专利名称：具有至少两个影像感测装置且可提升影像画质的成像装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于影像画质，尤其是一种具有至少两个影像感测装置且可提升影像画质的成像装置，不必增加影像感测阵列中的感测器数即可达到高解晰度的目的，且整体成本也随着下降。
背景技术：
由于实际应用上的需要，对影像画质的要求一直在提高。所以影像的解析度也必需一直增加。为了提升影像的解析度，必须在一影像感测装置上集中更多的影像感测器，且不可过度增加影像感测装置的尺寸。结果不只造成技术及制造上的困难，而且成本也大大得提升。另一方面一般影像处理的技术中，都以同一镜头及同一感测装置所摄取的影像，再应用不同的影像处理技术进行影像处理。本发明将使用不同的方式进行影像处理以得到更佳的影像。
发明内容
本发明的目的为提供一具影像提升功能的双影像感测装置，其应用至少两个影像感测阵列同时摄入一标的物的影像，并应用影像重叠，整合及内插的方式得到较高解晰度的影像。所以不必增加影像感测阵列中的感测器数即可达到高解晰度的目的。整体成本也随着下降。为达到上述目的，本发明中提出一种具有至少两个影像感测装置且可提升影像画质的成像装置，包含一光圈用于输入外部影像光源；一透镜组，可从外部摄入影像； 至少两组影像感测阵列，各该影像感测阵列包含由多个影像感测器；这些影像感测器以阵列的方式排列而接收外部的影像；其中各阵列中的一影像感测器表示一影像中的一像素 (pixel)； 一影像处理模组，接收来自各个影像感测阵列的影像阵列的类比电流信号，再将该影像阵列的类比电流信号转换成数字信号型式的数字影像阵列；各像素中的数字值即为该像素的灰阶；以及一影像处理器连接到该影像处理模组；将来自该影像处理模组的各个数字影像阵列进行相关的处理以得到高解析度的影像。尚包含一记忆装置，其连接该影像处理模组及该影像处理器，用于储存各种不同的影像，及相关的软件；一影像显示器， 此影像显示器连接该影像处理器，用于显示影像；以及一输出装置，此输出装置连接该影像处理器，用于输出影像。其中影像处理方式为先将该各个数字影像阵列进行影像重叠；将各该数字影像阵列的影像进行整合；即该影像处理器产生一合成的影像阵列，其中将各数字影像阵列的各个像素以交错配置的方式配置成一合成的影像；以及进行空白像素填补的动作，其方式为依据空白像素周围的灰阶值决定该空白像素的灰阶值。并撷取所需要的影像；从影像显示器显示处理后的影像，以及从输出装置中输出其结果。本发明的有益效果在于可以将影像的解析度提升，以得到更高解析度的影像。使得影像更细致且更清晰的影像。比如原本为百万像素的影像，如果要将影像提升为四百万像素，则应用传统的方法，必需将影像感测装置中影像感器的数目增加为四百万像素，但是应用本发明的方法，仅需使用两颗原本为百万像素的影像感测装置即可达到相同的目的。 所以本发明的方法解决了技术上的困难，也降低了制造成本。
图1示本发明的硬件结构。图2示本发明用于双影像感测阵列的处理流程。图3用于显示本发明中双影像感测器阵列的方位偏差。图4显示本发明中影像整合的第一步骤。图5显示本发明中影像整合的第二步骤。图6示本发明用于多影像感测阵列的处理流程。
具体实施例方式兹谨就本发明的结构组成，及所能产生的功效与优点，配合图式，举本发明的一较佳实施例详细说明如下，
请参考图1，其中显示本发明的具影像提升功能的双影像感测装置，该双影像感测装置包含
一光圈10用于输入外部影像光源； 一透镜组20，可从外部摄入影像；
两组影像感测阵列，分别为第一影像感测阵列30及第二影像感测阵列40，各该影像感测阵列包含由多个影像感测器以阵列的方式排列，而接收外部的影像。各个影像在各影像感测阵列上以像素的方式呈现。其中该第一影像感测阵列30接收一光影像后产生的M χ N 的阵列，其为第一影像阵列A ；且该第二影像感测阵列40所产生的阵列为M χ N的第二影像阵列B;其中各阵列中的一点表示一数字影像中的一像素(pixel)(步骤201，参见图2)。一影像处理模组50，接收来自该两影像感测阵列的该第一影像阵列及该第二影像阵列，且将该该第一影像阵列及该第二影像阵列的电流信号转换成数字信号型式的第一数字影像阵列及第二数字影像阵列。即将类比的电压(或电流)值转换成数字的电压(或电流)值，此数字数值即该像素的灰阶(gray level)(步骤202，参见图幻。不同的灰阶值表示该像素之对应颜色的深浅度。对一黑白影像，仅需以单一的灰阶值即可表示该影像。对一彩色影像而言，一像素可能包含R(红)，G(绿)，B(蓝)三种灰阶值，甚或可能包含R(红)，G(绿)，B(蓝)及明暗度(hue)四种灰阶。应用此数种灰阶表示的合成表示该像素的色彩。在下文的说明中以一像素中仅具有一灰阶作为说明，但是此并不影响本发明的范围，下文中的说明可轻易的扩展对一像素具有数种灰阶的例子。一影像处理器60连接到该影像处理模组50 ；将来自该影像处理模组50的第一数字影像阵列及该第二数字影像阵列进行相关的处理以得到高解析度的影像。本发明中尚包含一记忆装置61，其连接该影像处理模组50及该影像处理器60，用于储存个种不同的影像，及相关的软件。一影像显示器63，此影像显示器连接该影像处理器60，用于显示影像。一输出装置62，此输出装置62连接该影像处理器60，用于输出影像。在以下实施例中该成像装置为一个相机，但不以此为限。本发明的影像处理方式为
如图3所示，虽然两组影像感测阵列放置的位置很接近，相对于标的物而言，两者视角的差异相当的小。但是还是会因为位置微小的差异而产生方位向差。此方位相差也导致两个数字影像阵列微小的差异。只是这些微小的差异可对于单一的影像点得到不同的资讯， 应此可应用下文中将说明的方式对于影像进行整合以得到更清晰的影像画质。本方法中首先对于两个来自不同影像感测装置的影像进行影像重叠的动作。先将该两个数字影像阵列进行影像重叠(步骤203，参见图幻。如使用线对齐或面对齐的方法将影像重叠。线重叠即在第一数字影像阵列中找出一线，并找出第一数字影像阵列中与此线最近似的线段，如此认定此两线段在两影像中代表该标的物的同一位置， 所以以此线段为参考位置，将该第一数字影像阵列与该第二数字影像阵列叠合，一般因为来自该第一影像感测阵列30及第二影像感测阵列40的两个影像具有方位角上的偏差，所以此第一数字影像阵列与该第二数字影像阵列在影像边缘处会有不相重叠的现象，只是此一偏差相当的微小，所以无碍本发明中的处理过程。线对齐的计算方式可以是如将两数字影像阵列中对应的像素相减后，再将所有对应像素相减的结果相加，取加总值为最小值时的两数字影像阵列中的线段为对齐线段 ，然后以此对齐线段为基准，将此两数字影像阵列对齐；
或者是将两数字影像阵列中对应的像素相减后取此减值的平方，再将所有对应像素相减后平方的结果相加，取加总值为最小值时的两数字影像阵列的对应位置，将此两数字影像阵列对齐；
或者是将两数字影像阵列中对应的像素先规格化(Normalized)后再相乘，将所有对应像素所得之乘值相加，取加总值为最大值时的两数字影像阵列中的线段为对齐线段，然后将此两数字影像阵列对齐。凡此总总均为可用之方式，也均在本发明的范围内。面对齐的方式则是以面的方式进行各总不同的运算，上列说明的方式均是可使用的方式。因为方法近似，所以在此不在加以赘述。其次将第一影像阵列及该第二影像阵列进行影像整合(步骤204，参见图幻；即该影像处理器60产生一合成的影像阵列；其方式为将第一数字影像阵列中的每一行之间填入一空白行，且两个相邻的像素之间填入一空白像素，如图3所示。然后将第二数字影像阵列以上述对齐的方式为基准，将第二数字影像阵列填入空白行中，且第二数字影像阵列中的两个相邻的像素之间有一空白像素以间隔两像素；但第二数字影像阵列中的每一像素与第一数字影像阵列中的每一像素不相邻，如图4、5中所示。然后进行空白像素填补的动作(步骤205，参见图2)，其方式为依据空白像素周围的灰阶值决定该空白像素的灰阶值。如对某一空白像素，认定其灰阶值为周围像素的灰阶值的加总后再平均。然后撷取所需要的影像(步骤206，参见图2)。如需要可从影像显示器显示处理后的影像(步骤207，参见图幻，并从输出装置62中输出其结果(步骤208，参见图2)。必需了解上述的例子谨为本发明的一说明例并非用于限制本发明的范围，本发明中可以适用于多个影像感测器阵列的例子，请参考图6，其方式为应用至少两组影像感测阵列，接收外部的影像以产生各自的影像感测阵列。其中各阵列中的一点表示一数字影像中的一像素(pixel)(步骤301，参见图6)；以一影像处理模组，接收来自各影像感测阵列的影像阵列，且将该该影像阵列的电流信号转换成数字信号型式的数字影像阵列。即将类比的电压(或电流)值转换成数字的电压(或电流)值，此数字数值即该像素的灰阶(gray level)(步骤302，参见图6)；将该数字影像阵列进行影像重叠。如使用线对齐或面对齐的方法将影像重叠(步骤303，参见图6)；将各该数字影像阵列的影像进行整合；即该影像处理器产生一合成的影像阵列，其中将各数字影像阵列先在像素之间填入空白像素以扩充该影像阵列，然后所有经扩充的数字影像阵列以交错配置的方式配置成一合成的影像，期间并穿插空白像素(步骤304，参见图6)；进行空白像素填补的动作，其方式为依据空白像素周围的灰阶值决定该空白像素的灰阶值(步骤305，参见图6)；然后撷取所需要的影像(步骤306，参见图6)。如需要可从影像显示器显示处理后的影像(步骤307，参见图6)，并从输出装置中输出其结果(步骤308，参见图3)。依据上述的方法，可以将影像的解析度提升，以得到更高解析度的影像。使得影像更细致且更清晰的影像。比如原本为百万像素的影像，如果要将影像提升为四百万像素，则应用传统的方法，必需将影像感测装置中影像感器的数目增加为四百万像素，但是应用本发明的方法，仅需使用两颗原本为百万像素的影像感测装置即可达到相同的目的。所以本发明的方法解决了技术上的困难，也降低了制造成本。综上所述，本发明人性化的体贴设计，相当符合实际需求。其具体改进现有缺失， 相较于现有技术明显具有突破性的进步优点，确实具有功效的增进，且非易于达成。本发明未曾公开或揭露于国内与国外的文献与市场上，已符合专利法规定。上列详细说明系针对本发明的一可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。
权利要求
1.一种具有至少两个影像感测装置且可提升影像画质的成像装置，其特是包含一个用于输入外部影像光源的光圈；一个可从外部摄入影像的透镜组；至少两组影像感测阵列，各该影像感测阵列包含多个影像感测器；这些影像感测器以阵列的方式排列而接收外部的影像；其中各阵列中的一个影像感测器表示一个影像中的一个像素；一个影像处理模组，接收来自各个影像感测阵列的影像阵列的类比电流信号，再将该影像阵列的类比电流信号转换成数字信号型式的数字影像阵列；各像素中的数字值即为该像素的灰阶；以及一个影像处理器连接到该影像处理模组；将来自该影像处理模组的各个数字影像阵列进行相关的处理以得到高解析度的影像。
2.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，尚包含一个记忆装置，其连接该影像处理模组及该影像处理器，用于储存各种不同的影像，及相关的软件；一个用于显示影像的影像显示器，此影像显示器连接该影像处理器；以及一个用于输出影像的输出装置，此输出装置连接该影像处理器。
3.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，影像处理方式为先将该各个数字影像阵列进行影像重叠；将各该数字影像阵列的影像进行整合；即该影像处理器产生一个合成的影像阵列，其中将各数字影像阵列先在像素之间填入空白像素以扩充该影像阵列，然后所有经扩充的数字影像阵列以交错配置的方式配置成一个合成的影像，期间并穿插空白像素；以及进行空白像素填补的动作，其方式为依据空白像素周围的灰阶值决定该空白像素的灰阶值。
4.如权利要求3所述的成像装置，其特征在于，影像处理方式尚包含撷取所需要的影像；从影像显示器显示处理后的影像，以及从输出装置中输出其结果。
5.如权利要求3所述的成像装置，其特征在于，影像整合的方式为当影像感测装置的数目为二时，影像整合的方式为将第一数字影像阵列中的每一行之间填入一个空白行，且两个相邻的像素之间填入一个空白像素；然后将第二数字影像阵列以上述对齐的方式为基准，将第二数字影像阵列填入空白行中，且第二数字影像阵列中的两个相邻的像素之间有一个空白像素以间隔两像素；但第二数字影像阵列中的每一像素与第一数字影像阵列中的每一像素不相邻。
6.如权利要求3所述的成像装置，其特征在于，对齐方式为使用线对齐的方法将影像重叠；即在一个数字影像阵列中找出一线，并找出其它数字影像阵列中与此线最近似的线段作为两影像对齐的基准。
7.如权利要求3所述的成像装置，其特征在于，对齐方式为使用面对齐的方法将影像重叠。
8.如权利要求3所述的成像装置，其特征在于，空白像素填补的方式为将相邻的像素取其灰阶平均值做为此空白像素的灰阶值。
9.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，该成像装置为一个相机。
全文摘要
一种具有至少两个影像感测装置且可提升影像画质的成像装置，包含一光圈、一透镜组及至少两组影像感测阵列，各该影像感测阵列包含由多个影像感测器；这些影像感测器以阵列的方式排列而接收外部的影像；其中各阵列中的一影像感测器表示一影像中的一像素(pixel)；还包括一影像处理模组及一影像处理器，该影像处理器连接到该影像处理模组；将来自该影像处理模组的各个数字影像阵列进行相关的处理以得到高解析度的影像。本发明应用影像重叠，整合及内插的方式得到较高解晰度的影像。所以不必增加影像感测阵列中的感测器数即可达到高解晰度的目的，整体成本也随着下降。
文档编号H04N9/09GK102413337SQ201010288638
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者赵俊祥, 邹佳融 申请人:赵俊祥, 邹佳融