CN102645816B - 曝光参数补正方法及成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种曝光参数补正方法及成像装置，根据第一感光度及预设时间，分别藉由第一曝光时间及第二曝光时间执行撷取模式的影像撷取步骤，以得到第一影像及第二影像。将第一影像及第二影像进行影像运算，以得到差分影像。以第二感光度替换第一感光度，并记录第二感光度。

Description

曝光参数补正方法及成像装置

技术领域

本发明涉及一种成像装置，特别是涉及一种曝光参数补正方法。

背景技术

影像感测元件是成像装置的一个重要构件，用以将光信号转换为电信号，以利处理单元进行后续的处理。然而，影像感测元件因特性差异，会造成预览模式及撷取模式之间的感光度非维持于一绝对的固定关系。因此，有需要分别校正预览模式及撷取模式的感光度。

预览模式的曝光控制是使用电子快门，而撷取模式的曝光控制则是使用机械快门。机械快门的准确度较低，因为，机械快门从开始关闭直到完全关闭需要一段时间，称为机械快门的延迟时间。每一成像装置的机械快门都互有差异，因此，必须对每一成像装置的机械快门进行校正，使其达到曝光准确。

上述机械快门的校正程序需根据正确的感光度。另一方面，上述感光度的校正则需根据正确的机械快门延迟时间。换句话说，机械快门与感光度的校正均需依赖对方提供一准确值作为依据，才能达到准确的校正结果。传统感光度的校正是使用一预设机械快门延迟时间来进行校正程序。根据前述可知，该预设延迟时间通常与实际成像装置的机械快门并不符合，因此，传统感光度的校正结果必然无法得到准确的校正结果。

由此可见，上述现有的感光度校正方法在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的曝光参数补正方法及成像装置，用以解决传统感光度校正与机械快门校正的两难困扰，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种曝光参数的补正方法及成像装置，用以去除机械快门延迟时间对于感光度校正的影响，而得以获得正确的感光度校正值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种曝光参数补正方法，其包含以下步骤：根据一第一感光度及一预设时间，分别藉由一第一曝光时间及一第二曝光时间执行一撷取模式的一影像撷取步骤，以得到一第一影像及一第二影像；将该第一影像及该第二影像进行一影像运算，以得到一差分影像；及以一第二感光度取代该第一感光度，并记录该第二感光度。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的曝光参数补正方法，其中在该第二感光度取代该第一感光度之后，更包含：根据该第二感光度及该预设时间，分别以该第一曝光时间及该第二曝光时间重复该影像撷取步骤，直到该差分影像的一亮度参数达到一第一门槛值。

前述的曝光参数补正方法，其更包含：根据一第三感光度及一第三曝光时间，执行一预览模式的一预览步骤，以得到一预览影像；及以一预览感光度取代该第三感光度，并以该第三曝光时间重复该预览步骤，直到该预览影像的一亮度达到一第二门槛值。

前述的曝光参数补正方法，其中所述的预览步骤控制一电子快门以获得该预览影像。

前述的曝光参数补正方法，其中所述的预设时间是一机械快门的一延迟时间。

前述的曝光参数补正方法，其更包含：根据该第二感光度及该预览感光度，以执行该延迟时间的一补偿步骤，用以补正该延迟时间的一延迟时间偏差值。

前述的曝光参数补正方法，其中所述的补偿步骤包含：根据该第二感光度得到一撷取模式影像，且根据该预览感光度得到一预览模式影像；及调整该延迟时间，重复得到该撷取模式影像及该预览模式影像，直到该撷取模式影像与该预览模式影像的亮度差值的绝对值小于一第三门槛值。

前述的曝光参数补正方法，其中所述的第二感光度相应于一撷取模式感光度增益值，且该预览感光度相应于一预览模式感光度增益值。

前述的曝光参数补正方法，其更包含：根据该撷取模式感光度增益值及该预览模式感光度增益值，建构一感光度增益统计表。

前述的曝光参数补正方法，其中所述的第二曝光时间为该第一曝光时间的二倍。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种成像装置，其包含：一影像感测单元，用以将光信号转换为电信号；一电子快门，在一预览模式下控制该影像感测单元的曝光量；一机械快门，在一撷取模式下控制该影像感测单元的曝光时间，其中该机械快门具有一延迟时间；及一运算中心，用以执行该影像感测单元的感光度校正；其中该运算中心根据一第一感光度及一预设时间，以一第一曝光时间及一第二曝光时间分别执行该撷取模式的一影像撷取步骤，并分别得到一第一影像及一第二影像；对该第一影像及该第二影像进行影像运算，以得到一差分影像；及以一第二感光度替换该第一感光度。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的成像装置，其中所述的运算中心于该第二感光度取代该第一感光度之后，更包含：根据该第二感光度及该预设时间，分别以该第一曝光时间及该第二曝光时间重复该影像撷取步骤，直到该差分影像的一亮度参数达到一第一门槛值。

前述的成像装置，其中所述的运算中心根据一该第三感光度及一第三曝光时间，执行该预览模式的一预览步骤，以得到一预览影像，且以一预览感光度取代该第三感光度，并以该第三曝光时间重复该预览步骤，直到该预览影像的一亮度达到一第二门槛值。

前述的成像装置，其中所述的预设时间是该机械快门的一延迟时间，且该运算中心根据该第二感光度及该预览感光度以执行该预设时间的一补偿步骤。

前述的成像装置，其中所述的补偿步骤包含：根据该第二感光度及该预览感光度，得到一撷取模式影像及一预览模式影像；及调整该延迟时间，并重复得到该撷取模式影像及该预览模式影像，直到该撷取模式影像与该预览模式影像的亮度差值的绝对值小于一第三门槛值。

前述的成像装置，其中所述的第二感光度相应于一撷取模式感光度增益值，该预览感光度相应于一预览模式感光度增益值，且该运算中心根据该撷取模式感光度增益值及该预览模式感光度增益值，建构一感光度增益统计表。

前述的成像装置，其更包含一储存单元，用以储存该延迟时间、该第一感光度、该第二感光度、该第三感光度、该预览感光度及该感光度增益统计表。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明曝光参数补正方法及成像装置至少具有下列优点及有益效果：本发明可用以去除机械快门延迟时间对于感光度校正的影响，而得以获得正确的感光度校正值。

综上所述，本发明可根据第一感光度及预设时间，分别藉由第一曝光时间及第二曝光时间执行撷取模式的影像撷取步骤，以得到第一影像及第二影像。将第一影像及第二影像进行影像运算，以得到差分影像。以第二感光度替换第一感光度，并记录第二感光度。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1显示本发明实施例的成像装置的***方块图。

图2A显示本发明实施例的曝光参数补正方法的流程图。

图2B显示图2A的补偿步骤的详细流程图。

图3A、图3B及图3C分别例示第一影像、第二影像及差分影像的时序图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的曝光参数补正方法及成像装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1显示本发明实施例的成像装置的***方块图。该成像装置可以为具有影像撷取功能的相机、摄影机、行动电话、个人数字助理、数字音乐播放器、网络摄影机或影像撷取及测试***，但不以此为限。

参阅图1，在本实施例中，成像装置主要包含影像感测单元10、电子快门12、机械快门14、运算中心16及储存单元18。影像感测单元10用以将光信号转换为电信号，该影像感测单元10可以为电荷耦合元件或互补式金属氧化物半导体影像感测器，但不以此为限。电子快门12可在预览模式及撷取模式下控制影像感测单元10的曝光量，机械快门14则可用于撷取模式下控制影像感测单元10的曝光时间，在本实施例中，撷取模式下仅采用机械快门14控制影像感测单元10的曝光量，但不以此为限。其中，与电子快门12不同的是，由于机械快门14采用机械构件，因此，机械快门14从开始关闭直到完全关闭常需要一段时间，在此将此关闭时间定义为机械快门14的延迟时间。具体而言，在延迟时间内，因机械快门14尚未完全关闭，故仍会有光束入射至成像装置，并被影像感测单元10所接收。

再参阅图1，运算中心16自影像感测单元10接收撷取模式下或预览模式下所撷取的影像，以执行影像感测单元10的感光度校正。其中运算中心16可以为中央处理单元、数字信号处理单元或图形处理单元，但不限定于此；储存单元18用以储存运算中心16所需的初始参数及运算中心16所产生的参数。其中储存单元18可以为内建于成像装置或可移除式的存储器装置，例如快闪存储器，但不限定于此。

图2A显示本发明实施例的曝光参数补正方法的流程图。该曝光参数补正方法可适用于图1所示的成像装置，也可适用于其他具有成像功能的***。以下说明曝光参数补正方法，请同时参阅图1及图2A。在撷取模式下，首先，在步骤21A，运算中心16根据第一感光度及预设时间，以第一曝光时间执行影像撷取步骤，并得到第一影像，在本实施例中，预设时间是采用机械快门14的延迟时间。在步骤21A之后，运算中心16在步骤21B，根据第一感光度及机械快门14的延迟时间，以第二曝光时间执行影像撷取步骤，并得到第二影像。具体而言，步骤21B亦可在步骤21A之前完成，且实际上，第二曝光时间与第一曝光时间不相等，在本实施例中，以第二曝光时间为第一曝光时间的二倍为例，但不以此为限，此外，第一感光度可以是内建的预设值或由使用者键入的初始值。

再同时参阅图1及2A图，接着，在步骤22，运算中心16将第一影像及第二影像进行影像运算，以得到一差分影像。在本实施例中，该影像运算是对影像的参数进行相减运算，例如，将第二影像的像素的亮度值减去第一影像的相应像素的亮度值，以得到具有各像素的亮度差的差分影像。接下来，在步骤23，判断差分影像上的各像素的亮度差是否达到一预设第一门槛值。如果判断结果为否定，则进入步骤24，以一第二感光度替换原来的第一感光度以达到感光度的更新，并记录第二感光度于储存单元18。其中，若差分影像上各像素的亮度低于预设第一门槛值，则调大感光度，以大于第一感光度的第二感光度取代之；同理，若差分影像上各像素的亮度高于预设第一门槛值，则调小感光度，以小于第一感光度的第二感光度取代之。再者，根据第二感光度及延迟时间，分别以第一曝光时间及第二曝光时间重复步骤21A及21B的影像撷取步骤，直到步骤22所产生的差分影像上各像素的亮度差达到步骤23的第一门槛值。

图3A及图3B分别例示第一影像及第二影像的时序图，请同时参阅图1。如图3A所示，第一影像的总曝光时间为第一曝光时间T、机械快门14的预设延迟时间t及延迟时间偏差值Δt的和，而实际延迟时间为预设延迟时间t及延迟时间偏差值Δt的和。图3A还显示仅依据预设延迟时间t的机械快门14的预设状态，且显示依据预设延迟时间t及延迟时间偏差值Δt两者的机械快门14的实际状态。如图3B所示，第二影像的总曝光时间为第二曝光时间2T、机械快门14的预设延迟时间t及延迟时间偏差值Δt的和，而实际延迟时间为预设延迟时间t及延迟时间偏差值Δt的和。其中，同一机械快门14的预设延迟时间t及延迟时间偏差值Δt为一定值，且预设延迟时间t是机械快门14的概略粗估值，而延迟时间偏差值Δt则会因不同的机械快门14而存在些许的差异。图3B还显示仅依据预设延迟时间t的机械快门14的预设状态，且显示依据预设延迟时间t及延迟时间偏差值Δt两者的机械快门14的实际状态。

再者，图3C例示差分影像的时序图。同时参阅图1及图3C，由于本发明实施例是使用同一机械快门14进行二次曝光，并重新获得第一影像及第二影像，因此，当第二影像的像素的亮度值减去第一影像的相应像素的亮度值时，机械快门14的预设延迟时间及延迟时间偏差值所造成的误差即可被抵销而除去。

继续参阅图1及图2A，在步骤21A、21B、22、23、24之前或之后，本实施例的曝光参数补正方法更包含以下预览模式步骤。在步骤25，根据第三感光度及第三曝光时间，执行预览模式的预览步骤，以得到一预览影像。在此预览步骤中，是利用电子快门12控制影像感测单元10，以获得预览影像。接着，在步骤26，判断预览影像的亮度是否达到预设第二门槛值。如果判断结果为否定，则进入步骤27，以一预览感光度取代更新第三感光度，并以第三曝光时间重复步骤25的预览步骤，直到预览影像的亮度达到预设第二门槛值。其中，第三感光度可以是内建的预设值或由使用者键入的初始值，且预览模式下的第三感光度可延用撷取模式下的第一感光度，或将第一感光度减去预设的一预估差值，以作为第三感光度。

继续参阅图1及图2A。在本实施例中，所得到的第二感光度可相应于包含一撷取模式感光度增益值，且所得到的预览感光度可相应于包含一预览模式感光度增益值。其中，上述的延迟时间、第一感光度、第二感光度、第三感光度及预览感光度可储存于储存单元18。当步骤23及步骤26的判断结果分别为是，则进入步骤28，运算中心16根据撷取模式感光度增益值及预览模式感光度增益值，建构一感光度增益统计表，并可将感光度增益统计表储存于储存单元18。接下来，在步骤29，运算中心16根据第二感光度及预览感光度，以执行延迟时间的补偿步骤，用以补正该机械快门14的关闭时间的误差。

图2B显示图2A补偿步骤的详细流程图，请同时参阅图1。在步骤291，根据第二感光度及预览感光度，分别得到撷取模式影像及预览模式影像。接着，在步骤292，判断撷取模式影像与预览模式影像的亮度差值的绝对值是否小于一第三门槛值。如果判断结果为否定，则进入步骤293，调整机械快门14的延迟时间，并据以重复执行步骤291以得到撷取模式影像及预览模式影像，直到步骤292的判断结果为是。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (17)

1.一种曝光参数补正方法，其特征在于其包含以下步骤：

根据一机械快门的一延迟时间设定一预设时间，并利用一第一感光度及该预设时间，分别藉由一第一曝光时间及一第二曝光时间执行一撷取模式的一影像撷取步骤，以得到一第一影像及一第二影像；

将该第一影像及该第二影像进行一影像运算，以得到一差分影像；及

以一第二感光度取代该第一感光度，并记录该第二感光度。

2.根据权利要求1所述的曝光参数补正方法，其特征在于其中在该第二感光度取代该第一感光度之后，更包含：

根据该第二感光度及该预设时间，分别以该第一曝光时间及该第二曝光时间重复该影像撷取步骤，直到该差分影像的一亮度参数达到一第一门槛值。

3.根据权利要求1或2所述的曝光参数补正方法，其特征在于其更包含：

根据一第三感光度及一第三曝光时间，执行一预览模式的一预览步骤，以得到一预览影像；及

以一预览感光度取代该第三感光度，并以该第三曝光时间重复该预览步骤，直到该预览影像的一亮度达到一第二门槛值。

4.根据权利要求3所述的曝光参数补正方法，其特征在于其中所述的预览步骤控制一电子快门以获得该预览影像。

5.根据权利要求3所述的曝光参数补正方法，其特征在于其中所述的预设时间是一机械快门的一延迟时间。

6.根据权利要求5所述的曝光参数补正方法，其特征在于其更包含：

根据该第二感光度及该预览感光度，以执行该延迟时间的一补偿步骤，用以补正该延迟时间的一延迟时间偏差值。

7.根据权利要求6所述的曝光参数补正方法，其特征在于其中所述的补偿步骤包含：

根据该第二感光度得到一撷取模式影像，且根据该预览感光度得到一预览模式影像；及

调整该延迟时间，重复得到该撷取模式影像及该预览模式影像，直到该撷取模式影像与该预览模式影像的亮度差值的绝对值小于一第三门槛值。

8.根据权利要求3所述的曝光参数补正方法，其特征在于其中所述的第二感光度相应于一撷取模式感光度增益值，且该预览感光度相应于一预览模式感光度增益值。

9.根据权利要求8所述的曝光参数补正方法，其特征在于其更包含：

根据该撷取模式感光度增益值及该预览模式感光度增益值，建构一感光度增益统计表。

10.根据权利要求1所述的曝光参数补正方法，其特征在于其中所述的第二曝光时间为该第一曝光时间的二倍。

11.一种成像装置，其特征在于其包含：

一影像感测单元，用以将光信号转换为电信号；

一电子快门，在一预览模式下控制该影像感测单元的曝光量；

一机械快门，在一撷取模式下控制该影像感测单元的曝光时间，其中该机械快门具有一延迟时间；及

一运算中心，用以执行该影像感测单元的感光度校正；

其中该运算中心根据一机械快门的一延迟时间设定一预设时间，并利用一第一感光度及该预设时间，以一第一曝光时间及一第二曝光时间分别执行该撷取模式的一影像撷取步骤，并分别得到一第一影像及一第二影像；对该第一影像及该第二影像进行影像运算，以得到一差分影像；及以一第二感光度替换该第一感光度。

12.根据权利要求11所述的成像装置，其特征在于其中所述的运算中心于该第二感光度取代该第一感光度之后，更包含：根据该第二感光度及该预设时间，分别以该第一曝光时间及该第二曝光时间重复该影像撷取步骤，直到该差分影像的一亮度参数达到一第一门槛值。

13.根据权利要求11或12所述的成像装置，其特征在于其中所述的运算中心根据一第三感光度及一第三曝光时间，执行该预览模式的一预览步骤，以得到一预览影像，且以一预览感光度取代该第三感光度，并以该第三曝光时间重复该预览步骤，直到该预览影像的一亮度达到一第二门槛值。

14.根据权利要求13所述的成像装置，其特征在于其中所述的预设时间是该机械快门的一延迟时间，且该运算中心根据该第二感光度及该预览感光度以执行该预设时间的一补偿步骤。

15.根据权利要求14所述的成像装置，其特征在于其中所述的补偿步骤包含：

根据该第二感光度及该预览感光度，得到一撷取模式影像及一预览模式影像；及

调整该延迟时间，并重复得到该撷取模式影像及该预览模式影像，直到该撷取模式影像与该预览模式影像的亮度差值的绝对值小于一第三门槛值。

16.根据权利要求13所述的成像装置，其特征在于其中所述的第二感光度相应于一撷取模式感光度增益值，该预览感光度相应于一预览模式感光度增益值，且该运算中心根据该撷取模式感光度增益值及该预览模式感光度增益值，建构一感光度增益统计表。

17.根据权利要求16所述的成像装置，其特征在于其更包含一储存单元，用以储存该延迟时间、该第一感光度、该第二感光度、该第三感光度、该预览感光度及该感光度增益统计表。