专利名称：具抑制影像模糊的取像装置及其抑制影像模糊方法
技术领域：
本发明涉及一种取像装置，特别是指一种在长曝光时间下具有抑制 影像模糊的取像装置及其抑制影像模糊的方法。
背景技术：
随着数字相机技术的快速成长，使得防止相机震动所造成的影像模 糊的技术也就日益受到重视，目前数字相机防手震的技术大致上分成两 种机制，分别是光学感测机制以及软件补偿机制的防手震。
光学感测机制的原理主要是从镜头及感光组件(CCD)上来进行处 理，以藉由震动传感器的感测结果来控制镜头或感光组件的修正来补偿
相机本身所造成的晃动。其中在镜头控制方面其利用镜片浮动的原理， 透过震动传感器感测震动偏移，然后再藉由震动修正组件计算偏移量之 后，以驱动镜片做光轴上的修正，让画面保持稳定，这样的优点是拍摄 出来的画面质量较好，但是防手震的效果并不明显(因为镜片可以挪移 的空间不大)。而在感光组件控制方面其同样是透过震动传感器来感测 震动偏移，并且利用机械支架浮移原理，以藉由调整感光组件的位置修 正来抵消震动过程中所导致的影像模糊，此防手震效果比由镜头控制来 得好，但这种设计会让拍摄的画面质量较差，同时这类防手震机制必须 配合较高画素的感光组件才较实用，否则有可能出现画面稳定但画质模 糊松散的状况。
然而，上述光学感测机制的防手震技术由于机构复杂且价钱昂贵，一般只应用在较高阶的相机上。而较低阶轻薄型的相机基于机构与成本 上考虑，光学感测机制显然并不适用，于是也就有目前最常见的软件补 偿机制(俗称电子式防手震)的产生。
而软件补偿机制的主要原理在于，利用震动传感器来记录拍摄过程 中相机移动或晃动的轨迹，以提供信息来进行影像恢复处理，形成辅助 相机拍摄单张影像的后处理技巧。但是， 一般单张影像的后处理技巧在 不同的移动程度之下，会造成不同的影像恢复质量，且影像恢复质量也 会受到噪声的影响而使得恢复的影像的实际效果并不理想。再者，由于
在后处理技巧方面， 一般只利用估测的点扩散函数(Point Spread Function, PSF)以及所拍摄到的模糊影像来进行还原出清晰影像，于是 因为可利用信息不多，所以需要依赖复杂的算法及长时间的运算方能重 建出较清晰的影像。因此，在目前数字相机的防手震功能及效能方面仍 可进一步地进行改善。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于，在不需大幅度变动数 字相机的硬件架构之下，透过韧体的改良控制，以同时利用长曝光影像、 短曝光影像以及估测的点扩散函数(Point Spread Function)来进行辅助 比对及运算。藉此，以达到在长曝光时间下的拍摄，得以有效率地进行 抑制影像模糊而恢复模糊影像的清晰度的目的。
为了达到上述目的，根据本发明所提出的一方案，提供一种具抑制 影像模糊的取像装置，是于一曝光时间大于一安全快门的拍摄模式下， 进行抑制影像模糊，而该取像装置包括 一影像撷取单元、 一震动传感 器及一处理单元。其中，影像撷取单元接收一拍摄讯号以撷取一目前快门下的第一影像及一小于等于该安全快门的第二影像。震动传感器则是 用来记录取像装置于第一影像曝光期间的一晃动轨迹讯号，而处理单元 用以产生该拍摄讯号，并执行一运算程序来对该第二影像进行平滑处理， 进而利用晃动轨迹讯号的辅助运算来产生一影像点量表。除此之外，处 理单元再将第一影像与该影像点量表进行一特定运算以恢复形成一输出 影像。藉此，在曝光时间大于该安全快门的拍摄模式下，得以藉由第二 影像的辅助以对第一影像进行抑制影像模糊，而使该输出影像为第一影 像的较清晰的影像。
为了达到上述目的，根据本发明所提出的另一方案，提供一种抑制 影像模糊的方法，应用于一曝光时间大于一安全快门的拍摄模式，其步 骤包括首先，进行撷取一目前快门下的第一影像及一小于等于该安全 快门的第二影像，同时记录取像装置于第一影像曝光期间的晃动轨迹讯 号。再者执行一运算程序以对第二影像进行平滑处理，并且利用晃动轨 迹讯号的辅助运算来产生一影像点量表。最后，将第一影像及该影像点 量表进行一特定运算，以将第一影像恢复形成一输出影像。藉此，在该 曝光时间大于该安全快门的拍摄模式下，得以藉由该第二影像的辅助以 对该第一影像进行抑制影像模糊，而使该输出影像为清晰的影像。
以上的概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明本 发明为达成预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本发明的其它
目的及优点，将在后续的说明及图式中加以阐述。
图1为本发明具抑制影像模糊的取像装置的实施例方块图；及 图2为本发明抑制影像模糊的方法的实施例流程图。取像装置1 '影像撷取单元11
处理单元12按键单元13缓存单元14震动传感器15记忆单元1具体实施例方式
请参考图1，为本发明具抑制影像模糊的取像装置的实施例方块图。
如图所示，本发明提供一种取像装置1，其包括 一影像撷取单元11、
一处理单元12、 一按键单元13、 一缓存单元14、 一震动传感器15及一记忆单元16。而本发明的取像装置1是在一曝光时间大于一安全快门的拍摄模式下，会自动进行抑制影像模糊的功能，以产生防手震的拍摄效果，而让使用者得以获得较清晰且少噪声的影像。其中所谓的安全快门则是依据不同设计的取像装置1而有所不同，一般是例如为1/60秒或1/30秒的快门。也就是说，当使用者使用大于安全快门的曝光时间来进行拍摄时，便有可能因曝光时间较长而较容易拍摄到受手震影响的模糊影像。假设取像装置1的一目前快门的设定是大于安全快门，于是当使用者拍摄时即可符合进行抑制影像模糊的条件。此时，影像撷取单元ll是在接收一拍摄讯号之后，便会自动于同时间同场景之下进行撷取目前快门下的第一影像及一小于等于安全快门的第二影像。也就是说，影像撷取单元ll所撷取的第一影像由于快门较安全快门大、曝光时间长，于是
7容易形成一失焦模糊影像；而第二影像由于快门较安全快门小、曝光时间较短，而容易形成一充满噪声的锐利清晰影像。此外，其中小于等于安全快门的实际快门大小是为取像装置1的默认值，并且可以依照实际应用设计的不同而加以改变，在本实施例中并无加以限制。
而其中的按键单元13是连接处理单元12，用来接收使用者的按压以产生一触发讯号，进而使处理单元12在接收触发讯号之后得以输出该拍摄讯号。而缓存单元14则是连接于影像撷取单元11与处理单元12之间，用来暂存影像撷取单元11所撷取的第一影像及第二影像，以供处理单元12进行存取。
震动传感器15是用以记录取像装置1在第一影像曝光期间的一晃动轨迹讯号，并藉由晃动轨迹讯号来进行估测产生一点扩散函数(PointSpread Function, PSF)给处理单元12。其中，在应用设计上，震动传感器15通常是以陀螺仪来设计。
而处理单元12主要是用以执行一运算程序来对第二影像进行平滑处理。而所述的运算程序可例如是折积运算(Convolution)的程序，以将原本是充满噪声且锐利清晰的第二影像进行消除噪声，并且使影像较为平滑(但是也会形成较为模糊的影像)。进而，处理单元12再利用晃动轨迹讯号的辅助运算所估测出的点扩散函数来将原本清晰的第二影像比较该平滑处理后所形成较为模糊的第二影像，便可产生一影像点量表(Point Scale Image),以来表示模糊影像与清晰影像之间的关系。
最后，处理单元12再将第一影像与影像点量表进行一特定运算以恢复形成一输出影像，也就是将原本是长曝光且模糊的第一影像恢复其清晰度。而该特定运算在本实施例中是例如为将第一影像与影像点量表之间相对的像素点进行点对点相乘的运算。然而，在处理单元12进行该特
8定运算之前，更可进一步先对影像点量表进行一消除程序，以对该影像点量表进行去杂点及平滑化的处理。
而记忆单元16是连接处理单元12，以用来储存处理单元12最后所输出的较清晰的输出影像。亦即使用者此次按压拍摄所可以获得的影像。
请参考图2，为本发明抑制影像模糊的方法的实施例流程图。如图所示，本发明提供一种抑制影像模糊的方法，是在取像装置1设定其曝光
时间大于安全快门的拍摄模式之下来进行，其步骤包括首先，在同时
间同场景之下进行撷取目前快门下的第一影像以及小于等于安全快门的
第二影像(S201)。并且同时也进行记录取像装置1于第一影像曝光期间的晃动轨迹讯号(S202)。而上述由于第二影像为短曝光影像且为充满噪声的锐利清晰影像，因此可以进一步进行消除噪声程序(Noise Reduction)以降低第二影像的噪声(S203)。
当然，步骤(S203)所执行的消除噪声程序可视为更进一步的消除噪声的流程，在实际应用设计上可以加以省略。因为在接下来的步骤中，会执行折积运算程序以对第二影像进行平滑处理(S205)，而在折积运算程序进行的同时即会形成消除噪声且将影像平滑化的效果，以使原本为清晰且噪声较多的第二影像转换成为较模糊但少噪声的影像。
接下来，在步骤(S205)之后，即可藉由所记录的晃动轨迹讯号的辅助运算，来估测产生点扩散函数，并且根据该点扩散函数来将该原本的第二影像比较该经平滑处理后的第二影像，以产生影像点量表(S207)，而这也就是用以表示原清晰影像与模糊影像之间的关系。接着，为了让影像点量表得以较为精确，因此更可进一步进行消除程序以对影像点量表进行去杂点及平滑化的处理(S208)。
于是，藉由影像点量表中清晰影像及模糊影像的关系，便可进一步
9将第一影像与该影像点量表之间相对的像素点进行点对点相乘的运算，
以顺利将第一影像恢复形成清晰的输出影像(S209)。而最后的输出影像即为使用者此次拍摄所可以获得的影像。藉此，就算使用者使用曝光时间大于安全快门的拍摄模式来进行拍摄，取像装置1也可藉由自动拍摄的第二影像的辅助来对第一影像进行抑制影像模糊，进而达到将第一影像还原出较清晰的输出影像的目的。
附带一提的是，熟悉此项技术者应可理解，上述实施例中所描述的用以进行平滑处理的折积运算程序，藉由晃动轨迹讯号所估测产生的点扩散函数，以及对影像点量表进行的消除程序皆仅为其中的一例，当然也是可以采用其它策略来实现。
综上所述，本发明具抑制影像模糊的取像装置及其抑制影像模糊的方法，主要是同时利用长曝光影像、短曝光影像以及估测产生的点扩散函数来进行辅助比对及运算。藉此，以达到在长曝光时间下的拍摄，仍得以进行抑制影像模糊而获得清晰的影像的目的。除此之外，本发明更由于是同时撷取同场景但不同曝光时间的影像，因此在影像后处理时可利用的信息充分，且所设计的算法也能较为简单，因此得以在较短时间的运算下即可重建出较清晰的影像，而拥有提升防手震运算效能的优点。
但，以上所述，仅为本发明的具体实施例的详细说明及图式而已，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以申请专利范围为准，任何熟悉该项技艺者在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本发明所界定的专利范围。
权利要求
1、一种具抑制影像模糊的取像装置，其特征在于，是于一曝光时间大于一安全快门的拍摄模式下，进行抑制影像模糊，而该取像装置包括一影像撷取单元，接收一拍摄讯号以撷取一目前快门下的第一影像及一小于等于该安全快门的第二影像；一震动传感器，用来记录该取像装置于该第一影像曝光期间的一晃动轨迹讯号；及一处理单元，用以产生该拍摄讯号，且执行一运算程序来对该第二影像进行平滑处理，并再利用该晃动轨迹讯号的辅助运算来产生一影像点量表(Point Scale Image)，进而再将该第一影像与该影像点量表进行一特定运算以恢复形成一输出影像；藉此，在该曝光时间大于该安全快门的拍摄模式下，藉由该第二影像的辅助以对该第一影像进行抑制影像模糊。
2、 如权利要求l所述的具抑制影像模糊的取像装置，其特征在于 进一步包含一按键单元，连接该处理单元，用以产生一触发讯号以使该处理单 元产生该拍摄讯号；一缓存单元，连接于该影像撷取单元及该处理单元之间，用以暂存 该第一影像及该第二影像以供该处理单元存取；及一记忆单元，连接该处理单元，用以储存该输出影像。
3、 一种抑制影像模糊的方法，其特征在于，应用于一取像装置设定 一曝光时间大于一安全快门的拍摄模式，其步骤包括撷取一目前快门下的第一影像及一小于等于该安全快门的第二影像；记录该取像装置于该第一影像曝光期间的一晃动轨迹讯号；执行一运算程序以对该第二影像进行平滑处理，并利用该晃动轨迹讯号的辅助运算来产生一影像点量表'(Point Scale Image);及将该第一影像与该影像点量表进行一特定运算，以将第一影像恢复 形成一输出影像；藉此，在该曝光时间大于该安全快门的拍摄模式下，得以藉由该第 二影像的辅助以对该第一影像进行抑制影像模糊。
4、 如权利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于所述的 所撷取的第一影像是长曝光以形成一失焦模糊影像，而该第二影像是短 曝光以形成一充满噪声的锐利清晰影像。
5、 如权利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于在撷取 该第二影像之后，进一步执行一消除噪声程序(Noise Reduction),以降 低该第二影像的噪声。
6、 如权利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于在该平 滑处理的步骤后，进一步利用该晃动轨迹讯号的辅助运算来估测产生一 点扩散函数(Point Spread Function),进而再将原本的该第二影像与该平 滑处理后的第二影像进行比较以产生该影像点量表。
7、 如权利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于在产生 该影像点量表之后，进一步进行一消除程序，以对该影像点量表进行去 杂点及平滑化的处理。
8、 如权利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于所述的 运算程序为折积运算(Convolution)的程序。
9、 如权利要求3所述的抑制影像模糊的方法，其特征在于所述的 特定运算是该第一影像与该影像点量表之间相对的像素点进行点对点相 乘的运算。
全文摘要
一种抑制影像模糊的方法，应用于一取像装置设定其曝光时间大于一安全快门的拍摄模式，其步骤包括首先，于同一场景撷取一目前快门下的长曝光影像及一小于等于安全快门的短曝光影像，而于撷取长曝光影像过程中，取得取像装置的一晃动轨迹讯号。之后，执行一运算程序以对短曝光影像进行平滑处理，并且利用晃动轨迹讯号的辅助运算来产生一影像点量表。最后，将长曝光影像与该影像点量表进行一相乘运算，以将长曝光影像恢复形成一输出影像。藉此，在该曝光时间大于该安全快门的拍摄模式下，可藉由短曝光影像的辅助而恢复长曝光影像的原有清晰度。
文档编号G03B19/02GK101510954SQ20081000591
公开日2009年8月19日 申请日期2008年2月13日 优先权日2008年2月13日
发明者李运锦, 杨庆隆, 韩世昌 申请人:华晶科技股份有限公司