TWI459814B - 可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置及其控制方法 - Google Patents

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TWI459814B
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Description

可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置及其控制方法
本發明係有關於一種影像擷取裝置,特別是有關於一種可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置及其控制方法,能夠有效節省影像擷取裝置運作時消耗的電力。
近年來,有影像擷取功能之電子裝置愈來愈普及,例如手機、數位相機、數位攝影機等。在此些可攜式電子裝置的研究發展方向中,如何降低電力消耗一直是受關注的焦點。其中,在不影響裝置的運作效能下,如果可以動態的調整操作時脈,在執行某些功能時可用較低的時脈來執行,可有效地降低電力消耗。
舉例而言,數位相機在進入實時取景模式(Live View Mode)時,由於其取像的解析度較低,作為影像暫存區的動態隨機存取記憶體可以使用較低的工作時脈來運作進行資料存取。而當數位相機開始拍攝照片時,由於其取像的解析度較高,其動態隨機存取記憶體則必須以較高的時脈來運作進行資料存取,使拍攝的照片能有較高的畫質。
但是目前市面上的影像擷取裝置無論是執行實時取景模式或是照片拍攝時都是以同頻率的工作時脈來操作,實有電力浪費之虞。因此,如何在動態調整工作時脈時,又可兼顧影像擷取裝置之照片拍攝以及即時取景之螢幕顯示的品質,即為本發明所欲解決之問題。

有鑑於上述習知技藝之問題,本發明之目的就是在提供一種可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置及其控制方法,以解決在影像擷取裝置之拍攝工作結束後,無法調降影像擷取裝置之動態隨機存取記憶體之工作時脈的問題。
根據本發明之目的,提出一種可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其包含:顯示模組,係顯示影像;影像暫存模組,係提供影像暫存區;運算模組,係包含時序產生單元,運算模組將影像暫存模組之時脈調升為第一時脈,以執行影像擷取程序;以及處理模組,係當影像擷取程序結束後,控制時序產生單元停止發送同步訊號給顯示模組,且控制運算模組將第一時脈調降為第二時脈,最後控制時序產生單元重新發送同步訊號給顯示模組。
根據本發明之目的,又提出一種記憶體時脈控制方法,適用於一影像擷取裝置,係包含下列步驟:利用運算模組將影像暫存模組之時脈調升為第一時脈,以執行影像擷取程序;藉由處理模組在影像擷取程序結束後,控制運算模組中之時序產生單元停止發送同步訊號給顯示模組;以處理模組控制運算模組將第一時脈調降為第二時脈;以及經由處理模組控制時序產生單元重新發送同步訊號給顯示模組。
其中,處理模組係重新啟動時序產生單元,使時序產生單元回到預設狀態,以停止發送同步訊號。
其中,當同步訊號被停止發送給顯示模組後,顯示模組係顯示暫時影像。
其中,處理模組係於暫時影像還未消失前,控制時序產生單元發送同步訊號給顯示模組。
其中,影像擷取程序係由影像擷取模組擷取動態影像或靜態影像,經過運算模組處理後,再將動態影像或靜態影像存入以第一時脈運作之影像暫存模組,再進行影像處理。
其中,顯示模組為液晶顯示器。
根據本發明之目的,再提出一種可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其包含:時脈調整手段,用以控制影像擷取裝置之影像暫存區之時脈;影像處理手段,用以在時脈調整手段將影像暫存區之時脈調升為第一時脈後,執行影像處理程序;以及時序控制手段,用以在影像處理程序結束後,停止輸入同步訊號給顯示器,並在時脈調整手段將影像暫存區之時脈調降為第二時脈後,重新輸入同步訊號給顯示器。
其中,時序控制手段係重新啟動顯示器時序產生器,使顯示器時序產生器回到預設狀態,以停止發送同步訊號。
其中,當同步訊號被停止發送給顯示器後,顯示器係顯示暫時影像。
其中,時序控制手段係於暫時影像還未消失前,控制顯示器時序產生器發送同步訊號給顯示器。
承上所述,依本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置及其控制方法,其可具有一或多個下述優點:
(1) 此可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置及其控制方法可以在不停止影像擷取裝置之液晶顯示器輸出影像的情況之下,調降影像擷取裝置之影像暫存區之工作時脈,以節省電子裝置之電力,並延長電子裝置之電池之使用時間。
(2) 此可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置及其控制方法不需要調整電子裝置之電路結構,即可達到省電的目的,因此能在不增加電子裝置製作成本的情況之下,延長電子裝置的待機時間。

以下將參照相關圖式,說明依本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置及其控制方法之實施例,為使便於理解,下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。
本發明之影像擷取裝置可以是數位相機(Digital Still Camera,DSC)、照相手機(Camera Phone)、數位攝影機(Digital Video Camera)或任何具有攝像功能之電子裝置,為便於更暸解本發明之技術特徵,底下是以數位相機為實施例,但並不以此為限。
請參閱第1圖,係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之第一實施例之方塊圖。如圖所示,本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置1包含了影像擷取模組11、運算模組12、處理模組13、影像暫存模組14及顯示模組15。影像擷取模組11係擷取影像111,其可為鏡頭及感光元件等。感光元件可為互補式金氧半導體元件(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)或電荷耦合元件(Charge-Coupled-Device,CCD)等。
當影像擷取裝置1進入實時取景模式(Live View Mode)時,其擷取之影像111經過運算模組12處理後,存入影像暫存模組14,再透過時序產生單元121輸入到顯示模組15。此影像111不需要有太高的解析度,因此,影像暫存模組14可以使用較低的第二時脈142來運作。但是當影像擷取裝置1執行影像擷取程序時,為了要讓擷取之影像有較佳的解析度,並進行影像處理,影像暫存模組14需要以較高的時脈來運作。此影像暫存模組14可為動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)等。
此時,運算模組12係先將影像暫存模組14之工作時脈調升為較高的第一時脈141,再配合影像擷取模組11進行影像擷取程序,使擷取之影像能夠有較高的解析度。而運算模組12可為數位相機或照相手機之特殊應用晶片(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)。此影像擷取程序可為拍攝靜態的照片或是錄製動態的影片等,並且對擷取之影像執行後處理程序。
處理模組13可為中央處理器(Central Processing Unit,CPU)等,而處理模組13可在運算模組12之拍攝工作及影像處理完成後,控制運算模組12內之時序產生單元121停止發送同步訊號1211給顯示模組15,而此時因為顯示模組15不需要由影像暫存模組14提取影像。因此處理模組13可控制運算模組12將影像暫存模組14之工作時脈調降為較低的第二時脈142,使影像擷取裝置1在進入實時取景模式及其它操作模式時,能夠以較低時脈運作,以節省電力。
值得一提的是,當時序產生單元121停止發送同步訊號1211給顯示模組15時,顯示模組15無法接收到任何影像訊號,此時顯示模組15僅顯示一殘存的影像。這個現象是因為顯示模組15本身有遲滯現象的特性,在沒有影像訊號輸入的情況之下,此殘存的影像還是能夠留存一段時間。此時,處理模組13可控制運算模組12將影像暫存模組14之工作時脈調降為較低的第二時脈142,並在此殘存的影像還沒有消失前,控制運算模組12內之時序產生單元121重新發送同步訊號1211給顯示模組15。因此,雖然顯示模組15的訊號有短暫的中斷過,但是使用者仍然可以在顯示模組15上看到殘存的影像,完全不會發覺顯示模組15的訊號曾被停止。因此,本發明可以應用在任何有遲滯現象的顯示器上,例如液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)等。
請參閱第2圖,係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之第一實施例之流程圖。
在步驟S21中,以運算模組將影像暫存模組之工作時脈調升為第一時脈,並配合影像擷取模組執行影像擷取程序。
在步驟S22中:藉由處理模組在影像擷取程序結束後,控制時序產生單元停止發送同步訊號給顯示模組。
在步驟S23中:利用顯示模組顯示一暫時影像。
在步驟S24中:藉由處理模組控制運算模組將影像暫存模組之工作時脈調降為第二時脈。
在步驟S25中:由處理模組在此暫時影像還未消失前,控制時序產生單元發送同步訊號給顯示模組。
請參閱第3圖,係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之第二實施例之方塊圖。如圖所示,本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置3為一數位相機,係包含鏡頭及感光元件31、特殊應用晶片32、中央處理器33、動態隨機存取記憶體34及液晶顯示器35。此特殊應用晶片包含液晶顯示器時序產生器321、鎖相迴路322、液晶顯示器影像產生器323及記憶體實體層(DDR PHY)(未繪於圖中)等。
當數位相機進入實時取景模式時,鏡頭及感光元件31將所擷取之影像311經特殊應用晶片32中之液晶顯示器影像產生器323(LCD Image Data Generator)處理後,存入動態隨機存取記憶體34,再經由液晶顯示器35顯示。由於此時擷取之影像311不需要高解析度,因此動態隨機存取記憶體34可以使用較低的第二時脈342來運作。
而當使用者按下快門鍵,液晶顯示器35上之影像消失,而出現約一至二秒的暗屏。此時中央處理器33可利用特殊應用晶片32中之鎖相迴路322(Phase-Locked Loop,PLL)及動態隨機存取記憶體34中之延遲鎖相迴路(Delay-Locked Loop,DLL)(未繪於圖中)來調升動態隨機存取記憶體34之工作時脈至第一時脈341,以利對擷取之影像作影像處理,並輸出高畫質的影像。
然而,當使用者拍攝完成後,數位相機再次回到實時取景模式,使用者則繼續尋找欲拍攝的目標。此時,數位相機之液晶顯示器35則不允許有任何的暗屏出現。此時中央處理器33則重新啟動液晶顯示器時序產生器321,使其回到預設狀態(Default State),以停止發送同步訊號3211至液晶顯示器35。由於液晶顯示器35沒有從動態隨機存取記憶體34中提取影像,因此中央處理器33可控制特殊應用晶片32中之鎖相迴路322來調降動態隨機存取記憶體34之工作時脈至第二時脈342。
此時,液晶顯示器35顯示一殘存的暫時影像。中央處理器33則需在此暫時影像消失前,控制液晶顯示器時序產生器321重新發送同步訊號3211至液晶顯示器35。當然,除了數位相機外,本發明也可以應用在任何能拍攝動態影像或靜態影像之電子裝置。例如,數位攝影機及照相手機等。
值得一提的是,由於多數的使用者在使用數位相機時,大部份的時間都是在尋找欲拍攝的目標,而數位相機在實際執行拍照及影像處理的時間其實只佔數位相機使用時間的一小部份。然而,習知技藝之數位相機由於無法調降影像暫存區之工作時脈,故不論是拍照或是在實時取景模式及其它操作模式時,影像暫時區均需要以較高的第一時脈341來運作,而造成電力的浪費。因此,本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置及其控制方法確實能夠解決習知技藝之影像擷取裝置耗電量過大的問題。
在另一方面,本發明之技術領域中之通常知識者也可以結合各個功能性的模組為一整合的裝置,或是將各個功能性的模組拆分為更細部的裝置,更可以用各種有相同功能的手段,來達到相同的目的,這些修改均未脫離本發明之精神與範疇。
請參閱第4圖,係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之第二實施例之流程圖。
在步驟S41中:利用鎖相迴路將動態隨機存取記憶體之工作時脈調升為第一時脈。
在步驟S42中:利用鏡頭及感光元件拍攝照片,並透過液晶顯示器影像產生器處理影像,再將處理後之影像存入動態隨機存取記憶體,以進行影像處理。
在步驟S43中:藉由處理模組在到拍攝照片及影像處理的工作結束後,重新啟動液晶顯示器時序產生器,使液晶顯示器時序產生器回到一預設狀態,並停止發送同步訊號給液晶顯示器。
在步驟S44中:利用液晶顯示器顯示一暫時影像。
在步驟S45中:藉由中央處理器控制時脈控制單元將動態隨機存取記憶體之工作時脈調降為第二時脈。
在步驟S46中:由中央處理器在該暫時影像還未消失前,控制液晶顯示器時序產生器發送同步訊號給液晶顯示器。
請參閱第5圖,係為習知技藝之數位相機之液晶顯示器之時序圖。如圖所示,液晶顯示器第n個幀及第n+1個幀之間包含有效顯示區域(Active Area)51、52及消隱區(Blanking Area)53。由於液晶顯示器在消隱區時不需要影像訊號,因此其動態隨機存取記憶體可以被關閉,以調整其工作時脈。但是,由於消隱區53太短,數位相機之中央處理器無法利用此消隱區53對其動態隨機存取記憶體執行時脈的調整。
請參閱第6圖,係為本發明之數位相機之液晶顯示器之時序圖。如圖所示,液晶顯示器第n-1個幀及第n個幀之間包含有效顯示區域61、62及消隱區66。此消隱區66仍然很短,數位相機之中央處理器要無法利用此消隱區66對其動態隨機存取記憶體執行時脈的調整。但是在液晶顯示器第n個幀時,數位相機之中央處理器重新啟動液晶顯示器時序產生器,使其停止發送同步訊號給液晶顯示器。
由第6圖中可以很明顯的看出,液晶顯示器第n個幀為一不完整的時序,其有效顯示區域62被中斷,而其被取消的有效顯示區域63則成為消隱區65的一部分,使消隱區65遠大於消隱區66。數位相機之中央處理器則可利用消隱區65對其動態隨機存取記憶體執行時脈的調整。而此時液晶顯示器顯示的影像則為有效顯示區域61、62的殘存影像。而當數位相機之中央處理器控制液晶顯示器時序產生器重新發送同步訊號給液晶顯示器時,液晶顯示器則會從第n個幀開始,並立即回到垂直同步(VSYNC)及水平同步(HSYNC)的狀態。當然,本發明並不限定於上述的狀況,中央處理器可以在任何時間停止傳送同步訊號給液晶顯示器,均可以達到相同的效果。
請參閱第7A、7B及7C圖,係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之實際應用示意圖。如圖所示,使用者欲使用本發明之可自動切換記憶體時脈之數位相機拍攝人物的照片。在第7A圖中,使用者正在找尋欲拍攝的目標,數位相機此時處於實時取景模式,此時其動態隨機存取記憶體是以較低的第二時脈運作。
在第7B圖中,使用者按下快門鍵,數位相機之液晶顯示器之影像消失,並出現短暫的暗屏現象,此時其動態隨機存取記憶體之工作時脈則被調升至第一時脈。
在第7C圖中,當拍攝工作及影像處理工作完成後,數位相機之中央處理器則會停止液晶顯示器時序產生器發送同步訊號給液晶顯示器,並調降動態隨機存取記憶體之工作時脈至第二時脈,並在液晶顯示器之暫時影像消失之前,重新發送同步訊號給液晶顯示器。數位相機此時又回到實時取景模式,使用者重新尋找欲拍攝的目標,但由於液晶顯示器之遲滯現象,使用者並不會發現液晶顯示器之影像訊號有短暫的中斷過。
請參閱第8A、8B及8C圖,係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之實際應用示意圖。如圖所示,使用者欲使用本發明之可自動切換記憶體時脈之數位攝影機拍攝人物的影片。在第8A圖中,使用者正在找尋欲拍攝的目標,數位攝影機此時處於實時取景模式。
在第8B圖中,使用者按下拍攝鍵,數位攝影機開始錄製影片,此時由於數位攝影機需錄製高畫質的影像,並進行影像處理,其動態隨機存取記憶體必須以較高的時脈運作。
在第8C圖中,當拍攝工作及影像處理工作完成後,數位攝影機之液晶顯示器之影像訊號也會被短暫的中斷,以調降動態隨機存取記憶體之工作時脈。數位攝影機則重新回到實時取景模式,使用者重新尋找欲拍攝的目標。
儘管前述在說明本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置的過程中,亦已同時說明本發明之記憶體時脈控制方法的概念,但為求清楚起見,以下仍另繪示流程圖詳細說明。
請參閱第9圖,其係為本發明之記憶體時脈控制方法之流程圖。如圖所示,本發明之記憶體時脈控制方法,適用於一影像擷取裝置,該影像擷取裝置包含影像擷取模組、運算模組、處理模組、顯示模組及影像暫存模組。該記憶體時脈控制方法包含下列步驟:
在步驟S91中,利用運算模組將影像暫存模組之時脈調升為第一時脈,以配合影像擷取模組執行影像擷取程序。
在步驟S92中,藉由處理模組在影像擷取程序結束後,控制運算模組中之時序產生單元停止發送同步訊號給顯示模組。
在步驟S93中,利用顯示模組顯示一暫時影像。
在步驟S94中,以處理模組控制運算模組將第一時脈調降為第二時脈。
在步驟S95中,由處理模組在暫時影像還未消失前,控制時序產生單元發送同步訊號給顯示模組。
本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之控制方法的詳細說明以及實施方式已於前面敘述本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置時描述過,在此為了簡略說明便不再重覆敘述。
綜上所述,本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置及其控制方法可以在不停止影像擷取裝置之液晶顯示器輸出影像的情況之下,調降影像擷取裝置之影像暫存區之工作時脈,以節省電力,延長待機時間。另外,本發明不需要調整影像擷取裝置之電路結構,即可達到省電的目的,因此不會增加製作成本。因此,本發明確實可以在不增加影像擷取裝置製作成本的情況之下,改善習知技藝中影像擷取裝置過於耗電的問題。
以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、3...影像擷取裝置
11...影像擷取摸組
111、311...影像
12...運算模組
121...時序產生單元
1211、3211...同步訊號
13...處理模組
14...影像暫存模組
141、341...第一時脈
142、342...第二時脈
15...顯示模組
31...鏡頭及感光元件
32...特殊應用晶片
321...液晶顯示器時序產生器
322...鎖相迴路
323...液晶顯示器影像產生器
33...中央處理器
34...動態隨機存取記憶體
35...液晶顯示器
53、65、66...消隱區
51、52、61、62、64...有效顯示區域
63...被取消的有效顯示區域
S21~S25、S41~S46、S91~S95...步驟流程
第1圖係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之第一實施例之方塊圖。
第2圖係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之第一實施例之流程圖。
第3圖係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之第二實施例之方塊圖。
第4圖係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之第二實施例之流程圖。
第5圖係為習知技藝之數位相機之液晶顯示器之時序圖。
第6圖係為本發明之數位相機之液晶顯示器之時序圖。
第7A、7B及7C圖係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之實際應用示意圖。
第8A、8B及8C圖係為本發明之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置之實際應用示意圖。
第9圖係為本發明之記憶體時脈控制方法之流程圖。

1...影像擷取裝置
11...影像擷取模組
111...影像
12...運算模組
121...時序產生單元
1211...同步訊號
13...處理模組
14...影像暫存模組
141...第一時脈
142...第二時脈
15...顯示模組

Claims (15)

  1. 一種可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其包含:
    一顯示模組,係顯示一影像;
    一影像暫存模組,係提供該影像一暫存區;
    一運算模組,係包含一時序產生單元,該運算模組將該影像暫存模組之時脈調升為一第一時脈,以執行一影像擷取程序;以及
    一處理模組,係當該影像擷取程序結束後,控制該時序產生單元停止發送一同步訊號給該顯示模組,且控制該運算模組將該第一時脈調降為一第二時脈,最後控制該時序產生單元重新發送該同步訊號給該顯示模組。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其中該處理模組係重新啟動該時序產生單元,使該時序產生單元回到一預設狀態,以停止發送該同步訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其中當該同步訊號被停止發送給該顯示模組後,該顯示模組係顯示一暫時影像。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其中該處理模組係於該暫時影像還未消失前,控制該時序產生單元發送該同步訊號給該顯示模組。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其中該影像擷取程序係由一影像擷取模組擷取一動態影像或一靜態影像,經過該運算模組處理後,再將該動態影像或該靜態影像存入以該第一時脈運作之該影像暫存模組,再進行影像處理。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其中該顯示模組為一液晶顯示器。
  7. 一種可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其包含:
    ㄧ時脈調整手段,用以控制該影像擷取裝置之一影像暫存區之時脈;
    一影像處理手段,用以在該時脈調整手段將該影像暫存區之時脈調升為一第一時脈後,執行一影像處理程序;以及
    一時序控制手段,用以在該影像處理程序結束後,停止輸入一同步訊號給一顯示器,並在該時脈調整手段將該影像暫存區之時脈調降為一第二時脈後,重新輸入該同步訊號給該顯示器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其中該時序控制手段係重新啟動一顯示器時序產生器,使該顯示器時序產生器回到一預設狀態,以停止發送該同步訊號。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其中當該同步訊號被停止發送給該顯示器後,該顯示器係顯示一暫時影像。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之可自動切換記憶體時脈之影像擷取裝置,其中該時序控制手段係於該暫時影像還未消失前,控制該顯示器時序產生器發送該同步訊號給該顯示器。
  11. 一種記憶體時脈控制方法,適用於一影像擷取裝置,係包含下列步驟:
    利用一運算模組將一影像暫存模組之時脈調升為一第一時脈,以執行一影像擷取程序;
    藉由一處理模組在該影像擷取程序結束後,控制該運算模組中之一時序產生單元停止發送一同步訊號給一顯示模組;
    以該處理模組控制該運算模組將該第一時脈調降為一第二時脈;以及
    經由該處理模組控制該時序產生單元重新發送該同步訊號給該顯示模組。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之記憶體時脈控制方法,更包含下列步驟:
    藉由該處理模組重新啟動該時序產生單元,使該時序產生單元回到一預設狀態,以停止發送該同步訊號。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之記憶體時脈控制方法,其中當該同步訊號被停止發送給該顯示模組後,該顯示模組係顯示一暫時影像。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之記憶體時脈控制方法,更包含下列步驟:
    利用該處理模組於該暫時影像還未消失前,控制該時序產生單元發送該同步訊號給該顯示模組。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之記憶體時脈控制方法,其中該影像擷取程序係由一影像擷取模組擷取一動態影像或一靜態影像,經過該運算模組處理後,再將該動態影像或該靜態影像存入以該第一時脈運作之該影像暫存模組,再進行影像處理。

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