影像处理装置及其控制方法

影像处理装置及其控制方法
【专利摘要】一种影像处理装置，包括相机模块、第一及第二像素撷取接口、影像处理模块及对焦控制器。相机模块包含一组镜头、沿着一方向与镜头对齐的感测器以及连接至镜头的对焦致动器。对焦致动器可推动镜头沿着一方向移动。第一及第二像素撷取接口连接至感测器，用以在第一及第二帧频下，分别撷取第一及第二影像，且第二帧频大于第一帧频。影像处理模块依据第二影像决定深度数据，接收第一影像并对应输出影像文件。对焦控制器连接于影像处理模块与对焦致动器间，以依据深度数据驱动对焦致动器以调整镜头与感测器的相对距离。
【专利说明】影像处理装置及其控制方法

【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种影像处理装置及此影像处理装置的控制方法。

【背景技术】
[0002]影像处理装置(例如是相机)拍摄影像时，须先进行对焦步骤，以对镜头进行焦距的调整，使得入射镜头的光成像于相机的感光元件。入射光是否确实聚焦于感光元件上，会影响感光元件上形成的影像是否清晰。因此，对焦的精确度会影响到所拍摄的影像的清晰度。为了使得拍摄的照片有良好的清晰度，往往需要耗费时间作精确的对焦。
[0003]随着科技的进步，市面上大部分的数字相机具有自动对焦的功能。一般的自动对焦功能，是利用数字相机调整镜头的焦距，并逐步检测感光元件上形成的影像是否达到足够清晰度。由于对焦步骤通常需要经过反复地调整，才得以选择适当的焦距，过程十分耗时，不但造成使用者的不便，受限于对焦扫描的时间落差，也容易在拍摄时错过瞬间的珍贵影像。


【发明内容】

[0004]本发明是有关于一种影像处理装置及其控制方法，可以在第一帧频下撷取第一影像，在大于第一帧频的第二帧频下撷取第二影像。并且，可以依据第二影像决定深度数据，并依据深度数据调整镜头与感测器的相对距离。
[0005]根据本发明的一实施例，提出一种影像处理装置，包括一相机模块、一第一像素撷取接口、一第二像素撷取接口、一影像处理模块及一对焦控制器。相机模块包含一组镜头、感测器及对焦致动器，感测器沿着一方向与镜头对齐，对焦致动器连接至镜头，可推动镜头沿着此方向移动。第一像素撷取接口连接至感测器，用以在第一帧频下撷取第一影像，第二像素撷取接口连接至感测器，用以在第二帧频下撷取第二影像，且第二帧频大于第一帧频。影像处理模块，用以依据第二影像决定一深度数据，接收第一影像并对应输出一影像文件。对焦控制器连接于影像处理模块与对焦致动器之间，用以依据深度数据驱动对焦致动器以调整镜头沿着此方向与感测器的一相对距离。
[0006]根据本发明的另一实施例，提出一种影像处理装置的控制方法，此方法包括以下步骤。提供一影像处理装置，包括一相机模块、一第一像素撷取接口、一第二像素撷取接口、一影像处理模块及一对焦控制器，其中相机模块包含一组镜头、一感测器以及一对焦致动器，感测器沿着一方向与镜头对齐，对焦致动器连接至镜头，可推动镜头沿着此方向移动，第一像素撷取接口及第二像素撷取接口连接至感测器，对焦控制器连接于影像处理模块与对焦致动器之间。利用第一像素撷取接口，在一第一帧频下撷取一第一影像。利用第二像素撷取接口，在一第二帧频下撷取一第二影像，且第二帧频大于第一帧频。影像处理模块依据第二影像决定一深度数据，接收第一影像并对应输出一影像文件。对焦控制器依据深度数据驱动对焦致动器，以调整镜头沿着此方向与感测器的一相对距离。
[0007]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。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1绘示依照本发明一实施例的一种影像处理装置方块示意图。
[0009]图2绘示依照本发明一实施例的像素撷取接口的示意图。
[0010]图3绘示依照本发明另一实施例的像素撷取接口的示意图。
[0011]图4绘示依照本发明一实施例的深度数据的产生方法示意图。
[0012][标号说明]
[0013]10:影像处理装置100:相机模块
[0014]102:镜头104:感测器
[0015]1042、1044:主像素阵列106:对焦致动器106
[0016]120、122:像素撷取接口1202、1220、1222、1224:时钟电路
[0017]1200、1220:感测电路130:影像处理模块
[0018]132、134:影像处理单元136:聚焦处理单元
[0019]138:影像整合处理单元140:显示器
[0020]150:对焦控制器160、162:存储器
[0021]200:影像画面2002:区域
[0022]2002a,2002b,2002c,2002d, AU A2, A3:单位区域
[0023]S10、S20:影像S12、S22、S30:影像文件
[0024]S24:深度数据S26:驱动信号

【具体实施方式】
[0025]图1绘示依照本发明一实施例的一种影像处理装置10。请参考图1，影像处理装置10包括相机模块100、第一像素撷取接口 120、第二像素撷取接口 122、影像处理模块130及对焦控制器150。相机模块100包含一组镜头(lens) 102、感测器104及对焦致动器106。感测器104例如是一,决速混合感测器(fast hybrid sensor),感测器104可沿着一方向与此组镜头102对齐。对焦致动器(auto-focus actuator) 106连接至此组镜头102,且可推动此组镜头102沿着此方向移动。
[0026]第一像素撷取接口(sensor interface) 120连接至感测器104,用以在第一巾贞频(frame rate)下撷取第一影像S10。第二像素撷取接口 122连接至感测器104，用以在第二帧频下撷取第二影像S20，第一影像SlO与第二影像S20不同，且第二帧频大于第一帧频。影像处理模块130接收第一影像SlO及第二影像S20，具体而言，影像处理模块130可以依据第二影像S20决定一深度数据S24，并且，接收第一影像SlO并对应输出一影像文件S30。深度数据S24可传送至对焦控制器150及/或传送至存储器162中储存。对焦控制器150连接于影像处理模块130与对焦致动器106之间，用以依据深度数据S24驱动对焦致动器106，藉以调整此组镜头102沿着此方向与感测器104之间的相对距离。
[0027]于一实施例中，影像处理模块130可包括第一影像处理单元132、第二影像处理单元134及聚焦处理单元136。第一影像处理单元132接收第一影像S10，并输出第一影像文件S12。第二影像处理单元134接收第二影像S20，并输出第二影像文件S22。聚焦处理单元136接收第二影像S20或第二影像文件S22其中之一，以计算深度数据S24。于一实施例中，影像处理模块130还可以包括一影像整合处理单元138，用以接收并整合第一影像文件S12及第二影像文件S22，以输出影像文件S30至一显示器140或一存储器160。存储器可用以储存所接收的第一影像文件S12及影像文件S30，也可以选择性地输出所接收的第一影像文件S12及影像文件S30至显示器140。
[0028]于一实施例中，当第一帧频小于第二帧频时，影像文件S30对应至第一影像文件S12。并且，当第一帧频等于第二帧频时，影像文件S30对应至第一影像文件S12及第二影像文件S22。
[0029]如图1所示，对焦控制器150可用以接收聚焦处理单元136所输出的深度数据S24，并依据深度数据S24产生一驱动信号S26(例如是驱动电流、驱动电压或一组驱动参数)至对焦致动器106，以驱动对焦致动器106将镜头102与感测器104之间的相对距离调整为一对焦距离。
[0030]图2绘示依照本发明一实施例的像素撷取接口的示意图。如图2所示，于一实施例中，感测器104包含主像素阵列1042，主像素阵列1042包括第一组像素阵列与第二组像素阵列(未标示出)。第一像素撷取接口 120连接至感测器104的第一组像素阵列。第二像素撷取接口 122连接至感测器104的第二组像素阵列，且第二影像S20的分辨率小于第一影像SlO的分辨率。于一实施例中，主像素阵列1042的像素可以包括红色像素R、绿色像素G、蓝色像素B及像素A,其中像素A可为彩色像素或单色像素(例如是像素R、像素G或像素B)，主像素阵列1042中像素的排列方式并不作限制。
[0031]第一像素撷取接口 120包括第一感测电路1200、第一时钟电路1202及第一时钟电路1204。第一时钟电路1204用以控制第一感测电路1200，撷取感测器104并以第一帧频输出第一影像S10。第二像素撷取界面122包括第二感测电路1220、第二时钟电路1222及第二时钟电路1224。第二时钟电路1224用以控制第二感测电路1220，撷取感测器104并以第二帧频输出第二影像S20。举例来说，第二感测电路1220受到第二时钟电路1224的控制，可以撷取感测器104的主像素阵列1042中的像素A，并以第二帧频输出作为第二影像S20。于影像撷取步骤中，第二帧频例如是大于第一帧频，以加速第二影像S20或第二影像文件S22的撷取，使得深度数据S24的计算更为快速。
[0032]图3绘示依照本发明另一实施例的像素撷取接口的示意图。图3绘示的像素撷取接口与图2的像素撷取接口相似，差异为主像素阵列1042中像素的排列方式不同。于本发明中仅绘示出第2及3图的主像素阵列1042及主像素阵列1044的排列方式作说明，然而，主像素阵列1042及主像素阵列1044也可以依照不同的设计而有不同的排列方式，并不限于图2及图3所绘示的形式。
[0033]于一实施例中，第一影像SlO对应至第一组像素阵列，第二影像S20对应至第二组像素阵列，且第一组像素阵列与第二组像素阵列是于一相同平面上重复地且交错地排列。
[0034]于一实施例中，第一组像素阵列为一彩色像素阵列，且第二组像素阵列可接收红外光(infrared)并对应地产生第二影像S20。
[0035]于一实施例中，主像素阵列1042或主像素阵列1044可分为多个区域。第二组像素阵列可以是由主像素阵列1042(或主像素阵列1044)之中的每一区域所挑选的像素排列而成的彩色像素阵列。第一组像素阵列是由主像素阵列1042(或主像素阵列1044)扣除挑选至第二组像素阵列的像素所排列而成的另一彩色像素阵列。亦即，第一组像素阵列及第二组像素阵列皆是彩色像素阵列。
[0036]请参考图4，其绘示依照本发明一实施例的深度数据的产生方法示意图。如图4所绘示，影像画面200可以包括复阵列区域2002，每一组区域2002各具有数个单位区域，例如是单位区域2002a、单位区域2002b、单位区域2002c及单位区域2002d。如图4所示的实施例中，影像画面200可以包括16个区域2002(横轴与纵轴皆4等分)，其中每一个区域2002又具有4个单位区域，故整个影像画面200共有64个单位区域。划分的区域与单位区域的数目可以依据产品设计的需求而作调整，并不作限制。
[0037]请同时参考图2?4，于一实施例中，当影像处理装置10拍摄影像画面200时，影像画面200所具有的多个区域2002，分别对应至主像素阵列的1042(或主像素阵列的1044)的多个区域。于影像画面200的每一个区域2002，分别挑选出一单位区域(例如是单位区域2002a)，以排列出第二影像S20 (对应于第二组像素阵列)，并且，由影像画面200扣除挑选为第二影像S20的单位区域所排列而成者为第一影像S10。影像画面200可以包括第一影像SlO (对应至第一组像素阵列)及第二影像S20。
[0038]举例来说，可于影像画面200的16个区域中各挑选出一单位区域，以排列出第二影像S20，并且，由影像画面200扣除挑选为第二影像的16个单位区域排列成为第一影像SlO0此时，第二影像S20例如是由16个单位区域所排列而成，第一影像SlO例如是由48个单位区域所排列而成。
[0039]于一实施例中，可以依据景物与拍摄镜头的距离，由近拍到远景作扫描，推算出每一个单位区域所对应的最佳的聚焦位置。如图4所示，单位区域Al具有较近的影像深度，单位区域A3具有较远的影像深度，而单位区域A2的影像深度则是介于单位区域Al及单位区域A3之间。
[0040]第二影像S20包含由影像画面200的每一个区域2002中挑选的单位区域，每一个单位区域皆具有对应的最佳聚焦位置。聚焦处理单元136 (绘示于图1)可以依据第二影像处理单元134所提供的第二影像S20或第二影像文件S22，输出单位区域与所对应的最佳聚焦位置的信息，以作为深度数据S24。由于挑选出来的第二影像S20所包括的单位区域比第一影像SlO所包括的单位区域更小，(亦即，第二影像S20具有比第一影像SlO更小的分辨率)。因此，利用第二影像S20(或第二影像文件S22)可以更快速地计算深度信息。
[0041]综上所述，本发明上述实施例所提供的影像处理装置及其控制方法，影像处理装置包括第一像素撷取接口及第二像素撷取接口，分别可在不同的帧频下撷取影像。利用在帧频较大时像素撷取接口所撷取到的影像决定深度数据，据以驱动致动器调整镜头与感测器的相对距离，不但可以达到快速聚焦的功能，还可以兼顾聚焦精确度，更符合使用者与市场的需求。
[0042]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】
1.一种影像处理装置，包括: 一相机模块，包含: 一组镜头； 一感测器，沿着一方向与该组镜头对齐；以及 一对焦致动器，连接至该组镜头，可推动该组镜头沿着该方向移动； 一第一像素撷取接口，连接至该感测器，用以在一第一帧频下撷取一第一影像； 一第二像素撷取接口，连接至该感测器，用以在一第二帧频下撷取一第二影像，且该第二帧频大于该第一帧频； 一影像处理模块，用以依据该第二影像决定一深度数据，接收该第一影像并对应输出一影像文件； 一对焦控制器，连接于该影像处理模块与该对焦致动器之间，用以依据该深度数据驱动该对焦致动器以调整该组镜头沿着该方向与该感测器的一相对距离。
2.根据权利要求1所述的影像处理装置，其中: 该感测器包含一第一组像素阵列与一第二组像素阵列； 该第一像素撷取接口连接至该感测器的该第一组像素阵列；以及该第二像素撷取接口连接至该感测器的该第二组像素阵列，且该第二影像的分辨率小于该第一影像的分辨率。
3.根据权利要求1所述的影像处理装置，其中该影像处理模块包括: 一第一影像处理单元，接收该第一影像，并输出一第一影像文件； 一第二影像处理单元，接收该第二影像，并输出一第二影像文件；以及 一聚焦处理单元，接收该第二影像文件或该第二影像其中之一，以计算该深度数据。
4.根据权利要求3所述的影像处理装置，其中该影像处理模块还包括: 一影像整合处理单元，用以接收并整合该第一影像文件及该第二影像文件，以输出该影像文件至一显示器或一存储器。
5.根据权利要求3所述的影像处理装置，其中该对焦控制器用以接收该聚焦处理单元所输出的该深度数据，并依据该深度数据产生一驱动电流或一驱动电压至该对焦致动器，以驱动该对焦致动器将该相对距离调整为一对焦距离。
6.根据权利要求1所述的影像处理装置，其中该对焦控制器用以依据该深度数据产生一组驱动参数，且该对焦致动器用以依据该组驱动参数将该相对距离调整为一对焦距离。
7.根据权利要求1所述的影像处理装置，其中该第一像素撷取接口包括: 一第一感测电路，用以撷取该感测器并输出该第一影像； 一第一时钟电路，用以控制该第一感测电路以该第一帧频输出该第一影像。
8.根据权利要求7所述的影像处理装置，其中该第二像素撷取接口包括: 一第二感测电路，用以撷取该感测器并输出该第二影像；以及 一第二时钟电路，用以控制该第二感测电路以该第二帧频输出该第二影像。
9.根据权利要求2所述的影像处理装置，其中该第一影像对应至该第一组像素阵列，该第二影像对应至该第二组像素阵列，该感测器包含一主像素阵列，该主像素阵列包含该第一组像素阵列与该第二组像素阵列，且该第一组像素阵列与该第二组像素阵列是于一相同平面上重复地且交错地排列。
10.根据权利要求9所述的影像处理装置，其中该第一组像素阵列为一彩色像素阵列，且该第二组像素阵列可接收红外光并对应地产生该第二影像。
11.根据权利要求2所述的影像处理装置，其中该第一影像对应至该第一组像素阵列，该第二影像对应至该第二组像素阵列，该感测器包含一主像素阵列，且该主像素阵列可分为多个区域，该第二组像素阵列是由该主像素阵列的每该区域所挑选的像素排列而成的一彩色像素阵列，该第一组像素阵列是由该主像素阵列扣除挑选至该第二组像素阵列的像素所排列而成的另一彩色像素阵列。
12.根据权利要求1所述的影像处理装置，其中该第二影像具有多个单位区域，每该单位区域对应至一最佳聚焦位置，且该深度数据包括该些单位区域对应的该些最佳聚焦位置。
13.根据权利要求3所述的影像处理装置，其中，当该第一帧频小于该第二帧频时，该影像文件对应至该第一影像文件，且当该第一帧频等于该第二帧频时，该影像文件对应至该第一影像文件及该第二影像文件。
14.一种影像处理装置的控制方法，包括: 提供一影像处理装置，包括一相机模块、一第一像素撷取接口、一第二像素撷取接口、一影像处理模块及一对焦控制器，其中该相机模块包含一组镜头、一感测器以及一对焦致动器，该感测器沿着一方向与该组镜头对齐，该对焦致动器连接至该组镜头，可推动该组镜头沿着该方向移动，该第一像素撷取接口及该第二像素撷取接口连接至该感测器，该对焦控制器连接于该影像处理模块与该对焦致动器之间； 利用该第一像素撷取接口，在一第一帧频下撷取一第一影像； 利用该第二像素撷取接口，在一第二帧频下撷取一第二影像，且该第二帧频大于该第一中贞频； 该影像处理模块依据该第二影像决定一深度数据，接收该第一影像并对应输出一影像文件；以及 该对焦控制器依据该深度数据驱动该对焦致动器，以调整该组镜头沿着该方向与该感测器的一相对距离。
15.根据权利要求14所述的影像处理装置的控制方法，其中该影像处理模块包括一第一影像处理单元、一第二影像处理单元及一聚焦处理单元，其中依据该第二影像决定该深度数据，接收该第一影像的步骤包括: 利用该第一影像处理单元接收该第一影像，并输出一第一影像文件； 利用该第二影像处理单元接收该第二影像，并输出一第二影像文件；以及 利用该聚焦处理单元接收该第二影像文件或该第二影像其中之一，计算该深度数据。
16.根据权利要求14所述的影像处理装置的控制方法，其中该影像处理模块还包括一影像整合处理单元，且输出该影像文件的步骤包括: 该影像整合处理单元接收并整合该第一影像文件及该第二影像文件，以输出该影像文件至一显示器或一存储器。
17.根据权利要求15所述的影像处理装置的控制方法，其中调整该组镜头沿着该方向与该感测器的该相对距离的步骤包括: 利用该对焦控制器接收该聚焦处理单元所输出的该深度数据；以及 该对焦控制器依据该深度数据，产生一驱动电流或一驱动电压至该对焦致动器，以驱动该对焦致动器将该相对距离调整为一对焦距离。
18.根据权利要求14所述的影像处理装置的控制方法，其中调整该组镜头沿着该方向与该感测器的该相对距离的步骤包括: 该对焦控制器依据该深度数据，产生一驱动参数；以及 该对焦致动器依据该驱动参数，将该相对距离调整为一对焦距离。
19.根据权利要求14所述的影像处理装置的控制方法，其中该第一像素撷取接口包括一第一感测电路及一第一时钟电路，在该第一帧频下撷取该第一影像的步骤包括: 利用该第一感测电路，撷取该感测器并输出该第一影像；以及 利用该第一时钟电路，控制该第一感测电路以该第一帧频输出该第一影像。
20.根据权利要求19所述的影像处理装置的控制方法，其中该第二像素撷取接口包括一第二感测电路及一第二时钟电路，在该第二帧频下撷取该第二影像的步骤包括: 利用该第二感测电路，撷取该感测器并输出该第二影像；以及 利用该第二时钟电路，控制该第二感测电路以该第二帧频输出该第二影像。
21.根据权利要求14所述的影像处理装置的控制方法，其中该第一影像对应至一第一组像素阵列，该第二影像对应至一第二组像素阵列，该感测器包含一主像素阵列，该主像素阵列包含该第一组像素阵列与该第二组像素阵列，且该第一像素阵列与该第二像素阵列是于一相同平面上重复地且交错地排列。
22.根据权利要求14所述的影像处理装置的控制方法，其中该感测器包含一主像素阵列，且该主像素阵列可分为多个区域，该方法还包括: 提供一第一组像素阵列及一第二组像素阵列，该第一组像素阵列对应至该第一影像，该第二组像素阵列对应至该第二影像，且该第二组像素阵列是由该主像素阵列的每该区域所挑选的像素排列而成的一彩色像素阵列，该第一组像素阵列是由该主像素阵列扣除挑选至该第二组像素阵列的像素所排列而成的另一彩色像素阵列。
23.根据权利要求14所述的影像处理装置的控制方法，其中该第二影像具有多个单位区域，每该单位区域对应至一最佳聚焦位置，且该深度数据是包括该些单位区域对应的该些最佳聚焦位置。
24.根据权利要求14所述的影像处理装置的控制方法，其中当该第一帧频小于该第二帧频时，该影像文件对应至该第一影像，且当该第一帧频等于该第二帧频时，该影像文件对应至该第一影像及该第二影像。
【文档编号】H04N5/232GK104301600SQ201310403605
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】林君达, 林明田, 胡至仁, 范富诚 申请人:宏达国际电子股份有限公司