TWI454138B - 調整影像亮度的方法 - Google Patents

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Description

調整影像亮度的方法
本發明是有關於一種影像處理方法，且特別是有關於一種調整影像亮度的方法。
一般攝影是由自動曝光(Auto Exposure，AE)功能來執行曝光運算，讓整體影像達到理想的亮度。當光線不足或曝光時間達安全快門以下時，便要利用閃光燈對亮度來做補償，使得所拍攝的影像不會因為亮度太暗導致無法辨識。
就現有技術而言，閃光燈每次閃光程度並不相同，而閃光燈的穩定度取決於電容容量大小，閃光燈的電容越小時，其放電穩定度越差。當放電穩定度不佳時，每次所拍攝的影像之亮度便會產生差異。因為電容在放電時呈非線性，即使是較大的電容量，隨著放電的長短有不同的穩定度，以致於預閃及主閃穩定度的不佳影響了影像的亮度高低。因此，在拍攝多張影像時，由於閃光燈的穩定度不佳，會導致每張輸出影像的亮度不一致。
而閃光燈補償的方式一般是利用自動曝光參數以及預閃影像來推估出主閃光的強度，而原先補償的方式，是先調降感光度，再進行拍攝，之後再調整數位增益(digital gain)來進行補償。然而，此舉雖可補償影像的亮度，卻會造成在拍攝多張影像時亮度不連續的情況發生。並且，由於調降感光度目標值，會讓通電的時間縮短，閃光燈通電的時間長短也會影響影像的穩定度，時間愈短，愈不穩定。舉例來說，圖1是習知在進行亮度補償之後的亮度分布的示意圖。在圖1中，即是調降感光度而讓影像變暗，然後再提升數位增益來進行補償。如圖1所示，當期望的影像亮度調降愈多，補償結果愈佳，但不連續現象愈明顯。
本發明提供一種調整影像亮度的方法，使得影像擷取裝置在拍攝多張影像時的亮度分布能更連續。
本發明提出一種調整影像亮度的方法，適用於包括閃光燈的影像擷取裝置。在此方法中，提高閃光燈的主閃光的強度，並且依據主閃光所提高的強度，降低感光度。其中，主閃光的強度所提高的百分比與感光度所降低的百分比符合一預設比例。而在閃光燈發出主閃光時，依據所降低之感光度來擷取原始影像(raw image)，以計算原始影像的亮度平均值。並且，依據亮度平均值與亮度目標計算增益比例，便可依據增益比例補償原始影像的亮度。
在本發明之一實施例中，上述在提高閃光燈的主閃光的強度之前，先取得自動曝光參數，並且在閃光燈發出預閃光時擷取預閃影像。接著，依據自動曝光參數以及預閃影像，計算主閃光的輸出時間。之後，更可依據自動曝光參數以及預閃影像，計算主閃光的強度。並且，在計算主閃光的強度之後，依據閃光燈的電容穩定度來決定主閃光的強度欲提高多少。
在本發明之一實施例中，上述在依據增益比例補償原始影像的亮度之後，轉換原始影像為壓縮影像。例如，透過影像重建過程(Image Reproduction Pipeline，IRP)將原始影像轉換為靜態影像壓縮標準(Joint Photographic Experts Group，JPEG)影像。
在本發明之一實施例中，上述調整影像亮度的方法更包括判斷是否開啟閃光燈，以在影像擷取裝置的閃光燈開啟的狀態下，執行上述調整影像亮度的方法。
基於上述，本發明提高主閃燈的強度並且調降感光度來擷取原始影像，之後，再依據亮度目標來決定增益比例，以依據增益比例來補償原始影像的亮度。如此一來，不僅能夠提升閃光燈的影像穩定性，更能夠讓多張影像亮度更連續。
為讓本發明之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。
一般當光線不足或曝光時間達安全快門以下時，會利用閃光燈對亮度來做補償，然而，閃光燈的穩定度不佳，會導致每張輸出影像的亮度不一致。據此，本發明提出一種調整影像亮度的方法，讓閃光燈維持於較穩定的狀態，並且亦能夠進行亮度的補償。為了使本發明之內容更為明瞭，以下特舉實施例作為本發明確實能夠據以實施的範例。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的調整影像亮度的方法流程圖。在本實施例中，調整影像亮度的方法可應用至具有一處理單元的一影像擷取裝置(未繪示)中，以由處理單元來執行調整影像亮度各步驟。影像擷取裝置例如為數位相機或是具有拍照功能的手機，但不以此為限。
請參照圖2，在步驟S205中，將閃光燈的主閃光的強度提高。例如，依據閃光燈的電容穩定度來提高主閃光的強度。接著，在步驟S210中，依據主閃光所提高的強度，來降低感光度。在此，主閃光的強度所提高的百分比與感光度所降低的百分比符合一預設比例。例如，當主閃光的強度提高10%時，則將感光度降低20%。舉例來說，假設影像擷取裝置原先的感光度設定為100，而當主閃光的強度提升10%時，便將感光度調降為80。
然後，在步驟S215中，在閃光燈發出主閃光時，依據所降低之感光度來擷取原始影像(raw image)。也就是說，雖然影像擷取裝置的感光度設定在100，在拍攝時僅會以感光度80來擷取原始影像。
在擷取原始影像之後，如步驟S220所示，計算原始影像的亮度平均值。之後，在步驟S225中，依據亮度平均值與亮度目標計算出增益比例。在此，增益比例=亮度目標/亮度平均值。另外，假設感光度原始設定為100，之後調降為80，其表示增益比例最高可補償1.25(100/80)倍。
最後，在步驟S230中，依據增益比例來補償原始影像的亮度。例如，以增益比例為1.1而言，便是將整張原始影像的亮度乘上1.1。
以下再舉一例來說明拍攝影像的完整流程。圖3是依照本發明另一實施例所繪示的調整影像亮度的方法流程圖。請參照圖3，在步驟S305中，當使用者欲進行拍攝時，判斷閃光燈是否開啟。例如，可由影像擷取裝置依據環境光源來決定是否開啟閃光燈，或者是由使用者於影像擷取裝置的拍攝參數中自行設定是否開啟閃光燈。
當決定開啟閃光燈，則執行步驟S310，取得自動曝光(Auto Exposure，AE)參數，並且在閃光燈發出預閃光時擷取預閃影像。然後，在步驟S315中，依據自動曝光參數以及預閃影像，計算主閃光的輸出時間(即，主閃光打閃的時間長短)。並且，依據自動曝光參數以及預閃影像，計算主閃光的強度。一般而言，在發出主閃光之前會先發出一道功率較低的預閃光來進行預閃，以藉由預閃及自動曝光參數來判斷預測物體的反射率，再依此來決定主閃光的強度以及主閃光的輸出時間。
在計算出主閃光的輸出時間及強度之後，在步驟S320中，將閃光燈的主閃光的強度提高。接著，在步驟S325中，依據主閃光所提高的強度，來降低感光度。並且，在步驟S330中，在閃光燈發出主閃光時，依據所降低之感光度來擷取原始影像。之後，如步驟S335所示，計算原始影像的亮度平均值。而在步驟S340中，依據亮度平均值與亮度目標計算出增益比例。然後，在步驟S345中，依據增益比例來補償原始影像的亮度。在此，步驟S320~步驟S345與上述步驟S205~步驟S230相同，故在此不再詳述。
最後，在步驟S350中，將原始影像轉換為壓縮影像。例如，透過IRP將原始影像轉換為靜態影像壓縮標準(Joint Photographic Experts Group，JPEG)影像。
返回步驟S305，當不開啟閃光燈，則執行步驟S355，直接擷取原始影像，然後，如步驟S350所示，將原始影像轉換為壓縮影像。
以下再舉一例來說明藉由上述方法所改善之成效。圖4是依照本發明一實施例所繪示的影像亮度分布的示意圖。請參照圖4，曲線401代表原始影像尚未進行調整前的亮度分布，曲線403代表原始影像在進行調整後的亮度分布。由圖4可以知道，在進行亮度調整之後，亮度分布更為集中及連續。
綜上所述，在上述實施例中，提高主閃燈的強度並且調降感光度來擷取原始影像，之後，再依據亮度目標來決定增益比例，以依據增益比例來補償原始影像的亮度。並且，由於實際拍攝時的感光度被降低，即便最後依據增益比例而補償原始影像的亮度之後，其感光度亦不會超過原先的設定值。如此一來，提升閃光燈的影像穩定性，降低了硬體的不穩定而影響影像的因子，使得多張影像亮度分布更連續。再者，由於調降了感光度，即使最後補償回去，感光度亦不會高於原始的設定值，因而可有效地抑制雜訊的產生。
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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S205~S230．．．本發明一實施例之調整影像亮度的方法各步驟
S305~S355．．．本發明另一實施例之調整影像亮度的方法各步驟
401、403．．．曲線
圖1是習知在進行亮度補償之後的亮度分布的示意圖。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的調整影像亮度的方法流程圖。
圖3是依照本發明另一實施例所繪示的調整影像亮度的方法流程圖。
圖4是依照本發明一實施例所繪示的影像亮度分布的示意圖。
S205~S230．．．本發明一實施例之調整影像亮度的方法各步驟

Claims (6)

  1. 一種調整影像亮度的方法，適用於一影像擷取裝置，該影像擷取裝置包括一閃光燈，該方法包括：提高該閃光燈的一主閃光的強度；依據該主閃光所提高的強度，降低一感光度，其中該主閃光的強度所提高的百分比與該感光度所降低的百分比符合一預設比例；在該閃光燈發出該主閃光時，依據所降低之該感光度來擷取一原始影像；計算該原始影像的一亮度平均值；依據該亮度平均值與一亮度目標計算一增益比例；以及依據該增益比例補償該原始影像的亮度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之調整影像亮度的方法，其中在提高該閃光燈的該主閃光的強度的步驟之前，更包括：取得一自動曝光參數，並且在該閃光燈發出一預閃光時擷取一預閃影像；以及依據該自動曝光參數以及該預閃影像，計算該主閃光的輸出時間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之調整影像亮度的方法，其中在取得該自動曝光參數，並且在該閃光燈發出該預閃光時擷取該預閃影像的步驟之後，更包括：依據該自動曝光參數以及該預閃影像，計算該主閃光的強度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之調整影像亮度的方法，其中提高該閃光燈的該主閃光的強度的步驟包括：在計算該主閃光的強度之後，依據該閃光燈的電容穩定度來提高該主閃光的強度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之調整影像亮度的方法，其中在依據該增益比例補償該原始影像的亮度的步驟之後，更包括：轉換該原始影像為一壓縮影像。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之調整影像亮度的方法，其中轉換該原始影像為該壓縮影像的步驟包括：透過影像重建過程(Image Reproduction Pipeline，IRP)轉換該原始影像為該壓縮影像。
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