TWI472222B - Image brightness compensation method and digital image pickup device with image brightness compensation - Google Patents

Description

影像亮度補償方法及其具有影像亮度補償的數位攝像裝置

一種影像處理方法及其裝置，特別有關於一種影像亮度補償方法與數位攝像裝置。

隨著攝影裝置的普及化，使用攝影裝置的機會也增加不少。以這些攝影裝置拍攝影像時，拍攝時的亮度會直接影響到成像品質及影像的可辨識度。特別是在拍攝場地的光線不足，或是曝光時間未達到安全快門的要求的情況下，更需要以閃光燈補足拍攝環境之亮度，藉由閃光燈補足所拍攝影像的亮度，使所拍攝影像不會因為亮度太暗，使影像產生無法辨識的區域。

請參考「第1A圖」所示，其係為習知之閃光燈拍攝影像的流程圖。首先，發出預閃並拍攝預閃影像(步驟S110)。擷取攝影裝置之自動曝光時間(步驟S120)。然後，依據預閃影像與自動曝光時間估算主閃時間長度(步驟S130)。一般而言，閃光燈具有兩種擊發模式，一種是全閃擊發而另一種是主閃擊發。全閃擊發係將閃光燈的出力設為最大出力。換句話說，就是閃光燈可以投射的最遠距離。另外，主閃擊發係根據被攝物之距離(通常係為全閃內之距離)，將閃光燈設定為相應的出力。

依據主閃時間長度發出主閃光，並拍攝原始影像(步驟S140)。最後，對原始影像進行影像處理，並輸出為預設影像檔案(步驟S150)。藉由這上述步驟，擷取影像時，攝影裝置得以判斷 何時需使用閃光燈拍攝影像。請另外參考「第1B圖」所示，其係為習知技術的閃光補償亮度之實驗數據示意圖。

習知攝影裝置在拍攝前需要發出一次預閃，其係用以偵測攝影裝置與被攝物間的距離。為能進行偵測攝影裝置與被攝物件間的距離，在攝影裝置中需要額外的設置偵測單元與相應電路。這樣一來，攝影裝置的體積與重量會隨之增加。另一方面，對於廠商而言更是一項製造的成本。

鑒於以上的問題，本發明的主要目的在於提供一種影像亮度補償方法，應用於數位攝像裝置於拍攝過程中對數位影像進行亮度的調整，特別是對於被攝物位於閃光燈最大出力的範圍外的情況。

為達上述目的，本發明所揭露之一種影像亮度補償方法包括以下步驟：預先擷取目標影像，並記錄目標資訊；觸發閃光燈，並同時擷取原始影像；根據目標資訊與原始影像之間亮度的差異判斷是否符合亮度門檻值；若不符合亮度門檻值時，則根據目標資訊用以對原始影像進行亮度補償程序；最後產生輸出影像。

從本發明的另一觀點，本發明提出一種具有影像亮度補償的數位攝像裝置。

為達上述目的，本發明所揭露之一種具有影像亮度補償的數位攝像裝置中包括有：感光單元、閃光燈、儲存單元、亮度補償 程序與處理單元。感光單元用以擷取數位影像之訊號；閃光燈用以對數位影像進行外部環境的亮度補償；儲存單元電性連結於感光單元，儲存單元用以儲存亮度補償程序與數位影像；處理單元電性連結於感光單元、閃光燈與儲存單元，處理單元用以執行亮度補償程序，亮度補償程序包括以下步驟：預先擷取目標影像，並記錄目標資訊；觸發閃光燈，並同時擷取原始影像；根據目標資訊與原始影像之間的亮度差異判斷是否符合亮度門檻值；若不符合亮度門檻值時，則根據目標資訊用以對原始影像進行亮度補償程序；當完成亮度補償後再產生輸出影像。

本發明提供了一種數位影像的影像亮度補償方法及其裝置。使得在拍攝的過程中不需使用預閃，亦可達到適合強度的閃光燈之補償效果。

有關本發明的特徵與實作，茲配合圖示作最佳實施例詳細說明如下。

本發明之目的及提出之在下列較佳實施例中詳細說明之。然而本發明之概念亦可用於其他範圍。以下列舉之實施例僅用於說明本發明之目的與執行方法，並非用以限制其範圍。請參考「第2圖」所示，其係為本發明之架構示意圖。數位攝像裝置200中包括有：感光單元210、閃光燈220、儲存單元230、亮度補償程序231與處理單元240。感光單元210用以接收被攝物之光電訊號。 閃光燈220用以提供被攝物之外部的亮度補償。儲存單元230電性連接於感光單元210。儲存單元230用以儲存亮度補償程序231與數位影像。處理單元240電性連接於感光單元210、閃光燈220與儲存單元230。處理單元240用以執行亮度補償程序231。

請參考「第3圖」所示，其係為本發明之流程示意圖。首先，數位攝像裝置200在預先拍攝時會擷取目標影像，並記錄目標影像中的目標資訊(步驟S310)。在本發明所述的預先拍攝係為數位攝像裝置200在自動對焦時，數位攝像裝置200會對被攝物拍攝一張目標影像。其中，目標資訊可以是目標影像中人臉亮度、人臉顏色、人臉所佔面積或人臉位置等各項資訊。將閃光燈設定為全閃模式(步驟S320)。隨後，在觸發閃光燈的同時，並擷取原始影像(步驟S330)。其中，原始影像係為RAW影像資料格式。原始影像中亦包括有被攝物的影像資訊，用以記錄被攝物的亮度、顏色或對比等資訊。

根據目標資訊與原始影像之間亮度的差異判斷是否符合亮度門檻值(步驟S340)。若不符合亮度門檻值時，則根據目標資訊用以對原始影像進行亮度補償程序(步驟S350)。並且計算目標影像之亮度增益與原始影像之亮度增益(步驟S351)。調整原始影像之亮度增益，使得目標影像之亮度增益符合原始影像之亮度增益(步驟S352)。最後，根據已調整後的目標影像用以產生輸出影像(步驟S360)。為能清楚說明本發明之運作精神，係以下述例子作為說 明。其中所使用的各項參數並非侷限於此，在此僅先敘明。

請參考「第4A圖」所示，其係為本發明之實施態樣運作之示意圖。首先，數位攝像裝置200進行對焦時，預先取得一張目標影像。在目標影像中至少包括有一被攝物，在此定義其被攝物係為一人臉影像。除此之外亦可以設定為人及其身體。並且由該目標影像更進一步的取得人臉影像的各項資訊。

接下來，將閃光燈220的出力設定成全閃擊發的模式。其中，將全閃擊發的最遠距離設定為第一距離。而被攝物與數位攝像裝置200的距離係為第二距離。數位攝像裝置200在拍攝張原始影像的同時也擊發閃光燈220，用以取得具有閃光燈220補償的被攝物影像。因為在進行自動對焦到拍攝的過程中，被攝物的移動範圍並不會過於劇烈。因此，假設目標影像與原始影像中的被攝物的位移變化可以被視為不變的。

根據目標影像的目標資訊與原始影像的亮度差異，用以判斷其亮度差異是否符合亮度門檻值。在本實施態樣中的目標資訊係以人臉的亮度作為說明。請參考「第4B圖」所示，其係為目標影像與原始影像之亮度差異比較示意圖。在「第4B圖」之左方係為具有人臉影像的目標影像；而「第4B圖」之右方係為原始影像。為表示人臉影像的亮度資訊，在目標影像中具有第一亮度資訊；在原始影像係為第二亮度資訊。處理單元240將目標影像中的第一亮度資訊做為後續所拍攝的原始影像欲達成的亮度目標值。因 為原始影像中的人臉部分因為補光不足，在「第4B圖」中係以黑色網底表示。

接著，處理單元240對原始影像中第二亮度資訊與第一亮度資訊進行比對。因為原始影像中的被攝物位於閃光燈220的最大出力範圍之外。所以在拍攝原始影像時被攝物所接受到閃光燈220的亮度會有所不足。在此利用目標影像中的亮度資訊，對原始影像進行挑調整。請參考「第4C圖」所示，其係為目標影像與原始影像中的人臉亮度曲線圖。在本實施態樣中係將目標資訊與原始資訊進行差值比較，當兩者的差值超過亮度門檻值時，則進行下述亮度補償程序231。

若原始影像不符合亮度門檻值時，處理單元240執行亮度補償程序231，用以將原始影像的亮度調整到目標影像之亮度標準。計算目標影像之亮度增益與原始影像之亮度增益。調整原始影像之亮度增益，使得目標影像之亮度增益符合原始影像之亮度增益。請參考「第4D圖」所示，其係為原始影像經過亮度調整後之實驗數據圖。除了上述的實施態樣外，本發明更可以將人臉面積與亮度結合用以做為原始影像的調整資訊。

本發明提供了一種數位影像的影像亮度補償方法及其攝像裝置。使得在拍攝的過程中不需使用預閃，亦可達到適合強度的閃光燈220之補償效果。

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請求項所界定者為準。

200‧‧‧數位攝像裝置

210‧‧‧感光單元

220‧‧‧閃光燈

230‧‧‧儲存單元

231‧‧‧亮度補償程序

240‧‧‧處理單元

第1A圖係為習知之閃光燈拍攝影像的流程圖。

第1B圖係為習知之閃光補償亮度之實驗數據示意圖。

第2圖係為本發明之架構示意圖。

第3圖係為本發明之流程示意圖。

第4A圖係為本發明之實施態樣運作之示意圖。

第4B圖係為目標影像與原始影像之亮度差異比較示意圖。

第4C圖係為目標影像與原始影像中的人臉亮度曲線圖。

第4D圖係為原始影像經過亮度調整後之實驗數據圖。

Claims (7)

1. 一種影像亮度補償方法，應用於一數位攝像裝置於拍攝過程中對一數位影像進行亮度的調整，特別是對於被攝物大於閃光燈之最大出力範圍外，該影像亮度補償方法包括以下步驟：預先擷取一目標影像，並記錄一目標資訊；將一閃光燈設定為全閃模式，並同時拍攝擷取一原始影像，其中該原始影像係為RAW影像資料格式；根據該目標資訊與該原始影像之間亮度的差異判斷是否符合一亮度門檻值；若不符合該亮度門檻值時，則根據該目標資訊用以對該原始影像進行一亮度補償程序，其中該亮度補償程序更包括以下步驟：計算該目標影像之亮度增益與該原始影像之亮度增益；以及調整該原始影像之亮度增益，使得該目標影像之亮度增益符合該原始影像之亮度增益；以及產生一輸出影像。
2. 如請求項1所述之影像亮度補償方法，其中該目標資訊包括有人臉對比、人臉亮度、人臉顏色、人臉所佔面積或人臉位置。
3. 如請求項1所述之影像亮度補償方法，其中該原始影像中更包括有一影像資訊，其係為經過閃光燈照射後的人臉對比、人臉 亮度、人臉顏色、人臉所佔面積或人臉位置等資訊。
4. 一種具有影像亮度補償的數位攝像裝置，其係可在影像拍攝過程中對一數位影像進行亮度的調整，特別是對於被攝物大於閃光燈之最大出力範圍外，該數位攝像裝置包括有：一感光單元，其係用以擷取該數位影像之訊號；一閃光燈，其係用以對該數位影像進行外部環境的亮度補償；一儲存單元，其係電性連結於該感光單元，該儲存單元用以儲存一亮度補償程序與該數位影像；以及一處理單元，其係電性連結於該感光單元、該閃光燈與該儲存單元，該處理單元用以執行該亮度補償程序：預先擷取一目標影像，並記錄一目標資訊；觸發該閃光燈，並同時擷取一原始影像；根據該目標資訊與該原始影像之亮度間的差異判斷是否符合一亮度門檻值；若不符合該亮度門檻值時，則根據該目標資訊用以對該原始影像進行該亮度補償程序，其中該亮度補償程序更包括以下步驟：計算該目標影像之亮度增益與該原始影像之亮度增益；以及調整該原始影像之亮度增益，使得該目標影像之 亮度增益符合該原始影像之亮度增益；以及產生一輸出影像。
5. 如請求項4所述之具有影像亮度補償的數位攝像裝置，其中該目標資訊係為人臉亮度、人臉顏色、人臉所佔面積或人臉位置。
6. 如請求項4所述之具有影像亮度補償的數位攝像裝置，其中該原始影像係為RAW影像資料格式。
7. 如請求項4所述之具有影像亮度補償的數位攝像裝置，其中該原始影像中更包括有一影像資訊，其係為經過閃光燈照射後的人臉對比、人臉亮度、人臉顏色、人臉所佔面積或人臉位置等資訊。