专利名称：景深测量装置及景深测量方法
技术领域：
本发明是有关于一种测量装置，且特别是有关于一种景深测量方法及景深测量装置。
背景技术：
请同时参照图1及图2，图1绘示为图像感测器、红外线感测器及红外线光源的示意图，图2绘示为可见光与不可见光的波长示意图。传统测量物体的距离及景深必须同时使用图像感测器11、红外线感测器12及红外线光源13。图像感测器11用以识别人眼可见光以撷取彩色图像Si。图像感测器11例如为贝氏感测器(Bayer knsor)，而人眼可见光范围例如为Δ λ 1。红外线光源13发射红外光至物体，且红外线感测器12接收物体所反射的红外光以产生深度图像S2。深度图像S2是经由物体所反射的红外光的行进时间进而计算物体的距离。红外线感测器12用以识别非可见光，非可见光范围例如为Δ λ 2。传统做法不仅需要多使用红外线感测器，还需要使用红外线光源投射红外线，不仅耗电且造成制造成本的提升，降低市场竞争力。
发明内容
本发明是有关于一种景深测量方法及景深测量装置。根据本发明，提出一种景深测量方法。景深测量方法包括分别于数个聚焦刻度撷取图像，数张图像分别包括对应至同一图像位置的图像区域；从数个图像区域中选择一图像区域作为最佳景深图像区域；以及根据查阅表找出对应最佳景深图像区域的聚焦刻度所对应的景深值。根据本发明，提出一种景深测量装置。景深测量装置包括图像感测器、选择单元、 查窗体元及储存单元。图像感测器分别于数个聚焦刻度撷取图像，数张图像分别包括对应至同一图像位置的图像区域。选择单元从数个图像区域中选择一图像区域作为最佳景深图像区域。查窗体元根据查阅表找出对应最佳景深图像区域的聚焦刻度所对应的景深值。储存单元储存查阅表。为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1绘示为图像感测器、红外线感测器及红外线光源的示意图。图2绘示为可见光与不可见光的波长示意图。图3绘示为图像感测器的示意图。图4绘示为景深表的示意图。图5绘示为图4的局部放大图。图6绘示为依照本发明第一实施例的一种景深测量装置的方块图。
图7绘示为依照本发明第一实施例的一种景深测量方法的流程图。图8绘示为图像感测器于每一聚焦刻度撷取张图像的示意图。图9绘示为对应至同一图像位置的数个图像区域的锐利度的示意图。图10绘示为依照本发明第二实施例的一种景深测量装置的方块图。图11绘示为依照本发明第二实施例的一种景深测量方法的流程图。[主要元件标号说明]11:图像感测器13:红外线光源30 景深测量装置32 选择单元34 储存单元71 74 步骤P(l,l) P(N，33)图像区域312 驱动机构410:景深值曲线Sl 彩色图像Δ λ :可见光范围
具体实施例方式第一实施例请同时参照图3、图4及图5，图3绘示为图像感测器的示意图，图4绘示为景深表的示意图，图5绘示为图4的局部放大图。图像感测器31例如为贝氏感测器 (Bayer knsor)，包括镜头311、驱动机构312及成像元件313。图像感测器31用以撷取对象20的图像。驱动机构312例如为步进马达，而成像元件313例如为感光耦合元件(Charge Coupled Device, CCD)或互补式金属-氧化层-半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)。景深值曲线410表示不同聚焦刻度所对应的景深值， 而镜头偏移量曲线420表示不同聚焦刻度所对应的镜头偏移量。图像感测器31通过驱动机构312于不同聚焦刻度改变镜头偏移量(Lens Shift) 以撷取对象20的图像。聚焦刻度又称为聚焦步数，随着聚焦刻度的不同会产生不同的景深值(D印th of Field)。所谓的景深值是指对象20与镜头311相距某段距离内，成像元件 311上的对象图像仍然维持清晰的距离。举例来说，聚焦刻度等于1时，景深约等于10公尺。此时若镜头311与对象20相距10公尺，则成像元件313上的对象图像将维持清晰。相似地，聚焦刻度等于5时，景深约等于2公尺。此时若镜头311与对象20相距2公尺，则成像元件313上的对象图像将维持清晰。为方便说明起见，图4及图5绘示的聚焦刻度以1至33表示，然聚焦刻度的数量可随图像感测器31的设计而改变。请同时参照图6、图7、图8及图9，图6绘示为依照本发明第一实施例的一种景深测量装置的方块图，图7绘示为依照本发明第一实施例的一种景深测量方法的流程图，图8 绘示为图像感测器于每一聚焦刻度撷取图像的示意图，图9绘示为对应至同一图像位置的
12 红外线感测器 20 对象 31 图像感测器 33 查窗体元 35 深度图像输出单元 F(I) F (33)图像 311 镜头 313 成像元件 420:镜头偏移量曲线 S2 深度图像 Δ λ 2 非可见光范围数个图像区域的锐利度的示意图。景深测量装置30包括图像感测器31、选择单元32、查窗体元33及储存单元；34。图像感测器31例如为贝氏感测器(Bayer knsor)，而用以储存查阅表的储存单元34例如为存储器。选择单元32及查窗体元33例如由处理器执行算法所实现。查阅表则例如图4与图5的景深表示意图。景深测量方法包括如下步骤。首先如步骤71所示，图像感测器31分别于每一聚焦刻度撷取一张图像。为方便说明起见，数个聚焦刻度将以前述聚焦刻度1至33为例说明，故将产生33张图像。此些33张图像将以图8绘示的第1张图像F(I)至第33张图像 F(33)为例说明。其中，第i张图像F(i)是于第i个聚焦刻度被撷取，且i是介于1的33 的正整数。第1张图像F(I)至第33张图像F(33)各包括相同数量的η个图像区域，N是不为0 的正整数，图像区域例如为单一像素(pixel)或包含多个像素的图像区块(pixel block)。 举例来说，第1张图像F(I)包括图像区域P (1，1)至P (η, 1)，括号前面的数字代表第η图像区域，后面数字则代表第i张图像，于此例中，i = 1。可类推地，第i张图像F(i)包括图像区域P(l，i)至P(n，i)，第33张图像F(33)包括图像区域P(l，33)至P(n，33)。编号相同的图像区域对应图像中相同的图像位置，举例来说，第1张图像的第1图像区域P(l，l)至第33张图像的第1图像区域P(l，3;3)对应至同一图像位置(于本例中皆对应图像左上角的位置)；相同地，第1张图像的第j图像区域P(j，l)至第33张图像的第j图像区域P(j， 33)对应至同一图像位置，第1张图像的第η图像区域P (n，l)至第33张图像的第η图像区域Ρ(η，3;3)对应至同一图像位置(于本例中皆对应图像右下角的位置)。前述步骤71执行完毕后，接着执行步骤72。如步骤72所示，选择单元32从33张图像F(I)至F(3!3)中选择对应至同一图像位置中具有最佳景深者，亦即，从33张图像的对应同一图像位置的所有图像区域中选择具备锐利度最大者。举例来说，针对左上角的图像位置(第1图像位置)，所对应的图像区域为第1张图像的第1图像区域P (1，1)、第2张图像的第1图像区域P(l，2)至第33张图像的第1图像区域P(l，33)；假设图像区域P(l，l) 至图像区域P(l，3;3)分别具有一锐利度，其锐利度的分布如图9绘示，其中图9的横轴代表聚焦刻度，即分别代表图像F(I) M F(33)的图像区域P(l，l)至图像区域P(l，33)。从图9 可得知对应至第1图像位置的图像区域P(l，l)至图像区域P(l，33)中，第i张图像的第1 图像区域P(l，i)的锐利度为所有图像区域(P(l，l)至P(l，33))中最大者，则第i张图像将被选择对应此图像位置具最佳景深者。因此选择单元32选择第i张图像的第1图像区域P(l，i)做为第1图像位置的最佳景深区域。相似地，其它图像区域的最佳景深区域可由相同的方式来决定。前述步骤72执行完毕后，接着执行步骤73。如步骤73所示，查窗体元33根据储存单元34所储存的查阅表(图4)找出与第i个聚焦刻度相对应的景深值，查阅表是根据前述景深表而得。如前所述，不同的聚焦刻度对应至不同的景深值，通过查表的方式能迅速找出图像区域P(l，i)所对应的景深值。举例来说，若i为5，亦即第5张图像，其是于第5 个聚焦刻度下所撷取，则通过储存于储存单元；34中的景深值的示意图，即可推出第5个聚焦刻度的景深值为2m，换句话说，第1图像位置的景深为an。依此类推，对每一图像位置从 33张图像中计算出最佳景深区域者，由于每一张图像对应一聚焦刻度，故可再由景深值的示意图反推出对应此聚焦刻度的景深值，如此即可获得全部图像位置的景深值。
第二实施例请同时参照图10及图11，图10绘示为依照本发明第二实施例的一种景深测量装置的方块图，图11绘示为依照本发明第二实施例的一种景深测量方法的流程图。景深测量装置50与景深测量装置30主要不同之处在于景深测量装置50除了图像感测器31、选择单元32、查窗体元33及储存单元34外，还包括深度图像输出单元35。深度图像输出单元35 例如是由处理器执行算法所实现。而第二实施例的景深测量方法除包括步骤71至73夕卜， 还包括步骤74。当前述步骤73执行完毕后，接着执行步骤74。如步骤74所示，深度图像输出单元 35根据景深值输出深度图像。由于通过执行上述步骤71至73能得到各个图像位置所对应的景深值，根据这些景深值深度，图像输出单元35能进一步产生所需的景深图像，如此，即可不需额外的红外线光源及红外线感测器。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种景深测量方法，包括于多个聚焦刻度分别撷取一图像，每一图像分别包括对应至同一图像位置的图像区域；从该些图像区域中选择一最佳景深图像区域；以及根据一查阅表找出对应该最佳景深图像区域的聚焦刻度所对应的一景深值。
2.根据权利要求1所述的景深测量方法，其中每一图像区域具有一锐利度，该最佳景深图像区域具有所有图像区域中最高的锐利度。
3.根据权利要求1所述的景深测量方法，其中各该些图像区域为像素。
4.根据权利要求1所述的景深测量方法，其中各该些图像区域为区块。
5.根据权利要求1所述的景深测量方法，其中该查阅表是根据一景深表而得。
6.根据权利要求1所述的景深测量方法，还包括 根据该景深值产生一深度图像。
7.一种景深测量装置，包括一图像感测器，于多个聚焦刻度分别撷取一图像，该些图像分别包括对应至同一图像位置的图像区域；一选择单元，从该些图像区域中选择一最佳景深图像区域；一查窗体元，用以根据一查阅表找出对应该最佳景深图像区域的聚焦刻度所对应一景深值；以及一储存单元，用以储存该查阅表。
8.根据权利要求7所述的景深测量装置，其中每一图像区域具有一锐利度，该最佳景深图像区域具有所有图像区域中最高的锐利度。
9.根据权利要求7所述的景深测量装置，其中各该些图像区域为像素。
10.根据权利要求7所述的景深测量装置，其中各该些图像区域为区块。
11.根据权利要求7所述的景深测量装置，其中该查阅表包括一景深表。
12.根据权利要求7所述的景深测量装置，还包括一深度图像输出单元，用以根据该景深值输出一深度图像。
全文摘要
一种景深测量装置及景深测量方法。景深测量方法包括分别于数个聚焦刻度撷取一图像，每一图像分别包括对应至同一图像位置的图像区域；从该些图像区域选择一最佳景深区域；以及根据查阅表找出对应该最佳景深区域的聚焦刻度所对应的景深值。
文档编号G03B43/00GK102486603SQ20101056843
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者刘永信 申请人:广达电脑股份有限公司