专利名称：消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种影像撷取装置及其影像处理技术，特别是涉及一种消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置及其方法，能有效地消除光晕遮蔽现象。
背景技术：
光晕遮蔽现象(Smear Effect)是一种利用电荷稱合组件(Charge-CoupledDevice，(XD)取像时经常会产生的一种副作用。光晕遮蔽现象是电荷耦合组件影像感测器因电荷累积过度造成的光溢现象，其现象通常是在影像的亮点上出现一条很亮的垂直线。当强烈光线射入电荷耦合组件时，光线渗入电荷耦合组件的垂直转送部，引发多余电荷进而造成一条垂直的亮线。当光源以及影像撷取装置静止不动时，发生在影像中的光晕遮蔽现象是一条很亮的垂直线。但是当光源或是取像装置左右移动时，产生在影像中的则是歪斜的光晕遮蔽现象(Skew Smear Effect)，其为一条歪斜的亮线。由于操作数码相机或是数码摄影机等影像撷取装置时，光源或是影像撷取装置通常都是移动的，因此，光晕遮蔽现象通常是一条歪斜的売线。然而，公知的影像撷取装置所使用的影像处理技术无法消除影像撷取装置或光源移动时产生的光晕遮蔽现象。因此，如何开发出一种影像撷取装置，能够有效地消除影像撷取装置或光源移动时产生的光晕遮蔽现象，即为本发明所欲解决的问题。
发明内容
有鉴于上述已知技术问题，本发明的目的就是在提供一种消除光晕遮蔽现象(Smear Effect)的影像撷取装置及其方法，以有效地消除光晕遮蔽现象，解决已知技术问题。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:根据本发明的目的，提出一种能有效消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置，包含:影像感测模组，撷取影像以及感测由影像感测模组的光学暗区(Optical Black Area, OBArea)所产生的光学暗区数据(Optical Black Data, OB Data);以及光晕遮蔽现象补偿模组，连接所述影像感测模组，并根据光学暗区数据来补偿影像中的光晕遮蔽现象；其中，光晕遮蔽现象补偿模组会根据光学暗区数据产生位置的坐标，来寻找与光学暗区的一上边界光学暗区数据对应的一下边界光学暗区数据，以计算能表示光学暗区数据的偏移量的偏移线，并根据偏移线及光学暗区数据来补偿影像中的光晕遮蔽现象。根据本发明的目的，再提出一种能有效消除光晕遮蔽现象的方法，包含下列步骤:利用影像感测模组撷取影像以及感测由影像感测模组的光学暗区所产生的光学暗区数据；以及通过光晕遮蔽现象补偿模组根据光学暗区数据产生位置的坐标，来寻找与光学暗区的上边界光学暗区数据对应的下边界光学暗区数据，以计算能表示光学暗区数据的偏移量的偏移线，并根据偏移线及光学暗区数据来补偿影像中的光晕遮蔽现象。
其中，还包含移动估测模组，执行移动估测(Motion Estimation, ME)产生移动向量(Motion Vector, MV),以计算影像的第一水平移动量。其中，还包含趋势线产生模组，当光学暗区的上边界及下边界仅有其中之边界能产生光学暗区数据时，根据光学暗区数据及第一水平移动量执行曲线拟合(CurvingFitting)以产生能表示光学暗区数据的偏移量的趋势线，光晕遮蔽现象补偿模组则根据趋势线及光学暗区数据来补偿影像中的光晕遮蔽现象。其中，还包含重力感测模组，侦测影像撷取装置移动时产生的第二水平移动量。其中，趋势线产生模组是当光学暗区的上边界及下边界仅有其中之一边界能产生光学暗区数据时，根据光学暗区数据及第二水平移动量执行曲线拟合以产生趋势线，光晕遮蔽现象补偿模组则根据光学暗区数据及趋势线来补偿影像中的光晕遮蔽现象。承上所述，依本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置及其方法，其可具有一或多个下述优点:(I)本发明利用将光学暗区的上下边界的光学暗区数据连线及曲线拟合的方法，可以有效地解决因为光源或影像撷取装置移动所造成的歪斜的光晕遮蔽现象(Skew SmearEffect)。(2)本发明利用曲线拟合的方法，可以有效地估测超出影像的光学暗区数据，因为可以有效解决影像边缘无光学暗区数据的问题，使影像可以得到正确的补偿。
图1是本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第一实施例的方块图。图2是本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第一实施例的流程图。图3是本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第二实施例的方块图。图4是本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第二实施例的流程图。图5是本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第三实施例的方块图。图6是本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第三实施例的流程图。图7是已知的影像撷取装置补偿光晕遮蔽现象的示意图。图8是本发明的影像撷取装置补偿光晕遮蔽现象的示意图。图9是本发明的影像撷取装置补偿光晕遮蔽现象的实际应用示意图。图10是本发明的消除光晕遮蔽现象的方法的流程图。
具体实施例方式以下将参照相关附图，说明依本发明的消除光晕遮蔽现象(Smear Effect)的影像撷取装置及消除光晕遮蔽现象的方法的实施例，为使便于理解，下列所述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。请参阅图1，其为本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第一实施例的方块图。如图所示，本发明的影像撷取装置I包含影像感测模组10及光晕遮蔽现象补偿模组11。影像感测模组10撷取影像101及由影像感测模组10的光学暗区(Optical BlackArea, OB Area)所产生的光学暗区数据102 (Optical Black Data, OB Data)。此影像感测模组10可由电荷稱合组件(Charge-Coupled Device, CO))所构成。
光晕遮蔽现象补偿模组11则连接所述影像感测模组10，并根据光学暗区数据102产生位置的坐标，来寻找与光学暗区的上边界所产生的光学暗区数据102相对应，且产生于光学暗区的下边界的光学暗区数据102。光晕遮蔽现象补偿模组11通过将光学暗区上边界产生的光学暗区数据102与其下边界产生的光学暗区数据102连线，则可以估测出光学暗区数据102的偏移量，以产生偏移线111。因此，光晕遮蔽现象补偿模组11能够根据此偏移量，来计算能表示所述光学暗区数据的偏移量的一偏移线111，并根据偏移线111及光学暗区数据102来执行光晕遮蔽现象补偿(Smear Reduction) 112,以产生补偿后的影像113。值得一提的是，已知技术的影像撷取装置分析由影像感测器的光学暗区所产生的
光学暗区数据，并以垂直方向在产生光晕遮蔽现象的影像中各个像素中减去光学暗区数据
的值，或是减去以光学暗区数据对应一查表的值来消除光晕遮蔽现象。这种方式可有效消
除光源及影像撷取装置没有移动时所产生的光晕遮蔽现象。然而，当光源及影像撷取装置
移动时，其产生的光晕遮蔽现象是一条歪斜的亮线。因此，以现有的影像处理技术是无法
完全消除歪斜的光晕遮蔽现象(Skew Smear Effect),甚至可能会导致影像中没有发生光
晕遮蔽现象的区域减掉过大的光学暗区数据的值，而使影像撷取装置对影像做出错误的补m
\-ΖΧ ο而本发明的光晕遮蔽现象补偿模组11通过将光学暗区上边界产生的光学暗区数据102与其下边界产生的光学暗区数据102连线，以计算出偏移线111，并通过偏移线111，来估测出影像中产生光晕遮蔽现象的区域，以执行正确的补偿。因此，本发明可以有效消除光源及影像撷取装置移动产生的歪斜的光晕遮蔽现象。请参阅图2，为本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第一实施例的流程图。在步骤S21中，利用影像感测模组撷取影像及感测其光学暗区产生的光学暗区数据。在步骤S22中，通过光晕遮蔽现象补偿模组通过光学暗区数据的坐标将光学暗区上边界光学暗区数据与相对应的下边界光学暗区数据连线，以产生偏移线。在步骤S23中，通过光晕遮蔽现象补偿模组根据偏移线及光学暗区数据执行光晕遮蔽现象补偿，以产生补偿后的影像。请参阅图3，为本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第二实施例的方块图。如图所示，本发明的影像撷取装置3包含影像感测模组30、光晕遮蔽现象补偿模组31、移动估测模组32及趋势线产生模组33。影像感测模组30撷取影像301及由影像感测模组30的光学暗区所产生的光学暗区数据302。当光学暗区的上边界及下边界中仅有其中之一边界能产生光学暗区数据302时，则无法利用第一实施例的方法来执行光晕遮蔽现象补偿。因此，本实施例中利用移动估测模组32执行移动估测(Motion Estimation,ME)产生移动向量(Motion Vector,MV),利用分析连续两张影像来计算影像301的一第一水平移动量321。趋势线产生模组33则可利用第一水平移动量321来判断影像撷取装置3或影像301的移动方向。例如，当影像撷取装置3向右移动时，光晕遮蔽现象是一条由右上往左下歪斜的亮线，相反的，当影像撷取装置3向左移动时，光晕遮蔽现象是一条由左上往右下歪斜的亮线。因此，趋势线产生模组33则可根据第一水平移动量321及光学暗区数据302执行曲线拟合(Curving Fitting)以产生趋势线331。光晕遮蔽现象补偿模组31则可通过趋势线331、影像301及光学暗区数据302来估算出影像301中产生光学暗区数据302的区域，以执行光晕遮蔽现象补偿312，产生补偿后的影像313。值得一提的是，由于不同的CXD影像感测器的感测能力不尽相同。较高阶的CXD影像感测器通常能够感测到其光学暗区的上下边界的光学暗区数据，而较低阶的CCD影像感测器经常只能感测到上下边界中其中任意一边界的光学暗区数据。当光学暗区仅有一边界能产生光学暗区数据时，则无法使用第一实施例的方法来执行光晕遮蔽现象的补偿。因此，本发明提出了利用影像撷取装置的移动估测的功能，计算出趋势线，来执行光晕遮蔽现象的补偿。而本发明利用曲线拟合的方法，还可以估测出超出影像之外的光学暗区数据，以解决影像边缘无光学暗区数据的问题。请参阅图4，为本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第二实施例的流程图。在步骤S41中，利用影像感测模组撷取影像及感测其光学暗区产生的光学暗区数据。在步骤S42中，通过移动估测模组执行移动估测，以计算影像的一第一水平移动量。在步骤S43中，经由趋势线产生模组根据第一水平移动量及光学暗区数据执行曲线拟合以产生趋势线。在步骤S44中，光晕遮蔽现象补偿模组根据趋势线、影像及光学暗区数据，来执行光晕遮蔽现象补偿，以产生补偿后的影像。请参阅图5，为本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第三实施例的方块图。如图所示，本发明的影像撷取装置5包含影像感测模组50及光晕遮蔽现象补偿模组51、重力感测模组52及趋势线产生模组53。影像感测模组50撷取影像501及感测由影像感测模组50的光学暗区所产生的光学暗区数据502。在本实施例中，当影像撷取装置5移动而光学暗区的上边界及下边界仅有其中之一边界能产生光学暗区数据502时，利用重力感测模组52计算影像撷取装置5的第二水平移动量521。此重力感测模组52可为重力感测器(Gyro-Sensor)。同样的，趋势线产生模组53则可利用第二水平移动量521来判断影像撷取装置5的移动方向。趋势线产生模组53则可根据第二水平移动量521及光学暗区数据502执行曲线拟合以产生趋势线531。光晕遮蔽现象补偿模组51则可通过趋势线531、影像501及光学暗区数据502来估算出影像501中产生光学暗区数据502的区域，以执行光晕遮蔽现象补偿512，产生补偿后的影像513。当然，本发明也可以视情况交替使用移动估测模组及重力感测模组，在影像或影像撷取装置移动时，计算出光学暗区数据的趋势线，以对影像中的光晕遮蔽现象进行补偿。请参阅图6，为本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的第三实施例的流程图。在步骤S61中，利用影像感测模组撷取影像及感测其光学暗区产生的光学暗区数据。在步骤S62中，通过重力感测模组计算影像撷取装置的第二水平移动量。在步骤S63中，经由趋势线产生模组根据第二水平移动量及光学暗区数据执行曲线拟合以产生趋势线。在步骤S64中，光晕遮蔽现象补偿模组根据趋势线、影像及光学暗区数据，来执行光晕遮蔽现象补偿，以产生补偿后的影像。请参阅图7，为已知技术的影像撷取装置补偿光晕遮蔽现象的示意图。如图所示，当影像撷取装置向右移动时，影像中产生的光晕遮蔽现象是一条右上往左下歪斜的亮线。而已知技术中的影像处理技术是根据光学暗区数据702，以垂直方向在产生光晕遮蔽现象的影像中各个像素中减去光学暗区数据的值，或是减去以光学暗区数据对应一查表的值来消除光晕遮蔽现象。然而，如此则会导致区域A被减去不足的光学暗区数据，而区域B则被减去过多的光学暗区数据，使影像撷取装置对影像做出错误的补偿。请参阅图8，为本发明的影像撷取装置补偿光晕遮蔽现象的示意图。如图所示，当歪斜的光晕遮蔽现象产生时，本发明的影像处理技术是根据光学暗区数据802，并利用移动估测模组或是重力感测模组来计算光源或是影像撷取装置的水平移动量。而趋势线产生模组则利用此水平移动量及光学暗区数据802来执行曲线拟合(Curving Fitting)，以产生一趋势线。光晕遮蔽现象补偿模组利用此趋势线及光学暗区数据802来补偿影像中产生的光晕遮蔽现象的区域。利用本发明的方法，还可以估测超出影像之外的光学暗区数据，如此则可以解决影像边缘无光学暗区数据的问题。因此，可有效解决光源在影像边缘所产生的光晕遮蔽现象。请参阅图9，为本发明的影像撷取装置补偿光晕遮蔽现象的实际应用示意图。如图所示，当影像撷取装置的使用者向左移动时，重力感测模组计算影像撷取装置的水平移动量。趋势线产生模组则利用此水平移动量及光学暗区数据来执行曲线拟合，以估测影像中光学暗区数据的位置，使光晕遮蔽现象补偿模组能对影像做出正确的补偿。尽管前述在说明本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置的过程中，也已同时说明本发明的消除光晕遮蔽现象的方法的概念，但为求清楚起见，以下仍另绘示流程图详细说明。请参阅图10，为本发明的消除光晕遮蔽现象的方法的流程图。在步骤SlOl中，利用影像感测模组撷取影像以及感测由影像感测模组的光学暗区所产生的光学暗区数据。在步骤S102中，通过光晕遮蔽现象补偿模组根据光学暗区数据产生位置的坐标，来寻找与光学暗区的上边界光学暗区数据对应的下边界光学暗区数据，以计算能表示所述光学暗区数据的偏移量的偏移线，并根据偏移线及光学暗区数据来补偿影像中的光晕遮蔽现象。本发明的消除光晕遮蔽现象的方法的详细说明以及实施方式已于前面叙述本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置时描述过，在此为了简略说明便不再重复叙述。综上所述，本发明的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置及消除光晕遮蔽现象的方法利用将光学暗区的上下边界的光学暗区数据连线及曲线拟合的方法，可以有效地解决因为光源或影像撷取装置移动所造成的歪斜的光晕遮蔽现象。本发明利用曲线拟合的方法，可以有效地估测超出影像的光学暗区数据，因为可以有效解决影像边缘无光学暗区数据的问题，使影像可以得到正确的补偿。可见本发明在突破现有技术下，确实已达到所欲增进的功效，且也非熟悉本领域技术人员所易于思及，其所具的创造性、实用性，显已符合专利的申请要件，所以依法提出专利申请，恳请贵局核准本件发明专利申请案，以励创作，至感德便。以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求范围中。
权利要求
1.一种消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置，其特征在于，包含: 一影像感测模组，撷取一影像以及感测由所述影像感测模组的一光学暗区所产生的一光学暗区数据；以及 一光晕遮蔽现象补偿模组，连接所述影像感测模组，并根据所述光学暗区数据来补偿所述影像中的光晕遮蔽现象； 其中，所述光晕遮蔽现象补偿模组根据所述光学暗区数据产生位置的坐标，来寻找与所述光学暗区的一上边界光学暗区数据对应的一下边界光学暗区数据，以计算能表示所述光学暗区数据的偏移量的一偏移线，并根据所述偏移线及所述光学暗区数据来补偿所述影像中的光晕遮蔽现象。
2.如权利要求1所述的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置，其特征在于，还包含一移动估测模组，执行移动估测产生一移动向量，以计算所述影像的一第一水平移动量。
3.如权利要求2所述的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置，其特征在于，还包含一趋势线产生模组，当所述光学暗区的上边界及下边界仅有其中之一边界能产生所述光学暗区数据时，根据所述光学暗区数据及所述第一水平移动量执行曲线拟合以产生能表示所述光学暗区数据的偏移量的一趋势线，所述光晕遮蔽现象补偿模组则根据所述趋势线及所述光学暗区数据来补偿所述影像中的光晕遮蔽现象。
4.如权利要求1所述的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置，其特征在于，包含一重力感测模组，侦测所述影像撷取装置移动时产生的一第二水平移动量。
5.如权利要求4所述的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置，其特征在于，包含一趋势线产生模组，当所述光学暗区的上边界及下边界仅有其中之一边界能产生所述光学暗区数据时，根据所述光学暗区数据及所述第二水平移动量执行曲线拟合以产生一趋势线，所述光晕遮蔽现象补偿模组则根据所述光学暗区数据及所述趋势线来补偿所述影像中的光晕遮蔽现象。
6.如权利要求5所述的消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置，其特征在于，所述重力感测模组为重力感测器。
7.一种消除光晕遮蔽现象的方法，其特征在于，包含下列步骤: 利用一影像感测模组撷取一影像以及感测由所述影像感测模组的一光学暗区所产生的一光学暗区数据；以及 通过一光晕遮蔽现象补偿模组根据所述光学暗区数据产生位置的坐标，来寻找与所述光学暗区的一上边界光学暗区数据对应的一下边界光学暗区数据，以计算能表示所述光学暗区数据的偏移量的一偏移线，并根据所述偏移线及所述光学暗区数据来补偿所述影像中的光晕遮蔽现象。
8.如权利要求7所述的消除光晕遮蔽现象的方法，其特征在于，包含下列步骤: 通过一移动估测模组执行移动估测产生一移动向量，以计算所述影像的一第一水平移动量。
9.如权利要求8所述的消除光晕遮蔽现象的方法，其特征在于，包含下列步骤: 经由一趋势线产生模组在当所述光学暗区的上边界及下边界仅有其中之一边界能产生所述光学暗区数据时，根据所述光学暗区数据及所述第一水平移动量执行曲线拟合以产生能表示所述光学暗区数据的偏移量的一趋势线；以及利用所述光晕遮蔽现象补偿模组根据所述趋势线及所述光学暗区数据来补偿所述影像中的光晕遮蔽现象。
10.如权利要求7所述的消除光晕遮蔽现象的方法，其特征在于，包含下列步骤: 由一重力感测模组侦测所述影像撷取装置移动时产生的一第二水平移动量。
11.如权利要求10所述的消除光晕遮蔽现象的方法，其特征在于，包含下列步骤: 经由一趋势线产生模组在当所述光学暗区的上边界及下边界仅有其中之一边界能产生所述光学暗区数据时，根据所述光学暗区数据及所述第二水平移动量执行曲线拟合以产生一趋势线；以及 利用所述光晕遮蔽现象补偿模组根据所述光学暗区数据及所述趋势线来补偿所述影像中的光晕遮蔽 现象。
全文摘要
本发明公开一种消除光晕遮蔽现象的影像撷取装置及其方法。此装置包含影像感测模组及光晕遮蔽现象补偿模组。影像感测模组撷取影像以及感测由影像感测模组的光学暗区所产生的光学暗区数据。光晕遮蔽现象补偿模组根据光学暗区数据产生位置的坐标，来寻找与光学暗区的上边界光学暗区数据对应的下边界光学暗区数据，以计算能表示光学暗区数据的偏移量的偏移线，并根据偏移线及光学暗区数据来补偿影像中产生的光晕遮蔽现象。利用本发明能有效地消除光晕遮蔽现象。
文档编号H04N5/217GK103209289SQ20121000753
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者莊哲纶, 吴宗达, 王馨德, 林宜贤 申请人:华晶科技股份有限公司