收第一影像及第二影像，以執行雙攝應用。

基於上述，在本發明的雙攝像頭影像擷取裝置及其攝像方法中，雙攝像頭影像擷取裝置係藉由影像訊號處理器依序處理第一攝像頭及第二攝像頭擷取影像訊號所輸出的原始圖檔，其中在處理第一攝像頭的原始圖檔中的影像訊號時先暫存第二攝像頭的原始圖檔，待完成後再處理第二攝像頭的原始圖檔。藉此，可在使用單一影像訊號處理器的情況下，支援雙攝像頭影像訊號的處理。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明藉由調整攝像流程，雙攝像頭影像擷取裝置的主攝像頭係依原本的攝像流程，由影像訊號處理器先處理其輸出的原始圖檔，此時副攝像頭輸出的原始圖檔會暫存在緩衝器中，待影像訊號處理器完成主攝像頭的原始圖檔的處理後，再將暫存的副攝像頭的原始圖檔灌回影像訊號處理器進行處理，最終獲得處理後的雙攝影像。藉此，即可在使用單一影像訊號處理器的情況下，支援雙攝像頭所擷取影像訊號的處理。

圖1是依照本發明一實施例所繪示的雙攝像頭影像擷取裝置的方塊圖。請參照圖1，本實施例的影像擷取裝置10例如是手機、平板電腦、筆記型電腦、導航裝置、行車紀錄器、數位相機、數位攝影機（Digital video camcorder，DVC）等具備攝像功能的電子裝置。影像擷取裝置10中包括第一攝像頭11、第二攝像頭12、第一緩衝器13、第二緩衝器14及影像訊號處理器15，其功能分述如下：

第一攝像頭11及第二攝像頭12分別包括鏡頭及影像感測器，其中鏡頭是由數個凹凸透鏡組合而成，其是由步進馬達或音圈馬達等致動器驅動以改變透鏡之間的相對位置，從而改變鏡頭的焦距，使得被攝物體可成像在影像感測器上。影像感測器中配置有電荷耦合元件（Charge coupled device，CCD）、互補性氧化金屬半導體（Complementary metal-oxide semiconductor，CMOS）元件或其他種類的感光元件，而可感測進入鏡頭的光線強度，從而擷取影像訊號以產生並輸出原始圖檔。

第一緩衝器13及第二緩衝器14例如是隨機存取記憶體（Random access memory，RAM）、電子抹除式可複寫唯讀記憶體（Electrically erasable programmable read only memory，EEPROM）、快閃記憶體（Flash memory）等可暫存資料的記憶體或是硬碟。在本實施例中，第一緩衝器13耦接影像訊號處理器15，而用以儲存影像訊號處理器15處理後的影像，第二緩衝器14則耦接第二攝像頭12，而用以暫存第二攝像頭12輸出的原始圖檔。

影像訊號處理器15係耦接第一攝像頭11、第二攝像頭12、第一緩衝器13及第二緩衝器14，用以控制第一攝像頭11與第二攝像頭12的運作。在一實施例中，影像訊號處理器15係用以對第一攝像頭11或第二攝像頭12擷取的影像訊號進行例如自動對焦（Auto focus，AF）、自動曝光（Auto exposure，AE）以及自動白平衡（Auto white balance，AWB）的3A演算等處理。在其他實施例中，影像訊號處理器15還可以對上述的影像訊號進行例如亮度值計算、對比度調整等影像前處理，以及影像色相、飽和度等色彩校正處理。在本實施例中，影像訊號處理器15包括控制第一攝像頭11與第二攝像頭12擷取影像訊號，並對影像訊號進行影像處理，以實施本發明實施例所述的雙攝像頭影像擷取裝置的攝像方法。

詳言之，圖2是依照本發明一實施例所繪示的雙攝像頭影像擷取裝置的攝像方法的流程圖。圖3A至圖3C是依照本發明一實施例所繪示的雙攝像頭影像擷取裝置20的攝像方法的範例，其中繪示影像擷取裝置20中各元件實施本實施例之攝像方法的細部流程。以下即搭配圖3A至圖3C，說明本實施例之攝像方法的詳細步驟：

首先，如圖3A所示，由影像訊號處理器15分別發送控制訊號至第一攝像頭11及第二攝像頭12，以控制第一攝像頭11及第二攝像頭22分別擷取影像訊號以輸出第一原始圖檔及第二原始圖檔（步驟S202）。其中，影像訊號處理器15例如會同步第一攝像頭11與第二攝像頭22的自動對焦（AF）、自動曝光（AE）及自動白平衡（AWB）等自動化預處理參數，以同步擷取影像訊號並輸出第一原始圖檔及第二原始圖檔，藉此確保第一攝像頭11與第二攝像頭22在相同的拍攝條件下同步擷取影像訊號。

接著，如圖3B所示，由第一攝像頭11輸出的第一原始圖檔例如會經由第一攝像頭介面（Camera interface，CAMIF）輸出至影像訊號處理器15，而由第二攝像頭12輸出的第二原始圖檔例如會經由第二攝像頭介面輸出至第二緩衝器14。此時，影像訊號處理器15會處理第一原始圖檔中的影像訊號，並輸出處理後的第一影像至第一緩衝器13（步驟S204）。

然後，如圖3C所示，影像訊號處理器15在完成第一原始圖檔中的影像訊號的處理並將處理後生成的第一影像輸出至第一緩衝器13後，即自第二緩衝器14接收先前暫存其中的第二原始圖檔，接著即處理此第二原始圖檔中的影像訊號，並輸出處理後的第二影像至第一緩衝器13（步驟S206）。

藉由上述方法，雙攝像頭影像擷取裝置即可在僅配備單通道影像訊號處理器的情況下，藉由依序處理兩個攝像頭所輸出的原始圖檔，達到類似雙通道影像訊號處理器的效果。

圖4是依照本發明一實施例所繪示的雙攝像頭影像擷取裝置的方塊圖。請參照圖4，本實施例的影像擷取裝置40中包括第一攝像頭11、第二攝像頭12、第一緩衝器13、第二緩衝器14、影像訊號處理器15及處理器16，其中第一攝像頭11、第二攝像頭12、第一緩衝器13、第二緩衝器14與影像訊號處理器15的功能與圖1實施例所述的功能相同，故其詳細內容在此不再贅述。

與前述實施例不同的是，在本實施例中，影像擷取裝置40額外包括耦接至第一緩衝器13的處理器16，此處理器16例如是中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）、微處理器（Microprocessor）、數位訊號處理器、可程式化控制器、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuits，ASIC）或可程式化邏輯裝置（Programmable Logic Device，PLD），其可自第一緩衝器13接收已由影像訊號處理器15處理過的第一影像及第二影像，並據以執行雙攝應用。所述的雙攝應用例如包括利用此第一影像及第二影像生成立體影像，利用第一影像及第二影像執行對焦、影像縮放、景深計算、淺景深影像處理等任何使用雙攝像頭影像的應用。

綜上所述，本發明的雙攝像頭影像擷取裝置及其攝像方法透過攝像過程的改變，在攝像過程中先將副攝像頭輸出的原始圖檔暫存在緩衝記憶體中，由影像訊號處理器先處理主攝像頭輸出的原始圖檔，等主攝像頭完成拍攝、影像訊號處理器空閒下來時，再將副攝像頭的原始圖檔灌回影像訊號處理器進行處理，最終獲得雙攝像頭的影像。藉此，可達到單通道的影像訊號處理器也能支援雙攝像頭的影像訊號處理，從而增加產品競爭力。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10、40‧‧‧影像擷取裝置

11‧‧‧第一攝像頭

12‧‧‧第二攝像頭

13‧‧‧第一緩衝器

14‧‧‧第二緩衝器

15‧‧‧影像訊號處理器

16‧‧‧處理器

S202~S206‧‧‧本發明一實施例之雙攝像頭影像擷取裝置的攝像方法的步驟

圖1是依照本發明一實施例所繪示的雙攝像頭影像擷取裝置的方塊圖。 圖2是依照本發明一實施例所繪示的雙攝像頭影像擷取裝置的攝像方法的流程圖。 圖3A至圖3C是依照本發明一實施例所繪示的雙攝像頭影像擷取裝置20的攝像方法的範例。 圖4是依照本發明一實施例所繪示的雙攝像頭影像擷取裝置的方塊圖。

Claims (10)

1. 一種雙攝像頭影像擷取裝置，包括： 第一攝像頭； 第二攝像頭； 第一緩衝器； 第二緩衝器，耦接第二攝像頭，接收並暫存所述第二攝像頭輸出的原始圖檔；以及 影像訊號處理器，耦接所述第一攝像頭、所述第二攝像頭、所述第一緩衝器及所述第二緩衝器，分別控制所述第一攝像與所述第二攝像頭擷取影像訊號以輸出第一原始圖檔及第二原始圖檔，處理所述第一原始圖檔中的所述影像訊號以輸出第一影像至所述第一緩衝器，以及在輸出所述第一影像後，自所述第二緩衝器接收暫存其中的所述第二原始圖檔，處理所述第二原始圖檔中的所述影像訊號以輸出第二影像至所述第一緩衝器。
2. 如申請專利範圍第1項所述的雙攝像頭影像擷取裝置，其中所述第一攝像頭包括經由第一攝像頭介面（camera interface，CAMIF）輸出所述第一原始圖檔至所述影像訊號處理器，以及所述第二攝像頭包括經由第二攝像頭介面輸出所述第二原始圖檔至所述第二緩衝器。
3. 如申請專利範圍第1項所述的雙攝像頭影像擷取裝置，其中所述影像訊號處理器包括同步所述第一攝像頭與所述第二攝像頭的自動化預處理參數以同步擷取所述影像訊號。
4. 如申請專利範圍第3項所述的雙攝像頭影像擷取裝置，其中所述自動化預處理參數包括自動對焦（auto focus）、自動曝光（auto exposure）及自動白平衡（auto white balance）。
5. 如申請專利範圍第1項所述的雙攝像頭影像擷取裝置，更包括： 處理器，自所述第一緩衝器接收所述第一影像及所述第二影像，以執行雙攝應用。
6. 一種雙攝像頭的影像擷取裝置的攝像方法，適用於包括第一攝像頭、第二攝像頭、第一緩衝器、第二緩衝器及影像訊號處理器的影像擷取裝置，所述方法包括下列步驟： 由所述影像訊號處理器分別控制所述第一攝像頭及所述第二攝像頭擷取影像訊號以輸出第一原始圖檔及第二原始圖檔； 由所述影像訊號處理器處理所述第一原始圖檔中的所述影像訊號以輸出第一影像至所述第一緩衝器；以及 所述影像訊號處理器在輸出所述第一影像後，自所述第二緩衝器接收暫存其中的所述第二原始圖檔，處理所述第二原始圖檔中的所述影像訊號以輸出第二影像至所述第一緩衝器。
7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中由所述影像訊號處理器分別控制所述第一攝像頭及所述第二攝像頭擷取所述影像訊號以輸出所述第一原始圖檔及所述第二原始圖檔的步驟包括： 由所述第一攝像頭經由第一攝像頭介面輸出所述第一原始圖檔至所述影像訊號處理器，以及由所述第二攝像頭經由第二攝像頭介面輸出所述第二原始圖檔至所述第二緩衝器。
8. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中所述影像訊號處理器包括同步所述第一攝像頭與所述第二攝像頭的自動化預處理參數以同步擷取所述影像訊號。
9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中所述自動化預處理參數包括自動對焦（auto focus）、自動曝光（auto exposure）及自動白平衡（auto white balance）。
10. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中所述影像擷取裝置更包括處理器，而在所述影像訊號處理器輸出所述第二影像之後，所述方法更包括： 由所述處理器自所述第一緩衝器接收所述第一影像及所述第二影像，以執行雙攝應用。