TWI789018B - 影像擷取裝置與影像運算方法 - Google Patents

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Abstract

本案揭示一種影像擷取裝置，包含感應器、記憶體及處理器。感應器用以擷取至少一目標物之影像。記憶體用以儲存複數個指令。處理器用以由記憶體取得複數個指令以執行以下步驟：控制感應器以擷取參考影像與處理影像；自參考影像擷取第一亮區與暗區，並自處理影像擷取第二亮區；將第一亮區的第一亮度值與第二亮區的第二亮度值分別與至少二第一亮度閾值進行計算，以取得第一低曝光補償值與第二低曝光補償值；以及根據暗區的第三亮度值與至少二第二亮度閾值比較，取得高曝光補償值。

Description

影像擷取裝置與影像運算方法
本案係有關於一種電子裝置及其影像運算方法擷取裝置。
現行HDR影像多半採納相機拍攝多張不同曝光值的影像來做合成，而設計不同的曝光值會由一個基礎的曝光影像當基準來判別，此為場景偵測演算法。此方式易受到環境存在部分過暗/過亮的區域影響，其估測出來的不同曝光之輸入圖隨之更亮/更暗，進而影響合成品質的耐受性，導致較高機率發生鬼影或疊影現象。
本案提供一種影像擷取裝置，包含感應器、記憶體及處理器。感應器用以擷取至少一目標物之影像。記憶體用以儲存複數個指令。處理器用以由記憶體取得複數個指令以執行以下步驟：控制感應器以擷取參考影像與處理影像；自參考影像擷取第一亮區與暗區，並自處理影像擷取第二亮區；將第一亮區的第一亮度值與第二亮區的第二亮度值分別與至少二第一亮度閾值進行計算，以取得第一低曝光補償值與第二低曝光補償值；以及根據暗區的第三亮度值與至少二第二亮度閾值比較，取得高曝光補償值。
本案另提供一種影像運算方法。影像運算方法包含：擷取參考影像與處理影像；自參考影像擷取第一亮區與一暗區，並自處理影像擷取第二亮區；將第一亮區的第一亮度值與第二亮區的第二亮度值分別與至少二第一亮度閾值進行計算，以取得第一低曝光補償值與第二低曝光補償值；以及根據暗區的第三亮度值與至少二第二亮度閾值比較，取得高曝光補償值。
因此，根據本案之技術內容，本案實施例所示之影像擷取裝置與影像運算方法，得以增進合成影像品質的耐受性，從而降低發生鬼影或疊影的現象。
在參閱下文實施方式後，本案所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本案之基本精神及其他發明目的，以及本案所採用之技術手段與實施態樣。
關於本文中所使用之「耦接」，可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。
擷取裝置如第1圖所示，影像擷取裝置100包含感應器110、記憶體120及處理器130。於連接關係上，感應器110耦接於記憶體120，而記憶體120耦接處理器130。
為增進合成影像品質的耐受性，從而降低發生鬼影或疊影的現象，本案提供如第1圖所示之影像擷取裝置100，其相關操作詳細說明如後。
在一實施例中，感應器110用以擷取至少一目標物之影像。記憶體120用以儲存複數個指令。處理器130用以由記憶體120取得複數個指令以執行以下步驟：控制感應器110以擷取參考影像與處理影像；自參考影像擷取第一亮區與暗區，並自處理影像擷取第二亮區；將第一亮區的第一亮度值與第二亮區的第二亮度值分別與至少二第一亮度閾值進行計算，以取得第一低曝光補償值與第二低曝光補償值；以及根據暗區的第三亮度值與至少二第二亮度閾值比較，取得高曝光補償值。
為使影像擷取裝置100之上述操作易於理解，請一併參閱第2圖擷取裝置。
如第1圖及第2圖所示，在一實施例中，處理器130自記憶體120取得複數個指令而控制感應器110以擷取參考影像210與處理影像220。接著，自參考影像210擷取第一亮區310與暗區320，並自處理影像220擷取第二亮區330。在一實施例中，處理器130藉由感應器110擷取參考影像210，參考影像210可以代表當下畫面所呈現的曝光結果與成像資訊，也可以是高動態範圍圖像(High Dynamic Range Imaging, HDR)的前處理影像。接著，處理器130藉由感應器110擷取處理影像220，處理影像220可以是藉由原始圖檔進行了縮小影像數據後產生的紅綠藍（RGB）圖像。
隨後，處理器130將第一亮區310的第一亮度值與第二亮區330的第二亮度值分別與至少二第一亮度閾值進行計算，以取得第一低曝光補償值與第二低曝光補償值。然後，處理器130根據暗區320的第三亮度值與至少二第二亮度閾值比較，取得高曝光補償值。舉例而言，處理器130可以針對第一亮區310的第一亮度值與至少二第一亮度閾值做線性內差，藉此得到第一低曝光補償值。然後，處理器130可以針對第二亮區330的第二亮度值與至少二第一亮度閾值做線性內差，藉此得到第二低曝光補償值。再來，處理器130可以針對暗區320的第三亮度值與至少二第二亮度閾值做線性內差，藉此得到高曝光補償值。
在另一實施例中，處理器130自記憶體120取得複數個指令而控制感應器110以執行以下步驟包含：擷取參考影像210的參考亮度與處理影像220的處理亮度的資訊，以及根據參考亮度及處理亮度的資訊分別製作為第一亮度直方圖與第二亮度直方圖。在一實施例中，處理器130收集參考影像210內各種參考亮度的資訊，並將參考亮度的資訊統計製成第一亮度直方圖。然後，處理器130收集處理影像220內各種處理亮度的資訊，並將處理亮度的資訊統計製成第二亮度直方圖。
在一實施例中，處理器130於第一低曝光補償值與第二低曝光補償值中取其中一者作為低曝光補償值。舉例而言，若第一低曝光補償值為1而第二低曝光補償值為2，則處理器130可選擇數值1或2作為低曝光補償值。
在一實施例中，處理器130於第一低曝光補償值與第二低曝光補償值中取補償值最小者作為低曝光補償值。舉例而言，若第一低曝光補償值為1而第二低曝光補償值為2，則處理器130取數值1作為低曝光補償值。
請一併參考第2圖與第3圖，擷取裝置在一實施例中，處理器130對參考影像210進行區域判定，以決定第一亮區310與暗區320佔參考影像210的區域佔比。舉例而言，處理器130找出參考影像210的255亮度灰階處與0亮度灰階處，依據255與0亮度灰階處進行區域判定，以決定第一亮區310與暗區320佔參考影像210的區域佔比。
在一實施例中，處理器130由參考影像210於最亮處擷取第一亮度百分比區域，其中第一亮度百分比區域為第一亮區310。舉例而言，第一亮度百分比可以為10%，而處理器130可以從參考影像210的最亮255灰階亮度往下取10％亮度的區域作為第一亮區310。
在一實施例中，處理器130自參考影像210的最暗處擷取第二亮度百分比區域，其中第二亮度百分比區域為暗區320。舉例而言，第二亮度百分比可以為10%，而處理器130可以從參考影像210的最暗0灰階亮度往上取10%亮度的區域作為暗區320。
在另一實施例中，處理器130自記憶體120取得複數個指令以執行的步驟包含：對處理影像220進行區域判定，以決定第二亮區330佔處理影像220的區域佔比，以及由處理影像220於最亮處擷取第三亮度百分比區域，其中第三亮度百分比區域為第二亮區330。舉例而言，處理器130找出處理影像220的255亮度灰階處，依據255亮度灰階處進行區域判定，以決定第二亮區佔處理影像220的區域佔比。然後，第三亮度百分比可以為10%，而處理器130可以從處理影像220的最亮255灰階亮度往下取10％亮度的區域作為第三亮區330。
請一併參考第2圖與第4圖，第4圖係依照本案另一實施例繪示一種影像擷取裝置所擷取之影像的示意圖。在一實施例中，處理器130根據低曝光補償值將參考影像210製為低曝影像410，並由處理器130根據高曝光補償值將參考影像210製為高曝影像420。舉例而言，處理器130根據低曝光補償值調整參考影像210內的曝光值成為低曝影像410。然後，舉例而言，處理器130根據高曝光補償值調整參考影像210內的曝光值成為高曝影像420。
第5圖係繪示依照本案再一實施方式的一種影像運算方法500之流程圖。影像運算方法500包含以下步驟：
步驟510：擷取參考影像與處理影像；
步驟520：自參考影像擷取第一亮區與暗區，並自處理影像擷取第二亮區；
步驟530：將第一亮區的第一亮度值與第二亮區的第二亮度值分別與至少二第一亮度閾值進行計算，以取得第一低曝光補償值與第二低曝光補償值；以及
步驟540：根據暗區的第三亮度值與至少二第二亮度閾值比較，取得高曝光補償值。
為使影像運算方法500易於理解，請一併參閱第1圖至第5圖。於步驟510中，可藉由處理器130擷取參考影像210與處理影像220。隨後，請參閱步驟520，可藉由處理器130自參考影像210擷取第一亮區310與暗區320，並自處理影像220擷取第二亮區330。然後，請參閱步驟530，可藉由處理器130將第一亮區310的第一亮度值與第二亮區330的第二亮度值分別與至少二第一亮度閾值進行計算，以取得第一低曝光補償值與第二低曝光補償值。隨後，請參閱步驟540，可藉由處理器130用以根據暗區320的第三亮度值與至少二第二亮度閾值比較，取得高曝光補償值。
在一實施例中，請參閱步驟510，可進一步藉由處理器130擷取參考影像210的參考亮度的資訊與處理影像220的處理亮度的資訊，並根據參考亮度及處理亮度的資訊分別製作為第一亮度直方圖與第二亮度直方圖。
在另一實施例中，請參閱步驟530，可藉由處理器130於第一低曝光補償值與第二低曝光補償值中取其中一者作為低曝光補償值。
在又一實施例中，請參閱步驟530，可藉由處理器130於第一低曝光補償值與第二低曝光補償值中取補償值最小者作為低曝光補償值。
在另一實施例中，請參閱步驟520，可進一步藉由處理器130對參考影像210進行區域判定，以決定第一亮區310與暗區320佔參考影像210的區域佔比。
在又一實施例中，請參閱步驟520，可進一步藉由處理器130由參考影像210於最亮處擷取第一亮度百分比區域，其中第一亮度百分比區域為第一亮區310，並由參考影像210於最暗處擷取第二亮度百分比區域，其中第二亮度百分比區域為暗區320。
在另一實施例中，請參閱步驟520，可進一步藉由處理器130對處理影像220進行區域判定，以決定第二亮區330佔處理影像220的區域佔比，並由處理影像220於最亮處擷取第三亮度百分比區域，其中第三亮度百分比區域為第二亮區330。
需說明的是，所屬技術領域中具有通常知識者當可明白，影像運算方法500之各步驟依其執行之功能予以撰寫，僅係為了讓本案之技術更加明顯易懂，並非用以限定該等步驟。將各步驟予以整合成同一步驟或分拆成多個步驟，或者將任一步驟更換到另一步驟中執行，抑或將各步驟之順序進行調整，皆仍屬於本案內容之實施方式。再者，在此僅係以第1~4圖所示之影像擷取裝置100來例示性地說明影像運算方法500之步驟，然影像運算方法500並非僅能以影像擷取裝置100來加以執行。
由上述本案實施方式可知，應用本案具有下列優點。本案實施例提供一種影像擷取裝置與影像運算方法，得以增進合成影像品質的耐受性，從而降低發生鬼影或疊影的現象。
雖然上文實施方式中揭露了本案的具體實施例，然其並非用以限定本案，本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不悖離本案之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本案之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。
100:影像擷取裝置 110:感應器 120:記憶體 130:處理器 210:參考影像 220:處理影像 310:第一亮區 320:暗區 330:第二亮區 410:低曝影像 420:高曝影像 500:影像運算方法 510~540:步驟
為讓本案之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖係依照本案一實施例繪示一種影像擷取裝置的示意圖。 第2圖係依照本案一實施例繪示一種影像擷取裝置所擷取之影像的示意圖。 第3圖係依照本案又一實施例繪示一種影像擷取裝置所擷取之影像的示意圖。 第4圖係依照本案另一實施例繪示一種影像擷取裝置所擷取之影像的示意圖。 第5圖係繪示依照本案再一實施方式的一種影像運算方法之流程圖。 根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本案相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:影像擷取裝置
110:感應器
120:記憶體
130:處理器

Claims (15)

  1. 一種影像擷取裝置，包含： 一感應器，用以擷取至少一目標物之影像； 一記憶體，用以儲存複數個指令；以及 一處理器，用以由該記憶體取得該些指令以執行以下步驟： 控制該感應器以擷取一參考影像與一處理影像； 自該參考影像擷取一第一亮區與一暗區，並自該處理影像擷取一第二亮區； 將該第一亮區的一第一亮度值與該第二亮區的一第二亮度值分別與至少二第一亮度閾值進行計算，以取得一第一低曝光補償值與一第二低曝光補償值；以及 根據該暗區的一第三亮度值與至少二第二亮度閾值比較，取得一高曝光補償值。
  2. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中該處理器由該記憶體取得該些指令以執行以下步驟： 擷取該參考影像的一參考亮度的資訊與該處理影像及一處理亮度的資訊；以及 根據該參考亮度及該處理亮度的資訊分別製作為一第一亮度直方圖與一第二亮度直方圖。
  3. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中於該第一低曝光補償值與該第二低曝光補償值中取其中一者作為一低曝光補償值。
  4. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中於該第一低曝光補償值與該第二低曝光補償值中取補償值最小者作為一低曝光補償值。
  5. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中該處理器由該記憶體取得該些指令以執行以下步驟： 對該參考影像進行一區域判定，以決定該第一亮區與該暗區佔該參考影像的一區域佔比。
  6. 如請求項5所述之影像擷取裝置，其中該處理器由該記憶體取得該些指令以執行以下步驟： 由該參考影像於最亮處擷取一第一亮度百分比區域，其中該第一亮度百分比區域為該第一亮區。
  7. 如請求項5所述之影像擷取裝置，其中該處理器由該記憶體取得該些指令以執行以下步驟： 由該參考影像於最暗處擷取一第二亮度百分比區域，其中該第二亮度百分比區域為該暗區。
  8. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中該處理器由該記憶體取得該些指令以執行以下步驟： 對該處理影像進行一區域判定，以決定該第二亮區佔該處理影像的一區域佔比；以及 由該處理影像於最亮處擷取一第三亮度百分比區域，其中該第三亮度百分比區域為該第二亮區。
  9. 一種影像運算方法，包含： 擷取一參考影像與一處理影像； 自該參考影像擷取一第一亮區與一暗區，並自該處理影像擷取一第二亮區； 將該第一亮區的一第一亮度值與該第二亮區的一第二亮度值分別與至少二第一亮度閾值進行計算，以取得一第一低曝光補償值與一第二低曝光補償值；以及 根據該暗區的一第三亮度值與至少二第二亮度閾值比較，取得一高曝光補償值。
  10. 如請求項9所述之影像運算方法，其中擷取該參考影像與該處理影像的步驟包含： 擷取該參考影像的一參考亮度的資訊與該處理影像的一處理亮度的資訊；以及 根據該參考亮度及該處理亮度的資訊分別製作為一第一亮度直方圖與一第二亮度直方圖。
  11. 如請求項9所述之影像運算方法，其中於該第一低曝光補償值與該第二低曝光補償值中取其中一者作為一低曝光補償值。
  12. 如請求項9所述之影像運算方法，其中於該第一低曝光補償值與該第二低曝光補償值中取補償值最小者作為一低曝光補償值。
  13. 如請求項9所述之影像運算方法，其中自該參考影像擷取一第一亮區與一暗區的步驟包含： 對該參考影像進行一區域判定，以決定該第一亮區與該暗區佔該參考影像的一區域佔比。
  14. 如請求項13所述之影像運算方法，其中自該參考影像擷取一第一亮區與一暗區的步驟更包含： 由該參考影像於最亮處擷取一第一亮度百分比區域，其中該第一亮度百分比區域為該第一亮區；以及 由該參考影像於最暗處擷取一第二亮度百分比區域，其中該第二亮度百分比區域為該暗區。
  15. 如請求項9所述之影像運算方法，其中該處理影像擷取一第二亮區的步驟包含： 對該處理影像進行一區域判定，以決定該第二亮區佔該處理影像的一區域佔比；以及 由該處理影像於最亮處擷取一第三亮度百分比區域，其中該第三亮度百分比區域為該第二亮區。
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