CN101990063B - 利用移动检测调整数字相机的拍摄设定的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用移动检测调整数字相机的拍摄设定的方法，应用于数字相机在进行拍摄数字影像时，根据数字相机的震动或被摄物的晃动，决定调整数字相机的拍摄设定。调整方法包括：至少撷取连续的两张预摄影像；分别对预摄影像中的相同位置上设定中心区域与边缘区域；从预摄影像中找出特征点；依据特征点在于中心区域与边缘区域的关系，分别决定区域移动向量与相机移动向量；将区域移动向量与相机移动向量相减，用以产生对象移动向量；根据对象移动向量与相机移动向量的最大值，用以决定数字相机的拍摄设定的调整。

Description

利用移动检测调整数字相机的拍摄设定的方法

技术领域

本发明涉及一种数字影像的拍摄设定调整方法，特别涉及一种利用移动检测(motion detection)调整数字相机的拍摄设定的方法。 

背景技术

随着数字相机的快速发展，许多人会利用摄影来记录值得纪念的一刻。但无论再底片相机或数字相机上，往往会因为使用者对相机的把持不稳定，导致拍摄时产生模糊的影像。因为只要是手持相机，多多少少都会存在着手震的问题。差别是每个人手持的稳定度有所不同而已，导致按下快门的瞬间会不自主的位移。所以为了避免因为手震而使得拍摄的影像产生模糊，数字相机的制造厂商会通过硬件或软件的方式来校正已模糊的数字影像。 

对于不同的数字相机厂商，均加入不同的防手震机制。一般常用的防手震的方式不外乎：调高感光度(ISO)、加快快门速度、或调大光圈值等方式。上述的各种方式均是减低拍摄时的快门时间，借以降低手震对于数字影像的影响。但是上述各种方式均有其缺陷。就调整方式与硬件成本而言，调整感光度相较于其它方式是较为便宜的一种做法。调高感光度会产生较大的噪声，使得数字影像的成像质量降低。而调整快门时间与光圈值会降低感光组件的受光量，进而影响数字影像的成像亮度。 

除此之外，影响数字影像的清晰与模糊的原因还有被摄物的移动。当被摄物再晃动的过程中，若是以较低速度的快门时间进行拍摄，所得到的数字影像还是会出现模糊的影像。因此有人提出同时对数字相机的震动与被摄物的晃动分别进行检测。再根据两者的移动向量对数字影像的拍摄设定进行补偿，借以将影响拍摄的因素降至最小。 

在现有技术中截取连续的多张影像，并对影像中的每一像素根据在连续影像中的位移，进行相机震动或被摄物晃动的分析。请参考图1所示，其为现有技术对数字影像的像素计算示意图。图1的左上方与右上方为连续的两张数字影像111、112。虽然对每一个像素进行分析，可以有效的找出相机与被摄物的移动变化(假设被摄物为图1中的人脸)。换句话说，移动变化就是图1的下方的箭头。但对数字影像中的每一像素进行计算，这对一般效能有限的数字相机实在有其先天运算的限制。 

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种利用移动检测调整数字相机的拍摄设定的方法，其应用于数字相机在进行拍摄数字影像时，判断数字相机或被摄物的晃动，再决定调整数字相机的拍摄设定。 

为达到上述目的，本发明所揭露的利用移动检测调整数字相机的拍摄设定的方法包括以下步骤：撷取连续两帧预摄影像，将其定义为第一预摄影像与第二预摄影像；在第一预摄影像与第二预摄影像中的相同位置上设定中心区域，在中心区域中还包括有多个第一影像区块；在第一预摄影像与第二预摄影像中的相同位置上设定边缘区域，在边缘区域中还包括有多个第二影像区块，且中心区域与边缘区域不相互重叠；根据第一影像区块与第二影像区块，查找出多个特征点；根据每一个特征点从第一预摄影像与第二预摄影像中建立相应的区域移动向量(local motion vectors)；选取边缘区域中的区域移动向量进行相似度计算程序，用以建立一相机移动向量(camera motion vectors)；将区域移动向量与相机移动向量相减，产生对象移动向量(subject motion vectors)；根据对象移动向量与相机移动向量的最大值，用以调整拍摄数字影像时的感光度。 

本发明的功效在于，提供一种利用动态检测的方式，对数字相机的震动或被摄物的晃动进行辨识。当检测到数字相机发生震动时，将数字影像中的对象移动向量(意即被摄物的晃动)减掉相机移动向量(意即数字相机的震动)，即可得到被摄物的晃动程度。最后，数字相机根据上述结果对其拍摄设定进行调整。借以避免，因为直接调整拍摄设定导致数字影像的质量下滑。 

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。 

附图说明

图1为现有技术对数字影像的像素计算示意图； 

图2为本发明的运作流程示意图； 

图3A-1、图3A-2为第一预摄影像与第二预摄影像的示意图； 

图3B为中心区域与边缘区域的示意图； 

图3C为第一影像区块的示意图； 

图3D为第二影像区块的示意图； 

图4A为本发明的特征点选取的运作流程示意图； 

图4B为计算绝对误差的示意图； 

图4C为区域移动向量示意图； 

图4D为相机移动向量的示意图； 

图4E为对象移动向量的示意图。 

其中，附图标记 

111、112   数字影像 

310        第一预摄影像 

320        第二预摄影像 

332        中心区域 

333        边缘区域 

334        第一影像区块 

335        第二影像区块 

336        特征点 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述： 

本发明是运用于具有影像处理的电子装置，例如个人计算机、数字摄影机、数字相机等电子装置。但需注意的是，本发明非仅限于上述例子，在此仅先叙明。 

请参考图2所示，其为本发明的运作流程示意图。以下为本发明的运作步骤： 

步骤a.撷取连续两帧预摄影像，将其定义为第一预摄影像与第二预摄影像； 

步骤b.在第一预摄影像与第二预摄影像中的相同位置上设定中心区域，在中心区域中还包括有多个第一影像区块； 

步骤c.在第一预摄影像与第二预摄影像中的相同位置上设定边缘区域，在边缘区域中还包括有多个第二影像区块，且中心区域与边缘区域不相互重叠； 

步骤d.根据第一影像区块与第二影像区块，查找出多个特征点； 

步骤e.根据每一个特征点从第一预摄影像与第二预摄影像中建立相应的区域移动向量(local motion vectors)； 

步骤f.选取边缘区域中的区域移动向量进行相似度计算程序，用以建立相机移动向量(camera motion vectors)； 

步骤g.将区域移动向量与相机移动向量相减，产生对象移动向量(subjectmotion vectors)；以及 

步骤h.根据对象移动向量与相机移动向量的最大值，用以调整拍摄数字影像时的拍摄设定。 

在本发明中不限定利用连续的两张影像推估是否为数字相机震动或被摄物晃动，亦可以撷取多张的连续影像来进行推估。请配合参考图3A-1、图3A-2所示，其是为第一预摄影像与第二预摄影像的示意图。图3A-1是为第一预摄影像310；图3A-2是为第二预摄影像320。接下来，在第一预摄影像310与第二预摄影像320的相同位置上设定中心区域332与边缘区域333。换句话说，中心区域332分别选取第一预摄影像310第二预摄影像320中相同位置，请配合图3B所示，其是为中心区域与边缘区域的示意图。 

为清楚说明中心区域332与边缘区域333的差异，故在图3B中的中心区域332以一人脸表示(黑色短虚线框)，边缘区域333以黑色长虚线框表示。并且在中心区域332中还划分出多个第一影像区块334；在边缘区域333中划分出多各第二影像区块335。其中，第一影像区块334与第二影像区块335的数量并无其限制。请配合图3C与图3D所示，其为第一影像区块与第二影像区块的示意图。 

在步骤d中对于特征点的判断还包括以下步骤，并请同时配合图4A所示： 

步骤d-1.计算第一影像区块在第一预摄影像与第二预摄影像中各像素的亮度的绝对误差； 

步骤d-2.计算第二影像区块在第一预摄影像与第二预摄影像中各像素的亮度的绝对误差； 

步骤d-3.根据上述的各影像区块的绝对误差，从第一影像区块与第二影像区块中选取出多个选取区块；以及 

步骤d-4.分别对每一选取区块中的所有像素通过滤通器，再从已通过滤通器的像素中选取出符合高频门坎值的像素，并将其定义为特征点。 

在步骤d-1中，第一影像区块334分别圈选了第一预摄影像310与第二预摄影像320中的相同位置。接着，将第一预摄影像310的第一影像区块334与第二预摄影像320的第一影像区块334中的每一个像素进行亮度的绝对误差的计算。在完成所有第一影像区块334的绝对误差的计算后，再从中选出绝对误差符合一门坎值的第一影像区块334。同理，对于第二影像区块335的选择依上述方式进行。请配合参考图4B所示，其为计算绝对误差的示意图。在图4B中的左图为第一预摄影像310；4B图的右图为第二预摄影像320。在第一预摄影像310与第二预摄影像320分别具有第一影像区块334。在进行步骤d-1时，分别对相同位置的第一影像区块334进行绝对误差的计算。 

接着，将符合上述设定的第一影像区块334与第二影像区块335通过滤通器。其中，滤通器为索贝尔滤通器(Sobel filter)或锐利化滤通器(sharpness filter)。使得影像区块中的每一像素进行滤通计算。再由影像区块中选取出符合滤通门坎值的高频像素，将其定义为特征点。在本发明中，每一个影像区块中并非仅选择出一个特征点。影像区块中的像素若均不符合上述门坎值时，则不从中选取出特征点。反之，若是影像区块中有两个以上的像素符合时，则选出最符合设定的像素作为特征点。 

分别对上述所选出的特征点，利用影像相似度比较，例如绝对距离和(Sum of Absolute Distance，简称SAD)，SAD越小，相似度越低，计算出第一预摄影像310对第二预摄影像320的每一特征点的区域移动向量。其中，区域移动向量由第一预摄影像310上的特征点为基准，配合此一特征点336在第二预摄影像320移动，进而产生相应的区域移动向量。请配合参考图4C所示，其为区域移动向量示意图。在图4C以中心区域332中的特征点336(图中的黑色区块)为例，其箭头代表的是区域移动向量。 

选取边缘区域333中的区域移动向量，进行相似度计算程序建立相机移动向量。相机移动向量是根据区域移动向量用以来推估出数字相机在拍摄的时候，数字相机震动的方向与大小。其中，相机移动向量模型是以一个3x3矩阵 来表示的。在计算出此一3x3矩阵后，便可重新计算出中心区域各区块的特征点336的相机移动向量，请配合图4D所示，其为相机移动向量的示意图。接着，将区域移动向量与相机移动向量相减，产生对象移动向量。请另外参考图4E，其为对象移动向量的示意图。在4E图中以白色箭头作为对象移动向量。 

最后，根据对象移动向量与相机移动向量的最大值，用以调整拍摄数字影像时的拍摄设定。其中，拍摄设定为感光度、光圈值或曝光值，若移动向量大，则调高感光度，降低曝光时间以减少影像模糊机率。 

本发明是提供一种利用动态检测的方式，对数字相机的震动或被摄物的晃动进行辨识。当检测到数字相机发生震动时，将数字影像中的对象移动向量(意即被摄物的晃动)减掉相机移动向量(意即数字相机的震动)，即可得到被摄物的晃动程度。最后，数字相机根据上述结果对其拍摄设定进行调整。借以避免，因为直接调高拍摄设定导致数字影像的质量下滑。 

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (4)

1.一种利用移动检测调整数字相机的拍摄设定的方法，其应用于一数字相机在进行拍摄一数字影像时，根据该数字相机或被摄物的晃动，用以决定调整该数字相机的拍摄设定，其特征在于，该调整设定方法包括以下步骤：

撷取连续两帧预摄影像，将其定义为一第一预摄影像与一第二预摄影像；

在该第一预摄影像与该第二预摄影像中的相同位置上设定一中心区域，在该中心区域中还包括有多个第一影像区块；

在该第一预摄影像与该第二预摄影像中的相同位置上设定一边缘区域，在该边缘区域中还包括有多个第二影像区块，且该中心区域与该边缘区域不相互重叠；

根据该些第一影像区块与该些第二影像区块，查找出多个特征点；

根据每一该特征点从该第一预摄影像与该第二预摄影像中建立相应的一区域移动向量；

选取该边缘区域中的该些区域移动向量进行一相似度计算程序，用以建立一相机移动向量；

将该区域移动向量与该相机移动向量相减，产生一对象移动向量；以及

根据该对象移动向量与该相机移动向量的最大值，用以调整拍摄该数字影像时的一感光度。

2.根据权利要求1所述的利用移动检测调整数字相机的拍摄设定的方法，其特征在于，在查找该些特征点中还包括以下步骤：

计算该些第一影像区块在该第一预摄影像与该第二预摄影像中各像素的亮度的绝对误差；

计算该些第二影像区块在该第一预摄影像与该第二预摄影像中各像素的亮度的绝对误差；

根据上述的各影像区块的绝对误差，从该些第一影像区块与该些第二影像区块中选取出多个选取区块；以及

分别将每一该选取区块中的所有像素通过一滤通器，再从已通过该滤通器的像素中选取出符合一高频门坎值的像素，并将其定义为该特征点。

3.根据权利要求2所述的利用移动检测调整数字相机的拍摄设定的方法，其特征在于，该滤通器为索贝尔滤通器或锐利化滤通器。

4.根据权利要求1所述的利用移动检测调整数字相机的拍摄设定的方法，其特征在于，根据该对象移动向量与该相机移动向量的差值，还用以调整拍摄该数字影像时的一光圈值。

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