TWI387332B - A method of backlighting - Google Patents

Description

一種逆光拍攝方法

本發明係關於一種逆光拍攝方法，特別是一種藉由逆光偵測後，對數位相機的拍攝參數進行調整的拍攝方法。

使用數位相機進行拍攝時，無論在室內或室外，均可能發光逆光拍攝的情形。此逆光拍攝往往使得前景(也就是預定被拍攝物)過暗，而背景過亮。使得所得到的相片無法清晰地看出前景。

為了克服此逆光拍攝問題，業者提出不同方案。例如：2008年5月16公開之第200821742號台灣發明專利申請案揭露一種逆光攝影之閃光燈控制系統與方法。其係設定背景與前景的光圈級數差異後，再利用閃光燈進行補光。其中係先對所欲拍攝的主體進行測光，得出前景的光圈值，再針對背景測光，同理得出背景的光圈值。再設定背景與前景的光圈級數差異，之後進行對主體的對焦，以計算出主體的距離，再根據上述光圈值差異所得的光圈值推算閃光燈應有的閃光燈指數進行逆光攝影。

2002年9月1日公告之第501364號台灣發明專利提出照相機裝置及攝影方法。其係為利用軟體進行逆光判定之方法與裝置。

美國第6950141號專利揭露可控制影像感測器曝光的相機，不論在前光(front-lighted)、後光(back-lighted)或有過亮光線的情況下，獲得一個較平均的曝光量，特別是將有被攝物的畫面分為64部分，相機則對比部分計算平均亮度，包括影像上半部的平均值、下半部的平均值與其他不同考量的平均值，藉以控制影像感測器的曝光量。

由上述業界提出的方案可知，如何逆光下拍攝到影像效果佳之相片乃業界持續努力的方向。

鑒於以上的問題，本發明在於提供一種逆光拍攝方法，藉以解決前述逆光拍攝下，前景影像效果不佳的問題。

本發明所揭露之逆光拍攝方法適於一數位相機，此方法包括：步驟S30：執行一逆光偵測程序，以得到一逆光旗標；以及步驟S50：當該逆光旗標為該逆光狀態時，發出閃光。

前述逆光偵測程序包含：步驟S32：擷取一影像；步驟S33：自該影像選定一目標區，該目標區具有複數個區塊；步驟S34：各別計算各該區塊的一亮度代表值；步驟S35：計算該亮度代表值大於一第一門檻值的該些區塊的數量為一高亮度區塊個數；步驟S36：計算該亮度代表值小於一第二門檻值的該些區塊的數量為一低亮度區塊個數；以及步驟S37：在該高亮度區塊個數大於一第三門檻值且該低亮度區塊個數大於一第四門檻值時，設定該逆光旗標為逆光狀態。

前述步驟S34之各別計算各該區塊的一亮度代表值的步驟係為依次將屬於同一該區塊的該些像素的一灰階值取平均值，做為該區塊的該亮度代表值。

依據本發明揭露之方法，在步驟S50之當該逆光旗標為該逆光狀態時，發出閃光之前，另包含步驟S40：當該逆光旗標為該逆光狀態時，執行一參數調整程序。

前述參數調整程序包含：S42：將該亮度代表值小於該第二門檻值的該些區塊的亮度代表值取平均，以得到一低亮度特徵值；以及S44：依據該低亮度特徵值調整該數位相機之一拍攝參數。

依據本發明揭露之方法，其可包含：當該逆光旗標為一非逆光狀態時，不發出閃光之步驟。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖示作最佳實施例詳細說明如下。

以上之關於本發明之內容說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下敘述之關於本發明的詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

請參照「第1圖」，係為根據本發明一實施例之逆光拍攝方法，其適於一數位相機，逆光拍攝方法包括：步驟S30：執行一逆光偵測程序，以得到一逆光旗標；步驟S50：當該逆光旗標為該逆光狀態時，發出閃光；以及步驟S60：拍攝一相片。

前述數位相機可以是任何數位影像擷取裝置，可以是但不限於「第2圖」所示之架構。「第2圖」係為依據本發明之方法所適用之數位相機的結構示意圖。

數位相機100包括閃光燈102、鏡頭裝置104、感光元件108、取樣電路110(Sampling hold circuit)、儲存單元112、驅動單元114、處理單元116與操作單元118。鏡頭裝置104包含了光圈裝置及快門裝置。感光元件108可以是但不限於電荷耦合元件(CCD,charge-couple-device)。被景象所反射的光線經由鏡頭裝置104進入感光元件108，感光元件108將進入的光線轉換成影像訊號並傳給取樣電路110後紀錄於儲存單元112。

拍攝時，處理單元116致動驅動單元114以移動鏡頭裝置104至指定焦距位置，同時處理單元116並透過驅動單元114調整光圈裝置。感光元件108對應於鏡頭裝置104並把當前場景的影像畫面轉換成數位影像的電訊號。經由處理單元的驅動，取樣電路110將感光元件108所接收的影像訊號傳送至儲存單元112。處理單元116根據在取像預覽階段所擷取的之預覽影像，用以判斷需要進行調整鏡頭裝置104之對焦焦距以提供數位相機100拍攝。

接著，請同時參考「第1圖」與「第2圖」閱覽之。步驟S30之逆光偵測程序係為利用軟體對即時影像(live view)進行判斷，判斷後得到逆光旗標。此逆光旗標有二個狀態，其一為逆光狀態，所代表的就是目前影像有逆光的情形。另一則為非逆光狀態，所代表的就是目前影像並無逆光情形。藉由逆光旗標之設置，即可讓數位相機據以調整後續照片拍攝時的參數。關於逆光偵測程序，容後詳述。

在步驟S30後，即判斷是否屬於逆光拍攝，意即判斷逆光旗標是否為逆光狀態，若是，則由處理單元116驅動閃光燈102發出閃光，此即步驟S50。接著，執行步驟S60，拍攝相片(數位相片)。此處相片的拍攝係由處理單元116驅動取樣電路110，使取樣電路110從感光元件108擷取影像訊號並傳送至儲存單元112儲存。

此外，當逆光旗標為非逆光狀態時，則不發出閃光，直接進行步驟S60：拍攝相片。

關於前述逆光偵測程序，請參考「第3圖」。「第3圖」為根據本發明實施例之逆光偵測程序之流程示意圖。逆光偵測程序包含：步驟S32：擷取一影像；步驟S33：自該影像選定一目標區，該目標區具有複數個區塊；步驟S34：各別計算各該區塊的一亮度代表值；步驟S35：計算該亮度代表值大於一第一門檻值的該些區塊的數量為一高亮度區塊個數；步驟S36：計算該亮度代表值小於一第二門檻值的該些區塊的數量為一低亮度區塊個數；步驟S37：判斷該高亮度區塊個數是否大於一第三門檻值且該低亮度區塊個數是否大於一第四門檻值；以及步驟S38：設定該逆光旗標為逆光狀態。

此逆光(back-lighted)偵測程序係由處理單元116搭配取樣電路110、感光元件108及儲存單元112所執行。

請同時參考「第4圖」為根據本發明實施例之步驟S32所擷取之影像80的示意圖。步驟32係由處理單元116致動取樣電路110，使取樣電路110從感光元件108擷取一影像80。此影像80可以是相機處於預覽階段(Live View，一般稱為S0階段)時的即時影像，亦可以是相機處於自動對焦階段(Auto Focusing，)時所擷取的影像80。後者自動對焦階段指的是使用者對準待攝物後，半按快門之階段(一般稱為S1階段)。當然，步驟S32的擷取的影像80亦可以是使用者全按壓快門，使數位相機進入拍攝階段(Shooting，一般稱為S2階段)時，所擷取的影像80。

請同時參考「第5圖」。接著，執行步驟S33之「自該影像80選定目標區82，該目標區82具有複數個區塊84a,84b」。此目標區82之選定係可如「第5圖」所示，位於整張影像80的中央區域。但並不以此為限。亦可設定為影像80的特定區域，例如偏右側、偏左側、偏上側、偏下側或者是影像80的整個區域。此外，此目標區82亦不限於矩形或限於一個。當所適用的數位相機100具有對焦框功能時，此目標區82亦可為該對焦框或以對焦框為中心將其四個邊放大的區域。當所適用的數位相機100具有物件主體偵測或場景分析功能時，此目標區82亦可依偵測或分析結果設定。以「第5圖」為例，此目標區82之選定乃是將影像80的水平軸與垂直軸各別等距切割16等份，但區塊切割方式並不以此為限。選定中央的10×10區塊84a,84b做為目標區82。每個區塊84a,84b內均具有多個像素。

其次，執行步驟S34「各別計算各該區塊84a,84b的亮度代表值」。此亮度代表值之計算係指依次將屬於同一區塊84a,84b的該些像素的一灰階值取平均值，取平均值可以是算數平均、幾何平均或加權平均或任一可計算出一個可代表該些像素灰階值的計算方式，以做為該區塊84a,84b的該亮度代表值。也就是每一個區塊84a,84b均具有一亮度代表值。此灰階值之計算可以是但不限於將每個像素的紅綠藍(R,G,B)三色的讀值帶入灰階計算式Y=0.6G+0.3R+0.1B後，即可計算出此像素的灰階值。其中Y表示灰階值。在得到每個像素的灰階值後，將同一區塊84a,84b的所有像素的灰階值取平均，即可做為該區塊84a,84b的亮度代表值。

在執行完步驟S34後，即可獲得如「第6圖」所示各區塊的亮度代表值的示意圖。此「第6圖」所計算而得的灰階值的範圍是以0-255為例，但不以此為限。數值愈高，表示亮度愈大，即愈亮或顏色愈白。

接著，執行步驟S35「計算亮度代表值大於第一門檻值的區塊的數量為高亮度區塊個數」。第一門檻值指的是高亮度門檻值，也就是說用來做為判斷此區塊是否屬於高亮度區塊的門檻值。以「第6圖」為例，此第一門檻值可以設定為130。因此，「第6圖」經過執行步驟S35後，所得到的高亮度區塊個數即為18個。

其次，再執行步驟S36「計算亮度代表值小於第二門檻值的區塊的數量為低亮度區塊個數」。第二門檻值指的是低亮度門檻值，意指用來判斷區塊是否屬於低亮度區塊的門檻值。以「第6圖」為例，此第二門檻值可以設定為15。因此，「第6圖」經過執行步驟S36後，所得到的低亮度區塊個數即為8個。

最後，執行步驟S37「判斷高亮度區塊個數是否大於第三門檻值且低亮度區塊個數是否大於第四門檻值」。此第三、四門檻值係用來判斷是否有逆光情形的門檻值。第三門檻值是高亮度區塊個數門檻值，以「第6圖」為例，第三門檻值可以設為10。而第四門檻值是低亮度區塊個數門檻值，以「第6圖」為例，第四門檻值可以設為5。因此，將步驟S35及S36所計算而得的高亮度區塊個數及低亮度區塊個數帶入步驟S37，若步驟S37判斷的結果為是，則依步驟S38:「設定逆光旗標為逆光狀態」。若步驟S37判斷的結果為否，則依步驟S39:「設定逆光旗標為非逆光狀態」。

如同前述，在完成步驟S32到S37(即步驟S30)後，即可進行步驟S50與S60。如同前述說明，由於逆光偵測程序可以是在數位相機100處於S0(預覽)、S1(半按快門)或S2(全按快門)階段。因此，當步驟S30或逆光偵測程序是在S0或S1階段進行偵測時，即可不執行S50之「閃光」與S60之「拍攝相片」的動作，等到稍後相機進入S2階段時，才依照S0或S1階段的該偵測結果執行S50及S60的動作。當步驟S30或逆光偵測程序是在S2階段進行偵測時，方執行S50之「閃光」與S60之「拍攝相片」步驟。

此外，在步驟S30的逆光偵測程序執行後，雖得到前述逆光旗標的狀態，但並不以此為限。也就是說，在執行完逆光程序後，可以將步驟S50更換為「在高亮度區塊個數大於第三門檻值且低亮度區塊個數大於第四門檻值時，發出閃光」亦可達到本發明之目的。

前述步驟S34「各別計算各該區塊84a,84b的亮度代表值」之計算方式，除了採用灰階值做為亮度代表值外，亦可以將之轉換為亮度值。意即將灰階值帶入亮度值公式BV=log2(Y)。其中BV表示亮度值(Brightness Value)。不過，若採用此亮度公式計算，則前述第一、二、三、四門檻值即需對應調整，方具實質意義。

再者，在步驟S50之前，另可包含一步驟S40：當逆光旗標為逆光狀態時，執行參數調整程序。請參閱「第7圖」，其係為根據本發明實施例之步驟S40的流程示意圖。參數調整程序包含：步驟S42：將亮度代表值小於第二門檻值的區塊84a,84b的亮度代表值取平均，以得到低亮度特徵值；以及步驟S44：依據低亮度特徵值調整數位相機100之一拍攝參數。

將「第6圖」之各區塊84a,84b的亮度代表值套用步驟S42。此時「第6圖」的8個低亮區塊的灰階值的平均值即為8.125，此8.125即為步驟S42的低亮度特徵值。接著，再以低亮度特徵值為依據，調整數位相機100的拍攝參數。此拍攝參數可以是但不限於光圈值、快門速度、感光度、閃光燈的發光強度。其中，以閃光燈的發光強度為例，低亮度特徵值愈低，則閃光燈的發光強度調整愈強則補光效果愈佳。

根據本發明之逆光拍攝方法，即可有效偵測得到被拍攝物是否為逆光狀態，進行補光或者調整相關的拍攝參數，使得所拍攝而得的數位相片清晰，達到本發明之目的。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

80．．．影像

82．．．目標區

84a,84b．．．區塊

100．．．數位相機

102．．．閃光燈

104．．．鏡頭裝置

108．．．感光元件

110．．．取樣電路

112．．．儲存單元

114．．．驅動單元

116．．．處理單元

118．．．操作單元

第1圖係為根據本發明實施例的逆光拍攝方法的流程示意圖；

第2圖係為根據本發明實施例的逆光拍攝方法所適用之數位相機的結構示意圖；

第3圖係為根據本發明實施例之逆光偵測程序之流程示意圖；

第4圖係為根據本發明實施例之步驟S32所擷取之影像的示意圖；

第5圖係為根據本發明實施例之步驟S33的目標區示意圖；

第6圖係為根據本發明實施例之步驟S34的各區塊的亮度代表值的示意圖；以及

第7圖係為根據本發明實施例之步驟S40的流程示意圖。

Claims (4)

1. 一種逆光拍攝的方法，適於一數位相機，該方法包含：執行一逆光偵測程序以得到一逆光旗標，該逆光偵測程序包含：擷取一影像；自該影像選定一目標區，該目標區具有複數個區塊；各別計算各該區塊的一亮度代表值；計算該亮度代表值大於一第一門檻值的該些區塊的數量為一高亮度區塊個數；計算該亮度代表值小於一第二門檻值的該些區塊的數量為一低亮度區塊個數；判斷該高亮度區塊個數是否大於一第三門檻值且該低亮度區塊個數是否大於一第四門檻值；若是，設定該逆光旗標為一逆光狀態；以及當該逆光旗標為該逆光狀態時，執行一參數調整程序後發出閃光，該參數調整程序包含：將該亮度代表值小於該第二門檻值的該些區塊的該亮度代表值取平均，以得到一低亮度特徵值；以及依據該低亮度特徵值調整該數位相機之一拍攝參數。
2. 如請求項1所述之逆光拍攝的方法，其中該各別計算各該區塊的一亮度代表值的步驟係為依次將屬於同一該區塊的複數個 像素的灰階值取平均值，做為該區塊的該亮度代表值。
3. 如請求項1所述之逆光拍攝的方法，其中該拍攝參數係選自於由一光圈值、一快門速度、一感光度及一閃光燈的發光強度所構成之群組。
4. 如請求項1所述之逆光拍攝的方法，其中在判斷該高亮度區塊個數是否大於該第三門檻值且該低亮度區塊個數是否大於該第四門檻值之步驟後，另包含：若否，設定該逆光旗標為一非逆光狀態：以及當該逆光旗標為該非逆光狀態，不發出閃光。