專利名稱：用于行動載具的影像擷取裝置及其影像疊合方法
技術領域：
本發明是涉及一種影像擷取裝置及其影像疊合方法，特別是涉及一種適用于一行動載具上的影像擷取裝置及其影像疊合方法。
背景技術：
現今市面上所販售的倒車影像傳感器均為國家電視標準委員會(NationalTelevision Standards Committee, NTSC)的類比式傳感器，由于受到 NTSC TV Signal 規范每秒輸出60幀(frame)的限制，NTSC類比式傳感器的最長曝光時間僅為1/60秒，在曝光時間限制下，一般技術僅能通過調整Sensor增益值提升影像的亮度，改善低照度的感光度。且，市面上販售的行車記錄器均為數位式傳感器，一般影像輸出限制在每秒30幀，在曝光時間限制下，一般技術僅能通過調整Sensor增益值提升影像的亮度，改善低照度的感光度。而數位式可調變輸出頻率傳感器，可通過調整影像輸出頻率，例如每秒15幀，最長曝光時間可以改變至1/15秒，如此可以增加一倍曝光時間。其中，數位式傳感器對于類比式傳感器的優勢在于可以調整低照度的曝光時間，通過提升曝光時間來改善低照度時的感光度，但每秒幀數也不宜下降太多，否則會致影像流暢度不足，以及在拍攝動態場景時，因曝光時間增加造成動態影像較容易產生運動模糊(motion blur)。然而，不管是數位式或是類比式傳感器均可通過提高Sensor增益值，改善影像感光度，但是這會造成影像噪聲被放大。當信號噪聲比(Signal To Noise Ratio, SNR)的數值過低且Sensor增益值過大時，人對影像訊號辨識效果不佳，例如雪花訊號的產生。因此，增加Sensor增益值無法有效地提高感光度。另外，不論使用固定曝光時間或可變曝光時間的攝像系統，在低照度環境下，短時間曝光的影像噪聲極大，而長時間曝光則會引起影像模糊，尤其汽車通常處于運動狀態，較長時間的曝光更是不可行的。且，汽車行駛于無路燈道路、或于光線不足的停車場環境，由于光照嚴重不足，不論是肉眼直視、借助各個裝設的輔助視鏡，或是攝相機等輔助設備，通常會因影像太暗或噪聲太大而幾乎無法辨識周圍環境。

發明內容
有鑒于上述已知技術問題，本發明的目的就在于提供一種用于行動載具的影像擷取裝置及其影像疊合方法，以解決不論使用固定曝光時間或可變曝光時間的攝像系統，在汽車行駛時，短時間曝光所產生的影像噪聲極大，而長時間曝光則會引起影像模糊的問題。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:一種用于行動載具的影像擷取裝置，其包含一影像擷取模塊、一處理模塊及一影像疊合模塊，所述處理模塊電性連接所述影像擷取模塊、所述影像疊合模塊。處理模塊依據行動載具的行駛數據，以動態地控制影像擷取模塊擷取若干個暫時影像的取樣時間。影像疊合模塊依據行動載具的行駛數據符合一預設條件時，影像疊合模塊疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生至少一疊合影像。其中，行駛數據較佳可包含行動載具的行駛方向、方向盤的回轉方向、行駛速度、排檔檔位或全球定位系統的定位信息。其中，預設條件較佳可是低于一預設速度的行駛速度、或大于一預設角度的回轉方向、或為一倒車檔位的排檔檔位。其中，處理模塊較佳可依據行動載具的行駛速度的增加或減少，以縮短或延長各暫時影像取樣時間的長度。其中，所述影像擷取裝置還包含一設定模塊，設定若干個時段區間，處理模塊較佳可依據所述若干個時段區間或行動載具的照明設備的開啟或關閉，以對應控制影像擷取裝置的一光源傳感器的開啟或關閉。其中，所述影像擷取裝置還包含一接收模塊，接收一雷達數據，影像疊合模塊較佳還可依據所述雷達數據，疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生至少一疊合影像。其中，相似特征的區域較佳可包含車道線、景色或物體。根據本發明的目的，再提出一種用于行動載具的影像疊合方法，用于行動載具的影像疊合方法包含下列步驟:設置一影像擷取模塊；利用一處理模塊依據行動載具的行駛數據，以動態地控制影像擷取模塊擷取若干個暫時影像的取樣時間；以及通過一影像疊合模塊，依據行動載具的行駛數據符合一預設條件時，影像疊合模塊疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生至少一疊合影像。其中，影像疊合方法還包含下列步驟:利用一設定模塊設定若干個時段區間；以及處理模塊較佳可依據所述若干個時段區間或行動載具的照明設備的開啟或關閉，對應控制影像擷取裝置的一光源傳感器的開啟或關閉。其中，影像疊合方法還包含下列步驟:利用一接收模塊接收一雷達數據；以及影像疊合模塊較佳還可依據所述雷達數據，疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以
產生至少一疊合影像。 其中，相似特征的區域較佳可包含車道線、景色或物體。其中，影像疊合方法還包含下列步驟:處理模塊較佳可依據行動載具行駛速度的增加或減少，以縮短或延長各暫時影像取樣時間的長度。其中，行駛數據較佳可包含行動載具的行駛方向、方向盤的回轉方向、行駛速度或全球定位系統的定位信息。其中，預設條件較佳可是低于一預設速度的行駛速度、或大于一預設角度的回轉方向、或為一倒車檔位的排檔檔位。根據本發明的目的，又提出一種用于行動載具的影像擷取裝置，其包含一影像擷取模塊、一接收模塊、一設定模塊、一處理模塊及一影像疊合模塊，處理模塊電性連接影像擷取模塊、接收模塊、設定模塊、影像疊合模塊。接收模塊接收一雷達數據。設定模塊設定若干個時段區間。處理模塊依據行動載具的行駛數據及雷達數據，以動態地控制影像擷取模塊擷取若干個暫時影像的取樣時間，并依據所述若干個時段區間或行動載具的照明設備的開啟或關閉，以對應控制影像擷取裝置的一光源傳感器的開啟或關閉。影像疊合模塊依據行動載具的行駛數據符合一預設條件及雷達數據，影像疊合模塊疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生至少一疊合影像。其中，行駛數據較佳可包含行動載具的行駛方向、方向盤的回轉方向、行駛速度、排檔檔位或全球定位系統的定位信息。其中，預設條件較佳可是低于一預設速度的行駛速度、或大于一預設角度的回轉方向、或為一倒車檔位的排檔檔位。其中，處理模塊較佳可依據行動載具的行駛速度的增加或減少，以縮短或延長各暫時影像取樣時間的長度。承上所述，依本發明的用于行動載具的影像擷取裝置及其影像疊合方法，其可具有下述優點:此用于行動載具的影像擷取裝置及其影像疊合方法可通過參考行車數據，使用適當的兩張或多張暫時影像，經暫時影像中相似特征的區域比對后，在相同區域的定位點下疊加影像，以減小影像中噪聲并提高影像亮度。


圖1是本發明的用于行動載具的影像擷取裝置的第一實施例的方塊圖；圖2是本發明的用于行動載具的影像疊合方法的第一實施例的流程圖；圖3是本發明的用于行動載具的影像擷取裝置的第一實施例的第一示意圖；圖4是本發明的用于行動載具的影像擷取裝置的第一實施例的第二示意圖；圖5是本發明的用于行動載具的影像擷取裝置的第二實施例的方塊圖；以及圖6是本發明的用于行動載具的影像疊合方法的第二實施例的流程圖。
具體實施例方式以下將參照相關附圖，說明依本發明的用于行動載具的影像擷取裝置及其影像疊合方法的實施例，為便于理解，下述實施例中的相同組件以相同的符號標示來說明。本發明的用于行動載具的影像擷取裝置可適用于機車、汽車或大型車輛上，且影像擷取裝置可以是車用攝像機(Car Camera)、行車記錄器(Driving Recorder)、倒車影像傳感器(Reverse Image Sensor)或數位攝像機(Digital Video Camera)等各種具有攝像功能的電子裝置，為便于更了解本發明的技術特征，以下是以車用攝像機裝設于汽車上為實施例，但并不以此為限。請參閱圖1，其為本發明的用于行動載具的影像擷取裝置的第一實施例的方塊圖。如圖所示，影像擷取裝置I包含了一影像擷取模塊10、一處理模塊11、一影像疊合模塊12、一顯示模塊13及一儲存模塊14。影像擷取模塊10可包含鏡頭、感光組件如互補式金氧半導體組件(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)或電荷I禹合組件(Charge-CoupIed-Device, CO))、類比/數位電路、影像處理器等。處理模塊11電性連接影像擷取模塊10、影像疊合模塊12、顯示模塊13及儲存模塊 14,其可為中央處理器(Central Processing Unit,CPU)或微處理器(Micro-ProcessingUnit)。處理模塊11可依據行動載具2的行駛數據21，以動態地控制影像擷取模塊10擷取若干個暫時影像101的取樣時間。其中，行駛數據21可包含車輛的行駛方向、方向盤的回轉方向、行駛速度、排檔檔位或全球定位系統(Global Positioning System,GPS)的定位信息。影像疊合模塊12可依據行動載具2的行駛數據21符合一預設條件時，影像疊合模塊12疊合所述若干個暫時影像101中相似特征的區域1011 (例如:車道線、景色或物體)，以產生至少一疊合影像121。其中，預設條件可是低于一預設速度的行駛速度、或大于一預設角度的回轉方向、或為一倒車檔位的排檔檔位。而后，處理模塊11可將至少一疊合影像121傳送至顯示模塊13，或是可控制影像疊合模塊12將至少一疊合影像121傳送至顯示模塊13，以顯示疊合影像121。另外，處理模塊11可將至少一疊合影像121儲存于儲存模塊14，或是可控制影像疊合模塊12將至少一疊合影像121儲存于儲存模塊14。上述中，處理模塊11可依據行動載具2的行駛速度的增加或減少，以縮短或延長各暫時影像101取樣時間的長度。請參閱圖2，其為本發明用于行動載具的影像疊合方法的第一實施例的流程圖，請一并參閱圖1。如圖所示，本發明的用于行動載具的影像疊合方法，影像擷取裝置包含一影像擷取模塊、一處理模塊及一影像疊合模塊。影像擷取裝置的影像疊合方法包含下列步驟:設置一影像擷取模塊S31 ；利用一處理模塊依據行動載具的行駛數據，以動態地控制影像擷取模塊擷取若干個暫時影像的取樣時間S32 ；通過一影像疊合模塊，依據行動載具的行駛數據符合一預設條件時，影像疊合模塊疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生至少一疊合影像S33 ；處理模塊可將至少一疊合影像傳送至顯示模塊，或是可控制影像疊合模塊將至少一疊合影像傳送至顯示模塊，以顯示疊合影像S34 ;以及處理模塊可將至少一疊合影像儲存于儲存模塊，或是可控制影像疊合模塊將至少一疊合影像儲存于儲存模塊S35。請參閱圖3及圖4，其為本發明的用于行動載具的影像擷取裝置的第一實施例的第一示意圖以及第二示意圖，請一并參閱圖1。如圖所示，本發明的影像擷取裝置I較佳可裝設于一車輛4上，其裝設位置可視駕駛者5而定。在本實施例中，將影像擷取裝置I裝設于后視鏡41的下方為示例，但不以此為限。當車輛4行駛于照明度低的環境時，影像擷取裝置I可通過處理模塊11接收車輛4的行駛方向、方向盤的回轉方向、行駛速度、排檔檔位或全球定位系統的定位信息的行駛數據21。且，處理模塊11可依據行駛速度，動態地控制影像擷取模塊10擷取若干個暫時影像101的取樣時間。換句話說，當車輛4行駛速度高于一預設值時，處理模塊11可縮短影像擷取模塊10擷取若干個暫時影像101的取樣時間；若車輛4行駛速度低于預設值時，處理模塊11可控制影像擷取模塊10延長暫時影像101的取樣時間。預設值可由駕駛者5自行設定，或是由影像擷取裝置I于出廠前由原廠設定。另外，影像擷取模塊10擷取若干個暫時影像101后，處理模塊11可將所述若干個暫時影像101傳送至影像疊合模塊12，影像疊合模塊12會從影像品質較好的暫時影像101中選取一參考暫時影像61，并依據車輛4的行駛方向、方向盤的回轉方向、行駛速度、排檔檔位或全球定位系統的定位信息等相關信息符合預設條件，例如方向盤的回轉方向大于預設角度時，將若所述干個暫時影像101中相似特征的車道線、景色或物體的每一像素進行影像疊合，以產生至少一疊合影像121。舉例來說，駕駛者5在照明度低的環境中行駛速度高于20km/hr時，處理模塊11可將影像擷取模塊10擷取暫時影像101的取樣時間由1/50秒縮短為1/100秒，并通過拍攝多張影像較為清晰的暫時影像101，利用影像疊合模塊12將所述若干個暫時影像101作疊合，產生一疊合影像121，以減少影像的噪聲，同時避免由于取樣時間過長而產生影像模糊現象。詳細地說，處理模塊11可將影像擷取模塊10所擷取的暫時影像101傳送至影像疊合模塊12。影像疊合模塊12可參考車輛4方向盤為向右或是向左轉的幅度大于預設角度(例如60° )時，影像疊合模塊12將暫時影像101中相似特征的車道線、前方車輛或路樹的每一像素進行影像疊合，以產生至少一疊合影像121。進一步地，在本實施例中，還可通過處理模組11提升疊合影像121的影像亮度及去除噪聲。順帶一提的是，以上實施例僅用于舉例而非限制，本發明于實際實施時，并不限于此種方式。請參閱圖5，其為本發明的用于行動載具的影像擷取裝置的第二實施例的方塊圖，請一并參閱圖3。如圖所示，本發明的用于行動載具的影像擷取裝置7，其包含了一影像擷取模塊70、一接收模塊71、一設定模塊72、一處理模塊73、一影像疊合模塊74、一顯不模塊75及一儲存模塊76。接收模塊71可接收一雷達數據711，其中影像擷取模塊70、顯示模塊75及儲存模塊76，其與上述第一實施例所述的相同組件的作動方式相似，故不再贅述。但是，值得一提的是，本實施例中所述的接收模塊71可接收一雷達數據711。設定模塊72可設定若干個時段區間721，例如:設定兩個時段區間，其各為12小時。處理模塊73電性連接影像擷取模塊70、接收模塊71、設定模塊72、影像疊合模塊74、顯示模塊75及儲存模塊76。處理模塊73還可依據雷達數據711，動態地控制影像擷取模塊70擷取若干個暫時影像701的取樣時間，并可依據所述若干個時段區間721或行動載具8的照明設備82 (例如:車燈42)的開啟或關閉，以對應控制影像擷取裝置7的一光源傳感器77的開啟或關閉。影像疊合模塊74還可依據雷達數據711，疊合所述若干個暫時影像701中相似特征的區域7011，以產生至少一疊合影像741。而后，處理模塊73可將至少一疊合影像741傳送至顯示模塊75，以顯示疊合影像741。處理模塊73也可將至少一疊合影像741儲存于儲存模塊76。請參閱圖6，其為本發明的用于行動載具的影像疊合方法的第二實施例的流程圖，請一并參閱圖5。如圖所示，本實施例的用于行動載具的影像疊合方法，其與上述的第一實施例所述的影像疊合方法的步驟略有相似，故不在此贅述。但是，值得一提的是，在本實施例中，影像擷取裝置還包含一接收模塊及一設定模塊，其方法包含下列步驟:利用一接收模塊接收一雷達數據S91 ；利用一設定模塊設定若干個時段區間S92 ；利用一處理模塊依據行動載具的行駛數據81及雷達數據，以動態地控制影像擷取模塊擷取若干個暫時影像的取樣時間，并依據所述若干個時段區間或行動載具的照明設備的開啟或關閉，以對應控制影像擷取裝置的一光源傳感器的開啟或關閉S93 ;以及通過一影像疊合模塊依據行動載具的行駛數據符合一預設條件及雷達數據，疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生至少一疊合影像S94。復請參閱圖3、圖4及圖5。如圖所示，在本發明的用于行動載具的影像擷取裝置的第二實施例中，將影像擷取裝置7裝設于后視鏡41的下方，駕駛者5于行駛前，可利用設定模塊72設定兩個時段區間，其各設定為12小時，且可分別定義為白天及夜晚。當駕駛者5駕駛車輛4以低于40km/hr行駛于車道上時，處理模塊73可依據此段時段區間定義為白天，而不開啟光源傳感器77，即便駕駛者5因行駛于隧道中而開啟了車燈42，處理模塊73也會依據上述時段區間的定義，不開啟光源傳感器77。另外，處理模塊73可依據雷達數據711及車速將影像擷取模塊70擷取暫時影像701的取樣時間由1/50秒延長為1/30秒。而后，影像疊合模塊74可參考全球定位系統的車輛定位信息及雷達數據711，將暫時影像701中相似特征的車道線、前方車輛或路樹的每一像素進行影像疊合，以產生至少一疊合影像741。上述中，本實施例的影像疊合及處理的作動方式與第一實施例相似，故不再贅述。綜上所述，本發明所提出的用于行動載具的影像擷取裝置及其影像疊合方法可于攝影過程中，可參照行車速度的特性，依照先前暫時影像的品質動態地調整后面暫時影像的取樣時間，并可依據行車動態信息選取適當的暫時影像及結合暫時影像中相似的區域，以決定所需的暫時影像來進行影像疊合。如此將能提升影像合成后的品質，并提高影像的亮度，降低影像中的噪聲。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含于所附的權利要求書的范圍中。
權利要求
1.一種用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，包含: 一影像擷取模塊； 一處理模塊，依據所述行動載具的行駛數據，以動態地控制所述影像擷取模塊擷取若干個暫時影像的取樣時間；以及 一影像疊合模塊，依據所述行動載具的行駛數據符合一預設條件時，所述影像疊合模塊疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生至少一疊合影像； 其中，所述處理模塊電性連接所述影像擷取模塊、所述影像疊合模塊。
2.如權利要求1所述的用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，所述行駛數據包含所述行動載具的行駛方向、方向盤的回轉方向、行駛速度、排檔檔位或全球定位系統的定位信息。
3.如權利要求2所述的用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，所述預設條件是低于一預設速度的所述行駛速度、或大于一預設角度的所述回轉方向、或為一倒車檔位的所述排檔檔位。
4.如權利要求1所述的用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，所述處理模塊依據所述行動載具的行駛速度的增加或減少，以縮短或延長各所述暫時影像取樣時間的長度。
5.如權利要求1所述的用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，還包含一設定模塊，設定若干個時段區間，所述處 理模塊依據所述若干個時段區間或所述行動載具的照明設備的開啟或關閉，以對應控制所述影像擷取裝置的一光源傳感器的開啟或關閉。
6.如權利要求1所述的用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，還包含一接收模塊，接收一雷達數據，所述影像疊合模塊還依據所述雷達數據，疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生所述至少一疊合影像。
7.如權利要求6所述的用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，所述相似特征的區域包含車道線、景色或物體。
8.一種用于行動載具的影像疊合方法，其特征在于，包含下列步驟: 設置一影像擷取模塊； 利用一處理模塊依據所述行動載具的行駛數據，以動態地控制所述影像擷取模塊擷取若干個暫時影像的取樣時間；以及 通過一影像疊合模塊，依據所述行動載具的行駛數據符合一預設條件時，所述影像疊合模塊疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生至少一疊合影像。
9.如權利要求8所述的用于行動載具的影像疊合方法，其特征在于，還包含下列步驟: 利用一設定模塊設定若干個時段區間；以及 以所述處理模塊依據所述若干個時段區間或所述行動載具的照明設備的開啟或關閉，對應控制所述影像擷取裝置的一光源傳感器的開啟或關閉。
10.如權利要求8所述的用于行動載具的影像疊合方法，其特征在于，還包含下列步驟: 利用一接收模塊接收一雷達數據；以及 所述影像疊合模塊還依據所述雷達數據，疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生所述至少一疊合影像。
11.如權利要求10所述的用于行動載具的影像疊合方法，其特征在于，所述相似特征的區域包含車道線、景色或物體。
12.如權利要求8所述的用于行動載具的影像疊合方法，其特征在于，還包含下列步驟: 所述處理模塊依據所述行動載具的行駛速度的增加或減少，以縮短或延長各所述暫時影像取樣時間的長度。
13.如權利要求8所述的用于行動載具的影像疊合方法，其特征在于，所述行駛數據包含所述行動載具的行駛方向、方向盤的回轉方向、行駛速度、排檔檔位或全球定位系統的定位信息。
14.如權利要求13所述的用于行動載具的影像疊合方法，其特征在于，所述預設條件是低于一預設速度的所述行駛速度、或大于一預設角度的所述回轉方向、或為一倒車檔位的所述排檔檔位。
15.一種用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，包含: 一影像擷取模塊；以及 一接收模塊，接收一雷達數據； 一設定模塊，設定若干個時段區間； 一處理模塊，依據所述行動載具的行駛數據及所述雷達數據，以動態地控制所述影像擷取模塊擷取若干個暫時影像的取樣時間，并依據所述若干個時段區間或所述行動載具的照明設備的開啟或關閉，以對應控制所述影像擷取裝置的一光源傳感器的開啟或關閉；一影像疊合模塊，依據所述行動載具的行駛數據符合一預設條件及所述雷達數據，所述影像疊合模塊疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生至少一疊合影像；其中，所述處理模塊電性連接所述影像擷取模塊、所述接收模塊、所述設定模塊和所述影像疊合模塊。
16.如權利要求15所述的用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，所述行駛數據包含所述行動載具的行駛方向、方向盤的回轉方向、行駛速度、排檔檔位或全球定位系統的定位信息。
17.如權利要求16所述的用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，所述預設條件是低于一預設速度的所述行駛速度、或大于一預設角度的所述回轉方向、或為一倒車檔位的所述排檔檔位。
18.如權利要求15所述的用于行動載具的影像擷取裝置，其特征在于，所述處理模塊依據所述行動載具 的行駛速度的增加或減少，以縮短或延長各所述暫時影像取樣時間的長度。
全文摘要
本發明揭露一種用于行動載具的影像擷取裝置及其影像疊合方法，其包含一影像擷取模塊、一處理模塊及一影像疊合模塊。處理模塊依據行動載具的行駛數據，以動態地控制影像擷取模塊擷取若干個暫時影像的取樣時間。接著，影像疊合模塊依據行動載具的行駛數據符合一預設條件時，影像疊合模塊疊合所述若干個暫時影像中相似特征的區域，以產生至少一疊合影像。本發明可提升影像合成后的品質，并提高影像的亮度，降低影像中的噪聲。
文檔編號H04N5/217GK103200369SQ201210004710
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者林哲弘, 錢中方 申請人:能晶科技股份有限公司