TWI572207B - Photographic image adjustment method - Google Patents

Description

攝影影像調整方法

本發明係關於一種攝影影像調整方法，特別是指一種能夠於低光源或是不足光源的環境下、經過處理以呈現出彩色且高解析度的影像之攝影影像調整方法。

一般進行攝影時，因為拍照環境的光線是由混雜著各式來源的光源例如自然光、螢光燈管、日光燈管等等)所供應，因此光源充足，故能夠拍攝出清楚的影像。

但是當環境光線的亮度偏低時，大多需要搭配閃光燈來進行補光，以提高拍攝畫面的整體亮度、來取得清晰的影像。然而，在低亮度的攝影情況下(如夜間攝影)，背景物體所處的環境光線經常是具有偏暖色溫的昏黃光線，因此閃光燈產生的白光投射在較近距離的物體(如人物上)通常形成偏冷色溫的白亮區塊，故與背景格格不入。也就是說，閃光投射到的物體之色溫與其他背景的色溫不一致，將使整體的畫面無法諧調。

另外，若是光源不足而無法拍攝出影像，亦會搭配紅外線輔助光源使用來進行夜間攝影，但一般透過這種紅外線光所拍攝取得之影像僅能為非彩色之影像，故仍無法滿足希望看到彩色且高解析度影像之需求。

因此，如何於光源不足的環境下進行拍攝影像，並不需使用閃光 燈或是紅外線輔助光源來輔助照明，而是於拍攝過程中，陸續以一主動光源對一被拍攝物進行照射不同顏色之光源，而照射不同顏色之光源所取得不同反射回饋之數值，能夠再依據周圍環境光之強度，以對拍攝所取得之影像進行調整，使所取得之影像能夠呈現出正常光源的環境下應有的影像解析度，如此應為一最佳解決方案。

本發明即在於提供一種攝影影像調整方法，係能夠於拍攝過程中，陸續以一主動光源對一被拍攝物進行照射不同顏色之光源，而照射不同顏色之光源所取得不同反射回饋之數值，能夠再依據周圍環境光之強度，以對拍攝所取得之影像進行調整，使所取得之影像能夠呈現出正常光源的環境下應有的影像解析度。

可達成上述攝影影像調整方法，其步驟為：(1)於一攝影鏡頭進行拍攝影像時，能夠進行感測周圍環境光之強度，並陸續以一主動光源對一被拍攝物進行照射不同顏色之光源；(2)再將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度，對拍攝所取得之影像進行調整，以使所取得之影像得以提高其影像解析度。

更具體的說，所述攝影影像調整方法，其中能夠以三種主動光源對該被拍攝物進行照射，而該三種主動光源係為綠色光源、紅色光源及藍色光源。

更具體的說，所述攝影影像調整方法，能夠以兩種或兩種以上的主動光源對該被拍攝物進行照射，而該主動光源係能夠為任何顏色之光源。

更具體的說，所述攝影影像調整方法，能夠以兩種或兩種以上的主動光源對該被拍攝物進行照射，而該主動光源係能夠為不同波長之紅外線所產生之不同顏色的光源。

更具體的說，所述攝影影像調整方法，其中該主動光源係為發光二極體(LED)。

更具體的說，所述攝影鏡頭係為電荷耦合裝置(Charge-Coupled Device,CCD)、互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)或是高解析度CMOS。

更具體的說，所述攝影影像調整方法，其中能夠將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度進行回歸分析，以對拍攝所取得之影像進行調整，以使拍攝所取得之影像提高其影像解析度、或提高其色度。

更具體的說，所述攝影影像調整方法，其中以回歸分析對拍攝所取得之影像進行調整後，能夠將調整後之影像進行對比調整，以於拍攝所取得之影像上凸顯出某一種或是某多種的顏色。

更具體的說，所述攝影影像調整方法，其中以回歸分析對拍攝所取得之影像進行調整時，若所取得反射回饋之數值由高突然抖降為低，則能夠進行加強線條的處理，以於拍攝所取得之影像上凸顯出物體之邊緣及低亮處之型體。

更具體的說，所述攝影影像調整方法，其中能夠調整該主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度。

更具體的說，所述攝影影像調整方法，其中於低或不足光源的環 境下，透過將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度及主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度範圍，能夠對拍攝所取得之影像進行調整，以使所取得之影像能夠呈現出正常光源環境下的色度。

更具體的說，所述攝影影像調整方法，其中於低或不足光源的環境下，透過將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度及主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度範圍，能夠對於一般拍攝所取得之過暗與失去彩度之影像進行調整，以呈現出正常光源環境下的彩色影像。

更具體的說，所述攝影鏡頭更能夠連接有一平行光接收件，該平行光接收件能夠使該攝影鏡頭僅接收入射平行光，以降低外界干擾、並提高該攝影鏡頭所拍攝之影像的解析度。

更具體的說，所述能夠將照射不同顏色所拍攝取得之影像進行重疊，而進行重疊後之影像則能夠以原色呈現。

更具體的說，所述攝影鏡頭所拍攝之影像係為動態影像或靜態影像。

1‧‧‧攝影裝置

11‧‧‧攝影鏡頭

12‧‧‧影像處理模組

13‧‧‧環境光源感測器

14‧‧‧第一主動光源

15‧‧‧第二主動光源

16‧‧‧第三主動光源

17‧‧‧影像輸出模組

18‧‧‧平行光接收件

[第1圖]係本發明攝影影像調整方法之流程示意圖。

[第2圖]係本發明攝影影像調整方法之實施架構示意圖。

[第3圖]係本發明攝影影像調整方法之實施數據示意圖。

[第4圖]係本發明攝影影像調整方法之另一實施架構示意圖。

有關於本發明其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱第1圖，為本發明攝影影像調整方法之流程示意圖，由圖中可知，其步驟為：(1)於一攝影鏡頭進行拍攝影像時，能夠進行感測周圍環境光之強度，並陸續以一主動光源對一被拍攝物進行照射不同顏色之光源101；(2)再將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度，對拍攝所取得之影像進行調整，以使所取得之影像得以提高其影像解析度102。

而該第2圖則是本發明之其中一種實施架構圖，由圖中可知，係具有一攝影裝置1，該攝影裝置1係包含有一攝影鏡頭11、一影像處理模組12、一環境光源感測器13、一第一主動光源14、一第二主動光源15、一第三主動光源16及一用以輸出調整後以原色呈現之影像的影像輸出模組17，其中該攝影鏡頭11進行拍攝時，該環境光源感測器13能夠進行感測周圍環境光之強度(環境流明數)，並陸續以第一主動光源14、第二主動光源15及第三主動光源16對一被拍攝物進行照射不同顏色之光源，而不同主動光源進行照射時則會擷取影像(動態影像或靜態影像)，之後則由該影像處理模組12將該照射不同顏色所拍攝取得之影像進行重疊，而進行重疊後之影像則能夠以原色呈現。

而本實施例中該攝影裝置1係使用電荷耦合裝置(Charge-Coupled Device,CCD)CCD、互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)或是高解析度CMOS。

而本實施例中該第一主動光源14係為紅色光源、第二主動光源15係為綠色光源、第三主動光源16係為藍色光源，但除了此一實施架構外，亦能夠以兩種或兩種以上的主動光源對該被拍攝物進行照射，而該主動光源則能夠為任何顏色之光源；另外，該主動光源亦能夠為不同波長之紅外線所產生之不同顏色的光源，且上述所提之主動光源係為發光二極體(LED)。

另外，該影像處理模組12亦能夠控制該第一主動光源14、第二主動光源15及第三主動光源16之照射該被拍攝物之照射光源強度，用以避免被拍攝物周遭環境太暗時，則不容易取得反射回饋之訊號(反射回饋之數值)。

而上述提到的將該照射不同顏色所拍攝取得之影像進行重疊，其原理是由於第一主動光源14、第二主動光源15及第三主動光源16之照射該被拍攝物時，則會由該攝影鏡頭11取得反射回饋之訊號(反射回饋之數值)，之後，再依據周圍環境光之強度及主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度範圍進行回歸分析，對拍攝所取得之影像進行調整，以使拍攝所取得之影像能夠具有正常光源環境下的色度，由於一般影像的構成大多具有解析度、亮度與色度，色度指得是色彩的純度。從廣義上說，黑白灰是「色度=0」的顏色。但在各種色彩模型中，對色度有不同的量化模式。

其中，色度更包含了色原與飽和度(鮮豔色度)的屬性，而色度是由光線強弱和在不同波長的強度分布有關。最高的色度一般由單波長的強光(例如雷射)達到，在波長分布不變的情況下，光強度越弱則色度越低，因此本發明更能夠進一步依不同的彩色光源及不同流明之環境(周圍環境光之強度)之下做出色域，並再加上調整該主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度範圍，則能夠做出一進階色域圖，因此當透過攝影鏡頭11取得反射回饋之訊號(反射回饋之數值，代表不同的彩色光源)，之後，再依據周圍環境光之強度及主動光源照 射該被拍攝物之照射光源強度範圍，依據該進階色域圖進行回歸分析，則能夠把影像回歸至不同光強度環境下的色度。

接下來進一步解釋為何本發明要使用主動光源照射，例如以被拍攝物上兩點畫素來看，未以任何主動光源照射時，該任兩點畫素之RGB值(此處的RGB值內則包含了色度)分別為(0.5-0-0)、(0-0-0)，而該兩點畫素之△R為0.5，因此非常不易分辨；但是若以該第一主動光源14照射後，兩點畫素之RGB值則變為(5.0-0-0)、(0-0-0)，而該兩點畫素之△R則變為5.0，如此則容易分辨出紅色出來，由這也可知，(5.0-0-0)此點應較偏紅色，因此當該第一主動光源14照射後，則使R值明顯增加。

另外，若是任兩點畫素之RGB值分別為(0.5-0-0)、(0-0.5-0)，而該兩點畫素之△R、△G為0.5、0.5(△為1.0)，故非常不易分辨，但當經由該第一主動光源14、第二主動光源15照射後、並將照射第一主動光源14、第二主動光源15所拍攝取得之影像進行重疊，則使該任兩點畫素之RGB值變為(5-0-0)、(0-5-0)，因此該兩點畫素之△R、△G則變為5.0、5.0(△為10)，如此則能夠具有顏色區分之外，亦更能夠進行分辨影像。

另外，該影像處理模組12能夠將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度進行回歸分析，以對拍攝所取得之影像進行調整，以使拍攝所取得之影像能夠以原色呈現，如第3圖所示，以該第二主動光源15照射一綠色板時，該綠色板在環境1000流明的狀況下，能夠測得綠光相對強度為100(第二主動光源15還未照射)，因此則以100做為未照光的基準(預設為正常光源環境下之原色影像的強度)；之後，當綠色板於環境10流明的狀況下，測得綠光相對強度為1(第 二主動光源15還未照射)，當該第二主動光源15照射於該綠色板上時，則得到的所測相對強度為11(未照光的強度1加上該第二主動光源15的光照強度10)，因此，回歸分析不論是什麼環境流明的狀況下，則必須先將所測相對強度扣除主動光源的光照強度後，則能夠取得未照光的強度，最後再將未照光的強度乘以環境流明所對應倍數，則能回歸至環境1000流明的呈現畫面；因此當綠色板於環境1流明的狀況下，藉由該第二主動光源15照射後，該影像處理模組12則能夠取得該綠光所取得反射回饋之數值為10.1，因此該影像處理模組12則會將10.1扣除主動光源的光照強度10之後，則能夠判斷攝影鏡頭11拍攝影像之綠色的強度為0.1，之後，將強度乘以1000，則能夠使該綠色板於環境1流明的狀況下所取得之影像回復為環境1000流明的狀況，如此即使是低或不足光源的環境下(環境1流明、0.1流明或更低)，透過將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度，則能夠對拍攝所取得之影像進行調整，以使所取得之影像能夠呈現出正常光源環境下的原色影像。

另外，由於低或不足光源的環境下(環境1流明、0.1流明或更低)，攝影裝置1拍攝之影像則會過於偏向黑白，但透過照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度，則能夠對拍攝所取得之過於偏向黑白之影像進行調整，以呈現出正常光源環境下的原色、飽和度(包含亮度比)。

另外，當進行回歸分析對拍攝所取得之影像進行調整後，能夠將調整後之影像進行對比調整，以使調整後之影像上凸顯出某一種或是某多種的顏色。

另，當以回歸分析對拍攝所取得之影像進行調整時，若所取得反射回饋之數值由高突然抖降為低(例如RGB值同時下降很多)，該影像處理模組 12則會判斷該處為物體之邊緣或是低亮處之型體，因此能夠進行加強線條的處理，以於拍攝所取得之影像上凸顯出物體之邊緣及低亮處之型體。

另外，如第4圖所示，該攝影鏡頭11更能夠連接有一平行光接收件18，該平行光接收件18則是應用望遠鏡鏡筒之原理，能夠透過該平行光接收件18使該攝影鏡頭僅接收入射平行光，以降低外界干擾、並提高該攝影鏡頭11所拍攝之影像的解析度。

本發明所提供之攝影影像調整方法，與其他習用技術相互比較時，其優點如下：

1.本發明能夠於拍攝過程中，陸續以一主動光源對一被拍攝物進行照射不同顏色之光源，而照射不同顏色之光源所取得不同反射回饋之數值，能夠再依據周圍環境光之強度，以對拍攝所取得之影像進行調整，使所取得之影像能夠呈現出正常光源的環境下應有的影像解析度。

2.本發明能夠於夜視的環境中，能夠將夜間攝影之影像回復回正常白天所視之影像，且更能夠於夜間攝影中進行顯示彩色影像。

本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例，並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。

Claims (14)

1. 一種攝影影像調整方法，其步驟為：於一攝影鏡頭進行拍攝影像時，能夠進行感測周圍環境光之強度，並陸續以一主動光源對一被拍攝物進行照射不同顏色之光源；再將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度，對拍攝所取得之影像進行調整，以使所取得之影像得以提高其影像解析度；其中能夠將照射不同顏色所拍攝取得之影像進行重疊，而進行重疊後之影像則能夠以原色呈現。
2. 如請求項1所述之攝影影像調整方法，其中能夠以三種主動光源對該被拍攝物進行照射，而該三種主動光源係為綠色光源、紅色光源及藍色光源。
3. 如請求項1所述之攝影影像調整方法，能夠以兩種或兩種以上的主動光源對該被拍攝物進行照射，而該主動光源係能夠為任何顏色之光源。
4. 如請求項1所述之攝影影像調整方法，能夠以兩種或兩種以上的主動光源對該被拍攝物進行照射，而該主動光源係能夠為不同波長之紅外線所產生之不同顏色的光源。
5. 如請求項1、2、3或4所述之攝影影像調整方法，其中該主動光源係為發光二極體。
6. 如請求項1所述之攝影影像調整方法，其中該攝影鏡頭係為CCD、CMOS或是高解析度CMOS。
7. 如請求項1所述之攝影影像調整方法，其中能夠將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度進行回歸分析，以對拍攝所取得之影像進行調整，以使拍攝所取得之影像提高其影像解析度、或提高其色 度。
8. 如請求項7所述之攝影影像調整方法，其中以回歸分析對拍攝所取得之影像進行調整後，能夠將調整後之影像進行對比調整，以於拍攝所取得之影像上凸顯出某一種或是某多種的顏色。
9. 如請求項7所述之攝影影像調整方法，其中以回歸分析對拍攝所取得之影像進行調整時，若所取得反射回饋之數值由高突然抖降為低，則能夠進行加強線條的處理，以於拍攝所取得之影像上凸顯出物體之邊緣及低亮處之型體。
10. 如請求項1所述之攝影影像調整方法，其中能夠調整該主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度。
11. 如請求項1所述之攝影影像調整方法，其中於低或不足光源的環境下，透過將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度及主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度範圍，能夠對拍攝所取得之影像進行調整，以使所取得之影像能夠呈現出正常光源環境下的色度。
12. 如請求項1所述之攝影影像調整方法，其中於低或不足光源的環境下，透過將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度及主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度範圍，能夠對於一般拍攝所取得之過於偏向黑白之影像進行調整，以呈現出正常光源環境下的彩色影像。
13. 如請求項1所述之攝影影像調整方法，其中該攝影鏡頭更能夠連接有一平行光接收件，該平行光接收件能夠使該攝影鏡頭僅接收入射平行光，以降低外界干擾、並提高該攝影鏡頭所拍攝之影像的解析度。
14. 如請求項1所述之攝影影像調整方法，其中該攝影鏡頭所拍攝之影像係為動態影像或靜態影像。