局部增强装置、多重曝光影像系统以及局部增强方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种影像处理技术，特别涉及一种增强影像的方法与装置。
【背景技术】
[0002] 在数字摄影中，已经发展了许多方法用来架构高动态区间的影像，其中一种方法 结合相同场景的多重曝光，并保留亮区W及暗区的细节。
[0003] 各种影像增强方法用W增进影像质量，W增强对比而言，其为用W增强影像的对 比的流程。与增强全局的对比相比，局布对比增强可带出影像中更多的细节。至于局部对比 增强，影像首先切割为数个小区块，然后将称为直方图等化法化istogram equalization) 的流程执行于每一个小区块，W便利用小区块的对比增强函数而转换小区块的像素的像素 值。
[0004] 局部对比增强的直方图等化法的流程可改变每一小区块的亮度。举例来说，若一 小区块包含较多的暗区，该小区块的亮度会在直方图等化法处理后而增加。另一方面，若一 小区块包含较多的亮区，则该小区块的亮度会在直方图等化法处理后而降低。在动态范围 接近影像传感器可重现的动态范围的一画面中，然而，由于调整W区块为单位的亮度，故利 用局部直方图等化法的局部对比增强可降低全局对比。也就是，若一小区块包含较多的暗 像素，在直方图等化法处理之后，该小区块的亮度会被增加W显现更多的细节，但是增加原 本较暗的小区块的亮度会降低全局对比。
【发明内容】
[0005] 本发明提出局部增强装置的实施例，其中区块用W将影像划分为多个区块，第一 增强单元，用W对上述区块的每一者执行亮度维持增强，而产生亮度维持区块。第二增强单 元，用W对上述区块的每一者执行亮度调整增强，而产生亮度调整区块。画面动态范围估计 器，用W根据上述影像的多个特征，产生上述影像的动态范围。混合器，用W混合上述亮度 维持区块W及上述亮度调整区块，而产生基于上述动态范围的增强影像。
[0006] 根据本发明一实施例，一种多重曝光影像系统，包括长曝光影像传感器、短曝光影 像传感器、曝光比例计算器W及局部增强装置。上述长曝光影像传感器用W基于来自画面 的长曝光，揃取长曝光影像。上述短曝光影像传感器用W基于来自上述画面的短曝光，揃取 短曝光影像。上述曝光比例计算器用W获得上述长曝光对上述短曝光的曝光比例。上述局 部增强装置用W将合成影像划分为多个区块且对上述区块的每一者执行亮度维持增强W 及亮度调整增强，而产生亮度维持区块W及亮度调整区块，并且混合上述亮度维持区块W 及上述亮度调整区块而产生基于上述曝光比例的增强影像。
[0007] 根据本发明一实施例，一种局部增强方法包括；基于相同的画面的长曝光W及短 曝光，分别揃取长曝光影像W及短曝光影像；结合上述长曝光影像W及上述短曝光影像而 得到合成影像；产生基于上述长曝光对上述短曝光的曝光比例的动态范围；对上述合成影 像执行亮度调整对比增强而产生第一对比增强影像；对上述合成影像执行亮度维持对比增 强而产生第二对比增强影像；W及基于上述动态范围，混合上述第一对比增强影像W及上 述第二对比增强影像。
[0008] 详细的发明的说明内容将如下所述，并请搭配附图一并阅读。
【附图说明】
[0009] 可藉由搭配附图W阅读W下的叙述W及范例，而更清楚了解本发明。
[0010] 图1显示根据本发明一实施例所述的局部增强装置的方块图；
[0011] 图2显示根据本发明一实施例所述的利用长曝光影像传感器W及短曝光影像传 感器揃取相同画面的多重曝光影像系统的示意图；
[001引 图3显示根据本发明一实施例所述的动态范围DRW及曝光比率E_ratio;
[0013] 图4显示根据本发明一实施例所述的亮度维持对比增强的示意图；W及
[0014] 图5显示根据本发明一实施例所述的对比增强方法的流程图。
[0015] 【符号说明】
[001引 14区块分割器
[0017] 16画面动态范围估计器
[0018] 18亮度维持增强单元
[0019] 19亮度调整增强单元
[0020] 20混合器
[0021] 100多重曝光影像系统
[0022] 110 镜片
[0023] 122长曝光影像传感器
[0024] 124短曝光影像传感器 [00巧]132第一像素处理单元
[0026] 134第二项素处理单元
[0027] 152第一自动曝光控制器 [002引 154第二自动曝光控制器
[0029] 160曝光比例计算器
[0030] 170影像组成单元
[0031] 180局部增强装置
[0032] IMG影像
[0033] DR动态范围
[0034] BA亮度调整区块 [00对BP亮度维持区块 [003引E_ratio曝光比例
[0037] 400 对比增强方法
[0038] S402~S412 步骤流程
【具体实施方式】
[0039] W下叙述为最容易理解的实施本发明的方式。本说明书用W说明本发明的基本原 理为目的，并未加入任何限制条件。本发明的专利范围应参考附件的权利要求书范围而决 定为佳。
[0040] 本发明提供用W调整多重曝光影像系统中画面的对比的对比增强模块，使得画面 能够适应影像显示器W及人类肉眼。对比增强模块将根据图1W及图2所示，叙述如下。
[0041] 为了避免局部直方图等化法降低全局对比，本发明的多个实施例提供一种局部对 比增强装置，用W根据画面的特征，而适应性调整每一区块的亮度。举例而言，在动态范围 远远小于最大动态范围（也就是影像传感器所能重现的动态范围）的一画面中，由于亮度 调整W区块为单位，利用局部直方图等化法的对比增强会降低全局对比；而在动态范围接 近最大动态范围（也就是影像传感器所能重现的动态范围）的另一画面中，调整每一区块 的局部直方图等化法可带出影像的更多细节。所W，在动态范围低于影像传感器所能重现 的动态范围的一画面中，执行亮度维持对比增强，而在动态范围接近影像传感器所能重现 的动态范围的另一画面中，执行对每一区块亮度调整的原来对比增强。
[0042] 图1显示根据本发明一实施例所述的局部增强装置的方块图。局部增强装置接收 影像IMG,影像IMG经由区块分割器14切割为多个区块，每一个区块皆经由亮度维持增强 单元18W及亮度调整增强单元19处理。亮度保存增强单元18执行直方图等化法，并维持 区块的亮度而输出亮度维持区块BP。亮度调整增强单元19执行直方图等化法、调整区块 的亮度而显现更多细节W及输出亮度调整区块BA。画面动态范围估计器16根据影像IMG 的特征，而产生影像IMG的动态范围DR。混合器20将亮度调整区块BAW及亮度维持区块 BP混合，依据动态范围DR而产生增强影像。在一画面中，其动态范围远低于最大动态范围 (也就是，影像传感器所能重现的动态范围）时，混合器20偏好亮度维持的对比增强，而在 另一画面中，其动态范围接近影像传感器所能重现的动态范围时，混合器20偏好调整每一 区块的亮度的原始对比增强。根据本发明另一实施例，混合器20可根据动态范围DR的权 重而混合亮度维持区块BPW及亮度调整区块BA。
[0043] 图2显示根据本发明一实施例所述的利用长曝光影像传感器W及短曝光影像传 感器揃取相同画面的多重曝光影像系统的示意图。多重曝光影像系统100包括长曝光影像 传感器122W及短曝光影像传感器124,用W揃取相同画面。如图2所示，长曝光影像传感 器122W及短曝光影像传感器124分别经由相同的镜片110 (根据其它实施例，或可为不同 的镜片），利用不同的曝光设定（包括曝光时间、放大器的增益等等）来揃取相同画面的影 像，而产生长曝光影像W及短曝光影像。长曝光影像传感器122W及短曝光影像传感器124 可为独立像素阵列，或是位于单一像素阵列的相异部分上。第一像素处理单元132W及第 二像素处理单元134分别针对长曝光影像传感器122所产生的长曝光影像W及短曝光影像 传感器124所产生的短曝光影像，执行初步影像信号处理作业。第一自动曝光控制器152 W及第二自动曝光控制器154分别调整长曝光影像传感器122W及短曝光影像传感器124 的曝光设定，曝光比例计算器160可计算长曝光影像传感器122W及短曝光影像传感器124 的长曝光W及短曝光间的曝光比例E_ratio,使得影像组成单元170可结合分别由长曝光 影像传感器122W及短曝光影像传感器124所揃取的二影像，而成为基于曝光比例6_阿。〇 的合成影像。
[0044] 然后，局部增强装置180接收合成影像IMG。合成影像IMG由区块分割器14划分 为多个区块，每一区块由亮度维持增强单元18W及亮度调整增强单元19所处理。亮度维持 增强单元18执行直方图等化法，并维持区块的亮度而输出亮度维持区块BP;而亮度调整增 强单元19执行直方图等化法，调整区块的亮度而展现更多细节，并输出亮度调整区块BA。 画面动态范围估计器16根据曝光比例E_ratio,而产生影像IMG的动态范围DR。混合器20 混合亮度调整区块BAW及亮度维持区块BP，并根据动态区间DR而产生增强影像。在一画 面中，其动态范围远小于最大动态范围（也就是，影像传感器能重现的动态范围）时，混合 器20偏好亮度维持的对比增强，而在另一画面中，其动态范围接近影像传感器能重现的动 态范围时，混合器20偏好调整每一区块的亮度的原始对比增强。在一实施例中，混合器20 可利用基于动态范围DR对于混合亮度维持区块BPW及亮度调整区块BA的权重。
[0045] 曝光比例E_ratio可根据长曝光传感器W及短曝光传感器的曝光时间W及放大 器的增益而计算得到，动态范围DR本质上正比于曝光比例E_ratio