專利名稱：數字影像的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種數字影像的合成方法，特別涉及一種解決數字影像取像裝 置在進行拍攝時所產生的鬼影的數字影像的合成方法。
背景技術：
在數字相機發展快速的今天，許多人會利用攝影來記錄值得紀念的一刻。 但無論在底片相機或數字相機上，往往會因為使用者對相機把持不穩定，而導 致拍攝時產生模糊影像。只要是徒手拿取相機，多多少少都存在著震動的問題。 差別是每個人手持的穩定程度均有所不同，導致按下快門瞬間會不自主的位 移。所以為了避免因為手震而使得拍攝產生模糊影像，數字相機廠商會通過硬 件方式來避免手或以軟件方式來對校正已模糊的數字影像。
所以在每一家數字相機廠商在自家的產品中，均加入不同的防手震機制。 防手震機制是要在拍攝過程中，偵測并抑制因為手部晃動而造成的影像模糊現 象。防手震技術主要通過硬件或軟件的方式來實現。
硬件的方式一般都是利用感光組件防手震以及機械式防手震。感光組件防
手震為提高感光度(International Standards Organization,以下簡稱ISO)能力。 基本上提高ISO只是讓快門可以在感受到震動之前完成動作，但提高ISO同 時也會帶來更高的噪聲。而機械式防手震在數字相機中設置一運動偵測組件。 當數字相機偵測到發生手震的同時，會根據手震的方向來將鏡頭移向反方向， 以補償因為位移所造成的影像模糊。另外一種防手震方法是放大光圈的方式， 用以增加入光量以縮短快門時間。但是光圈大小取決于鏡頭組的組合架構。一 般而言，大光圈的鏡頭具有較高的成本與體積。所以不易被設置于消費型的數 字相機中。
另一種方式就是利用多張數字影像進行數字影像的合成，這種方式雖然可 以得到較佳的視覺效果。但是影像合成容易產生鬼影。這是因為兩張數字影像 在拍攝的時候，被攝對象并非是在固定位置上。請參考圖1所示，其為現有技術的合成示意圖。所以直接將兩張數字影像進行合成時，就會出現同一被攝對 象出現于不同位置。在圖1中的左上圖為第一時間所拍攝的數字影像，左下圖 為在第二時間所拍攝的數字影像。若是直接對兩張數字影像進行合成，會出現 圖1中的右圖所示的同一被攝對象會出現于不同位置的鬼影。
發明內容
鑒于以上的問題，本發明的主要目的在于提供一數字影像的合成方法，用 于消除數字取像裝置在拍攝時因為手震所產生的鬼影。
為達到上述目的，本發明所揭露的一種數字影像的合成方法包括以下步 驟擷取基準影像與比對影像；從基準影像中選取基準像素，并以基準像素為 中心設定核心窗口用以圈選多個像素；根據基準像素的影像位置從比對影像中 找出相應的比對像素，以比對像素為中心設定搜尋窗口用以圈選多個像素；從 搜尋窗口中選取多個待測像素，分別與核心窗口中的每一像素進行差值計算， 并累加所有的差值輸出絕對誤差總合值；加載多筆基本差異區域查找表；根據 基本差異區域査找表對絕對誤差總和值，用以決定正規化區域差異值；若正規
化區域差異值大于門檻值，則調高基準像素的亮度；若正規化區域差異值小于 門檻值，將基準像素的亮度與比對像素的亮度相加，產生修改像素；重復上述 步驟，直至完成基準影像中所有像素，并將上述已修改像素依據其所在位置組 合成已合成影像。
本發明提出一種消除數字取像裝置在拍攝時所產生的鬼影的影像合成方 法，由預攝時所擷取的多張影像進行兩張數字影像的合成。本發明根據上述兩 張數字影像中相同影像的像素進行亮度的調整。重復上述所有像素的處理后， 將這些已處理后的像素依序組合成一 已合成影像。
以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的 限定。
圖1為現有技術的合成示意圖；圖3b為比對影像示意圖3C為核心窗口于搜尋窗口中的排列示意圖; 圖3d為核心窗口于搜尋窗口中的排列示意圖; 圖3e為核心窗口于搜尋窗口中的排列示意圖; 圖3f為核心窗口于搜尋窗口中的排列示意圖； 圖3g為核心窗口于搜尋窗口中的排列示意圖; 圖4為基本差異區域查找表的線性示意圖。 其中，附圖標記
310 基準影像
311 基準像素
312 核心窗口 320 比對影像 322 搜尋窗口
具體實施例方式
本發明除了可以利用軟件實現于計算器裝置中，亦可以利用固件的方式被 實現于各種手持式計算器裝置中。請參考圖2所示，其為本發明的流程示意圖。
首先，擷取基準影像與比對影像(歩驟S210)。基準影像310與比對影 像320分別為貝爾圖塊(Bayer Pattem)。請另行配合圖3a與圖3b所示，其分別 為基準影像與比對影像示意圖。在本發明中所述的貝爾圖塊的像素組成方式為 圖3a中的核心窗口312的右上角且由上往下分別是Gr、 R、 Gr、 R、 Gr、 B、 Gb、 B、 Gb....、 Gr、 R。除此之外，本發明也可以應用于其它像素組成方式的 圖塊中，例如RGBW圖塊、Kodak RGBW圖塊或CYGM圖塊，并非僅局限 上述的例子。
從基準影像中選取基準像素，并以基準像素為中心設定核心窗口 (步驟 S220)。在本發明中核心窗口 312的涵蓋范圍可以是3*3、 5*5或是其它不同 大小的像素數組。在圖3a的粗黑虛線為核心窗口 312，在核心窗口 312中的 圓形虛線所指的是基準像素311。根據基準像素的影像位置從比對影像中找出 相應位置的比對像素，以比對像素為中心設定搜尋窗口 (步驟S230)。比對 像素的位置根據基準像素311的于基準影像中310的位置所決定。搜尋窗口322的涵蓋范圍可以是3*3、 5*5或是其它不同大小的像素數組，且核心窗口 312的涵蓋范圍小于或等于搜尋窗口 322的涵蓋范圍。
利用核心窗口逐比對搜尋窗口中每一區域，并產生相應每一區域的絕對誤 差總和值(步驟S240)。核心窗口 312與比對窗口 320的位置關系請參考圖 3b。其中，利用下式l用以產生絕對誤差總和值。
A為基準影像310， C為比對影像320， w為核心窗口 312的寬度減1再 除以2的值，(i， j)為基準像素311于基準影像310中的坐標位置，(i'， j')為比 對像素于比對影像中的坐標位置。(i'， j')為搜尋窗口中符合核心窗口312圖案 的每一個子區域的中心像素的坐標。特別的是，本發明中所述及的(i'， j')所產 生的方式利用核心窗口 312比對搜尋窗口 322根據核心窗口 312中顏色像素的 排列方式，比對搜尋窗口 322中具有相同顏色像素排列方式的區域。為清楚說 明，所以采5*5的核心窗口312與9*9的搜尋窗口 322為例，并請參考上述圖 3a中核心窗口 312的像素排列方式。在核心窗口 312中從左上角到右上角且 由上往下分別是Gr、 R、 Gr、 R、 Gr、 B、 Gb、 B、 Gb....、 Gr、 R。根據此一 像素顏色排列方式可以從搜尋窗口 322中找到25個相同的排列方式的區域。 由于在搜尋窗口 322中的(i'， j')不只一個，若以圖3b而言，(i'， j')的個數有 25個。若設此25點的中央點(剛好是核心窗口 312中央所指的點)的坐標為(i、 j*)，貝U(i'， j')與(i、 j"的關系為
i'=i*+k " {0，±2,±4,A } ， j'=j*+l / e {0,±2，±4，A }
為清楚說明各種不同的排列方式，在此以圖3b為例并請配合圖3c、圖3d、 圖3e、圖3f、圖3g所示，將各種不同核心窗口312在搜尋窗口 322中的排列 方式一一列出。接著，對每一個具有相同排列方式的區域計算其相應的絕對誤 差總和值。
區域差異值的定義為逐一比對搜尋窗口 322中各同排列點所得的SAD中 最小者。= min(&4^,&4Z)2，A ，WZ)")，其中n為搜尋窗口中可供核
心窗口比對的同排列像素總數。由最小的絕對誤差總和值所對應的基準像素的 亮度值査找基本差異區域査找表，用以找出基本區域差異值(步驟S250)。 請另外配合圖4所示，其為基本差異區域査找表的線性示意圖。在圖4中的橫
7軸為像素的亮度值，縱軸為基本區域差異值。其中，對于不同的感光度吋會有 不同的基本差異區域曲線。
將區域差異值與基本區域差異值相減產生一正規化區域差異值(歩驟
S260)。判斷正規化區域差異值是否大于門檻值(步驟S270)。若正規化區 域差異值大于門檻值，則將基準像素的亮度加倍(步驟S271)。若正規化區 域差異值小于門檻值，則將基準像素的亮度加上比對像素的亮度值(步驟 S272)。判斷是否完成基準影像中所有像素(步驟S280)。若未完成所有像 素時，則重復歩驟S220直至完成所有基準像素311的比對處理為止。最后， 將上述已修改像素依據其所在位置組合成一已合成影像(步驟S2卯)。
本發明提出一種消除數字取像裝置在拍攝時所產生的鬼影的影像合成方 法，由預攝時所擷取的多張影像進行兩張數字影像的合成。本發明根據上述兩 張數字影像中相同影像的像素進行亮度的調整。重復上述所有像素的處理后， 將這些己處理后的像素依序組合成一已合成影像。
當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情 況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但 這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1、一種數字影像的合成方法，用于消除數字取像裝置在拍攝時因為手震所產生的鬼影，其特征在于，該合成方法包括以下步驟擷取一基準影像與一比對影像；從該基準影像中選取一基準像素，并以該基準像素為中心設定一核心窗口；根據該基準像素的影像位置從該比對影像中找出相應位置的一比對像素，以該比對像素為中心設定一搜尋窗口；利用該核心窗口逐一比對該搜尋窗口中每一區域中的像素，并產生相應每一區域的一絕對誤差總和值；由最小的該絕對誤差總和值所對應的該基準像素的亮度值查找一基本差異區域查找表，用以找出一基本區域差異值；將最小的該絕對誤差總和值與該基本區域差異值相減后產生一正規化區域差異值；根據該正規化區域差異值，用以調整最小的該絕對誤差總和值所對應的該基準像素的亮度值；以及完成該基準影像中所有像素，并將上述已修改像素依據其所在位置組合成一已合成影像。
2、 根據權利要求1所述的數字影像的合成方法，其特征在于，該基準影 像與該比對影像為貝爾圖塊、RGBW圖塊、Kodak RGBW圖塊或CYGM圖塊。
3、 根據權利要求1所述的數字影像的合成方法，其特征在于，該核心窗 口的涵蓋范圍小于或等于該搜尋窗口的涵蓋范圍。
4、 根據權利要求1所述的數字影像的合成方法，其特征在于，利用該核 心窗口逐一比對該搜尋窗口中每一區域中的像素，并根據<formula>formula see original document page 2</formula>產生相應的該絕對誤差總和值，其中A為基準影像，C為比對影像，(i， j) 為基準像素于基準影像中的坐標位置，(i' ， j')為比對像素于比對影像中的坐 標位置，w為核心窗口的寬度減l再除以2的值。
5、 根據權利要求1所述的數字影像的合成方法，其特征在于，若該正規 化區域差異值大于一門檻值，則將該基準像素的亮度加倍。
6、 根據權利要求1所述的數字影像的合成方法，其特征在于，若該正規 化區域差異值小于一門檻值，則將該基準像素的亮度加上該比對像素的亮度 值。
全文摘要
一種數字影像的合成方法，用于消除數字取像裝置在拍攝時因為手震所產生的鬼影。合成方法包括以下步驟在預攝過程中，分別擷取基準影像與比對影像；從基準影像中選取一基準像素，并利用基準像素為中心設定一核心窗口；從比對影像中選取一比對像素，并利用比對像素設定一搜尋窗口；利用核心窗口比對搜尋窗口中的每一區域，并計算基準影像對比對影像的絕對誤差總和值；根據絕對誤差總和值決定是否改變基準像素的亮度；重復上述步驟，對每一像素進行調整；將經過上述處理的像素進行合成，輸出成一已合成圖形。
文檔編號H04N1/387GK101631188SQ20081013073
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月14日 優先權日2008年7月14日
發明者周宏隆, 楊智淵, 黃裕程 申請人:華晶科技股份有限公司