TWI694725B - 用於檢測和減少由攝影機獲取的數位視訊中的彩色邊紋效應的方法，裝置和系統 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於檢測且減少由包括一光圈(212)之一攝影機(210)獲取之數位視訊中的彩色邊紋效應的方法、裝置及系統。該方法包括：藉由該攝影機(210)使用包含一第一光圈孔徑大小(104)之一第一攝影機設定來獲取一第一數位影像圖框(110)；藉由該攝影機(210)使用包含一第二光圈孔徑大小(106)之一第二攝影機設定來獲取一第二數位影像圖框(120)；其中該第二孔徑大小(106)小於該第一孔徑大小(104)；比較(S106)該第一數位影像圖框(110)及該第二數位影像圖框(120)、其等之至少一特定色彩分量；區域化(S108)具有該第一數位影像圖框(110)與該第二數位影像圖框(120)之間之該特定色彩分量之一不成比例強度比的區(130a、130b)；及針對後續獲取之數位影像圖框(140)，減少(S110)該等經區域化區(130a、130b)中的該特定色彩分量。

Description

用於檢測和減少由攝影機獲取的數位視訊中的彩色邊紋效應的方法，裝置和系統

本發明係關於一種用於檢測且減少由一攝影機獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之方法。本發明進一步係關於一種用於控制一攝影機且減少由攝影機獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之裝置及一種用於檢測且減少由一攝影機獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之系統。

當使用配備一鏡頭之一攝影機獲取數位視訊時，可由鏡頭像差造成各種問題。一個此類型之鏡頭像差係色像差，其藉由相對於鏡頭材料之光之折射率歸因於其波長而變化之事實造成，此通常導致一影像擷取表面(諸如攝影機的一數位影像感測器)處之錯誤色彩。鏡頭像差係對通常被稱為彩色邊紋之事物負責之主要現象。通常，彩色邊紋在藍色/紫色波長區域中最明顯。因此，通常使用術語紫色邊紋。然而，彩色邊紋可在任何色彩下出現。彩色邊紋作表現為一經獲取之數位影像圖框中之圍繞物件之錯誤色彩之邊界。邊界通常出現在靠近經獲取之數位影像圖框之邊緣之曝光過度區域周圍。問題可在執行數位影像處理以增強場景之可見性時 放大且因此可為針對其中需要數位影像圖框之後處理之許多應用之一重要問題。

一些彩色邊紋問題來源於攝影機之成像光學件中之縱向色像差，縱向像差係來自比綠光或紅光折射更多之藍光之一結果。因此，(例如)藍光可在影像平面前方聚焦，此導致藍光在影像平面處離焦。一些彩色邊紋亦可來源於側向色像差，此源自聚焦至影像平面內之不同空間位置之傾斜入射光。因此，所有色彩將聚焦至同一平面，但焦點並不沿著入射光之光軸放置。

存在減少歸因於色彩像差之彩色邊紋之若干方式，諸如使用由特殊材料(諸如螢石)製成之高品質鏡頭。然而，由於製造此等鏡頭需要高成本，故對於許多應用而言，價格可為過高的。減少彩色邊紋之另一方式係分析且後處理數位影像圖框。存在藉由後處理最小化現有數位影像圖框中之彩色邊紋之若干方法。然而，此係一重要問題，由於無法輕易瞭解一數位影像圖框中之哪些區經受該問題。一個方法係校正可能經受彩色邊紋之區域處之彩色邊紋。其中出現彩色邊紋之一個典型實例係靠近一數位影像圖框之周邊中之一曝光過度區域。由於彩色邊紋通常為紫色，故一個方法可為校正在一數位影像圖框之曝光過度區域之邊界處之紫色邊紋。此方法可在一些情況中奏效，但亦存在該方法可導致不適當動作之情況。一原因係並非靠近曝光過度區域之所有像素皆經受彩色邊紋。此一情形之一個實例係一藍天上之一積雲。積雲可表現為一飽和過度區域，且因此，一影像分析可將在天空與雲之間的邊界處之藍天錯誤地解譯為經受彩色邊紋之區域。因此，技術中需要一種用於檢測且減少數位視訊中之彩色邊紋效應之改良方法。

本發明之一目的係單獨或以任何組合減輕、緩和或消除技術中之上文識別之缺陷及缺點之一或多者且解決至少上述問題。

根據一第一態樣，提供一種用於檢測且減少由包括一光圈(iris)之一攝影機獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之方法，該數位視訊包括一序列經獲取數位影像圖框，該方法包括：藉由該攝影機使用包含一第一光圈孔徑大小之一第一攝影機設定獲取一第一數位影像圖框；藉由該攝影機使用包含一第二光圈孔徑大小之一第二攝影機設定獲取一第二數位影像圖框；其中該第二孔徑大小小於該第一孔徑大小；比較該第一數位影像圖框及該第二數位影像圖框、其等之至少一特定色彩分量；區域化具有該第一數位影像圖框與該第二數位影像圖框之間之該特定色彩分量之一不成比例強度比之區；及針對後續獲取之數位影像圖框減少該等經區域化區中之該特定色彩分量。

術語「光圈」應被解釋為具有其之大小可調整之一孔徑之一光學器件。一光圈亦被稱為一虹膜式光圈(iris diaphragm)。

術語一數位影像圖框之「色彩分量」應被解釋為關於該數位影像圖框中存在之一特定色彩(諸如，例如，紫色、藍色、綠色及紅色)之影像資訊之一部分。強調術語「色彩」應被寬泛地解釋。因此，術語色彩不限於電磁光譜中之一特定波長或一特定波長範圍。替代地，術語色彩 可為覆蓋一色彩空間表示中之一區域之波長之一混合。該色彩分量可針對該數位影像圖框內之各像素界定。該色彩分量可為一經RGB編碼之數位影像圖框之一色彩通道之數位資料。因此，一藍色分量可對應於儲存於該藍色通道內之影像資訊之部分。替代地或另外，該色彩分量可包括來自超過一個通道之資料。例如，一藍色分量可為該數位影像圖框之一RGB色彩空間內之一特定藍色(或至少帶藍色)區域。

術語「曝光」通常被定義為如由快門速度、鏡頭孔徑及場景光照度判定之到達攝影機之數位影像感測器之每單位面積之光量(即，影像平面光照度乘以曝光時間)。然而，在本發明之內容背景中，術語「曝光」經擴大至亦涵蓋該數位影像感測器之增益(在數位攝影術中通常使用ISO數目來指涉)。因此，該曝光可藉由調整光圈孔徑大小、快門速度及ISO數目而改變。

如熟習此項技術者將輕易認識到，獲取該第一數位影像圖框及該第二數位影像圖框之時間順序並不重要。因此，可首先獲取該第一數位影像圖框或該第二數位影像圖框。將使用自比較該第一及該第二數位影像對而導出之資訊來選擇性後處理該等後續獲取之數位影像圖框。

該方法可為有利的，由於其容許在不必單獨依賴於影像分析的情況下判定該彩色邊紋出現在一數位影像圖框之哪些區中。藉由比較使用不同攝影機設定(包含不同光圈孔徑大小)獲取之兩個數位影像圖框，將期望該兩個影像中存在之彩色邊紋之程度不同。此源自對該彩色邊紋現象之至少部分負責之縱向色像差可藉由關閉該光圈而減少之事實。在其中僅調整該光圈孔徑大小且該攝影機設定之參數之剩餘部分保持恆定之一情況中，該光圈之關閉可減少至該數位影像感測器之傳入光，因此使該數位 影像圖框呈現為更暗。因此，返回至藍天及雲之實例，一數位影像圖框中之「真實」藍色區(例如，藍天)亦將變得更暗。然而，若存在起源於縱向色像差之藍色區，則此等藍色區將變得甚至比該等「真實」藍色區更暗。此係不僅影響該數位影像感測器之一般照明而且影響縱向色像差之減少之關閉光圈之結果。因此，藉由比較該兩個數位影像圖框，可將「真實」藍色區與經歷彩色邊紋之區分離且藉此亦使得可藉由選擇性後處理該等經區域化區中之一數位影像圖框而減少該數位影像圖框之該彩色邊紋。具體言之，本發明概念容許後處理該等經區域化區中之一系列後續獲取之數位影像圖框。此可對數位視訊(諸如來自一監視攝影機之一數位視訊串流)具有特殊重要性。藉由容許該攝影機使用針對一對數位影像圖框之各數位影像圖框使用一不同光圈孔徑大小來獲取該對數位影像圖框，可分析該對數位影像圖框以區域化彩色邊紋之區。可接著運用使用將該等經區域化區定義為輸入之座標之影像後處理演算法後處理隨後獲取之數位影像圖框。該後處理將簡化為不需要該區域化步驟，藉此該後處理步驟之速度可增加。此外，如相較於單純基於一單一數位影像圖框之影像分析之一區域化步驟，使用本發明概念獲得之該區域化步驟更少經受該等數位影像圖框中之假影。該方法可尤其有助於減少描述一實質上靜態場景之一數位視訊中之彩色邊紋。然而，該方法亦可適用於具有移動物件之一場景。

當該光圈孔徑大小變化時，該影像曝光隨其變化。因此，該第一影像與該第二影像之間將存在影像強度變化。經受一縱向色像差之一數位影像圖框之區將歸因於該減小之光圈孔徑導致在比較該第一數位影像圖框及該第二數位影像圖框時比在未經受縱向色像差之該數位影像圖框之其他區中發現之強度變化更明顯之一強度變化。此意味著，不成比例之 強度比將始終大於一參考強度比。該參考強度比可被視為歸因於該減小之光圈孔徑大小之一預期強度比。在實際情形中，必須估計該參考強度比。估計該參考強度比之一個方式係計算該第一影像與該第二影像之間的平均強度比。換言之，該等經區域化區之藍色分量中之不成比例強度比可大於該第一數位影像圖框與該第二數位影像圖框之間的一平均強度比。估計該參考強度比之另一方式係計算該第一影像與該第二影像之間在一綠色通道中之強度比。不必自該第一數位影像圖框及該第二數位影像圖框計算該參考強度比。替代地，該參考強度比可為自對該光學件及第一孔徑大小及第二孔徑大小之瞭解判定之一預定值。

根據一些實施例，該等經區域化區之該特定色彩分量之該不成比例強度比大於該第一數位影像圖框與該第二數位影像圖框之間的一平均強度比。為減少雜訊，可使用一臨限值。因此，根據一些實施例，該等經區域化區之該特定色彩分量之該不成比例強度比大於一臨限值與該第一數位影像圖框與該第二數位影像圖框之間的一平均強度比之一總和。

根據一些實施例，該序列經獲取數位影像圖框之該等經獲取數位影像圖框係包括一紅色、綠色及藍色通道之RGB數位影像圖框。

根據一些實施例，藉由針對該等經區域化區中存在之像素將該等後續獲取之數位影像圖框之各者之該紅色、綠色及藍色通道之現有強度位準替換為彼此相等之新的強度位準而減少該特定色彩分量。此方法可提供彩色邊紋之一簡單且快速之減少，此亦可適用於具有較小運算能力之系統上。該等新的強度位準可藉由分別取該等紅色、綠色及藍色通道之該等強度位準之算術平均數而導出。

根據一些實施例，藉由針對該等經區域化區中存在的像素 使用基於相鄰像素之強度位準之新的強度位準來替換該等後續獲取之數位影像圖框之各者的現有強度位準來減少該特定色彩分量。此方法可為一些應用提供一改良數位視訊。

根據一些實施例，該第二攝影機設定係與該第一攝影機設定相關，使得該第二數位影像圖框獲得與該第一數位影像圖框相同的曝光。此意味著，該等攝影機設定可包括比該光圈孔徑大小更多的參數。具體言之，該等攝影機設定進一步包括該曝光時間(諸如，例如，該快門速度)及與該數位影像感測器相關之該ISO數目。因此，可使用不同攝影機設定來獲得相同曝光。例如，具有更大孔徑大小之該第一攝影機設定可具有比具有更小光圈孔徑大小之該第二攝影機設定短之一曝光時間。

根據一些實施例，使用該第一攝影機設定來獲取該等後續獲取之數位影像圖框。替代地，使用包含該第一光圈孔徑大小之一進一步攝影機設定來獲取該等隨後獲取之數位影像圖框。

根據一些實施例，藉由針對該等經區域化區中存在的像素使用該第二數位影像圖框的該等強度位準來替換該等後續獲取之數位影像圖框之各者的現有強度位準來減少該特定色彩分量。此方法可在許多情形中奏效，此係由於已經發現在許多實際情形中之該光圈孔徑大小的減少將彩色邊紋的位準減少至一高程度。該方法係基於已經獲取該第一數位影像圖框及該第二數位影像圖框，使得其等獲得相同曝光。然而，將來自該第二數位影像圖框的影像資料替換為該等後續獲取的數位影像圖框亦可在其中該第一數位影像及該第二數位影像已經獲得不同曝光之一情形中被實現。在此一情況中，自該第二數位影像圖框之該等經區域化區收集之該影像資料將必須在鍵入以替換該等隨後獲取之數位影像圖框之現有強度位準 之前針對曝光差異來進行調整。

根據一些實施例，該特定色彩分量係一藍色分量。此意味著，該色彩分量係關於關於一藍色或「帶藍色」色彩之該影像資訊之一部分(諸如，例如，儲存於一RGB編碼數位影像之藍色通道內之影像資訊之部分)。

根據一些實施例，藉由針對該等經區域化區中存在之像素將該等後續獲取之數位影像圖框之各者之該藍色通道之現有強度位準替換為係該等現有強度位準之一預定分數之新的強度位準而減少該藍色分量。此方法可提供藍色邊紋之一簡單且快速之減少，此亦可適用於具有較小運算能力之系統上。所提出之方法可替代地適用於一綠色分量，因此涉及該綠色通道之現有強度位準之一替換，或適用於一紅色分量，涉及該紅色通道之現有強度位準之一替換。

根據一些實施例，在一預定時段期間執行減少該等經區域化區中之該特定色彩分量之步驟。替代地，針對預定數目個後續獲取之數位影像圖框執行減少該等經區域化區中之該特定色彩分量之步驟。取決於使用哪一方法，此意味著該方法可相繼起始。例如，該方法可起始於一預定時段之結束。因此，可每5分鐘獲取新的一對第一數位影像圖框及第二數位影像圖框。該時段可取決於由該攝影機成像之場景，由於一動態場景將增大對按比一實質上靜態場景更短之時間間隔應用該方法之需要。

根據一些實施例，該序列經獲取數位影像圖框包括該第一數位影像圖框、該第二數位影像圖框及該等後續獲取之數位影像圖框。此意味著不自該視訊省略經獲取影像。此可確保將圖框速率保持恆定，因此容許一平滑之數位視訊。該數位視訊之該序列數位影像圖框可包括：該第 一數位影像圖框、該第二數位影像圖框及在一時間序列中之該等後續獲取之數位影像圖框。此外，由於可重複該程序，故在可其後添加新的一對第一數位影像圖框及第二數位影像圖框，接著新的一組後續獲取數位影像圖框等。

根據一第二態樣，提供一種電腦可讀媒體，其包括在由具有處理能力之一器件執行時經調適以執行根據第一態樣之方法之電腦程式碼指令。

根據一第三態樣，提供一種用於控制一攝影機且減少由該攝影機獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之裝置，該數位視訊包括一序列經獲取數位影像圖框，該裝置經組態以：將關於該攝影機使用包含一第一光圈孔徑大小之一第一攝影機設定獲取一第一數位影像圖框之指令傳送至該攝影機；將關於該攝影機使用包含一第二光圈孔徑大小之一第二攝影機設定獲取一第二數位影像圖框之指令傳送至該攝影機，其中該第二孔徑大小小於該第一孔徑大小；比較該第一數位影像圖框及該第二數位影像圖框、其等之至少一特定色彩分量；區域化具有該第一數位影像圖框與該第二數位影像圖框之間之該特定色彩分量之一不成比例比之區；及針對後續獲取之數位影像圖框減少該等經區域化區中之該特定色彩分量。

根據一第四態樣，提供一種用於檢測且減少由一攝影機獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之系統，該系統包括： 一攝影機，其經組態以獲取包括一序列經獲取數位影像圖框之一數位視訊，其中該攝影機包括一光圈；根據第三態樣之一裝置。

該攝影機可為適用於安裝於一支撐結構(諸如一壁或一天花板)上之一監視攝影機。該系統可至少部分包含於該攝影機外殼中，使得由該系統執行之方法步驟之至少部分在該監視攝影機內執行。

第二態樣、第三態樣及第四態樣之效應及特徵很大程度上類似於上文結合第一態樣描述之效應及特徵。關於第一態樣提及之實施例很大程度上與第二態樣、第三態樣及第四態樣相容。進一步注意，本發明概念係關於特徵之所有可能組合，除非另外明確規定。

自下文給出之實施方式將變得明白本發明之適用性之一進一步範疇。然而，應理解，雖然指示本發明之較佳實施例，但實施方式及特定實例僅以繪示之方式給出，此係由於熟習此項技術者將自此實施方式變得明白在本發明之範疇內之各種改變及修改。

因此，應理解，本發明不限於所描述器件之特定組件部分或所描述方法之步驟，此係因為此器件及方法可變化。亦應理解，本文中使用之術語僅出於描述特定實施例之目的且不旨在係限制性的。必須注意，如在說明書及隨附發明申請專利範圍中使用，冠詞「一」、「一個」、「該」及「該等」旨在意謂存在元件之一或多者，除非背景內容另外明確規定。因此，例如，對「一單元」或「該單元」之引用可包含若干器件及類似者。此外，單詞「包括」、「包含」、「含有」及類似用詞並不排除其他元件或步驟。

104:第一光圈孔徑大小

106:第二光圈孔徑大小

110:第一數位影像圖框

110':第一數位影像圖框

110G:綠色通道

110B:藍色通道

120:第二數位影像圖框

120':第二數位影像圖框

120G:綠色通道

120B:藍色通道

130a:經區域化區

130b:經區域化區

140:數位影像圖框

150:經獲取數位影像圖框序列

150':數位影像圖框之進一步序列

200:系統

210:攝影機

212:光圈

213:光學系統

214:數位影像感測器

216:收集光學件

220:裝置

222:通信介面

224:處理單元

226:控制單元

L:線

S102:步驟

S104:步驟

S106:步驟

S108:步驟

S110:步驟

T:時段

T:時段

本發明將藉由實例參考附圖更詳細地描述，附圖展示本發明之當前較佳實施例。

圖1展示根據本發明之實施例之一系統之一示意圖。

圖2展示根據本發明之實施例之一方法之一流程圖。

圖3分別展示根據本發明之實施例之一第一數位影像圖框及第二數位影像圖框之三個色彩通道之一示意圖。圖3亦展示可自第一數位影像圖框及第二數位影像圖框提取之經區域化區。

圖4A展示突顯具有彩色邊紋之一經區域化區之數位影像圖框之一部分之來自圖3之第一數位影像圖框之藍色通道。

圖4B展示分別自第一數位影像圖框及第二數位影像圖框之藍色通道獲得之強度輪廓。已經沿著一線L獲得強度輪廓，如在圖4A中定義。

圖4C展示圖4B之兩個強度輪廓之間的比。

圖4D展示分別自第一數位影像圖框及第二數位影像圖框之綠色通道獲得之強度輪廓。已經沿著一線L獲得強度輪廓，如在圖4A中定義。

圖4E展示圖4D之兩個強度輪廓之間的比。

圖5展示根據本發明之實施例之包括一序列數位影像圖框之一數位視訊之一示意圖。

現將參考隨附圖式在下文中更完整描述本發明，在圖式中展示本發明之當前較佳之實施例。然而，本發明可體現為許多不同形式且不應被解釋為限於在本文中提出之實施例；實情係，此等實施例係為透徹 性及完全性而提供，且將本發明之範疇完整傳達給熟習此項技術者。

首先，將提供本發明之基本原理之一簡短描述。本發明之發明概念係基於利用一經擷取數位影像圖框中之彩色邊紋之嚴重性取決於攝影機中之光圈之孔徑大小之事實。較大之光圈孔徑大小容許更多光進入攝影機，但同時將容許一更大程度之鏡頭像差。孔徑大小對鏡頭像差之影響對其中入射光經聚焦至沿著光軸之不同位置之縱向色像差係最明顯的。藉由減小鏡頭孔徑，在鏡頭之周邊部分中行進之射線將比已在鏡頭之中心部分中行進之射線在更大程度上被阻擋。由於縱向色像差之嚴重性隨著距鏡頭中心之徑向距離按比例變化，故總體效應係一減小之孔徑將降低縱向色像差且因此亦降低經擷取數位視訊中之彩色邊紋效應。雖然對縱向色像差最明顯，但已經發現減小孔徑亦減輕與彩色邊紋相關之其他類型之影像假影。

隨著攝影機之孔徑減小，照射於攝影機之數位影像感測器上之光之總量將減少。一般言之，此係非所需的，由於其可具有降低影像品質之風險。為了補償，可減少影像曝光時間及/或數位影像感測器之增益。然而，此可不適用於所有情形。例如，一增加之曝光時間將導致危及運動中物件之精確擷取之減小之時間解析度。增加數位影像感測器之增益亦增加經擷取影像中之雜訊，此導致一大體降低之影像品質以及引入影像假影之風險。

本發明藉由僅在特定時刻使用一減小之孔徑大小來解決此。藉由分析使用一更小孔徑大小來獲取之數位影像圖框與片刻之後或之前使用一更大孔徑大小來獲取之數位影像圖框之間的比，可檢測到其中彩色邊紋似乎係明顯的區。使用此資訊，可針對彩色邊紋來校正隨後獲取之 影像圖框。認識到，方法可依賴於靜止(或至少通常靜止)之數位影像圖框中描繪的物件。因此，對於不同應用，技術之適用性可係不同的。

圖1展示用於檢測且減少由一攝影機210獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之一系統200之一示意圖。

系統200包括經組態以獲取包括一序列150經獲取數位影像圖框之一數位視訊之一攝影機210。在圖5中示意性繪示數位視訊。攝影機210包括一光學系統213，該光學系統213包括用於收集經入射於攝影機210上之光的收集光學件216。通常，收集光學件216包括一鏡頭系統中之一系列鏡頭。光學系統213進一步包括一光圈212，該光圈212可經控制以容許不同光圈孔徑大小。光圈212可為收集光學件216之一整合部分，諸如通常為一可移除攝影機鏡頭之情況。攝影機210進一步包括一數位影像感測器214，該數位影像感測器214經組態以捕獲透過攝影機210之連接光學件入射的光。

系統200進一步包括用於控制攝影機210且減少由攝影機210獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之一裝置220。具體言之，裝置220經組態以執行根據本文揭示之實施例之用於檢測且減少由一攝影機210獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之一方法。將在稍後進一步論述該方法。

裝置220包括經組態以與攝影機210通信之一通信介面222。裝置220經組態以將與獲取一或多個數位影像圖框之攝影機210相關的指令傳送至攝影機210。此可包含擷取單一數位影像圖框(即，圖像)或一序列150數位影像圖框(即，一數位視訊)。裝置220經進一步組態以將包含有關光圈孔徑大小之資訊的攝影機設定傳送至攝影機210。裝置220經進一步組態以自攝影機210接收經獲取數位影像圖框，且後處理其等。

現將更詳細描述裝置220。裝置220包括用於控制攝影機210之一控制單元226。具體言之，控制單元226經組態以經由通信介面222指示攝影機開始獲取一或多個數位影像圖框，停止獲取數位影像圖框，調整曝光之設定等。此等設定經傳送至使用包含與光圈孔徑大小、曝光時間及數位影像感測器214之增益(ISO數目)相關之資訊之攝影機設定之攝影機210。

裝置220進一步包括用於處理數位資料(諸如自攝影機210接收之數位影像圖框)之一處理單元224。具體言之，處理單元224經組態以將數位影像圖框彼此比較且分析數位影像圖框且基於比較及分析結果後處理隨後獲取之數位影像圖框140。

裝置220可包含於攝影機210中或可提供為操作連接至攝影機220之一單獨部分。替代地，裝置220之一第一部分可區域化於攝影機210中且裝置220之一第二部分可經區域化於攝影機210之外側，使得下文揭示之一些方法步驟在攝影機210中執行且一些在攝影機210外側執行。如一實例，控制單元226可包含於攝影機210中，而處理單元224可經區域化於攝影機210外側，例如在操作連接至攝影機210之一電腦或進一步器件中實施。

現將參考圖2至圖4揭示系統200之操作。特定言之，將描述檢測且減少由攝影機210獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之一方法。方法在此處藉由本文揭示之系統200執行，但應理解，替代性系統可經組態以執行如隨附發明申請專利範圍定義之方法。

圖2展示用於檢測且減少由一攝影機210獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之一方法之一流程圖。數位視訊包括一序列150經獲取數 位影像圖框且可具有任何格式(諸如，例如AVI、MPEG等)。如上文揭示，攝影機210包括一光圈212，該光圈212可針對不同光圈孔徑大小進行調整。

方法包括藉由攝影機210使用包含一第一光圈孔徑大小104之一第一攝影機設定獲取S102一第一數位影像圖框110。方法進一步包括藉由攝影機210使用包含一第二光圈孔徑大小106之一第二攝影機設定獲取S104一第二數位影像圖框120。第二孔徑大小106小於第一孔徑大小104。因此，用於第一數位影像圖框110及第二數位影像圖框120之攝影機設定將至少在光圈孔徑大小方面係不同的。其他設定亦可係不同的。例如，曝光時間及/或數位影像感測器214之增益可經調適諸如以容許第一數位影像圖框110及第二數位影像圖框120具有類似曝光位準。獲取第一數位影像圖框110及第二數位影像圖框120之步驟藉由裝置220之控制單元226起始，該控制單元226經組態以將與獲取數位影像圖框相關之指令傳送至攝影機210。控制單元226經進一步組態以傳送攝影機設定至攝影機210，諸如容許攝影機210獲取具有恰當曝光之影像(包含一特定光圈孔徑大小)。第一數位影像圖框110及第二數位影像圖框120現可經由通信介面222傳遞至裝置220。

方法進一步包括比較S106第一數位影像圖框110及第二數位影像圖框120、其等之至少一特定色彩分量。在處理單元226中執行此步驟。可以不同方式界定特定色彩分量。通常，經獲取數位影像圖框序列150之經獲取數位影像圖框係包括一紅色、綠色及藍色通道之RGB數位影像圖框。此情形在圖3中繪示，其分別展示第一數位影像圖框110及第二數位影像圖框120之紅色、綠色及藍色通道。如在圖3中繪示，彩色邊紋主 要出現在藍色通道內之實例中。因此，舉例而言，彩色邊紋可被稱為藍色邊紋或替代地紫色邊紋。具體言之，嚴重彩色邊紋在第一數位影像圖框110之藍色通道110B中，尤其在圓形物件之邊界處可見。如在圖3中示意性繪示，第二數位影像圖框120之藍色通道120B中之彩色邊紋減少(在圖3中，已經完全移除彩色邊紋以便增加清晰度)。在圖3之實例中，特定色彩分量係儲存於藍色通道內之數位資料。然而，替代地或另外，特定色彩分量可包括來自其他通道(諸如紅色通道或甚至綠色通道)之資料。例如，一特定色彩分量可為RGB色彩空間內之一特定藍色(或至少帶藍色)區域。

方法進一步包括區域化S108具有第一數位影像圖框110與第二數位影像圖框120之間之特定色彩分量之一不成比例強度比之區130a、130b。當光圈孔徑變化時，影像曝光隨其變化。因此，第一影像110與第二影像120之間將存在影像強度變化。經受一縱向色像差之一數位影像圖框之區將歸因於減小之光圈孔徑大小導致在比較第一數位影像圖框110及第二數位影像圖框120時比在未經受縱向色像差之數位影像圖框之其他區中發現之強度變化更明顯之一強度變化。因此，不成比例之強度比將始終大於一參考強度比。參考強度比可被視為歸因於減小之光圈孔徑大小之一預期強度比。在實際情形中，必須估計參考強度比。估計參考強度比之一個方式係計算第一影像110與第二影像120之間的平均強度比。換言之，經區域化區130a、130b之特定色彩分量之不成比例強度比可大於第一數位影像圖框110與第二數位影像圖框120之間的一平均強度比。估計參考強度比之另一方式係計算第一影像110與第二影像120之間一參考通道之強度比。此一參考通道可經選擇為預期最少經受彩色邊紋之通道。此通常係綠色通道。不必自第一數位影像圖框110及第二數位影像圖 框120計算參考強度比。替代地，參考強度比可為自光學件及第一孔徑大小104及第二孔徑大小106之瞭解判定之一預定值。

在參考圖3論述之實例中，第一數位影像圖框110及第二數位影像圖框120係RGB數位影像圖框，且區域化S108具有第一數位影像圖框110與第二數位影像圖框120之間之特定色彩分量之一不成比例強度比之區130a、130b之步驟包括判定數位影像圖框內之哪些像素具有第一影像圖框110之藍色通道110B與第二數位影像圖框120之藍色通道120B之強度之間大於一參考強度比之一比。在實例中，參考強度比經計算為第一數位影像圖框110之綠色通道110G之平均強度與第二數位影像圖框120之綠色通道120G之平均強度之間的比。此在圖4B中繪示，其展示沿著如在圖4A中展示之一線L之第一數位影像圖框110之藍色通道110B之強度I_1B及第二數位影像圖框120之藍色通道120B之強度I_2B。圖4C展示兩個強度輪廓之間的比，即，比I_1B/I_2B。如在圖4B中可見，使用更大光圈孔徑大小獲得之強度輪廓(強度輪廓I_1B)具有兩個最大值，該兩個最大值在使用更小光圈孔徑大小獲得之強度輪廓(強度輪廓I_2B)中不可見。兩個最大值係來自過度彩色邊紋之一結果。藉由判定兩個強度輪廓之間的比(I_1B/I_2B)，將提取輪廓形狀之相對差。在完全無彩色邊紋的情況下，比I_1B/I_2B將預期實質上沿著線L恆定。然而，如在圖4C中可見，I_1B中之兩個最大值將被曝露為比I_1B/I_2B中之兩個最大值。取決於第一攝影機設定與第二攝像機設定之間的關係，偏移P將變化。此可並非一問題，由於最大值可藉由影像處理演算法(諸如一邊緣檢測演算法)輕易追蹤到。然而，若需要，可(例如)藉由除以自綠色通道獲得之對應比而校準資訊。此在圖4D及圖4E中展示。

方法進一步包括針對後續獲取之數位影像圖框140減少 S110經區域化區130a、130b中之特定色彩分量。因此，藉由使用對其中在數位影像圖框中可能出現彩色邊紋之瞭解，可選擇性地補償彩色邊紋。可以不同方式達成補償。

在一實施例中，藉由針對經區域化區130a、130b中存在之像素將後續獲取之數位影像圖框140之各者之紅色、綠色及藍色通道之現有強度位準替換為彼此相等之新的強度位準而減少特定色彩分量。此意味著，經區域化區中之色彩資訊被忽視。

在另一實施例中，藉由針對經區域化區130a、130b中存在之像素使用基於相鄰像素之強度位準之新的強度位準替換後續獲取之數位影像圖框140之各者之現有強度位準而減少特定色彩分量。此意味著，需要一擴展區之影像分析。熟習此項技術者認識到，技術中存在涉及如何數位校正一數位影像圖框之一區之許多方法。因此，應理解，發明申請專利範圍之範疇內存在用於達成特定色彩分量之該減少之許多替代性方式。

在又另一實施例中，彩色邊紋由藍色邊紋主導且色彩分量係一藍色分量。在實施例中，藉由針對經區域化區130a、130b中存在之像素將後續獲取之數位影像圖框140之各者之藍色通道之現有強度位準替換為係現有強度位準之一預定分數之新的強度位準而減少藍色分量。預定分數可(例如)自參考比導出。替代地，預定分數可為由一使用者預設之一值。

如在圖5中繪示，數位視訊之數位影像圖框序列150亦可包括第一數位影像圖框110及第二數位影像圖框120。因此，經獲取數位影像圖框序列150包括第一數位影像圖框110、第二數位影像圖框120及後續獲取之數位影像圖框140。此在圖5中示意性繪示，其中各數位影像圖框 使用具有不同大小之孔徑象征性地繪示。在實例中，使用相同攝影機設定(即，第一攝影機設定)獲取第一數位影像圖框110及隨後獲取之數位影像圖框140。此外，第二攝影機設定與第一攝影機設定相關，使得第二數位影像圖框120獲得與第一數位影像圖框110相同之曝光。在實例中，此藉由在獲取第二數位影像圖框120時延長曝光時間(即，快門速度)且增加數位影像感測器之增益(ISO數目)而實現。由於數位影像感測器214之增益增大影像雜訊，在其中經成像場景大致上靜態之情形中可避免調整ISO數目。針對此等場景，一延長曝光時間可足以達成第一影像110及第二影像120之相同曝光。

將第一數位影像圖框110及第二數位影像圖框120包含於數位視訊中之一優勢在於其協助保持圖框速率恆定，因此容許一平滑數位視訊。

可在一預定時段T或針對預定數目個後續獲取之數位影像圖框執行減少經區域化區130a、130b中之特定色彩分量之步驟。因此，可(例如)每5分鐘獲取一對進一步第一數位影像圖框110'及第二數位影像圖框120'。該時段可取決於由攝影機210成像之場景，由於一動態場景將增大對按比一實質上靜態場景更短之時間間隔應用該方法之需要。此在圖5中繪示，其展示在序列150之後添加之數位影像圖框之一進一步序列150'。數位影像圖框之進一步序列150'包括一對進一步第一數位影像圖框110'及第二數位影像圖框120'，其後緊跟一組進一步後續獲取之數位影像圖框150'。程序可重複任何次數。因此，數位視訊可為數位影像圖框之一連續串流。如在圖5中展示，程序在一時段T之後重複。數位影像圖框之進一步序列150'之時段T'可經調整使得數位影像圖框之進一步序列150'在 一更長或更短時段之後更新。因此，一序列數位影像圖框內之數位影像圖框之數目可在數位視訊內之數位影像圖框序列之間變化。具體言之，時段可取決於由攝影機210成像之場景中之運動等級變化。

熟悉此項技術者應意識到本發明決不限於上文描述之較佳實施例。相反地，在隨附發明申請專利範圍之範疇內，諸多修改及變動係可能的。

例如，可使用第一攝影機設定獲取超過一個數位影像圖框且可使用第二攝影機設定獲取超過一個數位影像圖框。換言之，可比較一第一組數位影像圖框與一第二組數位影像圖框，使用不同光圈孔徑大小獲取第一組及第二組。

另外，熟習此項技術者在實踐本發明時可自圖式、揭示內容及隨附發明申請專利範圍之一研究來理解及實現對所揭示實施例之變化。

104:第一光圈孔徑大小

106:第二光圈孔徑大小

110:第一數位影像圖框

110G:綠色通道

110B:藍色通道

120:第二數位影像圖框

120G:綠色通道

120B:藍色通道

130a:經區域化區

130b:經區域化區

Claims (12)

1. 一種用於檢測且減少由包括一光圈之一攝影機獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之方法，該數位視訊包括一序列經獲取RGB數位影像圖框，各數位影像圖框包括經儲存於一紅色、綠色及藍色通道內之影像資訊，該方法包括：藉由該攝影機使用包含一第一光圈孔徑大小之一第一攝影機設定來獲取一第一數位影像圖框；藉由該攝影機使用包含一第二光圈孔徑大小之一第二攝影機設定來獲取一第二數位影像圖框；其中該第二孔徑大小小於該第一孔徑大小；比較該第一數位影像圖框及該第二數位影像圖框、其等之該等紅色、綠色及藍色分量之至少一特定色彩分量，其中該等紅色、綠色及藍色分量之各者分別對應於經儲存於該等紅色、綠色及藍色通道內之影像資訊，其中其特徵在於該方法進一步包括：區域化(localize)具有該第一數位影像圖框與該第二數位影像圖框之間之該特定色彩分量之一不成比例強度比(disproportional intensity ratio)的區；及針對後續獲取之數位影像圖框，減少該等經區域化區中之該特定色彩分量，其中該等經區域化區之該特定色彩分量之該不成比例強度比大於該第一數位影像圖框與該第二數位影像圖框之間之一平均強度比。
2. 如請求項1之方法，其中藉由針對該等經區域化區中存在之像素將該等後續獲取之數位影像圖框之各者之該紅色、綠色及藍色通道之現有強度位準替換為彼此相等之新的強度位準來減少該特定色彩分量。
3. 如請求項1之方法，其中藉由針對該等經區域化區中存在之像素使用基於相鄰像素之強度位準之新的強度位準替換該等後續獲取之數位影像圖框之各者之現有強度位準來減少該特定色彩分量。
4. 如請求項1之方法，其中藉由針對該等經區域化區中存在之像素使用該第二數位影像圖框之該等強度位準替換該等後續獲取之數位影像圖框之各者之現有強度位準來減少該特定色彩分量。
5. 如請求項1之方法，其中該特定色彩分量係對應於經儲存於該藍色通道內之影像資訊之一藍色分量。
6. 如請求項5之方法，其中藉由針對該等經區域化區中存在之像素將該等後續獲取之數位影像圖框之各者之該藍色通道之現有強度位準替換為係該等現有強度位準之一預定分數之新的強度位準來減少該藍色分量。
7. 如請求項1之方法，其中該第二攝影機設定係與該第一攝影機設定相關，使得該第二數位影像圖框獲得與該第一數位影像圖框相同之曝光。
8. 如請求項1之方法，其中針對預定數目個後續獲取之數位影像圖框執 行減少該等經區域化區中之該特定色彩分量的步驟。
9. 如請求項1之方法，其中該序列經獲取數位影像圖框包括該第一數位影像圖框、該第二數位影像圖框，及該等後續獲取之數位影像圖框。
10. 一種電腦可讀媒體，其包括在由具有處理能力之一器件執行時經調適以執行根據請求項1-9之任一項之方法之步驟的電腦程式碼指令。
11. 一種用於控制一攝影機且減少由該攝影機獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之裝置，該數位視訊包括一序列經獲取RGB數位影像圖框，各數位影像圖框包括經儲存於一紅色、綠色及藍色通道內之影像資訊，該裝置經組態以：將關於該攝影機使用包含一第一光圈孔徑大小之一第一攝影機設定來獲取一第一數位影像圖框之指令傳送至該攝影機；將關於該攝影機使用包含一第二光圈孔徑大小之一第二攝影機設定來獲取一第二數位影像圖框之指令傳送至該攝影機，其中該第二孔徑大小小於該第一孔徑大小；從該攝影機接收該第一數位影像圖框以及該第二數位影像圖框；比較該第一數位影像圖框及該第二數位影像圖框、其等之該等紅色、綠色及藍色分量中之至少一特定色彩分量，其中該等紅色、綠色及藍色分量之各者分別對應於經儲存於該等紅色、綠色及藍色通道內之影像資訊，其中其特徵在於該裝置經進一步組態以： 區域化具有該第一數位影像圖框與該第二數位影像圖框之間之該特定色彩分量之一不成比例比(disproportional ratio)的區；及針對後續獲取之數位影像圖框，減少該等經區域化區中之該色彩分量，其中該等經區域化區之該特定色彩分量之該不成比例比大於該第一數位影像圖框與該第二數位影像圖框之間之一平均強度比。
12. 一種用於檢測且減少由一攝影機獲取之數位視訊中之彩色邊紋效應之系統，該系統包括：一攝影機，其經組態以獲取包括一序列經獲取數位影像圖框之一數位視訊，其中該攝影機包括一光圈；如請求項11之裝置。

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