專利名稱：消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種影像擷取裝置及其影像處理技術，特別是涉及一種消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置及其方法，能有效地消除光暈遮蔽現象。
背景技術：
光暈遮蔽現象(Smear Effect)是一種利用電荷稱合組件(Charge-CoupledDevice，(XD)取像時經常會產生的一種副作用。光暈遮蔽現象是電荷耦合組件影像感測器因電荷累積過度造成的光溢現象，其現象通常是在影像的亮點上出現一條很亮的垂直線。當強烈光線射入電荷耦合組件時，光線滲入電荷耦合組件的垂直轉送部，引發多余電荷進而造成一條垂直的亮線。當光源以及影像擷取裝置靜止不動時，發生在影像中的光暈遮蔽現象是一條很亮的垂直線。但是當光源或是取像裝置左右移動時，產生在影像中的則是歪斜的光暈遮蔽現象(Skew Smear Effect)，其為一條歪斜的亮線。由于操作數碼相機或是數碼攝影機等影像擷取裝置時，光源或是影像擷取裝置通常都是移動的，因此，光暈遮蔽現象通常是一條歪斜的売線。然而，公知的影像擷取裝置所使用的影像處理技術無法消除影像擷取裝置或光源移動時產生的光暈遮蔽現象。因此，如何開發出一種影像擷取裝置，能夠有效地消除影像擷取裝置或光源移動時產生的光暈遮蔽現象，即為本發明所欲解決的問題。

發明內容
有鑒于上述已知技術問題，本發明的目的就是在提供一種消除光暈遮蔽現象(Smear Effect)的影像擷取裝置及其方法，以有效地消除光暈遮蔽現象，解決已知技術問題。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:根據本發明的目的，提出一種能有效消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置，包含:影像感測模組，擷取影像以及感測由影像感測模組的光學暗區(Optical Black Area, OBArea)所產生的光學暗區數據(Optical Black Data, OB Data);以及光暈遮蔽現象補償模組，連接所述影像感測模組，并根據光學暗區數據來補償影像中的光暈遮蔽現象；其中，光暈遮蔽現象補償模組會根據光學暗區數據產生位置的坐標，來尋找與光學暗區的一上邊界光學暗區數據對應的一下邊界光學暗區數據，以計算能表示光學暗區數據的偏移量的偏移線，并根據偏移線及光學暗區數據來補償影像中的光暈遮蔽現象。根據本發明的目的，再提出一種能有效消除光暈遮蔽現象的方法，包含下列步驟:利用影像感測模組擷取影像以及感測由影像感測模組的光學暗區所產生的光學暗區數據；以及通過光暈遮蔽現象補償模組根據光學暗區數據產生位置的坐標，來尋找與光學暗區的上邊界光學暗區數據對應的下邊界光學暗區數據，以計算能表示光學暗區數據的偏移量的偏移線，并根據偏移線及光學暗區數據來補償影像中的光暈遮蔽現象。
其中，還包含移動估測模組，執行移動估測(Motion Estimation, ME)產生移動向量(Motion Vector, MV),以計算影像的第一水平移動量。其中，還包含趨勢線產生模組，當光學暗區的上邊界及下邊界僅有其中之邊界能產生光學暗區數據時，根據光學暗區數據及第一水平移動量執行曲線擬合(CurvingFitting)以產生能表示光學暗區數據的偏移量的趨勢線，光暈遮蔽現象補償模組則根據趨勢線及光學暗區數據來補償影像中的光暈遮蔽現象。其中，還包含重力感測模組，偵測影像擷取裝置移動時產生的第二水平移動量。其中，趨勢線產生模組是當光學暗區的上邊界及下邊界僅有其中之一邊界能產生光學暗區數據時，根據光學暗區數據及第二水平移動量執行曲線擬合以產生趨勢線，光暈遮蔽現象補償模組則根據光學暗區數據及趨勢線來補償影像中的光暈遮蔽現象。承上所述，依本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置及其方法，其可具有一或多個下述優點:(I)本發明利用將光學暗區的上下邊界的光學暗區數據連線及曲線擬合的方法，可以有效地解決因為光源或影像擷取裝置移動所造成的歪斜的光暈遮蔽現象(Skew SmearEffect)。(2)本發明利用曲線擬合的方法，可以有效地估測超出影像的光學暗區數據，因為可以有效解決影像邊緣無光學暗區數據的問題，使影像可以得到正確的補償。


圖1是本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第一實施例的方塊圖。圖2是本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第一實施例的流程圖。圖3是本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第二實施例的方塊圖。圖4是本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第二實施例的流程圖。圖5是本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第三實施例的方塊圖。圖6是本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第三實施例的流程圖。圖7是已知的影像擷取裝置補償光暈遮蔽現象的示意圖。圖8是本發明的影像擷取裝置補償光暈遮蔽現象的示意圖。圖9是本發明的影像擷取裝置補償光暈遮蔽現象的實際應用示意圖。圖10是本發明的消除光暈遮蔽現象的方法的流程圖。
具體實施例方式以下將參照相關附圖，說明依本發明的消除光暈遮蔽現象(Smear Effect)的影像擷取裝置及消除光暈遮蔽現象的方法的實施例，為使便于理解，下列所述實施例中的相同組件以相同的符號標示來說明。請參閱圖1，其為本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第一實施例的方塊圖。如圖所示，本發明的影像擷取裝置I包含影像感測模組10及光暈遮蔽現象補償模組11。影像感測模組10擷取影像101及由影像感測模組10的光學暗區(Optical BlackArea, OB Area)所產生的光學暗區數據102 (Optical Black Data, OB Data)。此影像感測模組10可由電荷稱合組件(Charge-Coupled Device, CO))所構成。
光暈遮蔽現象補償模組11則連接所述影像感測模組10，并根據光學暗區數據102產生位置的坐標，來尋找與光學暗區的上邊界所產生的光學暗區數據102相對應，且產生于光學暗區的下邊界的光學暗區數據102。光暈遮蔽現象補償模組11通過將光學暗區上邊界產生的光學暗區數據102與其下邊界產生的光學暗區數據102連線，則可以估測出光學暗區數據102的偏移量，以產生偏移線111。因此，光暈遮蔽現象補償模組11能夠根據此偏移量，來計算能表示所述光學暗區數據的偏移量的一偏移線111，并根據偏移線111及光學暗區數據102來執行光暈遮蔽現象補償(Smear Reduction) 112,以產生補償后的影像113。值得一提的是，已知技術的影像擷取裝置分析由影像感測器的光學暗區所產生的
光學暗區數據，并以垂直方向在產生光暈遮蔽現象的影像中各個像素中減去光學暗區數據
的值，或是減去以光學暗區數據對應一查表的值來消除光暈遮蔽現象。這種方式可有效消
除光源及影像擷取裝置沒有移動時所產生的光暈遮蔽現象。然而，當光源及影像擷取裝置
移動時，其產生的光暈遮蔽現象是一條歪斜的亮線。因此，以現有的影像處理技術是無法
完全消除歪斜的光暈遮蔽現象(Skew Smear Effect),甚至可能會導致影像中沒有發生光
暈遮蔽現象的區域減掉過大的光學暗區數據的值，而使影像擷取裝置對影像做出錯誤的補m
\-ΖΧ ο而本發明的光暈遮蔽現象補償模組11通過將光學暗區上邊界產生的光學暗區數據102與其下邊界產生的光學暗區數據102連線，以計算出偏移線111，并通過偏移線111，來估測出影像中產生光暈遮蔽現象的區域，以執行正確的補償。因此，本發明可以有效消除光源及影像擷取裝置移動產生的歪斜的光暈遮蔽現象。請參閱圖2，為本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第一實施例的流程圖。在步驟S21中，利用影像感測模組擷取影像及感測其光學暗區產生的光學暗區數據。在步驟S22中，通過光暈遮蔽現象補償模組通過光學暗區數據的坐標將光學暗區上邊界光學暗區數據與相對應的下邊界光學暗區數據連線，以產生偏移線。在步驟S23中，通過光暈遮蔽現象補償模組根據偏移線及光學暗區數據執行光暈遮蔽現象補償，以產生補償后的影像。請參閱圖3，為本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第二實施例的方塊圖。如圖所示，本發明的影像擷取裝置3包含影像感測模組30、光暈遮蔽現象補償模組31、移動估測模組32及趨勢線產生模組33。影像感測模組30擷取影像301及由影像感測模組30的光學暗區所產生的光學暗區數據302。當光學暗區的上邊界及下邊界中僅有其中之一邊界能產生光學暗區數據302時，則無法利用第一實施例的方法來執行光暈遮蔽現象補償。因此，本實施例中利用移動估測模組32執行移動估測(Motion Estimation,ME)產生移動向量(Motion Vector,MV),利用分析連續兩張影像來計算影像301的一第一水平移動量321。趨勢線產生模組33則可利用第一水平移動量321來判斷影像擷取裝置3或影像301的移動方向。例如，當影像擷取裝置3向右移動時，光暈遮蔽現象是一條由右上往左下歪斜的亮線，相反的，當影像擷取裝置3向左移動時，光暈遮蔽現象是一條由左上往右下歪斜的亮線。因此，趨勢線產生模組33則可根據第一水平移動量321及光學暗區數據302執行曲線擬合(Curving Fitting)以產生趨勢線331。光暈遮蔽現象補償模組31則可通過趨勢線331、影像301及光學暗區數據302來估算出影像301中產生光學暗區數據302的區域，以執行光暈遮蔽現象補償312，產生補償后的影像313。值得一提的是，由于不同的CXD影像感測器的感測能力不盡相同。較高階的CXD影像感測器通常能夠感測到其光學暗區的上下邊界的光學暗區數據，而較低階的CCD影像感測器經常只能感測到上下邊界中其中任意一邊界的光學暗區數據。當光學暗區僅有一邊界能產生光學暗區數據時，則無法使用第一實施例的方法來執行光暈遮蔽現象的補償。因此，本發明提出了利用影像擷取裝置的移動估測的功能，計算出趨勢線，來執行光暈遮蔽現象的補償。而本發明利用曲線擬合的方法，還可以估測出超出影像之外的光學暗區數據，以解決影像邊緣無光學暗區數據的問題。請參閱圖4，為本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第二實施例的流程圖。在步驟S41中，利用影像感測模組擷取影像及感測其光學暗區產生的光學暗區數據。在步驟S42中，通過移動估測模組執行移動估測，以計算影像的一第一水平移動量。在步驟S43中，經由趨勢線產生模組根據第一水平移動量及光學暗區數據執行曲線擬合以產生趨勢線。在步驟S44中，光暈遮蔽現象補償模組根據趨勢線、影像及光學暗區數據，來執行光暈遮蔽現象補償，以產生補償后的影像。請參閱圖5，為本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第三實施例的方塊圖。如圖所示，本發明的影像擷取裝置5包含影像感測模組50及光暈遮蔽現象補償模組51、重力感測模組52及趨勢線產生模組53。影像感測模組50擷取影像501及感測由影像感測模組50的光學暗區所產生的光學暗區數據502。在本實施例中，當影像擷取裝置5移動而光學暗區的上邊界及下邊界僅有其中之一邊界能產生光學暗區數據502時，利用重力感測模組52計算影像擷取裝置5的第二水平移動量521。此重力感測模組52可為重力感測器(Gyro-Sensor)。同樣的，趨勢線產生模組53則可利用第二水平移動量521來判斷影像擷取裝置5的移動方向。趨勢線產生模組53則可根據第二水平移動量521及光學暗區數據502執行曲線擬合以產生趨勢線531。光暈遮蔽現象補償模組51則可通過趨勢線531、影像501及光學暗區數據502來估算出影像501中產生光學暗區數據502的區域，以執行光暈遮蔽現象補償512，產生補償后的影像513。當然，本發明也可以視情況交替使用移動估測模組及重力感測模組，在影像或影像擷取裝置移動時，計算出光學暗區數據的趨勢線，以對影像中的光暈遮蔽現象進行補償。請參閱圖6，為本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的第三實施例的流程圖。在步驟S61中，利用影像感測模組擷取影像及感測其光學暗區產生的光學暗區數據。在步驟S62中，通過重力感測模組計算影像擷取裝置的第二水平移動量。在步驟S63中，經由趨勢線產生模組根據第二水平移動量及光學暗區數據執行曲線擬合以產生趨勢線。在步驟S64中，光暈遮蔽現象補償模組根據趨勢線、影像及光學暗區數據，來執行光暈遮蔽現象補償，以產生補償后的影像。請參閱圖7，為已知技術的影像擷取裝置補償光暈遮蔽現象的示意圖。如圖所示，當影像擷取裝置向右移動時，影像中產生的光暈遮蔽現象是一條右上往左下歪斜的亮線。而已知技術中的影像處理技術是根據光學暗區數據702，以垂直方向在產生光暈遮蔽現象的影像中各個像素中減去光學暗區數據的值，或是減去以光學暗區數據對應一查表的值來消除光暈遮蔽現象。然而，如此則會導致區域A被減去不足的光學暗區數據，而區域B則被減去過多的光學暗區數據，使影像擷取裝置對影像做出錯誤的補償。請參閱圖8，為本發明的影像擷取裝置補償光暈遮蔽現象的示意圖。如圖所示，當歪斜的光暈遮蔽現象產生時，本發明的影像處理技術是根據光學暗區數據802，并利用移動估測模組或是重力感測模組來計算光源或是影像擷取裝置的水平移動量。而趨勢線產生模組則利用此水平移動量及光學暗區數據802來執行曲線擬合(Curving Fitting)，以產生一趨勢線。光暈遮蔽現象補償模組利用此趨勢線及光學暗區數據802來補償影像中產生的光暈遮蔽現象的區域。利用本發明的方法，還可以估測超出影像之外的光學暗區數據，如此則可以解決影像邊緣無光學暗區數據的問題。因此，可有效解決光源在影像邊緣所產生的光暈遮蔽現象。請參閱圖9，為本發明的影像擷取裝置補償光暈遮蔽現象的實際應用示意圖。如圖所示，當影像擷取裝置的使用者向左移動時，重力感測模組計算影像擷取裝置的水平移動量。趨勢線產生模組則利用此水平移動量及光學暗區數據來執行曲線擬合，以估測影像中光學暗區數據的位置，使光暈遮蔽現象補償模組能對影像做出正確的補償。盡管前述在說明本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置的過程中，也已同時說明本發明的消除光暈遮蔽現象的方法的概念，但為求清楚起見，以下仍另繪示流程圖詳細說明。請參閱圖10，為本發明的消除光暈遮蔽現象的方法的流程圖。在步驟SlOl中，利用影像感測模組擷取影像以及感測由影像感測模組的光學暗區所產生的光學暗區數據。在步驟S102中，通過光暈遮蔽現象補償模組根據光學暗區數據產生位置的坐標，來尋找與光學暗區的上邊界光學暗區數據對應的下邊界光學暗區數據，以計算能表示所述光學暗區數據的偏移量的偏移線，并根據偏移線及光學暗區數據來補償影像中的光暈遮蔽現象。本發明的消除光暈遮蔽現象的方法的詳細說明以及實施方式已于前面敘述本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置時描述過，在此為了簡略說明便不再重復敘述。綜上所述，本發明的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置及消除光暈遮蔽現象的方法利用將光學暗區的上下邊界的光學暗區數據連線及曲線擬合的方法，可以有效地解決因為光源或影像擷取裝置移動所造成的歪斜的光暈遮蔽現象。本發明利用曲線擬合的方法，可以有效地估測超出影像的光學暗區數據，因為可以有效解決影像邊緣無光學暗區數據的問題，使影像可以得到正確的補償。可見本發明在突破現有技術下，確實已達到所欲增進的功效，且也非熟悉本領域技術人員所易于思及，其所具的創造性、實用性，顯已符合專利的申請要件，所以依法提出專利申請，懇請貴局核準本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。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范圍中。
權利要求
1.一種消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置，其特征在于，包含: 一影像感測模組，擷取一影像以及感測由所述影像感測模組的一光學暗區所產生的一光學暗區數據；以及 一光暈遮蔽現象補償模組，連接所述影像感測模組，并根據所述光學暗區數據來補償所述影像中的光暈遮蔽現象； 其中，所述光暈遮蔽現象補償模組根據所述光學暗區數據產生位置的坐標，來尋找與所述光學暗區的一上邊界光學暗區數據對應的一下邊界光學暗區數據，以計算能表示所述光學暗區數據的偏移量的一偏移線，并根據所述偏移線及所述光學暗區數據來補償所述影像中的光暈遮蔽現象。
2.如權利要求1所述的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置，其特征在于，還包含一移動估測模組，執行移動估測產生一移動向量，以計算所述影像的一第一水平移動量。
3.如權利要求2所述的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置，其特征在于，還包含一趨勢線產生模組，當所述光學暗區的上邊界及下邊界僅有其中之一邊界能產生所述光學暗區數據時，根據所述光學暗區數據及所述第一水平移動量執行曲線擬合以產生能表示所述光學暗區數據的偏移量的一趨勢線，所述光暈遮蔽現象補償模組則根據所述趨勢線及所述光學暗區數據來補償所述影像中的光暈遮蔽現象。
4.如權利要求1所述的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置，其特征在于，包含一重力感測模組，偵測所述影像擷取裝置移動時產生的一第二水平移動量。
5.如權利要求4所述的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置，其特征在于，包含一趨勢線產生模組，當所述光學暗區的上邊界及下邊界僅有其中之一邊界能產生所述光學暗區數據時，根據所述光學暗區數據及所述第二水平移動量執行曲線擬合以產生一趨勢線，所述光暈遮蔽現象補償模組則根據所述光學暗區數據及所述趨勢線來補償所述影像中的光暈遮蔽現象。
6.如權利要求5所述的消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置，其特征在于，所述重力感測模組為重力感測器。
7.一種消除光暈遮蔽現象的方法，其特征在于，包含下列步驟: 利用一影像感測模組擷取一影像以及感測由所述影像感測模組的一光學暗區所產生的一光學暗區數據；以及 通過一光暈遮蔽現象補償模組根據所述光學暗區數據產生位置的坐標，來尋找與所述光學暗區的一上邊界光學暗區數據對應的一下邊界光學暗區數據，以計算能表示所述光學暗區數據的偏移量的一偏移線，并根據所述偏移線及所述光學暗區數據來補償所述影像中的光暈遮蔽現象。
8.如權利要求7所述的消除光暈遮蔽現象的方法，其特征在于，包含下列步驟: 通過一移動估測模組執行移動估測產生一移動向量，以計算所述影像的一第一水平移動量。
9.如權利要求8所述的消除光暈遮蔽現象的方法，其特征在于，包含下列步驟: 經由一趨勢線產生模組在當所述光學暗區的上邊界及下邊界僅有其中之一邊界能產生所述光學暗區數據時，根據所述光學暗區數據及所述第一水平移動量執行曲線擬合以產生能表示所述光學暗區數據的偏移量的一趨勢線；以及利用所述光暈遮蔽現象補償模組根據所述趨勢線及所述光學暗區數據來補償所述影像中的光暈遮蔽現象。
10.如權利要求7所述的消除光暈遮蔽現象的方法，其特征在于，包含下列步驟: 由一重力感測模組偵測所述影像擷取裝置移動時產生的一第二水平移動量。
11.如權利要求10所述的消除光暈遮蔽現象的方法，其特征在于，包含下列步驟: 經由一趨勢線產生模組在當所述光學暗區的上邊界及下邊界僅有其中之一邊界能產生所述光學暗區數據時，根據所述光學暗區數據及所述第二水平移動量執行曲線擬合以產生一趨勢線；以及 利用所述光暈遮蔽現象補償模組根據所述光學暗區數據及所述趨勢線來補償所述影像中的光暈遮蔽 現象。
全文摘要
本發明公開一種消除光暈遮蔽現象的影像擷取裝置及其方法。此裝置包含影像感測模組及光暈遮蔽現象補償模組。影像感測模組擷取影像以及感測由影像感測模組的光學暗區所產生的光學暗區數據。光暈遮蔽現象補償模組根據光學暗區數據產生位置的坐標，來尋找與光學暗區的上邊界光學暗區數據對應的下邊界光學暗區數據，以計算能表示光學暗區數據的偏移量的偏移線，并根據偏移線及光學暗區數據來補償影像中產生的光暈遮蔽現象。利用本發明能有效地消除光暈遮蔽現象。
文檔編號H04N5/217GK103209289SQ20121000753
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者莊哲綸, 吳宗達, 王馨德, 林宜賢 申請人:華晶科技股份有限公司