專利名稱：影像震動補償裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種影像擷取裝置，且特別是有關于應用于影像擷取裝置中的一種影像震動補償裝置及其方法。
背景技術：
數位影像擷取裝置的出現，取代了傳統(tǒng)的機械式的影像擷取裝置，且因數位影像擷取裝置使用了許多控制及運算機制取代傳統(tǒng)的機械式相機元件，故如今在市面上可以看到深受消費者青睞的具有輕薄短小特性的數位影像擷取裝置。但在數位影像擷取裝置走向輕薄的特性的同時，在拍攝時會因使用者造成的數位影像擷取裝置的震動而造成影像產生震動，因而拍出的照片畫面并非使用者所預期，此種情況尤其在使用者單手使用數位影像擷取裝置時更為明顯。
用以解決上述的數位影像擷取系統(tǒng)的震動現象的技術已發(fā)展了一段時日了，例如使用陀螺儀以偵測在影像擷取時的數位影像擷取系統(tǒng)的移動，接著陀螺儀計算出其旋轉所產生的兩個參數并帶動鏡頭元件依此兩個參數往相反的方向旋轉，以平衡影像的移動。然而，陀螺儀感測器及其平衡環(huán)機制不但具有較大重量、占體積且較昂貴等缺點，亦使得數位影像擷取裝置的體積無法縮小變輕且造成成本負擔。
在再一習知技術中，如美國專利申請案第6,535,244說明書中所揭露的，其應用位元平面匹配(bit plane matching)以校正輸入影像。此習知技術藉由分析輸入影像信號并將其轉換為八個位元平面，再藉由流明的大小以及每一位元平面的位元轉換率(bit conversion rate)的大小以決定最佳位元平面，之后比較位于目前影像的最佳位元平面的四個角落的四個偵測窗(detection window)與先前影像的最佳位元平面的四個角落的四個偵測窗的像素值。由此計算出偵測窗的移動向量并累積多個移動向量后，使影像往與移動向量相反的方向移動。但使用流明的大小以及每一位元平面的位元轉換率的大小以決定最佳位元平面的方式并非很理想，如果不能以一明確且可信任的方式決定最佳位元平面的話，將會降低此影像穩(wěn)定裝置的效能，故此習知技術仍有改進的必要。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是提供一種影像震動補償裝置，其應用于例如數位相機或數位攝影機的影像擷取裝置中，其將影像擷取裝置所擷取的影像資料簡化以進行后運算，使得運算需求降低，因而能提供使用者一個具有手震補償功能并且價格合理的影像擷取裝置。
本發(fā)明的再一目的是提供一種影像震動補償方法，其應用于例如數位相機或數位攝影機的影像擷取裝置中，能防止因影像畫面快速跳動而導致使用者視覺的不適，達到對影像畫面的穩(wěn)定性控制。
基于上述及其他目的，本發(fā)明提出一種影像震動補償裝置，使影像擷取裝置補償其所擷取的影像，影像震動補償裝置包括可適性邊緣提取器、子區(qū)域移動偵測器、畫面移動計算器與修正向量產生器。其中可適性邊緣提取器用以接收影像的影像信號，并計算影像信號中的每一像素的邊緣特征值而輸出邊緣特征信號，且由邊緣特征信號所構成的邊緣特征畫面中具有多個子區(qū)域。子區(qū)域移動偵測器電性連接至可適性邊緣提取器，用以將目前邊緣特征畫面的每一子區(qū)域各自于先前邊緣特征畫面中尋找相似的子區(qū)域，以輸出多個第一移動向量。畫面移動計算器電性連接至子區(qū)域移動偵測器，用以依照多個第一移動向量計算出目前影像相對于先前影像的第二移動向量。修正向量產生器電性連接至畫面移動計算器，用以于預定期間累計第二移動向量，并據以輸出修正移動向量，之后影像擷取裝置便依據修正移動向量而補償影像的震動。
在本發(fā)明的一實施例中，影像震動擷取裝置為數位相機或是數位攝影機，并且邊緣特征畫面是由二元資料表示影像中每一像素所對應的邊緣特征信號。上述的可適性邊緣提取器包含雜訊濾波器、邊緣特征提取單元、可適性轉換單元。其中雜訊濾波器用以接收影像信號并濾除其雜訊，邊緣特征提取單元電性連接至雜訊濾波器，其以加權平均方式計算影像信號中相對應的每一像素的邊緣特征值，以獲得并輸出影像信號的邊緣特征資訊。又可適性轉換單元電性連接至邊緣特征提取單元，用以依據臨界值而將影像信號的邊緣資訊轉換成為二元形式的邊緣特征信號。
在本發(fā)明的一實施例中，可適性轉換單元是依據先前邊緣特征信號中具有高準位者所占比例，而決定目前的臨界值。且子區(qū)域移動偵測器包括邊緣特征記憶體、關聯(lián)性計算器以及移動向量計算器。其中邊緣特征記憶體用以儲存先前邊緣特征畫面，并且關聯(lián)性計算器電性連接至邊緣特征記憶體，用以依序接收目前邊緣特征畫面的每一子區(qū)域，并分別與先前邊緣特征畫面的對應搜尋范圍中的所有子區(qū)域計算二者的關聯(lián)值。而移動向量計算器電性連接至關聯(lián)性計算器，用以依照關聯(lián)性計算器所提供多個關聯(lián)值而分別計算并輸出目前邊緣特征畫面中每一子區(qū)域的第一移動向量。
在本發(fā)明的一實施例中，畫面移動計算器是于多個第一移動向量的關聯(lián)值中最大者輸出，作為第二移動向量。并且其中修正向量產生器更依據設定而決定操作于單框補償模式或是累積補償模式中。當于單框補償模式時，修正向量產生器于每一該預定期間中連續(xù)地接收畫面移動計算器所輸出的第二移動向量，并合成預定期間中所接收的第二移動向量以作為修正移動向量。另一方面，當于累積補償模式時，修正向量產生器合成預定期間中所接收的第二移動向量以作為修正移動向量，并依據預設的判斷參數與所輸出的修正移動向量的關系，而決定是否漸進地縮減所輸出的修正移動向量。
本發(fā)明的影像震動補償方法，是用于使影像擷取裝置補償其所擷取的影像，影像震動補償方法包括下列步驟，首先擷取并計算影像中的邊緣特征信號，以獲得邊緣特征畫面，其中邊緣特征畫面中具有多個子區(qū)域。接著依目前影像的邊緣特征畫面的每一子區(qū)域，各自于先前影像的邊緣特征畫面中尋找相似的子區(qū)域，以獲得多個第一移動向量。之后依照該些第一移動向量，計算目前該影像相對于先前該影像的一第二移動向量。接下來于預定期間累計第二移動向量，并據以輸出修正移動向量，最后使影像擷取裝置依據修正移動向量而補償影像的震動。
在本發(fā)明的一實施例中，影像擷取裝置為數位相機或是數位攝影機。并且邊緣特征畫面以二元資料表示影像中每一像素的邊緣特征值。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的影像震動補償方法中的擷取影像中的邊緣特征信號的步驟包括首先濾除影像的雜訊，接著以加權平均方式計算影像中相對應的像素，以獲得影像的邊緣資訊。最后依據臨界值，將影像的邊緣資訊轉換成為二元形式的邊緣特征信號，并由邊緣特征信號構成邊緣特征畫面。其中依據先前邊緣特征信號中具有高準位者所占比例而決定目前臨界值。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的影像震動補償方法中的于先前影像的邊緣特征畫面中尋找相似的子區(qū)域以獲得多個第一移動向量的步驟包括首先分別計算目前邊緣特征畫面的每一子區(qū)域與先前邊緣特征畫面的對應搜尋范圍中的所有子區(qū)域二者的關聯(lián)值。最后依照多個關聯(lián)值，分別計算并輸出目前邊緣特征畫面中每一子區(qū)域的第一移動向量，而在接下來的步驟中的第二移動向量是于多個第一移動向量中的關聯(lián)值最大者。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的影像震動補償方法中尚包括決定操作影像震動補償裝置于單框補償模式或是累積補償模式中。其中當于單框補償模式時，合成預定期間中的所有第二移動向量以作為修正移動向量。并且當于累積補償模式時，合成預定期間中所接收的所有第二移動向量以作為修正移動向量，并依據預設的判斷參數與修正移動向量的關系，而決定是否漸進地縮減修正移動向量。累積補償模式尚進一步包括首先指定判斷參數，接著若修正移動向量未超出判斷參數，則將目前第二移動向量合成至修正移動向量。之后當欲將目前的第二移動向量合成至修正移動向量時，若修正移動向量超出判斷參數，則只將目前第二移動向量的部分向量合成至修正移動向量。接下來，判斷合成后的修正移動向量是否超出修正極限值。最后若修正移動向量超出修正極限值，則將修正移動向量設定為不大于修正極限值的向量。并且上述的累積補償模式更包括若修正移動向量超出判斷參數，則漸進地逐次縮減修正移動向量。
因本發(fā)明的影像震動補償裝置及方法中將影像轉變?yōu)橐远问奖硎镜倪吘壧卣餍盘?，再進行邊緣特征信號構成的邊緣特征畫面的運算，如此做法不但可有效地的補償使用者在使用影像擷取裝置時所產生手震現象，并且相較于先前技術，本發(fā)明將可大大地降低運算的次數以及復雜度。
從另一觀點來看，本發(fā)明提出一種累積補償模式，此累積補償模式可在使用者使用影像擷取裝置時所產生瞬間的手震現象過大的情形下，進行一漸進的補償，使得顯示畫面不致于跳動過大，而提供使用者顯示畫面的穩(wěn)定感，并且提高數位相機或是數位攝影機的使用品質。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖1為本發(fā)明的一實施例的影像震動補償裝置的構造方塊圖。
圖2A為本發(fā)明的一實施例的可適性邊緣提取器的構造方塊圖。
圖2B為本發(fā)明的一實施例的影像信號的邊緣特征資料的示意圖。
圖3為本發(fā)明的一實施例的子區(qū)域移動偵測器的電路方塊圖。
圖4A為本發(fā)明的一實施例的影像畫面及畫面移動的示意圖。
圖4B為本發(fā)明的一實施例的子區(qū)域的第一移動向量的計算方法的示意圖。
圖4C為本發(fā)明的一實施例的子區(qū)域的關聯(lián)值計算的示意圖。
圖4D為本發(fā)明的一實施例的決定第二移動向量的流程圖。
圖5為本發(fā)明的一實施例的影像震動補償方法的流程圖。
圖6為本發(fā)明的一實施例的累積補償模式的流程圖。
100影像震動補償裝置 110可適性邊緣提取器120子區(qū)域移動偵測器 130畫面移動計算器140修正向量產生器 212雜訊濾波器
214邊緣特征提取單216可適性轉換單元321邊緣特征記憶體323關聯(lián)性計算器325移動向量計算器410可顯示范圍Si、Si′影像信號 Se邊緣特征信號Sd邊緣資訊 T臨界值P1、P2、P3像素 a、b距離420標的物Pi、Pc中間點F0先前影像畫面 F1目前影像畫面Se0先前邊緣特征信號 Fe0先前邊緣特征畫面Fe1目前邊緣特征畫面 R1-R4區(qū)域SR01-SR024子區(qū)域 SR1-SR24子區(qū)域MV1-MVn第一移動向量 MV1-MV24第一移動向量MVa-MVd區(qū)域移動向量 MVm第二移動向量MVf修正移動向量 V1-V4像素值V01-V04像素值S410、S420、S431、S433、S440步驟S51、S53、S55、S57、S59、S511、S513步驟610、621、623、630、641、643步驟具體實施方式
圖1為本發(fā)明的一實施例的影像震動補償裝置的構造方塊圖。請參考圖1，在一實施例中，使用影像震動補償裝置100，使得例如數位相機或數位攝影機的影像擷取裝置能補償因其震動而造成其所擷取的影像的影像畫面的震動。影像震動補償裝置100包括可適性邊緣提取器110、子區(qū)域移動偵測器120、畫面移動計算器130與修正向量產生器140。其中可適性邊緣提取器110依據影像擷取裝置所擷取的影像畫面的影像信號Si而輸出邊緣特征信號Se。子區(qū)域移動偵測器120電性連接至可適性邊緣提取器110，用以依據邊緣特征信號Se而輸出多個第一移動向量MV1-MVn，其中n為大于一的整數。畫面移動計算器130電性連接至子區(qū)域移動偵測器120，用以依照多個第一移動向量MV1-MVn計算出目前影像相對于先前影像的第二移動向量MVm。修正向量產生器140電性連接至畫面移動計算器130，用以于預定期間累計第二移動向量MVm，并據以輸出修正移動向量MVf，之后影像震動補償裝置100便依據修正移動向量MVf而補償影像擷取裝置的震動。
圖2A為本發(fā)明的一實施例的可適性邊緣提取器的構造方塊圖。圖2B為本發(fā)明的一實施例的影像信號的邊緣特征資料的示意圖。請同時參考圖2A及2B，其中可適性邊緣提取器110用以接收影像的影像信號Si，并計算影像信號Si中的每一像素的邊緣特征值而輸出邊緣特征信號Se?？蛇m性邊緣提取器110具有雜訊濾波器212、邊緣特征提取單元214以及可適性轉換單元216。其中雜訊濾波器212用以接收影像信號Si并濾除其雜訊而輸出影像信號Si′，藉以提高影像信號Si的均一程度并使得接下來的計算的精確度提高。邊緣特征提取單元214電性連接至雜訊濾波器212，其以加權平均方式計算影像信號中相對應的每一像素的邊緣特征值，以構成并輸出邊緣資訊Sd。其中此加權平均方式譬如可使用如下公式g(x,y)=Σs=-aaΣt=-bbw(s,t)f(x+s,y+t)Σs=-aaΣt=-bbw(s,t)---(1)]]>其中g(x，y)表示第y線第x個像素的邊緣特征值，且w(s，t)表示加權函數，f(x，y)表示像素值，又a表示在計算g(x，y)所須考慮的此像素的周圍像素在x方向所延伸的距離，即考慮在此像素周圍中具有2a×2b的方框內的像素都使用來當作計算g(x，y)的考量。
此外，尚可使用f(x，y)的拉普拉斯函數(Laplacian function)以進一步擷取細部資料的能力。即▿2f=∂1f∂2x2+∂2f∂2y2]]>(2)接著可適性轉換單元216，電性連接至邊緣特征提取單元214，用以依據臨界值T而將影像信號Si的邊緣資訊Sd轉換成以0及1表示的邊緣特征信號Se，其中邊緣特征值為大于臨界值T的像素即為邊緣像素。如此一來，原先以多個位元表示的像素值便轉變?yōu)橐砸粋€位元來表示，因此簡化了影像信號Si接下來的計算。進一步來說，當某像素的邊緣特征值的大小與鄰近像素的邊緣特征值的大小相差甚多時，如像素P2的邊緣特征值遠大于像素P1與像素P3的邊緣特征值，則像素P2的像素值便被設為1且像素P2為邊緣像素。接下來便使用邊緣特征信號Se的所有邊緣像素來代表影像的邊緣以進行之后的分析及運算。
圖3為本發(fā)明的一實施例的子區(qū)域移動偵測器的電路方塊圖。圖4A為本發(fā)明的一實施例的影像畫面及畫面移動的示意圖。圖4B為本發(fā)明的一實施例的子區(qū)域的第一移動向量的計算方法的示意圖。請同時參考圖3、圖4A以及圖4B，子區(qū)域移動偵測器120包括邊緣特征記憶體321、關聯(lián)性計算器323和移動向量計算器325。其中邊緣特征記憶體321用以儲存先前影像信號的邊緣特征信號Se0。關聯(lián)性計算器323電性連接至邊緣特征記憶體321，用以依序接收目前邊緣特征信號Se所構成的目前邊緣特征畫面Fe1的每一子區(qū)域，并分別與先前邊緣特征信號Se0所構成的先前邊緣特征畫面Fe0的對應搜尋范圍中的所有位置進行關聯(lián)值的計算。亦即，針對目前邊緣特征畫面Fe1的某一子區(qū)域，相對地于先前邊緣特征畫面Fe0的對應搜尋范圍中的每一個位置各自定義一個比較區(qū)域(其大小與前述子區(qū)域相同)；當關聯(lián)性計算器323接收到目前邊緣特征畫面Fe1的某一子區(qū)域時，則關聯(lián)性計算器323將該子區(qū)域逐一與Fe0的對應搜尋范圍中的每一個比較區(qū)域進行比較，以便依據每一個比較區(qū)域的比較結果輸出多個關聯(lián)值。移動向量計算器325電性連接至關聯(lián)性計算器323，用以依照關聯(lián)性計算器323所提供的多個關聯(lián)值而決定目前邊緣特征畫面Fe1中的每個子區(qū)域在先前邊緣特征畫面Fe0的對應的子區(qū)域，并個別計算以輸出目前邊緣特征畫面Fe1中每一子區(qū)域SR1-SR24的第一移動向量MV1-MV24。
在圖4A中的可顯示范圍410的面積大于為影像畫面F0的面積，其中可顯示范圍410為影像擷取裝置上可呈現顯示影像畫面的區(qū)域，又影像畫面F0的左右兩側在+x及-x方向上離可顯示范圍410的邊緣具有a的距離，同樣地顯示畫面F0的上下兩側在+y及-y方向上離可顯示范圍410的邊緣各具有的距離b。
通常使用者在使用例如數位照相機的影像擷取裝置時，一般都會把標的物擺在影像畫面中間的位置。舉例來說，如圖4A所示，先前影像畫面F0的中央有標的物420并且先前影像畫面F0的中間點Pc與標的物420的中間點Pi重迭，此先前影像畫面F0將轉變?yōu)橄惹斑吘壧卣餍盘朣e0而儲存在邊緣特征記憶體321中。接著標的物420因影像擷取裝置的震動而往先前影像畫面F0的右方偏移(x，y)＝(c，0)的移動向量而形成目前影像畫面F1，亦即此時標的物420的點Pi往先前影像畫面F0的中間點Pc右方移動了c的距離。在此實施例中，目前影像畫面F1將會往右偏移c的距離，以使得目前影像畫面F1的中間點與偏移后的標地物420的中間點Pi仍迭合。
在更詳細的描述中，目前影像畫面F1的影像信號Si便經由上述的計算而產生目前邊緣特征信號Se，并由目前邊緣特征信號Se構成目前邊緣特征畫面Fe1。為了簡化計算并減低運算需求，故在圖4B中規(guī)劃目前邊緣特征畫面Fe1使其在四個角落具有四個區(qū)域R1-R4，并且每個區(qū)域又被分隔為六個子區(qū)域，則共有6×4＝24個子區(qū)域SR1-SR24。為求清楚起見，其中邊緣特征畫面Fe1上的邊緣像素的像素值為1，并且略去其余像素的像素值0的標示。同樣地由先前邊緣特征信號Se0構成的先前邊緣特征畫面Fe0也以同樣的方式在四個角落被規(guī)劃為具有四個區(qū)域R01-R04，并且每個區(qū)域又被分隔為六個子區(qū)域，則共有6×4＝24個子區(qū)域SR01-SR024。
圖4C為本發(fā)明的一實施例的子區(qū)域的關聯(lián)值計算的示意圖。請同時參考圖4B與圖4C，舉子區(qū)域SR11為例，在區(qū)域R2的子區(qū)域SR11將會與區(qū)域R02中的所有子區(qū)域SR07-SR012進行比對，在此使用及閘(AND)邏輯運算，當比對到子區(qū)域SR012時，子區(qū)域SR11中的每一像素值V1-V4分別與子區(qū)域SR012中對應位置的像素值V01-V04進行及閘邏輯運算，以得出四個運算結果并相加的再除以子區(qū)域SR11內涵蓋的高準位像數個數，即(V1&V01)+(V2&V02)+(V3&V03)+(V4&V04)＝3，之后3÷3＝1.0，其中3為子區(qū)域SR11內的高準位像素個數，也就是說，子區(qū)域SR11與子區(qū)域SR012關聯(lián)值為1。以同樣的方式再進行子區(qū)域SR11與子區(qū)域SR08的關聯(lián)值的運算，得出關聯(lián)值為1/3。子區(qū)域SR11將會在計算出與個別子區(qū)域SR07-SR012中的關聯(lián)值后，以關聯(lián)值最大者為其相對應的子區(qū)域。在此實施例中，子區(qū)域SR11相對應于子區(qū)域SR07、SR09與SR10的關聯(lián)值為0，且相對應于子區(qū)域SR08與SR011的關聯(lián)值為1/3，又相對應于子區(qū)域SR012的關聯(lián)值為1.0，比較六個關聯(lián)值后的結果確定與子區(qū)域SR012的關聯(lián)值最大，故確定子區(qū)域SR11對應于子區(qū)域SR012并計算出二者的第一移動向量MV11并依同樣的方式，得出第一移動向量MV1-MV24。
在決定第一移動向量MV1-MV24后，畫面移動計算器接收第一移動向量MV1-MV24并分為四個區(qū)域R1-R4的第一移動向量MV1-MV24分別進行比對，亦即在第一移動向量MV1-MV6中選取關聯(lián)值最大者當作整個區(qū)域R1的區(qū)域移動向量MVa，同樣地，在第一移動向量MV7-MV12中選取關聯(lián)值最大者當作整個區(qū)域R2的區(qū)域移動向量MVb，在第一移動向量MV13-MV18中選取關聯(lián)值最大者當作整個區(qū)域R3的區(qū)域移動向量MVc，并且在第一移動向量MV18-MV24中選取關聯(lián)值最大者當作整個區(qū)域R4的區(qū)域移動向量MVd。接著將區(qū)域移動向量MVa、MVb、MVc和MVd進行比較，選出其中關聯(lián)值最大者為第二移動向量MVm。
圖4D為本發(fā)明的一實施例的決定第二移動向量的流程圖。請同時參考圖4B與圖4D，首先在步驟S410中，個別計算第一移動向量MV1-MV24的所屬的子區(qū)域SR1-SR24中具有邊緣特征的像素數目。接著在步驟S420中，分別判斷子區(qū)域SR1-SR24中邊緣像素的數目是否超出一設定值。若子區(qū)域SR1-SR24中邊緣像素的數目超出一設定值，則賦予此些子區(qū)域的第一移動向量信賴度，并以個別計算區(qū)域R1-R4中關聯(lián)值最大者作為區(qū)域移動向量MVa、MVb、MVc與MVd(步驟S431)。反之，若子區(qū)域SR1-SR24中邊緣像素的數目不超出設定值則忽略此些子區(qū)域的第一移動向量(步驟S433)。最后在步驟S440中，選擇區(qū)域移動向量MVa、MVb、MVc與MVd中的關聯(lián)值最大者作為第二移動向量MVm。
圖5為本發(fā)明的一實施例的影像震動補償方法的流程圖。請同時參考圖1及圖5，影像震動補償方法包括在步驟S51中，濾除影像信號Si的雜訊，之后在步驟S53中，以加權平均方式計算影像信號Si中個別的像素值，以獲得影像信號Si的邊緣資訊。接著在步驟S55中，依據臨界值T，將影像信號Si的邊緣資訊Sd轉換成為二元形式的目前邊緣特征畫面Fe1。以及在步驟S57中，分別計算目前邊緣特征畫面Fe1的每一子區(qū)域SR1-SRn與先前邊緣特征畫面Fe0的對應搜尋范圍中的所有位置所形成的比較區(qū)域二者的關聯(lián)值，并且依照多個關聯(lián)值，分別計算并輸出目前邊緣特征畫面Fe1中每一子區(qū)域SR1-SRn的第一移動向量MV1-MVn。在步驟S59中，依照多個第一移動向量MV1-MVn，決定目前影像畫面F1相對于先前影像畫面F0的第二移動向量MVm。并且在步驟S511中，于預定期間累計第二移動向量MVm，并據以輸出修正移動向量MVf，最后在步驟S513中，使影像擷取裝置依據修正移動向量MVf而補償影像畫面的震動。其中移動向量MVm是于多個移動向量MV1-MVn中的關聯(lián)值最大者。并且在步驟S55中，臨界值T的決定是依據先前邊緣特征信號Se0中邊緣像素所占全部像素的比例而決定目前臨界值T。
在影像震動補償方法中包含決定操作于單框補償模式或是操作于累積補償模式。當于單框補償模式時，合成預定期間中的所有第二移動向量MVm以作為修正移動向量MVf。當于累積補償模式時，合成預定期間中所接收的所有第二移動向量MVm的部分以作為修正移動向量MVf，并依據預設的判斷參數(i，j)與修正移動向量MVf的關系，而決定是否漸進地縮減修正移動向量MVf。
圖6為本發(fā)明的一實施例中的累積補償模式的流程圖。請參考圖6，其包括首先在步驟610中，指定判斷參數(i，j)，并判斷若將第二移動向量MVm合成至修正移動向量MVf，合成后的移動向量MVf是否超出判斷參數(i，j)。若合成后的移動向量MVf將超出判斷參數(i，j)，則進行步驟621，將部分第二移動向量MVm合成至修正移動向量MVf，并漸進地逐次縮減移動向量MVf。舉例來說修正移動向量MVf為(3，0)且第二移動向量MVm為(2，0)，若判斷參數為(4，0)，因第二移動向量(2，0)合成至修正移動向量(3，0)后的所得的修正移動向量為(3+2，0)＝(5，0)是大于(4，0)，故取第二移動向量(2，0)的二分之一，即(2×1/2，0)＝(1，0)加至修正移動向量(3，0)中。舉例來說，若修正移動向量(5，0)大于判斷參數(4，0)，則會將修正移動向量(5，0)進行漸進縮減，即(5-1，0)＝(4，0)。若合成后的移動向量MVf不超出判斷參數(i，j)，則進行步驟623，將第二移動向量MVm合成至修正移動向量MVf。之后在步驟630中，判斷合成后的修正移動向量MVf是否超出修正極限值(Mx，My)。若修正移動向量MVf超出修正極限值(Mx，My)，則將修正移動向量MVf設定為不大于修正極限值(Mx，My)的向量(步驟641)。其中修正極限值(Mx，My)可依照圖4A中的距離a、b，而設定修正極限值(Mx，My)＝(±a，±b)。
綜上所述，在本發(fā)明的影像震動補償裝置，因使用可適性邊緣提取器對影像信號進行簡化以得到邊緣特征信號，之后再使用子區(qū)域移動偵測器比對及分析邊緣特征信號構成的邊緣特征畫面的子區(qū)域的第一移動向量，接著再應用畫面移動計算器依據個別的第一移動向量的關聯(lián)值以選取第二移動向量。最后應用修正向量產生器累積第二移動向量而提供修正移動向量，以補償影像擷取裝置的震動所造成的影像畫面震動，故本發(fā)明相較于先前技術能降低運算需求并能確實補償影像擷取裝置的震動。
另外，在本發(fā)明的影像震動補償方法，因使用累積補償模式以進行一連串的判斷、設定和計算，故能對修正移動向量進行補償，使修正移動向量進行補償不超出修正極限值并且對超出判斷參數的修正移動向量進行逐次的縮減，因此能使得影像畫面的移動不至因太過迅速而造成使用者眼睛的不適。再者，由于本發(fā)明可以只針對影像震動進行補償，而不會補償因移動影像擷取裝置所造成的移動畫面，因此更方便使用者進行移動性拍攝。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視前述的權利要求為準。
權利要求
1.一種影像震動補償裝置，使影像擷取裝置補償其所擷取的一影像，其特征在于該影像震動補償裝置包括一可適性邊緣提取器，用以接收該影像的影像信號，并計算該影像信號中的每一像素的邊緣特征值而輸出一邊緣特征信號，其中由該邊緣特征信號所構成的該邊緣特征畫面中具有多個子區(qū)域；一子區(qū)域移動偵測器，電性連接至該可適性邊緣提取器，用以將目前邊緣特征畫面的每一子區(qū)域各自于先前邊緣特征畫面中尋找相似的子區(qū)域，以輸出多個第一移動向量；一畫面移動計算器，電性連接至該子區(qū)域移動偵測器，用以依照該些第一移動向量計算出目前該影像相對于先前該影像的一第二移動向量；以及一修正向量產生器，電性連接至該畫面移動計算器，用以于一預定期間累計該第二移動向量，并據以輸出一修正移動向量；其中該影像擷取裝置依據該修正移動向量而補償該影像。
2.根據權利要求1所述的影像震動補償裝置，其特征在于其中該影像擷取裝置為數位相機。
3.根據權利要求1所述的影像震動補償裝置，其特征在于其中該影像擷取裝置為數位攝影機。
4.根據權利要求1所述的影像震動補償裝置，其特征在于其中該邊緣特征畫面是由二元形式的邊緣特征信號表示該影像中每一像素的邊緣特征。
5.根據權利要求1所述的影像震動補償裝置，其特征在于其中該可適性邊緣提取器包括一雜訊濾波器，用以接收該影像信號并濾除其雜訊；一邊緣特征提取單元，電性連接至該雜訊濾波器，其以加權平均方式計算該影像信號中相對應的每一像素的邊緣特征值，以獲得并輸出該影像信號的邊緣資訊；以及一可適性轉換單元，電性連接至該邊緣特征提取單元，用以依據一臨界值而將該影像信號的邊緣資訊轉換成為二元形式的該邊緣特征信號。
6.根據權利要求5所述的影像震動補償裝置，其特征在于其中該可適性轉換單元是依據先前該邊緣特征信號中具有高準位者所占比例，而決定目前該臨界值。
7.根據權利要求1所述的影像震動補償裝置，其特征在于其中該子區(qū)域移動偵測器包括一邊緣特征記憶體，用以儲存先前該邊緣特征畫面；一關聯(lián)性計算器，電性連接至該邊緣特征記憶體，用以依序接收目前該邊緣特征畫面的每一子區(qū)域，并分別與先前該邊緣特征畫面的一對應搜尋范圍中的所有子區(qū)域計算二者的關聯(lián)值；以及一移動向量計算器，電性連接至該關聯(lián)性計算器，用以依照該關聯(lián)性計算器所提供該些關聯(lián)值而分別計算并輸出目前該邊緣特征畫面中每一子區(qū)域的第一移動向量。
8.根據權利要求7所述的影像震動補償裝置，其特征在于其中該畫面移動計算器是于該些第一移動向量的關聯(lián)值中最大者輸出，作為該第二移動向量。
9.根據權利要求1所述的影像震動補償裝置，其特征在于其中該修正向量產生器更依據設定而決定操作于一單框補償模式或是操作于一累積補償模式。
10.根據權利要求9所述的影像震動補償裝置，其特征在于其中當于該單框補償模式時，該修正向量產生器于每一該預定期間中連續(xù)地接收該畫面移動計算器所輸出的該第二移動向量，并合成該預定期間中所接收的第二移動向量以作為該修正移動向量。
11.根據權利要求9所述的影像震動補償裝置，其特征在于其中當于該累積補償模式時，該修正向量產生器合成該預定期間中所接收的第二移動向量以作為該修正移動向量，并依據預設的一判斷參數與所輸出的該修正移動向量的關系，而決定是否漸進地縮減所輸出的該修正移動向量。
12.一種影像震動補償方法，用于使一影像擷取裝置補償其所擷取的一影像，其特征在于該影像震動補償方法包括擷取該影像中的邊緣特征，以獲得一邊緣特征畫面，其中該邊緣特征畫面中具有多個子區(qū)域；依目前該影像的邊緣特征畫面的每一子區(qū)域，各自于先前該影像的邊緣特征畫面中尋找相似的子區(qū)域，以獲得多個第一移動向量；依照該些第一移動向量，計算目前該影像信號相對于先前該影像信號的一第二移動向量；于一預定期間累計該第二移動向量，并據以輸出一修正移動向量；以及使該影像擷取裝置依據該修正移動向量而補償該影像的震動。
13.根據權利要求12所述的影像震動補償方法，其特征在于其中該影像擷取裝置為數位相機。
14.根據權利要求12所述的影像震動補償方法，其特征在于其中該影像擷取裝置為數位攝影機。
15.根據權利要求12所述的影像震動補償方法，其特征在于其中該邊緣特征畫面以二元資料表示該影像中每一像素的邊緣特征值。
16.根據權利要求12所述的影像震動補償方法，其特征在于其中擷取該影像中的邊緣特征的步驟包括濾除該影像的雜訊；以加權平均方式計算該影像中相對應的像素，以獲得該影像的邊緣資訊；以及依據一臨界值，將該影像的邊緣資訊轉換成為二元形式的一邊緣特征信號，并由該邊緣特征信號構成該邊緣特征畫面。
17.根據權利要求16所述的影像震動補償方法，其特征在于其中依據先前該邊緣特征畫面中表示為邊緣的像素數量于全邊緣特征畫面所占比例，而決定目前該臨界值。
18.根據權利要求12所述的影像震動補償方法，其特征在于其中于先前該影像的邊緣特征畫面中尋找相似的子區(qū)域，以獲得該些第一移動向量的步驟包括分別計算目前該邊緣特征畫面的每一子區(qū)域與先前該邊緣特征畫面的一對應搜尋范圍中的所有子區(qū)域二者的關聯(lián)值；以及依照該些關聯(lián)值，分別計算并輸出目前該邊緣特征畫面中每一子區(qū)域的第一移動向量。
19.根據權利要求18所述的影像震動補償方法，其特征在于其中該第二移動向量是于該些第一移動向量的關聯(lián)值中最大者。
20.根據權利要求12所述的影像震動補償方法，其特征在于更包括決定操作于一單框補償模式或是操作于一累積補償模式。
21.根據權利要求20所述的影像震動補償方法，其特征在于更包括當于該單框補償模式時，合成該預定期間中的所有第二移動向量以作為該修正移動向量；以及當于該累積補償模式時，合成該預定期間中所接收的所有第二移動向量以作為該修正移動向量，并依據預設的一判斷參數與該修正移動向量的關系，而決定是否漸進地縮減該修正移動向量。
22.根據權利要求20所述的影像震動補償方法，其特征在于其中該累積補償模式包括指定一判斷參數；若該修正移動向量未超出該判斷參數，則將目前該第二移動向量合成至該修正移動向量；當欲將目前的該第二移動向量合成至該修正移動向量時，若該修正移動向量超出該判斷參數，則只將目前該第二移動向量的部分向量合成至該修正移動向量；判斷合成后的該修正移動向量是否超出一修正極限值；以及若該修正移動向量超出該修正極限值，則將該修正移動向量設定為不大于該修正極限值的向量。
23.根據權利要求22所述的影像震動補償方法，其特征在于其中該累積補償模式更包括若該修正移動向量超出該判斷參數，則漸進地逐次縮減該修正移動向量。
全文摘要
一種影像震動補償裝置及其方法，是用于例如數位相機及數位攝影機的影像擷取裝置中以補償在擷取影像時產生的影像震動。影像震動補償裝置包括可適性邊緣提取器、子區(qū)域移動偵測器、畫面移動計算器與修正向量產生器。影像震動補償裝置可分析目前的影像與先前的影像之間的差異，以輸出修正移動向量，而達到影像補償的功能。在影像震動補償方法中，使用累積補償模式，其可防止在瞬間產生較大的影像震動時，畫面不致移動過快，造成使用者眼睛的不適。
文檔編號H04N5/232GK1992812SQ20051013517
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權日2005年12月27日
發(fā)明者游舒涵 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司