TWI488498B - 多重防手震系統及其方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種多重防手震系統及其方法,特別是有關於一種利用光學式防手震模組所計算出的殘餘震動量以啟動多張影像疊合(multi-frame blending)技術之多重防手震系統及其方法。
一般在攝像裝置中都存在著手震的問題,特別是對於體積輕薄的數位相機而言,由於使用者手持數位相機的穩定性不夠,因此,常常會在按下快門的瞬間,因為使用者手握持時的抖動或手指按快門的施力而造成了相機的震動,從而拍攝出模糊的影像。
在光學式防手震技術中,通常會設置一個角速度感測器及一個位置感測器於一攝像裝置,藉以分別偵測攝像裝置作動期間內,移動的角度變化資料及位置變化資料,並產生相對應的感測訊號。角速度感測器,如陀螺感測器(Gyo Sensor),係用以偵測攝像裝置於作動期間內的角度、角速度或角加速度變化資料,而位置感測器,如霍爾感測器(Hall effect Sensor),則是用以偵測攝像裝置於作動期間內移動的位置移動量。在藉由感測器偵測移動變化量後,再依據偵測出的資料來計算需要補償的位移量,並且透過補償鏡片組,根據鏡頭的抖動方向及位移量加以補償,進而解決其震動問題。然而光學式防手震補償的能力有限,亦即當手震
幅度大於光學防手震所能補償的範圍時,使用者僅能得到一模糊影像。
在多張影像疊合(multi-frame blending)技術中,通常是使用固定的設定參數以對拍攝後的多張影像進行影像處理,如改變影像的曝光時間,或改變多張影像的疊合張數,將一模糊影像經由多張影像疊合後以得到一清晰影像。然而在某些的狀況來說,並不需要啟動多張影像疊合機制,或不需要如預設張數進行影像疊合動作,即可達到清晰影像,此舉除了造成處理器的負擔外,亦造成使用者等待相片處理的時間過久。
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多重防手震系統及其方法,以解決使用者因操作時的手部晃動而導致影像模糊等問題。
根據本發明之目的,提出一種多重防手震系統,適用於一攝像裝置。此多重防手震系統包含感測模組、第一防手震模組及第二防手震模組。感測模組用以感測攝像裝置的震動訊號。第一防手震模組根據震動訊號進行第一震動補償,並根據第一震動補償計算出殘餘震動量。第二防手震模組根據殘餘震動量進行第二震動補償,以決定多張影像疊合之設定參數。
其中,感測模組可為一位置感測器或一角速度感測器。
其中,震動訊號可包含角度變化資料或位置移動資料。
其中,第一防手震模組可根據手震信號移動攝像裝置之鏡頭或感光元件,以進行第一震動補償。
其中,殘餘震動量為第一防手震模組無法補償之震動量。
其中,第二防手震模組可根據無法補償之震動量進行第二震動補償。
其中,設定參數可包含攝像影像之曝光時間和多張影像疊合(multi-frame blending)之疊合張數。
根據本發明之目的,提出一種多重防手震方法,適用於一攝像裝置,此多重手震方法包含下列步驟。首先,以感測模組感測攝像裝置之震動訊號。接著,以第一防手震模組根據震動訊號進行第一震動補償。再接著,以第一防手震模組根據第一震動補償計算出殘餘震動量。最後,以第二防手震模組根據殘餘震動量進行一第二震動補償,以決定多張影像疊合之設定參數。
其中,感測模組可為一位置感測器或一角速度感測器。
其中,震動訊號可包含角度變化資料或位置移動資料。
其中,以第一防手震模組根據手震信號移動攝像裝置之鏡頭或感光元件,以進行第一震動補償。
其中,殘餘震動量為第一防手震模組無法補償之震動量。
其中,以第二防手震模組可根據無法補償之震動量進行第二震動補償。
其中,設定參數可包含攝像影像之曝光時間和多張影像疊合(multi-frame blending)之疊合張數。
根據本發明之目的,又提出一種多重防手震系統,其適用於一攝
像裝置,此多重防手震系統包含感測模組、光學式防手震模組及多張影像疊合模組。感測模組係感測攝像裝置之震動訊號。光學式防手震模組係根據震動訊號進行機械式防手震補償,並根據機械式防手震補償計算出殘餘震動量。多張影像疊合模組係根據殘餘震動量以啟動多張影像疊合(multi-frame blending)之機制。
其中,多張影像疊合模組更決定多張影像疊合(multi-frame blending)之設定參數,此設定參數可包含攝像影像之曝光時間和多張影像疊合(multi-frame blending)之疊合張數。
其中,光學式防手震模組係根據手震信號移動攝像裝置之鏡頭或感光元件,以進行機械式防手震補償。
承上所述,依本發明之多重防手震系統及其方法,其可具有一或多個下述優點:
(1)此多重防手震系統及其方法可藉由光學式防手震模組所計算出的殘餘震動量啟動多張影像疊合(multi-frame blending)技術,以得到一清晰影像。
(2)此多重防手震系統及其方法結合光學式防手震技術及多張影像疊合技術,即時處理模糊影像以得到一清晰影像。
1、3‧‧‧多重防手震系統
11、31‧‧‧感測模組
12‧‧‧第一防手震模組
121‧‧‧第一震動補償
1211、3212‧‧‧殘餘震動量
13‧‧‧第二防手震模組
131‧‧‧第二震動補償
2‧‧‧攝像裝置
21、41‧‧‧震動訊號
4‧‧‧照相手機
311‧‧‧位置感測器
312‧‧‧角速度感測器
32‧‧‧光學式防手震模組
321‧‧‧機械式防手震補償
33‧‧‧多張影像疊合模組
331‧‧‧多張影像疊合機制
S41-S44、S51-S57‧‧‧步驟
第1圖 係為本發明之多重防手震系統之示意圖。
第2圖 係為本發明之多重防手震系統之第一實施例示意圖。
第3圖 係為本發明之光學式防手震模組一實施例之作用示意圖。
第4圖 係為本發明之多重防手震方法之流程圖。
第5圖 係為本發明之多重防手震方法之第一實施例之流程圖。
以下將參照相關圖式,說明依本發明之多重防手震系統及其方法之實施例,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。
本發明之攝像裝置可以是數位相機(Digital Camera)、照相手機(Camera Phone)、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)或數位攝影機(Digital Video Camera)等各種具有攝像功能的可攜式電子裝置,為便於更暸解本發明之技術特徵,底下是以照相手機為實施例,但並不以此為限。
請參閱第1圖,其係為本發明之多重防手震系統之示意圖。如圖所示,多重防手震系統1適用於攝像裝置2。攝像裝置2可擷取影像及產生影像資料,且攝像裝置2可包含鏡頭、感光元件如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)、類比/數位電路、影像處理器等。此多重防手震系統1包含感測模組11、第一防手震模組12及第二防手震模組13。感測模組11用以感測攝像裝置2的震動訊號21。第一防手震模組12根據震動訊號21以進行第一震動補償121,並根據第一震動補償121的結果計算出殘餘震動量1211。第二防手震模組13藉由殘餘震動量1211以啟動第二震動補償131,並決定多張影像疊合機制的設定參數。
請參閱第2圖,其係為本發明之多重防手震系統之第一實施例示意圖。如圖所示,多重防手震系統3適用於一照相手機4,此多重防手震系統3包含感測模組31、光學式防手震模組32及多張影像
疊合模組33。感測模組31可包含位置感測器311和角速度感測器312,以感測照相手機4的震動訊號41,感測模組31藉由位置感測器311時以得知照相手機4的位置移動量。感測模組31亦可藉由角速度感測器312以得知照相手機4的角速度變化量。
光學式防手震模組32可根據手震信號移動照相手機4的鏡頭或感光元件,以進行機械式防手震補償321,並根據機械式防手震補償321的結果計算出殘餘震動量3212,此殘餘震動量3212即為光學式防手震模組32無法補償的震動量。
多張影像疊合模組33可藉由殘餘震動量3212以啟動多張影像疊合(multi-frame blending)機制331,並決定多張影像疊合機制331的設定參數,設定參數可包含攝像影像的曝光時間或多張影像疊合的疊合張數。
值得一提的是,在多張影像疊合過程中,若發現有一欲疊合的影像(在此稱作暫時影像)無法與一參考影像(在此稱作參考暫時影像)正確疊合時;亦即在估測暫時影像與所選定之參考暫時影像間的幾何轉換參數時。因其誤差過大而造成影像無法有效疊合,或是因為暫時影像中局部物體的變化程度過大,造成暫時影像與參考暫時影像間的誤差過大而無法疊合時,多張影像疊合模組33可針對可正確疊合的暫時影像進行疊合,去除無法疊合的暫時影像。雖然最後疊合的儲存影像亮度可能會不如預期,不過使用者可採用影像處裡的方式來補償儲存影像的亮度,來達到預期的目標。另外,若此些暫時影像間的誤差來自於局部物體的變化,使用者可根據誤差的大小,來決定是否持續拍攝,若是局部變化只佔一小範圍,使用者可持續拍攝,並利用一些去鬼影的方式以
解決局部誤差的情況。如此將能即時處理模糊影像以得到一清晰影像。
請一併參閱第3圖,其係為本發明之光學式防手震模組一實施例之作用示意圖。在本實施例中,可結合感測模組31及光學式防手震模組32的工作範圍與追蹤能力,在一原先模糊影像(如第3圖上半部份所示),進一步地延伸拍出清晰影像之穩定度範圍(如第3圖下半部份所示)。換言之,在光學式防手震模組32可正常工作範圍,就採用光學式防手震模組32來拍攝,當超過光學式防手震模組32之工作範圍與追蹤能力時,就以光學式防手震模組32能處理的範圍來當作最低之曝光時間(有效的安全快門),一般光學式防手震模組32能處理的快門時間,是高於一般的安全快門,因此結合光學式防手震模組32本身的能力,可以來拍攝更長曝光之影像。且根據無法補償的殘餘震動量3212啟動多張影像疊合模組33來疊合影像,並決定包含攝像影像的曝光時間或多張影像疊合的疊合張數的疊合設定參數。
儘管前述在說明本發明之多重防手震系統的過程中,亦已同時說明本發明之多重防手震方法的概念,但為求清楚起見,以下仍另繪示流程圖詳細說明。
請參閱第4圖,其係為本發明之多重防手震方法之流程圖。多重防手震方法適用於一攝像裝置2,此多重防手震方法包含下列步驟。步驟S41,以感測模組11感測攝像裝置2之震動訊號21。感測模組11可為位置感測器或角速度感測器,分別用以感測攝像裝置2之位置移動量和角速度變化量。步驟S42,以第一防手震模組12根據震動訊號21進行第一震動補償121。步驟S43,以第一防手震
模組12根據第一震動補償121計算出殘餘震動量1211。
當第一防手震模組12為一光學式防手震模組時,光學式防手震模組將根據使用者的手震信號移動鏡頭或感光元件,以進行第一震動補償121,並在第一震動補償121結束後,計算未能補償的震動量,即本發明所述之殘餘震動量1211。步驟S44,以第二防手震模組13根據殘餘震動量1211啟動第二震動補償131,以決定多張影像疊合之設定參數。當第二防手震模組13為一多張影像疊合模組時,多張影像疊合模組將開啟多張影像疊合機制以進行第二震動補償131,多張影像疊合模組將根據曝光時間和疊合張數進行影像處理,得到一清晰影像。
請參閱第5圖,其係為本發明之多重防手震方法之第一實施例之流程圖。多重防手震方法適用於一攝像裝置2,此多重防手震方法包含下列步驟。步驟S51,利用位置感測器或角速度感測器偵測一震動訊號。震動訊號包含位置移動資料和角度變化資料。步驟S52,藉由第一防手震模組12進行第一震動補償121。其中,第一防手震模組12可為一光學式防手震模組,光學式防手震模組係根據手震信號移動鏡頭或感光元件,以進行第一震動補償121。
步驟S53,利用處理器判斷是否進行第二震動補償131。當光學式防手震模組所能補償的範圍大於使用者手震幅度時,則處理器僅啟動光學式防手震模組進行震動補償。當第一防手震模組121所能補償的範圍小於使用者手震幅度時,則處理器進一步啟動多張影像疊合模組以進行步驟S54。步驟S54,利用多張影像疊合模組啟動第二震動補償131。
步驟S55,利用多張影像疊合模組計算影像疊合之設定參數,其中設定參數包含曝光時間和多張影像疊合之疊合張數。之後,多張影像疊合模組進行步驟S56。
步驟S56,根據設定參數進行多張影像疊合處理。最後顯示模組將根據補償後的影像進行顯示,即進行步驟S57,利用顯示模組顯示振動補償後之拍攝影像。
本發明除了藉由光學式防手震模組進行第一震動補償外,亦藉由多張影像疊合模組根據殘餘震動量,進行第二手震補償,本發明之多重防手震系統及其方法可藉由雙重震動補償的方式,以得到一清晰影像,以解決使用者拍攝時的手部震動。
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‧‧‧多重防手震系統
11‧‧‧感測模組
12‧‧‧第一防手震模組
121‧‧‧第一震動補償
1211‧‧‧殘餘震動量
13‧‧‧第二防手震模組
131‧‧‧第二震動補償
2‧‧‧攝像裝置
21‧‧‧震動訊號
Claims (12)
- 一種多重防手震系統,適用於一攝像裝置,該多重防手震系統包含:一感測模組,係感測該攝像裝置之一震動訊號,其中該感測模組非藉由複數個靜態影像間之比較而測得該震動訊號;一第一防手震模組,係根據該震動訊號進行一第一震動補償,並根據該第一震動補償計算出一殘餘震動量;以及一第二防手震模組,當該攝像裝置之該震動訊號超過該第一防手震模組所能進行補償之一第一震動補償範圍時,該第二防手震模組才根據該殘餘震動量啟動一第二震動補償,並決定多張影像疊合(multi-frame blending)之設定參數,以疊合複數個暫時影像與一參考暫時影像;當該些暫時影像與該參考暫時影像間之誤差過大而無法正確疊合時,該第二防手震模組則去除無法疊合之該些暫時影像,而僅針對可正確疊合之該些暫時影像進行疊合;其中,當該攝像裝置之該震動訊號不超過該第一防手震模組所能進行補償之該第一震動補償範圍時,僅有該第一防手震模組被驅動。
- 如申請專利範圍第1項所述之多重防手震系統,其中該感測模組係為一位置感測器或一角速度感測器,且該震動訊號係包含角度變化資料或位置移動資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之多重防手震系統,其中該第一防手震模組係根據手震信號移動攝像裝置之鏡頭或感光元件,以進行該第一震動補償。
- 如申請專利範圍第1項所述之多重防手震系統,其中該殘餘震動量係為該第一防手震模組無法補償之震動量。
- 如申請專利範圍第4項所述之多重防手震系統,其中該第二防手震模組係 根據該無法補償之震動量進行該第二震動補償。
- 如申請專利範圍第1項所述之多重防手震系統,其中該設定參數包含攝像影像之曝光時間和該多張影像疊合(multi-frame blending)之疊合張數。
- 一種多重防手震方法,適用於一攝像裝置,該多重手震方法包含下列步驟:以一感測模組感測該攝像裝置之一震動訊號,其中該感測模組非藉由複數個靜態影像間之比較而測得該震動訊號;以一第一防手震模組根據該震動訊號進行一第一震動補償;以該第一防手震模組根據該第一震動補償計算出一殘餘震動量;以及當該攝像裝置之該震動訊號超過該第一防手震模組所能進行補償之一第一震動補償範圍時,才以一第二防手震模組根據該殘餘震動量啟動一第二震動補償,以決定多張影像疊合之設定參數,以疊合複數個暫時影像與一參考暫時影像;當該些暫時影像與該參考暫時影像間之誤差過大而無法正確疊合時,該第二防手震模組則去除無法疊合之該些暫時影像,而僅針對可正確疊合之該些暫時影像進行疊合;其中,當該攝像裝置之該震動訊號不超過該第一防手震模組所能進行補償之該第一震動補償範圍時,僅有該第一防手震模組被驅動。
- 如申請專利範圍第7項所述之多重防手震方法,其中該殘餘震動量係為該第一防手震模組無法補償之震動量,而該第二防手震模組係根據該無法補償之震動量進行該第二震動補償。
- 如申請專利範圍第7項所述之多重防手震方法,其中該設定參數包含攝像影像之曝光時間和該多張影像疊合(multi-frame blending)之疊合張數。
- 一種多重防手震系統,適用於一攝像裝置,該多重防手震系統包含:一感測模組,係感測該攝像裝置之一震動訊號,其中該感測模組非藉由複數個靜態影像間之比較而測得該震動訊號; 一光學式防手震模組,係根據該震動訊號進行一機械式防手震補償,並根據該機械式防手震補償計算出一殘餘震動量;以及一多張影像疊合模組,當該攝像裝置之該震動訊號超過該光學式防手震模組所能進行補償之一震動補償範圍時,該多張影像疊合模組才根據該殘餘震動量啟動多張影像疊合(multi-frame blending)之機制,以疊合複數個暫時影像與一參考暫時影像;當該些暫時影像與該參考暫時影像間之誤差過大而無法正確疊合時,該多張影像疊合模組則去除無法疊合之該些暫時影像,而僅針對可正確疊合之該些暫時影像進行疊合;其中,當該攝像裝置之該震動訊號不超過該光學式防手震模組所能進行補償之該震動補償範圍時,僅有該光學式防手震模組被驅動。
- 如申請專利範圍第10項所述之多重防手震系統,其中該多張影像疊合模組更決定多張影像疊合(multi-frame blending)之設定參數。
- 如申請專利範圍第11項所述之多重防手震系統,其中該設定參數包含攝像影像之曝光時間和該多張影像疊合(multi-frame blending)之疊合張數。
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