TWI405133B - 可校正影像位置之影像擷取裝置及感光單元移動式影像位置校正方法 - Google Patents

Description

可校正影像位置之影像擷取裝置及感光單元移動式影像位置校正方法

本發明係有關於影像擷取方法，尤其更有關於校正影像成像位置後再予以擷取之方法。

自從相機發明以來，因其可拍攝影像資料之特性，得以為使用者寫下各個時期的記錄，因此非常受到市場重視，且自其大量生產，甚至發展為後期之數位相機後，更成為一般大眾不可或缺之生活必需品。

當數位相機持續發展後，為滿足市場需求，提供給使用者更多的選擇，各相機廠商開始鑽研各式各樣之延伸功能，使一般大眾能夠得心應手的使用數位相機。而其中最顯著的即為防手震功能(或稱為影像穩定系統)。為考量數位相機之普及化，使用者之年齡層遍佈，並非所有使用者皆具有高超之拍攝技巧。故，所開發出之防手震功能實能補足使用者技術不夠純熟之部份，即使拍攝時因各種不同原因而使機身晃動，亦不因而使得拍攝出來之照片模糊不清，相當受到市場喜愛。

上述防手震功能目前可概分為數位防手震及光學防手震兩大類別，而其中又以感光元件移動式的光學防手震為現今數位相機防手震功能中最具效果性的一種。其中，該感光元件較常見者為電荷耦合元件(Charge CoupledDevice,CCD)。

CCD防手震之工作原理係請參照第一圖。首先如第一圖A所示，當一目標物景像20反射出光能時，係進入一影像擷取裝置，例如一數位相機1內之一透鏡101中，經由該透鏡101之折射後，再成像於該數位相機1內之一感光元件102上。該感光元件102主要功能係在於將目標物景像20成像後之光能訊號轉換為一電氣訊號，並將該電氣訊號經由類比數位轉換器(未圖示)處理後傳遞至一處理器103上。最後，該處理器103將對應之一數位影像資料，傳送至一記憶體104中，完成該數位影像資料，即一數位照片之儲存動作。

然而，當使用者按下相機1上之一快門鍵，欲擷取目標物景像20之影像時，若因自身或外部因素之影響而晃動機身，致使該目標物景像20之影像入射光線有偏差，使其於該感光元件102上之落點與實際之成像位置不同時，即如第一圖B所示，將會使得所拍攝的影像具有重疊或模糊之情形。而當該相機1上之一感測元件105，例如可為一陀螺儀(gyro)，感應到機身晃動時，即發出一訊號通知該影像處理器103。該處理器103隨即發出一命令至一穩定元件106。而該穩定元件106係藉由該處理器103所發出之命令及該感測元件105所感應之機身偏轉角度，藉以控制該感光元件102，使該感光元件102進行反方向之位移(如第一圖C所示)。如此一來，雖該目標物景像20之入射光線已有偏差，但該目標物景像20之影像仍得以於該感光元件102之正確位置上成像，使得該數位相機1所擷取之該目標物景像20之影像，不致因使用者晃動機身之緣故而模糊不清，難以辦別。

惟，上述之方法，係透過該感光元件102之位移，控制該目標物景像20之影像於該感光元件102上之成像位置。此一方法及結構實可具有更多之功用，帶來更多之效益，如僅侷限於防手震功能之採用，實為浪費且不符合經濟效益。有鑑於此，實需透過深入研究，將此種可移動之感光元件做允許範圍內之最大運用。

例如，目前市面上有些相機提供所謂的智慧型取景之功能，係能讓使用者所拍攝之景物的主題能夠位於相片中較佳之位置上。其係將所拍攝的相片依像素比例加以放大，並以所拍攝之主題之位置做為支點，加以裁切後再輸出，令該主題得以位於較佳之位置上，使整張相片看起來更具協調性。但此種智慧型取景之方法，係會犧牲相片之解析度，令取景過後之相片較為粗糙不精細，實為可惜。若能提供以上述感光元件移動式的結構來實現此一功能，實能增進該一功能之完整性，提高消費者之喜愛。

本發明之一目的，係在於提供一種感光單元移動式影像位置校正方法，係可透過影像擷取裝置內之感光單元之移動，使目標物影像中之主題，能夠位於整個欲擷取影像之中心點，或位於經計算之黃金分割點上，令所擷取之影像資料能夠更具美感與協調性。

本發明之另一目的，係在於提供一可校正影像位置之影像擷取裝置，使目標物影像中之主題，能夠位於整個欲擷取影像之中心點，或位於經計算之黃金分割點上。

為達上述目的，本發明係可於影像擷取時，判斷目標物之主題是否位於欲擷取影像之中心點或黃金切割點上，若目標物之主題實稍微偏離中心位置，或稍微偏離黃金切割點位置，即發出指令，移動影像擷取裝置上之感光單元，藉以校正目標物之主題於感光單元上之成像位置。

為達上述目的，本發明係提供一種可校正影像位置之影像擷取裝置，包含一感光單元，可感測一目標物之一欲擷取影像，且目標物具有一主題；一影像穩定單元；以及一影像處理單元，電連接到感光單元及影像處理單元，並控制二單元之作動。當影像處理單元判斷目標物之主題未位於一預設成像位置上時，驅動影像穩定單元以移動感光單元，使得目標物之主題趨近預設成像位置，而其中預設成像位置，係為欲擷取影像之中心點或黃金切割點。

茲就本發明之一較佳實施例，配合圖式，詳細說明如後。

首請參閱第二圖，本發明主要係為用於一種影像擷取裝置，例如一數位相機3上之影像位置校正方法，該方法可實現於如第三圖所示之一影像處理單元303之中，以控制一影像穩定單元305而移動一感光單元302。其中，第三圖中之元件關係及作動，係與第一圖中相同。如第二圖所示，當一使用者使用該相機3擷取一目標物20影像時，係按下該相機3上之一快門鍵31，該相機3即透過一透鏡單元301，接收該目標物20之一側所發出之光線資料，經過內部處理後，轉換並儲存為一數位影像資料，即一數位相片，再顯示於一顯示單元32上，令使用者觀看。然以上所述僅為本發明之一較佳具體實例，其中該影像擷取裝置亦可為一數位相機、一數位攝影機、一具相機之行動電話、或是一具相機之筆記型電腦等具有同樣功能者，不可加以為限。

藝術相關領域之人皆知，許多著名之構圖手法皆架構於黃金分割(Golden section)理論之上。而用於影像擷取或工業設計等技藝上，較知名的即為三分之二原則。所謂三分之二原則，即如第四圖所示，係將每一張圖像垂直及水平地各分成三等份，其中四條分割線相交之處，即構成四個分割點411~414，該四分割點411~414即為所謂之黃金分割點。以心理學之角度來看，將目標物影像之主題置放於該四黃金分割點411~414上，係有聚焦效果，可令影像產生特殊之協調感，使得人類之感觀較容易接受與滿足。

本發明之主要目的，即在於輔助技術較差，或構圖概念較為薄弱之使用者。接著請參閱第五圖，為本發明之一較佳具體實施例之校正示意圖。先前技術所述之感光單元防手震結構有別於一般光學防手震之結構，該感光單元302例如一電荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)係具有可上、下、左、右移動校正之特點，實優於一般利用移動式鏡頭，較佳為只可進行上下校正之光學防手震結構。本發明係利用此一特點，當該使用者使用該相機3進行影像擷取時，若因本身構圖概念不佳而使該目標物20中之一主題21偏離該感光單元302中之一預設成像位置，即，偏離一欲擷取影像之中心點42或黃金切割點411~414時，該影像穩定單元305係控制該感光單元302進行上、下、左、右至少其中之一之校正。藉以，令該主題21得以成像於該預設成像位置上。接著再將擷取後之整體影像轉換成數位影像資料，儲存於該記憶體單元304中，並顯示於該顯示單元32上，令使用者觀看校正後之數位影像資料。如此一來，使用者將得到相對較佳且較具有構圖概念之拍攝結果。其中，該感光單元302亦可為其它例如互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)之感光單元，本段舉以為例之CCD僅為本發明之一較佳具體實例，不可以此為限。

續請參閱第六圖，為本發明之一較佳具體實施例之流程圖。首先，於使用該數位相機3進行影像擷取前，先行啟用本發明之影像位置校正功能(步驟S500)，若未啟動，則該相機3僅為一般具有防手震功能之數位相機。或，該相機3亦可於原廠出產時，即設定該校正功能為永久啟動，令使用該相機3之人於每次擷取影像時皆會自動進行影像位置之校正。然此僅為本發明之一較佳具體實例，不可以此為限。

當使用者按壓該相機3上之該快門鍵31，觸發該相機3之影像擷取功能時(步驟S502)，該影像處理單元303係判斷使用者欲拍攝之該目標物20中之該主題21是否為人像(步驟S504)，即，是否為人臉或具有人類特徵之物。若是，則進一步判斷該主題21是否位於該感光單元302上之該預設成像位置，即，該欲擷取影像之中心點42或黃金分割點411~414等相對較佳位置上(步驟S506)。若該主題21的確位於該些相對較佳之位置上時，則進行步驟S510，直接擷取該目標物20之影像，並進行後續之影像轉換、影像儲存及影像輸出等動作。

值得一提的是，雖然前述之三分之二原則係為構圖學上之一重要考量因素，但一般使用者於擷取人物影像時，仍傾向於將目標物主題，即人像放置於整體影像之中心位置。故本發明之校正功能於拍攝人像時，較佳係傾向於將該主題21校正至該欲擷取影像之中心點42上。惟，此僅為一較佳之實施例，非用來對本發明加以限制者。

承該步驟S506，若該目標物20中之該主題21係偏離該感光單元302中之該預設成像位置時，則該相機3內之該影像處理單元303係發出一命令予該影像穩定單元305，令該影像穩定單元305控制該感光單元302進行上、下、左、右至少其中之一之移動校正(步驟S508)，使該主題21得以位於該欲擷取影像之中心點42或黃金分割點411~414上，接著再進行步驟S510之影像擷取動作。

回到該步驟S504，若該影像處理單元303判斷該目標物20不具有人類特徵之該主題21時，係接著進行步驟S512，判斷該目標物20是否具有除人類特徵以外之其它明顯主題。例如，如花草樹木、太陽月亮等自然景觀及動物、建築物。若判定該目標物20並不具有明顯之主題，例如該目標物20係為一大片草地或牆壁等時，則直接進行該步驟S510之影像擷取動作。再者。若判定該目標物20實具有其它明顯之該主題21時，即回到該步驟S506，重新執行步驟S506至步驟S510之動作。致使無論欲擷取影像之該目標物20為何，皆可得到相對較佳之影像資料，藉以輸出相對較具有構圖概念之一數位影像資料。

以上所述僅為本發明之較佳具體實例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明內容所為之等效變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

<先前技術>

1．．．相機

101．．．透鏡

102．．．感光元件

103．．．處理器

104．．．記憶體

105．．．感測元件

106．．．穩定元件

<本發明>

20．．．目標物

21．．．主題

3．．．數位相機

30．．．機身

31．．．快門鍵

32．．．顯示單元

301．．．透鏡單元

302．．．感光單元

303．．．影像處理單元

304．．．記憶體單元

305．．．影像穩定單元

411~414．．．黃金分割點

42．．．中心點

S500~S512．．．步驟

第一圖A~C係防手震結構之示意圖。

第二圖　係數位相機之立體圖。

第三圖　係本發明之一較佳具體實施例之結構圖。

第四圖　係黃金分割點之示意圖。

第五圖　係本發明之一較佳具體實施例之校正示意圖。

第六圖　係本發明之一較佳具體實施例之流程圖。

S500~S512．．．步驟

Claims (11)

1. 一種感光單元移動式影像位置校正方法，係透過控制一影像擷取裝置內之一感光單元之移動，來校正欲擷取影像之一目標物於該感光單元上之成像位置，該方法包括：a)按壓該影像擷取裝置上的一快門鍵，以觸發一影像擷取功能；b)步驟a後，判斷該目標物中是否具有一主題；c)若該目標物中具有該主題，判斷該主題是否位於該感光單元中之一預設成像位置上；d)步驟c之後，若該主題位於該感光單元中之該預設成像位置，直接擷取該目標物之影像；e)步驟c之後，若該主題沒有位於該感光單元中之該預設成像位置，移動該感光單元進行校正，以使該主題位於該預設成像位置上；以及f)步驟e之後，擷取該目標物之影像。
2. 如申請專利範圍第1項之校正方法，其中步驟b係透過該影像擷取裝置內之一影像處理單元判斷該目標物是否具有該主題。
3. 如申請專利範圍第2項之校正方法，其中步驟e係透過一影像穩定單元控制該感光單元之移動。
4. 如申請專利範圍第3項之校正方法，其中該感光單元係藉由上、下、左、右之至少其中之一移動進行校正，以使該主題位於該預設成像位置上。
5. 如申請專利範圍第1項之校正方法，其中步驟c中，係判斷該主題是否位於該欲擷取影像的中心點或黃金切割點上。
6. 如申請專利範圍第1項之校正方法，其中該主題為自然景物或人像。
7. 如申請專利範圍第1項之校正方法，其中更包括一步驟g：步驟b之後，若該目標物中不具有該主題，直接擷取該目標物之影像。
8. 一種可校正影像位置之影像擷取裝置，包括：一快門鍵，接受按壓以觸發一影像擷取功能；一感光單元，可感測一目標物之一欲擷取影像，該目標物係具一主題；一影像穩定單元；以及一影像處理單元，其係電連接上述單元並控制上述單元之作動，當該影像擷取功能被觸發後，該影像處理單元判斷該主題是否位於一預設成像位置上，若該主題位於該預設成像位置上時，直接擷取該目標物之影像；若該主題未位於該預設成像位置上時，驅動該影像穩定單元以移動該感光單元，使得該主題趨近該預設成像位置後，再擷取該目標物之影像。
9. 如申請專利範圍第8項之可校正影像位置之影像擷取裝置，其中該預設成像位置為該欲擷取影像的中心點或黃金切割點。
10. 如申請專利範圍第8項之可校正影像位置之影像擷取裝置，其中該感光單元為電荷耦合元件(CCD)感光單元或互補式金屬氧化物半導體(CMOS)感光單元。
11. 如申請專利範圍第8項之可校正影像位置之影像擷取裝置，其中該影像擷取裝置為數位相機、數位攝影機、具相機之行動電話、或是具相機之筆記型電腦。