光学防震动校正系统及其方法

技术领域

本发明关于一种光学防震动系统，尤指一种光学防震动校正系统及其方法。

背景技术

摄像镜头于拍摄时，难免因为人体手部轻微的抖动，或者机械因为其他外在因素(如地震、碰撞)等造成整体轻微摇晃，这会造成拍摄后的图像产生模糊迭影，为了降低此种问题发生，研发出一种光学防震动技术又称为光学图像稳定技术(Optical imagestabilization)，主要是利用硬设备来完成，利用陀螺仪来感测摄像镜头是否有震动，一旦感测到震动，防震动模块便会根据陀螺仪震动的结果来对摄像镜头进行位移补偿，以避免图像产生模糊迭影。因此，如何改善防震动模块，以避免图像产生模糊迭影变得相当重要。

发明内容

有鉴于先前技术所述的问题，本发明提供一种光学防震动校正系统，适于一摄像模块，所述摄像模块用以采集多个图像，所述光学防震动校正系统包括一防震动模块、一控制模块。

防震动模块用以校正摄像模块的摄像位置，得到多个校正参数，每一个多个校正参数分别对应每一个多个图像。控制模块具有一二值化程序、一轮廓程序、一设定程序、一清晰值程序及一校正程序。控制模块执行二值化程序，根据图像得到一二值化图像。控制模块执行轮廓程序，根据二值化图像得到一轮廓。控制模块执行设定程序，于轮廓设定一第一区域、一第二区域、一第三区域及一第四区域，且第一区域与第二区域位于同一水平线上，第三区域与第四区域位于同一垂直线上。控制模块执行清晰值程序，根据第一区域及第二区域得到一第一清晰值、根据第三区域及第四区域得到一第二清晰值。控制模块执行校正程序，根据第一清晰值、第二清晰值及多个图像，得到一清晰图像，控制模块根据清晰图像所对应的校正参数校正防震动模块。

本发明另外提供一种光学防震动校正方法，包括根据一图像得到一二值化图像。根据二值化图像得到一轮廓。于轮廓设定一第一区域、一第二区域、一第三区域及一第四区域，且第一区域与第二区域位于同一水平线上，第三区域与第四区域位于同一垂直线上。根据第一区域及第二区域得到一第一清晰值、根据第三区域及第四区域得到一第二清晰值。根据第一清晰值、第二清晰值及多个图像，得到一清晰图像。根据清晰图像得到一相对应的校正参数，根据校正参数校正防震动模块。

上述本发明所提供光学防震动校正系统及其方法，在校正过程中，不会受到摄像模块的制程影响造成成像位置不定从而影响校正参数的估算。尤其使用棋盘格图像进行校正时，过程中无须进行复杂的参数设定，如亮度门坎值、线宽的取样位置与线宽的取样范围等，只需设定格子宽度即可，对于制程环境限制宽松，大幅降低环境复杂性所造成的影响。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示本发明一些实施例中，图像的示意图。

图2绘示本发明一些实施例中，控制模块、防震动模块、摄像模块的方块图。

图3绘示本发明一些实施例中，光学防震动校正方法的方法流程图。

图4绘示本发明一些实施例中，光学防震动校正方法的方法流程图。

其中，附图标记：

10:防震动模块

20:控制模块

21:二值化程序

22:轮廓程序

23:设定程序

24:清晰值程序

25:校正程序

26:形态学程序

30:摄像模块

P:图像

P10:轮廓

B:黑色棋盘格

W:白色棋盘格

A10:第一区域

A20:第二区域

A30:第三区域

A40:第四区域

A50:分析区域

C:区域中心

H:水平线

V:垂直线

S00:步骤

S10:步骤

S11:步骤

S20:步骤

S30:步骤

S40:步骤

S41:步骤

S50:步骤

S60:步骤

M:图像中心

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图2所示，本发明是关于一种光学防震动校正系统，适用于一相机或手机内的摄像模块30(如摄影镜头)，以提供摄像模块30具有防震动功能。光学防震动校正系统主要包括一防震动模块10及一控制模块20。

防震动模块10，用以校正摄像模块30的摄像位置，以避免拍照时因为人体手部的抖动、晃动，造成图像产生模糊迭影。一般而言，是以陀螺仪传感器感测摄像模块30的晃动状况，使镜头根据陀螺仪传感器的感测结果做出相对应的位移补偿以降低晃动。因此，防震动模块10在对摄像模块30进行摄像位置的校正时会产生一校正参数，且每次摄像模块30所拍摄的图像P都会有一相对应的校正参数。在一些实施例中，本发明是以连续拍摄多个图像P后，从中选出清晰度较佳的图像P，以此图像P的校正参数来对防震动模块10进行校正。以下先以一图像P为例进行说明。

请参阅图2所示，控制模块20具有一二值化程序21、一轮廓程序22、一设定程序23、一清晰值程序24及一校正程序25。

请参阅图1、图2、图3及图4所示，控制模块20执行二值化程序21而对图像P进行二值化处理(如图3步骤S10)，主要是将图像P中的每一个像素进行二值化处理而得到一二值化图像，当像素的灰度值高于一灰度默认值时，则将像素的灰度值设定为极大值，反之当像素的灰度值低于一灰度默认值时，则将像素的灰度值设定为极小值，使得图像P以肉眼观之呈现黑白分明的效果。一般而言，可使用双峰法、P参数法(p-tile method)、迭代法进行二值化处理。在一些实施例中，控制模块20以大津算法来对图像P进行二值化处理(如图4步骤S11)，利用大津算法，可自动针对图像P的亮暗程度来设定灰度默认值，可使二值化图像具有较佳的二值化效果。

请参阅图1、图2及图3所示，控制模块20执行轮廓程序22，而根据二值化图像得到一轮廓P10，轮廓P10是指二值化图像中沿黑色像素与白色像素交界处所框围出来的区域，以本发明图1图像P为棋盘格为例，黑色棋盘格B与白色棋盘格W分别属于轮廓P10，另外需特别解说的是，为避免图1内的线条难以清楚可见，故图1以淡灰色来示意黑色棋盘格B。在一些实施例中，控制模块20是以八向连通法来进行轮廓P10的取得，而将相邻像素群集标记为相同的对象，其八向连通法主要是以下列公式1、2进行。

N

N

请参阅图1、图2及图3所示，控制模块20执行设定程序23，于轮廓P10设定一第一区域A10、一第二区域A20、一第三区域A30及一第四区域A40，且第一区域A10与第二区域A20位于同一水平线H上，第三区域A30与第四区域A40位于同一垂直线V上。以图1的棋盘格为例，由于每一个黑色棋盘格B与每一白色棋盘格W分别具有四个边，因此第一区域A10、第二区域A20、第三区域A30、及第四区域A40分别坐落于上边、下边、左边、右边。在一些实施例中，水平线H与垂直线V交汇于轮廓P10的区域中心C(即黑色棋盘格B或白色棋盘格W的中心)；水平线H与轮廓P10交汇于第一区域A10的中心及第二区域A20的中心；垂直线V与轮廓P10交汇于第三区域A30及第四区域A40的中心。如此一来，第一区域A10、第二区域A20、第三区域A30、第四区域A40呈现一半坐落于黑色棋盘格B内，另一半坐落于白色棋盘格W内(如图3的步骤S30)。

请参阅图1、图2、图3及图4所示，控制模块20执行清晰值程序24，根据第一区域A10及第二区域A20得到一第一清晰值、根据第三区域A30及第四区域A40得到一第二清晰值(如图3步骤S40)。在一些实施例中，如图4步骤S41所示，控制模块20是根据下列公式3、公式4来取得第一清晰值，其中N

另外，关于第二清晰值的取得，控制模块20是根据下列公式5、6来进行第二清晰值的计算，其中，ROI

请参阅图2及图3所示，如步骤S50，控制模块20执行校正程序25，会在各图像P中挑选清晰度最佳的图像来作为防震动模块10的校正基础。因此，控制模块20会根据第一清晰值、第二清晰值及多个图像，得到一清晰图像，控制模块20根据清晰图像所对应的校正参数来校正防震动模块10。

请参阅图2及图4所示，如步骤S11，在一些实施例中，控制模块20在执行二值化程序21之前会先执行一形态学程序26，而根据二值化图像进行断开(Opening)或侵蚀(Erosion)处理，使得二值化图像内的轮廓P10得以更为明显。另外，当图像P为棋盘格图像时，控制模块20执行形态学程序26可避免相邻格子发生沾黏问题。控制模块20执行形态学程序26时是根据下列公式7来进行，其中ROI

/>

在一些实施例中，黑色棋盘格B及白色棋盘格W分别具有一棋盘格宽度及一棋盘格高度；第一区域A10、第二区域A20的宽度小于二倍棋盘格宽度，第一区域A10、第二区域A20的高度小于棋盘格高度；第三区域A30、第四区域A40的宽度小于棋盘格宽度，第三区域A30、第四区域A40的高度小于二倍棋盘格高度。此外，一个黑色棋盘格B或一个白色棋盘格W内的第一区域A10、第二区域A20、第三区域A30、第四区域A40，即使相邻近的二区域之间产生重迭时，也不会影响本发明的计算结果。

在一些实施例中，图像P不限于棋盘格，举凡具有重复性或者对称性者，均为本发明所指之图像。举例来说，图像可以是呈现m*n排列的三角形、方形、圆形等形状，亦可以是呈现上下对称或是左右对称等形状。

在一些实施例中，本发明用于摄像模块30出厂时的校正，校正参数则是用于校正防震动模块内的陀螺仪。另外，由于摄像模块30在使用时大多是关注于图像中央的成像是否清晰，因此上述是以图像P的正中央订为图像中心M为例来说明本发明的优点、特色及实施方式，当需以图像P的其他位置，如左上角区域的清晰度为主来进行校正时，则图像中心M的位置并非位于图像P的正中央，而是位于图像P的左上角区域。在一些实施例中，本发明是以图像中心M为基础定出一分析区域A50，对分析区域A50内的图像P进行清晰度的判断，但不以此为限，分析区域A50亦可为整个图像P内的区域。另外，在一些实施例中，根据公式4进行计算时，是自分析区域A50内的第一区域A10及第二区域A20中取数个最佳像素值来进行计算。

请参阅图2配合图4所示，以下介绍本发明完整的校正流程。首先在摄像模块30对一棋盘格进行拍摄，而到多个棋盘格图像。首先步骤S00，设定图像中心M位置，并根据图像中心M设定分析区域A50。接着步骤S11，对每一个棋盘格图像进行大津算法以对图像P进行二值化，然后再进行断开或侵蚀处理，以避免棋盘格产生沾黏问题而得到二值化图像。然后根据步骤S20，对二值化图像以八向连通法进行处理，而得到多个轮廓P10。步骤S30，根据各轮廓P10定出第一区域A10、第二区域A20、第三区域A30、第四区域A40，且第一区域A10与第二区域A20位在同一垂直线V上、第三区域A30与第四区域A40位在同一水平线H上。步骤S41，根据分析区域A50内的各第一区域A10、第二区域A20、第三区域A30、第四区域A40进行计算，得到第一清晰值及第二清晰值。步骤S50，根据第一清晰值及第二清晰值，于多个图像P中取出清晰值最佳的图像，作为清晰图像。步骤S60，根据清晰图像所对应的校正参数来对防震动模块10进行校正。

请参阅图3所示，本发明同时提供一种光学防震动校正方法，包括下列步骤。

S10：根据一图像P得到一二值化图像。

S20：根据二值化图像得到一轮廓。

S30：于轮廓设定一第一区域A10、一第二区域A20、一第三区域A30及一第四区域A40，且第一区域A10与第二区域A20位于同一水平线上，第三区域A30与第四区域A40位于同一垂直线上。

S40：根据第一区域A10及第二区域A20得到一第一清晰值、根据第三区域A30及第四区域A40得到一第二清晰值。

S50：根据第一清晰值、第二清晰值及多个图像，得到一清晰图像。

S60：根据清晰图像得到一相对应的校正参数，根据校正参数校正一防震动模块10。

以上光学防震动校正方法的实施例及详细内容如同前述，在此不再赘述。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。