用于图像的动态范围增强的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及一种用于增强图像的动态范围的方法和设备，更具体地讲，设及一种 用于使用包围式曝光(exposure bracketed)的图像的内容来增强图像的局部动态范围的 方法和设备。
【背景技术】
[0002] 图像感测装置(诸如电荷禪合器件(CCD))通常存在于诸如数字相机、扫描仪和视 频相机的产品中。当与传统负片产品相比时，运些图像感测装置具有非常有限的动态范围。 图像感测装置具有大约五个光圈数的动态范围。
[0003] 另外，通常情况下，场景由于多个光源而具有非常宽的动态范围（例如，场景的前 光部和背光部）。在宽动态范围场景的实施例中，针对被摄体选择合适的曝光经常需要削减 图像的另一部分中的数据。因此，与面化银材质相关的图像感测装置的低动态范围导致由 图像感测装置获得的图像的质量低下。因此，图像的一部分可能被过度曝光或曝光不足。
[0004] 与使用传统相机的单个图像捕获相比，高动态范围化DR)成像方法提供更高动态 范围的图像。皿R成像已成为手持相机和照片编辑工具上的固有功能之一。获得动态范围提 高的图像的此方法按不同曝光来捕获相同分辨率的多个静态图像，并将运些图像合并为动 态范围提高的单个输出图像。此方法常在数字相机中使用单独的捕获模式和处理路径。
[0005] 另外，多个捕获的时间接近度受限于从图像传感器读取图像的速度。在捕获之间 的更大的时间差距使得在所述捕获之间存在运动（即，不管是与手抖动相关的相机运动，还 是对象在场景中移动而导致的场景运动）的可能性增大。运动增加了将多个图像融合为单 个输出图像的难度。
[0006] 另外，来自多个曝光图像的皿R图像产生使阴影增大、提供中间色调和突出的细 节，运对于用户的期望而言可能并不是最优的。
[0007] 另外，被称为福照度图（radiance map)的此单个输出图像的针对每个像素/通道 使用8个比特W上，并且不能被显示在存在于目前装置中的液晶显示器化CD)或发光二极管 (LED)显示器上，并因此必须将色调映射到被称为低动态范围（LDR)图像的8比特表示。用于 进行此映射的操作器(被称为色调映射操作器)将福射度图映射为低动态范围图像。作为此 处理的结果，具有相对较小对比度的一些区域可使用比图像的其余部分更少的颜色来呈 现。因此，用户可在不影响图像的所述其余部分的情况下使运些区域的动态范围增强。现有 技术中存在一些用于增强图像的整个动态范围的方法。
【发明内容】
[000引技术问题
[0009]皿R图像的产生过程使用一个图像来估计相机响应函数(CRF)并获知曝光设置。对 于运样的方法，由于运动对象在最终图像中生成被称为"重影"的伪影，因而动态场景构成 了挑战。对于动态场景，必需执行附加操作来去除由于场景中的运动对象而引入的重影。此 过程被称为去重影，可通过在不进行任何局部移动的情况下从多个曝光图像中的一个或更 多个图像中更换运动区域的像素强度来执行。去重影算法被用于减少运种伪影，但是由于 图像捕获中的曝光差异，去重影算法可能检测不到重影或错误地检测重影，进而降低了 HDR 图像质量。
[0010] 解决方案
[0011] 此处的实施例的主要目标在于提供一种用于通过使用包围式曝光的图像的内容 来增强图像的局部动态范围的方法和设备。
[0012] 本公开的另一方面在于提供一种用于减少图像的重影效应W提高高动态范围 化DR)图像质量的方法和设备。
[0013] 为了解决上述缺点，首要目标是提供一种用于增强参考图像的动态范围的方法， 所述方法还包括:选择参考图像的用于增强的至少一个区域。所述方法还包括:通过使用曝 光权重来分割参考图像。所述方法还包括:从包围式曝光的图像集选择增强支持图像，并确 定参考图像的被选择的至少一个区域的权重图和增强支持图像的被选择的至少一个区域 的权重图。所述方法还包括:产生动态范围增强的参考图像。
[0014] 相应地，本公开提供一种用于减少参考图像的重影效应的方法，所述方法还包括： 针对重影选择参考图像的至少一个区域，并从包围式曝光的图像集中选择增强支持图像。 所述方法还包括:确定参考图像的被选择的区域的权重图和增强支持图像的被选择的区域 的权重图，并产生增强的参考图像。
[0015] 此处的实施例的运些和其它方面在结合W下描述和附图进行理解时将更加清楚 和更好理解。但是，应理解，通过示例说明而非限制的方式给出了指示不同实施例及其许多 具体细节的W下描述。可在不脱离实施例的精神的情况下，在实施例的范围内做出许多改 变和修改，并且此处的实施例包括所有运样的修改。
[0016] 在着手下面的"【具体实施方式】"之前，阐述在本专利文档中通篇使用的特定词汇和 短语的定义会是有益的：术语"包括"和"包含"及其派生词意指包含而没有限制；意指"和/ 或"的术语"或"是包含性的；短语"与…相关联的"和"与其相关联的"及其派生词可意指包 括、被包括在内、与…相互连接、包含、被包含在内、连接到…或与…连接、禪合到…或与… 禪合、与…可通信、与…合作、交织、并置、近似于、被绑定到…或与…绑定、具有、具有…的 属性，等等;术语"控制器"意指控制至少一个操作的任何装置、系统或装置、系统的一部分， 其中，可在硬件、固件或软件或者硬件、固件和软件中的至少两个的某一组合中实施所述装 置。应注意:无论是本地地还是远程地，可集中或分散与任何特定控制器相关联的功能。在 本专利文件中通篇提供针对特定词汇和短语的定义，本领域普通技术人员应理解:在许多 (如果不是最多的）示例中，所述定义应用于所述限定的词汇和短语的之前W及未来的使 用。
[0017]有益效果
[0018]本公开的用于增强图像的局部动态范围的方法和设备提供许多益处。提供快速、 简单和有效的用户交互方式，并且，与包围式曝光的图像集中的其它图像相比，将在所选区 域中具有最高曝光权重的图像选为增强支持图像的处理对增强动态范围带来了更多的贡 献。除此之外，非对称加权允许对低曝光图像中的较亮区域和高曝光图像中的较暗区域进 行优先加权，从而在将增强支持图像与参考图像进行合并时导致高动态范围。此外，所提供 的方法和设备提供一种降低用户选择区域的复杂度的基于分割的区域选择。在选择给定区 域中的所有像素 W及对区域边界进行区分方面更加有效。
【附图说明】
[0019] 为了更全面地理解本公开及其优点，现在将结合附图进行W下描述，其中，相同的 参考标号表示相同的部分：
[0020] 图1示出根据在此公开的实施例的用于增强图像的局部动态范围的设备的总体框 图；
[0021] 图2示出根据在此公开的实施例的用于在手动动态范围增强模式下增强图像的局 部动态范围的设备的完整框图；
[0022] 图3示出根据在此公开的实施例的用于在自动动态范围增强模式下增强图像的局 部动态范围的设备的完整框图；
[0023] 图4示出根据在此公开的实施例的用于不同输入图像的预定义权重图的示例；
[0024] 图5示出解释根据在此公开的实施例的增强图像的动态范围的方法的流程图；
[0025] 图6示出解释根据在此公开的实施例的在自动动态范围增强模式下进行图像处理 的方法的流程图；
[0026] 图7示出解释根据在此公开的实施例的在手动动态范围增强模式下进行图像处理 的方法的流程图；
[0027] 图8示出解释根据在此公开的实施例的在重影效应减少模式下进行图像处理的方 法的流程图；
[0028] 图9a至图9e示出根据在此公开的实施例的用于增强图像的亮区的动态范围的示 例方法；
[0029] 图10a至图lOe示出根据在此公开的实施例的用于增强图像中的暗区的动态范围 的示例方法；
[0030] 图11a至图lid示出根据在此公开的实施例的用于减少图像中的重影效应的示例 方法。
【具体实施方式】
[0031] 在此专利文档中的W下讨论的图1至图lldW及用于描述本公开的原理的各种实 施例仅用于例证说明，不应W任何限制本公开的范围的方式来进行解释。本领域的技术人 员将理解，本公开的原理可任何适当布置的系统和方法来实现。参照在附图中示出并 在W下描述中详细说明的非限制性实施例来更全面地解释此处的实施例及其各种特征和 有利细节。公知组件和处理技术的描述被省略，W免不必要地模糊此处的实施例。在此使用 的示例仅意图促进对可实践此处的实施例的各种方式的理解，并且还使本领域技术人员能 够实践此处的实施例。因此，不应将示例解释为限制此处的实施例的范围。
[0032] 此处的实施例实现一种用于使用包围式曝光的图像集的内容来增强高动态范围 化DR)图像