多重曝光影像系統(tǒng)以及消除卷動(dòng)快門(mén)閃爍方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及影像處理技術(shù)，特別是涉及消除一多重曝光影像系統(tǒng)中的卷動(dòng)快門(mén)閃 爍的裝置或方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 相機(jī)通常使用具有電子卷動(dòng)快門(mén)（electronicrollingshutter)的互補(bǔ)式金屬 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（CMOS)影像傳感器。電子卷動(dòng)快門(mén)使得影像傳感器的像素陣 列的每一條線，在不同時(shí)間點(diǎn)卻具有相同曝光時(shí)間而開(kāi)始一曝光流程。當(dāng)曝光時(shí)間小于 交流供應(yīng)電源的半個(gè)周期（如，1/60秒）或并非為半個(gè)周期的整數(shù)倍時(shí)，影像傳感器的像 素陣列的每一條線，自閃爍的交流照明設(shè)備擷取到不同的光照度（luminance)，例如日光 燈管（fluorescentlamp),因而在影像上產(chǎn)生亮暗交錯(cuò)帶。此即為所謂的卷動(dòng)快門(mén)閃爍 (rollingshutterflicker)〇
[0003] 一多重曝光影像系統(tǒng)結(jié)合相同畫(huà)面的至少一短曝光影像以及一長(zhǎng)曝光影像，例 如，增加一影像的動(dòng)態(tài)范圍。因?yàn)槎唐毓庥跋竦亩唐毓鈺r(shí)間，不穩(wěn)定環(huán)境光線所造成的閃爍 問(wèn)題有時(shí)會(huì)于多重曝光影像系統(tǒng)中變得更糟，而卷動(dòng)快門(mén)閃爍為一個(gè)最常見(jiàn)的閃爍問(wèn)題。
[0004] 因此，有需要提出一個(gè)新的裝置或方法，用以消除多重曝光影像系統(tǒng)中的卷動(dòng)快 門(mén)閃爍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提出一種多重曝光影像系統(tǒng)，包括一長(zhǎng)曝光影像傳感器、一短曝 光影像傳感器、一曝光比例計(jì)算器以及一閃爍增益檢測(cè)器。上述長(zhǎng)曝光影像傳感器用以根 據(jù)一長(zhǎng)曝光，自一畫(huà)面擷取一長(zhǎng)曝光影像。上述短曝光影像傳感器用以根據(jù)一短曝光，自上 述畫(huà)面擷取一短曝光影像。上述曝光比例計(jì)算器用以取得上述長(zhǎng)曝光對(duì)上述短曝光的一曝 光比例。上述閃爍增益檢測(cè)器用以藉由累積上述長(zhǎng)曝光影像的一部分的多個(gè)長(zhǎng)曝光像素值 而產(chǎn)生一長(zhǎng)累積值、藉由累積對(duì)應(yīng)至上述長(zhǎng)曝光影像的上述部分的上述短曝光影像的一部 分的多個(gè)短曝光像素值而產(chǎn)生一短累積值，以及根據(jù)上述長(zhǎng)累積值、上述短累積值以及上 述曝光比例而產(chǎn)生一閃爍增益。
[0006] 本發(fā)明還提出一種多重曝光影像系統(tǒng)，用以在具有一周期性閃爍的一環(huán)境中擷取 一影片，包括一長(zhǎng)曝光影像傳感器、一短曝光影像傳感器、一曝光比例計(jì)算器以及一閃爍增 益估計(jì)器。上述長(zhǎng)曝光影像傳感器根據(jù)一長(zhǎng)曝光自一畫(huà)面擷取一第一長(zhǎng)曝光幀，并接著根 據(jù)上述長(zhǎng)曝光擷取一第二長(zhǎng)曝光幀。上述短曝光影像傳感器根據(jù)一短曝光自上述畫(huà)面擷取 一第一短曝光幀，并接著根據(jù)上述短曝光擷取一第二短曝光幀。上述曝光比例計(jì)算器用以 取得上述長(zhǎng)曝光對(duì)上述短曝光的一曝光比例。上述閃爍增益估計(jì)器用以根據(jù)上述第一短曝 光中貞的一第一閃爍增益而產(chǎn)生上述第二短曝光幀的一第二閃爍增益。
[0007] 本發(fā)明還提出一種消除卷動(dòng)快門(mén)閃爍方法，適用于一多重曝光影像系統(tǒng)，步驟包 括：根據(jù)一長(zhǎng)曝光，自一畫(huà)面擷取一長(zhǎng)曝光影像；根據(jù)一短曝光，自上述畫(huà)面擷取一短曝光 影像；取得上述長(zhǎng)曝光對(duì)上述短曝光的一曝光比例；藉由累積上述長(zhǎng)曝光影像的一部分的 多個(gè)長(zhǎng)曝光像素值而產(chǎn)生一長(zhǎng)累積值；藉由累積對(duì)應(yīng)上述長(zhǎng)曝光影像的上述部分的上述短 曝光影像的一部分的多個(gè)短曝光像素值而產(chǎn)生一短累積值；以及根據(jù)上述長(zhǎng)累積值、上述 短累積值以及上述曝光比例，產(chǎn)生一閃爍增益。
[0008] 詳細(xì)的發(fā)明的說(shuō)明內(nèi)容將如下所述，并請(qǐng)結(jié)合附圖一并閱讀。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 可藉由結(jié)合附圖以閱讀以下的敘述以及范例，而更清楚了解本發(fā)明。
[0010] 圖1A顯示現(xiàn)有技術(shù)中使用長(zhǎng)曝光影像傳感器122以及短曝光影像傳感器124擷 取相同畫(huà)面的多重曝光影像系統(tǒng)100。
[0011] 圖1B顯示日光燈的光照度變化。
[0012] 圖2A顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的多重曝光影像系統(tǒng)的一示意圖。
[0013] 圖2B顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的消除卷動(dòng)快門(mén)閃爍方法的流程圖。
[0014] 圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的多曝光影像系統(tǒng)的示意圖。
[0015] 圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的地一實(shí)施例所述的閃爍增益檢測(cè)器的示意圖。
[0016] 圖5A顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例所述的多重曝光影像系統(tǒng)的示意圖。
[0017] 圖5B顯示日光燈以頻率120Hz閃爍的示意圖。
[0018] 圖5C顯示閃爍增益的示意圖。
[0019] 圖ro顯示閃爍增益估計(jì)器的一實(shí)施例。
[0020] 圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例所述的多重曝光影像系統(tǒng)的示意圖。
[0021] 附圖符號(hào)說(shuō)明
[0022] 100、200、300、500、600 多重曝光影像系統(tǒng)
[0023] 110、210、310 鏡片
[0024] 122,222,322 長(zhǎng)曝光影像傳感器
[0025] 124、224、324 短曝光影像傳感器
[0026] 132,232,332 第一像素處理單元
[0027] 134,234,334 第二像素處理單元
[0028] 152,252,352 第一自動(dòng)曝光控制器
[0029] 154,254,354 第二自動(dòng)曝光控制器
[0030] 160、260、360 曝光比例計(jì)算器
[0031] 170,270,370 影像組成單元
[0032] 280、380、400、582 閃爍增益檢測(cè)器
[0033] 284、384 補(bǔ)償器
[0034] 333 第一線緩沖器
[0035] 335 第二線緩沖器
[0036] 412 第一解多任務(wù)器
[0037] 414 第二解多任務(wù)器
[0038] 413r 第一第一線總和
[0039] 413gr 第一第二線總和
[0040] 413gb 第一第三線總和
[0041] 413b 第一第四線總和
[0042] 415r 第二第一線總和
[0043] 415gr 第二第二線總和
[0044] 415gb 第二第三線總和
[0045] 415b 第二第四線總和
[0046] 422r 第一閃爍增益計(jì)算
[0047] 422gr 第二閃爍增益計(jì)算
[0048] 422gb 第三閃爍增益計(jì)算
[0049] 422b 第四閃爍增益計(jì)算
[0050] 430 剪裁檢測(cè)器
[0051] 580 閃爍增益估計(jì)器
[0052] 584 閃爍增益儲(chǔ)存器
[0053] 586 閃爍增益位移器
[0054] 602 仲裁者
[0055]ImgL 長(zhǎng)曝光影像
[0056]ImgS 短曝光影像
[0057]F_gain、FG閃爍增益
[0058]E_ratio 曝光比例
[0059]R 紅色
[0060]Gr 第一綠色
[0061]Gb 第二綠色
[0062]B 藍(lán)色
[0063] Flag 標(biāo)志
[0064]FG_R 第一閃爍增益
[0065]FG_GR 第二閃爍增益
[0066]FG_GB 第三閃爍增益
[0067]FG_B 第四閃爍增益
[0068]S202~S214 流程步驟
【具體實(shí)施方式】
[0069] 下文為介紹本發(fā)明的最佳實(shí)施例。各實(shí)施例用以說(shuō)明本發(fā)明的原理，但非用以限 制本發(fā)明。本發(fā)明的保護(hù)范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
[0070]圖1A顯示現(xiàn)有技術(shù)中使用長(zhǎng)曝光影像傳感器122以及短曝光影像傳感器124擷 取相同畫(huà)面的多重曝光影像系統(tǒng)100。如圖1A所示，長(zhǎng)曝光影像傳感器122以及短曝光影 像傳感器124通過(guò)相同的鏡片110(在其它實(shí)施例中，或?yàn)椴煌溺R片），以不同的曝光設(shè) 定（包括曝光時(shí)間、放大器的增益等等）而分別自相同的畫(huà)面擷取影像。長(zhǎng)曝光影像傳感 器122以及短曝光影像傳感器124可為獨(dú)立像素陣列或位于一單一像素陣列的不同部分。 第一像素處理單元132以及第二像素處理單元134分別針對(duì)長(zhǎng)曝光影像傳感器122以及短 曝光影像傳感器124所產(chǎn)生的影像，執(zhí)行初步影像信號(hào)處理操作。第一自動(dòng)曝光控制器152 以及第二自動(dòng)曝光控制器154分別調(diào)整長(zhǎng)曝光影像傳感器122以及短曝光影像傳感器124 的曝光設(shè)定，曝光比例計(jì)算器160可計(jì)算長(zhǎng)曝光影像傳感器122以及短曝光影像傳感器124 的長(zhǎng)曝光以及短曝光間的曝光比例，使得影像組成單元170可結(jié)合分別由長(zhǎng)曝光影像傳感 器122以及短曝光影像傳感器124所擷取的二影像，而成為根據(jù)曝光比例的合成影像。因 為在多重曝光影像系統(tǒng)100中的短曝光影像傳感器124通常具有比一般影像系統(tǒng)更短的曝 光時(shí)間，所以卷動(dòng)快門(mén)閃爍問(wèn)題有時(shí)候會(huì)在多重曝光影像系統(tǒng)上變得更糟。圖1B顯示日光 燈的光照度變化。例如，日光燈閃爍的閃爍頻率為120Hz，特別是在多重曝光影像系統(tǒng)上，卷 動(dòng)快門(mén)閃爍問(wèn)題因而變得更為顯著。
[0071] 圖2A顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的多重曝光影像系統(tǒng)的一示意圖。在多重 曝光影像系統(tǒng)200中，長(zhǎng)曝光影像傳感器222以及短曝光影像傳感器224經(jīng)由相同的鏡片 210(在其它實(shí)施例中，或