TWI524760B - 照相機陣列校正方法 - Google Patents

Description

照相機陣列校正方法

下列敘述是有關於一種照相機陣列校正方法，特別是，有關於一種能讓照相元件陣列之不同照相元件產生相同亮度及顏色的校正方法。

照相機陣列(camera array)可由多個小型照相元件組成，利用其所產生的多張影像可應用於多個方面，其最主要的應用在於將此多張影像組合成一影像。但若是原始的多張影像之亮度或顏色變異太大時，將會增加在影像組合上時之困難。

現有的方式是利用在每一個照相元件上配置一套自動曝光(auto exposure)以及自動白平衡(auto white balance)演算法，使每一個照相元件可獨立運作。但當照相元件數量增加時，則必須在每一個照相元件上配置不同的演算法，使此照相元件陣列擷取影像產生近似之亮度或顏色，然而此種方式會造成運算量過為龐大，且由於每個照相元件所擺放的位置不同，其拍攝角度亦會有偏移之現象，進而影響到照相元件陣列擷取影像時之亮度或顏色，而無法產生一致的曝光結果。

本發明實施例之態樣係針對一種照相機陣列校正方法，能夠讓照相機陣列上的每一個照相元件同時產生相同或相似亮度或顏色的影像，進而產生一致的影像特徵。

本發明實施例之態樣係針對一種照相機陣列校正方法，利用事先量測各照相元件特性，使不同的照相元件在拍攝期間內可以進行相對差額補償，進而有效減少因元件數量增加所產生的運算量。

基於上述目的，本創作係提供一種照相機陣列校正方法，其適用於一第一照相元件與一第二照相元件之間的影像校正，照相機陣列校正方法包含下列步驟：利用第一照相元件及第二照相元件擷取一發光源之影像以分別產生第一影像及第二影像。根據第一影像之第一紅色影像資料、第一綠色影像資料及第一藍色影像資料以及第二影像之第二紅色影像資料、第二綠色影像資料及第二藍色影像資料，分別計算第一紅色影像增益值、第一綠色影像增益值、第一藍色影像增益值、第二紅色影像增益值、第二綠色影像增益值及第二藍色影像增益值。計算第二影像之紅色影像增益比例、綠色影像增益比例及藍色影像增益比例，其中紅色影像增益比例為第二紅色影像增益值與第一紅色影像增益值之比例、綠色影像增益比例為第二綠色影像增益值與第一綠色影像增益值之比例及藍色影像增益比例為第二藍色影像增益值與第一藍色影像增益值之比例。當第一照相元件和第二照相元件再次擷取外部環境之影像以產生第三影像和第四影像時，產生第三影像之紅色影像校正增益、綠色影像校正增益以及藍色影像校正增益。將紅色影像增益比例、紅色影像校正增益與第二紅色影像資料進行相乘以求得紅色影像校正資料，將綠色影像增益比例、綠色影像校正增益與第二綠色影像資料進行相乘以求得綠色影像校正資料，以及將藍色影像增益比例、藍色影像校正增益與第二藍色影像資料進行相乘以求得藍色影像校正資料。以及根據紅色影像校正資料、綠色影像校正資料及藍色影像校正資料校正第四影像以產生校正影像，使校正影像與第三影像具有相同之影像特徵。

較佳地，第一紅色影像資料或第二紅色影像資料包含紅色成份影像之亮度或紅色成份影像之白平衡值，第一綠色影像資料或第二綠色影像資料包含綠色成份影像之亮度或綠色成份影像之白平衡值，第一藍色影像資料或第二藍色影像資料包含藍色成份影像之亮度或藍色成份影像之白平衡值。

較佳地，第二照相元件之解析度係低於第一照相元件之解析度。

較佳地，校正影像係透過一內插補點處理使其具有與第三影像相同之解析度。

較佳地，第一紅色影像增益值為第一綠色影像資料與第一紅色影像資料之比例，第一綠色影像增益值為第一綠色影像資料與第一綠色影像資料之比例、第一藍色影像增益值為第一綠色影像資料與第一藍色影像資料之比 例、第二紅色影像增益值為第一綠色影像資料與第二紅色影像資料之比例、第二綠色影像增益值為第一綠色影像資料與第二綠色影像資料之比例、第二藍色影像增益值為第一綠色影像資料與第二藍色影像資料之比例。

較佳地，影像特徵包含白平衡或自動曝光值。

較佳地，校正影像與第三影像係一同用於後續之影像處理。

10‧‧‧第一照相元件

20‧‧‧第二照相元件

41‧‧‧處理單元

42‧‧‧儲存單元

51‧‧‧第一影像

52‧‧‧第二影像

53‧‧‧第三影像

54‧‧‧第四影像

64‧‧‧第二紅色影像資料

65‧‧‧第二綠色影像資料

66‧‧‧第二藍色影像資料

79‧‧‧紅色影像增益比例

80‧‧‧綠色影像增益比例

81‧‧‧藍色影像增益比例

85‧‧‧紅色影像校正增益

86‧‧‧綠色影像校正增益

87‧‧‧藍色影像校正增益

89‧‧‧校正影像

91‧‧‧自動白平衡演算法

S1~S6‧‧‧流程步驟

本發明之上述及其他特徵及優勢將藉由參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更顯而易知，其中：第1圖係為根據本發明實施例之照相機陣列校正方法之方塊圖。

第2圖係為根據本發明之另一實施例之照相機陣列校正方法之步驟流程圖。

於此使用，詞彙“與/或”包含一或多個相關條列項目之任何或所有組合。當“至少其一”之敘述前綴於一元件清單前時，係修飾整個清單元件而非修飾清單中之個別元件。

請參閱第1圖，其係為根據本發明實施例之照相機陣列校正方法之方塊圖。本實施例之照相機陣列包含一第一照相元件10以及複數個第二照相元件20，而本照相機陣列校正方法適用於此第一照相元件10與任一第二照相元件20之間的影像校正。本實施例以第一照相元件10之解析度高於第二照相元件20之解析度來舉例實施，且兩者具有相同的曝光時間，但並不以此為限。

在此照相機陣列中，首先利用第一照相元件10以及第二照相元件20擷取一光源之影像，進而產生一第一影像51以及一第二影像52，其中此第一照相元件10以及第二照相元件20可位於同一平面或不同平面上，並由一處理單元41及一儲存單元42進行運算及儲存，其中此處理單元41及儲存單元42可包含於一電子裝置或於第二照相元件20中。

利用處理單元41針對第一影像51及第二影像52計算一第一紅 色影像增益值、一第一綠色影像增益值、一第一藍色影像增益值、一第二紅色影像增益值、一第二綠色影像增益值以及一第二藍色影像增益值，其中第一紅色影像增益值等於第一綠色影像資料與第一紅色影像資料相除之結果，第一綠色影像增益值等於第一綠色影像資料與第一綠色影像資料相除之結果，第一藍色影像增益值等於第一綠色影像資料與第一藍色影像資料相除之結果、第二紅色影像增益值等於第一綠色影像資料與第二紅色影像資料64相除之結果，第二綠色影像增益值等於第一綠色影像資料與第二綠色影像資料65相除之結果，第二藍色影像增益值等於第一綠色影像資料與第二藍色影像資料66相除之結果，其舉例範例如表一所示，表一中第一影像51及第二影像52在同一光源下所擷取之影像中之一像素的影像資料，其單位為亮度值。

根據第一紅色影像增益值、第一綠色影像增益值、第一藍色影像增益值、第二紅色影像增益值、第二綠色影像增益值以及第二藍色影像增益值以得到第二影像之紅色影像增益比例79、綠色影像增益比例80及藍色影像增益比例81，其中紅色影像增益比例79等於第二紅色影像增益值與第一紅色影像增益值相除之結果，綠色影像增益比例80等於第二綠色影像增益值與第一綠色影像增益值相除之結果，以及藍色影像增益比例81等於第二藍色影像增益值與第一藍色影像增益值相除之結果。而此紅色影像增益比例79、綠色影像增益比例80及藍色影像增益比例81則儲存於儲存單元42中。其舉例數據如表二所示。

當第一照相元件10和第二照相元件20再次擷取外部環境之影像以產生第三影像53和第四影像54時，此時可利用處理單元41內之一自動白平衡演算法91以計算第三影像53之紅色影像校正增益85、綠色影像校正增益86及藍色影像校正增益87，自動白平衡演算法91可包含Median Cut Algorithm、Voronoi Diagram等習知技術。其舉例數據如表三所示。

此時第二照相元件20只需將第二紅色影像資料64、第二綠色影像資料65以及第二藍色影像資料66傳送至處理單元41中進行計算，即可產生一紅色影像校正資料、一綠色影像校正資料及一藍色影像校正資料。其中此紅色影像校正資料等於紅色影像增益比例79、紅色影像校正增益85與第二紅色影像資料64進行相乘的結果，綠色影像校正資料等於綠色影像增益比例80、綠色影像校正增益86與第二綠色影像資料65進行相乘的結果，藍色影像校正資料等於藍色影像增益比例81、藍色影像校正增益87與第二藍色影像資料66進行相乘的結果。

進一步地，處理單元41根據此紅色影像校正資料、綠色影像校正資料及藍色影像校正資料校正第四影像54以產生一校正影像89，使此校正影像89與第三影像53具有相同的白平衡影像特徵，使此校正影像89與第三影像53可一同用於後續之影像處理，如進行組合影像或是建立一3D影像。其舉例數據如表四所示，由表四可看出計算出之校正影像89其影像資料之亮度等於第三影像之亮度值。

第2圖係為根據本發明之另一實施例之照相機陣列校正方法之步驟流程圖。步驟S1利用第一照相元件及第二照相元件擷取一發光源之影像以分別產生第一影像及第二影像。步驟S2根據第一影像之第一紅色影像資料、第一綠色影像資料及第一藍色影像資料以及第二影像之第二紅色影像資料、第二綠色影像資料及第二藍色影像資料，分別計算一第一紅色影像增益值、一第一綠色影像增益值、一第一藍色影像增益值、一第二紅色影像增益值、一第二綠色影像增益值及一第二藍色影像增益值。詳細之增益值計算方式如同上述實施例所述，故在此不進行贅述。

步驟S3計算第二影像之紅色影像增益比例、綠色影像增益比例及藍色影像增益比例。步驟S4係當第一照相元件和第二照相元件再次擷取外部環境之影像以產生第三影像和第四影像時，產生第三影像之紅色影像校正增益、綠色影像校正增益以及藍色影像校正增益。其產生方式如上述實施例與表三所顯示。

步驟S5將紅色影像增益比例、紅色影像校正增益與第二紅色影像資料進行相乘以求得一紅色影像校正資料，將綠色影像增益比例、綠色影像校正增益與第二綠色影像資料進行相乘以求得綠色影像校正資料，以及將藍色影像增益比例、藍色影像校正增益與第二藍色影像資料進行相乘以求得藍色影像校正資料。步驟S6由處理單元根據紅色影像校正資料、綠色影像校正資料及藍色影像校正資料校正第四影像以產生校正影像，使校正影像與第三影像具有相同之一影像特徵。其結果如上述表四所述，第三影像53與校正影像89具有相同之亮度值。

綜合以上所述可得知，透過本發明之照相機陣列校正方法能夠讓照相機陣列上的每一個照相元件產生相同亮度或顏色的影像，進而產生一致的影像特徵，並且可使計算量不隨照相元件數量之增加而隨之遞增。

雖然本發明已參照其例示性實施例而特別地顯示及描述，將為 所屬技術領域具通常知識者所理解的是，於不脫離以下申請專利範圍及其等效物所定義之本發明之精神與範疇下可對其進行形式與細節上之各種變更。

S1~S6‧‧‧流程步驟

Claims (7)

1. 一種照相機陣列校正方法，適用於一第一照相元件與一第二照相元件之間的影像校正，該照相機陣列校正方法包含：利用該第一照相元件及該第二照相元件擷取一發光源之影像以分別產生一第一影像及一第二影像；根據該第一影像之一第一紅色影像資料、一第一綠色影像資料及一第一藍色影像資料以及該第二影像之一第二紅色影像資料、一第二綠色影像資料及一第二藍色影像資料，分別計算一第一紅色影像增益值、一第一綠色影像增益值、一第一藍色影像增益值、一第二紅色影像增益值、一第二綠色影像增益值及一第二藍色影像增益值；計算該第二影像之一紅色影像增益比例、一綠色影像增益比例及一藍色影像增益比例，其中該紅色影像增益比例為該第二紅色影像增益值與該第一紅色影像增益值之比例、該綠色影像增益比例為該第二綠色影像增益值與該第一綠色影像增益值之比例及該藍色影像增益比例為該第二藍色影像增益值與該第一藍色影像增益值之比例；當該第一照相元件和該第二照相元件再次擷取外部環境之影像以產生一第三影像和一第四影像 時，產生該第三影像之一紅色影像校正增益、一綠色影像校正增益以及一藍色影像校正增益；將該紅色影像增益比例、該紅色影像校正增益與該第二紅色影像資料進行相乘以求得一紅色影像校正資料，將該綠色影像增益比例、該綠色影像校正增益與該第二綠色影像資料進行相乘以求得一綠色影像校正資料，以及將該藍色影像增益比例、該藍色影像校正增益與該第二藍色影像資料進行相乘以求得一藍色影像校正資料；以及根據該紅色影像校正資料、該綠色影像校正資料及該藍色影像校正資料校正該第四影像以產生一校正影像，使該校正影像與該第三影像具有相同之一影像特徵。
2. 如申請專利範圍第1項所述之照相機陣列校正方法，其中該第一紅色影像資料或該第二紅色影像資料包含紅色成份影像之亮度或紅色成份影像之白平衡值，該第一綠色影像資料或該第二綠色影像資料包含綠色成份影像之亮度或綠色成份影像之白平衡值，該第一藍色影像資料或該第二藍色影像資料包含藍色成份影像之亮度或藍色成份影像之白平衡值。
3. 如申請專利範圍第1項所述之照相機陣列校正方法，其中該第二照相元件之解析度係低於該第一照相元件之解析度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之照相機陣列校正方法，其中該校正影像係透過一內插補點處理使其具有與該第三影像相同之解析度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之照相機陣列校正方法，其中該第一紅色影像增益值為該第一綠色影像資料與該第一紅色影像資料之比例，該第一綠色影像增益值為該第一綠色影像資料與該第一綠色影像資料之比例、該第一藍色影像增益值為該第一綠色影像資料與該第一藍色影像資料之比例、該第二紅色影像增益值為該第一綠色影像資料與該第二紅色影像資料之比例、該第二綠色影像增益值為該第一綠色影像資料與該第二綠色影像資料之比例、該第二藍色影像增益值為該第一綠色影像資料與該第二藍色影像資料之比例。
6. 如申請專利範圍第1項所述之照相機陣列校正方法，其中該影像特徵包含白平衡或自動曝光值。
7. 如申請專利範圍第1項所述之照相機陣列校正方法，其中該校正影像與該第三影像係一同用於後續之影像處理。