多重曝光成像系统及其白平衡方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理，特别涉及一种多重曝光成像系统及其白平衡方法。
【背景技术】
[0002] 颜色是图像系统中相当重要的元素，不仅可W让使用者精准地捕捉到物体的色 彩，更可W增强其他级别功能的准确性，例如物件检测与识别（object detection and recognition)。然而，环境中多变的光源常会影响到图像系统所揃取到的像素颜色，例如同 一张白纸会在高色温的光源下呈现淡藍色，在低色温的光源下则会呈现淡黄色。一个良好 的图像系统需要排除光源的影响，准确地还原物体的真实色彩，送项功能便是自动白平衡 (auto white-balance)。换言之，自动白平衡能识别环境光源，抵销此光源对于色彩的影 响，W还原物体真实色彩。
[0003] -般的图像系统只能拍摄单张图像。单张图像的信息极为有限，导致现今的自动 白平衡技术难W有效地识别环境光源。于是，有研究者W多张图像的信息达成送个任务。例 女口（1)针对同一个场景在不同角度捕捉多张图像W辨别物体的真实色彩；或是似针对同 一个场景使用不同环境光源W辨别物体的真实色彩。然而送（1)、（2)送两种方法在实际状 况都难W被实现：前者需要多次移动相机，后者需要提供额外的光源。此外，曝光值的高低 也会严重地影响环境光源判别的结果。因此，欲达到最佳的白平衡结果，仍需要使用者做繁 琐的人工调整。
[0004] 近来高动态范围成像系统（hi曲dynamic range imaging system)逐渐受到厂 商、研究者及使用者的注意。其基本原理是结合多张不同曝光时间的图像，形成一张高动态 范围的图像。此不同曝光时间的图像不仅可W使图像系统获得更多细节的信息，更可W协 助自动白平衡达到更佳的效果。例如可针对长曝光图像的暗处与短曝光图像的亮处分别做 自动白平衡。然而，上述方法无法识别环境光源。另外，此方法还需要准确判断亮处与暗处 的位置，送项步骤容易导致最后的图像有不连续的区块产生，降低图像品质。因此，自动白 平衡仍然有许多需要改良之处。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种白平衡方法，用于一多重曝光成像系统，该多重曝光成像系统包 括一图像揃取单元，该方法包括；利用该图像揃取单元W-第一曝光值及一第二曝光值分 别同时对一场景揃取一第一图像及一第二图像，其中该第二曝光值小于该第一曝光值；对 该第二图像进行光源检测W得到该场景的一光源信息及相应的一光源颜色比例；W及利用 该光源颜色比例对该第一图像进行一颜色增益处理W得到一输出图像。
[0006] 本发明还提供一种多重曝光成像系统，包括：一图像揃取单元，W-第一曝光值及 一第二曝光值分别同时对一场景揃取一第一图像及一第二图像，其中该第二曝光值小于该 第一曝光值；W及一处理器，用W对该第二图像进行光源检测W得到该场景的一光源信息 及相应的一光源颜色比例，并利用该光源颜色比例对该第一图像进行一颜色增益处理W得 到一输出图像。
[0007] 本发明还提供一种白平衡方法，用于一多重曝光成像系统，该多重曝光成像系统 包括一图像揃取单元，该方法包括；利用该图像揃取单元W-第一曝光值及一第二曝光值 分别同时对一场景揃取一第一图像及一第二图像，其中该第二曝光值小于该第一曝光值； 对该第二图像进行光源检测W得到该场景的一光源信息及相应的一光源颜色比例；对该第 一图像及该第二图像进行一图像结合处理W得到一第H图像；利用该光源颜色比例对该第 H图像进行一颜色增益处理W得到一输出图像。
【附图说明】
[0008] 图1是显示依据本发明一实施例的多重曝光成像系统100的方框图。
[0009] 图2是显示依据本发明一实施例的白平衡方法的流程图。
[0010] 图3是显示依据本发明另一实施例的白平衡方法的流程图。
[0011] 图4A是显示依据本发明一实施例所拍摄的场景400的示意图。
[0012] 图4B是显示依据本发明一实施例在场景400的不同位置进行曝光的曲线图。
[0013] 【附图符号说明】
[0014] 100~多重曝光成像系统；
[001引 110~图像揃取单元；
[001引 120~处理器；
[0017] 130~存储器单元；
[0018] 140~储存单元；
[0019] 150~显示单元；
[0020] 200 _ 220、300 _ 330 ~方框；
[002d 400~场景；
[0022] 410、412、414 ~位置；
[0023] 420、422、424 ~曲线。
【具体实施方式】
[0024] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并结 合附图详细说明如下。
[0025] 图1是显示依据本发明一实施例的多重曝光成像系统100的方框图。如图1所示， 多重曝光成像系统100包括一图像揃取单元110、一处理器120、一存储器单元130、一储存 单元140、W及一显示单元150。图像揃取单元110用W揃取一场景的图像。储存单元140 储存用于图像处理的多种模块所相应的程序代码，例如是色调映射（tone-mapping)模块、 自动白平衡（auto white-balance)模块、饱和度补偿（saturation compensation)模块、 高动态范围成像（hi曲dynamic range imaging)模块等等。举例来说，存储器单元130为 一易失性存储器，例如是一动态随机存取存储器值RAM)。储存单元140为一非易失性存储 器，例如是硬盘、闪存等等。处理器120将储存于储存单元140中的各种图像处理模块的程 序代码载入至存储器单元130,并对图像揃取单元110所揃取的图像执行相应的图像处理。 图像揃取单元110具有多重曝光（multi exposure)的功能，即在图像揃取单元110中的图 像感测器（image sensor)所揃取的图像可用不同的曝光值进行曝光W产生两张不同曝光 值的图像，其中上述曝光值包括曝光时间及曝光增益，且曝光时间及曝光增益均会影响上 述曝光值的大小。例如曝光时间的增加或是曝光增益的增加，都会使曝光值上升。曝光值 会影响图像感测器对同一物体所感知的像素值。举例来说，曝光方式可分为正常曝光及短 曝光、或是长曝光及短曝光。在一实施例中，正常曝光是指使所揃取的图像含有最多有效信 息，例如调整曝光值使得图像的平均亮度为图像感测器的最大感测值的特定比例。短曝光 是指使所揃取的图像中的像素不会发生过曝（over exposure)的情况，例如调整曝光值使 得图像中的像素值小于或等于图像感测器的最大感测值。
[0026] 图2是显示依据本发明一实施例的白平衡方法的流程图。如图2所示，在方框200 中，通过图像感测器W获得两张不同曝光值的图像，例如在路径202为正常曝光图像，在路 径204为短曝光图像。更进一步而言，正常曝光图像的曝光值为图像感测器的最大感测值 的某个比例，例如18%，但本发明并不限于此。短曝光图像中的像素值则小于或等于图像感 测器的最大感测值。
[0027] 在方框210中，对短曝光图像进行光源检测。因为短曝光图像的曝光值较小，即使 是场景中的光源处亦不会发生过曝光的情况，因此可有效地判别场景中的光源，即场景中 最亮的部分。在一实施例中，处理器120计算短曝光图像中最亮的5%像素值W作为光源， 并计算此光源的颜色比例，例如分别计算红色、绿色、藍色的平均值。
[0028] 在方框220中，利用光源检测所得到的光源颜色比例，W重新调整正常曝光图像 的颜色增益值。举例来说，当在方框210中进行光源检测得到光源的颜色比例为红色：绿 色；藍色=a:b:c，则处理器120利用下列公式分别对正常曝光图像的像素值进行调整：
(1): 口） P)
[0032] P E [0,1]
[0033] 其中R、G、B分别为调整前的红色、绿色及藍色像素值；R'、G'、B'分别为调整后的 红色、绿色及藍色像素值，P为加权权重。
[0034] 图3是显示依据