專利名稱：可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字相機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種可調(diào)整感性曲線的影像處理方法與裝置。可令使用者依其偏好，可以回饋方式，反復(fù)修正該裝置拍攝影像時的反差控制參數(shù)，以即時對所拍攝的影像數(shù)據(jù)，進(jìn)行反差調(diào)整及處理，能拍攝出最佳反差效果的景物影像。
在傳統(tǒng)影像系統(tǒng)的感光材料中，由于，底片的反差特性，在固定的沖洗顯影時間上，亦屬固定，故一般攝影家在攝取景物影像時，并無法針對影像的反差特性，進(jìn)行調(diào)整，僅能在沖洗底片時，通過改變沖洗底片的時間，調(diào)整該底片的反差效果，以補(bǔ)償被攝景物影像的光線條件。世界著名的分區(qū)曝光系統(tǒng)(Zone System)，即系針對此一目的所設(shè)計者。此外，在先前中請的美國發(fā)明專利US5445929中，亦揭露有利用可變反差的化學(xué)式攝影系統(tǒng)，來調(diào)整底片反差效果的技術(shù)，但，該技術(shù)需等完成拍攝，對底片進(jìn)行化學(xué)處理后，始能令其呈現(xiàn)此一效果，故其反差效果不僅無法在拍攝現(xiàn)場立即呈現(xiàn)，且無法立即予以調(diào)整或改變。
如前述，由于一般底片的反差特性系屬固定，且所能感應(yīng)的影像光場的動態(tài)范圍亦屬固定，故攝影家在攝取景物影像時，僅能通過調(diào)整相機(jī)光圈及快門的曝光值，令其在不同曝光區(qū)間取得固定光場范圍的影像輸入信號，針對此，在先前申請的美國發(fā)明專利US5159384中，發(fā)明人利用精準(zhǔn)而復(fù)雜的曝光系統(tǒng)，雖改善了影像輸入信號的品質(zhì)，卻仍無法改變影像系統(tǒng)本身的特性曲線值。
另，傳統(tǒng)上，場景反差比(scene contrast)系用以定義拍照場景內(nèi)景物亮度的相對比值。依過去的研究顯示，一般最常拍攝的場景，其反差比系介于20∶1到800∶1之間，其中又以160∶1最常見，因此，一般底片大都以此作為標(biāo)準(zhǔn)反差比，設(shè)計底片的固定反差價，即底片輸入信號的光場(明暗差異)動態(tài)范圍，其值約為7又1/4格的光圈。以輸入信號的光場動態(tài)范圍為100∶1的底片為例，參閱圖2所示，在其特性曲線中，X軸系代表場景內(nèi)不同景物相對亮度比值(即曝光值)的對數(shù)函數(shù)Log H(或稱輸入信號動態(tài)域)，而Y軸系代表底片沖洗出的濃度值(或稱輸出信號值域)，若相機(jī)的曝光參考值設(shè)計在底片的特性曲線的輸入信號動態(tài)域的中間，則使用者調(diào)整相機(jī)的曝光參考值時，該底片的特性曲線將沿X軸方向水平位移，但，該曲線的斜率仍維持不變。因此，復(fù)參閱圖2所示，當(dāng)相機(jī)的曝光參考值被設(shè)定在曲線A的中間時，會將亮度值在E0至E2間的景物，呈現(xiàn)在底片濃度為0至2間，而景物在亮度值在E2以上的部分，則均將被舍去無法呈現(xiàn)；當(dāng)相機(jī)的曝光參考值被設(shè)定在曲線B的中間時，會將亮度值在E1至E3之間的景物呈現(xiàn)在底片濃度為0與2之間，而景物在亮度值E1以下及E3以上的部份，則將無法被記錄；同理，當(dāng)相機(jī)的曝光參考值被設(shè)定在曲線C的中間時，底片僅能記錄亮度值在E2到E4范圍內(nèi)的景物。由此可知，無論使用者如何改變相機(jī)的曝光參考值，由于底片的反差曲線的斜率系屬固定，故該底片僅能記錄在一固定輸入信號動態(tài)域內(nèi)的景物。若欲改變輸入信號動態(tài)域的范圍，且令其輸出信號值域(即底片沖洗出的濃度范圍值)仍維持固定，則勢必需通過改變該拍攝系統(tǒng)的特性函數(shù)，才能達(dá)成，參閱圖3所示，以曲線B為例，可通過增大該曲線的斜率，令其輸入信號動態(tài)域的范圍減小，變成如曲線A所示，又若減小該曲線的斜率，則其輸入信號動態(tài)域的范圍將加大，成為如曲線C所示，但其輸出信號值域及相機(jī)的曝光參考值可維持不變。
因此，在一般攝影過程中，底片的特性曲線定義了輸入信號動態(tài)域的范圍，即可被記錄的場景亮度范圍，故若使用者欲調(diào)整可被記錄的景物的光場動態(tài)范圍，則在數(shù)學(xué)的意義上，需通過改變該攝影系統(tǒng)函數(shù)的特性曲線。參閱圖4中曲線A所示，若已知X1、X2、Y1與Y2等四點(diǎn)，則曲線A的特性，可由Y＝mX+c代函代表一線性曲線，其中m為斜率，c為常數(shù)；若再提供一X3數(shù)值，加入運(yùn)算，即可令其調(diào)整為圖4中曲線B所示的一非線性的特性函數(shù)。因此，在實際應(yīng)用上，若XN為攝影家可選取的場景內(nèi)某景物的光場量度值，而YN為攝影家可定義的輸出信號值域范圍，則依據(jù)所選取的至少2組(XN，YN)值，即可根據(jù)下列公式計算出該特性曲線的斜率mm=Y2-Y1X2-X1]]>，攝影家可通過調(diào)整該m值，以調(diào)高或調(diào)低該系統(tǒng)的反差值，其輸出值域的范圍Y1-Y2，亦可逕依使用者偏好設(shè)定，無需固定設(shè)在其極限值。此一作法，雖已于美國發(fā)明專利US5539459中揭露有類似的觀念，但該專利對于使用者如何控制及調(diào)整該系統(tǒng)的反差值，或該系統(tǒng)如何使用者指示，對該系統(tǒng)的反差值，進(jìn)行控制及調(diào)整，則并無具體的陳述。
此外，在現(xiàn)有的數(shù)字相機(jī)1中，參閱圖5所示，均利用一光感應(yīng)元件11(charges couple device，簡稱CCD)，通過一鏡片(lens)組10，擷取景物影像，并將所擷取的影像轉(zhuǎn)換為模擬訊號后，經(jīng)一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器12，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字影像訊號，再經(jīng)一編碼元件13予以編碼后，儲存至一存儲器14(或儲存裝置中)，最后，再通過其上的一顯示裝置15，將所儲存的數(shù)字影像顯示出來。該等習(xí)用數(shù)字相機(jī)1可通過預(yù)先設(shè)定其控制參數(shù)值16，以控制其增益值(Gain)及補(bǔ)償值(Offset)的方式，對類似Y＝mX+c線性函數(shù)的系統(tǒng)特性，進(jìn)行調(diào)整，如美國發(fā)明專利US4187519所示，但，該專利并無法建構(gòu)出非線性化的函數(shù)關(guān)系，且若使用者欲自行設(shè)定其輸入信號動態(tài)域的范圍時，亦無法將其列入調(diào)整其反差的處理中。由于，人類的視覺系統(tǒng)會隨場景光線的強(qiáng)度，改變其視覺反差，因此，單純將輸入場景的光場動態(tài)范圍，自動對應(yīng)至全部的輸出信號值域范圍，并無法令攝影家直接依其偏好，達(dá)成即時調(diào)整及控制影像反差特性的愿望。
本發(fā)明的一種可調(diào)整感光特性曲線的影像處理裝置包括一光學(xué)元件組，系用以調(diào)整光圈、快門、焦距及感測曝光值；一光感應(yīng)單元，系用以通過該光學(xué)元件組感應(yīng)被攝景物的光表像資料，并將其轉(zhuǎn)變成代表景物彩色影像的模擬電壓信號；一信號轉(zhuǎn)換單元，系用以將該光表像資料轉(zhuǎn)換成一預(yù)定格式的數(shù)字影像資料；一輸出影像存儲器，系用以儲存該數(shù)字影像資料；
一使用者介面，系用以顯示該影像存儲器傳來的數(shù)字影像資料，并令使用者可通過該介面調(diào)整擷取影像資料的設(shè)定值；一參數(shù)設(shè)定存儲器，系用以儲存使用者通過該使用者介面所設(shè)定的參數(shù)；一預(yù)定參數(shù)存儲器，系用以儲存預(yù)設(shè)的參數(shù)；一控制參數(shù)存儲器，系用以儲存控制參數(shù)，以根據(jù)該控制參數(shù)對該信號轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行影像調(diào)整及處理；及一處理器，系用以根據(jù)該預(yù)定參數(shù)存儲器、光學(xué)元件組、輸出影像存儲器、參數(shù)設(shè)定存儲器及信號轉(zhuǎn)換單元所分別傳來的訊號，計算出用以控制影像擷取功能的控制參數(shù)，并將其存入該控制參數(shù)存儲器中，使該信號轉(zhuǎn)換單元根據(jù)該等控制參數(shù)，對該光感應(yīng)單元所擷取的影像資料，進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明的一種可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法利用一影像處理裝置內(nèi)的一處理器，依下列步驟，控制該裝置內(nèi)的各組成元件，以調(diào)整擷取影像資料的反差值首先，由一預(yù)設(shè)參數(shù)存儲器內(nèi)，讀取預(yù)設(shè)的一控制選項，再通過一使用者介面予以顯示，供使用者選取可用以調(diào)整影像反差的數(shù)值，并將所選取的數(shù)值儲存至一參數(shù)設(shè)定存儲器內(nèi)；根據(jù)該參數(shù)設(shè)定存儲器內(nèi)所儲存的使用者設(shè)定值，計算出影像資料的反差特性參數(shù)，并將該參數(shù)值儲存至一控制參數(shù)存儲單元內(nèi)，完成定義取像時的反差設(shè)定；當(dāng)利用該裝置對景物拍照時，令一信號轉(zhuǎn)換單元依該控制參數(shù)存儲單元所儲存的反差特性參數(shù)，對一光感應(yīng)單元傳來的模擬電壓信號依序進(jìn)行轉(zhuǎn)換及編碼，并將所產(chǎn)生的數(shù)字影像資料，儲存至一輸出影像存儲器中；
然后，再將該輸出影像存儲器內(nèi)儲存的影像資料，傳送至該使用者介面上，令使用者可依其偏好，重覆前述步驟，調(diào)整影像的反差數(shù)值。


圖13所示乃本發(fā)明的又一較佳實施例的影像資料處理流程示意圖。圖號說明光學(xué)元件組…………62 光感應(yīng)單元…………70信號轉(zhuǎn)換單元…………80 輸出影像存儲器…………90使用者介面…………50 參數(shù)設(shè)定存儲器…………40預(yù)定參數(shù)存儲器………10 控制參數(shù)存儲器…………30處理器…………20 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器………82
該裝置在擷取景物影像時，主要系依下列步驟，參閱圖7所示，進(jìn)行處理(1)首先，通過該光學(xué)元件組62(包括鏡頭、光圈、快門及反射棱鏡等)，擷取光線下所呈現(xiàn)的景物60影像，其影像內(nèi)容系呈一光表像資料(visualization of he scene light)65，即相對于該景物的光量。若以測光表讀取該光表像資料，可得其曝光值。
(2)當(dāng)該景物60的光表像資料65抵達(dá)該裝置時，將被該感應(yīng)單元70轉(zhuǎn)換成多頻道的電壓及電流信號，令其資料內(nèi)容轉(zhuǎn)變成代表景物彩色影像的模擬電壓信號75。
(3)該彩色影像的模擬電壓信號75再通過該信號轉(zhuǎn)換單元80中的一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器82(A/D Converter)，參閱圖8所示，被轉(zhuǎn)換成一L位元(如12bit)的數(shù)字影像資料83。
(4)該L位元的數(shù)字鏘影像資料83再通過該信號轉(zhuǎn)換單元80中的一L-M的編碼器84，復(fù)參閱圖8所示，依其對照表的設(shè)定，產(chǎn)生一M位元(如10bit)的數(shù)字影像資料85，并被儲存至該信號轉(zhuǎn)換單元80中的一暫存存儲器86內(nèi)。
(5)最后，該M位元的數(shù)字影像資料85再通過該信號轉(zhuǎn)換單元80中的一M-N編碼器89，復(fù)參閱圖8所示，依其對照表的設(shè)定，產(chǎn)生一N位元(如8bit)的數(shù)字影像資料89，并儲存至該輸出影像存儲器90中。
由于，在本發(fā)明中，該等轉(zhuǎn)換數(shù)值中M為設(shè)計在大于或等于N的條件下，即M≥N，依該M-N編碼器89的轉(zhuǎn)換關(guān)系，數(shù)字影像資料可由2M種資料數(shù)值降至只有2N種數(shù)值，故若在輸入信號動態(tài)域X內(nèi)，參閱圖9所示，僅取2M種數(shù)值，對應(yīng)至2N種的輸出信號值域Y中，則其取樣數(shù)值間的線性關(guān)系，可以函數(shù)Y＝mX或(Y2-Y1)＝m(X2-X1)來代表，其中Y2與Y1即為對應(yīng)后輸出信號值域的最大值與最小值，而X2為輸入信號動態(tài)域的上限與下限，其斜率m值即m=Y2-Y1X2-X1]]>，該對應(yīng)關(guān)系即視覺系統(tǒng)上所謂的反差。
復(fù)參閱圖9所示，在本發(fā)明中，若該裝置的曝光參考值Xe系介于X2與X1間的某設(shè)定點(diǎn)，則在不改變該裝置的曝光參考值Xe的情形下，加大X2與X1間的輸入信號動態(tài)域的范圍至X’2與X’1間，將令其斜率變小，使影像反差減少。反之，若減少該輸入信號動態(tài)域的范圍，且令輸出信號值域維持不變，則可提升影像的反差。本發(fā)明即利用此一觀念，先于該預(yù)定參數(shù)存儲器10中儲存至少一預(yù)設(shè)的斜率值m，令該裝置在已知的曝光參考值Xe條件下，計算出一對照表，或由輸入信號動態(tài)域的數(shù)值X2、X1、Xe與對于應(yīng)的輸出信號值域Y2、Y1、Ye計算出一非線性的函數(shù)，再根據(jù)該函數(shù)產(chǎn)生一對照表，直接通過該對照表，調(diào)整該m值或該X、Y值的設(shè)定，以達(dá)成即時調(diào)整被攝景物影像反差的目的。由于，在發(fā)明中，該輸入信號動態(tài)域的數(shù)值范圍有2M種，超出該輸出信號值域的數(shù)值范圍2N種，故對應(yīng)后并不會有跳階(quantization)的現(xiàn)象。
此外，本發(fā)明在該景物60的光表像合65抵達(dá)該裝置時，該處理器20可根據(jù)該光學(xué)元件組62上的測光機(jī)制，調(diào)整該光學(xué)元件組中的光圈、快門，或調(diào)整該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的增益值(Gain)及補(bǔ)償值(Offeset)，以設(shè)定該影像的曝光參考值Xe，并以該影像的曝光參考值Xe為中心，以等量方式調(diào)整其輸入信號動態(tài)域的范圍值，由于，一般常見的曝光設(shè)定，并不會受反差調(diào)整的影響，因此，本發(fā)明的反差調(diào)整可獨(dú)立于該裝置的曝光控制外，成為一獨(dú)立的控制項目。
在本發(fā)明的一實施例中，該處理器20依下列程序，參閱圖10所示，控制各組成元件，以調(diào)整影像資料的反差值(1)首先，由該預(yù)設(shè)參數(shù)存儲器10內(nèi)，讀取一預(yù)設(shè)的參數(shù)設(shè)定控制選項，再通過該使用者介面50的顯示器，予以顯示，讓使用者直接通過該控制選項，設(shè)定影像的輸出信號值域Y2、Y1，(Y2與Y1不一定為Y值域的極值)，然后再通過操作該光學(xué)元件組62，于該控制選項上分別設(shè)定該光表像資料65上對應(yīng)于該等輸出信號值域Y2、Y1、的目標(biāo)位置的輸入信號動態(tài)域X1、X2，并將該等數(shù)值儲存在該參數(shù)設(shè)定存儲器40內(nèi)。在該實施例中，輸入信號動態(tài)域X1、X2的數(shù)值，可為該光學(xué)元件組62對準(zhǔn)該光表像資料65的目標(biāo)位置1、2時所測得的數(shù)值，如圖11所示，該數(shù)值一般系指點(diǎn)測光表的讀數(shù)；另，使用者亦可在設(shè)定X1與X2及Y1、與Y2上的相對值后，通過輸入多于該二點(diǎn)的另一數(shù)值X3、Y3以決定如圖4中所形成的非線性特性曲線(如曲線B)。
(2)再根據(jù)該參數(shù)設(shè)定存儲器40內(nèi)所儲存的使用者設(shè)定值，計算出影像資料的反差特性參數(shù)，并將該參數(shù)值儲存至該控制參數(shù)存儲器30內(nèi)，完成定義取像時的反差設(shè)定；(3)當(dāng)該裝置對景物拍照時，令該信號轉(zhuǎn)換單元80根據(jù)該控制參數(shù)存儲器30內(nèi)所儲存的反差特性參數(shù)，對該光感應(yīng)單元70傳來的模擬電壓信號，依序進(jìn)行轉(zhuǎn)換及編碼處理，并將所產(chǎn)生的N位元數(shù)字影像資料89，儲存到影像存儲器90中。
(4)然后，再將該輸出影像存儲器90內(nèi)儲存的影像資料，傳送至該使用者介面50的顯示器上，即可令使用者重復(fù)步驟(1)的程序，依其偏好，通過該控制選項重新設(shè)定影像的輸入信號值域X1與X2及輸出信號值域Y1、與Y2。
該實施例中，由于，使用者可直接通過操作該光學(xué)元件組62，在該顯示器所顯示的控制選項上，設(shè)定景物光表像資料65上至少二目標(biāo)位置所對應(yīng)的輸入信號動態(tài)域X1與X2及輸出信號值域Y1、與Y2，再根據(jù)該等設(shè)定數(shù)值，即時計算出取像資料的反差參數(shù)值，因此，該信號轉(zhuǎn)換單元80在對數(shù)字影像資料進(jìn)行轉(zhuǎn)換及編碼處理時，可省略L位元到M位元數(shù)字影像資料的轉(zhuǎn)換，故該二編碼器84、88可予合并，并可省略該暫存存儲器86。
在本發(fā)明的另一較佳實施例中，該處理器20系依下列程序，參閱圖12所示，控制各組成元件，以調(diào)整所擷取影像資料的反差值(1)首先，由該預(yù)設(shè)參數(shù)存儲器10內(nèi)，讀取預(yù)設(shè)的一指標(biāo)選項，該指標(biāo)選項內(nèi)包括至少一個以上預(yù)設(shè)的反差參數(shù)值，再通過該使用者介面50的顯示器，予以顯示，供使用者選取，并將所選取的數(shù)值儲存至該參數(shù)設(shè)定存儲器40內(nèi)；該等數(shù)值可為其特性曲線的斜率，故可通過直接選取預(yù)設(shè)的數(shù)值，以改變其斜率，如圖3中所定義的特性曲線A、B或C。
(2)再根據(jù)該參數(shù)設(shè)定存儲器40內(nèi)所儲存的使用者設(shè)定值，及該光學(xué)元件組62所測得的曝光參考值，計算出影像資料的反差特性參數(shù)(可為一非線性參數(shù))，并將該參數(shù)值儲存至該控制參數(shù)存儲器30內(nèi)，完成定義取像時的反差設(shè)定；(3)當(dāng)使用者利用該裝置對景物拍照時，令該信號轉(zhuǎn)換單元80依該控制參數(shù)存儲器30所儲存的反差特性參數(shù)，對該光感應(yīng)單元70傳來的模擬電壓信號，依序進(jìn)行轉(zhuǎn)換及編碼處理，并將所產(chǎn)生的N位元的數(shù)字影像資料89，儲存至該輸出影像存儲器90中；(4)然后，再將該輸出影像存儲器90內(nèi)儲存的影像資料，傳送至該使用者介面50的顯示器上，即可令使用者重覆步驟(1)的程序，依其偏好，重新自該指標(biāo)選項內(nèi)選取預(yù)設(shè)的反差參數(shù)值。
該另一實施例中，由使用者可直接通過該使用者介面50自該預(yù)設(shè)參數(shù)存儲器10內(nèi)，即時選取預(yù)設(shè)的反差參數(shù)值，故該信號轉(zhuǎn)換單元80在對數(shù)字影像資料進(jìn)行轉(zhuǎn)換及編碼處理時，可省略該暫存存儲器86及L位元到M位元數(shù)字影像資料的轉(zhuǎn)換，并將該二編碼器84、88予以合并。
在本發(fā)明的又一較佳實施例中，該處理器20可依下列程序，參閱圖13所示，控制各組成元件，以調(diào)整影像資料的反差值(1)首先，自該預(yù)設(shè)參數(shù)存儲器10內(nèi)，讀取預(yù)設(shè)的一指標(biāo)選項，該指標(biāo)選項內(nèi)包括至少一個以上預(yù)設(shè)的反差參數(shù)值，再通過該使用者介面50的顯示器，予以顯示，供使用者參考，依其個人的偏好，利用該使用者介面50上的一輸入裝置(圖中未示)，重新選取其反差參數(shù)值，并將所選取的數(shù)值儲存至該參數(shù)設(shè)定存儲器40內(nèi)；(2)再根據(jù)該參數(shù)設(shè)定存儲器40內(nèi)所儲存使用者設(shè)定值，及該光學(xué)元件組62所測得的曝光參考值，計算出影像資料的反差特性參數(shù)，并將該參數(shù)值儲存至該控制參數(shù)存儲器30內(nèi)，完成定義取像時的反差設(shè)定；(3)當(dāng)使用者利用該裝置對景物拍照時，令該信號轉(zhuǎn)換單元80依該光學(xué)元件組62所測得的曝光參考值及該控制參數(shù)存儲器30所儲存的反差特性參數(shù)，修改該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)化器82內(nèi)對照表的資料，以將該光感應(yīng)單元70傳來的模擬電壓信號75，轉(zhuǎn)換成L位元的數(shù)字影像資料83，該影像資料83系光表像資料在該光感應(yīng)單元70上的強(qiáng)度及其在數(shù)字信號上的線性呈現(xiàn)，但在人類視覺信號的領(lǐng)域其為非線性的關(guān)系。
(4)令該L-M編碼器84依該控制參數(shù)存儲器30所儲存的參數(shù)，修改該L-M編碼器84內(nèi)對照表的資料，以對該L位元影像資料83進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生M位元的數(shù)字影像資料85，該影像資料85代表光轉(zhuǎn)換成人類視覺上所感知(perceived)的明亮度，并將其儲存于該暫存存儲器86中。
(5)然后，再令該M-N編碼器86依該控制參數(shù)存儲器30所儲存的反差特控參數(shù)，修改該M-N編碼器86內(nèi)對照表的資料，以對該M位元的影像資料85進(jìn)行由M位元到N位元的值域?qū)?yīng)轉(zhuǎn)換，并將所產(chǎn)生的N位元數(shù)字影像資料89，儲存在該輸出影像存儲器90，且呈現(xiàn)在該顯示幕上，即可另使用者重復(fù)步驟(1)的程序，依其偏好，重新自該指標(biāo)選項內(nèi)選取預(yù)設(shè)的反差參數(shù)值。
在前述對應(yīng)轉(zhuǎn)換過程中，由于系以M位元的數(shù)值代表圖4中的輸入信號動態(tài)域X，N位元的數(shù)值代表其輸出信號位域Y，故該對照表所定義的參數(shù)，即為調(diào)整反差時的對應(yīng)函數(shù)或特性曲線，其對應(yīng)方式系通過改變可接受的輸入信號動態(tài)域的范圍，并依曝光參考值決定該動態(tài)域的中間參考點(diǎn)位置。
(6)若使用者欲對該裝置已擷取的數(shù)字景物影像，進(jìn)行反差調(diào)整，使用者可通過該使用者介面50上的一定位裝置(圖中未示)，自該顯示器上，依其偏好，選取該影像資料上對應(yīng)于該目標(biāo)位置1、2，此時，該處理器10可由該暫存存儲器86中讀取該M位元影像資料上對應(yīng)該目標(biāo)位置1、2的數(shù)值范圍，并將其儲存至該參數(shù)設(shè)定存儲器40中，該M位元的數(shù)值范圍即可作為如圖4中輸入信號動態(tài)域X，而該N位元影像資料的對應(yīng)數(shù)值范圍，則由該輸出影像存儲器90中被讀出，并勝儲存至該參數(shù)設(shè)定存儲器40中，該N位元的數(shù)值范圍即可作為如圖4中的輸出信號值域Y。
(7)然后，再讀取該參數(shù)設(shè)定存儲器40內(nèi)所儲存的數(shù)值，如圖4中的XN值與YN值，計算出新的特性曲線，并將其儲存值該控制參數(shù)存儲器30中，并重復(fù)步驟(5)的程序，令該等編碼器依新的特性曲線，調(diào)整其對照表，重新對已擷取的數(shù)字景物影像進(jìn)行編碼及轉(zhuǎn)換處理，以調(diào)整其反差效果。
如此，使用者即可利用本發(fā)明的裝置，依其偏好，可以回饋方式，反復(fù)修正及調(diào)整該反差控制參數(shù)，令該裝置能考量人類的視覺特性，即時計算出線性或非線性的反差特性曲線，并據(jù)以作為該影像處理裝置(如相機(jī))拍攝影像時的取樣參考值，拍攝出最佳反差值的景物影像。
以上所述，僅為本發(fā)明的最佳具體實施例，但本發(fā)明的特征并不局限于此，任何熟悉該項技藝者在本發(fā)明領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾，皆應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)整感光特性曲線的影像處理裝置，其特征是該裝置包括一光學(xué)元件組，系用以調(diào)整光圈、快門、焦距及感測曝光值；一光感應(yīng)單元，系用以通過該光學(xué)元件組感應(yīng)被攝景物的光表像資料，并將其轉(zhuǎn)變成代表景物彩色影像的模擬電壓信號；一信號轉(zhuǎn)換單元，系用以將該光表像資料轉(zhuǎn)換成一預(yù)定格式的數(shù)字影像資料；一輸出影像存儲器，系用以儲存該數(shù)字影像資料；一使用者介面，系用以顯示該影像存儲器傳來的數(shù)字影像資料，并令使用者可通過該介面調(diào)整擷取影像資料的設(shè)定值；一參數(shù)設(shè)定存儲器，系用以儲存使用者通過該使用者介面所設(shè)定的參數(shù)；一預(yù)定參數(shù)存儲器，系用以儲存預(yù)設(shè)的參數(shù)；一控制參數(shù)存儲器，系用以儲存控制參數(shù)，以根據(jù)該控制參數(shù)對該信號轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行影像調(diào)整及處理；及一處理器，系用以根據(jù)該預(yù)定參數(shù)存儲器、光學(xué)元件組、輸出影像存儲器、參數(shù)設(shè)定存儲器及信號轉(zhuǎn)換單元所分別傳來的訊號，計算出用以控制影像擷取功能的控制參數(shù)，并將其存入該控制參數(shù)存儲器中，使該信號轉(zhuǎn)換單元根據(jù)該等控制參數(shù)，對該光感應(yīng)單元所擷取的影像資料，進(jìn)行調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理裝置，其特征是該信號轉(zhuǎn)換單元內(nèi)包括一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，系用以將該光感應(yīng)單元傳來的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成一數(shù)字影像資料。
3.如權(quán)利要求2所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理裝置，其特征是該信號轉(zhuǎn)換單元內(nèi)尚包括一L-M的編碼器，系依其對照表的設(shè)定，將該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器傳來的數(shù)字影像資料轉(zhuǎn)換成一M位元的數(shù)字影像資料；一M-N編碼器，系依其對照表的設(shè)定，將該M位元的數(shù)字影像資料轉(zhuǎn)換成一N位元的數(shù)字影像資料，其中M系設(shè)計在大于或等于N的條件下，使依該M-N編碼器的轉(zhuǎn)換關(guān)系，令數(shù)字?jǐn)?shù)字影像資料可由輸入信號動態(tài)域X內(nèi)，取樣的2M種數(shù)值，對應(yīng)至2N種的輸出信號值域Y中，得到其取樣數(shù)值間的線性關(guān)系，即m=Y2-Y1X2-X1]]>，其中Y2與Y1即為對應(yīng)后輸出信號值域的最大值與最小值，而X1與X2為輸入信號動態(tài)域的上限與下限，m即其斜率，代表視覺系統(tǒng)上所謂的反差。
4.如權(quán)利要求3所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理裝置，其特征是該信號轉(zhuǎn)換單元內(nèi)尚包括一暫存存儲器，系用以儲存該M位元的數(shù)字影像資料。
5.如權(quán)利要求3所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理裝置，其特征是該N位元的數(shù)字影像資料系儲存在該輸出影像存儲器中。
6.一種可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該方法利用一影像處理裝置內(nèi)的一處理器，依下列步驟，控制該裝置內(nèi)的各組成元件，以調(diào)整擷取影像資料的反差值首先，由一預(yù)設(shè)參數(shù)存儲器內(nèi)，讀取預(yù)設(shè)的一控制選項，再通過一使用者介面予以顯示，供使用者選取可用以調(diào)整影像反差的數(shù)值，并將所選取的數(shù)值儲存至一參數(shù)設(shè)定存儲器內(nèi)；根據(jù)該參數(shù)設(shè)定存儲器內(nèi)所儲存的使用者設(shè)定值，計算出影像資料的反差特性參數(shù)，并將該參數(shù)值儲存至一控制參數(shù)存儲單元內(nèi)，完成定義取像時的反差設(shè)定；當(dāng)利用該裝置對景物拍照時，令一信號轉(zhuǎn)換單元依該控制參數(shù)存儲單元所儲存的反差特性參數(shù)，對一光感應(yīng)單元傳來的模擬電壓信號依序進(jìn)行轉(zhuǎn)換及編碼，并將所產(chǎn)生的數(shù)字影像資料，儲存至一輸出影像存儲器中；然后，再將該輸出影像存儲器內(nèi)儲存的影像資料，傳送至該使用者介面上，令使用者可依其偏好，重覆前述步驟，調(diào)整影像的反差數(shù)值。
7.如權(quán)利要求6所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該方法可根據(jù)該參數(shù)設(shè)定存儲器內(nèi)所儲存的使用者設(shè)定值，及一光學(xué)元件組所測得的曝光參考值，計算出影像資料的非線性反差特性參數(shù)，并將該參數(shù)值儲存至該控制參數(shù)存儲器內(nèi)，完成定義取像時的反差設(shè)定。
8.如權(quán)利要求6所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該控制選項可為一參數(shù)設(shè)定控制選項，令使用者可直接通過該控制選項，設(shè)定影像的輸出信號值域Y1、Y2；再通過操作一光學(xué)元件組，于該控制選項上分別設(shè)定該光表像資料上對應(yīng)于該等輸出信號值域Y1、Y2的目標(biāo)位置的輸入信號動態(tài)域X1、X2，并將該等數(shù)值儲存至該參數(shù)設(shè)定存儲器內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該輸出影像存儲器內(nèi)儲存的影像資料，在傳送至該使用者介面予以顯示后，可令使用者重覆前述步驟，依其偏好，通過該控制選項重新設(shè)定影像輸出信號值域Y1、Y2及輸入信號動態(tài)域X1、X2。
10.如權(quán)利要求8所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該輸入信號動態(tài)域X1、X2的數(shù)值，可為該光學(xué)元件組對準(zhǔn)該光表像資料的目標(biāo)位置時所測得的點(diǎn)曝光表的讀數(shù)。
11.如權(quán)利要求6所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該控制選項可為一指標(biāo)選項，該指標(biāo)選項內(nèi)包括至少一個以上預(yù)設(shè)的反差參數(shù)值，通過一使用者介面予以顯示，供使用者選取。
12.如權(quán)利要求11所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該輸出影像存儲器內(nèi)儲存的影像資料，在傳送至該使用者介面后，即可令使用者重覆前述步驟，依其偏好，重新自該指標(biāo)選項內(nèi)選取預(yù)設(shè)的反差參數(shù)值。
13.如權(quán)利要求6所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該方法尚包括當(dāng)使用者利用該裝置對景物拍照時，令該信號轉(zhuǎn)換單元依一光學(xué)元件組所測得的曝光參考值及該控制參數(shù)存儲單元所儲存的反差特性參數(shù)，修改一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器內(nèi)對照表的資料，以將一光感應(yīng)單元傳來的模擬電壓信號，轉(zhuǎn)換成L位元的數(shù)字影像資料；令一L-M編碼器依該控制參數(shù)存儲器所儲存的反差特性參數(shù)，修改該L-M編碼器內(nèi)對照表的資料，以對該L位元影像資料進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一M位元的影像資料85，并將其儲存于一暫存存儲器中；然后，再令一M-N編碼器依該控制參數(shù)存儲器所儲存的反差特性參數(shù)，修改該M-N編碼器內(nèi)對照表的資料，以對該M位元的影像資料進(jìn)行由M位元到N位元的值域?qū)?yīng)轉(zhuǎn)換，并將所產(chǎn)生的N位元數(shù)字影像資料，儲存在一輸出影像存儲器，且呈現(xiàn)在該顯示幕上，令使用者可重覆前述步驟，依其偏好，重新自該指標(biāo)選項內(nèi)選取預(yù)設(shè)的反差參數(shù)值。
14.如權(quán)利要求13所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該M位元的數(shù)值代表其輸入信號動態(tài)域X，N位元的數(shù)值代表其輸出信號值域Y，該M-N編碼器內(nèi)對照表所定義的參數(shù)，即為調(diào)整反差時的對應(yīng)參數(shù)或特性曲線。
15.如權(quán)利要求14所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該M-N編碼器的對應(yīng)方式系通過改變可接受的輸入信號動態(tài)域的范圍，并依曝光參考值決定該動態(tài)域的參考點(diǎn)位置。
16.如權(quán)利要求13所述的可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法，其特征是該方法尚可令使用者通過該使用者介面上的一定位裝置，自該顯示器上，依下列步驟，對該裝置已擷取的數(shù)字景物影像，進(jìn)行反差調(diào)整根據(jù)該定位裝置所選取的該影像資料上的目標(biāo)位置，由該暫存存儲器中讀取該M位元影像資料上對應(yīng)該目標(biāo)位置的數(shù)值范圍，并將其儲存至該參數(shù)設(shè)定存儲器中，該M位元的數(shù)值范圍可作為輸入信號動態(tài)域X，而該N位元影像資料的對應(yīng)數(shù)值范圍，則由該輸出影像存儲器中被讀出，并儲存至該參數(shù)設(shè)定存儲器中，作為輸出信號值域Y；然后，再讀取該參數(shù)設(shè)定存儲器內(nèi)所儲存的數(shù)值，計算出新的特性曲線，并將其儲存至該控制參數(shù)存儲器中，并重覆前述步驟，令該等編碼器依新的特性曲線，調(diào)整其對照表，重新對已擷取的數(shù)字景物影像進(jìn)行編碼及處理，以調(diào)整其反效果。
全文摘要
本發(fā)明乃一種可調(diào)整感光特性曲線的影像處理方法與裝置，利用一使用者介面，顯示該裝置所擷取的數(shù)字影像資料，并令使用者可通過該介面調(diào)整擷取該影像資料的設(shè)定值，并將該設(shè)定值儲存至一參數(shù)設(shè)定存儲器中，再根據(jù)該參數(shù)設(shè)定存儲器內(nèi)所儲存的使用者設(shè)定值，及一光學(xué)元件組所測得的曝光參考值，立即計算出一新的影像資料的反差控制參數(shù)，并將該反差控制參數(shù)儲存至一控制參數(shù)存儲單元，以令一信號轉(zhuǎn)換單元根據(jù)該反差控制參數(shù)，即時對所拍攝的影像數(shù)據(jù)，進(jìn)行反差調(diào)整及處理，令使用者能依其偏好，可以回饋方式，反復(fù)修正及調(diào)整該反差控制參數(shù)，并以此作為該裝置拍攝影像時的取樣參考值，拍攝出最佳反差值的景物影像。
文檔編號H04N1/40GK1406053SQ01130709
公開日2003年3月26日 申請日期2001年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月21日
發(fā)明者徐明景 申請人:徐明景