決定影像間偏移量的方法
2023-05-27 16:53:26 1
專利名稱：決定影像間偏移量的方法
技術領域：
本發明涉及一種數字影像處理，特別是涉及一種決定影像間偏移量的方法。
背景技術：
隨著像素數量的不斷提升及光學性能的複雜化，防手震已成為相機不可或缺的功能之一，特別是對於中高階的相機。防手震功能可以分為兩個步驟。第一為偵測震動造成的影像偏移量，第二為依據偏移量採取對應的補救措施。經決定的震動量則可用以調整相機參數，例如調高光圈或曝光值(例如ISO值)。經決定的震動量也可用於攝影機中，以移動圖框(frame)，以避免影像晃動。震動量或偏移量可以使用電子設備如陀螺儀偵測，也可使用影像處理技術來達成。 使用電子設備的成本相當高昂，相對上使用影像處理技術成本較低。然而，傳統防手震影像處理技術的計算量相當大、容易造成誤判或易受雜訊影響。鑑於傳統防手震影像處理技術的各種缺點，因此亟需提出一種新穎的防手震機制，不但能降低製造成本，且能增快處理速度以實現即時(real time)的應用。由此可見，上述現有的數字影像處理在產品結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品及方法又沒有適切的結構及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的決定影像間偏移量的方法，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。有鑑於上述現有的數字影像處理存在的缺陷，本發明人基於從事此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新的決定影像間偏移量的方法，能夠改進一般現有的數字影像處理，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經過反覆試作樣品及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明。
發明內容
本發明的主要目的在於，克服現有的數字影像處理存在的缺陷，而提供一種新的決定影像間偏移量的方法，所要解決的技術問題是提出一種簡單、具成本效率及快速的影像間偏移量的決定方法，非常適於實用。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種決定影像間偏移量的方法，其包含將一第一影像的第一像素資料陣列映射(map)得到至少一第一特徵陣列，該第一特徵陣列的維度小於該第一像素資料陣列；將一第二影像的第二像素資料陣列映射得到至少一第二特徵陣列，該第二特徵陣列的維度小於該第二像素資料陣列；匹配(align)該第一特徵陣列與該第二特徵陣列，該匹配決定該第一特徵陣列與多個移動(shifted)的該第二特徵陣列之間的相似度，其中該些移動的第二特徵陣列各具不同位移量；其中具最高相似度的該第二特徵陣列的位移量即決定為該二影像之間的偏移量。本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。前述的決定影像間偏移量的方法，其中所述的第一及第二像素資料陣列為二維， 且該第一及第二特徵陣列為一維。前述的決定影像間偏移量的方法，其中所述的至少一第一特徵陣列包含一第一水平特徵陣列及一第一垂直特徵陣列，且該至少一第二特徵陣列包含一第二水平特徵陣列及一第二垂直特徵陣列。前述的決定影像間偏移量的方法，其中所述的第一水平特徵陣列的每一要素 (element)根據該第一像素資料陣列相應行(column)的像素資料而映射得到，且該第一垂直特徵陣列的每一要素根據該第一像素資料陣列相應列(row)的像素資料而映射得到；且該第二水平特徵陣列的每一要素根據該第二像素資料陣列相應行的像素資料而映射得到， 且該第二垂直特徵陣列的每一要素根據該第二像素資料陣列相應列的像素資料而映射得到。前述的決定影像間偏移量的方法，其中所述的第一水平特徵陣列的每一要素為該第一像素資料陣列相應行的像素資料之和，且該第一垂直特徵陣列的每一要素為該第一像素資料陣列相應列的像素資料之和；且該第二水平特徵陣列的每一要素為該第二像素資料陣列相應行的像素資料之和，且該第二垂直特徵陣列的每一要素為該第二像素資料陣列相應列的像素資料之和。前述的決定影像間偏移量的方法，其中所述的第一水平特徵陣列的每一要素為該第一像素資料陣列相應行的像素資料之乘積，且該第一垂直特徵陣列的每一要素為該第一像素資料陣列相應列的像素資料之乘積；且該第二水平特徵陣列的每一要素為該第二像素資料陣列相應行的像素資料之乘積，且該第二垂直特徵陣列的每一要素為該第二像素資料陣列相應列的像素資料之乘積。前述的決定影像間偏移量的方法，其中所述的第一特徵陣列和該第二特徵陣列的相似度為該第一特徵陣列和該第二特徵陣列的相應要素的絕對差值之和(SAD)。前述的決定影像間偏移量的方法，其中所述的第一特徵陣列和該第二特徵陣列的相似度為該第一特徵陣列和該第二特徵陣列的相應要素的平方差值之和(SSD)。前述的決定影像間偏移量的方法，其中所述的第一特徵陣列的部分要素根據其相鄰要素經由內插而得到。前述的決定影像間偏移量的方法，其中所述的移動的第二特徵陣列於一預設移動範圍內進行移動。前述的決定影像間偏移量的方法，其中當該最高相似度一直低於一預設值時，則將最大位移量視為該二影像間的偏移量。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上可知，為達到上述目的，本發明提供了一種決定影像間偏移量的方法，根據本發明實施例，將第一影像的第一像素資料陣列映射得到至少一第一特徵陣列，其維度小於第一像素資料陣列。將第二影像的第二像素資料陣列映射得到至少一第二特徵陣列，其維度小於第二像素資料陣列。匹配第一特徵陣列與第二特徵陣列，該匹配決定第一特徵陣列與多個移動的第二特徵陣列之間的相似度，其中該些移動的第二特徵陣列各具不同位移量。藉此，具最高相似度的第二特徵陣列的位移量即決定為二影像之間的偏移量。多個位移量藉由上述技術方案，本發明決定影像間偏移量的方法至少具有下列優點及有益效果本發明提出一種簡單、具成本效率及快速的影像間偏移量的決定方法，非常適於實用，不但能降低製造成本，且能增快處理速度以實現即時(real time)的應用。綜上所述，本發明是有關於一種決定影像間偏移量的方法，將第一影像的第一像素資料陣列映射(map)得到第一特徵陣列，其維度小於第一像素資料陣列；且將第二影像的第二像素資料陣列映射得到第二特徵陣列，其維度小於第二像素資料陣列。匹配(align) 第一特徵陣列與第二特徵陣列，該匹配決定第一特徵陣列與多個移動(shifted)的第二特徵陣列之間的相似度。其中，具最高相似度的第二特徵陣列的位移量即決定為二影像之間的偏移量。本發明在技術上有顯著的進步，並具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
圖1流程圖顯示本發明實施例的影像間偏移量的決定方法。圖2顯示第一圖的映射步驟的詳細流程圖。圖3例示以條形圖來表示特徵X/Y陣列。圖4例示第一特徵X陣列及一些移動第二特徵X陣列。10A-12B 步驟110-112:步驟
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的決定影像間偏移量的方法其具體實施方式
、結構、 方法、步驟、特徵及其功效，詳細說明如後。有關本發明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚的呈現。為了方便說明，在以下的實施例中，相同的元件以相同的編號表示。圖1流程圖顯示本發明實施例的影像間偏移量的決定方法。本實施例可適用於數字相機、具數字相機的行動電話、攝影機或其他攝像(imaging)裝置。例如，根據所決定的影像間偏移量，可補償數字相機或具數字相機的行動電話的擷取相片的震動。又例如，根據所決定的影像間偏移量，可補償攝影機的相鄰圖框間的震動。於步驟IOA和10B，分別接收第一影像及第二影像。該二影像可以是數字相機或具數字相機的行動電話於預覽(preview)模式下的二相鄰圖框，或者是攝影機所錄製的二相鄰圖框。第一 /第二影像包含有第一 /第二像素資料陣列。在本實施例中，第一像素資料陣列及第二像素資料陣列是二維的OD)。然而，第一像素資料陣列及第二像素資料陣列的維度也可大於二。接著，於步驟11A，將第一影像的第一像素資料陣列映射(map)至一或多個第一特徵(feature)陣列，其維度小於第一像素資料陣列的維度。在本實施例中，將第一像素資料陣列映射至(一維，1D)第一水平(X)特徵陣列及第一垂直(Y)特徵陣列。同樣地，於步驟 11B，將第二影像的第二像素資料陣列映射至一或多個第二特徵陣列，其維度小於第二像素資料陣列的維度。在本實施例中，將第二像素資料陣列映射至(一維，1D)第二水平(X)特徵陣列及第二垂直(Y)特徵陣列。雖然本實施例將二維像素資料陣列映射至二個一維特徵陣列，然而在其他實施例中，則可使用其他的映射方式。例如，將三維影像映射至三個二維的特徵陣列，或者映射至三個一維的特徵陣列。圖2顯示圖1的映射步驟(亦即，步驟IlA或11B)的詳細流程圖。於步驟110， 根據OD)第一像素資料陣列的每一行(column)，以映射得到(ID)第一特徵X陣列的相應組成要素(element)。例如，將一行中像素資料相加之和作為特徵X陣列的相應要素。圖3 例示以條形圖(bar chart)來表示特徵X陣列。在另一例子中，則是將一行中像素資料相乘的積作為特徵X陣列的相應要素。同樣地，於步驟112，根據QD)第一像素資料陣列的每一列(row)，以映射得到(ID)第一特徵Y陣列的相應組成要素。例如，將一列中像素資料相加之和或相乘的積作為特徵Y陣列的相應要素，如圖3所示。第二特徵X/Y陣列的組成要素也可依步驟110/112的方法映射得到。接著，於步驟12A(圖1)，進行(ID)第一特徵X陣列與第二特徵X陣列的匹配 (align)。在本實施例中，決定第一特徵X陣列與一些移動(shifted)第二特徵X陣列之間的相似度，其中該些移動第二特徵X陣列各具不同的移動。圖4例示第一特徵X陣列及一些移動第二特徵X陣列。在本實施例中，第一特徵X陣列與(不具位移量或具位移量)第二特徵X陣列之間的相似度為第一特徵X陣列與第二特徵X陣列的相應要素的絕對差值之和(sum of absolute differences，SAD)。第一特徵 X 陣列(FeatureXl)與第二特徵 X 陣列(FeatureX2)的SAD可表示如下
權利要求
1.一種決定影像間偏移量的方法，其特徵在於包含將一第一影像的第一像素資料陣列映射得到至少一第一特徵陣列，該第一特徵陣列的維度小於該第一像素資料陣列；將一第二影像的第二像素資料陣列映射得到至少一第二特徵陣列，該第二特徵陣列的維度小於該第二像素資料陣列；匹配該第一特徵陣列與該第二特徵陣列，該匹配決定該第一特徵陣列與多個移動的該第二特徵陣列之間的相似度，其中該些移動的第二特徵陣列各具不同位移量；其中具最高相似度的該第二特徵陣列的位移量即決定為該二影像之間的偏移量。
2.根據權利要求1所述的決定影像間偏移量的方法，其特徵在於其中所述的第一及第二像素資料陣列為二維，且該第一及第二特徵陣列為一維。
3.根據權利要求2所述的決定影像間偏移量的方法，其特徵在於其中所述的至少一第一特徵陣列包含一第一水平特徵陣列及一第一垂直特徵陣列，且該至少一第二特徵陣列包含一第二水平特徵陣列及一第二垂直特徵陣列。
4.根據權利要求3所述的決定影像間偏移量的方法，其特徵在於其中所述的第一水平特徵陣列的每一要素根據該第一像素資料陣列相應行的像素資料而映射得到，且該第一垂直特徵陣列的每一要素根據該第一像素資料陣列相應列的像素資料而映射得到；且該第二水平特徵陣列的每一要素根據該第二像素資料陣列相應行的像素資料而映射得到，且該第二垂直特徵陣列的每一要素根據該第二像素資料陣列相應列的像素資料而映射得到。
5.根據權利要求4所述的決定影像間偏移量的方法，其特徵在於其中所述的第一水平特徵陣列的每一要素為該第一像素資料陣列相應行的像素資料之和，且該第一垂直特徵陣列的每一要素為該第一像素資料陣列相應列的像素資料之和；且該第二水平特徵陣列的每一要素為該第二像素資料陣列相應行的像素資料之和，且該第二垂直特徵陣列的每一要素為該第二像素資料陣列相應列的像素資料之和。
6.根據權利要求4所述的決定影像間偏移量的方法，其特徵在於其中所述的第一水平特徵陣列的每一要素為該第一像素資料陣列相應行的像素資料之乘積，且該第一垂直特徵陣列的每一要素為該第一像素資料陣列相應列的像素資料之乘積；且該第二水平特徵陣列的每一要素為該第二像素資料陣列相應行的像素資料之乘積，且該第二垂直特徵陣列的每一要素為該第二像素資料陣列相應列的像素資料之乘積。
7.根據權利要求2所述的決定影像間偏移量的方法，其特徵在於其中所述的第一特徵陣列和該第二特徵陣列的相似度為該第一特徵陣列和該第二特徵陣列的相應要素的絕對差值之和。
8.根據權利要求2所述的決定影像間偏移量的方法，其特徵在於其中所述的第一特徵陣列和該第二特徵陣列的相似度為該第一特徵陣列和該第二特徵陣列的相應要素的平方差值之和。
9.根據權利要求1所述的決定影像間偏移量的方法，其特徵在於其中所述的第一特徵陣列的部分要素根據其相鄰要素經由內插而得到。
10.根據權利要求1所述的決定影像間偏移量的方法，其特徵在於其中所述的移動的第二特徵陣列於一預設移動範圍內進行移動。
11.根據權利要求1所述的決定影像間偏移量的方法，其特徵在於其中當該最高相似度一直低於一預設值時，則將最大位移量視為該二影像間的偏移量。
全文摘要
本發明是有關於一種決定影像間偏移量的方法，將第一影像的第一像素資料陣列映射(map)得到第一特徵陣列，其維度小於第一像素資料陣列；且將第二影像的第二像素資料陣列映射得到第二特徵陣列，其維度小於第二像素資料陣列。匹配(align)第一特徵陣列與第二特徵陣列，該匹配決定第一特徵陣列與多個移動(shifted)的第二特徵陣列之間的相似度。其中，具最高相似度的第二特徵陣列的位移量即決定為二影像之間的偏移量。
文檔編號H04N5/232GK102340618SQ20101023372
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月19日 優先權日2010年7月19日
發明者陳啟德 申請人:佳能企業股份有限公司