TWI449415B - 影像擷取系統以及方法 - Google Patents

Description

影像擷取系統以及方法

本發明是有關一種影像擷取系統以及方法，特別是一種可同時獲得不同灰階值之多個影像之影像擷取系統以及方法。

影像擷取系統的快速普及，使得許多物件能夠以數位化的方式儲存。然而，欲擷取物件之亮部區域以及暗部區域之亮度差異較大時，例如X光片，習知之影像擷取系統無法以相同的影像擷取參數獲得清晰呈現亮部區域以及暗部區域之細節之數位影像。

舉例而言，為了呈現暗部區域之細節，使用者可能提供較亮之照明或較長之曝光時間以獲得較亮之數位影像。此時，數位影像中之亮部區域可能過度曝光而一片亮白，因而無法呈現原物件中之亮部區域之細節。相反的，為了呈現亮部區域之細節，使用者可能提供較暗之照明或較短之曝光時間以獲得較暗之數位影像。此時，數位影像中之暗部區域可能曝光不足而一片黑暗，因而無法呈現原物件中之暗部區域之細節。為了克服上述問題，習知之影像擷取系統是以不同的影像擷取參數，對物件進行多次影像擷取操作以獲得分別呈現亮部區域以及暗部區域細節之多個影像。如此造成影像數位化之操作缺乏效率的問題。

綜上所述，如何同時獲得不同灰階值之多個影像便是目前極需努力的目標。

本發明提供一種影像擷取系統以及方法，其是提供包含不同波長範圍以及光強度之第一光線以及一第二光線之照明光，並感測第一光線以及第二光線，以分別產生不同灰階值之一第一感測影像以及一第二感測影像。因此，本發明之影像擷取系統以及方法可在一次影像擷取之操作中即可獲得不同灰階值之多個影像。

本發明一實施例之影像擷取系統包含一光源以及一影像感測器。光源用以產生一照明光，其至少包含一第一光線以及一第二光線，且第一光線以及第二光線之波長範圍以及光強度相異。影像感測器用以感測經一物件反射或透射物件之第一光線以及第二光線，並產生不同灰階值之一第一感測影像以及一第二感測影像，其中該第一感測影像以及該第二感測影像對應該物件之一相同特定區域。

本發明另一實施例之影像擷取方法包含以一光源產生一照明光，其至少包含一第一光線以及一第二光線，且第一光線以及第二光線之波長範圍以及光強度相異；以及，以一影像感測器分別感測經一物件反射或透射物件之第一光線以及第二光線，以產生不同灰階值之一第一感測影像以及一第二感測影像，其中該第一感測影像以及該第二感測影像對應該物件之一相同特定區域。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

請參照圖1，本發明之一實施例之影像擷取系統包含一光源11以及一影像感測器12。光源11用以產生一照明光L。舉例而言，光源11可為發光二極體或冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)。特別的是，照明光L至少包含一第一光線LR以及一第二光線LB，且第一光線LR以及第二光線LB之波長範圍以及光強度相異。於一實施例中，光源11可包含一第一發光元件11R以及一第二發光元件11B，其分別產生所需之第一光線LR以及第二光線LB。或者，請參照圖2，光源11可包含一發光元件111以及一濾光元件112。發光元件111用以產生包含第一光線LR以及第二光線LB之波長範圍之多波長光線LM。濾光元件112則設置於發光元件111之出光側，用以過濾發光元 件111所產生之多波長光線LM，以產生所需之照明光L，亦即包含不同波長範圍以及光強度之第一光線LR以及第二光線LB。

影像感測器12則用以感測經一物件20反射或透射物件20之第一光線LR以及第二光線LB，並分別產生一第一感測影像以及一第二感測影像。於一實施例中，影像感測器12可為一彩色影像感測器，因此，其可分別感測紅光、綠光以及藍光。或者，影像感測器可包含一第一影像感測元件以及一第二影像感測元件，以分別感測第一光線LR以及第二光線LB，並產生第一感測影像以及第二感測影像。於一實施例中，影像感測器12可為一電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)感測器或接觸式影像感測器(Contact Image Sensor，CIS)。

舉例而言，物件20可為一X光片、底片或灰階影像。第一光線LR可為紅光波長範圍之紅光；第二光線LB可為藍光波長範圍之藍光，且第二光線LB之光強度僅為第一光線LR之光強度的50%。當包含第一光線LR以及第二光線LB之照明光L穿透物件20並被影像感測器12擷取時，感測第一光線LR可獲得較亮之第一感測影像，亦即灰階較高之影像；感測第二光線LB則可獲得較暗之第二感測影像，亦即灰階較低之影像。因此，本發明之影像擷取系統能夠在一次影像擷取之操作中即獲得不同灰階值之多個影像，因而提升影像擷取操作之效率。

需注意者，上述實施例僅提供包含不同光強度之紅光以及藍光之照明光，並分別感測紅光以及藍光以獲得二個不同灰階值之影像。然而，本發明所屬技術領域者可以理解的是，同時提供包含多種波長範圍以及光強度之照明光，例如紅光、綠光以及藍光，甚至紫外光或紅外光，即可同時獲得二個以上不同灰階值之影像。

於一實施例中，本發明之影像擷取系統更包含一影像處理模組13，其與影像感測器12電性連接。影像處理模組13可對獲得自影像感測器12之第一感測影像以及第二感測影像進行各種影像處理。舉例而言， 影像處理模組13可將清楚呈現暗部區域細節之第一感測影像與清楚呈現亮部區域細節之第二感測影像合成，以獲得同時清楚呈現亮部區域以及暗部區域之一合成影像。

於一實施例中，本發明之影像擷取系統可包含一光學透鏡14，其設置於影像感測器12之前端。光學透鏡14可聚焦從物件20反射或透射物件20之照明光L於影像感測器12。舉例而言，光學透鏡14可為一桿狀透鏡(rod lens)或單透鏡(single lens)。

請再參照圖2，本發明之影像擷取系統可包含一驅動裝置15。於一實施例中，驅動裝置15可影像感測器12連接，以驅動影像感測器12沿著軌道151相對於物件20移動，以對物件20進行掃描。但不限於此，驅動裝置15亦可與一放置物件20之平台連接，並驅動平台使物件20相對於影像感測器12移動，亦可達到影像感測器12對物件20進行掃描之目的。

請參照圖1以及圖3，說明本發明一實施例之影像擷取方法。首先，以一光源11產生一照明光。照明光至少包含不同波長範圍以及光強度之一第一光線LR以及一第二光線LB(S31)。接著，以一影像感測器12分別感測經一物件20反射或透射物件20之第一光線LR以及第二光線LB，以產生不同灰階值之一第一感測影像以及一第二感測影像(S32)。上述步驟之詳細說明如前所述，在此不再贅述。較佳者，本發明之影像擷取方法可包含影像處理步驟，以對不同灰階值之第一感測影像以及第二感測影像進行影像處理(S33)，例如影像合成。

綜合上述，本發明之影像擷取系統以及方法是提供包含不同波長範圍以及光強度之多種光線之照明光照射物件，再分別感測從物件反射或透射物件之不同波長範圍之光線即可產生多個不同灰階值之感測影像。因此，本發明之影像擷取系統以及方法可在一次影像擷取之操作中即可獲得不同灰階值之多個影像，大幅提升影像擷取操作之效率。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的 在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

11‧‧‧光源

111‧‧‧發光元件

112‧‧‧濾光元件

11B‧‧‧第二發光元件

11R‧‧‧第一發光元件

12‧‧‧影像感測器

13‧‧‧影像處理模組

14‧‧‧光學透鏡

15‧‧‧驅動裝置

151‧‧‧軌道

20‧‧‧物件

L‧‧‧照明光

LB‧‧‧第二光線

LM‧‧‧多波長光線

LR‧‧‧第一光線

S31~S33‧‧‧影像擷取方法

圖1為一示意圖，顯示本發明一實施例之影像擷取系統。

圖2為一示意圖，顯示本發明另一實施例之影像擷取系統。

圖3為一流程圖，顯示本發明一實施例之影像擷取方法。

11．．．光源

11B．．．第二發光元件

11R．．．第一發光元件

12．．．影像感測器

13．．．影像處理模組

14．．．光學透鏡

20．．．物件

L．．．照明光

LB．．．第二光線

LR．．．第一光線

Claims (18)

1. 一種影像擷取系統，包含：一光源，其用以產生一照明光，該照明光至少包含一第一光線以及一第二光線，且該第一光線以及該第二光線之波長範圍以及光強度相異；以及一影像感測器，其用以感測經一物件反射或透射該物件之該第一光線以及該第二光線，並產生不同灰階值之一第一感測影像以及一第二感測影像，其中該第一感測影像以及該第二感測影像對應該物件之一相同特定區域。
2. 如請求項1所述之影像擷取系統，其中該光源包含：一第一發光元件，其用以產生該第一光線；以及一第二發光元件，其用以產生該第二光線。
3. 如請求項1所述之影像擷取系統，其中該光源包含：一發光元件，其用以產生包含該第一光線以及該第二光線之波長範圍之多波長光線；以及一濾光元件，其設置於該發光元件之出光側，用以過濾該多波長光線以產生該照明光。
4. 如請求項1所述之影像擷取系統，其中該光源包含一發光二極體或冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)。
5. 如請求項1所述之影像擷取系統，其中該影像感測器包含：一第一影像感測元件，其用以感測該第一光線，並產生該第一感測影像；以及一第二影像感測元件，其用以感測該第二光線，並產生該第二感測影像。
6. 如請求項1所述之影像擷取系統，其中該影像感測器包含一電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)感測器或接觸式影像感測器(Contact Image Sensor，CIS)。
7. 如請求項1所述之影像擷取系統，更包含：一光學透鏡，其設置於該影像感測器之前端，用以聚焦經該物件反射或透射該物件之該第一光線以及該第二光線於該影像感測器。
8. 如請求項1所述之影像擷取系統，更包含：一影像處理模組，其與該影像感測器電性連接，用以對該第一感測影像以及該第二感測影像進行影像處理。
9. 如請求項1所述之影像擷取系統，更包含：一驅動裝置，其用以驅動該影像感測器以及該物件彼此相對移動，以使該影像感測器對該物件進行掃描。
10. 一種影像擷取方法，包含：以一光源產生一照明光，其至少包含一第一光線以及一第二光線，且該第一光線以及該第二光線之波長範圍以及光強度相異；以及以一影像感測器分別感測經一物件反射或透射該物件之該第一光線以及該第二光線，以產生不同灰階值之一第一感測影像以及一第二感測影像，其中該第一感測影像以及該第二感測影像對應該物件之一相同特定區域。
11. 如請求項10所述之影像擷取方法，其中該光源包含：一第一發光元件，其用以產生該第一光線；以及一第二發光元件，其用以產生該第二光線。
12. 如請求項10所述之影像擷取方法，其中該光源包含：一發光元件，其用以產生包含該第一光線以及該第二光線之波長範圍之多波長光線；以及一濾光元件，其設置於該發光元件之出光側，用以過濾該多波長光線以產生該照明光。
13. 如請求項10所述之影像擷取方法，其中該光源包含一發光二極體或冷陰極螢光燈。
14. 如請求項10所述之影像擷取方法，其中該影像感測器包含： 一第一影像感測元件，其用以感測該第一光線，並產生該第一感測影像；以及一第二影像感測元件，其用以感測該第二光線，並產生該第二感測影像。
15. 如請求項10所述之影像擷取方法，其中該影像感測器包含一電荷耦合元件、互補式金屬氧化物半導體感測器或接觸式影像感測器。
16. 如請求項10所述之影像擷取方法，更包含：聚焦經該物件反射或透射該物件之該第一光線以及該第二光線於該影像感測器。
17. 如請求項10所述之影像擷取方法，更包含：對該第一感測影像以及該第二感測影像進行影像處理。
18. 如請求項10所述之影像擷取方法，更包含：驅動該影像感測器以及該物件彼此相對移動，以使該影像感測器對該物件進行掃描。