TWI518305B

TWI518305B - 影像擷取方法

Info

Publication number: TWI518305B
Application number: TW103114408A
Authority: TW
Inventors: 蔡智偉
Original assignee: 齊發光電股份有限公司
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2016-01-21
Also published as: US20150301431A1; US9485407B2; TW201541057A

Description

影像擷取方法

本發明係有關於一種影像擷取方法，尤指一種能夠取得照片或畫面的物體距離資訊的影像擷取方法。

習知的影像感測器所取得的影像是將三維場景壓縮成為二維的平面，對於人眼來說可以藉由習知的經驗而輕易地判讀出影像中的物體何者為近何者為遠，並且藉由影像中所出現的已知物體尺寸而推估其他物體的尺寸或距離。然而，對於機器或者是軟體而言，要直接判讀照片或者是影像訊號中的物體遠近是一件很困難的問題。

通常對於機器或者是軟體來說，都需要額外的裝置輔助判讀，例如雷射測距儀、紅外線測距儀、雷達、聲波、超音波等進行輔助判讀。然而，雷射測距儀及紅外線測距儀只具有單點或是有限區域的距離訊息。而雷達、聲波及超音波的距離解析度較差，其都需要採用調變的方式才能夠涵蓋整個區域。

雖然另有開發出具有高速反應的感測器以克服上述單點或是有限區域的限制。然而此種具有高速反應的感測器係通過量測由待測物體表面反射設備發出之特殊訊號光源(通常為紅外線)之光訊號的時間以計算出物體距離。因此在戶外時紅外線光源會受到太陽光的干擾而使得量測結果不準確。

此外，雖然另有通過額外的資訊以計算影像感測器與物體間的相對距離，例如模擬人眼的架構，其係藉由兩顆影像感測器間的相對距離來計算出物體間的相對距離。然而此技術不僅需要兩顆以上的影像感測器外，影像感測器之間的相對位置也必須精準的控制，且影像處理計算上也會較為複雜。因此如何提出一種能夠判讀照片或者是影像訊號中的物體距離且同時能夠使判讀資訊準確，已然成為該所屬技術領域人士所欲解決的重要課題。

鑒於以上之問題，本發明提供一種影像擷取方法，其能夠取得照片或畫面的距離資訊。

為了達到上述之目的，本發明之其中一實施例係提供一種影像擷取方法，其包括下列步驟：提供一相機模組，其中所述相機模組包括一影像擷取單元、一液態透鏡單元及一影像處理單元；通過所述相機模組擷取一清晰影像；將所述相機模組的光圈調大；所述影像擷取單元及所述影像處理單元通過所述液態透鏡單元的對焦距離的調變，以分析所述清晰影像中的一物體距離資訊；以及附加或儲存所述物體距離資訊至所述清晰影像中。

本發明之其中另一實施例係提供一種影像擷取方法，其包括下列步驟：提供一具有大光圈窄景深的相機模組，其中所述相機模組包括一影像擷取單元、一液態透鏡單元及一影像處理單元；所述影像擷取單元通過所述液態透鏡單元的對焦距離的調變，以擷取多張分別對應於所述液態透鏡單元的不同對焦距離的連續照片；通過所述影像處理單元判斷多張所述連續照片中的照片是否具有一清晰物體，並分析所述清晰物體的距離資訊；以及將具有所述清晰物體的所述照片進行疊合，以形成一張能呈現深景深且具有所述清晰物體距離資訊的清晰照片。

本發明之其中另一實施例係提供一種影像擷取方法，其包括下列步驟：提供一相機模組；擷取一清晰影像；調大所述相機模組的光圈；截取所述相機模組在不同對焦距離下的一連續照片；分析所述連續照片中的一物體距離資訊；以及附加或儲存所述物體距離資訊至所述清晰影像中。

本發明的有益效果可以在於，本發明實施例所提供的影像擷取方法，其可透過液態透鏡單元的對焦距離的調變並通過影像擷取單元及影像處理單元分析計算物體的距離資訊，以使得本發明不需要額外的距離量測裝置或額外的影像感測器，且影像中物體距離資訊處理的分析量少，僅需要藉由液態透鏡單元的快速調焦能力，並透過影像處理單元簡單之分析計算即能夠快速地得到物體距離資訊。此外，本發明不受到外界環境的影響，僅需要有清楚的影像即可以進行運算，且可以得到全面性的物體距離資訊，而不僅僅只有單點或是有限區域的物體距離資訊。進一步言之，本發明還可以應用在車用的倒車雷達上，抑或是可應用於三維訊息擷取器的使用，其特別適用於近距離感測之用途。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

I‧‧‧清晰影像

P‧‧‧具有距離資訊的清晰照片

I1,P1‧‧‧樹木

I2,P2‧‧‧人

I3,P3‧‧‧花朵

1‧‧‧相機模組

11‧‧‧影像擷取單元

12‧‧‧液態透鏡單元

13‧‧‧影像處理單元

2‧‧‧控制模組

D₀‧‧‧由遠到近的第一距離

D₁‧‧‧由遠到近的第二距離

D₂‧‧‧由遠到近的第三距離

D₃‧‧‧由遠到近的第四距離

D₄‧‧‧由遠到近的第五距離

D₅‧‧‧由遠到近的第六距離

R1‧‧‧景深1

R2‧‧‧景深2

R3‧‧‧景深3

R4‧‧‧景深4

圖1為本發明的影像擷取方法方塊示意圖。

圖2為本發明第一實施例的步驟流程示意圖。

圖3為本發明第二實施例的步驟流程示意圖。

圖4為本發明的對焦面調變原理示意圖。

圖5A為本發明第一實施例所擷取的其中一清晰影像示意圖。

圖5B為本發明第一實施例的由遠到近的對焦面調變示意圖。

圖5C為本發明第一實施例其中一具有距離資訊的照片或畫面示意圖。

圖6A為本發明第二實施例的由遠到近的對焦面調變示意圖。

圖6B為本發明第二實施例其中一具有距離資訊的清晰照片示意圖。

〔第一實施例〕

首先，請參閱圖1、圖2、圖5A至圖5B所示，本發明第一實施例係提供一種影像擷取方法，其包括下列步驟：如步驟S200提供一相機模組1，相機模組1包括一影像擷取單元11、一液態透鏡單元12及一影像處理單元13。舉例來說，還可以進一步提供一控制模組2，控制模組2電性連接於影像擷取單元11、液態透鏡單元12及影像處理單元13以使控制模組2控制影像擷取單元11、液態透鏡單元12及影像處理單元13。

接著，如步驟S202所示，截取一清晰影像I，係是通過相機模組1在一預定光圈下擷取一清晰影像I。舉例來說，預定光圈為相機模組1自動對焦調整時所得到的光圈值，例如，預定光圈可以通過相機模組1內的系統來判斷光圈值需要調整為多少，使所擷取的清晰影像中的多個物體可以清楚呈現。換言之，擷取影像時光圈與快門是一個連動值，相機模組1會自動測光，根據環境光強弱調整最佳曝光時間與光圈值，若是在光圈值固定的相機模組1中，則會自動調整最佳曝光時間以得到清晰的照片。

如步驟S204所示，當完成在一預定光圈下擷取一清晰影像I後，將相機模組1的光圈調大或是一預定數值，以得到大光圈窄景深的拍攝效果。由景深(Depth of field,DOF)在中長距離的計算公式：DOF(2Ncf²s²)/(f⁴-N²c²s²)，其中DOF為景深，N代表鏡頭的光圈值，c代表特定的底片格式模糊圈的直徑，f代表鏡頭的焦距，s代表相機對焦點到相機的距離(物距)。可以了解，對於在特定的底片格式下，決定景深的參數為鏡頭的焦距、鏡頭的光圈值及物距。因此，當執行步驟S204將相機模組1的光圈調變至最大時，所擷取的清晰影像為此相機模組1的最淺景深。一般常見的光圈值1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22、32，其中光圈越大光圈值會越小，因此可以藉由控制模組的控制將光圈值調變為2、1.4或更小的光圈值來使的相機模組1呈現大光圈窄景深的拍攝效果以利於後續的物體距離計算之用。接著，請同時參閱圖4 所示，圖4為對焦面調變原理示意圖。圖4中的短垂直線代表對焦面，而上面的水平直線代表景深。一般而言，對焦面越靠近影像擷取單元11其景深越淺。本發明採用液態透鏡單元12對焦面調變的機制，從遠到近連續取得不同對焦距離的影像或照片，藉由恰當的液態透鏡單元12的調變量設計，讓所取得之不同對焦距離的連續影像或照片可以含蓋所設定之拍攝或擷取距離。舉例而言，圖2中景深1的R1為對焦距離為2公尺時的景深，景深2的R2為對焦距離為2.5公尺時的景深，景深3的R3為對焦距離為3.5公尺時的景深，景深4的R4為對焦距離為5公尺時的景深。液態透鏡單元12調變對焦距離從遠到近，進行調變。且由於液態透鏡單元12的對焦面調整時間快速(在<10ms等級)，因此可以快速完成影像調變。

再來，如步驟S206所示，影像擷取單元11及影像處理單元13通過液態透鏡單元12的對焦距離的調變，以分析計算清晰影像I中各個物體距離資訊。舉例來說，可通過控制模組2來控制影像擷取單元11在一短時間內連續擷取不同對焦距離的一連串窄景深影像組或連續照片，同時通過控制模組2來控制影像處理單元13來分析影像擷取單元11所擷取的一連串窄景深影像組或連續照片，以得到清晰影像I中各個物體距離資訊。

以本發明而言，可以通過控制模組2的控制將相機模組1的模式轉換成距離掃描模式，以進行液態透鏡單元12的對焦距離的快速連續調變。在步驟S206中，影像擷取單元11及影像處理單元13通過液態透鏡單元12的對焦距離的調變，以擷取多張分別對應於液態透鏡單元12的不同對焦距離的連續照片，並同時分析計算多張分別對應於液態透鏡單元12的不同對焦距離的連續照片，以分析計算出清晰影像I中各個物體距離資訊。

請參閱圖5A所示，舉例來說，以第一實施例而言，清晰影像I中具有樹木I1、人I2及花朵I3，其中該些物體彼此之間的距離並不相同。接著，如圖5B所示，圖5B為本發明第一實施例的由遠到近的對焦面調變示意圖。當液態透鏡單元12受到控制模組2的控制進行由遠到近的對焦距離的調變中，係從圖5B所示的由遠到近的第一距離D₀開始進行調變至由遠到近的第六距離D₅。在液態透鏡單元12的調變過程中，影像擷取單元11會在不同的對焦距離下擷取影像，而當物體的對焦距離正確時所擷取的影像將會具有一清晰部，而清晰部所在的位置表示其物體的對焦距離是正確的。

值得一提的是，可以通過影像處理單元13判斷所擷取的影像是否對焦正確而具有清晰部，例如，利用鏡頭解像力(Resolution)的概念，以調制轉換方法(Modulation Transfer Method，MTF)做為影像清晰度演算法，算出影像的對比度(Contrast)及銳利度(Sharpness)數值，同時配合液態透鏡單元12目前所調變的距離，而可以通過影像處理單元13分析計算出清晰部中的物體距離資訊。抑或是通過其他清晰度演算法判斷所擷取的影像是否對焦正確而具有清晰部。因此，通過已知液態透鏡單元12的對焦距離，可以再藉由影像處理單元13判斷在此對焦距離下所擷取的影像或照片的對比度及銳利度，而了解此對焦距離下是否有對焦正確的物體，若經由對比度及銳利度的判斷為對焦正確的物體，則液態透鏡單元12所調變的對焦距離即為物體的距離。值得一提的是，為了減少影像處理單元13的分析運算量，對於所擷取的影像畫素可以減少，以提高分析運算的效率。

換言之，當影像擷取單元11所擷取不同對焦距離的連續照片中，若照片中的影像邊緣具有明顯的變化，相鄰像素間其灰階值的差異值或是梯度值越大即代表著所擷取的照片是清晰影像。利用這些特性，將影像擷取單元12所擷取到的連續照片，通過影像處理單元13的處理，可得到作為判斷標準的清晰度數值資訊。另外，影像出現模糊的現象，也可能因位影像中高頻訊號的不足，低頻能量較多，可通過高通濾波器的頻域濾波方法，求得影像高頻資訊後，做為判斷的依據。

因此，通過上述判斷清晰部的方式，即表示位於清晰部的物體距離資訊係可以用來計算出一開始所擷取的清晰影像I中的多個物體的多個距離資訊。需說明的是，影像擷取單元11及影像處理單元13通過液態透鏡單元12的對焦距離的調變，以計算清晰影像I中各個物體的距離資訊過程中，相機模組1的光圈也可以是隨著液態透鏡單元12對焦距離的調變而有所改變，換言之，即相機模組1的光圈在影像擷取單元11的影像擷取過程中可以是浮動的，可以通過對焦距離的改變或是經由判斷物體距離資訊後進行調變至一預定數值，使其符合在該對焦距離下的適當光圈值。

舉例來說，當液態透鏡單元12調變至由遠到近的第一距離D₀時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第一清晰部，若具有第一清晰部時，影像處理單元13會分析清晰影像I中的第一清晰部的物體距離資訊。當調變至由遠到近的第二距離D₁時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第二清晰部，若具有第二清晰部時，影像處理單元13會分析清晰影像I中的第二清晰部的物體距離資訊。當調變至由遠到近的第三距離D₂時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第三清晰部，若具有第三清晰部時，影像處理單元13會分析清晰影像I中的第三清晰部的物體距離資訊。當調變至由遠到近的第四距離D₃時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第四清晰部，若具有第四清晰部時，影像處理單元13會分析清晰影像I中的第四清晰部的物體距離資訊。當調變至由遠到近的第五距離D₄時，通過影像擷取單元 11先擷取此對焦距離的影像，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第五清晰部，若具有第五清晰部時，影像處理單元13會分析清晰影像I中的第五清晰部的物體距離資訊。當調變至由遠到近的第六距離D₅時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第六清晰部，若具有第六清晰部時，影像處理單元13會分析清晰影像I中的第六清晰部的物體距離資訊。需說明的是，除了上述影像擷取單元11通過液態透鏡單元12的對焦距離的調變，以擷取多張分別對應於液態透鏡單元12的不同對焦距離的連續照片的過程中，影像處理單元13同時分析計算每張連續照片中物體距離資訊的方式之外，也可以是待影像擷取單元11先擷取完一連串不同對焦距離的窄景深影像組或連續照片後，再通過影像處理單元13進行分析計算這一連串不同對焦距離的窄景深影像組或連續照片，以得到這一連串不同對焦距離的窄景深影像組或連續照片中清晰部的物體距離資訊。

因此，如圖5B所示，以本實施例而言，當液態透鏡單元12調變至由遠到近的第一距離D₀時，通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下以清晰影像I中的樹木I1而言是清晰的，所以清晰區域內的樹木I1的距離資訊即為焦距值。當調變至由遠到近的第二距離D₁時，通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下並未有清晰的物體，因此未有任何距離資訊可以利用。當調變至由遠到近的第三距離D₂時，通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下以清晰影像I中的人I2而言是清晰的，所以清晰區域內的人I2的距離資訊即為焦距值。當調變至由遠到近的第四距離D₃時，通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下並未有清晰的物體，因此未有任何距離資訊可以利用。當調變至由遠到近的第五距離D₄時，通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下以清晰影像I中的花朵I3而言是清晰的，所以清晰區域內的花朵 I3的距離資訊即為焦距值。當調變至由遠到近的第六距離D₅時，通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下並未有清晰的物體，因此未有任何距離資訊可以利用。

最後，如步驟S208所示，附加或儲存物體距離資訊至清晰影像I中。舉例來說，可以將此物體距離資訊標示於清晰影像I內，抑或者是儲存於清晰影像I的檔案中，以利於後續影像處理的基礎。例如，可以通過控制模組2的控制，經由影像處理單元13或是另外通過一訊號模組，將多個物體距離資訊與清晰影像I進行疊合，以形成一具有多個物體距離資訊的照片或畫面。當持續上述的動作，便可以連續撥放而形成在畫面上標示所有物體距離的影像。因此，以本實施例而言，經過疊合步驟後，可以將清晰影像I中的樹木I1、人I2及花朵I3與物體距離資訊結合，以得到清晰影像I中的樹木I1、人I2及花朵I3的距離值。如圖5C所示，經疊合步驟後清晰影像I中的樹木I1可具有第一距離D₀的距離值，清晰影像I中的人I2可具有第三距離D₂的距離值，清晰影像I中的花朵I3可具有第五距離D₄的距離值。進一步來說，液態透鏡單元12的調變距離也不限定是由遠到近的方式進行調變，液態透鏡單元12的調變距離也可以是由近到遠的方式進行調變。

以本發明而言，也可以通過液態透鏡單元12進行更精細的距離調變而擷取更精準的物體距離資訊，當所擷取的物體距離資訊越精細時，所形成的具有物體距離資訊的照片或畫面將會更精準，舉例來說，當只進行粗略的距離調變所得到的粗略物體距離資訊，對於物體距離資訊的判斷而言，其差值可能會較大，例如只能判斷此物體的位置距離相機模組1約5公尺至10公尺。然而，若通過更精細的距離調變，可能可以得到更精準的物體距離資訊，例如能進一步判斷此物體的位置距離相機模組1約7公尺至8公尺。這兩種差別就來自於景深的深淺以及液態透鏡單元12距離調變的變化量。此外，若當所擷取的物體距離資訊較少時，如解析度較為粗糙時，也可以透過插值法的計算來判斷物體的距離並分析出更為精準的物體距離資訊，以提高解析度。通過截取較少的物體距離資訊配合插值法的計算，可使影像處理單元13或訊號處理模組的運算量減少，而提升疊合效率。進一步言之，影像處理單元13、訊號處理模組及控制模組2也可以是電腦或與電腦連接，使疊合過程以及物體距離資訊的判別交由電腦執行運算。而影像處理單元13、訊號處理模組及控制模組2也可以是嵌入式的系統，其功能類似電腦，可以完成疊合過程以及物體距離資訊的判別。

本發明第一實施例所提供之影像擷取方法，可透過一般具有液態透鏡單元12的相機模組1即可以執行，僅需要配合本發第一實施例所提供的影像擷取方法，將多個物體的多個距離資訊附加或儲存至清晰影像I中，或是直接與清晰影像I進行疊合，即可以得到具有多個物體的多個距離資訊的照片或畫面。而當未執行影像擷取方法時，相機模組1可作為一般攝像鏡頭之用途。換言之，第一實施例可通過下列步驟：提供一相機模組；擷取一清晰影像；調大所述相機模組的光圈；截取所述相機模組在不同對焦距離下的一連續照片；分析所述連續照片中的一物體距離資訊；以及附加或儲存所述物體距離資訊至所述清晰影像中的方式，得到在清晰影像I中各個物體與相機模組1之間的距離資訊。

〔第二實施例〕

首先，請參閱圖1、圖3、圖6A至圖6B所示，本發明第二實施例係提供一種影像擷取方法，其中第二實施例與第一實施例最大的差別在於，第二實施例可利用一具有大光圈窄景深的相機模組1或是一具有預定光圈值的相機模組1，同時也無需事先擷取一清晰影像I，僅需要在影像擷取單元11擷取清晰區域的影像時同時通過影像處理單元13分析計算物體距離資訊，最後再進行影像及物體距離資訊的疊合動作。

接著，如圖3所示，本發明第二實施例係提供一種影像擷取方法，其包括下列步驟：如步驟S300提供一具有大光圈窄景深的相機模組1，相機模組1包括一影像擷取單元11、一液態透鏡單元12及一影像處理單元13。舉例來說，還可以進一步提供一控制模組2，控制模組2電性連接於影像擷取單元11、液態透鏡單元12及影像處理單元13以控制影像擷取單元11及液態透鏡單元12及影像處理單元13。此外，相機模組1可具有一具有大光圈窄景深的特徵，其中，為了使景深能夠淺，因此大光圈可以使用光圈值為2、1.4或更小的光圈值，以使得光圈能夠較大，而使的景深能夠較淺或較窄。

接著，請參閱圖6A並配合步驟S302所示，影像擷取單元11通過液態透鏡單元12的對焦距離的調變，以在短時間內連續擷取多張分別對應於液態透鏡單元12的不同對焦距離的連續窄景深之影像組或照片。同時，請參閱圖6A所示，並配合圖4的對焦面調變原理，進行步驟S302相機模組1通過液態透鏡單元12的對焦距離的調變，以擷取分別對應於液態透鏡單元12在不同對焦距離下的一連串窄景深影像組或照片。例如可通過控制模組2來控制影像擷取單元11進行擷取。

接著，如步驟S304所示，通過影像處理單元13判斷多張連續照片中的照片是否具有一清晰物體，並計算清晰物體的距離資訊。請同時參閱圖6A及圖6B所示，圖6A為本發明第二實施例的由遠到近的對焦面調變示意圖。當液態透鏡單元12受到控制模組2的控制進行由遠到近的對焦距離的調變中，係從圖6A所示的由遠到近的第一距離D₀開始進行調變直至由遠到近的第六距離D₅。在液態透鏡單元12的調變過程中，影像擷取單元11在不同的對焦距離下所擷取的影像會有各自不同的清晰部，因此當對焦距離正確時所擷取的照片會具有一清晰部，當所擷取的照片為模糊時，表示此對焦距離下並未有相對應的物體，所以清晰部所在的位置表示其物體的對焦距離是正確的。

舉例來說，當液態透鏡單元12調變至由遠到近的第一距離D₀時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像或照片，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第一清晰部，若具有第一清晰部時，影像處理單元13會分析此對焦距離的影像或照片中第一清晰部的物體距離資訊。當調變至由遠到近的第二距離D₁時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像或照片，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第二清晰部，若具有第二清晰部時，影像處理單元13會分析此對焦距離的影像或照片中第二清晰部的物體距離資訊。當調變至由遠到近的第三距離D₂時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像或照片，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第三清晰部，若具有第三清晰部時，影像處理單元13會分析此對焦距離的影像或照片中第三清晰部的物體距離資訊，當調變至由遠到近的第四距離D₃時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像或照片，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第四清晰部，若具有第四清晰部時，影像處理單元13會分析此對焦距離的影像或照片中第四清晰部的物體距離資訊。當調變至由遠到近的第五距離D₄時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像或照片，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第五清晰部，若具有第五清晰部時，影像處理單元13會分析此對焦距離的影像或照片中第五清晰部的物體距離資訊。當調變至由遠到近的第六距離D₅時，通過影像擷取單元11先擷取此對焦距離的影像或照片，再經由影像處理單元13判斷此對焦距離是否具有對焦正確地第六清晰部，若具有第六清晰部時，影像處理單元13會分析此對焦距離的影像或照片中第六清晰部的物體距離資訊。接著，經由影像處理單元13所分析出的物體距離資訊可以附加或儲存到所各別對應的影像或照片當中。

因此，如圖6B所示，以本實施例而言，當液態透鏡單元12調變至由遠到近的第一距離D₀時，經由影像擷取單元11擷取對應於液態透鏡單元12所調變的對焦距離下之影像或照片並通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下所擷取的照片中的樹木P1是清晰的，將會分析計算樹木P1的距離資訊。當調變至由遠到近的第二距離D₁時，經由影像擷取單元11擷取對應於液態透鏡單元12所調變的對焦距離下之影像或照片並通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下並未有清晰的物體，因此未有任何距離資訊及照片可以利用。當調變至由遠到近的第三距離D₂時，經由影像擷取單元11擷取對應於液態透鏡單元12所調變的對焦距離下之影像或照片並通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下所擷取的照片中的人P2是清晰的，將會分析計算人P2的距離資訊。當調變至由遠到近的第四距離D₃時，經由影像擷取單元11擷取對應於液態透鏡單元12所調變的對焦距離下之影像或照片並通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下並未有清晰的物體，因此未有任何距離資訊及照片可以利用。當調變至由遠到近的第五距離D₄時，經由影像擷取單元11擷取對應於液態透鏡單元12所調變的對焦距離下之影像或照片並通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下所擷取的照片中的花朵P3是清晰的，將會擷取花朵P3的距離資訊。當調變至由遠到近的第六距離D₅時，經由影像擷取單元11擷取對應於液態透鏡單元12所調變的對焦距離下之影像或照片並通過影像處理單元13的判斷，在此對焦距離下並未有清晰的物體，因此未有任何距離資訊及照片可以利用。

最後，請同時參閱圖7B及步驟S306所示，將具有清晰物體的照片進行疊合，以形成一張能呈現深景深且具有清晰物體距離資訊的清晰照片，在此步驟中係是將每一張具有清晰物體的照片進行疊合或是將部份具有清晰物體的照片進行疊合，以形成一張能呈現深景深且具有清晰物體距離資訊的清晰照片P。以本實施例而言，如圖7B所示，經過疊合步驟後，其具有距離資訊的清晰照片P中的樹木P1可具有第一距離D₀的距離值，具有距離資訊的清晰照片P中的人P2可具有第三距離D₂的距離值，具有距離資訊的清晰照片P中的花朵P3可具有第五距離D₄的距離值。需說明的是，本發明實施例可以通過將不同對焦距離的連續照片及物體距離資訊附加或儲存至一訊號模組來將多張連續照片進行疊合，以得到一張能呈現深景深且具有距離資訊的清晰照片P。進一步言之，影像處理單元13、訊號處理模組可以是電腦或與電腦連接，使疊合過程以及物體距離資訊的判別交由電腦執行運算。而影像處理單元13、訊號處理模組及控制模組2也可以是嵌入式的系統，其功能類似電腦，可以完成疊合過程以及物體距離資訊的判別。進一步來說，液態透鏡單元12的調變距離也不限定是由遠到近的方式進行調變，液態透鏡單元12的調變距離也可以是由近到遠的方式進行調變。

此外，若當所擷取的多張連續照片較少時，也可以透過插值法的計算來判斷物體之間的距離，通過截取較少的多張連續照片P’配合插值法的計算，可使影像處理單元13、訊號處理模組或控制模組2的運算量減少，而提升所形成的能呈現深景深且具有距離資訊的清晰照片的疊合效率，且可以提高解析度。進一步言之，影像處理單元及控制模組2可以是電腦，使疊合過程以及物體距離資訊的判別交由電腦執行運算。而影像處理單元及控制模組2也可以是嵌入式的系統，其功能類似電腦，可以完成疊合過程以及物體距離資訊的判別。需說明的是，以本發明第二實施例而言，也可以在完成短時間內連續拍攝不同對焦距離的一連串窄景深影像組後，先將具有清晰物體的影像組進行疊合，再通過控制模組2或影像處理單元計算疊合後影像中物體的距離資訊。

本發明第二實施例所提供之影像擷取方法，可藉由一具有大光圈窄景深的相機模組1擷取多張連續照片後再進行疊合，以形成一張能呈現深景深且具有距離資訊的清晰照片。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。

指定代表圖為流程圖，故無符號簡單說明

Claims

一種影像擷取方法，其包括下列步驟：提供一相機模組，其中所述相機模組包括一影像擷取單元、一液態透鏡單元及一影像處理單元，其中所述影像擷取單元、所述液態透鏡單元及所述影像處理單元都電性連接於一控制模組；通過所述相機模組擷取一清晰影像；將所述相機模組的光圈調大；所述影像擷取單元及所述影像處理單元通過所述液態透鏡單元的對焦距離的調變，以分析所述清晰影像中的一物體距離資訊，其中所述控制模組控制所述影像擷取單元在一時間內連續擷取不同對焦距離的一連串窄景深影像組或連續照片，且通過所述控制模組來控制所述影像處理單元分析所述影像擷取單元所擷取的所述一連串窄景深影像組或所述連續照片，以得到所述清晰影像中的所述物體距離資訊；以及附加或儲存所述物體距離資訊至所述清晰影像中。
如請求項1所述之影像擷取方法，其中所述影像處理單元以調制轉換方法，分析所述一連串窄景深影像組或所述連續照片的對比度及銳利度數值，而計算出所述清晰影像中的所述物體距離資訊。
如請求項1所述之影像擷取方法，其中所述影像擷取單元通過所述控制模組的控制來擷取所述清晰影像，所述相機模組的光圈通過所述控制模組的控制以調大，所述液態透鏡單元通過所述控制模組的控制來調變對焦距離，且所述物體距離資訊與所述清晰影像通過所述控制模組的控制來進行附加或儲存。
如請求項1所述之影像擷取方法，其中所述影像擷取單元及所述影像處理單元通過所述液態透鏡單元的對焦距離的調變，以計算所述清晰影像中的所述物體距離資訊的步驟中，所述影像擷取單元先擷取所述一連串窄景深影像組或所述連續照片後，所述影像處理單元再分析所述一連串窄景深影像組或所述連續照片中的所述物體距離資訊。
如請求項1所述之影像擷取方法，其中所述液態透鏡單元的對焦距離由遠到近或由近到遠進行調變。
一種影像擷取方法，其包括下列步驟：提供一具有大光圈窄景深的相機模組，其中所述相機模組包括一影像擷取單元、一液態透鏡單元及一影像處理單元，其中所述影像擷取單元、所述液態透鏡單元及所述影像處理單元都電性連接於一控制模組；所述影像擷取單元通過所述液態透鏡單元的對焦距離的調變，以擷取多張分別對應於所述液態透鏡單元的不同對焦距離的一連串窄景深影像組或連續照片，其中所述控制模組控制所述影像擷取單元在一時間內連續擷取不同對焦距離的一連串窄景深影像組或連續照片；通過所述影像處理單元判斷多張所述一連串窄景深影像組或所述連續照片中的照片是否具有一清晰物體，並分析所述清晰物體的距離資訊，且所述控制模組控制所述影像處理單元分析所述影像擷取單元所擷取的所述一連串窄景深影像組或所述連續照片；以及將具有所述清晰物體的所述照片進行疊合，以形成一張能呈現深景深且具有所述清晰物體距離資訊的清晰照片。
如請求項6所述之影像擷取方法，其中所述影像處理單元以調制轉換方法，分析所述一連串窄景深影像組或所述連續照片的對比度及銳利度數值，而計算出所述清晰影像中的所述物體距離資訊。
如請求項6所述之影像擷取方法，其中所述液態透鏡單元通過所述控制模組的控制來調變對焦距離，所述影像擷取單元通過所述控制模組的控制來擷取多張所述連續照片，且所述照片中的所述清晰物體通過所述控制模組的控制來進行疊合。
如請求項6所述之影像擷取方法，其中所述液態透鏡單元的對焦距離由遠到近或由近到遠進行調變。