拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法。其包含：利用圖像感測(cè)器拍攝由多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)及多個(gè)短曝光區(qū)互相交錯(cuò)的原始圖像，原始圖像包含多個(gè)像素；多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)形成長(zhǎng)曝光場(chǎng)，而多個(gè)短曝光區(qū)形成短曝光場(chǎng)；根據(jù)長(zhǎng)曝光場(chǎng)及短曝光場(chǎng)每一像素的像素值，經(jīng)過重建過程而形成與原始圖像相同分辨率的重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)及重建的短曝光場(chǎng)；以及經(jīng)過結(jié)合過程，根據(jù)重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)及重建的短曝光場(chǎng)的每一像素的像素值，而形成一高動(dòng)態(tài)范圍圖像。
【專利說明】拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例是關(guān)于一種拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，特別是關(guān)于一種利用交錯(cuò)式圖像感測(cè)器，在單張畫面上獲得兩種不同曝光時(shí)間的曝光信息，并結(jié)合兩種不同曝光時(shí)間的曝光信息，而形成一張高動(dòng)態(tài)范圍圖像的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的消費(fèi)型數(shù)字相機(jī)或網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)(Webcam)的動(dòng)態(tài)范圍(Dynamic Range)(亮度信號(hào)最大值與最小值的比值)約為400。然而，室內(nèi)場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)范圍大多超過1500，而室外場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)范圍往往高達(dá)105。因此，該些器材僅能捕捉到場(chǎng)景的部分亮度信息，亦即，該些器材無法同時(shí)捕捉場(chǎng)景中的所有亮度信息。
[0003]為解決以上的問題，P.E.Debevec在1997年提出了高動(dòng)態(tài)范圍圖像的技術(shù)，“PaulE.DebevecjJitendra Malik, Recovering High Dynamic Range Radiance Maps fromPhotographs, SIGGRAPH 1997”。即結(jié)合多張不同曝光時(shí)間的圖像。然而，這種技術(shù)只限用于靜止的圖像，因?yàn)橐坏﹥蓮垐D像中的物體有所移動(dòng)，結(jié)合后的圖像將會(huì)產(chǎn)生鬼影現(xiàn)象(Ghost Effect),如圖1 所不。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種拍攝高動(dòng)態(tài)影片的方法，利用交錯(cuò)式圖像感測(cè)器(InterlacedImage Sensor),在單張的畫面(Frame)同時(shí)獲得兩種不同曝光時(shí)間的曝光信息,便可結(jié)合這兩種曝光信息，因此本方法不會(huì)產(chǎn)生鬼影現(xiàn)象。值得注意的是，本方法的低運(yùn)算量特性，可實(shí)時(shí)地將拍攝到的高動(dòng)態(tài)范圍圖像呈現(xiàn)給使用者觀看。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的目的，提出了一種拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，其包含:利用圖像感測(cè)器拍攝由多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)及多個(gè)短曝光區(qū)互相交錯(cuò)的原始圖像，原始圖像包含多個(gè)像素。多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)形成長(zhǎng)曝光場(chǎng)，多個(gè)短曝光區(qū)形成短曝光場(chǎng)。根據(jù)長(zhǎng)曝光場(chǎng)及短曝光場(chǎng)的每一像素的像素值，經(jīng)過重建過程而形成與原始圖像相同分辨率的重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)及重建的短曝光場(chǎng)。以及經(jīng)過結(jié)合過程，根據(jù)重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)及重建的短曝光場(chǎng)的每一像素的像素值，而形成高動(dòng)態(tài)范圍圖像。其中，像素值可為從O到2X-1的其中之一整數(shù)值，X可為該圖像感測(cè)器的位數(shù)，不同像素值可對(duì)應(yīng)不同亮度，多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)的長(zhǎng)曝光時(shí)間及多個(gè)短曝光區(qū)的短曝光時(shí)間的比值可為曝光時(shí)間比(R)。
[0006]承上所述，本發(fā)明的拍攝高動(dòng)態(tài)影片的方法，利用交錯(cuò)式圖像感測(cè)器拍攝長(zhǎng)曝光區(qū)與短曝光區(qū)交錯(cuò)的原始圖像，并使用重建過程補(bǔ)上長(zhǎng)曝光區(qū)及短曝光區(qū)缺漏的部分，而形成與原始圖像相同分辨率的重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)及重建的短曝光場(chǎng)，再利用結(jié)合過程將重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)及重建的短曝光場(chǎng)結(jié)合而成高動(dòng)態(tài)范圍圖像。本發(fā)明通過圖像重建，解決了一般采用交錯(cuò)式圖像感測(cè)器造成分辨率降低一半而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為根據(jù)先前技術(shù)的方法產(chǎn)生鬼影現(xiàn)象的示意圖。
[0008]圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的拍攝高動(dòng)態(tài)影片的方法的流程圖。
[0009]圖3為根據(jù)本發(fā)明的由交錯(cuò)式圖像感測(cè)器擷取的高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景的原始圖像的示意圖。
[0010]圖4為根據(jù)本發(fā)明的長(zhǎng)曝光場(chǎng)及短曝光場(chǎng)的示意圖。
[0011]圖5為根據(jù)本發(fā)明的長(zhǎng)曝光場(chǎng)像素值與短曝光場(chǎng)像素值對(duì)應(yīng)亮度的示意圖。
[0012]圖6為根據(jù)本發(fā)明的亮度與長(zhǎng)曝光場(chǎng)及短曝光場(chǎng)的像素值的關(guān)系圖。
[0013]圖7為根據(jù)本發(fā)明的重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)與重建的短曝光場(chǎng)的示意圖。
[0014][標(biāo)號(hào)說明]
[0015]S51?S56:步驟流程101:第一長(zhǎng)曝光區(qū)
[0016]102:第一短曝光區(qū)103:第二長(zhǎng)曝光區(qū)
[0017]104:第二短曝光區(qū)105:長(zhǎng)曝光場(chǎng)
[0018]106:短曝光場(chǎng)107:重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)
[0019]108:重建的短曝光場(chǎng)

【具體實(shí)施方式】
[0020]為利貴審查員了解本發(fā)明的技術(shù)特征、內(nèi)容與優(yōu)點(diǎn)及其所能達(dá)成的功效，茲將本發(fā)明配合附圖，并以實(shí)施例的表達(dá)形式詳細(xì)說明如下，而其中所使用的圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發(fā)明實(shí)施后的真實(shí)比例與精準(zhǔn)配置，故不應(yīng)就所附的圖式的比例與配置關(guān)系解讀、局限本發(fā)明于實(shí)際實(shí)施上的權(quán)利范圍，合先敘明。
[0021]本發(fā)明提出一種拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，提供使用者以交錯(cuò)式圖像感測(cè)器拍攝出具有多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)及多個(gè)短曝光區(qū)的原始圖像。利用長(zhǎng)曝光區(qū)擷取的圖像信息以于重建過程中提供場(chǎng)景較暗的部分，并利用短曝光區(qū)擷取的圖像信息以于重建過程中提供場(chǎng)景較亮的部分。經(jīng)過重建過程及結(jié)合過程而形成高動(dòng)態(tài)范圍圖像，避免圖像質(zhì)量下降的缺陷。此外，本方法具有低運(yùn)算量的特性，因此使用者可實(shí)時(shí)將拍攝到的高動(dòng)態(tài)范圍圖像呈現(xiàn)出。
[0022]本發(fā)明的拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，可應(yīng)用于具備圖像感測(cè)器的任何電子產(chǎn)品，例如手機(jī)、數(shù)字相機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、筆記本型計(jì)算機(jī)。
[0023]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的拍攝高動(dòng)態(tài)影片的方法的流程圖，其流程步驟可包含如下:
[0024]S51:利用交錯(cuò)式圖像感測(cè)器擷取高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景的原始圖像。
[0025]S52:由原始圖像取得分辨率為原始圖像一半的長(zhǎng)曝光場(chǎng)。
[0026]S53:由原始圖像取得分辨率為原始圖像一半的短曝光場(chǎng)。
[0027]S54:利用短曝光場(chǎng)的信息將長(zhǎng)曝光場(chǎng)重建成分辨率與原始圖像相同。
[0028]S55:利用長(zhǎng)曝光場(chǎng)的信息將短曝光場(chǎng)重建成分辨率與原始圖像相同。
[0029]S56:結(jié)合長(zhǎng)曝光場(chǎng)及短曝光場(chǎng)以得到高動(dòng)態(tài)范圍圖像。
[0030]本發(fā)明使用交錯(cuò)式圖像感測(cè)器擷取高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景的原始圖像，該交錯(cuò)式圖像感測(cè)器可為貝爾模式(Bayer Pattern)圖像感測(cè)器，其可設(shè)定第一列與第二列的曝光時(shí)間較長(zhǎng)，其捕捉的圖像信息用以重建圖像場(chǎng)景中低亮度的部分，而第三列與第四列的曝光時(shí)間較短，其捕捉的圖像信息用以重建圖像場(chǎng)景中高亮度的部分，以此類推。因此原始圖像可由分辨率為原始圖像一半的多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)及分辨率為原始圖像一半的多個(gè)短曝光區(qū)結(jié)合而成。接著，重建過程包含利用短曝光區(qū)的信息填補(bǔ)長(zhǎng)曝光區(qū)缺漏的部分，而形成分辨率與原始圖像相同的長(zhǎng)曝光場(chǎng)，同時(shí)利用長(zhǎng)曝光區(qū)的信息填補(bǔ)短曝光區(qū)缺漏的部分，而形成分辨率與原始圖像相同的短曝光場(chǎng)。最后，結(jié)合過程包含結(jié)合長(zhǎng)曝光場(chǎng)及短曝光場(chǎng)的信息，以得到高動(dòng)態(tài)范圍圖像。
[0031]圖3為本發(fā)明由交錯(cuò)式圖像感測(cè)器擷取的高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景的原始圖像的示意圖。為了使以下說明更容易理解，在此使用8x8的分辨率進(jìn)行說明。因此原始圖像可由第一長(zhǎng)曝光區(qū)101、第一短曝光區(qū)102、第二長(zhǎng)曝光區(qū)103及第二短曝光區(qū)104交錯(cuò)組成。須說明的是，并非任一曝光區(qū)皆須具有連續(xù)二列的圖像感測(cè)元件，亦可設(shè)定第一列的曝光時(shí)間較長(zhǎng)，第二列的曝光時(shí)間較短，第三列的曝光時(shí)間較長(zhǎng)，第四列的曝光時(shí)間較短，以此交錯(cuò)以擷取原始圖像。此外，本實(shí)施例是以至少一列的橫向的圖像感測(cè)元件為曝光區(qū)，然而，本發(fā)明并不限于，亦可將曝光區(qū)定義為縱向的圖像感測(cè)元件，例如第一行與第二行的曝光時(shí)間較長(zhǎng)，而第三行與第四行的曝光時(shí)間較短。
[0032]圖4為本發(fā)明長(zhǎng)曝光場(chǎng)及短曝光場(chǎng)的示意圖。請(qǐng)同時(shí)參閱圖3及圖4，長(zhǎng)曝光場(chǎng)105可包含第一長(zhǎng)曝光區(qū)101及第二長(zhǎng)曝光區(qū)103,短曝光場(chǎng)106可包含第一短曝光區(qū)102及第二短曝光區(qū)104。如圖4所示，長(zhǎng)曝光場(chǎng)105及短曝光場(chǎng)106分別捕捉到場(chǎng)景中的不同部分。
[0033]圖5為本發(fā)明長(zhǎng)曝光場(chǎng)像素值與短曝光場(chǎng)像素值對(duì)應(yīng)亮度的示意圖。環(huán)境中同一亮度的光源，受到曝光時(shí)間的差異會(huì)形成不同的像素值(Pixel Value)。假設(shè)x為圖像感測(cè)器的位數(shù)，則像素值可為O至2X-1之間的整數(shù)。另外，假設(shè)長(zhǎng)曝光場(chǎng)的曝光時(shí)間與短曝光場(chǎng)的曝光時(shí)間的比值為曝光時(shí)間比(R)。則同樣亮度的光源，在長(zhǎng)曝光場(chǎng)與短曝光場(chǎng)所擷取的圖像的像素值會(huì)有R倍的差異。例如于本實(shí)施例中，于相同的亮度下，若長(zhǎng)曝光場(chǎng)的像素值R，則短曝光場(chǎng)的像素值I ;于相同的亮度下，若長(zhǎng)曝光場(chǎng)的像素值2X，則短曝光場(chǎng)的像素值27R。須說明的是，本示意圖的圖像暗區(qū)超過短曝光場(chǎng)的擷取能力，即此時(shí)短曝光場(chǎng)于此圖像暗區(qū)的像素值皆為O或小于某一預(yù)設(shè)值，因此于重建過程中，此暗區(qū)信息將由長(zhǎng)曝光場(chǎng)所擷取的圖像信息加以重建；相對(duì)地，本示意圖的圖像亮區(qū)超過長(zhǎng)曝光場(chǎng)的擷取能力，即此時(shí)長(zhǎng)曝光場(chǎng)于此圖像暗區(qū)的像素值皆為255或大于某一預(yù)設(shè)值，因此于重建過程中，此亮區(qū)信息將由短曝光場(chǎng)所擷取的圖像信息加以重建。
[0034]圖6為本發(fā)明亮度與長(zhǎng)曝光場(chǎng)及短曝光場(chǎng)的像素值的關(guān)系圖。為了方便說明，在此假設(shè)圖像感測(cè)器的位數(shù)為8，因此像素值的最大值為28-1=255，并假設(shè)曝光時(shí)間比R為4，長(zhǎng)曝光場(chǎng)可擷取的亮度為I至1000，對(duì)應(yīng)的像素值為O至255 (假設(shè)亮度I至1000皆在長(zhǎng)曝光場(chǎng)的擷取能力內(nèi)，亦即未過曝或過暗而損失圖像細(xì)節(jié))。由于曝光時(shí)間比R為4，因此短曝光場(chǎng)可擷取的亮度為4至4000 (假設(shè)亮度4至4000皆在短曝光場(chǎng)的擷取能力內(nèi)，亦即未過曝或過暗而損失圖像細(xì)節(jié))。長(zhǎng)曝光場(chǎng)的像素值O至255線性地對(duì)應(yīng)到亮度I至1000，而短曝光場(chǎng)的像素值O至255線性地對(duì)應(yīng)到亮度4至4000。在同樣像素值之下，短曝光場(chǎng)的亮度為長(zhǎng)曝光場(chǎng)的4倍，而同樣亮度之下，長(zhǎng)曝光場(chǎng)的像素值為短曝光場(chǎng)的4倍。因此，若原本圖像感測(cè)器可擷取的亮度為I至1000，本發(fā)明使用交錯(cuò)式圖像感測(cè)器可擷取的亮度可被擴(kuò)充為I至4000。簡(jiǎn)言之，若原本圖像感測(cè)器的動(dòng)態(tài)范圍比值為D，則通過本方法可得到動(dòng)態(tài)范圍比值為R*D的高動(dòng)態(tài)范圍圖像。
[0035]于一具體實(shí)施例中，曝光時(shí)間比R可由使用者自行決定，當(dāng)曝光時(shí)間比R決定之后，可利用一般相機(jī)的自動(dòng)曝光(Auto Exposure)機(jī)制決定出曝光時(shí)間A,而長(zhǎng)曝光場(chǎng)與短曝光場(chǎng)的曝光時(shí)間可以A作為基準(zhǔn)而對(duì)稱地伸縮，亦即，長(zhǎng)曝光場(chǎng)與短曝光場(chǎng)的曝光時(shí)間的平均值等于A。舉例來說，若曝光時(shí)間比R為3，則長(zhǎng)曝光場(chǎng)的曝光時(shí)間為1.5A，而短曝光場(chǎng)的曝光時(shí)間為0.5A。若曝光時(shí)間比R為7,則長(zhǎng)曝光場(chǎng)的曝光時(shí)間為1.75A,而短曝光場(chǎng)的曝光時(shí)間為0.25A。
[0036]圖7為本發(fā)明的重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)與重建的短曝光場(chǎng)的示意圖。請(qǐng)同時(shí)參閱圖4、圖5、圖6及圖7。重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)107可由短曝光場(chǎng)106所有像素(第一短曝光區(qū)102及第二短曝光區(qū)104)的像素乘以R倍后，與長(zhǎng)曝光場(chǎng)105 (第一長(zhǎng)曝光區(qū)101及第二長(zhǎng)曝光區(qū)103)組合而成，而重建的短曝光場(chǎng)108可由長(zhǎng)曝光場(chǎng)105所有像素的像素值(第一長(zhǎng)曝光區(qū)101及第二長(zhǎng)曝光區(qū)103)除以R倍后，與短曝光場(chǎng)106 (第一短曝光區(qū)102及第二短曝光區(qū)104)組合而成。由于本發(fā)明的重建過程，利用長(zhǎng)曝光場(chǎng)105及短曝光場(chǎng)106重建出彼此缺漏部分的信息，因此不會(huì)有一般使用交錯(cuò)式圖像感測(cè)器垂直分辨率減少一半的情況。有別于傳統(tǒng)的圖像內(nèi)插法，本方法也不會(huì)有模糊(Blur)或失真(Aliasing)的缺陷。
[0037]如圖7所示，在完成重建過程并獲得重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)107(分辨率8x8)及重建的短曝光場(chǎng)108(分辨率8x8)之后，便接著進(jìn)行結(jié)合過程。結(jié)合過程包含逐一比對(duì)該重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)107的每一像素及該重建的短曝光場(chǎng)108對(duì)應(yīng)的每一像素的像素值。為了使以下說明更容易理解，假設(shè)重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)107的第一列的第一個(gè)像素為a，重建的短曝光場(chǎng)108的第一列的第一個(gè)像素為b，像素a的像素值(Pixel Value)假設(shè)為PV(a)，而像素b的像素值假設(shè)為PV(b)。由于像素值太高或太低皆不具任何信息，因此可分別設(shè)定一預(yù)設(shè)值，例如可設(shè)定像素值的第一預(yù)設(shè)值為250及第二預(yù)設(shè)值10。像素值超過第一預(yù)設(shè)值250代表此區(qū)域亮度過高，而取得的信息皆為錯(cuò)誤信息。像素值低于第二預(yù)設(shè)值10代表此區(qū)域亮度過低，而取得的信息亦為錯(cuò)誤信息。
[0038]承上所述，在結(jié)合重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)107及重建的短曝光場(chǎng)108的過程中會(huì)發(fā)生以下五種情況:若PV (a)大于第一預(yù)設(shè)值250，代表此區(qū)域亮度過高，已超過重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)107的擷取能力，此時(shí)以PV (b)*R取代PV (a)作為高動(dòng)態(tài)范圍圖像的像素值。若PV(b)小于第二預(yù)設(shè)值10，代表此區(qū)域亮度過低，已超過重建的短曝光場(chǎng)107的擷取能力，此時(shí)以PV (a)/R取代PV (b)作為高動(dòng)態(tài)范圍圖像的像素值。若PV (a)小于第二預(yù)設(shè)值10，代表此區(qū)域使用長(zhǎng)曝光時(shí)間仍然亮度過暗，因此延長(zhǎng)第一長(zhǎng)曝光區(qū)101及第二長(zhǎng)曝光區(qū)103的曝光時(shí)間以解決此區(qū)域亮度過暗的問題。若PV(b)大于第一預(yù)設(shè)值250，代表此區(qū)域使用短曝光時(shí)間仍然亮度過亮，因此縮短第一短曝光區(qū)102及第二短曝光區(qū)104的曝光時(shí)間以解決此區(qū)域亮度過亮的問題。若PV (a)及PV (b)皆在第二預(yù)設(shè)值10至第一預(yù)設(shè)值250之間，則以PV(a)作為高動(dòng)態(tài)范圍圖像的像素值。
[0039]本發(fā)明的第二實(shí)施例可參考圖4來說明。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例不同之處在于形成長(zhǎng)曝光場(chǎng)105及短曝光場(chǎng)106之后，重建與結(jié)合過程如以下所述。如圖4所示，假設(shè)像素 c，d, e, f，g, h 的像素值分別為 PV (c)，PV (d)，PV (e)，PV (f)，PV (g)，PV (h)。當(dāng)欲重建長(zhǎng)曝光場(chǎng)缺漏的像素g時(shí)，先判斷像素e的像素值PV (e)，若PV (e)小于一第三預(yù)設(shè)值10，代表像素e不具任何信息，則以(PV (c)+PV (d))/2作為像素g的像素值PV (g)。若PV(e)介于第三預(yù)設(shè)值10至一第四預(yù)設(shè)值250之間，則以PV(e)*R作為像素g的像素值PV (g)。當(dāng)欲重建短曝光場(chǎng)缺漏的像素h時(shí)，先判斷像素d的像素值PV (d)，若PV (d)大于第四預(yù)設(shè)值250，代表像素d不具任何信息，則以(PV (e) +PV (f)) /2作為像素h的像素值PV (h)。若PV (d)介于第三預(yù)設(shè)值10至第四預(yù)設(shè)值250之間，則以PV (d)/R作為像素h的像素值PV (h)。利用以上方法將長(zhǎng)曝光場(chǎng)105及短曝光場(chǎng)106的所有像素填補(bǔ)完成之后，即可完成重建過程。
[0040]承上所述，本發(fā)明的第二實(shí)施例在使用交錯(cuò)式圖像感測(cè)器拍攝長(zhǎng)曝光區(qū)及短曝光區(qū)互相交錯(cuò)的原始圖像之后，不直接使用短曝光場(chǎng)106的像素值乘以R填補(bǔ)長(zhǎng)曝光場(chǎng)105對(duì)應(yīng)像素的像素值，而是先判斷短曝光場(chǎng)106的像素值有意義(像素值介于10至250之間)之后，再乘以R以填補(bǔ)長(zhǎng)曝光場(chǎng)105對(duì)應(yīng)像素的像素值。如此可避免利用無意義的像素值做運(yùn)算，而造成其運(yùn)算結(jié)果仍然是無意義的數(shù)值。換句話說，第二實(shí)施例的重建過程與結(jié)合過程是完成于單一過程中。
[0041]綜合上述，本發(fā)明提出一種拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，提供使用者以交錯(cuò)式圖像感測(cè)器拍攝出具有多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)及多個(gè)短曝光區(qū)的原始圖像。利用長(zhǎng)曝光區(qū)擷取的圖像信息以于重建及結(jié)合過程中提供場(chǎng)景較暗的部分，并利用短曝光區(qū)擷取的圖像信息以于重建及結(jié)合過程中提供場(chǎng)景較亮的部分。若原本圖像感測(cè)器的動(dòng)態(tài)范圍比值為D，則通過本方法可得到動(dòng)態(tài)范圍比值為R*D的高動(dòng)態(tài)范圍圖像，其中R為曝光時(shí)間比。值得注意的是，本方法具有低運(yùn)算量的特性，因此使用者可實(shí)時(shí)將拍攝到的高動(dòng)態(tài)范圍圖像呈現(xiàn)出。
[0042]綜合上述，可見本發(fā)明在突破先前的技術(shù)下，確實(shí)已達(dá)到所欲增進(jìn)的功效，且也非熟悉該項(xiàng)技藝者所易于思及，再者，本發(fā)明申請(qǐng)前未曾公開，且其所具的進(jìn)步性、實(shí)用性，顯已符合專利的申請(qǐng)要件，爰依法提出專利申請(qǐng)。
[0043]當(dāng)本發(fā)明的實(shí)施例參考其例示性實(shí)施例被特別顯示及描述時(shí)，其可為所屬【技術(shù)領(lǐng)域】具有通常知識(shí)者理解的是，在不脫離由上述權(quán)利要求范圍及其等效物所定義的本發(fā)明的精神及范疇內(nèi)，可對(duì)其進(jìn)行形式及細(xì)節(jié)上的各種變更。
【權(quán)利要求】
1.一種拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，用于一電子產(chǎn)品，包含一圖像感測(cè)器，該方法包含下列步驟: 利用該圖像感測(cè)器拍攝由多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)及多個(gè)短曝光區(qū)互相交錯(cuò)的一原始圖像，該原始圖像包含多個(gè)像素； 該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)形成一長(zhǎng)曝光場(chǎng)，該多個(gè)短曝光區(qū)形成一短曝光場(chǎng)； 根據(jù)該長(zhǎng)曝光場(chǎng)及該短曝光場(chǎng)的每一像素的像素值，經(jīng)過一重建過程而形成與該原始圖像相同分辨率的一重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)及一重建的短曝光場(chǎng)；以及 經(jīng)過一結(jié)合過程，根據(jù)該重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)及該重建的短曝光場(chǎng)的每一像素的像素值，形成一聞動(dòng)態(tài)范圍圖像； 其中，像素值為從O到2X-1的其中之一整數(shù)值，X為該圖像感測(cè)器的位數(shù)，不同像素值是對(duì)應(yīng)不同亮度，該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)的一長(zhǎng)曝光時(shí)間及該多個(gè)短曝光區(qū)的一短曝光時(shí)間的比值為一曝光時(shí)間比(R)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，其中該每一長(zhǎng)曝光區(qū)包含至少一列像素，該每一短曝光區(qū)包含至少一列像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，其中該圖像感測(cè)器的第一列及第二列的曝光時(shí)間為該長(zhǎng)曝光時(shí)間，第三列及第四列的曝光時(shí)間為該短曝光時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，其中該重建過程包含: 將該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)的每一像素的像素值除以該曝光時(shí)間比(R)，以對(duì)應(yīng)填補(bǔ)該多個(gè)短曝光區(qū)的缺漏部分，并與該多個(gè)短曝光區(qū)組合而成該重建的短曝光場(chǎng)；以及 將該多個(gè)短曝光區(qū)的每一像素的像素值乘以該曝光時(shí)間比(R)，以對(duì)應(yīng)填補(bǔ)該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)的缺漏部分，并與該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)組合而成該重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，其中該結(jié)合過程包含逐一比對(duì)該重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)的每一像素及該重建的短曝光場(chǎng)對(duì)應(yīng)的每一像素的像素值，并根據(jù)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行以下步驟: 當(dāng)該重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)的像素值大于一第一預(yù)設(shè)值，則以該重建的短曝光場(chǎng)的像素值乘以R取代該重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)的像素值作為該高動(dòng)態(tài)范圍圖像的像素值；以及 當(dāng)該短曝光場(chǎng)的像素值小于一第二預(yù)設(shè)值，則以該重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)的像素值除以R取代該重建的短曝光場(chǎng)的像素值作為該高動(dòng)態(tài)范圍圖像的像素值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，其中該結(jié)合過程還包含: 當(dāng)該重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)的像素值小于該第二預(yù)設(shè)值，則延長(zhǎng)該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)的該長(zhǎng)曝光時(shí)間； 當(dāng)該重建的短曝光場(chǎng)的像素值大于該第一預(yù)設(shè)值，則縮短該多個(gè)短曝光區(qū)的該短曝光時(shí)間；以及 當(dāng)該重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)及該重建的短曝光場(chǎng)的像素值皆介于該第一預(yù)設(shè)值與該第二預(yù)設(shè)值之間，則以該重建的長(zhǎng)曝光場(chǎng)的像素值作為該高動(dòng)態(tài)范圍圖像的像素值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，其中該第一預(yù)設(shè)值為250，該第二預(yù)設(shè)值為10。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，其中該重建過程及該結(jié)合過程包含對(duì)該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)缺漏部分的每一像素進(jìn)行以下步驟: 當(dāng)該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)缺漏部分的一像素對(duì)應(yīng)的短曝光區(qū)的像素的像素值小于一第三預(yù)設(shè)值，則以該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)缺漏部分的該像素對(duì)應(yīng)的上下長(zhǎng)曝光區(qū)的兩像素的像素值的平均值作為該像素的像素值；以及 當(dāng)該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)缺漏部分的一像素對(duì)應(yīng)的短曝光區(qū)的像素的像素值介于該第三預(yù)設(shè)值與一第四預(yù)設(shè)值之間，則以該多個(gè)長(zhǎng)曝光區(qū)缺漏部分的該像素對(duì)應(yīng)的短曝光區(qū)的像素的像素值乘以R作為該像素的像素值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，其中該重建過程還包含對(duì)多個(gè)短曝光區(qū)缺漏部分的每一像素進(jìn)行以下步驟: 當(dāng)該多個(gè)短曝光區(qū)缺漏部分的一像素對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)曝光區(qū)的像素的像素值大于該第四預(yù)設(shè)值，則以該多個(gè)短曝光區(qū)缺漏部分的該像素對(duì)應(yīng)的上下短曝光區(qū)的兩像素的像素值的平均值作為該像素的像素值；以及 當(dāng)該多個(gè)短曝光區(qū)缺漏部分的一像素對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)曝光區(qū)的像素的像素值介于該第三預(yù)設(shè)值與該第四預(yù)設(shè)值之間，則以該多個(gè)短曝光區(qū)缺漏部分的該像素對(duì)應(yīng)的短曝光區(qū)的像素的像素值除以R作為該像素的像素值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拍攝高動(dòng)態(tài)范圍影片的方法，其中該第三預(yù)設(shè)值為10，該第四預(yù)設(shè)值為250。
【文檔編號(hào)】H04N5/355GK104349069SQ201310373742
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】楊文助, 林耿生 申請(qǐng)人:廣達(dá)電腦股份有限公司