電信工程學研究所陳宏銘教授團隊自動對焦及感知性影像處理技術成果發表

智慧型手機的普及改變了現代人生活習慣,從最近一躍成為熱門關鍵字的「低頭族」便可一窺其驚人的影響力,而高人氣明星網站,每一段時間就會湧現極度吸睛的「自拍」圖片,更彰顯影像品質的重要性。對手機業者而言,為了達到高品質的影像,從相機拍照到螢幕顯示的每一個設計環節都不能掉以輕心。

陳宏銘教授研究團隊提升照相及影像顯示性能,使拍照時可以輕鬆完成對焦,顯示影像時不用擔心牆面夠不夠白,或者液晶螢幕會不會因為節能省電而破壞色彩美感,自動對焦技術快速、準確、穩定,能讓相機擷取清晰影像,將人類視覺特性融入液晶顯示和牆面投影的技術,使用者不論在何種顯示環境下都能享受最佳視覺體驗。研究成果依應用性質可以分為「輕鬆拍照」及「隨意投影」兩大主軸。

輕鬆拍照

相機及攝影機在現代人的生活中已經無所不在,能否在任何時刻輕鬆的補捉到清晰的影像,主要取決於自動對焦系統的速度及性能。就技術而言,主要問題在於抗雜訊力與對焦速度通常無法兼顧。為了解決此問題,陳教授的研究團隊証明當對焦曲線通過一嚴格遞增或遞減之轉換後,不影響其對焦準確度,但能有效提升抗雜訊力。基於此特性,他們設計一個倒數轉換法,在倒數域以二次函數描述對焦曲線,獲得突破性成果,讓鏡頭能夠有效地鎖定在合焦位置,減少鏡頭來回移動現象,且能克服低照度及近距離拍攝之障礙,大幅提升影像擷取品質。

核心關鍵技術將複雜的自動對焦過程化簡成一個數學上好處理的問題,不需經驗性參數。目前已整合至監控攝影機、電影攝影機、智慧型手機及一般攝影機的開發平臺。

本項技術獲得兩項美國專利及一項臺灣專利,共發表兩篇國際期刊論文及六篇研討會論文。目前已技轉國內監控攝影機大廠,並且成功打進美國好萊塢電影界。數家國內外大廠正在洽談技轉事宜。

隨意投影

隨著投影機的微小化,投影技術已逐漸應用到相機、手機甚至像谷歌眼鏡(Google Glasses)等穿戴式裝置上。然而,純白的螢幕在日常生活中並非隨處可得,有鑑於此,陳教授的研究團隊結合心理學領域的人眼感知研究與電機領域的信號處理技術,利用相機捕捉投影平面的特性做色彩補償。

此項突破性技術能夠「漂白螢幕」,產生如同白色螢幕般的投影效果,使用者不再需要為有無白色螢幕而煩惱,可以隨心所欲地投影到任意牆面、門板或桌面。除了微投影機受惠,該技術亦適用於大型投影機,是投影機產業的一大福音。

研究團隊同時強化一般液晶螢幕色彩品質。液晶螢幕是智慧型手機與平板電腦不可或缺的元件,但液晶螢幕的背光板會消耗這類電子裝置的大半功率,因此節省電能最有效的方法即是降低液晶螢幕的背光強度。然而,降低背光強度會使影像較暗的細節消失無蹤,也會造成顏色失真。陳教授的研究團隊所開發的低背光色彩強化技術,能夠減低背光強度對影像品質的影響,讓使用者不用為了節能減碳而喪失最佳的色彩體驗。

此項技術的特色,在於它不是專注於顏色的物理特性,而是以人的視覺體驗為出發點,維持顏色的恆定性。此項技術應用領域非常廣泛,除了能延長手持裝置的待機時間之外,也能強化各式液晶顯示裝置之影像品質。

研究團隊目前已發表三篇國際期刊論文及八篇研討會論文(其中一篇獲獎),獲得兩項美國專利、兩項臺灣專利、及一項中國專利。

資料來源:(臺大校訊)

http://host.cc.ntu.edu.tw/sec/schinfo/schinfo_asp/ShowContent.asp?num=1166&sn=12232