圖像處理方法及圖像采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種圖像處理方法及圖像采集裝置，尤其涉及一種能夠改善防抖效果 的圖像處理方法及圖像采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子技術(shù)的發(fā)展使得許多電子設(shè)備具有圖像采集功能。例如，手機(jī)、筆記本電腦、 平板電腦等電子設(shè)備具有例如攝像頭等的圖像采集器件，以實(shí)現(xiàn)圖像采集功能。
[0003] 通常，出于圖像曝光度的考慮，這類圖像采集器件的快門速度會(huì)根據(jù)環(huán)境亮度的 變化而變化，并且不同的圖像采集器件可能具有不同的快門速度。例如，當(dāng)圖像采集器件的 取景范圍中的光線較強(qiáng)時(shí)，圖像采集器件的快門速度較快，以避免所采集的圖像過度曝光； 當(dāng)圖像采集器件的取景范圍中的光線較弱時(shí)，圖像采集器件的快門速度較慢，以避免所采 集的圖像曝光不足。在圖像采集器件的快門速度較慢的情況中，如果拍攝者的手在拍攝過 程中抖動(dòng)，則所拍攝的圖像會(huì)變得模糊。
[0004] 為了防止因手抖所導(dǎo)致的圖像模糊，一些圖像采集器件采用由硬件元件實(shí)現(xiàn)的防 抖模組，例如光學(xué)圖像穩(wěn)定器（〇IS，optical image stabilizer)等。然而，這類防抖模組 需要專門的零件和控制芯片，從而增加了的圖像采集器件的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種大體上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷所導(dǎo)致的 一個(gè)或多個(gè)問題的圖像處理方法及圖像采集裝置。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種圖像處理方法，包括：確定圖像采集裝置是否 滿足預(yù)定條件；在所述圖像采集裝置滿足預(yù)定條件時(shí)，提高所述圖像采集裝置的快門速度； 以提高的快門速度采集針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象的多個(gè)圖像；以及基于所述多個(gè)圖像來獲得與所 述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的圖像。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種圖像采集裝置，包括：確定單元，用于確定所 述圖像采集裝置是否滿足預(yù)定條件；快門控制單元，用于在所述圖像采集裝置滿足預(yù)定條 件時(shí)，提高所述圖像采集裝置的快門速度；圖像采集器，用于在所述快門控制單元的控制 下、以提高的快門速度采集針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象的多個(gè)圖像；以及處理器，用于基于所述多個(gè) 圖像來獲得與所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的圖像。
[0008] 由此可見，根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法及圖像采集裝置，通過在所述圖像采集裝 置滿足預(yù)定條件時(shí)提高快門速度并針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象采集多個(gè)圖像，并且基于所述多個(gè)對(duì) 象來獲得與所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的圖像，從而即使圖像采集裝置在拍攝時(shí)發(fā)生抖動(dòng)也能獲取 相對(duì)清晰的圖像，并且無需增加額外的硬件元件，節(jié)省了成本。
[0009] 應(yīng)理解的是，前面的一般描述和下面的詳細(xì)描述兩者都是示例性的，并且意圖在 于提供要求保護(hù)的技術(shù)的進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0010] 通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、 特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯。附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明 書的一部分，與本發(fā)明實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。除非明確指 出，否則附圖不應(yīng)視為按比例繪制。在附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同組件或步驟。 在附圖中：
[0011] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法的流程圖；
[0012] 圖2是示出圖1中所示的步驟S104的流程圖；
[0013] 圖3A至圖3B是示意性示出采集圖像及目標(biāo)對(duì)象的示意圖；
[0014] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖像處理方法中進(jìn)行位置匹配的示意圖；
[0015] 圖5A至圖f5D是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖像處理方法中進(jìn)行位置匹配的示 意圖；
[0016] 圖6A和圖6B是分別示出根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法中所采用的響應(yīng)函數(shù)及其反 函數(shù)的示圖；
[0017] 圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法中所采用的用以建立查找表的函數(shù)的示 圖；
[0018] 圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的圖像采集裝置的配置的框圖；以及
[0019] 圖9是示出圖8中所示的處理器的配置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了使得本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更為明顯，下面將參照附圖詳細(xì)描述根 據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是本發(fā) 明的全部實(shí)施例，應(yīng)理解，本發(fā)明不受這里描述的示例實(shí)施例的限制。基于本文所描述的實(shí) 施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下所得到的所有其它實(shí)施例都應(yīng)落入 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在本說明書和附圖中，將采用相同的附圖標(biāo)記表示大體上相同的 元素和功能，且將省略對(duì)這些元素和功能的重復(fù)性說明。此外，為了清楚和簡潔，可以省略 對(duì)于本領(lǐng)域所熟知的功能和構(gòu)造的說明。
[0021] 首先參照?qǐng)D1對(duì)根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法進(jìn)行說明。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的 圖像處理方法100的流程圖。根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法100應(yīng)用于圖像采集裝置。所述 圖像采集裝置可以是帶有圖像采集器的電子設(shè)備，例如筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)、 個(gè)人數(shù)字助理、智能可穿戴設(shè)備等。
[0022] 如圖1中所示，在步驟S101，確定圖像采集裝置是否滿足預(yù)定條件。
[0023] 在步驟S101中，所述預(yù)定條件可以針對(duì)多種類型的參數(shù)，例如圖像采集器的快門 速度、環(huán)境光的亮度、圖像采集裝置的穩(wěn)定性、以及它們的組合等。
[0024] 具體而言，如果所述參數(shù)是圖像采集器的快門速度，則所述預(yù)定條件可以是圖像 采集裝置的圖像采集器的快門速度小于預(yù)設(shè)值。相應(yīng)地，在步驟S101，所述確定圖像采集裝 置是否滿足預(yù)定條件包括：獲取所述圖像采集裝置在當(dāng)前環(huán)境中的快門速度；確定所述快 門速度是否小于預(yù)設(shè)值。
[0025] 如果所述參數(shù)是環(huán)境光的亮度，則所述預(yù)定條件可以是環(huán)境光的亮度小于預(yù)設(shè) 值。相應(yīng)地，在步驟101，所述確定圖像采集裝置是否滿足預(yù)定條件包括：獲取環(huán)境光的亮 度；確定所述環(huán)境光的亮度是否小于預(yù)設(shè)值。應(yīng)注意的是，這里所述的環(huán)境光的亮度僅是出 于便于描述的考慮而采用的一種概括性的描述，在具體應(yīng)用場景下，所述環(huán)境光的亮度可 以存在幾種不同的內(nèi)涵，例如其既可以表示圖像采集裝置所處的環(huán)境中的總體環(huán)境光的亮 度，還可以表示圖像采集器的取景范圍中的環(huán)境光的亮度，也可以表示圖像采集器的焦點(diǎn) 處的環(huán)境光的亮度。圖像采集裝置的用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景來對(duì)所述環(huán)境光的亮度 進(jìn)行定義或選擇性設(shè)置。
[0026] 值得一提的是，上述兩種參數(shù)（快門速度和環(huán)境光的亮度）通常是相互關(guān)聯(lián)的。例 如，當(dāng)前主流的圖像采集裝置通常具有自動(dòng)調(diào)節(jié)快門速度的功能，當(dāng)環(huán)境光的亮度較低時(shí)， 適當(dāng)降低快門速度，以增加曝光時(shí)間；而當(dāng)環(huán)境光的亮度較高時(shí)，適當(dāng)提高快門速度，以減 少曝光時(shí)間。因此，在步驟S101中，所述預(yù)定條件所針對(duì)的參數(shù)可以是上述兩種參數(shù)的組 合，因而對(duì)所述預(yù)定條件的判斷是兩種參數(shù)的雙重判斷。也就是說，在步驟S101，所述確定 圖像采集裝置是否滿足預(yù)定條件包括：獲取所述圖像采集裝置在當(dāng)前環(huán)境中的快門速度； 確定所述快門速度是否小于預(yù)設(shè)值；并且獲取環(huán)境光的亮度；確定所述環(huán)境光的亮度是否 小于預(yù)設(shè)值。這樣做的好處在于可以提高所述預(yù)定條件判斷的準(zhǔn)確性。
[0027] 此外，所述預(yù)定條件還可以是圖像采集裝置的穩(wěn)定性，這里所述的穩(wěn)定性僅是出 于便于描述的考慮而采用的一種概括性的描述，其可以表示圖像采集裝置在預(yù)定時(shí)間閾值 內(nèi)的震動(dòng)幅度和/或震動(dòng)頻率。相應(yīng)地，在步驟S101，所述確定圖像采集裝置是否滿足預(yù)定 條件包括：獲取所述圖像采集裝置在預(yù)定時(shí)間閾值內(nèi)的震動(dòng)幅度和/或震動(dòng)頻率；確定所 述震動(dòng)幅度和/或震動(dòng)頻率是否大于預(yù)設(shè)值。在該情形中，如果所述震動(dòng)幅度或所述震動(dòng) 頻率大于預(yù)設(shè)值，則可以認(rèn)為圖像采集裝置正由用戶握持，從而進(jìn)入步驟S102 ;如果所述 震動(dòng)幅度或所述震動(dòng)頻率小于或等于預(yù)設(shè)值，則可以認(rèn)為圖像采集裝置正置于固定平面或 三角架上，從而不進(jìn)入步驟S102。
[0028] 雖然上文示例性示出了步驟S101中的預(yù)定條件以及如何確定是否滿足所述預(yù)定 條件，然而本發(fā)明并不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)圖像采集裝置的類型、應(yīng)用場景等 的不同而對(duì)所述預(yù)定條件進(jìn)行設(shè)置或選擇，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的原理即可。
[0029] 如圖1中所示，如果步驟S101的確定結(jié)果為"是"，則進(jìn)入步驟S102。
[0030] 在步驟S102,提高所述圖像采集裝置的快門速度。
[0031] 在下文中，將圖像采集裝置當(dāng)前的快門速度簡稱為"快門速度"或"所述快門速 度"，而將提高后的快門速度簡稱為"提高的快門速度"。
[0032] 優(yōu)選地，在步驟S102中，所述提高所述圖像采集裝置的快門速度包括：確定要針 對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象拍攝的圖像的數(shù)量；基于所述快門速度和所述數(shù)量確定提高的快門速度。 例如，按照當(dāng)前的快門速度的整數(shù)倍來提高快門速度，其中所述整數(shù)倍與確定要針對(duì)同一 目標(biāo)對(duì)象拍攝的圖像的數(shù)量相同。例如，假定圖像采集裝置當(dāng)前的快門速度是1/10秒，如 果確定要針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象拍攝的圖像的數(shù)量是2個(gè)，則將當(dāng)前的快門速度提高2倍，即提 高的快門速度是1/20秒；如果確定要針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象拍攝的圖像的數(shù)量是3張，則將當(dāng) 前的快門速度提高3倍，即提高的快門速度是1/30秒。
[0033] 此外，在上述情形中，還可以按照當(dāng)前的快門速度的整數(shù)倍來提高快門速度，其中 所述整數(shù)倍小于或大于確定要針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象拍攝的圖像的數(shù)量。例如，假定圖像采集 裝置當(dāng)前的快門速度是1/10秒，確定要針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象拍攝的圖像的數(shù)量是3張，將當(dāng) 前的快門速度提高2倍，即提高的快門速度是1/20。
[0034] 此外，還可以不按照當(dāng)前的快門速度的整數(shù)倍來提高快門速度。例如，假定圖像 采集裝置當(dāng)前的快門速度是1/10秒，將當(dāng)前的快門速度提高1. 8倍，即提高的快門速度是 1/18 秒。
[0035] 雖然上文示例性示出了提高圖像采集裝置的快門速度的方式，然而本發(fā)明并不限 于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)圖像采集裝置的類型、應(yīng)用場景等的不同而對(duì)提高的快門 速度進(jìn)行設(shè)置或選擇，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的原理即可。
[0036] 接下來進(jìn)入步驟S103。
[0037] 在步驟S103,以提高的快門速度采集針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象的多個(gè)圖像。
[0038] 具體而言，優(yōu)選地，以當(dāng)前的快門速度的整數(shù)倍來提高快門速度并且以同樣的整 數(shù)倍來采集多個(gè)圖像。例如，假定圖像采集裝置當(dāng)前的快門速度是1/10秒，并且提高的快 門速度是1/30秒，則以1/30秒的快門速度針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象采集3個(gè)圖像。
[0039] 在下文中，如果沒有特殊說明，將以當(dāng)前的快門速度是1/10秒、提高的快門速度 是1/30秒、采集3個(gè)圖像為例進(jìn)行說明。雖然上文示例性示出了當(dāng)前的快門速度的整數(shù)倍 和采集的多個(gè)圖像的數(shù)量相同，然而本發(fā)明并不限于此，當(dāng)前的快門速度的整數(shù)倍以及采 集的多個(gè)圖像的數(shù)量也可以不同。在上述情形中，還可以以1/30秒的快門速度針對(duì)同一目 標(biāo)對(duì)象采集2個(gè)圖像或者5個(gè)圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本文的教導(dǎo)，可以將本文所描述 的原理應(yīng)用于其它的快門速度、提高的快門速度以及采集的多個(gè)圖像的情形中。
[0040] 接下來進(jìn)入步驟S104。
[0041] 在步驟S104,基于所述多個(gè)圖像來獲得與所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的圖像。
[0042] 具體而言，假定圖像采集裝置當(dāng)前的快門速度是1/10秒，并且在步驟S102和步驟 S103分別完成了如下操作：將快門速度提高至1/30秒，以1/30秒的快門速度針對(duì)同一目 標(biāo)對(duì)象采集3個(gè)圖像。在步驟S104中，將所采集的3個(gè)圖像進(jìn)行諸如像素位置匹配、圖像 合成、曝光度調(diào)整等處理，從而獲得與所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的圖像。
[0043] 下面將參照?qǐng)D2對(duì)步驟S104進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2是示出圖1中所示的步驟S104 的流程圖。
[0044] 如圖2中所示，在步驟S201，改變所述多個(gè)圖像的位置以使改變后的圖像的像素 位置匹配。
[0045] 優(yōu)選地，步驟S201中包括兩個(gè)子步驟：第一子步驟，從所述多個(gè)圖像中選擇一個(gè) 基準(zhǔn)圖像；以及第二子步驟，改變所述多個(gè)圖像中除了所述基準(zhǔn)圖像之外的每個(gè)圖像的位 置以與所述基準(zhǔn)圖像匹配。
[0046] 下面將對(duì)步驟S201中的兩個(gè)子步驟進(jìn)行詳細(xì)說明，即對(duì)如何從所述多個(gè)圖像中 選擇一個(gè)基準(zhǔn)圖像以及如何改變所述多個(gè)圖像中除了所述基準(zhǔn)圖像之外的每個(gè)圖像的位 置進(jìn)行詳細(xì)說明。假定如下情形：圖像采集裝置當(dāng)前的快門速度是1/10秒，提高的快門速 度是1/30秒，以1/30秒的快門速度針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象采集3個(gè)圖像，即第1個(gè)圖像、第2 個(gè)圖像和第3個(gè)圖像。在下文中，為了便于描述，將步驟S201中的"改變所述多個(gè)圖像中除 了所述基準(zhǔn)圖像之外的每個(gè)圖像的位置以與所述基準(zhǔn)圖像匹配"處理簡稱為"位置匹配"， 并且將所述多個(gè)圖像中除了所述基準(zhǔn)圖像之外的每個(gè)圖像與所述基準(zhǔn)圖像匹配的位置簡 稱"匹配位置";如果在步驟S201中沒有選擇一個(gè)基準(zhǔn)圖像，則術(shù)語"位置匹配"還可以表示 改變多個(gè)圖像之間的位置從而使所述多個(gè)圖像匹配；所述多個(gè)圖像之間的匹配位置簡稱為 "匹配位置"。
[0047] 可以采用如下幾種方式來選擇基準(zhǔn)圖像并進(jìn)行相應(yīng)的位置匹配：
[0048] 方式一：從上述3個(gè)圖像中選擇其中的第2個(gè)圖像作為基準(zhǔn)圖像，改變第1個(gè)圖像 和第3個(gè)圖像的位置，以使第1個(gè)圖像和第3個(gè)圖像與第2個(gè)圖像匹配。由于這3個(gè)圖像 (第1個(gè)圖像、第2個(gè)圖像和第3個(gè)圖像）是按順序依次采集的，所以將第2個(gè)圖像作為基 準(zhǔn)圖像有利于減少第1個(gè)圖像和第3個(gè)圖像的位置改變量，從而相應(yīng)地節(jié)省圖像采集裝置 的運(yùn)算量。
[0049] 方式二：將最先采集的圖像作為基準(zhǔn)圖像，即從上述3個(gè)圖像中選擇其中的第1個(gè) 圖像作為基準(zhǔn)圖像，改變第2個(gè)圖像和第3個(gè)圖像的位置，以使第2個(gè)圖像和第3個(gè)圖像的 位置與第1個(gè)圖像匹配。當(dāng)用戶用手握持圖像采集裝置時(shí)，用戶的手的抖動(dòng)幅度和頻率通 常比較細(xì)微，因此當(dāng)采用較快的快門速度時(shí)，通常針對(duì)同一目標(biāo)對(duì)象所采集的各個(gè)圖像之 間的位置偏移量比較細(xì)微。因此在上述情形中，如上文所述，由于各個(gè)圖像之間的位置偏移 比較細(xì)微，所以將第1個(gè)圖像作為基準(zhǔn)圖像并不會(huì)顯著增加第2個(gè)圖像和第3個(gè)圖像的位 置改變量，即不會(huì)顯著增加圖像采集裝置的運(yùn)算量，并且將第1個(gè)圖像作為基準(zhǔn)圖像，還可 以在采集完第2個(gè)圖像時(shí)便開始將已經(jīng)采集的第2個(gè)圖像與第1個(gè)圖像進(jìn)行位置匹配，從 而節(jié)省運(yùn)算時(shí)間。
[0050] 方式三：計(jì)算上述3個(gè)圖像的清晰度；將所述3個(gè)圖像中具有最高清晰度的圖像 作為基準(zhǔn)圖像。對(duì)圖像的清晰度