專利名稱：影像擷取裝置及其自動曝光控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動曝光裝置，特別是一種影像擷取裝置及其自動曝光控 制方法。
背景技術：
由于拍攝環(huán)境、拍攝目標及背景光源的復雜性，使得數(shù)碼相機在激活閃光 燈拍照時常有曝光不足或過量的情形發(fā)生，因而無法得到令人滿意的拍照結 果。目前的拍攝技術大都在未閃光之前擷取影像參考樣本，再根據(jù)參考樣本配 合自行設計的計算閃光參數(shù)的技術來設定閃光燈的強度及閃光時間長度，最后 便直接以該求得的閃光參數(shù)進行閃光拍照。然而，上述做法無法實際掌握閃光 后被攝物曝光的結果，故常會發(fā)生過曝或曝光不足的現(xiàn)象。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種改進
的影像擷取裝置及其自動曝光控制方法，利用加權平均的方式來計算最佳的主
閃光燈參數(shù)以達到精準的曝光。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種自動曝光控制方法，適
用于影像擷取裝置，所述自動曝光控制方法包括下列步驟
將欲拍攝影像的原始影像范圍分割成為多個取樣區(qū)域，其中每一取樣區(qū)域
由第一色彩值、第二色彩值與第三色彩值所構成；
取出每一取樣區(qū)域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大值； 取出每一取樣區(qū)域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的平均值； 根據(jù)所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大值計算取得第一最大
加總值、第二最大加總值以及第三最大加總值；
根據(jù)所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的平均值計算取得第一平均 加總值、第二平均加總值以及第三平均加總值；
由所述第一、第二與第三最大加總值中的最大值計算出最大加總曝光值; 由所述第一、第二與第三平均加總值中的最大值計算出平均加總曝光值； 設定最大值目標亮度與平均值目標亮度；
根據(jù)所述最大加總曝光值、所述平均加總曝光值、所述最大值目標亮度與 所述平均值目標亮度，計算取得最大曝光比例值與平均曝光比例值；
判斷所述最大曝光比例值是否小于所述平均曝光比例值；以及
若所述最大曝光比例值小于所述平均曝光比例值，則以所述平均曝光比例 值為基準，使所述影像擷取裝置發(fā)出閃光，否則，以所述最大曝光比例值為基 準，使所述影像擷取裝置發(fā)出閃光。
在本發(fā)明所述的自動曝光控制方法中，將每一取樣區(qū)域的所述第一、第二 與第三色彩值的各色彩值的最大值分別乘以一權重后相加，以取得所述第一、 第二與第三最大加總值。
在本發(fā)明所述的自動曝光控制方法中，將每一取樣區(qū)域的所述第一、第二 與第三色彩值的各色彩值的平均值分別乘以一權重后相加，以取得所述第一、 第二與第三平均加總值。
在本發(fā)明所述的自動曝光控制方法中，所述最大加總曝光值是將所述第 一、第二與第三最大加總值中的最大值除以一第一總權重而得。
在本發(fā)明所述的自動曝光控制方法中，所述平均加總曝光值是將所述第 一、第二與第三平均加總值中的最大值除以一第二總權重而得。
在本發(fā)明所述的自動曝光控制方法中，所述最大曝光比例值是由所述最大 值目標亮度除以所述最大加總曝光值而得。
在本發(fā)明所述的自動曝光控制方法中，所述平均曝光比例值是由所述平均 值目標亮度除以所述平均加總曝光值而得。
在本發(fā)明所述的自動曝光控制方法中，所述第一、第二與第三色彩為紅綠 藍(RGB)三原色。
在本發(fā)明所述的自動曝光控制方法中，所述多個取樣區(qū)域中，資料選取單
位為一像素。
一種影像擷取裝置，包括
微處理器；以及
數(shù)字信號處理單元，用于將一欲拍攝影像的原始影像范圍分割成為多個取 樣區(qū)域，其中每一取樣區(qū)域是由第一色彩值、第二色彩值與第三色彩值所構成， 取出每一取樣區(qū)域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大值與平均 值，根據(jù)所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大值計算取得第一最大 加總值、第二最大加總值以及第三最大加總值，根據(jù)所述第一、第二與第三色 彩值的各色彩值的平均值計算取得第一平均加總值、第二平均加總值以及第三 平均加總值，由所述第一、第二與第三最大加總值中的最大值計算出最大加總 曝光值，由所述第一、第二與第三平均加總值中的最大值計算出平均加總曝光 值，根據(jù)所述最大加總曝光值與所述平均加總曝光值以及預設的最大值目標亮 度與平均值目標亮度，計算取得最大曝光比例值與平均曝光比例值，并且，所 述微處理器用于判斷所述最大曝光比例值是否小于所述平均曝光比例值，以及 若所述最大曝光比例值小于所述平均曝光比例值，則以所述平均曝光比例值為 基準，使所述影像擷取裝置發(fā)出閃光，否則以所述最大曝光比例值為基準，使 所述影像擷取裝置發(fā)出閃光。
在本發(fā)明所述的影像擷取裝置中，所述數(shù)字信號處理單元用于將每一取樣 區(qū)域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大值分別乘以一權重后相 加，以取得所述第一、第二與第三最大加總值。
在本發(fā)明所述的影像擷取裝置中，所述數(shù)字信號處理單元用于將每一取樣 區(qū)域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的平均值分別乘以一權重后相 加，以取得所述第一、第二與第三平均加總值。
在本發(fā)明所述的影像擷取裝置中，所述最大加總曝光值等于所述第一、第 二與第三最大加總值中的最大值除以一第一總權重。
在本發(fā)明所述的影像擷取裝置中，所述平均加總曝光值等于所述第一、第 二與第三平均加總值中的最大值除以一第二總權重。
在本發(fā)明所述的影像擷取裝置中，所述數(shù)字信號處理單元將所述最大值目
標亮度除以所述最大加總曝光值而取得所述最大曝光比例值。
在本發(fā)明所述的影像擷取裝置中，所述數(shù)字信號處理單元將所述平均值目
標亮度除以所述平均加總曝光值而取得所述平均曝光比例值。
實施本發(fā)明的影像擷取裝置及其自動曝光控制方法，具有以下有益效果
可應用于各種數(shù)字影像擷取產品的自動曝光(AE)算法，以取樣區(qū)域的最大值
及平均值做計算，并設定最大值上限及平均值下限，達到最佳曝光結果，并能
避免特殊場景下曝光的錯誤，實現(xiàn)精準的曝光。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中
圖1是本發(fā)明實施例的自動曝光控制方法的步驟流程圖2是本發(fā)明實例的將一影像分割為多個影像方塊的示意圖；以及
圖3是本發(fā)明實施例的影像擷取裝置的架構示意圖。
具體實施例方式
為了讓本發(fā)明的目的、特征、及優(yōu)點能更明顯易懂，下文舉較佳實施例， 并參照附圖1至3，做詳細的說明。本發(fā)明說明書提供不同的實施例來說明本 發(fā)明不同實施方式的技術特征。其中，實施例中的各組件的配置是為說明之用， 并非用以限制本發(fā)明。且實施例中附圖標號的部分重復，是為了簡化說明，并 非意指不同實施例之間的關聯(lián)性。
本發(fā)明實施例公開了一種影像擷取裝置及其自動曝光控制方法。本發(fā)明實 施例的自動曝光控制方法以每一個取樣區(qū)域的紅綠藍(RGB)色彩值的各最大 值及平均值進行自動曝光(Auto Exposure, AE)的演算。使色彩值經(jīng)過加權 計算后的結果介于最大值目標亮度與平均值目標亮度之間(其中，最大值目標 亮度大于平均值目標亮度)，并以最大值演算的結果作為決定自動曝光的條件。
圖1是本發(fā)明實施例的自動曝光控制方法的步驟流程圖。
首先，將欲拍攝影像的原始影像范圍分割成為多個最適取樣區(qū)域(步驟 Sl)。如圖2所示，在本發(fā)明實施例中，最適取樣區(qū)域是將該欲拍攝影像分割
為56個大小相同的取樣區(qū)域。接著，取出每一取樣區(qū)域內，各像素中的RGB 各色彩值的最大值(步驟S2)。每一取樣區(qū)域內的各像素色彩都不同，且每一 像素都由RGB三個色彩值所構成，因此自每一取樣區(qū)域內的各像素資料中，分 別取出R、 G、 B色彩值的最大值。舉例來說，某一取樣區(qū)域包含四個像素，其 RGB色彩值分表示為(125， 36， 95)、 (75， 89, 92)、 (37， 156， 63)與(56， 78, 122)，則R色彩值的最大值為125， G色彩值的最大值為156， B色彩值之 最的值為122。用這種方式分別取出每一取樣區(qū)域的RGB各色彩值的最大值， 并分另!j豐示"i己為rMaxl、 rMax2、、 rMax56、 gMaxl、 gMax2、 ..、 gMax56、 bMaxl、 bMax2、 …、bMax56。
取出每一取樣區(qū)域內各像素中的RGB各色彩值的平均值(步驟S3)。以上 述范例來說，該取樣區(qū)域內的各像素中，R色彩值的平均值為(125 + 75 + 37 + 56) / 4 = 73.25， G色彩值的平均值為(36+89 + 156 + 78) / 4=89.75， B 色彩值的平均值為(95+92+63 + 122) /4 = 93。用這種方式分別取出每一取 樣區(qū)域內各像素RGB各色彩值的平均值，并分別標記為rAvgl、 rAvg2、…、 rAvg56、 gAvgl、 gAvg2、 …、gAvg56、 bAvgl、 bAvg2、 …、bAvg56。
接著，將每一取樣區(qū)域內各像素RGB各色彩值的最大值分別乘以權重(wi) 后相加，以取得R最大加總值(rSumMax)、 G最大加總值(gSumMax)以及B 最大加總值(bSumMax)(步驟S4)。以上述范例來說，rSumMax=rMaxlXwl十
rMax2 X w2 H-----h rMax56 X w56 ， gSumMax = gMaxl X wl + gMax2 X w2 H-----h
gMax56Xw56， bSumMax=bMaxl Xwl+bMax2Xw2H-----hbMax56Xw56。然后，
將每一取樣區(qū)域內各像素RGB各色彩值的平均值乘以權重后相加，以取得R 平均加總值(rSumAvg)、 G平均加總值(gSumAvg)以及B平均加總值(bSuraAvg) (步驟S5)。以上述范例來說，rSumAvg = rAvglXwl + rAvg2Xw2 + +
rAvg56Xw56， gSumAvg=gAvgl Xwl + gAvg2 Xw2H-----hgAvg56Xw56， bSumAvg
=bAvgl X wl + bAvg2 X w2H-----hbAvg56 X wl 。
接著，將rSumMax、 gSumMax、 bSumMax中的最大值除以總權重(wmax)， 以取得最大加總曝光值(maxSumAe)(步驟S6)，即maxSumAe=MAX (rSumMax， gSumMax, bSumMax) / wmax。將rSumAvg、 gSumAvg、 bSumAvg的最大值后除以總權重(wmax)，以取得平均加總曝光值(avgSumAe)(步驟S7)，即avgSumAe =MAX (rSumAvg， gSumAvg， bSumAvg) / wmax。設定最大值目標亮度與平均值 目標殼度(步驟S8)，其設定基準視實際需求而定。接著，利用maxSumAe及 avgSumAe分別計算出最大曝光比例值與平均曝光比例值(步驟S9)。最大曝光 比例值=最大值目標亮度/ maxSumAe，并且將其標示為maxRatio。平均曝光 比例值=平均值目標亮度/ avgSumAe，并且將其標示為avgRatio。計算出最 大曝光比例值與平均曝光比例值后，將兩值互相比較，判斷最大曝光比例值是 否小于平均曝光比例值(步驟SIO)。若是，則以平均曝光比例值為基準，使 影像擷取裝置發(fā)出一閃光(步驟Sll)。若否，則以最大曝光比例值為基準， 使影像擷取裝置發(fā)出一閃光(步驟S12)。
圖3是本發(fā)明實施例的影像擷取裝置的架構示意圖。
本發(fā)明實施例的影像擷取裝置10至少包括一鏡頭模塊100、 一影像感測 單元200、 一處理系統(tǒng)700、 一馬達驅動系統(tǒng)500以及一儲存媒體600。影像 感測單元200用于從外界擷取影像信號。處理系統(tǒng)700包含一微處理器400， 用于負責圖像信息的采集、資料的判斷以及控制信號的產生，與一數(shù)字信號處 理(Digital Signal Processing, DSP)單元300，用以專門計算數(shù)據(jù)。馬達 驅動系統(tǒng)500用于驅動鏡頭模塊100或影像感測單元200移動到對焦位置。儲 存媒體600用于儲存擷取的影像信號。
在本發(fā)明實施例中，上述自動曝光控制方法主要是以處理系統(tǒng)700中的數(shù) 字信號處理單元300做資料運算，再以微處理器400判斷數(shù)字信號處理單元 300最終的運算結果，并依該判斷結果設定曝光參數(shù)，用以控制自動曝光。故 在下文中主要說明處理系統(tǒng)700的實施流程，其它組件則不予以贅述。
首先，數(shù)字信號處理單元300將欲拍攝影像的原始影像范圍分割成為多個 最適取樣區(qū)域(如圖2所示，其將欲拍攝影像分割為56個大小相同的取樣區(qū) 域)，取出每一取樣區(qū)域的RGB各色彩值的最大值(其分別標記為rMaxl、 rMax2、…、rMax56、 gMaxl、 gMax2、…、gMax56、 bMaxl、 bMax2、…、bMax56) 及平均值(其分別標記為rAvgl、 rAvg2、…、rAvg56、 gAvgl、 gAvg2、、 gAvg56、 bAvgl、 bAvg2、…、bAvg56)，然后將每一取樣區(qū)域的RGB各色彩值
的最大值及平均值分別乘以權重(wi)后相加，以分別取得R最大加總值 (rSumMax)、 G最大加總值(gSumMax)、 B最大加總值(bSumMax)，以及R平 均加總值(rSumAvg)、 G平均加總值(gSumAvg)、 B平均加總值(bSumAvg)。
接著，數(shù)字信號處理單元300將rSumMax、 gSumMax、 bSumMax三者中的最 大值除以總權重(wmax)，并且將其結果標示為maxSumAe，其中maxSumAe表 示最大加總曝光值；將rSumAvg、 gSumAvg、 bSumAvg三者中的最大值除以總權 重(wmax)，并且標示為avgSumAe，其中avgSumAe表示平均加總曝光值。接 著，數(shù)字信號處理單元300分別根據(jù)maxSumAe與avgSumAe以及預設的最大值 目標亮度與平均值目標亮度，分別計算出最大曝光比例值與平均曝光比例值。 該最大曝光比例值=最大值目標亮度/ maxSumAe,并且將其標示為maxRatio。 該平均曝光比例值=平均值目標亮度/ avgSumAe,并且將其標示為avgRatio。 最后，微處理器400比較最大曝光比例值與平均曝光比例值，判斷最大曝光比 例值是否小于平均曝光比例值。若是，則以最大曝光比例值為基準，使影像擷 取裝置發(fā)出閃光。若否，則以平均曝光比例值為基準，使影像擷取裝置發(fā)出閃 光。
注意到，本發(fā)明實施例的自動曝光控制方法是將一原始影像范圍分割成為 56個大小相同的取樣區(qū)域，然而，其并非用于限定本發(fā)明，該原始影像范圍 亦可分割成為56個大小不同的取樣區(qū)域。此外，每一取樣區(qū)域的權重可為不 同值或均為相同值，應當因需求而定。
本發(fā)明實施例的自動曝光控制方法可應用于各種數(shù)字影像擷取產品的自 動曝光(AE)算法，以取樣區(qū)域的最大值及平均值做計算，并設定最大值上限 及平均值下限，以期達到最佳曝光結果，并能避免特殊場景下曝光的錯誤。
雖然本發(fā)明己以較佳實施例公開如上，然其并非用于限定本發(fā)明，本領域 的技術人員在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內，可作各種更動與潤飾，因此本發(fā) 明的保護范圍應當以權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種自動曝光控制方法，適用于影像擷取裝置，其特征在于，所述自動曝光控制方法包括下列步驟將欲拍攝影像的原始影像范圍分割成為多個取樣區(qū)域，其中每一取樣區(qū)域由第一色彩值、第二色彩值與第三色彩值所構成；取出每一取樣區(qū)域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大值；取出每一取樣區(qū)域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的平均值；根據(jù)所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大值計算取得第一最大加總值、第二最大加總值以及第三最大加總值；根據(jù)所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的平均值計算取得第一平均加總值、第二平均加總值以及第三平均加總值；由所述第一、第二與第三最大加總值中的最大值計算出最大加總曝光值；由所述第一、第二與第三平均加總值中的最大值計算出平均加總曝光值；設定最大值目標亮度與平均值目標亮度；根據(jù)所述最大加總曝光值、所述平均加總曝光值、所述最大值目標亮度與所述平均值目標亮度，計算取得最大曝光比例值與平均曝光比例值；判斷所述最大曝光比例值是否小于所述平均曝光比例值；以及若所述最大曝光比例值小于所述平均曝光比例值，則以所述平均曝光比例值為基準，使所述影像擷取裝置發(fā)出閃光，否則，以所述最大曝光比例值為基準，使所述影像擷取裝置發(fā)出閃光。
2. 根據(jù)權利要求1所述的自動曝光控制方法，其特征在于，將每一取樣區(qū) 域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大值分別乘以一權重后相 加，以取得所述第一、第二與第三最大加總值。
3. 根據(jù)權利要求1所述的自動曝光控制方法，其特征在于，將每一取樣區(qū) 域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的平均值分別乘以一權重后相 加，以取得所述第一、第二與第三平均加總值。
4. 根據(jù)權利要求1所述的自動曝光控制方法，其特征在于，所述最大加總 曝光值是將所述第一、第二與第三最大加總值中的最大值除以一第一總權重而 得。
5. 根據(jù)權利要求1所述的自動曝光控制方法，其特征在于，所述平均加總 曝光值是將所述第一、第二與第三平均加總值中的最大值除以一第二總權重而 得。
6. 根據(jù)權利要求1所述的自動曝光控制方法，其特征在于，所述最大曝光 比例值是由所述最大值目標亮度除以所述最大加總曝光值而得。
7. 根據(jù)權利要求1所述的自動曝光控制方法，其特征在于，所述平均曝光 比例值是由所述平均值目標亮度除以所述平均加總曝光值而得。
8. 根據(jù)權利要求1所述的自動曝光控制方法，其特征在于，所述第一、第 二與第三色彩為紅綠藍(RGB)三原色。
9. 根據(jù)權利要求8所述的自動曝光控制方法，其特征在于，所述多個取樣 區(qū)域中，資料選取單位為一像素。
10. —種影像擷取裝置，其特征在于，包括 微處理器；以及數(shù)字信號處理單元，用于將一欲拍攝影像的原始影像范圍分割成為多個取 樣區(qū)域，其中每一取樣區(qū)域是由第一色彩值、第二色彩值與第三色彩值所構成， 取出每一取樣區(qū)域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大值與平均 值，根據(jù)所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大值計算取得第一最大 加總值、第二最大加總值以及第三最大加總值，根據(jù)所述第一、第二與第三色 彩值的各色彩值的平均值計算取得第一平均加總值、第二平均加總值以及第三 平均加總值，由所述第一、第二與第三最大加總值中的最大值計算出最大加總 曝光值，由所述第一、第二與第三平均加總值中的最大值計算出平均加總曝光 值，根據(jù)所述最大加總曝光值與所述平均加總曝光值以及預設的最大值目標亮 度與平均值目標亮度，計算取得最大曝光比例值與平均曝光比例值，并且，所 述微處理器用于判斷所述最大曝光比例值是否小于所述平均曝光比例值，以及 若所述最大曝光比例值小于所述平均曝光比例值，則以所述平均曝光比例值為 基準，使所述影像擷取裝置發(fā)出閃光，否則以所述最大曝光比例值為基準，使 所述影像擷取裝置發(fā)出閃光。
11. 根據(jù)權利要求io所述的影像擷取裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處理單元用于將每一取樣區(qū)域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的最大 值分別乘以一權重后相加，以取得所述第一、第二與第三最大加總值。
12. 根據(jù)權利要求IO所述的影像擷取裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處 理單元用于將每一取樣區(qū)域的所述第一、第二與第三色彩值的各色彩值的平均 值分別乘以一權重后相加，以取得所述第一、第二與第三平均加總值。
13. 根據(jù)權利要求IO所述的影像擷取裝置，其特征在于，所述最大加總曝 光值等于所述第一、第二與第三最大加總值中的最大值除以一第一總權重。
14. 根據(jù)權利要求IO所述的影像擷取裝置，其特征在于，所述平均加總曝 光值等于所述第一、第二與第三平均加總值中的最大值除以一第二總權重。
15. 根據(jù)權利要求IO所述的影像擷取裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處 理單元將所述最大值目標亮度除以所述最大加總曝光值而取得所述最大曝光 比例值。
16. 根據(jù)權利要求IO所述的影像擷取裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處 理單元將所述平均值目標亮度除以所述平均加總曝光值而取得所述平均曝光 比例值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種影像擷取裝置及其自動曝光控制方法。本發(fā)明所提供的自動曝光控制方法是先將欲拍攝影像的原始影像范圍分割成為多個取樣區(qū)域，其中每一取樣區(qū)域的影像色彩由紅綠藍(RGB)三原色所構成。再根據(jù)每一取樣區(qū)域取出其RGB個別色彩值的最大值與平均值及預設的最大值目標亮度與平均值目標亮度，計算出最大曝光比例值與平均曝光比例值。最后，判斷該最大曝光比例值是否小于平均曝光比例值。若是，則以平均曝光比例值為基準，使影像擷取裝置發(fā)出一閃光。若否，則以最大曝光比例值為基準，使影像擷取裝置發(fā)出一閃光。
文檔編號H04N5/238GK101193211SQ20061016671
公開日2008年6月4日 申請日期2006年12月1日 優(yōu)先權日2006年12月1日
發(fā)明者蕭淑真, 蔡凈榕, 謝汶宏 申請人:亞洲光學股份有限公司