获得影像的方法及应用该方法的影像提取装置与电子装置与流程

本发明是涉及影像光学的领域，尤其涉及一种获得影像的方法以及应用该方法的一种影像提取装置与一种电子装置。

背景技术：

近年来，随着电子工业的演进以及工业技术的蓬勃发展，各种电子装置设计及开发的走向逐渐朝轻便、易于携带的方向发展，以利使用者随时随地应用于移动商务、娱乐或休闲等用途。举例而言，各式各样的影像提取装置正广泛应用于各种领域，例如智能手机、穿戴式电子装置、空拍装置等电子装置，其具有体积小且方便携带的优点，使用者得以于有使用需求时随时取出并进行影像提取并储存，或进一步通过移动网络上传至网际网络之中，不仅具有重要的商业价值，更让一般大众的日常生活增添色彩。而随着生活品质的提升，人们对影像有更多的诉求，特别是希望所获得的影像具有更高的成像品质或更多的成像效果。

举例来说，人们总期望所获得的影像越清晰越好，故以往常通过改善镜头或是改善用来成像的感测元件来增加影像的解析度(resolution)，而现更可通过软件的计算使一般的影像得到更好的效果。请参阅图1，其为现有智能手机的外观结构示意图。智能手机1上设置有二个平形排列的光学镜头11、12，且智能手机1可分别通过该光学镜头11、12对同一使用环境进行拍摄以获得二个影像，虽然在智能手机1的成本与体积考量下，其感测元件(图未示)具有一定的技术门槛与限制而导致该二个影像的解析度无法优于单眼相机等高规格的影像提取装置，但智能手机1中另设置有可对二个影像进行计算的计算单元(图未示)，使该二个影像被合成为一张具有超解析度(super-resolution)的影像。而有关如何合成二个影像而获的一张具有超解析度的影像，是为本领域技术人员所知悉，在此即不再予以赘述。

然而，为了获得较高解析度的影像而于智能手机上设置有二个光学镜头具有以下缺陷：第一、额外设置的光学镜头及其配套元件导致制造成本的增加；第二、额外设置的光学镜头及其配套元件必定占有一定的体积，此将增加智能手机朝轻、薄、短小的方向发展的难度。因此，现有获得影像的方法具有改善的空间。

技术实现要素：

本发明的一目的在提供一种获得影像的方法，尤其涉及一种仅利用单一光学镜头就可获得具有高解析度的影像的方法，藉以降低影像提取装置的体积以及制造成本。

本发明的一另一目的在提供应用上述获得影像的方法的一种影像提取装置以及一种电子装置。

于一较佳实施例中，本发明提供一种获得影像的方法，应用于具有一光学镜头的一影像提取装置，该获得影像的方法包括：

(a)于一第一位置提取具有一第一解析度(resolution)的一第一影像；

(b)驱动该光学镜头沿着一非光轴的方向移动至一第二位置，并于该第二位置提取具有一第二解析度的一第二影像；以及

(c)合成该第一影像以及该第二影像，以获得具有一第三解析度的一第三影像；其中，该第三解析度大于该第一解析度以及该第二解析度。

于一较佳实施例中，本发明亦提供一种影像提取装置，包括：

一光学镜头；

一驱动单元，连接于该光学镜头，并用以驱动该光学镜头由一第一位置沿着一非光轴的方向移动至一第二位置；

一感测元件，用以于该光学镜头位于该第一位置时感应经过该光学镜头并入射至该感测元件的光束以获得具有一第一解析度(resolution)的一第一影像，并用以于该光学镜头位于该第二位置时感应经过该光学镜头并入射至该感测元件的光束以获得具有一第二解析度的一第二影像；以及

一合成单元，连接于该感测元件，用以合成该第一影像以及该第二影像，以获得具有一第三解析度的一第三影像；其中，该第三解析度大于该第一解析度以及该第二解析度。

于一较佳实施例中，本发明亦提供一种电子装置，包括：

一壳体；

一影像提取装置，设置于该壳体内，包括：

一光学镜头，至少部分暴露于该壳体外，

一驱动单元，连接于该光学镜头，并用以驱动该光学镜头由一第一位置沿着一非光轴的方向移动至一第二位置；

一感测元件，用以于该光学镜头位于该第一位置时感应经过该光学镜头并入射至该感测元件的光束以获得具有一第一解析度(resolution)的一第一影像，并用以于该光学镜头位于该第二位置时感应经过该光学镜头并入射至该感测元件的光束以获得具有一第二解析度的一第二影像；以及

一合成单元，连接于该感测元件，用以合成该第一影像以及该第二影像，以获得具有一第三解析度的一第三影像；其中，该第三解析度大于该第一解析度以及该第二解析度。

附图说明

图1：为现有智能手机的外观结构示意图。

图2：为本发明影像提取装置于一较佳实施例的概念示意图。

图3：为本发明获得影像的方法的一较佳方法流程图。

图4：为图3所示方法中光学镜头的作动概念示意图。

图5：为图3所示步骤s3的一较佳流程图。

图6a：为图5所示方法中第一影像的一较佳概念示意图。

图6b：为图5所示方法中第二影像的一较佳概念示意图。

图6c：为图5所示方法中第三影像的一较佳概念示意图。

图7：为图3所示步骤s3的另一较佳流程图。

图8：为本发明电子装置于一较佳实施例的外观结构示意图。

图9：为图5所示电子装置的侧视图。

附图标记说明：

1智能手机2影像提取装置

3电子装置11光学镜头

12光学镜头21光学镜头

22感测元件23合成单元

24驱动单元29光轴

31壳体41第一影像

42第二影像43第三影像

311穿孔411第一影像区块

421第二影像区块431第三影像区块

d方向l光束

p1第一位置p2第二位置

s1步骤s2步骤

s3步骤s31步骤

s32步骤s31’步骤

s32’步骤

具体实施方式

首先说明本发明影像提取装置。请参阅图2，其为本发明影像提取装置于一较佳实施例的概念示意图。影像提取装置2包括光学镜头21、感测元件22、合成单元23以及驱动单元24，且感测元件22连接于合成单元23，并用以感应经过光学镜头21并入射至感测元件22的光束l而获得可供合成单元23进行分析与计算的影像，而驱动单元24则连接于光学镜头21，并用以驱动光学镜头21沿着非光轴29的方向d(请参见图4)移动，此将于稍后详述；于本较佳实施例中，驱动单元24为一马达，而感测元件22为电荷耦合元件(ccd)或互补式金氧半(cmos)元件，但不以上述为限。

接下来说明影像提取装置2是如何获得高解析度的影像。而本文所述的「解析度(resolution)」指的是单位长度内所包含像素点的数量，其决定了点阵图细节的精细程度，一般来说，解析度越高则代表影像越清晰。请参阅图3与图4，图3为本发明获得影像的方法的一较佳方法流程图，图4为图3所示方法中光学镜头的作动概念示意图；获得影像的方法包括步骤s1～步骤s3，以下分别对步骤s1～步骤s3进行详述。

步骤s1，于光学镜头21位在第一位置p1时，利用感测元件22感应经过光学镜头21并入射至感测元件22的光束l而获得具有第一解析度的第一影像。步骤s2，利用驱动单元24驱动光学镜头21由第一位置p1沿着非光轴29的方向d移动至第二位置p2，进而供感测元件22感应经过光学镜头21并入射至感测元件22的光束l而获得具有第二解析度的第二影像。

于本较佳实施例中，第一位置p1以及第二位置p2的间距为3像素，而由于无论光学镜头21位在第一位置p1或第二位置p2，本发明皆是通过单一感测元件22感应经过光学镜头21并入射至感测元件22的光束l，故第一影像的第一解析度相同于第二影像的第二解析度，但实际应用上并不以上述为限。例如，影像提取装置中可设置二个感测元件，用来分别于光学镜头位在第一位置以及第二位置时感应经过光学镜头并入射至其上的光束，因此第一影像的第一解析度可能不同于第二影像的第二解析度，又例如，第一位置p1以及第二位置p2的间距可为任何使差补效果达到最佳的间距。

步骤s3，利用合成单元23合成第一影像以及第二影像，以获得具有第三解析度的第三影像；其中，第三影像的第三解析度大于第一影像的第一解析度以及第二影像的第二解析度。此外，在本较佳实施例中，合成单元23是通过一影像插补技术合成第一影像以及第二影像。

进一步而言，请参阅图5～图6c，图5为图3所示步骤s3的一较佳流程图，图6a为图5所示方法中第一影像的一较佳概念示意图，图6b为图5所示方法中第二影像的一较佳概念示意图，图6c为图5所示方法中第三影像的一较佳概念示意图。步骤s3包括：步骤s31，于第二影像42中寻找与第一影像41的第一影像区块411相对应的第二影像区块421；以及步骤s32，将第一影像区块411中的至少部分影像插入第二影像区块421，以获得第三影像43的第三影像区块431，抑或是将第二影像区块421中的至少部分影像插入第一影像区块411，以获得第三影像43的第三影像区块431。

详言之，于本较佳实施例中，合成单元23是通过计算峰值信号噪声比(psnr)而在第二影像42中寻找与第一影像41的第一影像区块411最相近的第二影像区块421；其中，由于峰值信号噪声比是一种用来评断两图像的相似度的客观标准，而峰值信号噪声比越高则代表图像相位差异越小，因此能够用来分辨第二影像42的第二影像区块421是否最相近于第一影像41的第一影像区块411。

再者，第三影像43中除了第三影像区块431是由第一影像41的第一影像区块411以及第二影像42的第二影像区块421所组成外，第三影像43的其它任一影像区块亦是由第一影像41中相对应的影像区块以及第二影像42中相对应的影像区块所组成，故整体来说，第三影像43可同时保有分别属于第一影像41以及第二影像42的细节，因此第三影像43的第三解析度大于第一影像41的第一解析度以及第二影像42的第二解析度。

然而，上述仅为一实施例，合成单元23进行影像插补的方法以及于第二影像42中寻找与第一影像41的第一影像区块411最相近的第二影像区块421的方法并不以上述为限，本领域技术人员皆可依据实际应用需求而进行任何均等的变更设计。举例来说，除了通过计算峰值信号噪声比外，合成单元23还能够通过去均值归一化相关法(zncc)在第二影像42中寻找与第一影像41的第一影像区块411最相近的第二影像区块421；再举例来说，图3所示步骤s3的流程可变更设计如图7所示，亦即步骤s3包括：步骤s31’，于第一影像中寻找与第二影像的第二影像区块相对应的第一影像区块；以及步骤s32’，将第一影像区块中的至少部分影像插入第二影像区块，以获得第三影像的第三影像区块，抑或是将第二影像区块中的至少部分影像插入第一影像区块，以获得第三影像的第三影像区块。而有关于影像插补技术、峰值信号噪声比以及去均值归一化相关法的具体实施方式为本领域技术人员所知悉，在此即不再予以赘述。

此外，现有的影像提取装置2中大都提供有光学防手震(opticalimagestabilization,ois)的功能，亦即影像提取装置2中会设置运动感测器(图未示，如陀螺仪)，而驱动单元24会依据运动感测器的感测结果驱动光学镜头21移动，使光轴29与感测元件22保持垂直，从而避免拍摄到模糊的影像。而这边要特别说明的是，若本发明获得影像的方法应用在原本就已具有光学防手震功能的影像提取装置2上，则于步骤s2中就可直接利用影像提取装置2中原本就已设置的驱动单元24驱动光学镜头21由第一位置p1沿着非光轴29的方向d移动至第二位置p2；因此，原本就已具有光学防手震功能的影像提取装置2可在不额外设置驱动单元24的情况下获得高解析度的影像，故不会增加制造成本。

请参阅图8与图9，图8为本发明电子装置于一较佳实施例的外观结构示意图，图9为图8所示电子装置的侧视图。电子装置3可为手机、个人数字助理或可穿戴装置(智能手表、智能手环、智能眼镜)，并包括壳体31以及影像提取装置2，且壳体31具有供影像提取装置2的光学镜头21暴露于外的穿孔311，因此壳体31外的光束l可入射至影像提取装置2；其中，图5所示电子装置3的影像提取装置2是大致类似于图2所示者，在此即不再予以赘述。

根据以上的说明可知，本发明获得影像的方法以及应用该方法的影像提取装置与电子装置仅须单一光学镜头就可获得高解析度的影像，因此可有效减少影像提取装置的制造成本，同时亦不会大幅增加影像提取装置的体积，有助于应用影像提取装置的电子装置朝向轻、薄、短小的方向发展。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求，因此凡其它未脱离本发明所公开的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的权利要求内。