TWI611684B - 成像校準方法、成像校準系統及電子裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種適用於一電子裝置的成像校準方法，電子裝置具有一殼體、一第一影像擷取單元及一第二影像擷取單元，且第一影像擷取單元及第二影像擷取單元係設置於殼體的同一側，成像校準方法包括下列步驟：藉由第一影像擷取單元及第二影像擷取單元分別拍攝一輔助校準物而取得一第一成像資料及一第二成像資料，使得該第一成像資料及該第二成像資料係分別具有該殼體的成像資料；將第一成像資料或第二成像資料分別與一預存的對照成像資料進行成像比對；以及依照比對結果校準第一影像擷取單元及第二影像擷取單元至少其中之一。本發明更提供一種電子裝置以及具有該電子裝置的一種成像校準系統。

Description

成像校準方法、成像校準系統及電子裝置

本發明關於一種成像校準方法，特別關於一種雙鏡頭相機的成像校準方法。

使用雙鏡頭的技術已成為新一代智慧型手機的常規配置，由於單鏡頭手機具有些許技術上的侷限及瓶頸，例如採用固定光圈的設計容易使景深效果不佳或是無法取得不同距離的景深資訊，而對焦主體以外的背景或前景就會容易變模糊。或者用來拍攝廣闊的景像時，拍攝的照片畫質會較模糊而不夠清晰，也不容易做到捕捉時間的效果，當光源充足的情況下，也容易產生過曝的問題。因此，使用雙鏡頭甚至多鏡頭的雙鏡頭手機數量相較於以往已顯著上升。

但雙鏡頭手機在出廠後，會因運送過程所造成的碰撞或是使用者不慎摔落手機，而導致雙鏡頭相機的兩顆鏡頭產生光軸偏移或是位移，造成鏡頭拍照品質降低的缺點。尤其，當雙鏡頭應用於例如虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)或是全景的影像拼接時，如果鏡頭有上述光軸偏移或是位移偏差產生的情況，將顯著降低影像處理或影像拼接的品質及結果。因此，若是雙鏡頭手機在出廠後，還可讓使用者自行對兩個鏡頭做校準，即可確保雙鏡頭的拍攝品質維持在出廠時的攝像品質。簡言之，如何提出一種使電子裝置之雙鏡頭所擷取到的影像資料皆可回復到出廠狀態時的照相水準與品質，是當前重要的課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種成像校準方法、成像校準系統及電子裝置，可讓使用者自行對兩個鏡頭做校準，確保雙鏡 頭的拍攝品質維持在出廠時的攝像品質。

為達上述目的，本發明提出一種適用於一電子裝置的成像校準方法，電子裝置具有一殼體、一第一影像擷取單元及一第二影像擷取單元，且第一影像擷取單元及第二影像擷取單元係設置於殼體的同一側，成像校準方法包括下列步驟：藉由第一影像擷取單元及第二影像擷取單元分別拍攝一輔助校準物而取得一第一成像資料及一第二成像資料，使得第一成像資料及第二成像資料係分別具有殼體的成像資料；將第一成像資料或第二成像資料分別與一預存的對照成像資料進行成像比對；以及依照比對結果校準第一影像擷取單元及第二影像擷取單元至少其中之一。

在一實施例中，成像比對結果包括一偏移資料，且第一影像擷取單元及第二影像擷取單元至少其中之一係依照偏移資料進行校準。

在一實施例中，偏移資料為光軸角度偏差或成像位移偏差的至少其中之一或其組合。

為達上述目的，本發明提出一種電子裝置，電子裝置包含一殼體、一第一影像擷取單元、一第二影像擷取單元以及一控制模組。第一影像擷取單元設置於殼體，第二影像擷取單元設置於殼體，且第一影像擷取單元及第二影像擷取單元係設置於殼體的同一側，控制模組設置於殼體，控制模組包括一電連接第一影像擷取單元及第二影像擷取單元的比對單元及一電連接比對單元的校準單元，藉由第一影像擷取單元及第二影像擷取單元分別拍攝一輔助校準物而取得一第一成像資料及一第二成像資料，使得第一成像資料及第二成像資料係分別具有殼體的成像資料，再者比對單元將第一成像資料及第二成像資料分別與一預存的對照成像資料進行成像比對，校準單元則依照比對結果校準第一影像擷取單元及第二影像擷取單元至少其中之一。

在一實施例中，比對結果包括一偏移資料，且校準單元係依照偏移資料校準第一影像擷取單元及第二影像擷取單元至少其中之一。

在一實施例中，偏移資料為光軸角度偏差及成像位移偏差其中至少一。

在一實施例中，殼體包括與第一影像擷取單元及第二影像擷 取單元同一側的一定位圖騰，且對照成像資料具有定位圖騰之影像，藉由第一影像擷取單元拍攝輔助校準物取得具有定位圖騰的第一成像資料，藉由第二影像擷取單元拍攝輔助校準物取得具有定位圖騰的第二成像資料，接著比對單元係將第一成像資料中的定位圖騰及第二成像資料中的定位圖騰分別與對照成像資料中的定位圖騰比對，而取得偏移資料。

在一實施例中，定位圖騰為一商標、一背蓋線條、一鏡頭孔、一閃光燈、一指紋模組的其中之一或其組合。

為達上述目的，本發明提出一種成像校準系統，成像校準系統包含一電子裝置、一輔助校準物以及一容置單元。電子裝置具有一殼體及設置於殼體的一第一影像擷取單元、一第二影像擷取單元及一控制模組，第一影像擷取單元及第二影像擷取單元係設置於殼體的同一側，控制模組包括一電連接第一影像擷取單元及第二影像擷取單元的比對單元及一電連接比對單元的校準單元，容置單元具有相間隔的一第一容置部及一第二容置部，電子裝置設置於第一容置部，輔助校準物設置於第二容置部，藉由第一影像擷取單元及第二影像擷取單元拍攝輔助校準物後取得一第一成像資料及第二成像資料，使得第一成像資料及第二成像資料係分別具有殼體的成像資料，比對單元將第一成像資料或第二成像資料分別與一預存的對照成像資料進行成像比對，校準單元依照比對結果校準第一影像擷取單元第二影像擷取單元至少其中之一。

在一實施例中，設置於第一容置部的電子裝置與設置於第二容置部的輔助校準物係間隔且平行設置。

在一實施例中，第一容置部及第二容置部皆為卡槽。

在一實施例中，第一容置部為一卡槽，第二容置部為一樞軸結構，使輔助校準物樞接於容置單元。

在一實施例中，輔助校準物為一鏡子。

承上所述，本發明所提供之成像校準系統，可讓使用者自行對兩個影像擷取單元做校準。因此，可防止運送過程中因電子裝置造受碰撞或因使用者不慎摔落手機，導致雙鏡頭的光軸產生偏移造成所擷取到的影像資料品質下降，並校準影像擷取單元所擷取到的影像資料，維持電子 裝置的攝像品質，可確保電子裝置之雙鏡頭所擷取到的影像資料品質能維持在出廠時的攝像品質。

1‧‧‧成像校準系統

11‧‧‧電子裝置

110‧‧‧控制模組

12‧‧‧輔助校準物

13‧‧‧容置單元

130‧‧‧上、下盒體

131‧‧‧第一容置部

132‧‧‧第二容置部

133‧‧‧內盒支架

B‧‧‧背蓋線條

D1‧‧‧第一成像資料

D2‧‧‧第二成像資料

DD‧‧‧對照成像資料

DS‧‧‧偏移資料

Dt‧‧‧校正訊號

FL‧‧‧閃光燈

FS‧‧‧指紋模組

H‧‧‧殼體

I‧‧‧定位圖騰

L1‧‧‧第一影像擷取單元

L2‧‧‧第二影像擷取單元

T‧‧‧商標

U1‧‧‧比對單元

U2‧‧‧校準單元

P‧‧‧鏡頭孔

S01~S03‧‧‧步驟

圖1A為本發明較佳實施例的一種成像校準系統的示意圖。

圖1B為圖1A的成像校準系統中各元件的示意圖。

圖1C為圖1B的電子裝置設置於第一容置部且輔助校準物設置於第二容置部的示意圖。

圖1D為圖1A的電子裝置所具有之背部殼體的示意圖。

圖1E~圖1H為需校準的第一成像資料或第二成像資料的成像示意圖。

圖1I為圖1A的電子裝置所具有之控制模組的功能方塊圖。

圖2為本發明較佳實施例的一種成像校準方法的步驟流程的示意圖。

以下將參照相關圖式，說明本發明較佳實施例的一種成像校準方法、成像校準系統及電子裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參考圖1A~圖1I所示，圖1A為本發明較佳實施例的一種成像校準系統的示意圖，圖1B為圖1A的成像校準系統中各元件的示意圖，圖1C為圖1B的電子裝置設置於第一容置部且輔助校準物設置於第二容置部的示意圖，圖1D為圖1A的電子裝置所具有之背部殼體的示意圖，圖1E~圖1H為需校準的第一成像資料或第二成像資料的成像示意圖，圖1I為圖1A的電子裝置所具有之控制模組的功能方塊圖。

請先參考圖1A及圖1B，本實施例的成像校準系統1包含一電子裝置11、一輔助校準物12以及一容置單元13。本實施例所提供的成像校準系統1可讓使用者透過輔助校準物12，自行將電子裝置11的兩個影像擷取單元L1、L2做成像校準，以確保電子裝置11雙鏡頭的拍攝品質能維持在出廠時的攝像品質。在本實施例中，電子裝置11與一輔助校準物12均放置在容置單元13內，其中電子裝置11可為智慧型手機、平板電腦、 電子書閱讀器等具有雙鏡頭的行動裝置。

電子裝置11具有一殼體H及設置於殼體H的第一影像擷取單元L1、第二影像擷取單元L2及一控制模組110(顯示於圖1I)。第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2可使用感光耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)或互補式金屬氧化物半導體感光元件(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)等感光元件或影像感測器，本發明並不限定。而且，第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2係設置於殼體H的同一側，以電子裝置11為智慧型手機為例，即第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2都是設置於手機的背部殼體上。此外，如圖1D所示，殼體H還包括與第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2同一側的定位圖騰I，定位圖騰I是使用者以肉眼或以影像擷取單元可直接觀察到殼體H之其中一側(背部殼體上)的影像。定位圖騰I可為一商標T、一背蓋線條B、一鏡頭孔P、一閃光燈FL、一指紋模組FS的其中之一或其組合。定位圖騰I可用以協助第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2拍攝到正確的圖像，以利進行兩影像擷取單元後續的成像校準。

輔助校準物12在本實施例中，係以鏡子為例，並以平面鏡為主。當第一影像擷取單元L1或第二影像擷取單元L2需要進行成像校準時，輔助校準物12即可配合影像擷取單元進行成像校準。

本實施例的容置單元13，是直接使用出廠時電子裝置11的包裝盒，且容置單元13除了包含上、下盒體130之外，其中還包含第一容置部131、第二容置部132及內盒支架133。第一容置部131及第二容置部132的結構設計，可使電子裝置11與輔助校準物12設置於兩容置部時互為水平，以確保本實施例的成像校準系統1進行成像校準時，第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2可精準的對位拍攝到輔助校準物12所反射之定位圖騰I的圖像，以利後續兩個影像擷取單元可被校準而回復到手機出廠相機品質。

更詳細來說，容置單元13具有相間隔的第一容置部131及第二容置部132，電子裝置11設置於第一容置部131，輔助校準物12設置 於第二容置部132。其中，本實施例中的第一容置部131及第二容置部132皆是卡槽。請參考圖1C，電子裝置11可以***於第一容置部131，而輔助校準物12則可設置於第二容置部132。且第一容置部131的電子裝置11與設置於第二容置部132的輔助校準物12係間隔且平行設置。在別的實施態樣下，第一容置部131及第二容置部132也可以並不全是卡槽可以其中一個是卡槽，另一個是其他設計、例如樞軸、卡扣、磁吸式的結構，亦或是兩個都是樞軸或其組合，只要讓電子裝置11與輔助校準物12可以精確的平行設置或穩定對位即可。此外，內盒支架133更可在容置單元13內提供更多的設置空間，放置例如關於電子裝置11的使用說明、充電線、耳機等原廠周邊物件。

需另外說明的是，在其他的實施態樣下，成像校準系統也可以不透過容置單元13來執行成像校準。也就是說，電子裝置11與輔助校準物12均不必設置在容置單元13內來執行成像校準。電子裝置11與輔助校準物12也可以是直接放置在桌面、徒手拿取、倚靠其他物品來互相平行間隔設置而進行成像校準，而不以放置於容置單元13內為限。

以下將詳細說明成像校準系統1具體的校準方式。

請參考圖1D~圖1I，請先看圖1I。如圖1I所示，控制模組110包括一電連接第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2的比對單元U1及一電連接比對單元U1的校準單元U2。具體來說，比對單元U1可為利用中央處理器(CPU)、數位訊號處理器(DSP)或微控制器(MCU)之運算處理功能並同時結合圖形處理器(GPU)之影像處理功能的影像訊號處理元件。

當第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2拍攝輔助校準物12(鏡子)後可分別取得一第一成像資料D1及第二成像資料D2，使得第一成像資料D1及第二成像資料D2係分別具有第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2之殼體影像的成像資料。接著，比對單元U1即可將第一成像資料D1及第二成像資料D2分別與一預存的對照成像資料DD進行成像比對。請參考圖1D，圖1D除了是電子裝置11所具有之背部殼體的示意圖之外，同時也是電子裝置11所預存的一對照成像資料DD。對照 成像資料DD為出廠時影像擷取單元所拍攝的標準預設值，且為預先存取於電子裝置11內的圖像資料。最後，校準單元U2即可再依照比對單元U1比對的結果，校準第一影像擷取單元L1或第二影像擷取單元L2。

比對單元U1可內建有記憶體模組，記憶體模組可為一非暫態記錄媒體(non-transitory storage medium)例如一記憶卡或記憶體晶片，其中可包含唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、快閃(Flash)記憶體、或可程式化邏輯閘陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)，或其它形式的記憶體，並不限定。因此，記憶體模組可直接儲存影像訊號或影像資料於記憶體內，並可儲存上述之對照成像資料DD供第一成像資料D1或第二成像資料D2進行成像比對。

比對單元U1對於所耦接的第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2，可於接收第一成像資料D1及第二成像資料D2後，再利用預設的演算法，根據所取得的兩個成像資料與預存的對照成像資料DD進行比對，並取得一偏移資料DS，以進一步使校準單元U2能依照偏移資料DS校準第一影像擷取單元L1或第二影像擷取單元L2。

偏移資料DS可為光軸角度偏差或成像位移偏差的其中至少之一或其組合，光軸角度偏差或成像位移偏差可包含各角度及各方向的光軸角度偏差或成像位移。以圖1E~圖1H為例，其分別為第一成像資料D1、第二成像資料D2與預存的對照成像資料DD比較後，存有光軸角度偏差的三種類型態樣。圖1E為成像資料沿殼體H之長、短軸平面產生光軸角度偏差的態樣、圖1F為成像資料沿殼體H之長軸旋轉產生光軸角度偏差的另一態樣、圖1G為成像資料沿殼體H之短軸旋轉產生光軸角度偏差的另一態樣、圖1H為成像資料沿殼體H之短軸方向產生位移偏差的另一態樣。

具體來說，殼體H由於包括與第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2同一側的定位圖騰I，且對照成像資料DD具有定位圖騰I之影像，第一影像擷取單元L1藉由輔助校準物12拍攝取得具有第一影像擷取單元L1、第二影像擷取單元L2及定位圖騰I之殼體影像的第一成像資料D1，第二影像擷取單元L2亦同，即第二影像擷取單元L2藉由輔助校準物12拍攝取得具有第一影像擷取單元L1、第二影像擷取單元L2及定位圖 騰I之殼體影像的第二成像資料D2。

比對單元U1係將第一成像資料D1中定位圖騰I之影像及第二成像資料D2中定位圖騰I之影像分別與對照成像資料DD中定位圖騰I之影像比對，而取得偏移資料DS。因此，比對單元U1可於將第一成像資料D1及第二成像資料D2分別與預存的對照成像資料DD透過上述比對，而取得偏移資料DS後，發出一校正訊號，使校準單元U2能依據偏移資料DS與比對單元U1所發出的校正訊號Dt，對應校正第一影像擷取單元L1或第二影像擷取單元L2。

在別的實施態樣下，電子裝置11也可以內建有專屬的校準應用程式(APP)來協助拍攝定位，或是在相機的應用程式中內建有校準的功能及相關選項設定。例如，當第一影像擷取單元L1或第二影像擷取單元L2已正確對準輔助校準物12的時候，也就是當可以正確對準拍攝到輔助校準物12所反射的第一影像擷取單元L1、第二影像擷取單元L2及定位圖騰I之殼體影像時，應用程式即可對應發出影像提示或是聲音提示，例如顯示打勾、打圈或綠燈等標示，提醒使用者目前影像擷取單元的對位已完成，可以順利取得第一成像資料D1或第二成像資料D2，並準備進行下一步驟的成像比對。

另一方面，當第一影像擷取單元L1或第二影像擷取單元L2並沒有對準輔助校準物12，而無法對準拍攝到輔助校準物12所反射的第一影像擷取單元L1、第二影像擷取單元L2及定位圖騰I之殼體影像時，應用程式可以顯示打叉或紅燈等標示，告知提醒使用者目前的對位狀況無法提空校準功能。另外，應用程式也可利用二維條碼(例如使用Quick Response Code,QR Code)的技術，協助電子裝置11對準輔助校準物12的拍攝定位。

經過校準單元U2成像校準後所擷取的成像示意圖，與圖1D電子裝置11所預存的一對照成像資料DD相同，相較於圖1E~圖1H所示的成像資料，校準後的成像資料已不會產生各種光軸角度偏差或成像位移偏差。藉此，由上述的成像校準系統1及電子裝置11，即可讓使用者自行對電子裝置11兩個鏡頭，即第一影像擷取單元L1及第二影像擷取單元L2 進行成像校準，以確保雙鏡頭的拍攝品質可維持在出廠時的攝像品質。

請參照圖2所示，圖2為本發明較佳實施例的一種成像校準方法的步驟流程示意圖。本發明之成像校準方法可包括以下步驟：藉由第一影像擷取單元及第二影像擷取單元分別拍攝一輔助校準物而取得一第一成像資料及一第二成像資料，其中第一成像資料及第二成像資料係分別具有殼體的成像資料(步驟S01)；將第一成像資料或第二成像資料分別與預存的對照成像資料進行成像比對(步驟S02)；以及依照比對結果校準第一影像擷取單元或第二影像擷取單元(步驟S03)。

此外，成像校準方法的其他技術特徵可參照上述成像校準系統1的相關說明，於此不再贅述。

綜上所述，本發明所提供之成像校準系統，可讓使用者自行對兩個影像擷取單元做校準。因此，可防止運送過程中因電子裝置造受碰撞或因使用者不慎摔落手機，導致雙鏡頭的光軸產生偏移造成所擷取到的影像資料品質下降，並校準影像擷取單元所擷取到的影像資料，維持電子裝置的攝像品質，可確保雙鏡頭的拍攝品質維持在出廠時的攝像品質。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧成像校準系統

11‧‧‧電子裝置

12‧‧‧輔助校準物

13‧‧‧容置單元

133‧‧‧內盒支架

H‧‧‧殼體

L1‧‧‧第一影像擷取單元

L2‧‧‧第二影像擷取單元

Claims (12)

1. 一種成像校準方法，適用於一電子裝置，該電子裝置具有一殼體、一第一影像擷取單元及一第二影像擷取單元，且該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元係設置於該殼體的同一側，該成像校準方法包含下列步驟：藉由該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元分別拍攝一輔助校準物而取得一第一成像資料及一第二成像資料，其中該第一成像資料及該第二成像資料係分別具有該殼體的成像資料；將該第一成像資料及該第二成像資料分別與一預存的對照成像資料進行成像比對；以及依照比對結果校準該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元至少其中之一。
2. 如申請專利範圍第1項所述的成像校準方法，其中該比對結果包括一偏移資料，且該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元至少其中之一係依照該偏移資料進行校準。
3. 如申請專利範圍第2項所述的成像校準方法，其中該偏移資料為光軸角度偏差或成像位移偏差的至少其中之一或其組合。
4. 一種電子裝置，包含：一殼體；一第一影像擷取單元，設置於該殼體；一第二影像擷取單元，設置於該殼體，且該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元係設置於該殼體的同一側；以及一控制模組，設置於該殼體，該控制模組包括一電連接該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元的比對單元及一電連接該比對單元的校準單元，藉由該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元分別拍攝一輔助校準物而取得一第一成像資料及一第二成像資料，該第一成像資料及該第二成像資料係分別具有該殼體的成像資料，該比對單元將該第一成像資料及該第二成像資料分別與一預存的對照成像資料進行 成像比對，該校準單元依照比對結果校準該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元至少其中之一。
5. 如申請專利範圍第4項所述的電子裝置，其中該比對結果包括一偏移資料，且該校準單元係依照該偏移資料校準該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元至少其中之一。
6. 如申請專利範圍第5項所述的電子裝置，其中該偏移資料為光軸角度偏差或成像位移偏差的其中至少之一或其組合。
7. 如申請專利範圍第5項所述的電子裝置，其中該殼體包括與該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元同一側的一定位圖騰，且該對照成像資料具有該定位圖騰之影像，藉由該第一影像擷取單元拍攝該輔助校準物而取得具有該定位圖騰的第一成像資料，藉由該第二影像擷取單元拍攝該輔助校準物而取得具有該定位圖騰的第二成像資料，該比對單元係將該第一成像資料中的定位圖騰及該第二成像資料中的定位圖騰分別與該對照成像資料中的定位圖騰比對，而取得該偏移資料。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其中該定位圖騰為一商標、一背蓋線條、一鏡頭孔、一閃光燈、一指紋模組的其中之一或其組合。
9. 一種成像校準系統，包含：一電子裝置，具有一殼體及設置於該殼體的一第一影像擷取單元、一第二影像擷取單元及一控制模組，該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元係設置於該殼體的同一側，該控制模組包括一電連接該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元的比對單元及一電連接該比對單元的校準單元；一輔助校準物；以及一容置單元，具有相間隔的一第一容置部及一第二容置部，該電子裝置設置於該第一容置部，該輔助校準物設置於該第二容置部，其中，藉由該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元拍攝該輔助校準物而取得一第一成像資料及一第二成像資料，該第一成像資料及該第二成像資料係分別具有該殼體的成像資料，該比對單元將該第一成像資料及該第二成像資料分別與一預存的對照成像資料進行成像比 對，該校準單元依照比對結果校準該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元至少其中之一。
10. 如申請專利範圍第9項所述的成像校準系統，其中設置於該第一容置部的該電子裝置與設置於該第二容置部的該輔助校準物係間隔且平行設置。
11. 如申請專利範圍第9項所述的成像校準系統，其中該第一容置部及該第二容置部皆為卡槽。
12. 如申請專利範圍第9項所述的成像校準系統，其中該輔助校準物為一鏡子。