能產生高動態影像的影像擷取裝置、電子裝置及其方法
2023-08-22 11:45:16 1
能產生高動態影像的影像擷取裝置、電子裝置及其方法
【專利摘要】本發明揭露一種能產生高動態影像的影像擷取裝置、電子裝置及其方法。此影像擷取裝置用於感測高解析度的輸入影像，並以此產生低解析度的輸出影像。影像擷取裝置是根據影像擷取裝置的輸出影像與輸入影像的解析度的比例將輸入影像分割成若干個影像區塊，並利用多種影像取樣方法對該些影像區塊執行影像取樣，以此產生能表現輸入影像的不同局部的動態細節的若干個暫時影像。影像擷取裝置則進一步分析該些暫時影像的動態細節，以決定其權重，再將該些暫時影像加權組合以產生能綜合表現各個暫時影像的動態細節的輸出影像。本發明能夠有效地產生高動態的影像，且不會額外增加成本。
【專利說明】能產生高動態影像的影像擷取裝置、電子裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發明有關於一種影像擷取裝置，特別是有關於一種能產生高動態影像的影像擷取裝置。
【背景技術】
[0002]由於科技的進步及市場的需求，市面上已經出現41MP高解析度的規格，這種規格高於一般常用的解析度，因此可以實現無內插放大的效果。一般而言，為了能由高解析度的影像輸出低解析度的影像，大多利用等間隔取樣的方式來產生低解析度的影像，例如，由41MP高解析度的影像輸出10?12MP較低的常用解析度。但是，這種方式也無法提供令人滿意的聞動態影像。
[0003]另外，若利用一般解析度的感測器拍攝高動態的影像，大多採取多重曝光或是單曝光的方式拍攝，並利用不同的影像處理方法來產生高動態的影像。然而，多重曝光模式可能會受到拍攝條件的限制進而影響輸出影像的品質(例如motion blur/ghost),而單曝光模式則是輸出的動態受限與輸出影像的品質不盡理想。
[0004]因此，如何提出一種影像擷取裝置，能夠有效地產生高動態的影像，即為本發明所欲解決的問題。
【發明內容】
[0005]有鑑於上述已知技術問題，本發明的其中一目的就是在提供能產生高動態影像的影像擷取裝置，以解決已知技術的影像擷取裝置無法輸出高動態影像的問題。
[0006]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
[0007]—種能產生高動態影像的影像擷取裝置。此影像擷取裝置可包含影像感測模塊、影像取樣模塊、權重計算模塊及處理模塊。影像感測模塊用於感測影像以做為輸入影像。影像取樣模塊根據影像擷取裝置的輸出影像與輸入影像的解析度的比例將輸入影像分割成若干個影像區塊，並以複數種影像取樣方法對該些影像區塊執行影像取樣，以產生能表現輸入影像的不同局部的動態細節的若干個暫時影像。權重計算模塊利用複數種影像分析方法分析該些暫時影像的動態細節，以計算該些暫時影像具備的動態細節的局部的重要性，並以此決定各個暫時影像的權重。處理模塊根據各個暫時影像的權重將該些暫時影像加權組合，以產生能綜合表現各個暫時影像的動態細節的輸出影像。
[0008]根據本發明的目的，再提出一種能產生高動態影像的方法。此方法包含下列步驟:利用影像感測模塊感測影像，以做為輸入影像。通過影像取樣模塊根據此影像擷取裝置的輸出影像與輸入影像的解析度的比例將此影像分割成若干個影像區塊，再以複數種影像取樣方法對該些影像區塊執行影像取樣，以此產生能表現輸入影像的不同局部的動態細節的若干個暫時影像。通過權重計算模塊利用複數種影像分析方法分析該些暫時影像具備的動態細節，以計算該些暫時影像具備的動態細節的局部的重要性，並以此決定各個暫時影像的權重。以及由處理模塊根據各個暫時影像的權重將該些暫時影像加權組合，以產生能綜合表現各個暫時影像的動態細節的輸出影像。
[0009]其中，影像取樣方法可包含局部加總(Binning)、局部平均、局部取樣(Sampling)及局部融合(Fusion)。
[0010]其中，影像分析方法可包含亮度分析、彩度分析、邊緣偵測(Edge Detection)、紋路分析(Texture Analysis)、資料連續性分析、頻譜特性分析及幾何特徵分析。
[0011]其中，處理模塊將各個暫時影像乘上其權重再相加，以產生輸出影像。
[0012]根據本發明的目的，又提出一種能產生高動態影像的電子裝置。此電子裝置可包含本體及設置於本體內的影像擷取裝置。此影像擷取裝置如同上述。
[0013]承上所述，依本發明的能產生高動態影像的影像擷取裝置、電子裝置及其方法，其可具有一或多個下述優點:
[0014](I)本發明能利用局部影像分析的方式適應性地決定採取各種不同的影像取樣方法，因此能夠有效地產生高動態的影像。
[0015](2)本發明是利用多種影像取樣及分析方式來產生高動態的影像，因此不會大量增加影像擷取裝置的成本，十分符合經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的能產生高動態影像的影像擷取裝置的方塊圖。
[0017]圖2為本發明的能產生高動態影像的影像擷取裝置的第一實施例的方塊圖。
[0018]圖3為本發明的能產生高動態影像的影像擷取裝置的第一實施例的流程圖。
[0019]圖4為本發明的產生高動態影像的影像擷取裝置的示意圖。
[0020]圖5為本發明的產生高動態影像的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]以下將參照相關附圖，說明依本發明的能產生高動態影像的影像擷取裝置及其方法的實施例，為使便於理解，下述實施例中的相同元件是以相同的符號標示來說明。
[0022]請參閱圖1，其為本發明的能產生高動態影像的影像擷取裝置的方塊圖。如圖所示，影像擷取裝置I包含影像感測模塊11、影像取樣模塊12、權重計算模塊13及處理模塊14。
[0023]影像感測模塊11用於感測影像111。影像取樣模塊12根據影像擷取裝置的輸出影像與影像111的解析度的比例將影像111分割成若干個影像區塊1211?1214。影像取樣模塊12採取多種影像取樣方法以執行影像取樣122，以產生多個能表現影像111的不同局部的動態細節的暫時影像1231?1234。更進一步的，影像取樣模塊12先通過影像分析的方式分析各個影像區塊1211?1214的區域動態範圍，以產生分析結果，再根據分析結果分別對影像區塊1211?1214採取不同的影像取樣方法以執行影像取樣122，以產生多個能表現影像111的不同局部的動態細節的暫時影像1231?1234。
[0024]權重計算模塊13是利用多種影像分析方法來執行影像分析131，以分析暫時影像1231?1234的局部亮度、彩度與細節紋路等能產生高動態影像的影像特性，以得知暫時影像1231?1234具備的動態細節，以此評估該些暫時影像1231?1234具備的動態細節的局部的重要性，最後決定各個暫時影像1231?1234的權重1321?1324。[0025]處理模塊14根據各個暫時影像1231?1234的權重1321?1324執行加權組合141，以組合該些暫時影像1231?1234，以此產生能綜合表現各個暫時影像1231?1234的動態細節的輸出影像142。
[0026]請參閱圖2，其為本發明的能產生高動態影像的影像擷取裝置的第一實施例的方塊圖。如圖所示，影像擷取裝置2包含影像感測模塊21、影像取樣模塊22、權重計算模塊23及處理模塊24。本實施例中舉例說明了本發明的影像擷取裝置採用多種影像分析及影像取樣的方法來獲得高動態的影像。
[0027]影像感測模塊21用於感測影像211。影像取樣模塊22根據影像擷取裝置的輸出影像與影像211的解析度的比例將影像211分割成若干個影像區塊2211?2214。影像取樣模塊22會先通過各種影像分析的方法分析各個影像區塊2211?2214的區域動態範圍，並產生分析結果，該些影像分析的方法為亮度分析2311、彩度分析2312、邊緣偵測2313 (EdgeDetection)、紋路分析2314 (Texture Analysis)、資料連續性分析2315、頻譜特性分析2316及幾何特徵分析2317等等。影像取樣模塊22再根據分析結果對影像區塊2211?2214採取特定的影像取樣方法以執行影像取樣222，以產生多個能表現影像211的不同局部的動態細節的暫時影像2231?2234。其中，影像取樣222中包含了局部加總2221、局部平均2222、局部取樣2223及局部融合2224等動作。
[0028]權重計算模塊23利用亮度分析2311、彩度分析2312、邊緣偵測2313、紋路分析2314、資料連續性分析2315、頻譜特性分析2316及幾何特徵分析2317等多種來執行影像分析231，以分析暫時影像2231?2234，進而獲得暫時影像2231?2234具備的動態細節，以此評估該些暫時影像2231?2234具備的動態細節的局部的重要性，最後決定各個暫時影像2231?2234的權重2321?2324。
[0029]處理模塊24根據各個暫時影像2231?2234的權重2321?2324執行加權組合241，以組合該些暫時影像2231?2234，以此產生能綜合表現各個暫時影像2231?2234的動態細節的輸出影像242。
[0030]舉例來說，當欲利用41MP的高解析度的影像感測器來輸出常用解析度且高動態的影像，如10MP。而由41MP縮成IOMP的影像，平均約為每4.1點縮成I點，其中縮小的方式有很多種，本發明提出利用多種影像分析的方法，如亮度分析、彩度分析、邊緣偵測、紋路分析、資料連續性分析2315、頻譜特性分析及幾何特徵分析等方法，來分析局部4.1點的區域動態範圍，進而選出合適的代表像素。
[0031 ] 由高解析度的影像41MP輸出低解析度的影像10MP，若以粗略計算，每4點像素要輸出一點，在這個過程中決定了輸出影像的動態範圍。當然，也可以由周遭的6*6 (3*3 (2*2))區域或更大的區域來分析局部影像的細節與亮度分布來決定輸出影像的數值。
[0032]例如，在局部2X2(4點)區域，按其亮度大小排序，分別輸出4張IOM的暫時影像M1、M2、M3及M4，因此，這四張暫時影像表示出41MP高解析度影像不同局部的動態分布，另夕卜，再加上另一張由局部平均產生的暫時影像M5。此時通過分析各張暫時影像的局部亮度、彩度及細節紋路的多寡來決定各張暫時影像的權重，最後以加權組合的方式組合成最後的輸出影像M。這裡提到的加權組合可以利用下列關係式來表示:
[0033]M = Ml*ffl+M2*W2+M3*ff3+M4*ff4+M5*ff5[0034]因此，最後的輸出影像M可以綜合表現出各張影像的動態細節。當然，上述僅為舉例，加權組合還包含多種形式，本發明並不以此為限。
[0035]值得一提的是，已知技術中的影像擷取裝置大都僅能利用等間隔取樣的方式來達到由高解析度的影像輸出低解析度的影像，因此其無法有效地提高其輸出影像的動態細節。然而，本發明的影像擷取裝置能夠利用不同的影像取樣方式產生多個具備不同局部的動態細節的暫時影像，再利用影像分析的方式估測各個暫時影像的權重，最後利用影像加權的方法組合各個暫時影像以成為輸出影像，使輸出影像能夠儘可能地具較高的動態細節。因此，本發明實具進步性的專利要件。
[0036]請參閱圖3，其為本發明的能產生高動態影像的影像擷取裝置的第一實施例的流程圖。本實施例包含下列步驟:
[0037]在步驟S31中，利用影像感測模塊感測影像。
[0038]在步驟S32中，通過影像取樣模塊將影像分割成若干個影像區塊，並分析該些影像區塊，再根據分析結果對採取局部加總、局部平均、局部取樣或局部融合對該些影像區塊執行影像取樣，以此產生能表現影像的不同局部的動態細節的若干個暫時影像。
[0039]在步驟S33中，通過權重計算模塊利用亮度分析、彩度分析、邊緣偵測、紋路分析、資料連續性分析、頻譜特性分析及幾何特徵分析分析該些暫時影像具備的動態細節，以計算該些暫時影像具備的動態細節的局部的重要性，並以此決定各個暫時影像的權重。
[0040]在步驟S34中，由處理模塊根據各個暫時影像的權重將該些暫時影像加權組合，以產生能綜合表現各個暫時影像的動態細節的輸出影像。
[0041]請參閱圖4，為本發明的產生高動態影像的影像擷取裝置的示意圖。如圖所示，使用者利用具備本發明的影像擷取裝置的電子裝置4進行拍攝的工作。為了能夠表現出影像中各個局部的動態，影像擷取裝置通過局部影像分析的方式，來適應性地決定採取局部加總、局部取樣或局部融合等影像取樣方法來產生高動態的較低解析度的影像。當然，此電子裝置4可為數位相機、數位攝影機、具照相功能的手機、具照相功能的個人數位助理(Personal Digital Asistant, PDA)、具照相功能的平板電腦或任何具有照相功能的可攜式電子裝置。
[0042]儘管前述在說明本發明的能產生高動態影像的影像擷取裝置的過程中，也已同時說明本發明的產生高動態影像的方法的概念，但為求清楚起見，以下仍另繪示流程圖詳細說明。
[0043]請參閱圖5，為本發明的產生高動態影像的方法的流程圖。本方法包含下列步驟:
[0044]在步驟S51中，利用影像感測模塊感測影像。
[0045]在步驟S52中，通過影像取樣模塊根據影像擷取裝置的輸出影像與影像的解析度的比例將影像分割成若干個影像區塊，並以複數種影像分析方法對該些影像區塊進行分析，以產生分析結果，再根據分析結果對採取特定的影像取樣方法對該些影像區塊執行影像取樣，以此產生能表現影像的不同局部的動態細節的若干個暫時影像。
[0046]在步驟S53中，通過權重計算模塊利用該些影像分析方法分析該些暫時影像具備的動態細節，以計算該些暫時影像具備的動態細節的局部的重要性，並以此決定各個暫時影像的權重。
[0047]在步驟S54中，由處理模塊根據各個暫時影像的權重將該些暫時影像加權組合，以產生能綜合表現各個暫時影像的動態細節的輸出影像。
[0048]本發明的產生高動態影像的方法的詳細說明以及實施方式已於前面敘述本發明的能產生高動態影像的影像擷取裝置時描述過，在此為了簡略說明便不再重複敘述。
[0049]綜上所述，本發明能利用局部影像分析的方式適應性地決定採取各種不同的影像取樣方法，因此能夠有效地產生高動態的影像。另外，本發明利用多種影像取樣及分析方式來產生高動態的影像，因此不會大量增加影像擷取裝置的成本，十分符合經濟效益。可見本發明在突破先前的技術下，確實已達到所欲增進的功效，且也非本領域技術人員所易於思及，其所具的進步性、實用性，顯已符合專利的申請要件，所以依法提出專利申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。
[0050]以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明的精神與範疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含於後附的權利要求範圍中。
【權利要求】
1.一種能產生高動態影像的影像擷取裝置，其特徵在於，它包含: 影像感測模塊，以感測影像； 影像取樣模塊，根據該影像擷取裝置的輸出影像與該影像的解析度的比例將該影像分割成若干個影像區塊，並以複數種影像取樣方法對該些影像區塊執行影像取樣，以產生能表現該影像的不同局部的動態細節的若干個暫時影像； 權重計算模塊，利用複數種影像分析方法分析該些暫時影像的動態細節，以計算該些暫時影像具備的動態細節的局部的重要性，並以此決定各個該暫時影像的權重；以及 處理模塊，根據各個該暫時影像的權重將該些暫時影像加權組合，以產生能綜合表現各個該暫時影像的動態細節的該輸出影像。
2.如權利要求1所述的能產生高動態影像的影像擷取裝置，其特徵在於，該影像取樣方法包含局部加總、局部平均、局部取樣及局部融合。
3.如權利要求2所述的能產生高動態影像的影像擷取裝置，其特徵在於，該些影像分析方法包含亮度分析、彩度分析、邊緣偵測、紋路分析、資料連續性分析、頻譜特性分析及幾何特徵分析。
4.如權利要求1所述的能產生高動態影像的影像擷取裝置，其特徵在於，該處理模塊是將各個該暫時影像乘上其權重再相加，以產生該輸出影像。
5.一種能產生高動態影像的方法，其特徵在於，包含下列步驟: 利用影像感測模塊感測影像； 通過影像取樣模塊根據該影像擷取裝置的輸出影像與該影像的解析度的比例將該影像分割成若干個影像區塊，再以複數種影像取樣方法對該些影像區塊執行影像取樣，以此產生能表現該影像的不同局部的動態細節的若干個暫時影像； 通過權重計算模塊利用複數種影像分析方法分析該些暫時影像具備的動態細節，以計算該些暫時影像具備的動態細節的局部的重要性，並以此決定各個該暫時影像的權重；以及 由處理模塊根據各個該暫時影像的權重將該些暫時影像加權組合，以產生能綜合表現各個該暫時影像的動態細節的該輸出影像。
6.如權利要求5所述的能產生高動態影像的方法，其特徵在於，該影像取樣方法包含局部加總、局部平均、局部取樣及局部融合。
7.如權利要求6所述的能產生高動態影像的方法，其特徵在於，該些影像分析方法包含亮度分析、彩度分析、邊緣偵測、紋路分析、資料連續性分析、頻譜特性分析及幾何特徵分析。
8.如權利要求5所述的能產生高動態影像的方法，其特徵在於，該處理模塊是將各個該暫時影像乘上其權重再相加，以產生該輸出影像。
9.一種能產生高動態影像的電子裝置，其特徵在於，包含: 本體；以及 影像擷取裝置，設置於該本體內，該影像擷取裝置包含: 影像感測模塊，以感測影像； 影像取樣模塊，根據該影像擷取裝置的輸出影像與該影像的解析度的比例將該影像分割成若干個影像區塊，並以複數種影像取樣方法對該些影像區塊執行影像取樣，以產生能表現該影像的不同局部的動態細節的若干個暫時影像； 權重計算模塊，利用複數種影像分析方法分析該些暫時影像的動態細節，以計算該些暫時影像具備的動態細節的局部的重要性，並以此決定各個該暫時影像的權重；以及 處理模塊，根據各個該暫時影像的權重將該些暫時影像加權組合，以產生能綜合表現各個該暫時影像的動態細節的該輸出影像。
10.如權利要求9所述的能產生高動態影像的電子裝置，其特徵在於，該電子裝置為數位相機、數位攝影機、具照相 功能的手機、具照相功能的個人數位助理或具照相功能的平板電腦。
【文檔編號】H04N9/04GK103581535SQ201210282753
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月9日 優先權日:2012年8月9日
【發明者】李運錦 申請人:華晶科技股份有限公司