一种场景图像的处理方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种场景图像的处理方法及装置，主要包括：通过获取被拍摄场景的预拍图像中各个像素点的灰度值，并根据确定的第一组合区域和第二组合区域分别确定第一曝光量和第二曝光量，分别对以第一曝光量拍摄得到的第一图像中对应第一组合区域的第一图像区域中各个像素点的灰度值，以及以第二曝光量拍摄得到的第二图像中对应第二组合区域的第二图像区域中各个像素点的灰度值进行调整，将调整后的两个图像区域进行拼接，得到场景图像。从而，避免了由于被拍摄场景中明暗差别较大而导致图像过度曝光或曝光不足的问题，最大程度的保留了被拍摄场景的场景细节，同时，最大限度的还原被拍摄场景中明暗区域之间的亮度关系，使场景图像质量更加优质。
【专利说明】一种场景图像的处理方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理【技术领域】，尤其涉及一种场景图像的处理方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着科技的进步与时代的发展，用户对图像质量的要求越来越高，尤其是对于具 有图像拍摄功能的设备的高性能体验的需求越来越强烈。
[0003] 然而，大多数具有图像拍摄功能的设备都是按照最普通的光照环境进行设计使用 的，例如最常见的数码相机，在光照充足的环境下，对于明暗差别不大的拍摄场景进行拍摄 时，可以通过调整光圈、快门等属性设置进行最佳拍摄，从而得到高质量的图像效果。
[0004] 但是，在明暗差别较大的拍摄场景，例如：夜晚一座缀满霓虹灯的大厦，由于大厦 的霓虹灯较亮，黑夜较暗，因此，当根据大厦的亮度来调整数码相机的属性设置时，拍摄得 到的图像中，仅保留了大厦所在区域的场景细节，而黑夜区域会因曝光不足而损失场景细 节；当根据黑夜的亮度来调整数码相机的属性设置时，拍摄得到的图像中，黑夜区域的场景 细节被完整保留了下来，但是，大厦所在区域的场景细节会因曝光过度，而导致图像过度饱 和失真。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种场景图像的处理方法及装置，用以解决现有技术中存在的 拍摄场景中明暗差别较大而导致的图像过度曝光或曝光不足的问题。
[0006] 本发明实施例采用以下技术方案：
[0007] -种场景图像的处理方法，所述方法包括：
[0008] 根据被拍摄场景的预拍图像中各个像素点的灰度值，确定所述预拍图像中第一组 合区域和第二组合区域，其中，所述第一组合区域包含至少一个高亮区域，所述预拍图像中 除所述第一组合区域外的其余区域为所述第二组合区域；
[0009] 根据所述第一组合区域中各个像素点的灰度值的平均值确定第一曝光量，根据所 述第二组合区域中各个像素点的灰度值的平均值确定第二曝光量；
[0010] 分别以所述第一曝光量和所述第二曝光量对所述被拍摄场景进行拍摄，得到第一 图像以及第二图像；
[0011] 分别对所述第一图像中对应所述第一组合区域的第一图像区域中各个像素点的 灰度值，以及对所述第二图像中对应所述第二组合区域的第二图像区域中各个像素点的灰 度值进行调整；
[0012] 将调整后的第一图像区域和调整后的第二图像区域进行拼接，得到所述被拍摄场 景的场景图像。
[0013] 在本发明实施例中，通过获取被拍摄场景的预拍图像中各个像素点的灰度值，并 根据确定的第一组合区域和第二组合区域分别确定第一曝光量和第二曝光量，分别对以第 一曝光量拍摄得到的第一图像中对应第一组合区域的第一图像区域中各个像素点的灰度 值，以及以第二曝光量拍摄得到的第二图像中对应第二组合区域的第二图像区域中各个像 素点的灰度值进行调整，将调整后的第一图像区域和调整后的第二图像区域进行拼接，得 到所述被拍摄场景的场景图像。从而，避免了由于被拍摄场景中明暗差别较大而导致图像 过度曝光或曝光不足的问题，最大程度的保留了被拍摄场景的场景细节，同时，拼接得到的 场景图像的画面更加接近被拍摄场景，图像画面质量更加优质。
[0014] 一种场景图像的处理装置，所述装置包括：
[0015] 区域确定单元，用于根据被拍摄场景的预拍图像中各个像素点的灰度值，确定所 述预拍图像中第一组合区域和第二组合区域，其中，所述第一组合区域包含至少一个高亮 区域，所述预拍图像中除所述第一组合区域外的其余区域为所述第二组合区域；
[0016] 曝光量确定单元，用于根据所述区域确定单元确定的第一组合区域中各个像素点 的灰度值的平均值确定第一曝光量，以及，根据所述区域确定单元确定的第二组合区域中 各个像素点的灰度值的平均值确定第二曝光量；
[0017] 拍摄单元，用于分别以所述曝光量确定单元确定的第一曝光量和所述第二曝光量 对所述被拍摄场景进行拍摄，得到第一图像以及第二图像；
[0018] 调整单元，用于分别对所述拍摄单元得到的第一图像中对应所述第一组合区域的 第一图像区域中各个像素点的灰度值，以及得到的所述第二图像中对应所述第二组合区域 的第二图像区域中各个像素点的灰度值进行调整；
[0019] 拼接单元，用于将调整单元调整后的第一图像区域和调整后的第二图像区域进行 拼接，得到所述被拍摄场景的场景图像。
[0020] 在本发明实施例中，通过获取被拍摄场景的预拍图像中各个像素点的灰度值，并 根据确定的第一组合区域和第二组合区域分别确定第一曝光量和第二曝光量，分别对以第 一曝光量拍摄得到的第一图像中对应第一组合区域的第一图像区域中各个像素点的灰度 值，以及以第二曝光量拍摄得到的第二图像中对应第二组合区域的第二图像区域中各个像 素点的灰度值进行调整，将调整后的第一图像区域和调整后的第二图像区域进行拼接，得 到所述被拍摄场景的场景图像。从而，避免了由于被拍摄场景中明暗差别较大而导致图像 过度曝光或曝光不足的问题，最大程度的保留了被拍摄场景的场景细节，同时，拼接得到的 场景图像的画面更加接近被拍摄场景，图像画面质量更加优质。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。
[0022] 图1为本发明实施例一提供的一种场景图像的处理方法的流程示意图；
[0023] 图2为本发明实施例中提供的一种亮度值与灰度值之间的线性关系示意图；
[0024] 图3(a)为本发明实施例中确定的被拍摄场景的预拍图像以及其灰度示意图；
[0025] 图3(b)为本发明实施例中简化后的被拍摄场景的预拍图像以及其灰度示意图；
[0026] 图4(a)为本发明实施例中以第一曝光量拍摄得到的第一图像的示意图；
[0027] 图4(b)为本发明实施例中以第二曝光量拍摄得到的第二图像的示意图；
[0028] 图5为本发明实施例中将a i区与β 2区直接组合得到的场景图像的示意图；
[0029] 图6为本发明实施例中将灰度调整后的a i区与β 2区组合得到的场景图像的示 意图；
[0030] 图7为本发明实施例二提供的一种场景图像的处理装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032] 在本发明实施例中，通过获取被拍摄场景的预拍图像中各个像素点的灰度值，并 根据确定的第一组合区域和第二组合区域分别确定第一曝光量和第二曝光量，分别对以第 一曝光量拍摄得到的第一图像中对应第一组合区域的第一图像区域中各个像素点的灰度 值，以及以第二曝光量拍摄得到的第二图像中对应第二组合区域的第二图像区域中各个像 素点的灰度值进行调整，将调整后的第一图像区域和调整后的第二图像区域进行拼接，得 到所述被拍摄场景的场景图像。由于本发明是针对第一组合区域的多个高亮区域计算一 个曝光量，针对第二组合区域计算一个曝光量，因此，两个曝光量的值不同，分别以这两个 曝光量拍摄得到的图像也有所差别：以第一曝光量拍摄得到的图像中，最大程度的保留了 被拍摄场景中第一组合区域的场景细节，第二组合区域由于曝光不足损失掉了部分场景细 节；以第二曝光量拍摄得到的图像中，最大程度的保留了被拍摄场景中第二组合区域的场 景细节，而第一组合区域中虽然保留了场景细节，但是由于曝光过度导致图像过度饱和失 真。因此，为了与被拍摄场景中所有区域的场景细节一致，可分别获取第一图像中的第一图 像区域以及第二图像中的第二图像区域，并通过本发明所涉及的灰度调整公式分别对第一 图像中的第一图像区域中各个像素点的灰度值以及第二图像中的第二图像区域中各个像 素点的灰度值进行调整，以使得第一图像的第一图像区域中最小灰度值与第二图像的第二 图像区域中最大灰度值之差，与预拍图像中第一组合区域中最小灰度值与第二组合区域的 中最大灰度值之差接近，即：图像中明暗区域之间的灰阶与拍摄场景中明暗区域之间的灰 阶尽量一致，从而，组合得到的图像画面更加接近拍摄场景，图像画面质量更加优质。
[0033] 需要说明的是，在本发明的方案中，主要是针对明暗差别较大的拍摄场景，拍摄得 到的图像进行调整，以使得调整后的图像中明暗区域之间的灰阶不是很大，尽量接近现实 被拍摄场景得到的预拍图像中明暗区域之间的灰度之差，得到较为优质的图像画面。其次， 本发明还可以针对明暗差别不是很大的拍摄场景拍摄得到的图像进行调整，在明暗区域之 间的灰阶不是很大的情况下，进一步将拍摄图像进行更细微的优化，得到更为优质的图像 画面。
[0034] 下面通过具体的实施例对本发明所涉及的方案进行详细描述，本发明包括但并不 限于以下实施例。
[0035] 实施例一：
[0036] 如图1所示，为本发明实施例提供的一种场景图像的处理方法的流程示意图，该 方法具体包括以下步骤：
[0037] 步骤101 :根据被拍摄场景的预拍图像中各个像素点的灰度值，确定所述预拍图 像中第一组合区域和第二组合区域。
[0038] 其中，所述第一组合区域包含至少一个高亮区域，所述预拍图像中除所述第一组 合区域外的其余区域为所述第二组合区域。
[0039] 具体地，在确定拍摄场景之后，利用拍摄设备的预拍摄功能，得到一个缓存在拍摄 设备中的预拍图像，并获取所述预拍图像中各个像素点的灰度值；需要说明的是，所述灰度 值可以是整数，也可以是非整数，本发明并不对此进行限定。然而，在本发明实施例中，为了 便于解释说明本发明的实施方案，均以整数为例进行描述。同时，将图像的灰度值的取值范 围设置为[0, 100]。
[0040] 优选地，可以根据预拍图像中各个像素点中最大灰度值以及最小灰度值的均值， 确定中间灰度值；将所述预拍图像中，区域面积大于预设门限值，且该区域内各像素点的灰 度值均大于所述中间灰度值的的对应区域，确定为高亮区域；将至少一个高亮区域确定为 第一组合区域。
[0041] 在具体的实施过程中，针对预拍图像中各个像素点中的最大灰度值与最小灰度值 求平均，将得到的平均值作为中间灰度值。其实，所述中间灰度值的确定方式是可以灵活选 取的，并不限于上述方案，还可以通过以下方式确定：
[0042] (1)、根据所述预拍图像中每个像素点的灰度值，对所述各个像素点进行排序，将 位于序列中间位置的像素点的灰度值作为中间灰度值；
[0043] (2)、将所述预拍图像的各个像素点的灰度值中，权重值最大的灰度值作为中间灰 度值。
[0044] 在获取灰度值的过程中，将所述预拍图像中，区域面积大于预设门限值，且灰度值 均大于所述中间灰度值的对应区域，确定为高亮区域；所述预设门限值可以根据拍摄设备 的处理能力进行设置，一般取值为拍摄设备的屏幕中像素总面积的万分之一。如图3(a)所 示，为本发明实施例中所涉及的预拍图像的示意图，在该预拍图像中，确定了多个高亮区域 (如图中斜条纹区域），将所有高亮区域统称为第一组合区域，除第一组合区域之外的其余 区域统称为第二组合区域，其中，所述第一组合区域，第二组合区域只是为了区分定义，并 不是真正意义上的组合。
[0045] 步骤102 :根据所述第一组合区域中各个像素点的灰度值的平均值确定第一曝光 量，根据所述第二组合区域中各个像素点的灰度值的平均值确定第二曝光量。
[0046] 在本步骤102中，将第一组合区域中包含的所有灰度值进行统计，可通过加权求 平均的方式确定该第一组合区域的灰度值的平均值，并利用该平均值查找拍摄设备内部存 储的曝光量对应表，确定第一曝光量，同理，确定第二曝光量。
[0047] 步骤103 :分别以所述第一曝光量和所述第二曝光量对所述被拍摄场景进行拍 摄，得到第一图像以及第二图像。
[0048] 在本步骤103中，根据步骤102确定的第一曝光量和第二曝光量分别对拍摄设备 进行设置，并分别拍摄得到两个拍摄图像。
[0049] 步骤104 :分别对所述第一图像中对应所述第一组合区域的第一图像区域中各个 像素点的灰度值，以及对所述第二图像中对应所述第二组合区域的第二图像区域中各个像 素点的灰度值进行调整。
[0050] 由于该第一曝光量是根据第一组合区域的灰度值的平均值确定的，且以第一曝光 量拍摄得到的第一图像中最大限度的保留了所述第一组合区域中的场景细节，因此，需要 获取所述第一图像中对应所述第一组合区域的第一图像区域；同理，第二曝光量是根据第 二组合区域的灰度值的平均值确定的，且以第二曝光量拍摄得到的第二图像中最大限度的 保留了所述第二组合区域中的场景细节，因此，需要获取所述第二图像中对应所述第二组 合区域的第二图像区域。
[0051] 需要说明的是，在本发明实施例中，被拍摄场景的亮度值与以该被拍摄场景拍摄 得到的预拍图像中的灰度值是成一定线性关系的，如图2所示，针对图像而言，其灰度值体 现了亮度大小，是用以描述图像亮度的专有术语。
[0052] 由于所述第一图像区域与所述第二图像区域是根据不同的曝光量获取的，虽然都 最大限度的保留了被拍摄场景的细节，但是，直接组合拼接会造成图像灰度的失真，因此， 需要分别对所述第一图像区域与所述第二图像区域进行灰度调整。
[0053] 优选地，可以根据第一图像区域中最大灰度值和最小灰度值，以及所述第二图像 区域中最大灰度值和最小灰度值，确定灰度调整系数；
[0054] 根据所述灰度调整系数，以及灰度调整公式，分别对所述第一图像区域中所有灰 度值以及所述第二图像区域中所有灰度值进行调整。
[0055] 具体地，所述灰度调整公式为：
[0056] a' = a- (a_a0) *k
[0057] 其中，所述a'为调整后灰度值；所述a为调整前灰度值；所述％为调整趋近值，若 将灰度值进行下调，则％的取值为预先定义的最小灰度值，若将灰度值进行上调，则％的取 值为预先定义的最大灰度值；所述k为灰度调整系数。
[0058] 优选地，所述灰度调整系数k通过以下方式确定：根据所述第二图像区域中最大 灰度值Μ与所述第一图像区域中最小灰度值N之差，确定灰度调整总量Q = M-N ;确定所述 第一组合区域中最大灰度值与最小灰度值之差％ ;确定所述第二组合区域中最大灰度值与 最小灰度值之差Q2 ;针对所述第一图像区域中所有灰度值进行调整时，所述灰度调整系数
【权利要求】
1. 一种场景图像的处理方法，其特征在于，所述方法包括： 根据被拍摄场景的预拍图像中各个像素点的灰度值，确定所述预拍图像中第一组合区 域和第二组合区域，其中，所述第一组合区域包含至少一个高亮区域，所述预拍图像中除所 述第一组合区域外的其余区域为所述第二组合区域； 根据所述第一组合区域中各个像素点的灰度值的平均值确定第一曝光量，根据所述第 二组合区域中各个像素点的灰度值的平均值确定第二曝光量； 分别以所述第一曝光量和所述第二曝光量对所述被拍摄场景进行拍摄，得到第一图像 以及第二图像； 分别对所述第一图像中对应所述第一组合区域的第一图像区域中各个像素点的灰度 值，以及对所述第二图像中对应所述第二组合区域的第二图像区域中各个像素点的灰度值 进行调整； 将调整后的第一图像区域和调整后的第二图像区域进行拼接，得到所述被拍摄场景的 场景图像。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据被拍摄场景的预拍图像中各个像 素点的灰度值，确定所述预拍图像中第一组合区域和第二组合区域，具体包括： 根据预拍图像中各个像素点中最大灰度值以及最小灰度值的均值，确定中间灰度值； 将所述预拍图像中，区域面积大于预设门限值，且该区域内各像素点的灰度值均大于 所述中间灰度值的对应区域，确定为高亮区域； 将至少一个高亮区域确定为第一组合区域。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别对所述第一图像区域中各个像素 点的灰度值，以及所述第二图像区域中各个像素点的灰度值进行调整，具体包括： 根据第一图像区域中最大灰度值和最小灰度值，以及所述第二图像区域中最大灰度值 和最小灰度值，确定灰度调整系数； 根据所述灰度调整系数，以及灰度调整公式，分别对所述第一图像区域的各个像素点 的灰度值以及所述第二图像区域的各个像素点的灰度值进行调整；所述灰度调整公式为： a = a_ (a_a〇)氺 k 其中，所述a'为调整后灰度值；所述a为调整前灰度值；所述％为调整趋近值，若将灰 度值进行下调，则％的取值为预先定义的最小灰度值，若将灰度值进行上调，则％的取值为 预先定义的最大灰度值；所述k为灰度调整系数。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述灰度调整系数k通过以下方式确定： 根据所述第二图像区域的各个像素点中最大灰度值Μ与所述第一图像区域的各个像 素点中最小灰度值Ν之差，确定灰度调整总量Q = Μ-Ν ; 确定所述第一组合区域中最大灰度值与最小灰度值之差％; 确定所述第二组合区域中最大灰度值与最小灰度值之差Q2 ; 针对所述第一图像区域的各个像素点的灰度值进行调整时，所述灰度调整系数
针对所述第二图像区域的各个像素点的灰度值进行调整时，所述灰度调整系数
5. -种场景图像的处理装置，其特征在于，所述装置包括： 区域确定单元，用于根据被拍摄场景的预拍图像中各个像素点的灰度值，确定所述预 拍图像中第一组合区域和第二组合区域，其中，所述第一组合区域包含至少一个高亮区域， 所述预拍图像中除所述第一组合区域外的其余区域为所述第二组合区域； 曝光量确定单元，用于根据所述区域确定单元确定的第一组合区域中各个像素点的灰 度值的平均值确定第一曝光量，以及，根据所述区域确定单元确定的第二组合区域中各个 像素点的灰度值的平均值确定第二曝光量； 拍摄单元，用于分别以所述曝光量确定单元确定的第一曝光量和所述第二曝光量对所 述被拍摄场景进行拍摄，得到第一图像以及第二图像； 调整单元，用于分别对所述拍摄单元得到的第一图像中对应所述第一组合区域的第一 图像区域中各个像素点的灰度值，以及得到的所述第二图像中对应所述第二组合区域的第 二图像区域中各个像素点的灰度值进行调整； 拼接单元，用于将调整单元调整后的第一图像区域和调整后的第二图像区域进行拼 接，得到所述被拍摄场景的场景图像。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述区域确定单元，具体用于： 根据被拍摄场景的预拍图像中各个像素点中最大灰度值以及最小灰度值的均值，确定 中间灰度值； 将所述预拍图像中，区域面积大于预设门限值，且该区域内各像素点的灰度值均大于 所述中间灰度值的对应区域，确定为高亮区域； 将至少一个高亮区域确定为第一组合区域。
7. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调整单元，具体用于： 根据第一图像区域中最大灰度值和最小灰度值，以及所述第二图像区域中最大灰度值 和最小灰度值，确定灰度调整系数； 根据所述灰度调整系数，以及灰度调整公式，分别对所述第一图像区域的各个像素点 的灰度值以及所述第二图像区域的各个像素点的灰度值进行调整；所述灰度调整公式为： a = a_ (a_a〇)氺 k 其中，所述a'为调整后灰度值；所述a为调整前灰度值；所述％为调整趋近值，若将灰 度值进行下调，则％的取值为预先定义的最小灰度值，若将灰度值进行上调，则％的取值为 预先定义的最大灰度值；所述k为灰度调整系数。
8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述灰度调整系数k通过以下方式确定： 根据所述第二图像区域的各个像素点中最大灰度值Μ与所述第一图像区域的各个像 素点中最小灰度值Ν之差，确定灰度调整总量Q = Μ-Ν ; 确定所述第一组合区域中最大灰度值与最小灰度值之差％; 确定所述第二组合区域中最大灰度值与最小灰度值之差Q2 ; 针对所述第一图像区域的各个像素点的灰度值进行调整时，所述灰度调整系数
针对所述第二图像区域的各个像素点的灰度值进行调整时，所述灰度调整系数
【文档编号】G06T3/40GK104050651SQ201410275537
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】黄飞, 侯贵林, 孙学斌 申请人:青岛海信电器股份有限公司