TWI486058B - 影像擷取裝置及其影像合成方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種影像擷取裝置及其影像合成方法，特別是有關於一種可對拍攝場景進行多種的曝光亮度分析，以進一步合成高動態範圍影像之影像擷取裝置及其影像合成方法。
高動態範圍(High Dynamic Range,HDR)檔是一種特殊圖形檔格式，它的每一個圖元除了普通的RGB資訊，還有該點的實際亮度資訊。普通的圖形檔每個圖元只有0至255的灰度範圍，這實際上是不夠的。想像一下太陽的發光強度和一個純黑的物體之間的灰度範圍或者說亮度範圍的差別，遠遠超過了256個級別。因此，一張普通的白天風景圖片，看上去白雲和太陽可能都呈現是同樣的灰度/亮度，都是純白色，但實際上白雲和太陽之間實際的亮度不可能一樣，它們之間的亮度差別是巨大的。因此，普通的圖形檔格式是很不精確的，遠遠沒有記錄到現實世界的實際狀況。
高動態範圍是指一個場景的最亮和最暗部分之間的相對比值。一張高動態範圍影像，它記錄了遠遠超出256個級別的實際場景的亮度值，超出的部分在螢幕上是顯示不出來的。可以這樣想像：
在Photoshop裡打開一張從室內往窗外拍的圖片，窗外的部分處在強烈的陽光下，曝光過度，呈現的是一片白色，沒有多少細節。你將毫無辦法，調暗只會變成灰色而已，並不會呈現更多的細節。但如果同一場景是由高動態範圍影像所記錄的話，減低曝光度，原來純白的部分將會呈現更多的細節。
目前合成高動態範圍影像，大多都是針對同一場景，以固定的曝光值來拍攝數張影像，每張影像的曝光值約略差1至2曝光值(Expose Value,EV)之曝光補償，或是更少，來嘗試結合多張不同曝光影像來包含該場景的影像動態。然而，現有的方法，由於每張影像的動態有限，所以得拍攝多張影像來合成，然一般相機的處理能力有限，無法在短時間內處理3張以上的影像時，我們就得從中選出幾張影像進行合成。例如，針對2至3張影像進行處理，且以固定的曝光補償來拍攝2至3張影像，來合成高動態範圍影像。然而，此種方式有時因場景的關係，無法有效地選出恰當的曝光補償值來拍攝或處理影像，因而常常無法產生預期的高動態範圍影像。又，因此，以需求來說，設計一理想的影像擷取裝置及其影像合成方法，來合成高動態範圍影像，已成市場應用上之一刻不容緩的議題。
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影像擷取裝置及其影像合成方法，以解決習知的技術將不同曝光補償的影像一併進行合成，所造成之高動態範圍影像處理時間及影像品質不如預期的問題。
根據本發明之目的，提出一種影像擷取裝置，其包含一影像擷取模組、一曝光模組以及一處理模組。影像擷取模組係對一場景擷取一高位元場景影像。曝光模組係對該場景做測光，以產生複數個色階分佈圖。處理模組係根據該些色階分佈圖運算出該高位元場景影像於不同曝光條件之複數個離散值，且該處理模組根據至少二最高之離散值對該高位元場景影像進行影像處理，以產生至少二不同亮度條件之低位元暫時影像，並將該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像進行影像合成，以產生一儲存影像。
其中，該曝光模組係以複數種曝光補償對該場景進行測光，以產生不同曝光條件之該些色階分佈圖。
其中，該曝光模組係就一區間亮度範圍，產生不同曝光條件之該些色階分佈圖。
其中，各該離散值係代表該高位元場景影像於不同曝光補償條件之亮暗變化程度。
其中，該處理模組更包含一轉換單元，該轉換單元根據該至少二最高之離散值將該高位元場景影像轉換成該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像。
其中，該處理模組合成該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像中相同影像物件中的每一像素，以產生該儲存影像。
其中，該儲存影像係為一高動態範圍影像。
根據本發明之目的，再提出一種影像合成方法，係適用於一影像
擷取裝置。該影像合成方法包含下列步驟：由一影像擷取模組對一場景擷取一高位元場景影像；透過一曝光模組對該場景做測光，以產生複數個色階分佈圖；利用一處理模組根據該些色階分佈圖運算出該高位元場景影像於不同曝光條件之複數個離散值；以該處理模組根據至少二最高之離散值對該高位元場景影像進行影像處理，以產生至少二不同亮度條件之低位元暫時影像；以及藉由該處理模組將該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像進行影像合成，以產生一儲存影像。
其中，此方法更包含透過該曝光模組以複數種曝光補償對該場景進行測光，以產生不同曝光條件之該些色階分佈圖。
其中，此方法更包含使用該曝光模組就一區間亮度範圍產生不同曝光條件之該些色階分佈圖。
其中，此方法更包含利用該處理模組之一轉換單元根據該至少二最高之離散值將該高位元場景影像轉換成該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像。
其中，此方法更包含藉由該處理模組合成該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像中相同影像物件中的每一像素，以產生該儲存影像。
其中，各該離散值係代表該高位元場景影像於不同曝光補償條件之亮暗變化程度。
其中，該儲存影像係為一高動態範圍影像。
根據本發明之目的，又提出一種影像擷取裝置，其包含一影像擷取模組、一曝光模組、一處理模組、一轉換模組以及一影像合成模組。影像擷取模組係對一場景擷取一高位元場景影像。曝光模組係對該場景做測光，以產生複數個色階分佈圖。處理模組係根據該些色階分佈圖運算出該高位元場景影像於不同曝光條件之複數個離散值。轉換模組係根據至少二最高之離散值將該高位元場景影像轉換成至少二不同亮度條件之低位元暫時影像。影像合成模組係將該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像合成為一高動態範圍影像。
其中，各該離散值係代表該高位元場景影像於不同曝光補償條件之亮暗變化程度。
承上所述，依本發明之影像擷取裝置及其影像合成方法，其可具有一或多個下述優點：
(1)此影像擷取裝置及其影像合成方法可於拍攝過程中，利用對拍攝場景測光時，進行亮度動態分析，然後按照影像擷取裝置所能處理的影像張數，動態地且有效率地產生不同曝光值之低位元暫時影像，以合成一高動態範圍影像。如此將能縮短高動態範圍影像合成的時間。
(2)此影像擷取裝置及其影像合成方法可於拍攝過程中，利用對拍攝場景測光時，進行亮度動態分析，然後按照影像擷取裝置所能處理的影像張數，動態地且有效率地產生不同曝光值之低位元暫時影像，以合成一高動態範圍影像。如此將能提升高動態範
圍影像合成的品質。
1‧‧‧影像擷取裝置
10‧‧‧影像擷取模組
101‧‧‧高位元場景影像
11‧‧‧曝光模組
111‧‧‧色階分佈圖
12‧‧‧處理模組
13‧‧‧轉換模組
131‧‧‧第一低位元暫時影像
132‧‧‧第二低位元暫時影像
14‧‧‧影像合成模組
141‧‧‧高動態範圍影像
15‧‧‧儲存模組
16‧‧‧顯示模組
41‧‧‧高位元影像之部分區塊
42‧‧‧低位元影像之部分區塊
6‧‧‧電子裝置
60‧‧‧本體
61‧‧‧輸入裝置
S71~S75‧‧‧步驟
第1圖係為本發明之影像擷取裝置一實施例之方塊圖。
第2圖係為本發明之影像擷取裝置一實施例之示意圖。
第3圖係為本發明之影像擷取裝置一實施例影像之各該色階分佈圖之示意圖。
第4圖係為本發明之影像擷取裝置一實施例之高低位元影像轉換之示意圖。
第5圖係為本發明之影像擷取裝置一實施例之高動態範圍影像之合成示意圖。
第6圖係為本發明之具有影像擷取功能之電子裝置一實施例之示意圖。
第7圖係為本發明之影像合成方法之流程圖。
1‧‧‧影像擷取裝置
10‧‧‧影像擷取模組
101‧‧‧高位元場景影像
11‧‧‧曝光模組
111‧‧‧色階分佈圖
12‧‧‧處理模組
13‧‧‧轉換模組
131‧‧‧第一低位元暫時影像
132‧‧‧第二低位元暫時影像
14‧‧‧影像合成模組
141‧‧‧高動態範圍影像
15‧‧‧儲存模組
16‧‧‧顯示模組
Claims (10)
- 一種影像擷取裝置，其包含：一影像擷取模組，係對一場景擷取並產生一高位元場景影像；一曝光模組，係對該場景做測光，以產生複數個色階分佈圖；以及一處理模組，係根據該些色階分佈圖運算出該高位元場景影像於不同曝光條件之複數個離散值，且該處理模組根據至少二最高之離散值對該高位元場景影像進行影像處理，以產生至少二不同亮度條件之低位元暫時影像，並將該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像進行影像合成，以產生一儲存影像；其中該曝光模組係以複數種曝光補償對該場景進行測光，以產生不同曝光條件之該些色階分佈圖。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中該曝光模組係就一區間亮度範圍，產生不同曝光條件之該些色階分佈圖。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中該處理模組更包含一轉換單元，該轉換單元根據該至少二最高之離散值將該高位元場景影像轉換成該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中該處理模組合成該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像中相同影像物件中的每一像素，以產生該儲存影像。
- 一種影像合成方法，係適用於一影像擷取裝置，該影像合成方法包含下列步驟：由一影像擷取模組對一場景擷取並產生一高位元場景影像；透過一曝光模組對該場景做測光，以產生複數個色階分佈圖；利用一處理模組根據該些色階分佈圖運算出該高位元場 景影像於不同曝光條件之複數個離散值；以該處理模組根據至少二最高之離散值對該高位元場景影像進行影像處理，以產生至少二不同亮度條件之低位元暫時影像；以及藉由該處理模組將該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像進行影像合成，以產生一儲存影像；其中該曝光模組係以複數種曝光補償對該場景進行測光，以產生不同曝光條件之該些色階分佈圖。
- 如申請專利範圍第5項所述之影像合成方法，更包含下列步驟：使用該曝光模組就一區間亮度範圍產生不同曝光條件之該些色階分佈圖。
- 如申請專利範圍第5項所述之影像合成方法，更包含下列步驟：利用該處理模組之一轉換單元根據該至少二最高之離散值將該高位元場景影像轉換成該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像。
- 如申請專利範圍第5項所述之影像合成方法，更包含下列步驟：藉由該處理模組合成該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像中相同影像物件中的每一像素，以產生該儲存影像。
- 一種影像擷取裝置，其包含：一影像擷取模組，係對一場景擷取並產生一高位元場景影像；一曝光模組，係對該場景做測光，以產生複數個色階分佈圖；一處理模組，係根據該些色階分佈圖運算出該高位元場景影像於不同曝光條件之複數個離散值；一轉換模組，係根據至少二最高之離散值將該高位元場景影像轉換成至少二不同亮度條件之低位元暫時影像；以及一影像合成模組，係將該至少二不同亮度條件之低位元暫時影像合成為一高動態範圍影像；其中該曝光模組係以複數種曝光補償對該場景進行測光，以產生不同曝光條件之該些色階分佈圖。
- 如申請專利範圍第9項所述之影像擷取裝置，其中各該離散值係代表該高位元場景影像於不同曝光補償條件之亮暗變化程度。
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|---|---|---|---|
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| TW099138917A TWI486058B (zh) | 2010-11-12 | 2010-11-12 | 影像擷取裝置及其影像合成方法 |
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| TWI486058B true TWI486058B (zh) | 2015-05-21 |
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| TW099138917A TWI486058B (zh) | 2010-11-12 | 2010-11-12 | 影像擷取裝置及其影像合成方法 |
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