TWI672670B - 影像縫合方法及應用其的電子裝置 - Google Patents
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Abstract
一種電子裝置，包括可被彎折的基座、多個攝像模組、感測模組以及處理模組。該些攝像模組裝設於基座，並可擷取對應不同視野的多張影像。感測模組耦接基座，其偵測基座的物理彎折資訊。處理模組耦接攝像模組以及感測模組，利用物理彎折資訊計算基座的彎折角度，並根據彎折角度取得多個影像之間的重疊資訊，並基於重疊資訊縫合該些影像，以產生縫合後影像。
Description
本揭露是關於一種影像縫合方法及應用其的電子裝置。
隨著微型攝影機技術的日益進步，越來越多產品可同時使用多個攝影機以產生視野更廣的影像，例如全景拍攝、監視系統、環車影像輔助系統(Around View Monitoring，AVM)等。一般而言，此類產品可透過結合多顆鏡頭所擷取的影像來加大輸出影像的視野，而此過程通常需倚賴影像縫合演算法來完成。
影像縫合演算法主要是將對應不同視野的多張影像進行裁切、拼貼，以縫合成一廣視野影像。影像縫合演算法目前可分成即時縫合以及離線縫合兩種類型。不過，離線縫合演算法在可折疊式多鏡頭產品的使用上有一定的限制，例如在進行離線處理時，運算裝置通常不知道產品的彎折程度，故需花費較多的運算資源去計算影像間的重疊部分，才能進行後續的裁切、拼貼等程序。
即時縫合演算法目前遭遇的困境則是在於，縫合時需先對個別影像的特徵點作完整掃描，以找出影像間的重疊區域。不過，對影像作
完整掃描需花費較多的運算資源以及時間，使得影像縫合的速度往往不及使用者即時觀看的低延遲需求。
本揭露是關於一種影像縫合方法及應用其的電子裝置，其藉由基座上的感測模組偵測基座的物理彎折資訊，並根據取得的物理彎折資訊計算基座當前的彎折角度，進而找出對應的重疊資訊，因此，可有效節省影像縫合演算法透過影像處理方式搜尋影像重疊區域的時間，進而提升影像縫合的速度。
根據本揭露的一方面，提出一種電子裝置。電子裝置包括可被彎折的基座、多個攝像模組、感測模組以及處理模組。攝像模組可擷取對應不同視野的多張影像。感測模組耦接基座，其可偵測基座的物理彎折資訊。處理模組耦接攝像模組以及感測模組，其可利用物理彎折資訊計算基座的彎折角度，並根據彎折角度取得影像的重疊資訊，並基於重疊資訊縫合不同視野的影像，以產生縫合後影像。
根據本揭露的一方面，提出一種影像縫合方法，其適於一電子裝置。電子裝置包括可被彎折的基座、裝設於基座的多個攝像模組、耦接基座的感測模組、以及耦接攝像模組以及感測模組的處理模組。影像縫合方法包括以下步驟：攝像模組擷取對應不同視野的多張影像；感測模組偵測基座的物理彎折資訊；處理模組利用物理彎折資訊計算基座的彎折角度，並根據彎折角度取得影像的重疊資訊，並基於重疊資訊縫合不同視野的影像，以產生縫合後影像。
為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
100、400‧‧‧電子裝置
110、410‧‧‧基座
102-1~102-N、402-1、402-2‧‧‧攝像模組
104‧‧‧感測模組
106‧‧‧處理模組
S202、S204、S206、S302、S304、S306、S308、S310、S312‧‧‧步驟
RI、RI’‧‧‧重疊區域
VA1、VA2‧‧‧視野
θ1、θ2‧‧‧彎折角度
第1圖繪示依據本揭露一實施例的電子裝置的方塊圖。
第2圖繪示依據本揭露一實施例的影像縫合方法的流程圖。
第3圖繪示依據本揭露另一實施例的影像縫合方法的流程圖。
第4圖繪示依據本揭露一實施例的電子裝置的示意圖。
第5A圖~第5B圖繪示第4圖的電子裝置的基座在不同彎折角度下的示意圖。
第1圖繪示依據本揭露一實施例的電子裝置100的方塊圖。
請參照第1圖，電子裝置100包括可彎折的基座110、多個攝像模組102-1~102-N(N為大於1的正整數)、感測模組104以及處理模組106。基座110可具有可彎折機構(例如樞軸(pivot))，及/或由塑膠、樹酯等任何可折疊材質製成。攝像模組102-1~102-N可為感光耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)感測器、互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)感測器或其他相機裝置。感測模組104可為加速度計、陀螺儀、距離感測器、電阻/電容感測元件、或任何可偵測基座110的彎折角度變化的感測器。處理模組106可為中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、
微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、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)或其他類似裝置。
攝像模組102-1~102-N裝設於基座110，並可分別擷取對應視野的影像。當基座110被彎折時，攝像模組102-1~102-N之間的相對角度將產生變化。感測模組104耦接基座110，其可偵測基座110的物理彎折資訊。處理模組106耦接攝像模組102-1~102-N以及感測模組104，其可經配置而執行本揭露實施例的影像縫合方法。
第2圖繪示依據本揭露一實施例的影像縫合方法的流程圖。
在步驟S202，攝像模組102-1~102-N擷取對應不同視野的多張影像。
在步驟S204，感測模組104偵測基座110的物理彎折資訊。
在一實施例中，物理彎折資訊可包括以下至少其一：電阻變化量、電容變化量、應力變化量、形變量、以及位移量。舉例來說，感測模組104可裝設在基座110的可彎折處。當基座110被彎折時，將導致基座110在可彎折處的電阻值(resistance)、電容值(capacitance)、應力(stress)、形變(deformation)、位移量等參數值發生變化，感測模組104可經由偵測該些參數值的變化，取得基座110的物理彎折資訊。
在步驟S206，處理模組106利用物理彎折資訊計算基座110的彎折角度，並根據彎折角度取得影像的重疊資訊，並基於重疊資訊縫合對應不同視野的該些影像，以產生縫合後影像。重疊資訊可例如為指示影像間重疊比例、重疊範圍的資訊。
在一實施例中，處理模組106可根據計算出的彎折角度，自一查閱表(look up table)中查找影像的重疊資訊。查閱表可記錄在電子裝置100中的儲存媒體(如記憶體)當中，或是存放在遠端的一資料庫。查閱表可包括多個預設彎折角度以及對應該些預設彎折角度的多個預設重疊資訊。舉例來說，查閱表可包含以下表一的資訊：
根據表一，當處理模組106根據物理彎折資訊計算出基座110的彎折角度約為20°，則可直接根據查閱表內容，查找出兩影像間的重疊比例約為30%。在取得不同影像間的重疊關係後，處理模組106即可套用現有的影像縫合演算法，對影像重疊部分進行裁切、修飾、接合，以產生縫合後影像。透過此方式，由於處理模組106不需作完整影像的特徵點掃描即可得知影像間的重疊關係，故可大幅提升影像縫合的速度。
值得注意的是，表一的內容只是用來說明本揭露的其中一實施例，而非用來限制本發明。查閱表中預設彎折角度以及預設重疊資訊之間的對應關係、大小、數量等，皆可根據實際應用的不同而作調整。
在一實施例中，處理模組106更可根據計算出的彎折角度的大小，自多個預設影像縫合演算法中選擇其一對影像進行影像縫合，以產生縫合後影像。換言之，處理模組106可先判斷基座110的彎折角度落在哪一個角度範圍，並從多個預設影像縫合演算法中，選擇對應該角度範圍的影像縫合演算法進行影像縫合，藉此提升影像縫合的效率。所述之預設影像縫合演算法可例如包括區塊匹配演算法、特徵點匹配演算法、重疊分割演算法、以及其它已知的影像縫合演算法。
舉例來說，處理模組106可將計算出的彎折角度與一或多個角度閥值作比較(例如第一角度閥值TH1與第二角度閥值TH2，其中TH1>TH2)。當彎折角度大於或等於第一角度閥值TH1(例如100°)，可能表示對應的影像重疊比例較高，處理模組106將自多個預設影像縫合演算法中選擇第一影像縫合演算法對該些影像進行影像縫合，其中第一影像縫合演算法可為(但不限於)適合對重疊比例較高的影像作縫合的重疊分割演算法。類似地，當彎折角度介於第一角度閥值TH1與第二角度閥值TH2(例如30°)之間，處理模組106將自該些預設影像縫合演算法中選擇第二影像縫合演算法對該些影像進行影像縫合，其中第二影像縫合演算法可為(但不限於)適合精準搜尋影像特徵點的特徵點匹配演算法。又，當彎折角度小於第二角度閥值TH2，可能表示對應的影像重疊比例較低，處理模組106將自該些預設影像縫合演算法中選擇第三影像縫合演算法對該些影像進行影像縫合，其中第
三影像縫合演算法可為(但不限於)適合對重疊比例較低的影像作縫合的區塊匹配演算法。
應注意的是，上述範例中彎折角度與影像重疊比例之間的大小對應關係並非是限制性的，端視彎折角度的在基座上的定義位置以及攝像模組的裝設位置而定。
第3圖繪示依據本揭露另一實施例的影像縫合方法的流程圖。
在步驟S302，電子裝置100啟動。舉例來說，電子裝置100因為電源鍵被按壓而開機、或是因偵測到使用者動作或裝置狀態的改變而被喚醒等。
在步驟S304，處理模組106計算基座110的初始彎折角度。
在一實施例中，處理模組106在電子裝置100啟動後，可控制攝像模組102-1~102-N擷取多張參考影像，並例如透過特徵點匹配或其他演算法，搜尋該些參考影像的影像重疊區域，再根據該些參考影像的影像重疊區域，計算基座110的初始彎折角度。舉例來說，假設兩個鄰近的攝像模組102-1、102-2的視野是180°，景深的重複角度是110°，影像重疊比例約為60%(即，110/180=60%)。處理模組106在計算出影像重疊比例後，即可使用該影像重疊比例反推出基座110的初始彎折角度，例如，透過查表的方式找出對應該影像重疊比例的基座彎折角度，並以該彎折角度作為初始彎折角度。
又一實施例中，處理模組106在電子裝置100啟動後，可控制感測模組104偵測基座110不同位置之間的距離值，並根據該距離值計算基座110的初始彎折角度。舉例來說，處理模組106可控制感測模組104偵測基座110兩端的相對距離，以判斷基座110目前被彎折的程度。若測出的距離越短，表示基座110的彎折程度越高。透過此方式，處理模組106可計算使用者前次使用電子裝置100後，基座110所保持的彎折狀態。
在步驟S306，處理模組106根據初始彎折角度以及感測模組102-1~102-N測得的物理彎折資訊，計算基座110的彎折角度。舉例來說，處理模組106可將初始彎折角度視為基準值，並對基準值加上物理彎折資訊所指示的參數變動量，以計算基座110的彎折角度。
在步驟S308，處理模組106根據基座110的彎折角度，自一查閱表中查找對應該彎折角度的重疊資訊。
在步驟S310，處理模組106基於重疊資訊執行影像縫合演算法，以產生縫合後影像。舉例來說，處理模組106在執行影像縫合演算法時，可先根據重疊資訊識別每張影像中的影像重疊區域，並對影像重疊區域作特徵點搜尋、邊緣偵測以及特徵點匹配等處理，以縫合對應不同視野的多張影像。
在步驟S312，處理模組106判斷基座110的彎折角度是否發生變化。若判斷為是，流程將返回步驟S308，處理模組106將根據變化後的彎折角度，自查閱表查找一更新後重疊資訊，以基於更新後的重疊資訊對後續擷取的影像作影像縫合。若判斷為否，流程將返回步驟S310，處理模組106將繼續基於原有的重疊資訊執行影像縫合處理。
第4圖繪示依據本揭露一實施例的電子裝置400的示意圖。
請參考第4圖，電子裝置400被實施成一可折疊的雙鏡頭硬體模組，其包括基座410以及兩個攝像模組402-1、402-2。攝像模組402-1、402-2裝設在基座410的同一側的兩端，因此，當基座410被彎折的程度越大，攝像模組402-1與攝像模組402-2之間的視野重複率將越低，而縫合後影像將具備更寬廣的視野。應注意的是，電子裝置400亦具備如前述實施例所述之處理模組以及感測模組，只是該等模組並未繪示於圖中。
第5A圖~第5B圖繪示第4圖的電子裝置400的基座410在不同彎折角度下的示意圖。
請參考第5A圖，基座410處於被攤平的狀態，其彎折角度θ1約為180°。攝像模組402-1、402-2分別具有特定的視野VA1以及VA2，故當基座410被攤平時，兩攝像模組402-1、402-2所擷取的影像具有重疊區域RI。
接著請參考第5B圖，基座410因被彎折而具有彎折角度θ2，其中θ2<θ1。由於彎折角度θ2<θ1，故相較於第5A圖，兩攝像模組402-1、402-2所擷取的影像具有較小的重疊區域RI’，也就是影像重疊比例較低。
根據第5A圖以及第5B圖，可知基座410在不同的彎折角度下，攝像模組402-1、402-2所擷取的影像將對應不同的重疊資訊(如影像重疊比例)。不同彎折角度與對應的重疊資訊可預先紀錄在一
查閱表中。因此，一旦處理模組計算出基座410的彎折角度，即可透過該查閱表，直接找出相應的影像重疊資訊，並據以執行影像縫合處理。舉例來說，若處理模組計算出基座410的彎折角度約30°，且經由查閱表得知對應的影像重疊比例為40%，則處理模組在進行影像縫合時，將可預先判斷攝像模組402-1所擷取的影像的右側40%會與攝像模組402-2所擷取的影像的左側40%發生重疊。由於處理模組透過查表即可估測出擷取影像的影像重疊區域，故可大幅提升影像縫合的速度。
綜上所述，本揭露提出的影像縫合方法及應用其的電子裝置，可藉由基座上的感測模組偵測基座的物理彎折資訊，並根據取得的物理彎折資訊計算基座當前的彎折角度，以及利用彎折角度找出對應的重疊資訊，因此，可有效節省影像縫合演算法透過影像處理方式搜尋影像重疊區域的時間，進而提升影像縫合的處理速度。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (20)
- 一種電子裝置，包括：一基座，該基座可被彎折；複數個攝像模組，該些攝像模組裝設於該基座，並擷取對應不同視野的複數張影像；一感測模組，耦接該基座，偵測該基座的一物理彎折資訊；一處理模組，耦接該些攝像模組以及該感測模組，利用該物理彎折資訊計算該基座的一彎折角度，並根據該彎折角度，自一查閱表中查找該些影像的一重疊資訊，以及基於該重疊資訊縫合該些影像，以產生一縫合後影像。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該查閱表包括複數個預設彎折角度以及對應該些預設彎折角度的複數個預設重疊資訊。
- 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中該處理模組更判斷該彎折角度是否發生變化；當判斷該彎折角度發生變化，該處理模組根據變化後的該彎折角度，自該查閱表查找一更新後重疊資訊，並基於該更新後重疊資訊進行影像縫合；以及當判斷該彎折角度未發生變化，該處理模組基於該重疊資訊進行影像縫合。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該處理模組更在該電子裝置啟動後，計算該基座的一初始彎折角度；以及該處理模組根據該初始彎折角度以及該物理彎折資訊，計算該基座的該彎折角度。
- 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該處理模組更在該電子裝置啟動後，控制該些攝像模組擷取複數張參考影像；該處理模組搜尋該些參考影像的一影像重疊區域；以及該處理模組根據該些參考影像的該影像重疊區域，計算該初始彎折角度。
- 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該處理模組更在該電子裝置啟動後，控制該感測模組偵測該基座不同位置之間的一距離值；以及該處理模組根據該距離值，計算該初始彎折角度。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該處理模組更根據該彎折角度的大小，自複數個預設影像縫合演算法中選擇其一對該些影像進行影像縫合，以產生該縫合後影像。
- 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該處理模組更將該彎折角度與一第一角度閥值與一第二角度閥值作比較，其中該第一角度閥值大於該第二角度閥值；當該彎折角度大於或等於該第一角度閥值，該處理模組自該些預設影像縫合演算法中選擇一第一影像縫合演算法對該些影像進行影像縫合；當該彎折角度介於該第一角度閥值與該第二角度閥值之間，該處理模組自該些預設影像縫合演算法中選擇一第二影像縫合演算法對該些影像進行影像縫合；以及當該彎折角度小於該第二角度閥值，該處理模組自該些預設影像縫合演算法中選擇一第三影像縫合演算法對該些影像進行影像縫合。
- 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該第一影像縫合演算法係一重疊分割演算法，該第二影像縫合演算法係一特徵點匹配演算法，該第三影像縫合演算法係一區塊匹配演算法。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該物理彎折資訊包括以下至少其一：電阻變化量、電容變化量、應力變化量、形變量、以及位移量。
- 一種影像縫合方法，適於一電子裝置，該電子裝置包括可彎折的一基座、裝設於該基座的複數個攝像模組、耦接 該基座的一感測模組、以及耦接該些攝像模組以及該感測模組的一處理模組，該影像縫合方法包括：透過該些攝像模組，擷取對應不同視野的複數張影像；透過該感測模組，偵測該基座的一物理彎折資訊；透過該處理模組，利用該物理彎折資訊計算該基座的一彎折角度，並根據該彎折角度，自一查閱表中查找該些影像的一重疊資訊，以及基於該重疊資訊縫合該些影像，以產生一縫合後影像。
- 如申請專利範圍第11項所述之影像縫合方法，其中該查閱表包括複數個預設彎折角度以及對應該些預設彎折角度的複數個預設重疊資訊。
- 如申請專利範圍第12項所述之影像縫合方法，更包括：透過該處理模組，判斷該彎折角度是否發生變化；當判斷該彎折角度發生變化，該處理模組根據變化後的該彎折角度，自該查閱表查找一更新後重疊資訊，並基於該更新後重疊資訊進行影像縫合；以及當判斷該彎折角度未發生變化，該處理模組基於該重疊資訊進行影像縫合。
- 如申請專利範圍第11項所述之影像縫合方法，更包括：在該電子裝置啟動後，該處理模組計算該基座的一初始彎折角度；以及 透過該處理模組，根據該初始彎折角度以及該物理彎折資訊，計算該基座的該彎折角度。
- 如申請專利範圍第14項所述之影像縫合方法，更包括：在該電子裝置啟動後，該處理模組控制該些攝像模組擷取複數張參考影像；透過該處理模組，搜尋該些參考影像的一影像重疊區域；以及透過該處理模組，根據該些參考影像的該影像重疊區域，計算該初始彎折角度。
- 如申請專利範圍第14項所述之影像縫合方法，更包括：在該電子裝置啟動後，透過該處理模組控制該感測模組偵測該基座不同位置之間的一距離值；以及透過該處理模組，根據該距離值計算該初始彎折角度。
- 如申請專利範圍第11項所述之影像縫合方法，更包括：透過該處理模組，根據該彎折角度的大小，自複數個預設影像縫合演算法中選擇其一對該些影像進行影像縫合，以產生該縫合後影像。
- 如申請專利範圍第17項所述之影像縫合方法，更包括：透過該處理模組，將該彎折角度與一第一角度閥值與一第二角度閥值作比較，其中該第一角度閥值大於該第二角度閥值； 當該彎折角度大於或等於該第一角度閥值，該處理模組自該些預設影像縫合演算法中選擇一第一影像縫合演算法對該些影像進行影像縫合；當該彎折角度介於該第一角度閥值與該第二角度閥值之間，該處理模組自該些預設影像縫合演算法中選擇一第二影像縫合演算法對該些影像進行影像縫合；以及當該彎折角小於該第二角度閥值，該處理模組自該些預設影像縫合演算法中選擇一第三影像縫合演算法對該些影像進行影像縫合。
- 如申請專利範圍第18項所述之影像縫合方法，其中該第一影像縫合演算法係一重疊分割演算法，該第二影像縫合演算法係一特徵點匹配演算法，該第三影像縫合演算法係一區塊匹配演算法。
- 如申請專利範圍第11項所述之影像縫合方法，其中該物理彎折資訊包括以下至少其一：電阻變化量、電容變化量、應力變化量、形變量、以及位移量。
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