TWI611692B - 電子裝置及影像顯示方法 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種電子裝置及影像顯示方法。電子裝置主要包括一感測模組、一訊號處理模組及一顯示模組。該感測模組以一第一頻率或一第一週期擷取複數第一影像，或者是以一第二頻率或一第二週期擷取複數第二影像。當該訊號處理模組接收該等第二影像後，對該等第二影像進行運算，以輸出複數第三影像。該顯示模組則顯示該等第一影像或該等第三影像。

Description

電子裝置及影像顯示方法
本發明係關於一種電子裝置及影像顯示方法，特別是一種以不同頻率或週期擷取並輸出影像串流之電子裝置及影像顯示方法。
隨著科技的進步，可擷取並顯示影像的電子裝置在日常生活中已經非常普及。其中，現有的電子裝置常利用螢幕顯示所擷取的即時影像串流。
然而，若欲提高影像的擷取頻率，即會使得每禎影像的曝光時間相對地減少。如此，會造成影像的雜訊變多，而降低影像串流的顯示品質。
因此，確實有必要提供一種新的電子裝置及影像顯示方法，以解決先前技術的缺失。
本發明之主要目的係在提供一種電子裝置及影像顯示方法，其可以提高影像串流的品質。
為達成上述之目的，本發明之電子裝置包括感測模組、鏡頭模組、訊號處理模組及顯示模組。感測模組於一第一狀態以第一頻率或第一週期擷 取複數第一影像，於一第二狀態以第二頻率或第二週期擷取複數第二影像。訊號處理模組係電性連接感測模組及鏡頭模組，於第二狀態時，訊號處理模組控制鏡頭模組動作。其中，於第二狀態時，訊號處理模組進一步運算該等第二影像成為複數第三影像。顯示模組電性連接訊號處理模組，於第一狀態顯示該等第一影像，並於第二狀態顯示該等第三影像。
本發明之影像顯示之方法包括以下步驟：以一第一頻率或一第一週期擷取複數取第一影像；顯示該等第一影像；以一第二頻率或一第二週期擷取複數第二影像；運算該等第二影像以成為複數第三影像；以及，顯示該等第三影像。
1‧‧‧電子裝置
20‧‧‧感測模組
30‧‧‧顯示模組
40‧‧‧鏡頭模組
41‧‧‧驅動器
42‧‧‧鏡頭
50‧‧‧訊號處理模組
D1‧‧‧移動區間
AF‧‧‧對焦位置
F1‧‧‧第一預設位置
F2‧‧‧第二預設位置
IA(1)、IA(2)、IA(3)、IA(4)、IA(5)、IA(6)、IA(7)、IA(8)、IA(4i-3)、IA(4i-2)、IA(4i-1)、IA(4i)、IA(j)、IA(j+1)、IA(j+2)、IA(j+3)‧‧‧第二影像
IB’(i)、IB’(j)、IB(1)、IB(2)、IB’(1)、IB’(2)、IB’(3)‧‧‧第三影像
401~405‧‧‧步驟
圖1係本發明之一實施例之電子裝置之架構示意圖。
圖2係本發明之一實施例之電子裝置執行對焦流程時之對焦曲線圖。
圖3A係本發明之一實施例之形成第三影像之示意圖。
圖3B係本發明之另一實施例之形成第三影像之示意圖。
圖4係本發明之一實施例之影像顯示方法之步驟流程圖。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明的電子裝置可具有影像擷取功能，包含但不限於可攜式行動裝置，例如是數位相機、數位攝影機、行車記錄器或個人行動通訊系統…等。
圖1係本發明之一實施例之電子裝置1之架構示意圖。如圖1所示，電子裝置1主要包括感測模組20、顯示模組30、鏡頭模組40及訊號處理模組50。
感測模組20與訊號處理模組50電性連接，可對待攝物體所發出的光束進行光電轉換，並輸出對應的影像。其中，感測模組20可包括一電荷耦合感測元件(Charge-coupled Device，CCD)，或一互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)感測元件，但本發明並不限於此。
於一實施例中，感測模組20可以一第一頻率擷取複數第一影像，例如以每秒曝光x禎的第一頻率擷取第一影像，再依序輸出包括第一影像之影像串流，即第一影像之影像串流。此時，可令顯示模組30顯示包括第一影像之影像串流。其中，第一影像之影像串流可以是經由訊號處理模組50傳送至顯示模組30。
另一方面，於本實施例中，感測模組20還可以一第二頻率擷取複數第二影像，例如以每 秒曝光y禎的第二頻率擷取第二影像，再依序輸出包括第二影像之影像串流，即第二影像之影像串流。此時，訊號處理模組50可對第二影像進行運算，以將第二影像轉換成第三影像，進而產生包括第三影像之影像串流，即第三影像之影像串流。其中，y可以是x的整數倍，例如是y=4x。具體而言，x可以是30、y可以是120，但不以此為限。
於另一實施例中，感測模組20亦可以一第一週期擷取複數第一影像，亦即以每禎曝光m秒的第一週期擷取第一影像；或以一第二週期擷取複數禎第二影像，亦即以每禎曝光n秒的第二週期擷取第二影像。其中，m可以是n的整數倍，例如是m=4n。具體而言，m可以是1/30、n可以是1/120，但不限於此。
須說明的是，感測模組20以每秒x禎的第一頻率擷取第一影像，可等同於每禎第一影像曝光1/x秒、以每秒y禎的第二頻率擷取第二影像，可等同於每禎第二影像曝光1/y秒。具體而言，感測模組20可以每秒30禎的頻率擷取第一影像，並同時符合每禎第一影像曝光1/30秒、以每秒120禎的頻率擷取第二影像，並同時符合每禎第二影像曝光1/120秒。亦即x=1/m及/或y=1/n，然本發明並不限於此。
另一方面，感測模組20在擷取每禎第一影像的前後，還可預留準備時間以利傳送已完成的第一影像或準備擷取下一禎第一影像，因此，感測模組20以每秒x禎的第一頻率擷取第一影像，可不等同於每禎第一影像曝光1/x秒、以每禎m秒的第一 週期擷取第一影像，也可不等同於每秒可擷取1/m禎第一影像。同理，感測模組20以每秒y禎的第二頻率擷取第二影像，可不等同於每禎第二影像曝光1/y秒、以每禎n秒的第二週期擷取第二影像，可不等同於每秒可擷取1/n禎第一影像。於一實施例中，x可以是30、y可以是120、m可以是1/30、n可以是1/120，但不用以限制本發明。
再者，於一實施例中，感測模組20輸出第一影像或第二影像之前，還可先對第一影像及第二影像進行感測器增益(sensor gain)等訊號處理。於本實施例中，感測模組20所擷取的第一影像對應的感測器增益為第一增益、感測模組20所擷取的第二影像對應的感測器增益為第二增益。當感測器增益越大，可使自感測模組20輸出的第一影像及第二影像的亮度越高；反之，則自感測模組20輸出的第一影像及第二影像的亮度越低。
其次，顯示模組30可與訊號處理模組50電性連接，並可顯示感測模組20所輸出的第一影像或第三影像之影像串流。
於一實施例中，感測模組20所輸出的第一影像及第二影像可先經由訊號處理模組50進行運算，再提供予顯示模組30。其中，顯示模組30可為一液晶螢幕、一觸控面板，或可撓性顯示器，但並不以此為限。
此外，鏡頭模組40對來自待攝物的光束進行匯聚，光束成像於感測模組20。具體而言，鏡頭模組40包括驅動器41及鏡頭42，鏡頭42包括 變倍鏡群(Zoom Lens)(未繪示)和對焦鏡群(Focus Lens)(未繪示)。其中，鏡頭42的變倍鏡群和對焦鏡群可於一預設區間內位移。
於一實施例中，驅動器41可驅動變倍鏡群於望遠端(Tele End)和廣角端(Wide End)之間進行放大(Zoom-in)或縮小(Zoom-out)等變焦動作，以確保鏡頭模組40處於最適當的攝像區間。進一步地，驅動器41可微調對焦鏡群的位置，以找到最佳的對焦位置。
圖2係本發明之一實施例之電子裝置1執行對焦流程時之對焦曲線圖。其中圖2之縱軸代表對焦資料，橫軸代表對焦位置。
同時參照圖1及圖2。於一實施例中，當電子裝置1進行對焦動作時，對焦鏡群於一對焦區間D1進行對焦，其中定義自一第一位置F1至一第二位置F2為對焦區間D1。舉例而言，驅動器41可以步進的方式驅動對焦鏡群在對焦區間D1內進行位移，而當對焦鏡群每移動一單位距離，感測模組20即擷取對應該位置之一影像，並由訊號處理模組50分析各影像的邊緣值或調制轉換函數值(Modulation Transfer Function，MTF)，以構成如圖2之對焦曲線。
於一實施例中，訊號處理模組50進一步判斷第一預設位置F1和第二預設位置F2之間的邊緣曲線是否存在一絕對或相對最大值。如果訊號處理模組50判斷邊緣曲線已存在絕對或相對最大值，則決定與該絕對或相對最大值相應之位置是電子裝 置1最佳的對焦位置。
於一實施例中，電子裝置1可依據使用者的指令進入第一狀態，此時，訊號處理模組50令感測模組20以擷取複數禎第一影像，再令顯示模組30顯示由複數第一影像所構成之影像串流。若另令電子裝置1進入第二狀態，則訊號處理模組50即使感測模組20以擷取複數禎第二影像，並令顯示模組30顯示由第二影像所構成之影像串流。
更進一步地說，第一狀態可以是執行預覽(Preview)或擷取動態影像(Video)的模式。此時感測模組20會依據訊號處理模組50的指令，以第一頻率或第一週期連續擷取第一影像，並輸出第一影像之影像串流；而第二狀態可以是電子裝置1同時執行複數個動作，例如是在持續進行預覽或擷取動態影像的前提下，鏡頭模組40的變倍鏡群同時於望遠端和廣角端之間進行變焦動作，或者，由對焦鏡群執行對焦動作。此時，感測模組20可以第二頻率或第二週期連續擷取第二影像。
於本實施例中，若鏡頭模組40於第二狀態下進行對焦動作，則處理模組50即進一步地分析第二影像的邊緣值或調制轉換函數值，以獲得最佳的對焦位置。
於另一實施例中，在第二狀態下，處理模組50依據第二影像之影像串流提供第三影像之影像串流，並由顯示模組30同步顯示包括第三影像之影像串流。具體而言，訊號處理模組50可先依序對來自於感測模組20的複數第二影像進行訊號運算， 並提供第三影像之影像串流予顯示模組30。
於本發明中，訊號處理模組50可藉由第一影像之第一增益及第二影像之第二增益進行訊號運算，以獲得第三影像。
於一實施例中，感測模組20輸出第二影像IA(1)、IA(2)、IA(3)、IA(4)、...IA(4k)...，其中k是正整數。訊號處理模組50將多個第二影像IA(4k-3)~IA(4k)相對應的像素值累加，以獲得一禎第三影像IB(k)。
具體而言，訊號處理模組50可將相接續的第二影像IA(4k-3)~IA(4k)之第一個像素值相加，以構成第三影像IB(k)之第一個像素值、將相接續的第二影像IA(4k-3)~IA(4k)之第二個像素值相加，以構成第三影像IB(k)之第二個像素值…依此類推。如此，則可藉由4k禎第二影像IA(1)~IA(4k)獲得k禎第三影像IB(1)~IB(k)。
於另一實施例中，還可進一步對累加後的第二影像累加IA(4k-3)~IA(4k)除以一常數。其中，此常數可以是對應於第二影像之一第二增益除以對應於第一影像之一第一增益所得到的商數。
圖3A係本發明之一實施例之形成第三影像之示意圖。
如圖3A所示，感測模組20輸出第二影像IA(1)、IA(2)、IA(3)、IA(4)、IA(5)、IA(6)、IA(7)、IA(8)...IA(4i)...，其中i是正整數。訊號處理模組50分別將每禎第二影像IA(1)~IA(4)除以一常數。其中，此常數可以是對應於第二影像之第二增益除以對 應於第一影像之第一增益所得到的商數。訊號處理模組50再相加第二影像IA(1)~IA(4)除以常數後得到第三影像IB(1)。同理，訊號處理模組50分別將每禎第二影像IA(5)~IA(8)除以常數，再相加以得到第三影像IB(2)...依此類推。
簡言之，訊號處理模組50可分別將每禎第二影像IA(4i-3)~IA(4i)除以一常數(即，第二增益除以第一增益所得之商數)，再相加以得到第三影像IB(i)。另一方面，訊號處理模組50也可先將對第二影像IA(4i-3)~IA(4i)相加總後，再除以常數，以得到第三影像IB(i)，而不以此為限。
具體之計算式如下：
第三影像IB(1)=第二影像IA(1)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(2)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(3)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(4)/(第二增益/第一增益)。
第三影像IB(2)=第二影像IA(5)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(6)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(7)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(8)/(第二增益/第一增益)。
第三影像IB(i)=第二影像IA(4i-3)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(4i-2)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(4i-1)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(4i)/(第二增益/第一增益)。
實作上，訊號處理模組50可以是對每禎第二影像IA(4i-3)~IA(4i)中，位置相對應的像素之像素值進行運算，以構成第三影像IB(i)中，位置相對應的像素之像素值。
於一實施例中，感測模組20以每秒y禎的第二頻率擷取第二影像IA(4i)，並提供包括第二影像IA(4i)之影像串流予訊號處理模組50，而訊號處理模組50以每秒y/4禎的頻率輸出包括第三影像IB(i)之影像串流予顯示模組30。
於另一實施例中，感測模組20以每禎曝光n秒的第二週期擷取第二影像IA(4i)，並提供包括第二影像IA(4i)之影像串流予訊號處理模組50，而訊號處理模組50以每禎顯示4n秒的顯示週期輸出包括第三影像IB(i)之影像串流予顯示模組30。
另外，圖3B係本發明之另一實施例之形成第三影像之示意圖。
請參考圖3B，於本實施例中，感測模組20輸出IA(1)、IA(2)、IA(3)、IA(4)、IA(5)、IA(6)...IA(j)...，其中j是正整數。訊號處理模組50亦可分別將每禎第二影像IA(1)~IA(4)除以一常數(即，第二增益除以第一增益所得之商數)，再相加以得到第三影像IB’(1)；同理，每禎第二影像IA(2)~IA(5)除以常數，再相加以得到第三影像IB’(2)。亦即，訊號處理模組50分別將每禎第二影像IA(j)~IA(j+3)除以常數，並相加以得到第三影像IB’(j)，以此類推。換言之，訊號處理模組50也可先將對第二影像IA(j)~IA(j+3)相加總後，再依序除以常數， 以得到第三影像IB’(j)，而不以此為限。
具體計算式如下：
第三影像IB’(1)=第二影像IA(1)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(2)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(3)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(4)/(第二增益/第一增益)。
第三影像IB’(2)=第二影像IA(2)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(3)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(4)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(5)/(第二增益/第一增益)。
第三影像IB’(j)=第二影像IA(j)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(j+1)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(j+2)/(第二增益/第一增益)+第二影像IA(j+3)/(第二增益/第一增益)
實務上，訊號處理模組50可以是對每禎第二影像IA(j)~IA(j+3)中，位置相對應的像素之像素值進行運算，以構成第三影像IB’(j)中，位置相對應的像素之像素值。
於一實施例中，感測模組20以每秒y禎的第二頻率擷取第二影像IA(j)，並提供包括第二影像IA(j)之影像串流予訊號處理模組50，而訊號處理模組50以每秒y禎的頻率輸出包括第三影像IB’(j)之影像串流予顯示模組30。
於另一實施例中，感測模組20以每禎 曝光n秒的第二週期擷取第二影像IA(j)，並提供包括第二影像IA(j)之影像串流予訊號處理模組50，而訊號處理模組50以每禎顯示n秒的顯示週期輸出包括第三影像IB’(j)之影像串流予顯示模組30。
需注意的是，上述感測模組20、鏡頭模組40與訊號處理模組50除可配置為硬體裝置、軟體程式、韌體或其組合外，亦可藉電路迴路或其他適當型式配置；並且，各個模組除可以單獨之型式配置外，亦可以結合之型式配置。此外，本實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。
接著，圖4係本發明之一實施例之影像顯示方法之步驟流程圖。
請同時參考圖1及圖4。首先，進行步驟401：於第一狀態中，執行一影像串流擷取程序，藉由感測模組20得到具有複數禎第一影像之影像串流。其中，感測模組20以每秒x禎的第一頻率，連續擷取第一影像；或以每禎m秒的第一週期，連續擷取複數第一影像。舉例而言，感測模組20可以每秒30禎的第一頻率連續擷取第一影像，或以每禎1/30秒的第一週期連續擷取複數第一影像。
其次，進行步驟402：利用顯示模組30顯示第一影像之影像串流。在此步驟中，顯示模組 30可以每秒x禎的頻率，連續顯示第一影像；或以每禎m秒的週期，連續顯示第一影像。
接著，進行步驟403：電子裝置1由第一狀態轉換為第二狀態。此時，感測模組20改以每秒y禎的第二頻率，或每禎n秒的第二週期，連續擷取複數第二影像，並輸出具有第二影像之影像串流。舉例而言，感測模組20可以每秒120禎的第二頻率連續擷取第二影像，或以每禎1/120秒的第二週期連續擷取複數第二影像。
於一實施例中，在第二狀態中，電子裝置1可以是以感測模組20擷取第二影像之影像串流，同時令鏡頭模組40執行對焦動作或變焦動作。
接著，進行步驟404：利用訊號處理模組50將複數禎第二影像之影像串流轉換為複數第三影像之影像串流。
於一實施例中，訊號處理模組50係對複數禎第二影像之像素的像素值進行累加，以獲得對應之第三影像。
於另一實施例中，訊號處理模組50係依據第一影像之第一增益及第二影像之第二增益，對複數禎第二影像之像素值進行運算，以獲得第三影像之影像串流。
最後，進行步驟405：由顯示模組30顯示第三影像之影像串流。其中，顯示模組30可以每秒x禎或每秒y禎的頻率，連續顯示第三影像；或者，以每禎m秒或n秒的週期，連續顯示第三影像。舉例而言，x=30、y=120、m=30及/或n=120，但不 限於此。
此處需注意的是，本發明之影像串流顯示之方法並不以上述之步驟次序為限，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以改變。
綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請 貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
401~405‧‧‧步驟

Claims (12)

  1. 一種影像顯示方法，包括：利用一感測模組，以一第一頻率或一第一週期，擷取複數第一影像，並借助一顯示模組顯示該等第一影像；利用該感測模組，以一第二頻率或一第二週期，擷取複數第二影像，且該第二頻率大於該第一頻率；以及依據該等第二影像運算出複數第三影像，並借助該顯示模組顯示該等第三影像的影像串流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示方法，其中每特定禎數之該等第二影像累加成一禎該等第三影像。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之影像顯示方法，其中多個該等第二影像累加後，除以一常數；或多個該等第二影像分別除以該常數後，相累加。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之影像顯示方法，其中該常數是對應該等第二影像之一第二增益除以對應該等第一影像之一第一增益的商數。
  5. 如申請專利範圍第1項中所述之影像顯示方法，其中該等第三影像以該第一頻率、該第一週期、該第二頻率或該第二週期顯示。
  6. 如申請專利範圍第1至5項之任一項所述之影像顯示方法，其中該第二頻率是該第一頻率的整數倍，及/或該第一週期是該第二週期的整數倍。
  7. 一種電子裝置，包括：一感測模組，以一第一頻率或一第一週期依序擷取複數第一影像，或以一第二頻率或一第二週期 依序擷取複數第二影像，且該第二頻率大於該第一頻率；一訊號處理模組，接收該等第二影像，並對應地輸出複數第三影像；以及一顯示模組，依序顯示該等第一影像或該等第三影像。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該訊號處理模組累加相鄰的特定禎該等第二影像，以成為一禎該等第三影像。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，更包括：該訊號處理模組累加多個該等第二影像後，除以一常數，或分別使多個該等第二影像除以該常數後，相累加；其中，該常數等於對應該等第二影像之一第二增益除以對應該等第一影像之一第一增益。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該顯示模組於一第一狀態顯示該等第一影像，或於一第二狀態顯示該等第三影像。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，更包括一鏡頭模組，該鏡頭模組於該第二狀態進行變焦或對焦。
  12. 如申請專利範圍第7至11項之任一項所述之電子裝置，其中該顯示模組以該第一頻率、該第一週期、該第二頻率或該第二週期顯示該等第三影像。
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