图像数据产生方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种图像数据产生方法及装置。通过感光元件来获得形成原始图像的图像数据。基于在原始图像中的各显示像素中各色光所包括的多个亮度值，获得各显示像素对应的感光单元所感测到的各色光对应的最大亮度分布范围。将各感光单元的各色光对应的最大亮度分布范围内的这些亮度值加总，藉以获得各感光单元的各色光的加总后亮度值。将各感光单元的各个色光的加总后亮度值设定为调整后图像对应的显示像素的像素数据。
【专利说明】
图像数据产生方法及装置
技术领域
[0001]本发明是有关于一种图像处理机制，且特别是有关于一种图像数据产生方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，目前数码相机已成为生活中不可或缺的电子产品。数码相机是利用感光元件将光线转换成电荷信号。由于数码相机的感光元件是对光线通过镜头后的成像进行采样动作，因此倘若欲采样的目标物具有密集且重复的图形或线条的图案特征时，而感光元件的空间分辨率(Spatial Resolut1n)刚好不足时，便无法有效解析采样的目标物，因此会在产生的图像中看到原先肉眼所没发现的干涉条纹等图像失真现象。
[0003]相机制造厂为了抑制这个问题，会在相机中设置一片低通滤波器(Low-PassFilter，简称LPF)，通过低通滤波器来阻挡空间频率(spatial frequency)太高的光线进入感光元件，以降低干涉条纹的产生。不过由于低通滤波器会减损图像细节，故会降低图像的清晰度。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种图像数据产生方法及装置，可降低原始图像中的阴影现象。
[0005]本发明的图像数据产生方法，其通过感光元件来获得一原始图像，其中感光元件包括多个感光单元，每一个感光单元具有多个感光像素，而通过每一个感光单元所感测到的这些亮度值来形成原始图像中的一个显示像素。上述方法包括下列步骤。获得各感光单元的在原始图像中对应的最大亮度分布范围。将多个色光各自对应的最大亮度分布范围内的这些亮度值加总，藉以获得各感光单元上各色光的加总后亮度值。将各感光单元的各个色光的加总后亮度值设定为调整后图像对应的显示像素的像素数据。
[0006]本发明的在本发明的一实施例中，上述色光包括红色光、绿色光以及蓝色光。各感光单元包括NlXN2个感光像素，NI与N2为正整数。在获得各感光单元的各色光对应的最大亮度分布范围的步骤包括:在各感光单元的NI个感光像素行中，取出亮度值最高的M个感光像素行，而设定最大亮度分布范围为上述M个感光像素行，其中上述M个感光像素行包括MXN2个感光像素。在此，当NI为3的倍数时，设定M为N1/3 ;当附不为3的倍数时，设定M为不小于N1/3的最小整数X或者设定M为x+1。
[0007]本发明的在本发明的一实施例中，上述设定最大亮度分布范围为上述M个感光像素行的步骤包括:分别针对各色光，在各感光单元中，将各感光像素行的亮度值相加；以及将亮度值相加后的值为最高的M个感光像素行设定为最大亮度分布范围。
[0008]本发明的在本发明的一实施例中，上述设定最大亮度分布范围为上述M个感光像素行的步骤包括:分别针对各色光，在各感光单元中，将各感光像素行的亮度值相加后再平均；以及将亮度值相加后再平均的值为最高的M个感光像素行设定为最大亮度分布范围。
[0009]本发明的在本发明的一实施例中，上述设定最大亮度分布范围为上述M个感光像素行的步骤包括:分别针对各色光，在各感光单元中，判断各感光像素行中是否有超过半数的亮度值大于门槛值；将超过半数亮度值大于门槛值的M个感光像素行设定为最大亮度分布范围。
[0010]本发明的图像数据产生装置包括感光元件、处理单元以及存储单元。感光元件包括多个感光单元，各感光单元具有多个感光像素，而通过各感光单元所感测到的多个亮度值来形成原始图像中的一个显示像素。存储单元包括多个模块。处理单元耦接至感光元件，并且在通过感光元件来获得形成原始图像的图像数据之后，执行上述模块来产生调整后图像。上述模块包括亮度检测模块、亮度加总模块以及图像产生模块。亮度检测模块获得各感光单元在原始图像中对应的最大亮度分布范围。亮度加总模块将各色光对应的最大亮度分布范围内的亮度值加总，藉以获得各感光单元上的各色光的加总后亮度值。图像产生模块将各感光单元的各色光的加总后亮度值设定为调整后图像对应的显示像素的像素数据。
[0011]基于上述，本发明的调整后图像可以大幅减少原始图像中所具有的干涉条纹等阴影现象，提升调整后图像的清晰度，藉以协助后续各种图像处理、图像分析。
[0012]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0013]图1是依照本发明一实施例的图像数据产生装置的方块图；
[0014]图2是依照本发明一实施例的感光元件的示意图；
[0015]图3是依照本发明一实施例的存储单元的方块图；
[0016]图4是依照本发明一实施例的图像数据产生方法的流程图；
[0017]图5A、图5B、图5C是依照本发明一实施例的针对单一感光单元的最大亮度分布范围的示意图。
[0018]附图标记说明:
[0019]100:图像数据产生装置；
[0020]110:感光元件；
[0021]120:处理单元；
[0022]130:存储单元；
[0023]301:亮度检测模块
[0024]303:亮度加总模块；
[0025]305:图像产生模块；
[0026]501、502、503:最大亮度分布范围；
[0027]SP:感光像素；
[0028]U、Ul:感光单元；
[0029]S410、S415、S420:图像数据产生方法各步骤。
【具体实施方式】
[0030]图1是依照本发明一实施例的图像数据产生装置的方块图。请参照图1，图像数据产生装置100例如为数码相机、数码摄像机、智能手机等具有取像功能的电子装置。在此，图像数据产生装置100包括感光元件110、处理单元120以及存储单元130。处理单元120親接至感光元件110以及存储单元130。利用感光元件110来捕捉通过镜头(未示出)的光线并将光线转换成电荷信号。之后，再由处理单元120接收电荷信号来进行采样并数码化而获得数码化的图像数据，之后将图像数据存储至存储单元130中。
[0031]感光元件110例如为电荷親合元件(Charge coupled device，简称CO))或互补式金氧半导体晶体管(Complementary metal oxide semiconductor transistors，简称CMOS)。处理单元120例如为中央处理单元(Central Processing Unit，简称CPU)、微处理器(microprocessor)或数字信号处理器(digital signal processor，简称 DSP)等。存储单元130例如为非易失性存储器(Non-volatile memory)、随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)或硬盘等。
[0032]举例来说，图2是依照本发明一实施例的感光元件的示意图。在此，感光元件110包括多个感光单元U ( S卩，图2中粗黑线所示出的范围)。每一个感光单元U包括NI XN2个感光像素SP，可参照图2中虚线圆框内的放大示意图。而一个感光单元U会对应至原始图像的一个显示像素。上述NI与N2为正整数，NI可以等于N2，或者NI不等于N2。为了方便说明，在本实施例中感光元件110设定为包括5X6组感光单元U，并且一个感光单元U包括5X5个感光像素SP。
[0033]在本实施例中，一个感光像素SP可以检测红、绿、蓝三种色光的波长强度。也就是说，本实施例的原始图像的每一个显示像素是通过5 X 5个感光像素SP所感测到的5 X 5组RGB亮度值所组成。
[0034]而本实施例是以程序代码来实现。例如，存储单元130中存储有多个程序代码片段，上述程序代码片段在被安装后，会由处理单元120来执行。例如，存储单元130中包括多个模块，通过这些模块来分别执行多个功能，而各模块是由一或多个程序代码片段所组成。
[0035]图3是依照本发明一实施例的存储单元的方块图。请参照图3，存储单元130包括亮度检测模块301、亮度加总模块303以及图像产生模块305。亮度检测模块301用以基于得每一个感光单元U的各色光所包括的多个亮度值，来获得每一个感光单元U的各色光所对应的最大亮度分布范围。亮度加总模块303用以将各感光单元U的各色光对应的最大亮度分布范围内的多个亮度值加总，藉以获得各感光单元U的各色光的加总后亮度值。图像产生模块305用以基于加总后亮度值亮度加总模块303用以将上述最大亮度分布范围的亮度值加总。
[0036]图4是依照本发明一实施例的图像数据产生方法的流程图。请参照图1?图4，在本实施例中，处理单元120通过感光元件110来获得形成原始图像的图像数据。而感光元件110所感测到的图像数据中包括有多个色光的亮度值。而上述色光包括红色光、绿色光以及蓝色光。
[0037]在步骤S410中，处理单元120通过亮度检测模块301来获得各感光单元U在原始图像中对应的最大亮度分布范围。也就是说，亮度检测模块301会在原始图像的各显示像素中，基于每一个色光所包括的多个亮度值，来获得各感光单元U的各色光对应的最大亮度分布范围。
[0038]具体而言，亮度检测模块301会在每一个感光单元U的NI个感光像素行中，取出亮度值最高的M个感光像素行，进而设定最大亮度分布范围为M个感光像素行，S卩，MXN2个感光像素SP。当N1为3的倍数时，设定M为N1/3,当N1不为3的倍数时，设定M为不小于 N1/3的最小整数x或者设定M为x+1。
[0039] 举例来说，当N1为3的倍数时，以6X6个感光像素SP而言，M设定为2。即，最大亮度分布范围设定为2X6个感光像素SP。另外，当N1不为3的倍数时，以5X5个感光像素SP而言，设定M为不小于5/3的最小整数X，即2 ;或者设定M为3。即，最大亮度分布范围设定为2 X 5个感光像素SP或者3 X 5个感光像素SP。
[0040]亮度检测模块301会分别针对各个色光来检测各感测单元的最大亮度分布范围。 例如，以红色光为例，亮度检测模块301先取出其中一个感光单元U所感测到的红色光的 N1 XN2个亮度值，之后，基于这些亮度值来找出最亮的M行感光像素行。而绿色光与蓝色光也以此类推。
[0041]而找出最亮的M行感光像素行有下述几种作法。亮度检测模块301可以分别针对每一种色光，在每一个感光单元U中，将各感光像素行的亮度值相加，并且将这些亮度值相加后的值为最高的M个感光像素行设定为最大亮度分布范围。或者，亮度检测模块301可以分别针对每一种色光，在每一个感光单元U中，将各感光像素行的亮度值相加后再平均， 并且将相加后再平均的值为最高的M个感光像素行设定为最大亮度分布范围。另外，亮度检测模块301也可以分别针对每一种色光，在每一个感光单元U中，判断各感光像素行中是否有超过半数的亮度值大于一门槛值，并且将超过半数亮度值大于门槛值的M个感光像素行设定为最大亮度分布范围。然，上述仅为举例说明，并不以此为限。
[0042]底下举例来说明单一感光单元的最大亮度分布范围。
[0043]图5A、图5B、图5C是依照本发明一实施例的针对单一感光单元的最大亮度分布范围的示意图。在本实施例中，以原始图像的其中一个显示像素所对应的感光单元U1为例， 感光单元U1包括5 X 5个感光像素。然，在此仅为举例说明，并不以此为限。
[0044]在此，感光单元U1中其中一种色光的最大亮度分布范围例如为2X5个感光像素 SP，如图5A、图5B、图5C所示的最大亮度分布范围501、502、503其中一种。然，在此仅为举例说明，实际分布情况会视情况而有所不同。而在其他实施例中，最大亮度分布范围也可以为3X5个感光像素SP。而最大亮度分布范围所包括的感光像素行接连在一起。
[0045]而在获得每个感光单元中各色光的最大亮度分布范围之后，在步骤S415中，处理单元120通过亮度加总模块303将每一个感光单元中各色光对应的最大亮度分布范围内的亮度值加总，藉以获得每一个感光单元中各色光的加总后亮度值。
[0046]并且，在步骤S420中，处理单元120通过图像产生模块305将每个感光单元的各色光的加总后亮度值设定为调整后图像对应的显示像素的像素数据。
[0047]以图5A、图5B、图5C的感光单元U1为例，假设图5A所示为红色光的最大亮度分布范围501，图5B所示为绿色光的最大亮度分布范围502,图5C所示为蓝色光的最大亮度分布范围503。然，在此仅为方便说明，并不以此为限。亮度加总模块303将最大亮度分布范围501所包括的亮度值加总而获得加总后亮度值R-Sum ;将最大亮度分布范围502所包括的亮度值加总而获得加总后亮度值G-Sum ;将最大亮度分布范围503所包括的亮度值加总而获得加总后亮度值B-Sum。据此，亮度加总模块303可获得对应于感光单元U1的一组新的像素数据(R-Sum，G-Sum, B-Sum) 〇
[0048]之后，图像产生模块305依据原始图像的像素尺寸来产生一调整后图像，并且将亮度加总模块303所获得的新的像素数据(R-Sum，G-Sum，B-Sum)设定为调整后图像中对应于感光元件U1的显示像素的像素数据。以此类推，通过上述方法来逐一设定调整后图像中各显示像素的像素数据。
[0049]假设原始图像中每一个RGB数据使用24比特(bit)来表示(即，一个色光使用8 比特)，则原始图像中的一个显示像素会使用到N1 XN2个24比特的存储空间。而假设调整后图像中每一个RGB数据则例如使用48比特来表示(即，一个色光使用16比特)，则调整后图像中的一个显示像素只会使用到48比特的存储空间。
[0050]综上所述，以能量的角度来分析，虽然感光元件的大小与配置方式的不同会使得感光元件输出的图像数据产生阴影现象，然而，通过欲采样的目标物整体而投射至感光元件的能量是可以真实反映出图像的能量与亮度。而通过找出各色光的最大亮度分布范围， 可以将感光单元中因散射所感测到的亮度值滤除，据此，可还原图像与欲采样的目标物的间亮度的相似度，也能够降低干涉条纹的产生，进而提升图像细节的表现度。
[0051]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种图像数据产生方法，通过感光元件来获得原始图像，其中该感光元件具有多个感光单元，每一个该些感光单元具有多个感光像素，而通过每一个该些感光单元所感测到的多个亮度值来形成该原始图像中的一个显示像素，其特征在于，该方法包括: 获得每一个该些感光单元在该原始图像中对应的最大亮度分布范围； 将复数的色光个别对应的该最大亮度分布范围内的该些亮度值加总，藉以获得每一个该些感光单元上的每一个该些色光的加总后亮度值；以及 将每一个该些感光单元的每一个该些色光的该加总后亮度值设定为调整后图像所对应的显示像素的像素数据。2.根据权利要求1所述的图像数据产生方法，其特征在于，该些色光包括红色光、绿色光以及蓝色光，每一该些感光单元包括NlXN2个上述感光像素，NI与N2为正整数， 其中，获得每一个该些感光单元在该原始图像中对应的该最大亮度分布范围的步骤包括: 在每一个该些感光单元的NI个感光像素行中，取出该些亮度值最高的M个上述感光像素行，而设定该最大亮度分布范围为上述M个感光像素行，其中上述M个感光像素行包括MXN2个上述感光像素，而当NI为3的倍数时，设定M为N1/3，当NI不为3的倍数时，设定M为不小于N1/3的最小整数X或者设定M为x+1的整数。3.根据权利要求2所述的图像数据产生方法，其特征在于，设定该最大亮度分布范围为上述M个感光像素行的步骤包括: 分别针对每一该些色光，在每一该些感光单元中，将每一该些感光像素行的该些亮度值相加；以及 将该些亮度值相加后的值为最高的上述M个感光像素行设定为该最大亮度分布范围。4.根据权利要求2所述的图像数据产生方法，其特征在于，设定该最大亮度分布范围为上述M个感光像素行的步骤包括: 分别针对每一该些色光，在每一该些感光单元中，将每一该些感光像素行的该些亮度值相加后再平均；以及 将该些亮度值相加后再平均的值为最高的上述M个感光像素行设定为该最大亮度分布范围。5.根据权利要求2所述的图像数据产生方法，其特征在于，设定该最大亮度分布范围为上述M个感光像素行的步骤包括: 分别针对每一该些色光，在每一该些感光单元中，判断每一该些感光像素行中是否有超过半数的该些亮度值大于门槛值；以及 将超过半数的该些亮度值大于该门槛值的上述M个感光像素行设定为该最大亮度分布范围。6.一种图像数据产生装置，其特征在于，包括: 感光元件，包括多个感光单元，每一该些感光单元具有多个感光像素，而通过每一个该些感光单元所感测到的多个亮度值来形成原始图像中的一个显示像素； 存储单元，包括多个模块；以及 处理单元，親接至该感光元件与该存储单元，并且在通过该感光元件来获得形成该原始图像的图像数据之后，执行该些模块来产生调整后图像； 其中，该些模块包括: 亮度检测模块，获得每一个该些感光单元在该原始图像中对应的最大亮度分布范围； 亮度加总模块，将复数的色光个别对应的该最大亮度分布范围内的该些亮度值加总，藉以获得每一个该些感光单元上的每一个该些色光的加总后亮度值；以及 图像产生模块，将每一个该些感光单元的每一该些色光的该加总后亮度值设定为该调整后图像对应的显示像素的像素数据。7.根据权利要求6所述的图像数据产生装置，其特征在于，该些色光包括红色光、绿色光以及蓝色光，每一该些感光单元包括NlXN2个上述感光像素，NI与N2为正整数， 其中，该亮度检测模块在每一该些感光单元的NI个感光像素行中，取出该些亮度值最高的M个上述感光像素行，而设定该最大亮度分布范围为上述M个感光像素行，其中上述M个感光像素行包括MXN2个上述感光像素，而当NI为3的倍数时，设定M为N1/3，当NI不为3的倍数时，设定M为不小于N1/3的最小整数X或者设定M为x+1的整数。8.根据权利要求7所述的图像数据产生装置，其特征在于，该亮度检测模块分别针对每一该些色光，在每一该些感光单元中，将每一该些感光像素行的该些亮度值相加，并且将该些亮度值相加后的值为最高的上述M个感光像素行设定为该最大亮度分布范围。9.根据权利要求7所述的图像数据产生装置，其特征在于，该亮度检测模块分别针对每一该些色光，在每一该些感光单元中，将每一该些感光像素行的该些亮度值相加后再平均，并且将该些亮度值相加后再平均的值为最高的上述M个感光像素行设定为该最大亮度分布范围。10.根据权利要求7所述的图像数据产生装置，其特征在于，该亮度检测模块分别针对每一该些色光，在每一该些感光单元中，判断每一该些感光像素行中是否有超过半数的该些亮度值大于门槛值，并且将超过半数的该些亮度值大于该门槛值的上述M个感光像素行设定为该最大亮度分布范围。
【文档编号】H04N9/04GK105991979SQ201510088387
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月26日
【发明人】邹嘉骏, 林品杰, 许佳微
【申请人】由田新技股份有限公司