TWI537875B - 影像合成方法與影像處理裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種影像處理方法，且特別是有關於一種影像合成方法與影像處理裝置。
隨著光學技術的進步，可調整光圈、快門甚至可更換鏡頭的數位相機逐漸普及，數位相機的功能也趨於多樣化。但以現有的光學系統而言，由於多個物體在立體場景中具有不同的遠近，故無法在單次拍攝影像的過程中取得完全清晰的影像。亦即，受到鏡頭光學特性的限制，在使用數位相機取像時只能選擇其中一個深度來進行對焦，故在成像中處於其他深度的景物會較為模糊。
然而，習知產生全清晰影像的方法大多先將彩色的影像檔案轉換為灰階檔案之後再進行分析與融合，但此種影像融合方式卻忽略了色彩分量所涵帶的資訊，可能導致融合出來的全清晰影像不如預期或品質不佳。此外，目前大多數的影像合成技術是
以將影像切割為多個區塊的方式進行融合，但影像切割對於構圖複雜的影像而言不僅不易實行也可能損失影像的細節部份。再者，產生全清晰影像的計算量也同為本領域人員所關心的議題之一。
有鑑於此，本發明提供一種影像合成方法與影像處理裝置，可藉由不同拍攝條件所拍攝的影像來產生全清晰影像，並可有效提昇全清晰影像的品質與降低計算量。
本發明提出一種影像合成方法，適用於一影像處理裝置且包括下列步驟。獲取關聯於同一場景的第一影像與第二影像。第一影像基於第一拍照參數而產生，而第二影像基於第二拍照參數而產生。依據第一影像上的多個第一像素的顏色分量與亮度分量，利用自訂遮罩而分別計算第一像素的第一像素參考值，以及依據第二影像上的多個第二像素的顏色分量與亮度分量，利用自訂遮罩而分別計算第二像素的第二像素參考值。比較第一像素的第一像素參考值與相對應的第二像素的第二像素參考值而獲取分別關聯於多個像素位置的多個合成權重值，並將分別關聯於各個像素位置的合成權重值記錄為合成參考遮罩圖。依據合成參考遮罩圖、第一像素以及第二像素，合成第一影像與第二影像而獲取融合影像。
從另一觀點來看，本發明提出一種影像處理裝置，其包
括儲存單元與處理單元。儲存單元記錄多個模組，而處理單元耦接儲存單元。處理單元存取並執行儲存單元中記錄的模組，而這些模組包括影像獲取模組、參考值產生模組、合成參考遮罩圖產生模組以及影像合成模組。影像獲取模組獲取關聯於同一場景的第一影像與第二影像。第一影像基於第一拍照參數而產生，而第二影像基於第二拍照參數而產生。參考值產生模組依據第一影像上的多個第一像素的顏色分量與亮度分量，利用自訂遮罩而分別計算第一像素的第一像素參考值。參考值產生模組依據第二影像上的多個第二像素的顏色分量與亮度分量，利用自訂遮罩而分別計算第二像素的第二像素參考值。合成參考遮罩圖產生模組比較第一像素的第一像素參考值與相對應的第二像素的第二像素參考值而獲取分別關聯於多個像素位置的多個合成權重值，並將分別關聯於像素位置的合成權重值記錄為合成參考遮罩圖。影像合成模組依據合成參考遮罩圖、第一像素以及第二像素，合成第一影像與第二影像而獲取融合影像。
基於上述，本發明藉由焦距不同會造成影像不同之特性，透過對同一場景以不同焦距進行拍攝所獲取之影像進行融合而產生具有全清晰場景的融合影像。再者，本發明將依據像素點的色彩飽和度與明亮度的比例而產生的合成參考遮罩圖作為判斷基準，以利用兩張以上的影像而準確地合成出具有全景深效果且符合預期的融合影像。其中，藉由本發明中呈現星芒樣式的自訂遮罩可在不影響融合準確度的狀況下降低計算量。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧影像處理裝置
140‧‧‧處理單元
150‧‧‧儲存單元
151‧‧‧影像獲取模組
152‧‧‧參考值產生模組
153‧‧‧合成參考遮罩圖產生模組
154‧‧‧影像合成模組
CY0~CY24‧‧‧第一像素參考值
M‧‧‧遮罩
T‧‧‧目標點
R1、R2、R3‧‧‧參考點
D1‧‧‧垂直方向
D2‧‧‧水平方向
D3‧‧‧雙對角線方向
510‧‧‧影像獲取模組
520‧‧‧位移校正模組
530‧‧‧資料格式轉換模組
540‧‧‧參考值產生模組
550‧‧‧合成參考遮罩圖產生模組
560‧‧‧影像合成模組
Img1、Img11‧‧‧第一影像
Img2、Img21‧‧‧第二影像
Img12‧‧‧第一YCbCr影像
Img22‧‧‧第二YCbCr影像
Rf1‧‧‧第一像素參考值
Rf2‧‧‧第二像素參考值
map_1‧‧‧合成參考遮罩圖
Imgf‧‧‧融合影像
P1_11、P1_12、P1_21‧‧‧第一像素
P2_11、P2_12、P2_21‧‧‧第二像素
W1、W2、W3‧‧‧合成權重值
RV1、RV3、RV5、RV7‧‧‧第一像素參考值
RV2、RV4、RV6、RV8‧‧‧第二像素參考值
I1‧‧‧第一索引值
I2‧‧‧第二索引值
I3‧‧‧第三索引值
60、61、63、64‧‧‧影像部分
62、65‧‧‧遮罩圖部份
S201~S204、S2021~S2023‧‧‧步驟
圖1為依據本發明之一實施例所繪示之影像處理裝置的方塊圖。
圖2為依據本發明一實施例所繪示之影像處理方法的流程圖。
圖3為依據本發明一實施例所繪示的產生第一像素參考值的流程圖。
圖4為依據本發明一實施例所繪示的自訂遮罩的範例示意圖。
圖5為依據本發明一實施例所繪示之影像補償方法的運作示意圖。
圖6A為依據本發明一實施例所繪示的產生合成參考遮罩圖的範例示意圖。
圖6B為依據本發明一實施例所繪示的產生合成參考遮罩圖的範例示意圖。
本發明同時利用像素的顏色飽和度與亮度來正確的估測
出兩張影像相對清晰之區域，從而更精準地合成出視覺效果更佳的全清晰影像。此外，本發明之自訂遮罩不僅可降低影像處理的計算量，還可依據兩張影像之對焦距離的差異而彈性調整。為了使本發明之內容更為明瞭，以下列舉實施例作為本發明確實能夠據以實施的範例。
圖1是依照本發明之一實施例所繪示之影像處理裝置的方塊圖。請參照圖1，本實施例的影像處理裝置100例如是桌上型電腦、筆記型電腦或是其他手持式電子裝置，像是智慧型手機、平板電腦等等，不限於上述。此外，於其他實施例中，影像處理裝置100還可以是包括影像感測器的影像擷取裝置，像是數位相機或數位攝影機。影像處理裝置100包括處理單元140以及儲存單元150。
處理單元140可以例如是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、微處理器(Microprocessor)、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device，PLD)或其他具備運算能力的硬體裝置。儲存單元150例如是隨機存取記憶體(random access memory)、快閃記憶體(Flash)或其他的記憶體，用以儲存資料與多個模組，而處理單元140耦接儲存單元150並用以執行這些模組。上述模組包括影像獲取模組151、參考值產生模組152、合成參考遮罩圖產生模組153以及影像合成模組154，這些模組例如是電腦程式，其可載入處理單元140，從而執行影像合成的功能。
具體來說，本發明之影像處理裝置可依據兩張以上的影像來合成出融合影像，其中此融合影像是由多種不同攝影條件進行拍攝所得的多張影像組合而成。藉由改變攝影條件中的一或多個拍照參數進而對同一場景拍攝出不同的多張影像，再利用像素的顏色飽和度與亮度來正確的估測出各個影像相對清晰之區域，以將這些影像組合成一張全清晰影像。上述的拍照參數例如是對焦值或光圈值，本發明對此並不限制。
圖2是依照本發明一實施例所繪示之影像處理方法的流程圖。圖2所示的方法適用於圖1的影像擷取裝置100，以下即搭配影像擷取裝置100中的各構件說明本實施例之影像處理方法的詳細步驟。
請參照圖1與圖2，於步驟S201，影像獲取模組151獲取關聯於同一場景的第一影像與第二影像，其中第一影像基於第一拍照參數而產生，而第二影像基於第二拍照參數而產生。舉例而言，第一拍照參數可以是第一焦距，而第二拍照參數可以是第二焦距。也就是說，第一影像是利用第一焦距進行拍攝而產生的影像，而第二影像是利用第二焦距進行拍攝而產生的影像，且第一焦距相異於第二焦距。於一應用實施例中，第一影像可以是影像擷取裝置對焦於一拍攝人物進行拍攝而獲取的影像，而第二影像可以是影像擷取裝置對焦於同一場景之背景進行拍攝而獲取的影像。在相同條件下，以不同焦距所拍攝的畫面結果會有所不同。具體來說，就對焦於拍攝人物的第一影像而言，其影像中的拍攝
人物是最為清晰的。
於步驟S202，參考值產生模組152依據第一影像上的多個第一像素的顏色分量與亮度分量，利用自訂遮罩而分別計算第一像素的第一像素參考值。並且，參考值產生模組152依據第二影像上的多個第二像素的顏色分量與亮度分量，利用自訂遮罩而分別計算第二像素的第二像素參考值。進一步來說，第一影像是由多個第一像素而組成，而第二影像是由多個第二像素組成。於本實施例中，由於第一影像與第二影像是基於相似的拍攝條件與相同的影像擷取裝置進行拍攝而獲取，第一像素的數量與第二像素的數量相同。
再者，以下將第一像素與第二像素的像素資料是基於YCbCr色彩空間而建立為例繼續進行說明。詳細來說，各個第一像素的像素資料包括顏色分量(Cb與Cr)以及亮度分量(Y)。更詳細而言，亮度分量(Y)代表單一畫素的亮度，顏色分量中的第一顏色分量(Cb)代表單一畫素的藍色色度，而顏色分量中的第二顏色分量(Cr)代表單一畫素的紅色色度。相似地，各個第二像素的像素資料也包括顏色分量(Cb與Cr)以及亮度分量(Y)。然而，本發明並不限制於此，於另一實施例中，第一像素與第二像素的像素資料是基於YUV色彩空間而建立。
相較於習知之利用灰階值來產生全清晰影像的方法，本實施例之參考值產生模組152依據像素資料中的顏色分量來產生可用以辨識清晰度的第一像素參考值與第二像素參考值，以透過
比較對應到同一像素位置的第一像素參考值與第二像素參考值而判斷將第一像素還是第二像素作為融合影像上的像素點。為了更清楚說明本發明，圖3為依據本發明一實施例所繪示的產生第一像素參考值的流程圖。
於步驟S2021，參考值產生模組152利用第一像素的第一顏色分量、第二顏色分量分別計算第一像素的顏色飽和度，以及將第一像素的亮度分量分別作為第一像素的明亮度。進一步來說，以YCbCr色彩空間為例，參考值產生模組152可依據式(1)計算出每一個第一像素的顏色飽和度。
也就是說，各個第一像素的顏色飽和度可基於各個第一像素的顏色分量而產生。此外，以YCbCr色彩空間為例，參考值產生模組152將各個第一像素的亮度分量(Y分量)作為第一像素的明亮度。也就是說，各個第一像素的明亮度為各個第一像素的亮
度分量。之後，於步驟S2022，參考值產生模組152分別將第一像素的色彩飽和度除以明亮度，而獲取第一像素的第一飽和度-亮度比例值。進一步來說，參考值產生模組152也可依據式(3)計算出每一個第一像素的第一飽和度-亮度比例值。
於步驟S2023，參考值產生模組152利用自訂遮罩與第一像素各自的第一飽和度-亮度比例值進行計算，以分別獲取第一像素的第一像素參考值。簡單來說，基於自訂遮罩的涵蓋範圍，參考值產生模組152可得知各個第一像素與鄰近的像素之間的變異程度，從而計算出可代表清晰程度的第一像素參考值。
詳細來說，參考值產生模組152利用自訂遮罩定義出第一像素中的目標點與第一像素中的多個參考點。需特別說明的是，所述目標點位於自訂遮罩的中心，而所述參考點位於自訂遮罩的垂直方向、水平方向以及雙對角線方向上。基此，相較於利用遮罩內每一個像素點，藉由本實施例之自訂遮罩可降低計算量。於是，參考值產生模組152逐一計算目標點的第一飽和度-亮度比例值與多個參考點各自的第一飽和度-亮度比例值之間的差值，並總和上述差值的絕對值而獲取目標點的第一像素參考值。
圖4為依據本發明一實施例所繪示的自訂遮罩的範例示意圖。如圖4所示，遮罩M的大小為7*7，但本發明並不以此為限。參考值產生模組152利用自訂遮罩定義出第一像素中的目標點與第一像素中的多個參考點。於圖4的範例中，目標點T為遮罩M的中心點，且多個參考點位於自訂遮罩M的垂直方向D1、水平方向D2以及雙對角線方向D3上。舉例而言，參考點R1位於自訂遮罩M的垂直方向D1上，參考點R2位於自訂遮罩M的雙對角線方向D3上，而參考點R3位於自訂遮罩M的水平方向D2上。此外，經過步驟S2021~S2022的計算，自訂遮罩M內的目標點T以及多個參考點都各自具有對應的第一飽和度-亮度比例值CY0~CY24。像是，目標點T具有對應的第一飽和度-亮度比例值CY0，而參考點R1具有對應的第一飽和度-亮度比例值CY24。參考點R2具有對應的第一飽和度-亮度比例值CY2，而參考點R3具有對應的第一飽和度-亮度比例值CY4。
基此，圖4所示之目標點T的第一像素參考值可依據式(4)計算出來。
C/Y=|CY1-CY0|+|CY2-CY0|+|CY3-CY0|+...+|CY23-CY0|+|CY24-CY0| 式(4)其中，式(4)中的C/Y代表目標點的第一像素參考值，式(4)中的CY0代表目標點的第一飽和度-亮度比例值，式(4)中的CY1~CY24代表參考點的第一飽和度-亮度比例值。基此，藉由自訂遮罩的移動，第一影像上的每一個像素點都可作為目標點，而第一影像上的每一個像素點的第一像素參考值也可依據上述的說明與公式而
獲取。
另外需要說明的是，圖3雖然是以第一影像上的第一像素為例進行說明，但相似的流程與計算方式也將實施於第二影像上的第二像素。也就是說，第二像素各自對應的第二像素參考值也可經由圖3所示的流程與圖4所示的自訂遮罩而獲取。具體來說，參考值產生模組152利用第二像素的第一顏色分量、第二顏色分量分別計算第二像素的顏色飽和度，以及將第二像素的亮度分量分別作為第二像素的明亮度。之後，參考值產生模組152分別將第二像素的色彩飽和度除以明亮度，而獲取第二像素的第二飽和度-亮度比例值。最後，參考值產生模組152利用自訂遮罩與第二像素各自的第二飽和度-亮度比例值進行計算，以分別獲取第二像素的第二像素參考值。
如此一來，回到圖2的步驟S203，合成參考遮罩圖產生模組153可比較第一像素的第一像素參考值與相對應的第二像素的第二像素參考值而獲取分別關聯於多個像素位置的多個合成權重值，並將分別關聯於這些像素位置的合成權重值記錄為合成參考遮罩圖。最後，於步驟S204，影像合成模組154依據合成參考遮罩圖、第一像素以及第二像素，合成第一影像與第二影像而獲取融合影像。其中，對於單一像素位置來說，若第一像素值大於相對應的第二像素值，代表第一像素的清晰程度勝於第二像素的清晰程度。相反地，對於單一像素位置來說，若第二像素值大於相對應的第一像素值，代表第二像素的清晰程度勝於第一像素的
清晰程度。基此，基於第一像素參考值與第二像素參考值的比對結果，影像合成模組154可決定將第一像素或第二像素做為融合影像上的像素點。
值得一提的是，以第一影像與第二影像是分別基於第一焦距與第二焦距進行拍攝的實施例中，本發明還可依據第一焦距與第二焦距之間的焦距差來設定自訂遮罩的尺寸。也就是說，於一實施例中，儲存單元150更可以包括遮罩尺寸設定模組，遮罩尺寸設定模組計算第一焦距與第二焦距之間的焦距差。遮罩尺寸設定模組可依據焦距差設定自訂遮罩的尺寸。焦距差越大則自訂遮罩的尺寸越大，焦距差越小則自訂遮罩的尺寸越小。具體來說，焦距差與自訂遮罩的尺寸之間的關係可預設為線性關係。因此，自訂遮罩的尺寸可透過線性方程式的計算而決定出來。然而，遮罩尺寸設定模組也可以是基於焦距差並透過查表的方式來決定自訂遮罩的尺寸，本發明對此並不限制。舉例而言，每當焦距差多50公尺，則自訂遮罩的長與寬可增加兩個像素單位。
然而，本發明的實現方式不限於上述說明，可以對於實際的需求而酌予變更上述實施例的內容。例如，在本發明的一實施例中，影像擷取裝置的儲存單元還可以更包括位移校正模組與資料格式轉換模組，以利用對應至不同拍攝參數的影像來製作出具有全清晰場景的融合影像。此外，在本發明的一實施例中，還可進一步判斷第一像素參考值與第二像素參考值之間的差距是否夠接近，以決定是否將第一像素與第二像素的平均結果做為融合
影像上的像素點。以下將列舉一實施例詳細說明。
圖5是依照本發明一實施例所繪示之影像補償方法的運作示意圖。影像獲取模組510、參考值產生模組540、合成參考遮罩圖產生模組550以及影像合成模組560相似或類似於圖1所示的影像獲取模組151、參考值產生模組152、合成參考遮罩圖產生模組153以及影像合成模組154，詳細內容可參照前述說明。
首先，影像獲取模組510獲取關聯於同一場景的第一影像Img1與第二影像Img2，其中第一影像Img1基於第一拍照參數而產生，而第二影像Img2基於第二拍照參數而產生。簡單來說，第一影像Img1與第二影像Img2可以是基於相異的焦距或相異的光圈值對同一場景進行拍攝而產生的影像。
接著，位移校正模組520對第一影像Img1或第二影像Img2進行幾何校正程序，產生位移校正後的第一影像Img11或位移校正後的第二影像Img21。由於第一影像Img1與第二影像Img2是對同一場景連續拍攝所得，拍攝期間由於相機的晃動或移動，可能會拍攝出不同角度的影像，即第一影像與第二影像會有位移的產生。因此位移校正模組520對第一影像Img1或第二影像Img2進行幾何校正程序，換言之，幾何校正程序可使對應至場景內同一位置的第一像素與第二像素具有相同的像素點位置相同。舉例而言，位移校正模組520可對第一影像Img1與第二影像Img2進行移動量估測，以計算出第一影像Img1與第二影像Img2之間的移動量，並據以對第一影像Img1或第二影像Img2進行移動補償。
之後，資料格式轉換模組530對移校正後的第一影像Img11或位移校正後的第二影像Img21進行資料格式轉換程序，以將屬於原始資料格式的第一影像Img11與第二影像Img21轉換為屬於YCbCr格式的第一YCbCr影像Img12與該第二YCbCr影像Img22。舉例而言，原始資料格式可以是RGB色彩空間格式，而資料格式轉換模組530可將屬於RGB色彩空間格式的第一影像Img11與第二影像Img21轉換為屬於YCbCr格式的第一YCbCr影像Img12與第二YCbCr影像Img22。然而，本發明並不限制於此，於本案其它實施例中，原始資料格式並不限於RGB色彩空間格式，而可以為其它類型的色彩空間格式，例如是印刷四分色(CMYK)色彩空間。
於是，參考值產生模組540依據第一YCbCr影像Img12上的多個第一像素的顏色分量與亮度分量，利用自訂遮罩而分別計算第一像素的第一像素參考值Rf1。並且，參考值產生模組152依據第二YCbCr影像上的多個第二像素的顏色分量與亮度分量，利用自訂遮罩而分別計算第二像素的第二像素參考值Rf2。
之後，合成參考遮罩圖產生模組550可比較第一像素的第一像素參考值Rf1與相對應的第二像素的第二像素參考值Rf2而獲取分別關聯於多個像素位置的多個合成權重值，並將分別關聯於這些像素位置的合成權重值記錄為合成參考遮罩圖map_1。最後，影像合成模組560依據合成參考遮罩圖map_1、第一像素以及第二像素，合成第一影像Img11與第二影像Img21而獲取融
合影像Imgf。
於一實施例中，合成參考遮罩圖map_1記錄了各像素位置上第一像素參考值與第二像素參考值的比較結果。如此，影像合成模組560可依據合成參考遮罩圖map_1來決定融合影像上Imgf上的像素點為第一像素還是第二像素，從而依據第一影像Img11與第二影像Img21而獲取融合影像Imgf。更詳細來說，合成參考遮罩圖產生模組550判斷第一像素的第一像素參考值是否大於相對應的第二像素的第二像素參考值。若對應於相同像素位置的第一像素參考值大於第二像素參考值，合成參考遮罩圖550產生模組設定相對應的合成權重值為第一取點索引。相反地，若對應於相同像素位置的第一像素參考值不大於第二像素參考值，合成參考遮罩圖產生模組550設定相對應的合成權重值為第二取點索引。
合成參考遮罩圖產生模組550逐一比對第一像素參考值與相對應的第二像素參考值，以分別設定對應至各個像素位置的合成權重值為第一取點索引或第二取點索引。也就是說，合成參考遮罩圖map_1記錄了對應至各個像素位置的合成權重值，其中合成權重值為第一取點索引或第二取點索引。
於是，於影像合成模組560產生融合影像Imgf的過程中，若合成參考遮罩圖map_1上的合成權重值為第一取點索引，影像合成模組560取對應於第一取點索引的第一像素作為該融合影像Imgf上的像素點。另一方面，若合成參考遮罩圖map_1上的
合成權重值為第二取點索引，影像合成模組560取對應於第二取點索引的第二像素作為融合影像上的像素點。
圖6A為依據本發明一實施例所繪示的產生合成參考遮罩圖的範例示意圖。請參照圖6A，第一影像的影像部份60包括第一像素P1_11、P1_12以及P1_21。經過參考值產生模組540的處理，第一像素P1_11具有對應的第一像素參考值RV1，第一像素P1_12具有對應的第一像素參考值RV3，而第一像素P1_21具有對應的第一像素參考值RV5。相似的，第二影像的影像部份61包括第二像素P2_11、P2_12以及P2_21。經過參考值產生模組540的處理，第二像素P2_11具有對應的第二像素參考值RV2，第二像素P2_12具有對應的第二像素參考值RV4，而第二像素P2_21具有對應的第二像素參考值RV6。
合成參考遮罩圖產生模組550比對對應至相同的像素位置的第一像素參考值RV1以及第二像素參考值RV2。於本範例中假設第一像素參考值RV1大於第二像素參考值RV2，因此合成參考遮罩圖產生模組550設定合成權重值W1為第一取值索引I1。另外，合成參考遮罩圖產生模組550比較對應至相同的像素位置的第一像素參考值RV3以及第二像素參考值RV4。於本範例中假設第二像素參考值RV4大於第一像素參考值RV3，因此合成參考遮罩圖產生模組550設定合成權重值W2為第二取值索引I2。
相似地，合成參考遮罩圖產生模組550可透過比較第一像素參考值RV5以及第二像素參考值RV6來設定合成權重值W3
為第二取值索引I2。藉由紀錄各個像素位置上的合成權重值，合成參考遮罩圖產生模組550可產生合成參考遮罩圖map_1。第一取值索引I1相異於第二取值索引I2。於一實施例中，第一取值索引I1可設定為255而第二取值索引I2可設定為0，但本發明對此並不限制。此外，影像合成模組560可依據合成參考遮罩圖map_1的遮罩圖部份62而決定將第一像素點P1_11、第二像素點P2_12以及第二像素點P2_21作為融合影像Imgf上的像素點。
然而，值得一提的是，於一實施例中，當第一像素參考值與第二像素參考值非常接近時，合成參考遮罩圖產生模組550可直接將對應的合成權重值設定為第一取值索引I1或第二取值索引I2其中之一。或者，於一實施例中，當第一像素參考值與第二像素參考值非常接近時，合成參考遮罩圖產生模組550也可將對應的合成權重值設定為第一取值索引I1與第二取值索引I2的平均值。
更詳細來說，合成參考遮罩圖產生模組550判斷第一像素的第一像素參考值與相對應的第二像素的第二像素參考值之間的差值是否小於門檻值。若第一像素參考值與第二像素參考值之間的差值小於門檻值，合成參考遮罩圖550產生模組設定相對應的合成權重值為第三取點索引。基此，若合成參考遮罩圖map_1上的合成權重值為第三取點索引，影像合成模組560取對應於第三取點索引的第一像素與第二像素點的平均值作為融合影像Imgf上的像素點。
以圖6B為例進行說明，比較第一影像的影像部分63與第二影像的影像部分64，第一像素參考值RV1大於第二像素參考值RV2，因此合成參考遮罩圖產生模組550設定合成權重值W1為第一取值索引I1，且影像合成模組560依據第一取值索引I1取第一像素點P1_11作為融合影像Imgf上的像素點。第一像素參考值RV4大於第二像素參考值RV3，因此合成參考遮罩圖產生模組550設定合成權重值W2為第一取值索引I2，且影像合成模組560依據第一取值索引I2取第一像素點P2_12作為融合影像Imgf上的像素點。另外，合成參考遮罩圖產生模組550比較對應至相同的像素位置的第一像素參考值RV7以及第二像素參考值RV8。於本範例中假設第一像素參考值RV7以及第二像素參考值RV8之間的差值小於門檻值，合成參考遮罩圖產生模組550將設定合成權重值W3為第二取值索引I3。因此，影像合成模組560依據第三取值索引I3取第一像素點P2_21以及第二像素點P2_21的平均值作為融合影像Imgf上的像素點。
綜上所述，本發明的實施例中，藉由利用至少兩張焦距不同的影像來計算出用以合成這些影像的合成參考遮罩圖，並依據合成參考遮罩圖來合成出全清晰影像。尤其是，本發明不僅是像素的亮度資訊，本發明更一併將像素資料中的顏色資訊做為產生合成參考遮罩圖的依據。如此，基於本發明之影像處理方法，可利用多張基於不同拍攝參數所拍攝的影像融合出一張全景清晰效果良好又自然的融合影像。另外，基於針對各像素點進行計算
的方式，本發明可避免邊緣不連續與細節喪失的問題。此外，藉由利用本發明之自訂遮罩，可在不影響融合影像的品質的前提下降低計算量。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S201~S204‧‧‧步驟
Claims (22)
- 一種影像合成方法，適用於一影像處理裝置，所述方法包括：獲取關聯於同一場景的一第一影像與一第二影像，其中該第一影像基於一第一拍照參數而產生，而該第二影像基於該第二拍照參數而產生；依據該第一影像上的多個第一像素的顏色分量與亮度分量，利用一自訂遮罩而分別計算該些第一像素的一第一像素參考值，以及依據該第二影像上的多個第二像素的顏色分量與亮度分量，利用該自訂遮罩而分別計算該些第二像素的一第二像素參考值；比較該些第一像素的該第一像素參考值與相對應的該些第二像素的該第二像素參考值而獲取分別關聯於多個像素位置的多個合成權重值，並將分別關聯於該些像素位置的該些合成權重值記錄為一合成參考遮罩圖；以及依據該合成參考遮罩圖、該些第一像素以及該些第二像素，合成該第一影像與該第二影像而獲取一融合影像，其中依據該第一影像上的該些第一像素的顏色分量與亮度分量，利用該自訂遮罩而分別計算該些第一像素的該第一像素參考值的步驟包括：利用該些第一像素的第一顏色分量、第二顏色分量分別計算該些第一像素的一顏色飽和度，以及將該些第一像素的亮度分量分別作為該些第一像素的一明亮度； 分別將該些第一像素的該色彩飽和度除以該明亮度，而獲取該些第一像素的一第一飽和度-亮度比例值；以及利用該自訂遮罩與該些第一像素各自的該第一飽和度-亮度比例值進行計算，以分別獲取該些第一像素的該第一像素參考值。
- 如申請專利範圍第1項所述的影像合成方法，更包括：對該第一影像或該第二影像進行一幾何校正程序，產生位移校正後的該第一影像或位移校正後的該第二影像。
- 如申請專利範圍第1項所述的影像合成方法，更包括：對該第一影像與該第二影像進行一資料格式轉換程序，以將屬於一原始資料格式的該第一影像與該第二影像轉換為屬於YCbCr格式的該第一影像與該第二影像。
- 如申請專利範圍第1項所述的影像合成方法，其中利用該自訂遮罩對該些第一像素各自的該第一飽和度-亮度比例值進行計算，以分別獲取該些第一像素的該第一像素參考值的步驟包括：利用該自訂遮罩定義出該些第一像素中的一目標點與該些第一像素中的多個參考點，其中該目標點位於該自訂遮罩的中心，而該些參考點位於該自訂遮罩的垂直方向、水平方向以及雙對角線方向上；以及逐一計算該目標點的該第一飽和度-亮度比例值與該些參考點的該第一飽和度-亮度比例值之間的差值，並總和該些差值的絕對值而獲取該目標點的該第一像素參考值。
- 如申請專利範圍第1項所述的影像合成方法，其中比較該 些第一像素的該第一像素參考值與相對應的該些第二像素的該第二像素參考值而獲取分別關聯於該些像素位置的多個合成權重值的步驟包括：判斷該些第一像素的該第一像素參考值是否大於相對應的該些第二像素的該第二像素參考值；若是，設定相對應的該些合成權重值為一第一取點索引；以及若否，設定相對應的該些合成權重值為一第二取點索引。
- 如申請專利範圍第5項所述的影像合成方法，其中依據該合成參考遮罩圖、該些第一像素以及該些第二像素，合成該第一影像與該第二影像而獲取該融合影像的步驟包括：若該合成參考遮罩圖上的該些合成權重值為該第一取點索引，取對應於該第一取點索引的該些第一像素作為該融合影像上的像素點；以及若該合成參考遮罩圖上的該些合成權重值為該第二取點索引，取對應於該第二取點索引的該些第二像素作為該融合影像上的像素點。
- 如申請專利範圍第5項所述的影像合成方法，更包括；判斷該些第一像素的該第一像素參考值與相對應的該些第二像素的該第二像素參考值之間的差值是否小於一門檻值；以及若是，設定相對應的該些合成權重值為一第三取點索引。
- 如申請專利範圍第7項所述的影像合成方法，其中依據該 合成參考遮罩圖、該些第一像素以及該些第二像素，合成該第一影像與該第二影像而獲取該融合影像的步驟包括：若該合成參考遮罩圖上的該些合成權重值為該第一取點索引，取對應於該第一取點索引的該些第一像素作為該融合影像上的像素點；若該合成參考遮罩圖上的該些合成權重值為該第二取點索引，取對應於該第二取點索引的該些第二像素作為該融合影像上的像素點；以及若該合成參考遮罩圖上的該些合成權重值為該第三取點索引，取對應於該第三取點索引的該些第一像素與該些第二像素點的平均值作為該融合影像上的像素點。
- 如申請專利範圍第1項所述的影像合成方法，其中該第一拍照參數為一第一焦距而該第二拍照參數為一第二焦距，且該第一焦距相異於該第二焦距。
- 如申請專利範圍第9項所述的影像合成方法，更包括：計算該第一焦距與該第二焦距之間的焦距差；以及依據該焦距差設定該自訂遮罩的尺寸，其中該焦距差越大則該自訂遮罩的尺寸越大，該焦距差越小則該自訂遮罩的尺寸越小。
- 如申請專利範圍第1項所述的影像合成方法，其中該第一拍照參數為一第一光圈值而該第二拍照參數為一第二光圈值，且該第一光圈值相異於該第二光圈值。
- 一種影像處理裝置，包括： 一儲存單元，記錄多個模組；以及一處理單元，耦接該儲存單元，存取並執行該儲存單元中記錄的所述模組，所述模組包括：一影像獲取模組，獲取關聯於同一場景的一第一影像與一第二影像，其中該第一影像基於一第一拍照參數而產生，而該第二影像基於該第二拍照參數而產生；一參考值產生模組，依據該第一影像上的多個第一像素的顏色分量與亮度分量，利用一自訂遮罩而分別計算該些第一像素的一第一像素參考值，以及依據該第二影像上的多個第二像素的顏色分量與亮度分量，利用該自訂遮罩而分別計算該些第二像素的一第二像素參考值；一合成參考遮罩圖產生模組，比較該些第一像素的該第一像素參考值與相對應的該些第二像素的該第二像素參考值而獲取分別關聯於多個像素位置的多個合成權重值，並將分別關聯於該些像素位置的該些合成權重值記錄為一合成參考遮罩圖；以及一影像合成模組，依據該合成參考遮罩圖、該些第一像素以及該些第二像素，合成該第一影像與該第二影像而獲取一融合影像，其中該參考值產生模組利用該些第一像素的第一顏色分量、第二顏色分量分別計算該些第一像素的一顏色飽和度，以及將該些第一像素的亮度分量分別作為該些第一像素的一明亮度，其中該參考值產生模組分別將該些第一像素的該色彩飽和度 除以該明亮度，而獲取該些第一像素的一第一飽和度-亮度比例值，其中該參考值產生模組利用該自訂遮罩與該些第一像素各自的該第一飽和度-亮度比例值進行計算，以分別獲取該些第一像素的該第一像素參考值。
- 如申請專利範圍第12項所述的影像處理裝置，所述模組更包括：一位移校正模組，對該第一影像或該第二影像進行一幾何校正程序，產生位移校正後的該第一影像或位移校正後的該第二影像。
- 如申請專利範圍第12項所述的影像處理裝置，所述模組更包括：一資料格式轉換模組，對該第一影像與該第二影像進行一資料格式轉換程序，以將屬於一原始資料格式的該第一影像與該第二影像轉換為屬於YCbCr格式的該第一影像與該第二影像。
- 如申請專利範圍第12項所述的影像處理裝置，其中該參考值產生模組利用該自訂遮罩定義出該些第一像素中的一目標點與該些第一像素中的多個參考點，其中該目標點位於該自訂遮罩的中心，而該些參考點位於該自訂遮罩的垂直方向、水平方向以及雙對角線方向上，其中該參考值產生模組逐一計算該目標點的該第一飽和度-亮度比例值與該些參考點的該第一飽和度-亮度比例值之間的差 值，並總和該些差值的絕對值而獲取該目標點的該第一像素參考值。
- 如申請專利範圍第12項所述的影像處理裝置，其中該合成參考遮罩圖產生模組判斷該些第一像素的該第一像素參考值是否大於相對應的該些第二像素的該第二像素參考值，若是，該合成參考遮罩圖產生模組設定相對應的該些合成權重值為一第一取點索引，若否，該合成參考遮罩圖產生模組設定相對應的該些合成權重值為一第二取點索引。
- 如申請專利範圍第16項所述的影像處理裝置，其中若該合成參考遮罩圖上的該些合成權重值為該第一取點索引，該影像合成模組取對應於該第一取點索引的該些第一像素作為該融合影像上的像素點，若該合成參考遮罩圖上的該些合成權重值為該第二取點索引，該影像合成模組取對應於該第二取點索引的該些第二像素作為該融合影像上的像素點。
- 如申請專利範圍第16項所述的影像處理裝置，其中該合成參考遮罩圖產生模組判斷該些第一像素的該第一像素參考值與相對應的該些第二像素的該第二像素參考值之間的差值是否小於一門檻值，若是，該合成參考遮罩圖產生模組設定相對應的該些合成權重值為一第三取點索引。
- 如申請專利範圍第18項所述的影像處理裝置，其中若該合成參考遮罩圖上的該些合成權重值為該第一取點索引，該影像合成模組取對應於該第一取點索引的該些第一像素作為該融合影 像上的像素點，若該合成參考遮罩圖上的該些合成權重值為該第二取點索引，該影像合成模組取對應於該第二取點索引的該些第二像素作為該融合影像上的像素點，若該合成參考遮罩圖上的該些合成權重值為該第三取點索引，該影像合成模組取對應於該第三取點索引的該些第一像素與該些第二像素點的平均值作為該融合影像上的像素點。
- 如申請專利範圍第12項所述的影像處理裝置，其中該第一拍照參數為一第一焦距而該第二拍照參數為一第二焦距，且該第一焦距相異於該第二焦距。
- 如申請專利範圍第20項所述的影像處理裝置，所述模組更包括一遮罩尺寸設定模組，計算該第一焦距與該第二焦距之間的焦距差，以及依據該焦距差設定該自訂遮罩的尺寸，其中該焦距差越大則該自訂遮罩的尺寸越大，該焦距差越小則該自訂遮罩的尺寸越小。
- 如申請專利範圍第12項所述的影像處理裝置，其中該第一拍照參數為一第一光圈值而該第二拍照參數為一第二光圈值，且該第一光圈值相異於該第二光圈值。
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|---|---|---|---|
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