TWI413022B - 影像評估方法、影像擷取方法及其數位相機 - Google Patents

Description

影像評估方法、影像擷取方法及其數位相機

本發明涉及影像評估(image evaluation)方法、影像擷取(image capturing)方法及其數位相機系統，尤其涉及用於分析影像的構成及相應地產生呈現給攝影師的一等級的方法。

隨著半導體和影像處理技術的進步，近年來，數位靜態/攝錄(still/video)相機已成為流行，並經常被併入便攜裝置，例如行動電話及個人數位助理。數位相機的開發朝著更高的解析度(resolution)、強大的影像處理能力及用戶友好控制介面發展。例如，數位相機具有不同的場景模態，例如人像、風景、夜景等，且用已選擇模態的預設參數設定擷取影像。預設參數設定用於調整數位相機的參數(例如快門速率及光圈)以適合所選擇模態。受益於這些進步，人們更方便的使用數位靜態/攝錄相機且拍攝出具有基本影像品質的照片。

然而，若影像的構成是差的，那麼具有低雜訊和高解析度的影像並不為一個好的影像。影像的構成是一個有趣影像的關鍵所在，有趣影像與整個影像的主要物件的比例、物件的相對大小、物件的位置及許多其他因素有關。對於一個不精於攝影的攝影師來說，很難將物件安置於一個讓人印象深刻的構成中，同時攝影師通常在實際擷取影像 (也稱為「預覽模態」)之前隨機改變調焦參數和相機位置。結果，擷取的影像的構成通常不會讓人印象深刻。

為了解決人們使用數位靜態/攝錄相機不易拍攝出高影像品質的照片問題，本發明提供了影像評估方法、影像擷取方法及其數位相機。

本發明所披露的一種影像評估方法，用於數位相機，所述影像評估方法包含：分析影像的構成以獲得所述影像的構成的特徵；計算理想特徵值、真實特徵值及所述理想特徵值與所述真實特徵值之間的差值；以及根據所述差值產生等級以顯示與所述影像的構成相關的品質。

本發明所披露的一種影像擷取方法，用於數位相機，所述影像擷取方法包含：接收影像；於所述影像上實行影像評估處理，以產生與所述影像的構成相關的等級；輸出所述影像及所述等級；以及擷取所述影像。

本發明所披露的一種數位相機，包含：影像擷取單元，用於接收影像及擷取所述影像；顯示單元，用於顯示所述影像及與所述影像的構成品質相關的等級；以及信號處理單元，耦接於所述影像擷取單元及所述顯示單元，用於在所述影像上實行影像評估處理，以產生所述等級作為參考。

利用本發明所提供的影像評估方法、影像擷取方法及其數位相機，可使人們在使用數位靜態/攝錄相機時輕鬆拍攝出高影像品質的照片。

以下係根據多個圖式對本發明之較佳實施例進行詳細描述，本領域習知技藝者閱讀後應可明確了解本發明之目的。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的組件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個組件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。以外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

在數位相機中實施一些影像構成技術以協助攝影師拍攝具有更好構成的照片。一種技術是於液晶(LCD)螢幕上顯示構成導引，例如三分規則(thirds rule)、對角線規則或3×3網格；攝影師必須手動選擇導引，以適合要擷取的場景。另一種技術為自動偵測及聚焦於主體 影像上，且在拍照之後應用一自動編輯函數，例如修整照片以便將偵測到的主體定位在具有適當比例的適當位置。

請參照第1圖，第1圖是根據本發明的一個實施例的影像評估方法10的流程圖。影像評估方法10產生反映影像的構成的等級。影像評估方法10包含以下步驟：

步驟100：開始。

步驟102：分析影像的構成以獲得該影像構成的特徵。

步驟104：計算一理想特徵值、一真實特徵值以及該理想特徵值與真實特徵值之間的差值。

步驟106：根據差值產生呈現給攝影師的一等級，以顯示與影像構成相關的品質。

步驟108：結束。

對於一台數位相機，能夠在實際拍攝影像之前的預覽模態內的預覽影像上或已擷取影像上實行影像評估方法10。首先在步驟102中，影像評估方法10分析影像以定位影像中的成分，例如影像中的草地、天空、海洋及物件(如人、動物)，從而獲得該影像構成的特徵。構成的特徵取決於影像中的成分及/或物件，這反映了組成影像時的主要考 量。例如，若影像為主要由草地和天空構成的風景影像，那麼構成的特徵可為草地相對於天空的比例，這成為影像的水平線。若影像表明草地上的兔子，那麼構成的特徵可為主要物件(即兔子)的位置。需注意到，已獲得構成的特徵的數量並不局限於本發明的實施例；例如，若於先前所例舉的風景影像中有兩個人，那麼影像評估方法10則多獲得一個的特徵，例如尺寸。

接著，在步驟104中，影像評估方法10計算相應於影像最佳構成的所獲得特徵的理想特徵值、相應於當前構成的所獲得特徵的真實特徵值以及該理想特徵值與真實特徵值之間的差值。差值越小表明構成越好。在步驟106中，影像評估方法10根據差值產生一等級。該等級與影像的構成相關且顯示於預覽模態期間或擷取影像後，藉此攝影師可知影像在預覽模態期間是否值得擷取或若於擷取後給定等級，影像是否需要再擷取(recapture)。例如，等級顯示於數位相機的液晶螢幕上且與理想特徵值和真實特徵值之間的差值成反比例。

若在預覽模態中激活影像評估方法，那麼攝影師可通過放大或縮小、上、下、左、右的移動相機或移至其他位置來嘗試多種構成。瞬時等級有助於攝影師拍攝具有更好構成的照片。

若在擷取影像之後實行影像評估方法，那麼等級可與影像一同存儲。等級對於攝影師是一種指示，用於決定他/她是否需要拍攝另一幅影像。等級可用於照片管理，例如根據等級整理影像，於是首先刪除具有更低等級的影像，尤其是當僅剩很少記憶體空間時。

請參照第2圖及第3圖，第2圖及第3圖是說明影像評估方法的實施例的示意圖，其分別表明顯示於數位相機的液晶螢幕上的影像20及30。如第2圖所示，位於草地中央的兔子的構成有些呆滯。影像評估方法10首先分析影像20且得知構成的特徵為主要物件(兔子)的位置，並計算兔子(x₀,y₀)的理想位置、兔子(x_c,y_c)的真實位置以及差值(等於)。影像評估方法10產生一反映該差值的等級(例如等級「5」和最高差值「10」有關)且於螢幕上顯示影像20的等級。攝影師不妨通過移動數位相機或改變縮放參數來改變影像20的構成。

如第3圖所示，影像評估方法10分析影像30且得知影像30的構成的特徵為主要成分(山脈和天空)的比例，並計算上方成分的長度d_U0相對於下方成分的長度d_LO的理想比例、上方成分的長度d_UC相對於下方成分的長度d_LC的真實比例及差值，差值等於(d _UC /d _LC -d _U0/d _L0)。d_U0相對於d_L0的典型理想比例為2/1。影像評估方法10根據影像30的差值產生相對高的等級。例如，顯示影像30的等級「8」以便攝影師了解其構成相當地好。

影像評估方法10能夠以多種方式應用於數位相機中。請參照第4圖，第4圖是根據本發明的一個實施例的數位相機40的方塊示意圖。數位相機40包含影像擷取單元400、信號處理單元402及顯示單元404。影像擷取單元400由鏡頭、色彩過濾器及影像感測器所組成，且 為習知人員所熟知，此處不再詳述。影像擷取單元400用於在實際擷取影像之前於預覽模態內連續地接收預覽影像並擷取影像。

信號處理單元402包含影像分析單元410、計算單元412及定等級(grading)單元414，且利用信號處理單元402對已接收影像實行影像評估方法10的影像評估處理，以產生與影像構成相關的等級。影像分析單元410耦接於影像擷取單元400且用於實行步驟102，從而獲得構成的特徵。計算單元412耦接於影像分析單元410且用於實行步驟104。定等級單元414耦接於計算單元412及顯示單元404，且用於實行步驟106，從而根據計算單元412產生的差值產生顯示給攝影師作為參考的一等級。產生等級後，定等級單元414輸出等級至顯示單元404。

簡單來說，信號處理單元402實行影像評估處理以評估影像的構成及產生與構成相關的等級，且攝影師能夠從影像評估函數得到影像的構成如何的回饋。

基於第1圖中的影像評估方法10，本發明對第4圖中所示的數位相機40更提供多個影像擷取方法的實施例。請參照第5圖，第5圖是根據本發明的影像擷取方法50的流程圖。當攝影師選擇自動擷取(auto-capture)模態時執行影像擷取方法50，該方法包含以下步驟：

步驟500：開始。

步驟502：接收一影像。

步驟504：在影像上實行影像評估處理以產生與影像構成相關的一等級。

步驟506：顯示該影像及等級。

步驟508：根據等級決定是否擷取影像，即等級是否合格？。若等級合格，實行步驟510，否則，回轉至步驟502。

步驟510：擷取影像。

步驟512：結束。

在影像被真正擷取之前，於預覽模態下在預覽影像上重複實行影像擷取方法50。在預覽模態中，攝影師可改變縮放參數及移動數位相機40以在影像主題(subject)上嘗試不同構成。首先，影像擷取單元400接收一影像(其為預覽影像)，且信號處理單元402於影像上實行影像評估處理。需注意到影像評估處理包含影像評估方法10的步驟。影像分析單元410、計算單元412及定等級單元414於信號處理單元402中實行影像評估處理以產生一等級，如前所述。接著，顯示單元404顯示影像及等級，因此，在步驟508中根據等級決定是否擷取影像。

請注意，影像擷取方法50說明手動拍攝和自動拍攝，且兩者在實行步驟508上略有不同。就手動拍攝而言，步驟508意指在攝影師認可該等級後手動決定是否擷取該影像。若等級合格(意味著攝影師對該等級滿意)，則攝影師可手動按壓快門釋放按鈕以控制影像擷取單元400擷取影像。若攝影師對該等級不滿意，那麽攝影師可改變縮放參數或/及移動數位相機，且影像擷取方法50為下一預覽影像轉至步驟502。

就自動拍攝而言，攝影師設定數位相機40至一特定模態以實行自動拍攝。當攝影師按下快門釋放按鈕時，初始化影像擷取方法50。根據步驟508，數位相機40視等級與預設門檻值的比較結果而自動地決定是否擷取該影像，其中預設門檻值與可接受構成相對應。若等級合格(即等級高於或等於門檻值)，影像擷取單元400則自動地擷取影像，否則，影像擷取單元400接收下個預覽影像，如步驟502。總之，利用影像擷取方法50，攝影師可看到顯示單元404所示的等級且知曉該預覽影像的價值如何，從而決定是否手動地擷取影像或使數位相機40自動地擷取影像。

從上述來看，數位相機40利用影像評估方法10產生與預覽影像的構成相應的顯示等級，以擷取具有更好構成的影像。然而，在攝影師看到等級與影像被實際擷取之間的時間間隔中，影像的構成可能改變。在本發明的另一實施例中，通過影像分析單元410、計算單元412及定等級單元414，數位相機40可在已擷取影像上實行影像評估方法 10，且產生與已擷取影像的構成相關的一等級，這就是所謂的後評估(post-evaluation)。因此，顯示單元404顯示等級，以使攝影師可知已擷取影像的構成有多好。

需注意到根據影像評估方法50，計算單元412可計算理想特徵值，以使預覽模態期間也能將理想構成資訊傳遞給攝影師。請參照第6圖，第6圖是根據本發明的一個實施例的數位相機60的方塊示意圖。數位相機60包含影像擷取單元600、信號處理單元602及顯示單元604。信號處理單元602包含影像分析單元610、計算單元612、定等級單元614及指示單元616。除指示單元616，所有單元及相關操作與第4圖中的數位相機40相似，相應地描述則不再贅述。指示單元616耦接於計算單元612及顯示單元604，用於根據計算單元612所產生的理想特徵值產生顯示於顯示單元604的一指示。顯示單元604顯示該指示以導引攝影師朝著理想構成移動相機或改變縮放參數。指示可為顯示於螢幕上建議攝影師縮小、放大或移向一特定方向的圖標。攝影師可遵循這個圖標以構架具有更好構成的影像。以第2圖和第3圖為例。若第2圖中的影像20為數位相機60的預覽影像，則有指示單元616產生的一箭頭用於指示主物件的理想位置。如第3圖所示，有指示單元616產生的導引線用於指示理想水平線，有助於實現上方成分與下方成分的理想比例。

在一些實施例中，影像評估方法僅計算和輸出指示，而非等級。此外，信號處理單元輸出的顯示或等級並不需要為一顯示形式，例如， 其可以是提供給揚聲器的一個控制信號。

總之，根據本發明的實施例，影像評估方法產生與影像構成相關的一等級，且影像擷取方法更利用影像評估方法評估構成及決定是否於預覽模態期間擷取影像或是否於影像被擷取之後再擷取。因此，利用影像評估方法及影像擷取方法的數位相機協助攝影師輕鬆拍攝具有更好構成的照片。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之範疇。任何習知技藝者可依據本發明之精神輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利範圍應以申請專利範圍為準。

10‧‧‧影像評估方法

400、600‧‧‧影像擷取單元

20、30‧‧‧影像

402、602‧‧‧信號處理單元

40、60‧‧‧數位相機

404、604‧‧‧顯示單元

50‧‧‧影像擷取方法

410、610‧‧‧影像分析單元

412、612‧‧‧計算單元

616‧‧‧指示單元

414、614‧‧‧定等級單元

100~108、500~512‧‧‧步驟

第1圖是根據本發明的一個實施例的影像評估方法的流程圖。

第2圖及第3圖是說明影像評估方法的實施例的示意圖。

第4圖是根據本發明的一個實施例的數位相機的方塊示意圖。

第5圖是根據本發明的影像擷取方法的流程圖。

第6圖是根據本發明的一個實施例的數位相機的方塊示意圖。

10‧‧‧影像評估方法

100~108‧‧‧步驟

Claims (18)

1. 一種影像評估方法，用於一數位相機，所述影像評估方法包含：實行一影像評估處理於數位相機接收之影像上，所述影像評估處理包含：分析所述影像的構成以獲得所述影像的構成的一特徵；計算一理想特徵值、一真實特徵值及所述理想特徵值與所述真實特徵值之間的一差值；以及根據所述差值產生一等級以顯示與所述影像的構成相關的品質；輸出所述影像及所述等級；擷取所述影像，產生一已擷取影像；在所述已擷取影像上實行所述影像評估處理以產生於所述已擷取影像的構成品質相關的一後評估等級；以及顯示所述後評估等級。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像評估方法，其中所述構成的所述特徵為所述影像中主成分的比例或所述影像中一主物件的一位置。
3. 一種影像擷取方法，用於一數位相機，所述影像擷取方法包含： 接收一影像；於所述影像上實行一影像評估處理，以產生與所述影像的構成相關的一等級；輸出所述影像及所述等級；擷取所述影像，產生一已擷取影像；在所述已擷取影像上實行所述影像評估處理以產生於所述已擷取影像的構成品質相關的一後評估等級；以及顯示所述後評估等級。
4. 如申請專利範圍第3項所述之影像擷取方法，其中在接收一控制信號以擷取所述影像之前重複執行所述接收步驟、實行影像評估處理步驟及輸出步驟。
5. 如申請專利範圍第3項所述之影像擷取方法，其中當所述等級高於或等於一預設門檻值時，由所述數位相機自動實行擷取所述影像的步驟。
6. 如申請專利範圍第3項所述之影像擷取方法，其中所述影像評估處理包含：分析所述影像的構成以獲得所述影像的構成的一特徵；計算一理想特徵值、一真實特徵值及所述理想特徵值與所述真實特徵值之間的一差值；以及根據所述差值產生所述等級以顯示與所述影像的構成相關的品質。
7. 如申請專利範圍第6項所述之影像擷取方法，其中所述構成的所述特徵為所述影像中主成分的比例或所述影像中一主物件的一位置。
8. 如申請專利範圍第7項所述之影像擷取方法，其中所述影像評估處理包含：分析所述已擷取影像的構成以獲得所述已擷取影像的構成的一特徵；計算一理想特徵值、一真實特徵值及所述理想特徵值與所述真實特徵值之間的一差值；以及根據所述差值產生所述後評估等級以顯示與所述影像的構成相關的品質。
9. 如申請專利範圍第3項所述之影像擷取方法，其中於擷取所述影像後在所述影像上實行所述影像評估處理。
10. 如申請專利範圍第3項所述之影像擷取方法，更包含：產生一指示，用以指示一理想構成。
11. 如申請專利範圍第10項所述之影像擷取方法，其中所述指示為提供給一揚聲器的一控制信號。
12. 如申請專利範圍第10項所述之影像擷取方法，其中所述指示為一攝影師用於擷取具有所述理想構成的所述影像的一導引。
13. 一種數位相機，包含：一影像擷取單元，用於接收一影像及擷取所述影像，產生一已擷取影像；一信號處理單元，耦接於所述影像擷取單元，用於在所述影像上實行一影像評估處理，以產生與所述影像的構成品質相關的一等級作為一參考，且對所述已擷取影像實行所述影像評估處理以產生於所述已擷取影像的構成品質相關的一後評估等級；以及一顯示單元，耦接於所述信號處理單元，用於顯示所述影像、所述等級及所述後評估等級。
14. 如申請專利範圍第13項所述之數位相機，其中當所述等級高於或等於一預設門檻值時，所述數位相機自動地擷取所述影像。
15. 如申請專利範圍第13項所述之數位相機，其中所述信號處理單元包含：一影像分析單元，耦接於所述影像擷取單元，用於分析所述影像以獲得所述影像的構成的一特徵；一計算單元，耦接於所述影像分析單元，用於計算一理 想特徵值、一真實特徵值及所述理想特徵值與所述真實特徵值之間的一差值；以及一定等級單元，耦接於所述計算單元及所述顯示單元，用於根據所述差值產生與所述影像的構成品質相關的所述等級。
16. 如申請專利範圍第15項所述之數位相機，其中所述構成的所述特徵為所述影像中主成分的比例或所述影像中一主物件的一位置。
17. 如申請專利範圍第13項所述之數位相機，其中所述信號處理單元在一已擷取影像上實行所述影像評估處理。
18. 如申請專利範圍第13項所述之數位相機，其中所述信號處理單元包含一指示單元，用於產生一指示，以指示一理想構成。