TWI382745B - 影像擷取裝置及其增益表單建立單元與建立方法 - Google Patents

Description

影像擷取裝置及其增益表單建立單元與建立方法

本發明涉及一種圖像處理技術，尤其涉及一種增益表單建立單元及建立方法，以及具有該增益表單建立單元的影像擷取裝置。

目前，市場上影像擷取裝置採用的鏡頭良莠不齊，某些鏡頭出廠後，會因為鏡頭的中心與周邊的輝度比例不同而存在差異，造成某些鏡頭的周邊透光率較低，而使影像感光時，周邊無法獲得與中心一致的輝度，通常為中間亮四周暗，即產生鏡頭遮蔽效應，如此會對成像品質造成一定的影響。

有鑒於此，本發明提供一種增益表單建立單元及建立方法，其能建立對圖像進行補償鏡頭遮蔽效應的增益表單。本發明還提供一種具有該增益表單建立單元的影像擷取裝置，其能調用所述增益表單以對所述影像擷取裝置獲取的圖像的鏡頭遮蔽效應進行補償，從而保證成像品質。

一種增益表單建立單元，其用以建立增益表單以補償由影像擷取裝置獲取的第一原始圖像及第二原始圖像。所述增益表單建立單元包括一個區域劃分子單元，一個平均值計算子單元，一個選取子單元，以及一個增益計算子單元。所述區域劃分子單元用以將所述第一原始圖像劃分為多個第一子區域。所述平均值計算子單元用以分別計算出所述第一原始圖像的每個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值、第一綠色平均輝度值以及第一藍色平均輝度值。所述選取子單元用以從所述多個第一紅色平均輝度值中選取最大的紅色平均輝度值，從所述多個第一綠色平均輝度值中選取最大的綠色平均輝度值，從所述多個第一藍色平均輝度值中選取最大的藍色平均輝度值。所述增益計算子單元根據所述最大紅色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值，計算出每個第一子區域的紅色輝度增益以得出紅色通道的輝度增益表單，根據所述最大綠色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一綠色平均輝度值，計算出每個第一子區域的綠色輝度增益以得出綠色通道的輝度增益表單，根據所述最大藍色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一藍色平均輝度值，計算出每個第一子區域的藍色輝度增益以得出藍色通道的輝度增益表單，並輸出所述紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單至所述影像擷取裝置中以供所述影像擷取裝置調用以對所述第二原始圖像進行補償。

一種增益表單建立方法，其包括以下步驟：獲取第一原始圖像；將所述第一原始圖像劃分為多個第一子區域；分別計算出所述第一原始圖像的每個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值、第一綠色平均輝度值以及第一藍色平均輝度值；從所述多個第一紅色平均輝度值中選取最大的紅色平均輝度值，從所述多個第一綠色平均輝度值中選取最大的綠色平均輝度值，從所述多個第一藍色平均輝度值中選取最大的藍色平均輝度值；根據所述最大紅色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值，計算出每個第一子區域的紅色輝度增益，根據所述最大綠色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一綠色平均輝度值，計算出每個第一子區域的綠色輝度增益，根據所述最大藍色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一藍色平均輝度值，計算出每個第一子區域的藍色輝度增益；根據所述紅色輝度增益、綠色輝度增益、藍色輝度增益分別形成紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單；輸出所述紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單至所述影像擷取裝置中以供所述影像擷取裝置調用。

一種具有如上所述的增益表單建立單元的影像擷取裝置，其包括一個影像獲取單元，一個存儲單元以及一個中央處理單元。所述影像獲取單元用以獲取所述第一原始圖像及所述第二原始圖像。所述存儲單元用以存儲從所述增益表單建立單元輸出的所述紅色通道的輝度增益表單，綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單。所述中央處理單元用與所述區域劃分子單元同樣的劃分形式將所述第二原始圖像劃分為與所述第一原始圖像劃分的第一子區域一致的多個第二子區域，分別計算出所述第二原始圖像的每個第二子區域像素的第二紅色平均輝度值、第二綠色平均輝度值以及第二藍色平均輝度值，調用所述紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單，將所述紅色通道輝度增益表單中的紅色輝度增益乘以對應的所述每個第二子區域像素的第二紅色平均輝度值以進行紅色通道輝度補償，將所述綠色通道輝度增益表單中的綠色輝度增益乘以對應的所述每個第二子區域像素的第二綠色平均輝度值以進行綠色通道輝度補償，將所述藍色通道輝度增益表單中的藍色輝度增益乘以對應的所述每個第二子區域像素的第二藍色平均輝度值以進行藍色通道輝度補償。

與先前技術相比，所述影像擷取裝置及其增益表單建立單元與建立方法，利用計算出所述第一原始圖像的每個第一子區域的紅色輝度增益、綠色輝度增益以及藍色輝度增益分別形成紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單，以供所述影像擷取裝置每次獲取圖像時調用上述表單而對圖像輝度補進行償，從而補償鏡頭遮蔽效應，保證成像品質。

下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，為本發明提供的一種增益表單建立單元10，其用以建立增益表單以補償由於鏡頭品質原因對影像擷取裝置20(圖4示)獲取的第一原始圖像及第二原始圖像造成的遮蔽效應。

所述增益表單建立單元10包括一個區域劃分子單元12，一個平均值計算子單元14，一個選取子單元16，一個增益計算子單元18以及一個比較子單元19。

所述區域劃分子單元12用以將所述第一原始圖像劃分為多個第一子區域，本實施方式中為n個。

所述平均值計算子單元14用以分別計算出所述第一原始圖像的每個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值R_i 、第一綠色平均輝度值G_i 以及第一藍色平均輝度值B_i (i＝1,...n)。

所述選取子單元16用以從所述多個第一紅色平均輝度值R_i 中選取最大的紅色平均輝度值R_max ，從所述多個第一綠色平均輝度值G_i 中選取最大的綠色平均輝度值G_max ，從所述多個第一藍色平均輝度值B_i 中選取最大的藍色平均輝度值B_max 。

所述增益計算子單元18用以分別計算出每個第一子區域的紅色輝度增益K_ri 以得出紅色通道的輝度增益表單，每個第一子區域的綠色輝度增益K_gi 以得出綠色通道的輝度增益表單，每個第一子區域的藍色輝度增益K_bi 以得出藍色通道的輝度增益表單。所述增益計算子單元18輸出所述紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單至所述影像擷取裝置20(圖4示)中以供所述影像擷取裝置20(圖4示)調用對所述第二原始圖像進行補償。

所述比較子單元19內預設有一個增益範圍，其用以比較所述增益K_ri 、K_gi 、K_bi 是否在預設增益範圍內，若紅色輝度增益、綠色輝度增益、藍色輝度增益均在預設增益範圍內則輸出一個增益表單形成訊號，若紅色輝度增益、綠色輝度增益、藍色輝度增益任意一項未在預設增益範圍內則輸出一個清潔影像擷取裝置鏡頭及影像感測元件訊號。為了保證增益不致給影像擷取裝置20(圖4示)獲取的圖像造成過大的雜訊，優選地，本實施方式中的預設增益範圍為1~2。因此1≦K_ri ≦2，1≦K_gi ≦2，1≦K_bi ≦2。若K_ri 、K_gi 、K_bi 任意一項超過了2，則表明影像擷取裝置20(圖4示)的鏡頭不清潔或者是影像感測元件不清潔，需要清理。

請參閱圖2，為本發明提供的一種增益表單建立方法，其包括以下步驟：S100：獲取第一原始圖像。

S102：將所述第一原始圖像劃分為多個第一子區域。

S104：分別計算出所述第一原始圖像的每個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值R_i 、第一綠色平均輝度值G_i 以及第一藍色平均輝度值B_i 。

S106：從R_i 、G_i 、B_i 值中選取最大的紅色平均輝度值R_max 、最大的綠色平均輝度值G_max 以及最大的藍色平均輝度值B_max ，並計算出每個第一子區域的紅色輝度增益K_ri 、綠色輝度增益K_gi 以及藍色輝度增益K_bi 。其中，K_ri ＝R_max /R_i ，K_gi ＝G_max /G_i ，K_bi ＝B_max /B_i 。

S108：比較所述增益K_ri 、K_gi 、K_bi 是否在預設增益範圍內。若增益K_ri 、K_gi 、K_bi 任意一項未在預設增益範圍內，則進行步驟S114：清潔影像擷取裝置鏡頭及影像感測元件，然後返回步驟S100，若增益K_ri 、K_gi 、K_bi 均在預設增益範圍內，則進行步驟S110：依據所述增益K_ri 、K_gi 、K_bi 分別形成紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單。

S112：輸出所述紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單至所述影像擷取裝置中。

為了清楚說明本發明提供的增益表單建立方法，請參閱圖3，獲取第一原始圖像後將其劃分為I₁₁ 至I₂₃ 六個第一子區域，依次計算出I₁₁ 至I₂₃ 六個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值R₁ 至R₆ 、第一綠色平均輝度值G₁ 至G₆ 以及第一藍色平均輝度值B₁ 至B₆ 。從R₁ 至R₆ 中選取最大的紅色平均輝度值，從G₁ 至G₆ 中選取最大的綠色平均輝度值，從B₁ 至B₆ 中選取最大的藍色平均輝度值，例如分別為R₃ 、G3、B₃ 。則六個第一子區域的紅色通道的輝度增益分別為K_r1 ＝R₃ /R₁ 、K_r2 ＝R₃ /R₂ 、K_r3 ＝R₃ /R₃ 、K_r4 ＝R₃ /R₄ 、K_r5 ＝R₃ /R₅ 、K_r6 ＝R₃ /R₆ 。綠色通道的輝度增益分別為K_g1 ＝G₃ /G₁ 、K_g2 ＝G₃ /G₂ 、K_g3 ＝G₃ /G₃ 、K_g4 ＝G₃ /G₄ 、K_g5 ＝G₃ /G₅ 、K_g6 ＝G₃ /G₆ 。藍色通道的輝度增益分別為K_b1 ＝B₃ /B₁ 、K_b2 ＝B₃ /B₂ 、K_b3 ＝B₃ /B₃ 、K_b4 ＝B₃ /B₄ 、K_b5 ＝B₃ /B₅ 、K_b6 ＝B₃ /B₆ 。具體參看表1。

請參閱圖4，為本發明提供的一種影像擷取裝置20，其包括一個影像獲取單元22，一個存儲單元24，一個中央處理單元26以及如上所述的增益表單建立單元10。所述影像獲取單元22用以獲取所述第一原始圖像及所述第二原始圖像。所述存儲單元24用以存儲從所述增益表單建立單元10輸出的所述紅色通道的輝度增益表單，綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單。所述中央處理單元26以與所述區域劃分子單元12同樣的劃分形式將所述第二原始圖像劃分為與所述第一原始圖像劃分的第一子區域一致的多個第二子區域，分別計算出所述第二原始圖像的每個第二子區域像素的第二紅色平均輝度值R_i ’、第二綠色平均輝度值G_i ’以及第二藍色平均輝度值B_i ’，調用所述紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單，將所述紅色通道的輝度增益表單中的紅色輝度增益K_ri 乘以對應的所述每個第二子區域像素的第二紅色平均輝度值R_i ’以進行紅色通道輝度補償，將所述綠色通道的輝度增益表單中的綠色輝度增益K_gi 乘以對應的所述每個第二子區域像素的第二綠色平均輝度值G_i ’以進行綠色通道輝度補償，將所述藍色通道的輝度增益表單中的藍色輝度增益K_bi 乘以對應的所述每個第二子區域像素的第二藍色平均輝度值B_i ’以進行藍色通道輝度補償。

請參閱圖5，為本發明影像擷取裝置20調用增益表單對所述第二原始圖像進行補償的步驟流程圖：S116：獲取第二原始圖像。

S118：以與所述區域劃分子單元12同樣的劃分形式將所述第二原始圖像劃分為與所述第一原始圖像劃分的第一子區域一致的多個第二子區域。

S120：分別計算出所述第二原始圖像的每個第二子區域像素的第二紅色平均輝度值R_i ’、第二綠色平均輝度值G_i ’以及第二藍色平均輝度值B_i ’，調用所述紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單以進行三通道輝度補償。其中，具體補償方式如下：將所述紅色通道的輝度增益表單中的紅色輝度增益K_ri 乘以對應的所述每個第二子區域像素的第二紅色平均輝度值R_i ’以進行紅色通道輝度補償。將所述綠色通道的輝度增益表單中的綠色輝度增益K_gi 乘以對應的所述每個第二子區域像素的第二綠色平均輝度值G_i ’以進行綠色通道輝度補償。將所述藍色通道的輝度增益表單中的藍色輝度增益K_bi 乘以對應的所述每個第二子區域像素的第二藍色平均輝度值B_i ’以進行藍色通道輝度補償。

本發明提供的影像擷取裝置及其增益表單建立單元與建立方法，利用計算出所述第一原始圖像的每個第一子區域的紅色輝度增益、綠色輝度增益以及藍色輝度增益分別形成紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單，以供所述影像擷取裝置每次獲取圖像時調用上述表單而對圖像輝度補進行償，從而補償鏡頭遮蔽效應，保證成像品質。

綜上所述，本發明確已符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於援依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

增益表單建立單元．．．10

區域劃分子單元．．．12

平均值計算子單元．．．14

選取子單元．．．16

增益計算子單元．．．18

比較子單元．．．19

影像擷取裝置．．．20

影像獲取單元．．．22

存儲單元．．．24

中央處理單元．．．26

圖1為本發明增益表單建立單元的模組圖。

圖2為本發明增益表單建立方法的步驟流程圖。

圖3為圖1中增益表單建立單元劃分圖像的示意圖。

圖4為本發明影像擷取裝置的模組圖。

圖5為本發明影像擷取裝置調用增益表單的步驟流程圖。

增益表單建立單元．．．10

區域劃分子單元．．．12

平均值計算子單元．．．14

選取子單元．．．16

增益計算子單元．．．18

比較子單元．．．19

Claims (5)

1. 一種增益表單建立單元，其用以建立增益表單以補償由影像擷取裝置獲取的第一原始圖像及第二原始圖像，所述增益表單建立單元包括：一個區域劃分子單元，其用以將所述第一原始圖像劃分為多個第一子區域；一個平均值計算子單元，其用以分別計算出所述第一原始圖像的每個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值、第一綠色平均輝度值以及第一藍色平均輝度值；一個選取子單元，其用以從所述多個第一紅色平均輝度值中選取最大的紅色平均輝度值，從所述多個第一綠色平均輝度值中選取最大的綠色平均輝度值，從所述多個第一藍色平均輝度值中選取最大的藍色平均輝度值；以及一個增益計算子單元，用以根據所述最大紅色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值，計算出每個第一子區域的紅色輝度增益以得出紅色通道的輝度增益表單，根據所述最大綠色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一綠色平均輝度值，計算出每個第一子區域的綠色輝度增益以得出綠色通道的輝度增益表單，根據所述最大藍色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一藍色平均輝度值，計算出每個第一子區域的藍色輝度增益以得出藍色通道的輝度增益表單，並輸出所述紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單至所述影像擷取裝置中以供所述影像擷取裝置調用以對所述第二原始圖像進行補償。
2. 如申請專利範圍第1項所述之增益表單建立單元，其中，所述增益表單建立單元還包括一個比較子單元，其內預設有一個增益範圍，所述比較子單元用以比較所述每個第一子區域的紅色輝度增益是否在預設增益範圍內，每個第一子區域的綠色輝度增益是否在預設增益範圍內，以及每個第一子區域的藍色輝度增益是否在預設增益範圍內，若紅色輝度增益、綠色輝度增益、藍色輝度增益均在預設增益範圍內則輸出一個增益表單形成訊號，若紅色輝度增益、綠色輝度增益、藍色輝度增益任意一項未在預設增益範圍內則輸出一個清潔影像擷取裝置鏡頭及影像感測元件訊號。
3. 一種具有申請專利範圍第1項所述之增益表單建立單元的影像擷取裝置，其包括一個影像獲取單元，一個存儲單元以及一個中央處理單元，所述影像獲取單元用以獲取所述第一原始圖像及所述第二原始圖像，所述存儲單元用以存儲從所述增益表單建立單元輸出的所述紅色通道的輝度增益表單，綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單，所述中央處理單元用與所述區域劃分子單元同樣的劃分方式將所述第二原始圖像劃分為與所述第一原始圖像劃分的第一子區域一致的多個第二子區域，分別計算出所述第二原始圖像的每個第二子區域像素的第二紅色平均輝度值、第二綠色平均輝度值以及第二藍色平均輝度值，調用所述紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單，將所述紅色通道的輝度增益表單中的紅色輝度增益乘以對應的所述第二原始圖像的每個第二子區域像素的第二紅色平均輝度值以進行紅色通道輝度補償，將所述綠色通道的輝度增益表單中的綠色輝度增益乘以對應的所述第二原始圖像的每個第二子區域像素的第二綠色平均輝度值以進行綠色通道輝度補償，將所述藍色通道的輝度增益表單中的藍色輝度增益乘以對應的所述第二原始圖像的每個第二子區域像素的第二藍色平均輝度值以進行藍色通道輝度補償。
4. 一種增益表單建立方法，所述增益表單建立方法包括以下步驟：獲取第一原始圖像；將所述第一原始圖像劃分為多個第一子區域；分別計算出所述第一原始圖像的每個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值、第一綠色平均輝度值以及第一藍色平均輝度值；從所述多個第一紅色平均輝度值中選取最大的紅色平均輝度值，從所述多個第一綠色平均輝度值中選取最大的綠色平均輝度值，從所述多個第一藍色平均輝度值中選取最大的藍色平均輝度值；根據所述最大紅色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一紅色平均輝度值，計算出每個第一子區域的紅色輝度增益，根據所述最大綠色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一綠色平均輝度值，計算出每個第一子區域的綠色輝度增益，根據所述最大藍色平均輝度值與所述每個第一子區域像素的第一藍色平均輝度值，計算出每個第一子區域的藍色輝度增益；根據所述紅色輝度增益、綠色輝度增益以及藍色輝度增益分別形成紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單；及輸出所述紅色通道的輝度增益表單、綠色通道的輝度增益表單以及藍色通道的輝度增益表單至所述影像擷取裝置中以供所述影像擷取裝置調用。
5. 如申請專利範圍第4項所述之增益表單建立方法，其中，在所述輝度增益計算步驟與所述增益表單形成步驟之間還包括一個比較步驟：比較所述每個第一子區域的紅色輝度增益是否在預設增益範圍內，每個第一子區域的綠色輝度增益是否在預設增益範圍內，以及每個第一子區域的藍色輝度增益是否在預設增益範圍內，若紅色輝度增益、綠色輝度增益、藍色輝度增益均在預設增益範圍內則輸出一個增益表單形成訊號，若紅色輝度增益、綠色輝度增益、藍色輝度增益任意一項未在預設增益範圍內則輸出一個清潔影像擷取裝置鏡頭及影像感測元件訊號。