1260169 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種彩色影像處理方法與一種包含彩色影 像處理電路之彩色影像裝置。 【先前技術】
人通$,%色影像裝置(例如,數位相機與彩色攝像機)包 ^用於在對物體拍攝或拍照時根據照明光源類型(下文 中稱為白平衡調節)藉由自㈣周節光譜特徵值(三原、色組份 ㊉、色、'’彔色及監色)之比)而判定白色之彩色影像處理 包路日本# 4公開專利公告案第8] 86828號揭示了如上 文所述之該彩色影像處理電路。 ^ a垓彩色影像處理電路之彩色影像裝 法執行白平衡調節而判定白色(訊號)。 如圖所示’在—彩色影像裝置中,白平衡調 “生猎由設定-非敏感區域100而得以判定,該非 破感區域係未進行白平衡調節之彩色組份區域。人 圖6中之縱座標站妗 - 藍色組份。…表不紅色組份’且橫座標軸線表示 其後,影像中所包含〜 綠+ 3之形色組份資料係藉由一用於自影 像貧料偵測影像彩色資 ^ 貝枓之偵測電路而得以獲取。照明光 源之光譜特徵值係自彩A 4 九 — 目杉色組份資料而得以計算。 接著,判斷照明光湄 .^ 原之先瑨特徵值係在先前判定之非敏 感區域100以内還是以外。 若照明光源之光譜特f 寸攸值係在非敏感性區域100以内(圖 ^•()2.doc 1260169 6中之點101),則認為光譜特徵值的偏差小,使得該值指 示一不給人類帶來視覺上不自然感覺的彩色組份,且以此 方式造成白平衡調節終止。 另一方® ’若,照明光源之光譜特徵值係在非敏感區域 100以外(圖6中之點1〇2),則認為光譜特徵值的偏差大,使 得該值指示一給人類帶來視覺上不自然感覺的彩色組份, 且以此方式需要藉由將光譜特徵值移至非敏感區域⑽以
内而進-步執行白平衡調節’以經由該白平衡調節而判定 白色。 然而’在習知彩色影像裝置中,用於判定白平衡調節之 敏感性的非敏感區域1〇〇經先前設定且固定,且以此方式 可造成下列缺陷。 當在週期性重複打開及關閉的照明光源(例如勞光燈)下 對,體拍攝或拍照時,有可能發生所謂的色滾動現象,其 中‘員丁办像之衫色組份因照明光源的閃爍週期與彩色影像 裝置中的取樣週期間之差異而週期性變化。 义已知^在色滾動現象隨影像設備之曝光時間變短而頻繁 發生之,勢。因此’若為避免色滾動現象而將拍攝影像時 之曝W間設定得相對較長’則影像品質可因不適當曝光 【發明内容】
根據本發明之_ I , ^ 例,在一用於彩色影像裝置之彩色 影像處理方法中,甘 其中s亥彩色影像裝置包含:一用於對彩 色影像拍照的曝光間产 尤間‘可调郎之影像單元;一用於調節來 97492.doc 1260169 自該影像單元之彩色視訊訊號之白平衡之白平衡放大器; 用於在來自㈣像單元之彩色視訊訊號中獲取影像資訊 訊號之摘測電路;一用於在來自該影像單元之彩色視訊訊 號:倩測位置資料訊號之運動偵測電路;及一用於依據影 像資訊訊號產生白平衡控制訊號之控制電路,纟中該彩色 影像裝置之白平衡係藉由將白平衡控制訊號供應至白平衡 :大器而得以調節’運動偵測電路對一靜止影像供應位置 貝料λ號’且在用於靜止影像之位置資料訊號的影像區域 處之白平衡中’由—臨限值所界定之彩色組份範圍係依據 曝光間隔舆彩色組份資料而變化,其中自該臨限值開始使 用白平衡放大器之調節。 、根據本發明之另一實施例,未進行白平衡的彩色組份區 域隨曝光時間變短而逐漸變窄。 根據本發明之另一實施例,僅改變與黃色及藍色組份有 關之未進行白平衡的彩色組份區域。 根據本發明之又一實施例,在一彩色影像裝置中,其中 2彩色影像裝置包含:一對彩色影像拍照之曝光間隔可調 節之影像單元;—用於調節來自該影像單元之彩色視訊訊 號之白平衡之白平衡放大器;—用於自該影像單元之彩色 視訊訊號中,獲取影像資訊訊號之偵測電路;一用於自該 心像單元之彩色視訊訊號中,偵測位置資料訊號之運動偵 測電路;及一用於基於影像資訊訊號,產生白平衡控制訊 號之控制電路,其中該彩色影像裝置之白平衡係藉由將白 平衡控制訊號供應至白平衡放大器而得以調節,運動偵測 :广 492.doc 1260169 電路供應靜止影像之位置資料訊號,且在靜止影像之位置 資料λ號之影像區域處的白平衡中,由一臨限值所界定之 彩色組份範圍依據曝光間隔與彩色組份資料而變化,其中 自該臨限值開始使用白平衡放大器之調節。 因此’本發明提供下列優點。 之曝光間隔可調節之影像單元;用於調節該影像單元之彩 色視訊訊號之白平衡之白平衡放大器;用於自該影像單元 根據本發明之實施例,在用於彩色影像裝置之彩色影像 處理方法中,#中該彩色影像裝置包含:對彩色影像拍照
之彩色視訊訊號中,獲取影像資訊訊號之偵測電路;用於 自該影像單元之彩色視訊訊號中,❹】位置資料訊號之運 動偵測電路;及用於依據影像資訊訊號,產生白平衡控制 訊號之控制電路,#中該彩色影像裝置之白平衡係藉由將 白平衡控制訊號供應至白平衡放大器而得以調節,運動偵 測電路供應靜止影像之位置資料訊號,且在靜止影像之位 置資料訊號之影像區域處之白平衡中,由—臨限值所界定 之衫色組份範圍依據曝光間隔與彩色組份資料而變化,其 中自該臨限值開始使用白平衡放 /、 現象得以有效㈣。 β心’使得色滾動 根據本發明之又一實施例 份區域的範圍隨曝光時間變 將曝光時間調節為適當曝光 化而具有發生趨勢之色滾動 質。 未進行白平衡調節之彩色組 短而逐漸變窄。以此方式允許 時間’同時抑制隨曝光時間變 現象,且結果能夠改良影像品 1260169 根據本發明之又一實施例,未進行白平衡之彩色組份區 域之範圍僅關於黃色及藍色組份而變化。以此方式有效抑 制色滾動現象,同時抑制循軌特徵朝由物體改變而導致的 光譜特徵變化。 根據本發明之另一實施例,在一彩色影像裝置中,其中 該彩色影像裝置包含:一用於對彩色影像拍照的曝光間隔 可凋即之影像單元;一用於調節來自該影像單元之彩色視 汛訊號之白平衡之白平衡放大器;一用於在來自該影像單 元之彩色視訊訊號中獲取影像資訊訊號之偵測電路;一用 於在來自該影像單元之彩色視訊訊號中偵測位置資料訊號 之運動偵測電路;及一用於依據影像資訊訊號產生白平衡 控制訊號之控制電路,其中該彩色影像裝置之白平衡係藉 由將白平衡控制訊號供應至白平衡放大器而得以調節,運 動偵測電路對靜止影像供應位置資料訊號,且在用於靜止 影像之位置資料訊號的影像區域處之白平衡中,由一臨限 值所’丨疋之彩色組份範圍係依據曝光間隔與彩色組份資料 而艾化,其中自该臨限值開始使用白平衡放大器之調節。 【實施方式】 根據本毛明之彩色影像裝置包含一影像處理單元,其用 於將白平衡調節應用於一藉由對物體拍攝或拍照而獲取之 景彡像之’該f彡像處理單元根據拍攝物體時之 曝光間隔而改變未進行白平衡調節之彩色組份區域之範 圍。以此方式有效抑制隨曝光間隔變化而傾向於發生的色 滾動現象。 9 492.doc l26〇l69 根據本發明之一實施例處理彩 平衡調節庫用趴&媒& μ 衫色衫像之方法將白 拍攝物體時 像貝枓,且根據由 了乏衫像區之電子快門所 未進行白平衡 之曝先間隔而改變 衡凋即之衫色組份區域之範圍。 卜心曝光時間縮短,藉由琢如你土 之彩色組份區域之範園找* /吏未進行白平衡調節 發生㈣動,根據曝光時間變化而傾向於 王旳色滾動現象之發生得到抑制。 因此,在拍攝物體時,由電 節以改良麥傻σ # 、門之曝光化間經適當調 队艮如像品質,且 另外,未m… 取佳白平衡調節。 普色盥鲈$ &八 邑、、且伤區域之範圍僅關於 、二二彩色區域而變化。以此方式有效抑制色 “動見象,同時抑制循軌能力朝 特徵變化。 义叻V致的先瑨 將白平衡調節應用於藉由連續拍攝物體而獲取 ΠΓ:Γ’將所有影像資料分為複數個影像區 鬼。對母1像區㈣測物體運動是否存在。將白平 節依據無物體運動存在之旦 ' —存在之衫像區塊中的影像資料而應用於 所有影像資料。因此,椹/ U此僅在照明光源之光譜特徵變化時, 可將最佳白平衡調節應用於所有影像資料。 下文中根據本發明之一實施例之彩色影像裝置將參看 隨附圖式而得以更具體地描述。 知疋口之,下文中,將藉由監視攝影機裝置描述彩 像裝置。然而,根據本發明之彩色影像裝置並不限於臣七視 攝影機裝置,且因此,太蓼aa 7i視 本♦明可應用於需要白平衡控制之 97492.doc -10- 1260169 任何彩色影像裝置。 如圖1中所示,監視攝 .. 钺衣置1包括:一用於拍攝物體 之〜像區2,一用於處理葬旦 像資料$ W彳争♦ 9 衫像區2處拍攝而獲取之影 像貝科之影像處理區3 ; 用於顯不由影像處理區3所處 理之於像之影像顯示區4。 影像區2包括:一影俊今供 .^ 備5 ’諸如CCD(電荷耦合設備) 與CMOS(互補金氧半導體 ^ ,其用於光電轉換光訊 號S1 ’及一用於調節來自影像設備5 號調節電路6。該影像區月J σ 别出讯 如像£ 2具有能夠判定曝光時間之電子 門之功能。此處,在太每# 丄 、 ,,_ 在本貝鉍例中,CCD與CMOS感應器被 例不性地描述為影像今借 "像°又備5,然而’影像設備5並不限於此 等感應器。 更具體言之,輪出訊號調節電路6包括一 agc(自動增益 k制)^6a、-S&H(取樣與保持)電路仙及其類似電路。 次影像處理區3包括:一用於將自影像區2輸入之類比影像 貝料Λ唬S2^_換成數位化影像訊號之數位影像資料訊號S4 之就(類比數位轉換器)8;—用於將白平衡調節應用於由 C 8所轉換之數位影像訊號以以輸出顯示影像訊號^之 白平衡調節電路9 · _田μ a a ^ ,用於依據數位影像資料訊號S4而輸 出影像資訊訊號S9之偵測雷 1貝」弘路10,该影像貧訊訊號包含亮 度組份資料、彩色έ彳合杳 、、、 、、貝枓及執仃曝光控制所需之類似資 料’ 一用於依據數位影像資料訊號S4來债測物體運動之運 動偵測電路11 ;及—闲於3允生丨& τ μ αλ. 用於&制白平衡調卽電路9之微處理 器12。 97492.doc 1260169 另外,影像處理區3具有同步訊號產生電路i3, 生同步訊號S3且將其供應至影像區2,以 像處理區3同步。 “像£2與影 白平衡調節電路9具有一為可變增益放大器之白平衡放 =,其用於放大或衰減自氣8輸入之數位影像資料 :U依據自微處理器12輸人之白平衡控制訊號s 6, 位::!:放大器9a之增益設定’將白平衡調節應用於數 如像貝料訊號S4中影像資料之一訊框。 士如圖1、3A及3B所示,運動備測電路11包括:一用於連 績儲存自數位影像資料訊號S4獲取之第—影像資料⑷之 第一視訊記憶體lla;及_用於連續料先前料於第— 視訊記憶體Ua中之第二影像資料14a之第二視訊記憶體 llb,及—用於比較第-視訊記憶㈣神之第—影像資料 ⑷與第=視訊記憶體…中之第=影像資料…之比較電 路 11 c 〇 比較電路11C藉由债測第一影像資料14b中之物體15a是 否存在運動而比較第—影像資料14b與第二影像資料…。 反物體15a之運動資訊提供對第一影像資料上朴中之靜 止衫像貢料之侦測。 更/、體口之比較電路11 c將第一影像資料14b與第二影 像貢料14a分別分為複數個㉟像區塊mt匕較第一影 像貝料ub與第二影像資料14a之每對對應影像區塊間之影 像資料偵測物體15a是否存在運動。 另外,偵測不存在物體15a運動之靜止影像區塊丨5,以 f492.doc 1260169 將靜止影像區塊丨5之位置資料作為位置資料訊號S8而供應 至微處理器12。 -痛測電路1 〇連續偵測來自數位影像資料訊號以之彩色組 份貧料與亮度組份資料,以產生被供應至微處理器1 2之影 像貧汛訊號S9。微處理器12在靜止影像區塊15處偵測來自 自偵測電路1 〇所輸入之影像資訊訊號S9與自運動偵測電路 11所輸入之位置資料訊號88之彩色組份資料,以自彩色組 φ 份資料計算照明光源之光譜特徵值。 此處’若僅藉由影像資訊訊號S9而不藉由位置資料訊號 S8計算光譜特徵,則可計算整個的影像資料之一訊框之光 譜特徵值。 微處理器12依據自偵測電路1〇所輸入之影像資訊訊號仍 為影像設備5計算曝光時間,且產生一待供應至同步訊號 產生電路13之控制訊號sl〇,該控制訊號用於根據計算結 果控制影像设備5之曝光時間,且亦改變係對應於一臨限 • 值之衫色組份區域之非敏感區域16之設定,自該臨限值根 據計算之曝光時間開始白平衡調節,如圖4中所示。在該 情況下,非敏感區域1 6表示傳入訊號之訊號強度。另外, 非敏感區域16之設定資料只要應付對圖2中之流程圖之控 制,則可於無論何處得以提供,且在圖丨中所示之本實施 例中’設定資料提供於微處理器12或白平衡調節電路9 處。 更具體言之’如圖5巾所示’設定經進行成使得當曝光 時間相對較長時,非敏感區域16之面積相對較大,I隨曝 1260169 光時間變短而逐漸變窄。 另外,微處理器12依據光譜特徵值及非敏感區域16為白 +衡放大器,計算增益調節量,產生白平衡控制訊號S6, 亚對白平衡調節電路9供應該白平衡控制訊號S6。 旦/同步讯唬產生電路13依據自白平衡調節電路9所輸入之 影像時脈訊號S5與自微處理器12所輸入之控制訊號训為 影像區2產生控制時脈訊號S3,並對影像區2供應控制時脈 汛唬S3,以用於使影像區2與影像處理區3同步。 β影像顯示區4包括一已知影像顯示設備,諸如LCD(液晶 喊不為)與CRT(陰極射線管),其用以依據自影像處理區3 所輸入之顯示影像訊號S7而顯示影像。 根據本發明調節白平衡之方法將參看圖2中所示之流程 圖亦及圖3A、3B與圖4而得以描述。 首先,如圖2中所示,將由影像區2在拍攝時所產生之類 比衫像貝料訊號S2供應至影像處理區3(步驟T1)。 、在心像處理區3中,ADC 8將類比影像資料訊號S2轉換 為被應用於白平衡調節電路9及偵測電路1〇與運動偵測電 路11之數位影像資料訊號S4。 在運動傾測電路i i中,自數位影像資料訊號S4所須測之 衫像貝料連續儲存於第一視訊記憶體lla與第二視訊記憶 lib中。如圖3A與圖3B中所示,比較電路lie將第一視訊 圯L體11 a中之第一影像資料丨仆與第二視訊記憶體11乜中 , 心像資料14a分別分為複數個影像區塊,並在每對 對應影像區塊之間比較第一影像資料14b與第二影像資料 97492.doc 1260169 與14a,以偵測不存在物體15a運動(無變化)而產生靜止影 像區塊1 5之被供應至微處理器12的位置資料訊號S8。 另外,偵測電路10連續偵測來自數位影像資料S4之彩色 組份資料與亮度組份資料,以產生被供應至微處理器丨2之 影像資訊訊號S9(步驟T2)。
微處理器12藉由自偵測電路1〇所輸入之影像資訊訊號仍 與自運動偵測電路11所輸入之位置資料訊號S8計算靜止影 像區塊15處之照明光源之光譜特徵值(步驟T3)。 其後,微處理器12依據自偵測電路1〇所輸入之影像資訊 Λ號S 9計算影像設備5之曝光時間。 接著,非敏感區域16係根據影像設備5之曝光時間而言 定(參看圖4與圖5)。更具體言之,如圖5中所示,設定經^ 订^使得當曝光時間相對較長時,非敏感區域此面積右 對λ,並隨曝光時間變短而逐漸變窄(步驟丁5)。 j拍攝物體時,曝光時間愈短,則色滾動現象之發生率 :侍愈阿’使得非敏感區域16隨曝光時間變短而設定成變 :三且以此方式增加白平衡調節之敏感性,以允許白平衡 周即追ιm色滾動現象而產生之彩色組份之週期性變化。 判斷靜止影像區塊15處之光譜特徵值係在非 &域16以内還是以外。 右邊止影像區塊1 $處光 内 炎义尤阳知·被值係在非敏感區域16以 "中之點1 7),即,若光譜特 調節終止。 竹铽偟相對均衡,則曰平衡 另一方面 9^492.do〇 若靜止影像區塊15處之光譜特徵值係在非敏 1260169 感區域16以外(圖4中之點18),即’若光譜特徵值朝彩色側 偏差,則白平衡調節繼續(步驟T6)。 其後,在步驟Τ4中,若靜止影像區塊15處之光譜特徵值 係在非敏感區域16以外,則白色偵測係在靜止影像區塊15 以内依據靜止影像區塊15之影像資訊訊號§9而得以完成。 右白色不能得以偵測到,則白平衡調節終止,且若白色得 以偵測到’則白平衡調節繼續(步驟τ7)。 另外,計算用於將在步驟Τ5中所偵測之白色部分處的光 瑨特徵值移至非敏感區域16以内之變化量,且依據該變化 里對白平衡放大器%計算增益調節量,以對白平衡調節電 路9供應包含增益調節量的白平衡控制訊號(步驟τ8)。 接著,白平衡調節電路9依據白平衡控制訊號%改變白 平衡放大器9a之增益設定,以將白平衡調節應用於數位影 像資料S4以判疋白色,且亦依據該白色執行關於其它彩色 之彩色組份調節’且然後終止白平衡調節(步驟T9)。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明之一實施例之彩色影像裝置之方塊 圖; 圖2說明一描述根據本發明之一實施例之彩色影像處理 方法之流程圖; 圖3 A與3B為描述根據本發明之一實施例之靜止影像區 塊之說明圖; 圖4為描述根據本發明之一實施例之非敏感區域與彩色 光讀特徵間之關係之說明圖; 97492.doc -16- 1260169 圖5為描述根據本發明之一實施例之曝光時間與非敏感 區域之面積間之關係之說明圖;及 圖6為描述根據相關技術之非敏感區域與光譜特徵間之 關係之說明圖。 【主要元件符號說明】 1 監視攝影機裝置 2 影像區
3 影像處理區 4 影像顯示區 5 影像設備 6 輸出訊號調節電路 6a AGC(自動增益控制)電路 6b S&H(取樣與保持)電路 8 ADC(類比數位轉換器) 9 白平衡調節電路 9a 白平衡放大器 10 偵測電路 11 運動偵測電路 11a 第一視訊記憶體 lib 第二視訊記憶體 11c 比較電路 12 微處理器 13 同步訊號產生電路 15 靜止影像區塊 97492.doc 1260169 15a 物體 16 非敏感區域 17 點 18 點 100 非敏感區域 101 點 102 點
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