用于图像捕获装置的动态自动曝光补偿的制作方法

专利名称：用于图像捕获装置的动态自动曝光补偿的制作方法
技术领域：
本发明涉及用图像捕获装置捕获图像，且更具体来说涉及调整所述图像捕获装置 的曝光值。
背景技术：
图像捕获装置(例如，数码摄像机或数码照相机)用于不同的应用及环境中。图 像捕获装置应能够在各种照明条件下产生高质量的图像。举例来说，图像捕获装置应 能够在包括大量反射光或饱和光的环境中以及在包括高等级的对比度的环境中有效 地操作。典型的图像捕获装置执行自动曝光以选择实现场景的某一目标亮度的曝光值 (EV)。举例来说，图像捕获装置可选择产生具有等于约18%灰度的平均亮度值的 场景的图像帧的EV。
自动曝光过程可调整图像捕获装置的光圈大小及快门速度以对应于所选择的 EV。以此方式，所述自动曝光过程控制到达所述图像捕获装置内的传感器阵列的光 的量以在目标亮度下产生场景的图像帧。然而，一些场景可能需要较高的平均亮度值， 而其它场景可能需要较低的平均亮度值。举例来说，雪场景包括大量的反射光，针对 此情况所述自动曝光过程可过度补偿，因此导致图像帧看起来不自然得暗淡。另一方 面，包含靠近黑色膝上型计算机的白色文件的场景包括高对比度等级，针对此情况所 述自动曝光过程也可过度补偿，因此导致所述白色文件在图像帧中看似完全饱和。
曝光补偿在数码照相机中常见，且也可用于数码摄像机及其它类型的图像捕获装 置中。当自动曝光过程未提供场景的适当亮度时，图像捕获装置的用户可通过手动地 调整由所述自动曝光过程针对所述场景选择的EV来执行曝光补偿。所述用户可通过 手动地设定所述图像捕获装置的光圈大小及快门速度来调整所述EV以使或多或少的 光到达所述图像捕获装置内的传感器阵列以产生所述场景的适当亮度。

发明内容
大体来说，本发明涉及用于图像捕获装置内的动态自动曝光补偿的技术。图像捕 获装置可包括数码照相机及数码摄像机。所述技术包括动态地调整场景的默认目标亮 度以补偿由图像捕获装置内的自动曝光过程选择的曝光值(EV)。以此方式，如果 所述自动曝光过程针对默认目标亮度最初选择对于所述场景太亮或太暗的EV，那么 所述技术设定经调整的目标亮度。然后，所述自动曝光过程可针对所述经调整的目标亮度选择产生具有适当亮度的场景的图像帧的EV。
图像捕获装置包括在默认目标亮度下从场景中获得光信息的传感器阵列及基于 所述光信息来计算所述场景中的多个区域的亮度值的图像捕获控制器。根据本文中所 说明的技术，所述图像捕获装置中所包括的自动曝光补偿模块基于所述场景中所述多 个区域的所述亮度值及针对所述传感器阵列设定的阈值来确定所述默认目标亮度对 于所述场景来说是否准确。如果所述默认目标亮度不准确，那么所述自动曝光补偿模 块动态地调整所述默认目标亮度以设定对于所述场景来说准确的经调整目标亮度。然 后，所述传感器阵列可使用所述经调整目标亮度的EV来捕获所述场景的图像帧。以 此方式，所述技术提供对手动自动曝光补偿的简单且便宜的解决方案。
此外，所述技术可包括构建滞后区以在图像场景序列上大致稳定经调整的目标亮 度。如果所述经调整的目标亮度对于下一场景来说不准确，那么所述自动曝光补偿模 块可通过调整针对传感器阵列设定的阈值来构建滞后区。在某些情况下，图像捕获装 置中所包括的自动曝光补偿模块可构建滞后以针对下一场景维持所述经调整的目标 亮度以防止先前场景与所述下一场景之间的目标亮度波动。在其它情况下，所述自动 曝光补偿模块可构建滞后区以针对所述下一场景最小程度地再调整所述经调整的目 标亮度以提供所述先前场景与所述下一场景之间的渐进目标亮度变化。此在用图像捕 获装置捕获一系列静态图像帧或捕获视频帧以减小帧之间的亮度变化时可尤其有用。
在一个实施例中，本发明提供一种方法，其包含在默认目标亮度下用图像捕获 装置中所包括的传感器阵列从场景中获得光信息；及基于所述光信息来计算所述场景 中的多个区域的亮度值。所述方法进一步包含基于所述场景中所述多个区域的所述亮 度值及针对所述传感器阵列设定的阈值来动态地调整默认目标亮度以设定所述场景 的经调整目标亮度。
在另一实施例中，本发明提供一种计算机可读媒体，其包含致使可编程处理器进 行以下操作的指令在默认目标亮度下用图像捕获装置中所包括的传感器阵列从场景 中获得光信息；及基于所述光信息来计算所述场景中的多个区域的亮度值。所述指令 进一步致使所述可编程处理器基于所述场景中所述多个区域的所述亮度值及针对所 述传感器阵列设定的阈值来动态地调整所述默认目标亮度以设定所述场景的经调整 目标亮度。
在另一实施例中，本发明提供一种装置，其包含传感器阵列，其在默认目标亮 度下从场景中获得光信息；及图像捕获控制器，其基于所述光信息来计算所述场景中 的多个区域的亮度值。所述装置还包括自动曝光补偿模块，其基于所述场景中所述多 个区域的所述亮度值及针对所述传感器阵列设定的阈值来动态地调整所述默认目标 亮度以设定所述场景的经调整目标亮度。
在再一实施例中，本发明提供一种装置，其包含获得装置，其用于在默认目标 亮度下从场景中获得光信息；计算装置，其用于基于所述光信息来计算所述场景中的 多个区域的亮度值；及动态调整装置，其用于基于所述场景中所述多个区域的所述亮度值及阈值来动态地调整所述默认目标亮度以设定所述场景的经调整目标亮度。
可在硬件、软件、固件或其任一组合中实施本文中所说明的技术。如果实施在软
件中，那么所述技术可整体或部分地由计算机可读媒体来实现，所述计算机可读媒体
包含在由处理器执行时执行本文所说明的方法中的一者或一者以上的指令。
在附图及下文说明中论述一个或一个以上实施例的细节。根据本说明及图式且根
据权利要求书，将明了其它特征、目的及优点。


图1是图解说明用于从场景捕获图像信息的实例性图像捕获装置的框图。
图2是更加详细地图解说明来自图1的图像捕获装置内的自动曝光补偿模块及阈 值存储装置的框图。
图3是图解说明图像捕获装置内的动态自动曝光补偿过程的实例性操作的流程图。
图4A及4B是更加详细地图解说明图像捕获装置内的动态自动曝光补偿过程的 实例性操作的流程图。
图5是图解说明使用滞后区来在图像场景序列上大致稳定图像捕获装置的经调 整目标亮度的流程图。
具体实施例方式
图1是图解说明用于从场景捕获图像信息的实例性图像捕获装置10的框图。根 据本发明中所说明的技术，图像捕获装置IO执行动态自动曝光补偿以动态地调整场 景的默认目标亮度以补偿由图像捕获装置10内的自动曝光过程选择的曝光值(EV)。 以此方式，如果图像捕获装置10内的所述自动曝光过程针对所述默认目标亮度最初 选择对于所述场景太亮或太暗的EV，那么图像捕获装置10可设定经调整的目标亮度。 然后，图像捕获装置10内的所述自动曝光过程可针对所述经调整的目标亮度选择产 生具有适当亮度的场景的图像帧的EV。
如图1中所示，图像捕获装置IO包括传感器阵列12、图像捕获控制器14、图像 处理器16、自动曝光补偿模块18、图像存储装置20及阈值存储装置22。可通过硬 件及/或软件的任何适合组合来实现图1中所图解说明的图像捕获装置10中所包括的 组件。在所图解说明的实施例中，将所述组件作为单独单元来描绘。然而，在其它实 施例中，可将所述组件中的任一者集成到共用硬件及/或软件内的组合式单元中。
图像捕获装置IO可以是数码相机，例如数码摄像机、数码照相机或两者的组合。 此外，图像捕获装置IO可以是独立的装置(例如，独立的相机)或集成到另一装置 (例如，无线通信装置)中。作为实例，可将图像捕获装置IO集成到移动电话中以 形成所谓的相机电话或视频电话。优选地，图像捕获装置10经装备以捕获彩色图像、黑白图像或两者。在本发明中，术语"图像(image)、"图像(imagery)"、"图 像信息"或类似术语可交替地指代视频或静态图片。同样，术语"帧"可指由图像捕 获装置IO获得的视频帧或静态图片帧。
传感器阵列12在捕获场景的图像帧之前从所述场景获得光信息。传感器阵列12 包括个别图像传感器的二维阵列，例如以行及列布置。传感器阵列12可包含(举例 来说)固态传感器阵列，例如互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。将传感器阵 列12内的图像传感器暴露给场景以从所述场景获得光信息并捕获所述场景的图像 帧。
图像捕获控制器14将所述光信息用于初步视觉前端(VFE)处理，例如自动聚 焦及自动曝光。举例来说，图像捕获控制器14基于来自传感器阵列12的所述光信息 来执行自动曝光以选择实现所述场景的默认目标亮度的EV。所选择的EV界定光圈 大小以控制来自所述场景的到达传感器阵列12的光的量及快门速度以控制传感器阵 列12被暴露给来自所述场景的光的时间量。典型的默认目标亮度为约18%灰度。因 此，图像捕获控制器14执行自动曝光以选择产生具有等于约18%灰度的平均亮度值 的场景的图像帧的EV。
在常规图像捕获装置中，传感器阵列使用默认目标亮度的EV来捕获每一场景的 图像帧。然而， 一些图像帧可能需要较高的平均亮度值，而其它图像帧可能需要较低 的平均亮度值。举例来说，雪场景包括大量的反射光，针对此情况自动曝光过程可过 度补偿，因此导致图像帧看起来不自然得暗淡。另一方面，包含靠近黑色膝上型计算 机的白色文件的场景包括高对比度等级，针对此情况所述自动曝光过程也可过度补 偿，因此导致所述白色文件在图像帧中看似完全饱和。然后，所述常规图像捕获装置 的用户必须执行手动自动曝光补偿。
本文中所揭示的技术使得图像捕获装置10能够在图像捕获装置10的默认目标亮 度对于给定场景来说不准确时执行动态自动曝光补偿以动态地调整所述默认目标亮 度以补偿EV。传感器阵列12在所述默认目标亮度下从场景中获得光信息。图像捕获 控制器14将所述场景划分为多个区域(例如，256个均匀划分的区域)，且计算所 述多个区域中的每一者的平均亮度值。所述多个区域中的每一者的亮度值可包含范围 在0 (即，黑色)与255 (即，白色)之间的光亮度值。然后，图像捕获控制器14将 所述场景中所述多个区域的所述亮度值发送到自动曝光补偿模块18。
自动曝光补偿模块18基于所述场景中的所述区域的所述亮度值及针对传感器阵 列12设定的阈值来确定图像捕获装置10的默认目标亮度对于所述场景来说是否准 确。当所述场景中所述多个区域的所述亮度值根据所述阈值对于所述场景来说太亮或 太暗时，所述默认目标亮度对于所述场景来说可不准确。阈值存储装置22在制造图 像捕获装置10时存储针对传感器阵列12设定的阈值。如果所述默认目标亮度不准确， 那么自动曝光补偿模块18动态地调整所述默认目标亮度以设定对于所述场景来说准 确的经调整目标亮度。以此方式，本文中所说明的技术提供对手动自动曝光补偿的简单且便宜的解决方案。
此外，自动曝光补偿模块18可构建滞后区以在图像场景序列上大致稳定经调整 的目标亮度。如果所述经调整的目标亮度对于下一场景来说不准确，那么自动曝光补
偿模块18可通过调整存储在阈值存储装置22中的阈值来构建滞后区。在某些情况下， 自动曝光补偿模块18可构建滞后区以针对下一场景维持所述经调整的目标亮度以防
止先前场景与所述下一场景之间的目标亮度波动。在其它情况下，自动曝光补偿模块
18可构建滞后区以针对下一场景最小程度地再调整所述经调整的目标亮度以提供所 述先前场景与所述下一场景之间的渐进目标亮度变化。此在用图像捕获装置10捕获 一系列静态图像或捕获视频以减小帧之间的亮度变化时可尤其有用。
自动曝光补偿模块18可实施为独立的硬件组件或实施为逻辑装置(例如，微处 理器、DSP或类似装置)的可编程特征。在一些实施例中，自动曝光补偿模块18可 以是实施图像处理器16的逻辑装置的可编程或集成特征。特定来说，自动曝光补偿 模块18可实施为由此种逻辑装置执行的一个或一个以上软件进程。
自动曝光补偿模块18将经调整的目标亮度发送到图像捕获控制器14。然后，图 像捕获控制器14基于所述经调整的目标亮度来执行自动曝光以选择所述经调整目标 亮度的EV。然后，传感器阵列12可使用所述经调整目标亮度的EV来捕获所述场景 的图像帧。通过使用所述EV，传感器阵列12用由所述所选择的EV界定的光圈大小 从所述场景接收光，且用由所述所选择的EV界定的快门速度重设。传感器阵列12 将所述所捕获的图像帧提供到图像处理器16以供处理且存储在图像存储装置20中。
图像处理器16从传感器阵列12接收所述所捕获的图像帧且对所述图像帧执行任 何必要的处理。图像处理器16可(举例来说)执行由传感器阵列12捕获的图像帧的 滤波、裁剪、去马赛克、压縮、图像增强或其它处理。图像处理器16可由微处理器、 数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或 任何其它等效离散或集成逻辑电路实现。在一些实施例中，图像处理器16可形成根 据特定编码技术或格式(例如，MPEG-2、 MPEG-4、 ITU H.263、 ITU H.264、 JPEG 或类似技术或格式)对图像帧进行编码的编解码器(CODEC)的部分。
图像处理器16将图像帧存储在图像存储装置20中。图像处理器16可将原始图 像帧、经处理的图像帧或经编码的图像帧存储在图像存储装置20中。如果图像伴随 有音频信息，那么也可独立地或结合图像帧将所述音频存储在图像存储装置20中。 图像存储装置20可包含任何易失性或非易失性存储器或存储装置，例如只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或快闪存储器，或例如磁性数 据存储装置或光学数据存储装置。
图2是更加详细地图解说明来自图1的自动曝光补偿模块18及阈值存储装置22 的框图。如图2中所图解说明，自动曝光补偿模块18包括亮度比较模块30、填充比 较模块32、填充阈值调整模块34及目标亮度调整模块36。自动曝光补偿模块18从 图像捕获控制器14接收场景中的多个区域的亮度值，且在默认目标亮度对于所述场景不准确时基于所述场景的所述亮度值来向图像捕获控制器14输出经调整的目标亮度。
阈值存储装置22存储亮度阈值26、默认填充范围28及经调整的填充范围29。 在某些情况下，阈值存储装置22可包括多个经调整的填充范围。可在图像捕获装置 10的制造期间针对传感器阵列12设定亮度阈值26及默认填充范围28且将其存储在 阈值存储装置22中。默认填充范围28包括场景中亮区域的填充的低默认填充阈值及 高默认填充阈值。所述低及高默认填充阈值界定默认填充范围28的极值。在图像捕 获装置10内的动态自动曝光补偿期间，可通过填充阈值调整模块34设定经调整的填 充范围29并将其存储在阈值存储装置22中经调整的填充范围29可包括从默认填充 阈值调整的低及高填充阈值。
自动曝光补偿模块18将从图像捕获控制器14接收的场景中的多个区域的亮度值 提供到亮度比较模块30。所述场景中所述多个区域中的每一者的亮度值包含范围在0 (即，黑色)与255 (即，白色)之间的光亮度值。亮度比较模块30将所述场景中 所述多个区域中的每一者的亮度值与从闳值存储装置22检索的亮度阈值26相比较。 然后，亮度比较模块30将所述场景中的所述区域中具有比亮度阈值26大的亮度值的 一个或一个以上区域识别为"亮区域"。通常基于伽马将亮度阈值26设定为最大光 亮度值255附近，例如在190与255之间的范围内。以此方式，可将所述多个区域中 的相对较小数量的区域识别为亮区域。
填充比较模块32确定所述场景中亮区域的填充。举例来说，填充比较模块32 可将所述填充规定为所述场景中的亮区域的数量或规定为亮区域的所述数量与所述 场景中的区域的总数量的百分比或比率。填充比较模块32将所述亮区域的填充与从 阈值存储装置22检索的默认填充范围28相比较。然后，填充比较模块32基于所述 亮区域填充比较来确定默认目标亮度对于所述场景是否准确。
由于将亮度阈值26设定为等于相对高的光亮度值以限制所述场景中被识别为亮 区域的区域的数量，因此通常将默认填充范围28设定为等于所述场景中的多个区域 中的相对较小数量的区域。举例来说，默认填充范围28的低默认填充阈值可等于所 述场景中的区域的总数量的约0.5%，且默认填充范围28的高默认填充阈值可等于所 述场景中的区域的总数量的约3%。在其中所述场景被均匀地划分为256个区域的情 况下，所述低默认填充阈值可等于约1或2个区域，且所述高默认填充阈值可等于约 7或8个区域。
当所述场景中的亮区域的填充在默认填充范围28内时，填充比较模块32确定默 认目标亮度对于所述场景来说准确。换句话说，当所述场景中的亮区域的填充大于所 述低默认填充阈值但小于默认填充范围28的高默认填充阈值时，默认目标亮度对于 所述场景来说准确。当所述场景中的亮区域的填充在默认填充范围28以外时，填充 比较模块32确定默认目标亮度对于所述场景来说不准确。换句话说，当所述场景中 的亮区域的填充小于所述低默认填充阈值或大于默认填充范围28的高默认填充阈值时，默认目标亮度对于所述场景来说不准确。
在其中填充比较模块32确定默认目标亮度对于场景来说准确时，自动曝光补偿 模块18维持所述默认目标亮度并通知图像捕获控制器14使用所述默认目标亮度。然 后，传感器阵列12可使用所述默认目标亮度的EV来捕获所述场景的图像帧。
在其中填充比较模块32确定默认目标亮度对于所述场景来说不准确时，目标亮 度调整模块36基于所述场景中的亮区域的填充及默认填充范围28来动态地调整所述 默认目标亮度以设定经调整的目标亮度。举例来说，当亮区域的填充小于低默认填充 阈值时，目标亮度调整模块36针对所述场景增加默认目标亮度。当亮区域的填充大 于高默认填充阈值时，目标亮度调整模块36减小所述场景的默认目标亮度。
然后，自动曝光补偿模块18将经调整的目标亮度发送到图像捕获控制器14。图 像捕获控制器14可基于所述经调整的目标亮度来执行自动曝光以选择所述经调整目 标亮度的EV。在某些情况下，可假设目标亮度调整模块36充分地调整默认目标亮度 以使其对于所述场景来说准确。然后，传感器阵列12可使用所述经调整目标亮度的 EV来捕获所述场景的图像帧。
在其它情况下，目标亮度调整模块36可仅最小程度地调整场景的默认目标亮度。 在此情况下，传感器阵列12可再次在所述经调整的目标亮度下从场景中获得光信息 且图像捕获控制器14可基于所述光信息来计算所述场景的区域的亮度值。然后，自 动曝光补偿模块18反复地再调整所述经调整的目标亮度直到针对所述场景设定准确 的目标亮度或直到达到所允许的最大目标亮度调整。然后，传感器阵列12可使用所 述经再调整的目标亮度的EV来捕获所述场景的图像帧。
经常在同一环境中捕获多个图像帧。举例来说，图像捕获装置IO的用户可在包 括大量反射光或饱和光或高等级的对比度的环境(其中默认目标亮度可能不准确)中 捕获一系列静态图像帧或视频帧。因此，在设定给定场景的经调整目标亮度之后，自 动曝光补偿模块18可构建滞后区以针对后续场景大致稳定所述经调整的目标亮度。
如果经调整的目标亮度对于下一场景来说不准确，那么自动曝光补偿模块18可 通过调整存储在阈值存储装置22中的默认填充范围28的默认填充阈值来构建滞后 区。在某些情况下，自动曝光补偿模块18可构建滞后区以针对下一场景维持所述经 调整的目标亮度以防止先前场景与所述下一场景之间的目标亮度波动。在其它情况 下，自动曝光补偿模块18可构建滞后区以针对下一场景最小程度地再调整所述经调 整的目标亮度以提供所述先前场景与所述下一场景之间的渐进目标亮度变化。以此方 式，可在用图像捕获装置IO捕获一系列静态图像或捕获视频时减小帧之间的亮度变 化。
对于下一场景，传感器阵列12在经调整的目标亮度下从下一场景获得光信息且 图像捕获控制器14计算所述下一场景中的多个区域的亮度值。自动曝光补偿模块18 从图像捕获控制器14接收所述下一场景中所述多个区域的所述亮度值并将所述亮度 值提供到亮度比较模块30。大致类似于先前场景，亮度比较模块30将所述下一场景中所述多个区域中的每一者的亮度值与从阈值存储装置22检索的亮度阈值26相比 较。然后，亮度比较模块30将所述下一场景中的所述区域中具有比亮度阈值26大的 亮度值的一个或一个以上区域识别为亮区域。
填充比较模块32确定所述下一场景中亮区域的填充且将所述亮区域的填充与从 阈值存储装置22检索的默认填充范围28相比较。然后，填充比较模块32基于所述 比较来确定是否调整默认填充范围28的默认填充阈值。当所述下一场景中的亮区域 的填充在默认填充范围28内时，填充比较模块32维持默认填充范围28的默认填充 阈值。自动曝光补偿模块18维持所述经调整的目标亮度且通知图像捕获控制器14使 用所述经调整的目标亮度。然后，传感器阵列12可使用所述经调整目标亮度的EV 来捕获所述下一场景的图像帧。
当所述下一场景中的亮区域的填充在默认填充范围28以外时，填充阈值调整模 块34动态地调整默认填充范围28的默认填充阈值以设定经调整的填充范围29。然 后，填充阈值调整模块34将经调整的填充范围29存储在阈值存储装置22中。在某 些情况下，填充阈值调整模块34可通过调整低默认填充阈值或高默认填充阈值中的 仅一者以减小或增大默认填充范围28来设定经调整的填充范围29。以此方式，填充 阈值调整模块34通过设定不同的填充范围来构建滞后区以大致稳定先前场景与所述 下一场景之间的经调整目标亮度。
填充阈值调整模块34基于默认填充阈值与所述下一场景中的亮区域的填充之间 的差来动态地调整默认填充范围28的默认填充阈值。举例来说，如果所述亮区域的 填充小于默认填充范围28的低默认填充阈值，那么填充阈值调整模块34确定与所述 低默认填充阈值相比所述亮区域的填充小多少。如果所述亮区域的填充大于默认填充 范围28的高默认填充阈值，那么填充阈值调整模块34确定与所述高默认填充阈值相
比所述亮区域的填充大多少。
在其中所述下一场景中的亮区域的填充与默认填充范围28的默认填充阈值之间
的差小于预定值的情况下，填充闳值调整模块34动态地调整所述默认填充阈值以设 定包括所述下一场景中的亮区域的填充的经调整填充范围29。以此方式，自动曝光 补偿模块18针对所述下一场景维持所述经调整的目标亮度以防止先前场景与所述下 一场景之间的目标亮度波动。自动曝光补偿模块18通知图像捕获控制器14使用所述 经调整的目标亮度。然后，传感器阵列12可使用所述经调整目标亮度的EV来捕获
所述下一场景的图像帧。
在其中所述下一场景中的亮区域的填充与默认填充范围28的默认填充阈值之间
的差大于预定值的情况下，填充阈值调整模块34动态地调整所述默认填充阈值以减 小与所述下一场景中的亮区域的填充的差。以此方式，自动曝光补偿模块18针对所 述下一场景最小程度地再调整所述经调整的目标亮度以提供先前场景与所述下一场 景之间的渐进目标亮度变化。自动曝光补偿模块18将所述经再调整的目标亮度发送 到图像捕获控制器14。图像捕获控制器14可基于所述经再调整的目标亮度来执行自动曝光以选择所述经再调整的目标亮度的EV。然后，传感器阵列12可使用所述经再 调整的目标亮度的EV来捕获所述下一场景的图像帧。
图3是图解说明图像捕获装置内的动态自动曝光补偿过程的实例性操作的流程 图。本文中将参照来自图1的图像捕获装置IO来说明所述操作。传感器阵列12在图 像捕获装置10的默认目标亮度下从场景中获得光信息(40)。举例来说，典型的默 认目标亮度为约18%灰度。图像捕获控制器14通过基于默认目标亮度来执行自动曝 光来选择所述默认目标亮度的EV来控制由传感器阵列12获得的光的量。
图像捕获控制器14从传感器阵列12接收光信息并基于所述光信息计算所述场景 中的多个区域的亮度值(42)。举例来说，可将所述场景均匀地划分为256个具有范 围在0 (即，黑色)与255 (即，白色)之间的亮度值的区域。然后，图像捕获控制 器16将所述所计算的亮度值发送到自动曝光补偿模块18。自动曝光补偿模块18基 于所述场景中所述多个区域的所述亮度值及针对传感器阵列12设定的阈值来动态地 调整所述图像捕获装置的默认目标亮度(44)。当所述场景中所述多个区域的所述亮 度值根据存储在阈值存储装置22中的阈值对于所述场景来说太亮或太暗时，所述默 认目标亮度对于所述场景来说可不准确。
自动曝光补偿模块18将经调整的目标亮度发送到图像捕获控制器14。图像捕获 控制器14基于所述经调整的目标亮度来执行自动曝光以选择所述经调整目标亮度的 EV。然后，传感器阵列12使用所述经调整目标亮度的EV来捕获所述场景的图像帧 (46)。当所述默认目标亮度对于所述场景来说准确时，自动曝光补偿模块18可通 知图像捕获控制器14使用所述默认目标亮度，且传感器阵列12可使用所述默认目标 亮度的EV来捕获所述场景的图像帧。在捕获所述场景的图像帧时，传感器阵列12 将所述图像帧发送到图像处理器16以供处理且存储在图像存储装置20中。
图4A及4B是更加详细地图解说明图像捕获装置内的动态自动曝光补偿过程的 实例性操作的流程图。本文中将参照图像捕获装置10中所包括的来自图2的自动曝 光补偿模块18及阈值存储装置22来说明所述操作。如图4A中所图解说明，可在图 像捕获装置10的制造期间针对传感器阵列12设定亮度阈值26并将其存储在阈值存 储装置22中(50)。可在图像捕获装置10的制造期间针对传感器阵列12设定默认 填充范围28并将其存储在阈值存储装置22中(52)。默认填充范围28包括场景中 的亮区域的填充的低默认填充阈值及高默认填充阈值。
传感器阵列12在图像捕获装置10的默认目标亮度下从场景中获得光信息(54)。 图像捕获控制器14通过基于所述默认目标亮度来执行自动曝光来选择所述默认目标 亮度的EV来控制由传感器阵列12获得的光的量。然后，图像捕获控制器14从传感 器阵列12接收所述场景的光信息且将所述场景划分为多个区域。图像捕获控制器14 基于所述光信息来计算所述场景中所述多个区域中的每一者的亮度值(56)。然后， 图像捕获控制器14将所述所计算的亮度值发送到自动曝光补偿模块18。
自动曝光补偿模块18内的亮度比较模块30将所述场景中所述多个区域中的每一者的亮度值与从阈值存储装置22检索的亮度阈值26相比较(58)。基于所述比较， 亮度比较模块30确定所述场景中所述多个区域中的哪些区域具有比亮度阈值26大的 亮度值，且将这些区域识别为亮区域(60)。也包括在自动曝光补偿模块18中的填 充比较模块32确定所述场景中的亮区域的填充(62)。填充比较模块32可将所述填 充规定为所述场景中的亮区域的数量或规定为亮区域的数量与所述场景中的区域的 总数量的百分比或比率。填充比较模块32将所述场景中的亮区域的填充与从阈值存 储装置22检索的默认填充范围28相比较(64)。
如图4B中所图解说明，填充比较模块32首先将所述亮区域的填充与默认填充 范围28的高默认填充阈值相比较(65)。如果所述场景中的亮区域的填充大于所述 高默认填充阈值，那么目标亮度调整模块36针对所述场景减小图像捕获装置10的默 认目标亮度以设定经调整的目标亮度(66)。然后，自动曝光补偿模块18将所述经 调整的目标亮度发送到图像捕获控制器14 (70)。图像捕获控制器14基于所述经调 整的目标亮度来执行自动曝光以选择所述经调整目标亮度的EV。然后，传感器阵列 12可使用所述经调整目标亮度的EV来捕获所述场景的图像帧(72)。
如果所述场景中的亮区域的填充小于默认填充范围28的高默认填充阈值，那么 填充比较模块将所述亮区域的填充与默认填充范围28的低填充默认阈值相比较 (67)。如果所述场景中的亮区域的填充小于所述低默认填充阈值，那么目标亮度调 整模块36针对所述场景增加图像捕获装置10的默认目标亮度以设定经调整的目标亮 度(68)。然后，自动曝光补偿模块18将所述经调整的目标亮度发送到图像捕获控 制器14 (70)。图像捕获控制器14基于所述经调整的目标亮度来执行自动曝光以选 择所述经调整目标亮度的EV。然后，传感器阵列12可使用所述经调整目标亮度的 EV来捕获所述场景的图像帧(72)。
在任一情况下，可假设目标亮度调整模块36充分地调整默认目标亮度以使其对 于所述场景来说准确。在其它实施例中，目标亮度调整模块36可仅最小程度地调整 所述场景的默认目标亮度。在此情况下，传感器阵列12可在所述经调整的目标亮度 下从场景中获得光信息且图像捕获控制器14可基于所述光信息来计算所述场景的区 域的亮度值。然后，自动曝光补偿模块18反复地再调整所述经调整的目标亮度直到 针对所述场景设定准确的目标亮度或直到达到所允许的最大目标亮度调整。然后，传 感器阵列12可使用所述经再调整的目标亮度的EV来捕获所述场景的图像帧。
如果所述场景中的亮区域的填充小于默认的高默认填充阈值且大于低默认填充 阈值，那么自动曝光补偿模块18针对所述场景维持图像捕获装置10的默认目标亮度 (74)。然后，自动曝光补偿模块18通知图像捕获控制器14使用所述默认目标亮度。 然后，传感器阵列12可使用所述默认目标亮度的EV来捕获所述场景的图像帧(76)。
图5是图解说明使用滞后区来在图像场景序列上大致稳定图像捕获装置的经调 整目标亮度的流程图。本文中将参照图像捕获装置10中所包括的来自图2的自动曝 光补偿模块18及阈值存储装置22来说明所述操作。在设定场景的经调整目标亮度之后，自动曝光补偿模块18可构建滞后区以针对后续场景大致稳定所述经调整的目标亮度。
对于下一场景，传感器阵列12在所述经调整的目标亮度下从下一场景获得光信
息(80)。图像捕获控制器14计算所述下一场景中的多个区域的亮度值(82)。自 动曝光补偿模块18从图像捕获控制器14接收所述下一场景中所述多个区域的所述亮 度值。大致类似于先前场景，亮度比较模块30在所述下一场景中所述多个区域中的 每一者的亮度值与从阈值存储装置22检索的亮度阈值26之间执行亮度比较，以将所 述下一场景中的所述区域中具有比亮度阈值26大的亮度值的一个或一个以上区域识 别为亮区域(84)。
填充比较模块32确定所述下一场景中的亮区域的填充。然后，填充比较模块32 在所述下一场景中的亮区域的填充与从阈值存储装置22检索的默认填充范围28之间 执行亮区域填充比较(86)。如果所述下一场景中的亮区域的所述填充在默认填充范 围28内(87的是分支)，那么填充比较模块32维持默认填充范围28的默认填充阈 值(88)。然后，自动曝光补偿模块18维持所述经调整的目标亮度且通知图像捕获 控制器14使用所述经调整的目标亮度。然后，传感器阵列12可使用所述经调整目标 亮度的EV来捕获所述下一场景的图像帧。
如果所述下一场景中的亮区域的所述填充在默认填充范围28以外(87的否分 支)，那么填充阈值调整模块34确定所述下一场景中的亮区域的填充与默认填充范 围28的默认填充阈值之间的差(90)。填充阈值调整模块34基于所述差来动态地调 整默认填充范围28的默认填充阈值以设定经调整的填充范围29。然后，填充阈值调 整模块34将经调整的填充范围29存储在阈值存储装置22中。以此方式，填充阈值 调整模块34通过设定不同的填充范围来构建滞后区以针对所述下一场景大致稳定所 述经调整的目标亮度。
如果所述差小于预定值(91的是分支)，那么填充阈值调整模块34动态地调整 默认填充范围28的默认填充阈值以设定包括所述下一场景中的亮区域的填充的经调 整填充范围29 (92)。以此方式，自动曝光补偿模块18针对所述下一场景维持所述 经调整的目标亮度以防止先前场景与所述下一场景之间的目标亮度波动。自动曝光补 偿模块18通知图像捕获控制器14使用所述经调整的目标亮度。然后，传感器阵列 12可使用所述经调整目标亮度的EV来捕获所述下一场景的图像帧。
如果所述差大于预定值(91的否分支)，那么填充阈值调整模块34动态地调整 默认填充范围28的默认填充阈值以减小与所述下一场景中的亮区域的填充的差 (94)。以此方式，自动曝光补偿模块18针对所述下一场景最小程度地再调整所述 经调整的目标亮度以提供先前场景与所述下一场景之间的渐进目标亮度变化。自动曝 光补偿模块18将所述经再调整的目标亮度发送到图像捕获控制器14。图像捕获控制 器14可基于所述经再调整的目标亮度来执行自动曝光以选择所述经再调整的目标亮 度的EV。然后，传感器阵列12可使用所述经再调整的目标亮度的EV来捕获所述下一场景的图像帧。
已说明了多个实施例。然而，也可对这些实例做各种修改，且本文所呈现的原理 也可应用于其它实施例。如本文中所说明的方法可实施在硬件、软件及/或固件中。 所述方法的各种任务可实施为可由一个或一个以上逻辑元件阵列(例如，微处理器、 嵌入式控制器或IP核心)执行的指令集。在一个实例中，布置一个或一个以上所述 任务以用于在经配置以控制个人通信装置(例如，蜂窝式电话)的各种装置的操作的 移动台调制解调器芯片或芯片组内执行。
本发明中所说明的技术可实施在通用微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用
集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它等效逻辑装置内。如果实施 在软件中，那么所述技术可作为指令体现在计算机可读媒体上，例如随机存取存储器 (RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦 除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器或类似存储器。所述指令致使一个或 一个以上处理器执行本发明中所说明功能性的某些方面。
作为其它实例，可将实施例部分或整体地实施为硬接线电路，实施为制作成专用 集成电路的电路配置，或实施为加载到非易失性存储装置内的固件程序或作为机器可 读码从数据存储媒体加载或加载到所述数据存储媒体中的软件程序，所述码是可由逻 辑元件阵列(例如，微处理器或其它数字信号处理单元)执行的指令。所述数据存储 媒体可以是存储元件阵列，例如半导体存储器(其可包括但不限于动态或静态RAM、 ROM及/或快闪RAM)或铁电存储器、奥氏存储器、聚合物存储器或相变存储器； 或例如磁盘或光盘等磁盘媒体。
在本发明中，已说明了用于图像捕获装置内的动态自动曝光补偿的技术。所述技 术包括在默认目标亮度对于给定场景来说不准确时动态地调整图像捕获装置的默认 目标亮度以补偿EV。以此方式，如果所述图像捕获装置内的自动曝光过程针对默认 目标亮度选择对于所述场景来说太亮或太暗的EV，那么所述技术设定经调整的目标 亮度。然后，所述自动曝光过程可针对所述经调整的目标亮度选择产生具有适当亮度 的场景的图像帧的EV。
图像捕获装置包括在默认目标亮度下从场景中获得光信息的传感器阵列及基于 所述光信息来计算所述场景中的多个区域的亮度值的图像捕获控制器。根据本文中所 说明的技术，所述图像捕获装置中所包括的自动曝光补偿模块基于所述场景中的所述 区域的所述亮度值及针对所述传感器阵列设定的阈值来确定默认目标亮度对于所述 场景来说是否准确。如果所述默认目标亮度不准确，那么所述自动曝光补偿模块动态 地调整所述默认目标亮度以设定对于所述场景来说准确的经调整目标亮度。然后，所 述传感器阵列可使用所述经调整目标亮度的EV来捕获所述场景的图像帧。以此方式， 所述技术提供对手动自动曝光补偿的简单且便宜的解决方案。
此外，所述技术包括构建滞后区以在图像场景序列上大致稳定所述经调整的目标 亮度。如果所述经调整的目标亮度对于下一场景来说不准确，那么自动曝光补偿模块可通过调整针对所述传感器阵列设定的阈值来构建所述滞后区。所述图像捕获装置中 所包括的自动曝光补偿模块可构建所述滞后区以针对下一场景维持所述经调整的目 标亮度以防止先前场景与所述下一场景之间的目标亮度波动，或针对下一场景最小程 度地再调整所述经调整的目标亮度以提供所述先前场景与所述下一场景之间的渐进 目标亮度变化。此在用所述图像捕获装置捕获一系列静态图像或捕获视频以减小帧之 间的亮度变化时可尤其有用。这些及其它实施例归属于以上权利要求书的范围内。
权利要求
1、一种方法，其包含在默认目标亮度下用图像捕获装置中所包括的传感器阵列从场景中获得光信息；基于所述光信息来计算所述场景中的多个区域的亮度值；及基于所述场景中的所述多个区域的所述亮度值及针对所述传感器阵列设定的阈值来动态地调整所述默认目标亮度以设定所述场景的经调整目标亮度。
2、 如权利要求1所述的方法，其进一步包含基于所述经调整的目标亮度来执行所述场景的自动曝光以选择所述经调整目标 亮度的曝光值；及使用所述经调整目标亮度的所述曝光值用所述传感器阵列来捕获所述场景的图 像帧。
3、 如权利要求l所述的方法，其进一步包含基于所述场景中的所述多个区域在 所述经调整的目标亮度下的所述亮度值及针对所述传感器阵列设定的所述阈值来反 复地再调整所述经调整的目标亮度。
4、 如权利要求l所述的方法，其中在默认目标亮度下从场景中获得光信息包含 基于所述默认目标亮度来执行所述场景的自动曝光以选择所述默认目标亮度的曝光 值。
5、 如权利要求4所述的方法，其进一步包含 维持所述默认目标亮度；及使用所述默认目标亮度的所述曝光值用所述传感器阵列来捕获所述场景的图像帧。
6、 如权利要求l所述的方法，其进一步包含基于所述场景中的所述多个区域的 所述亮度值来确定所述默认目标亮度对于所述场景来说是否准确。
7、 如权利要求6所述的方法，其中确定所述默认目标亮度对于所述场景来说是 否准确包含在所述场景中的所述多个区域中的每一者的所述亮度值与针对所述图像传感器 设定的亮度阈值之间执行亮度比较以将所述区域中具有比所述亮度阈值大的亮度值 的一个或一个以上区域识别为亮区域；及在所述场景中的所述亮区域的填充与针对所述图像传感器设定的默认填充范围 之间执行亮区域填充比较，其中当所述场景中的所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围内时，所述默认 目标亮度对于所述场景来说准确，且其中当所述场景中的所述亮区域的所述填充在所 述默认填充范围以外时，所述默认目标亮度对于所述场景来说不准确。
8、如权利要求l所述的方法，其进一步包含将所述场景中的所述多个区域中的每一者的所述亮度值与针对所述图像传感器 设定的亮度阈值相比较；将所述区域中具有比所述亮度阈值大的亮度值的一个或一个以上区域识别为亮 区域；确定所述场景中的所述亮区域的填充；及将所述亮区域的所述填充与针对所述图像传感器设定的默认填充范围相比较。
9、如权利要求8所述的方法，其中动态地调整所述默认目标亮度包含当所述亮区域的所述填充小于所述默认填充范围的低默认填充阈值时，针对所述 场景增加所述默认目标亮度；当所述亮区域的所述填充大于所述默认填充范围的高默认填充阈值时，针对所述 场景减小所述默认目标亮度；及当所述亮区域的所述填充在所述低默认填充阈值与所述高默认填充阈值之间时， 针对所述场景维持所述默认目标亮度。
10、如权利要求8所述的方法，其中动态地调整所述默认目标亮度包含 当所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围以外时，调整所述默认目标亮度;及当所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围内时，维持所述默认目标亮度。
11、 如权利要求1所述的方法，其进一步包含针对下一场景维持所述经调整的目 标亮度以防止所述场景与所述下一场景之间的目标亮度波动。
12、 如权利要求1所述的方法，其进一步包含针对下一场景最小程度地再调整所 述经调整的目标亮度以提供所述场景与所述下一场景之间询渐进目标亮度变化。
13、 如权利要求1所述的方法，其进一步包含在所述经调整的目标亮度下用所述传感器阵列从下一场景中获得光信息； 基于所述光信息来计算所述下一场景中的多个区域的亮度值；将所述下一场景中的所述多个区域中的每一者的所述亮度值与针对所述图像传 感器设定的亮度阈值相比较；将所述区域中具有比所述亮度阈值大的亮度值的一个或一个以上区域识别为亮 区域；确定所述下一场景中的所述亮区域的填充；将所述亮区域的所述填充与针对所述图像传感器设定的默认填充范围相比较;及 当所述下一场景中的所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围以外时，动态地 调整所述默认填充范围的默认填充阈值以设定经调整的填充范围。
14、 如权利要求13所述的方法，其进一步包含在所述下一场景中的所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围内时维持所述默认填充阈值。
15、 如权利要求13所述的方法，其中动态地调整所述默认填充阈值包含通过设 定不同的填充范围来构建滞后区以大致稳定所述场景与所述下一场景之间的所述经 调整目标亮度。
16、 如权利要求13所述的方法，其进一步包含确定所述默认填充阈值与所述下 一场景中的所述亮区域的所述填充之间的差，其中动态地调整所述默认填充阈值包含 基于所述差来动态地调整所述默认填充阈值。
17、 如权利要求16所述的方法，其中动态地调整所述默认填充阈值包含在所述 差小于预定值时动态地调整所述默认填充阈值以设定包括所述下一场景中的所述亮 区域的所述填充的经调整填充范围以针对所述下一场景维持所述经调整的目标亮度。
18、 如权利要求16所述的方法，其中动态地调整所述默认填充阈值包含在所述 差大于预定值时动态地调整所述默认填充阈值以减小与所述下一场景中的所述亮区 域的所述填充的所述差以针对所述下一场景最小程度地再调整所述经调整的目标亮 度。
19、 如权利要求l所述的方法，其中针对所述图像传感器设定所述阈值包含.-针对所述图像传感器设定亮度阈值；及 针对所述图像传感器设定默认填充范围。
20、 一种计算机可读媒体，其包含致使可编程处理器进行以下操作的指令 在默认目标亮度下用图像捕获装置中所包括的传感器阵列从场景中获得光信息； 基于所述光信息来计算所述场景中的多个区域的亮度值；及基于所述场景中的所述多个区域的所述亮度值及针对所述传感器阵列设定的阈 值来动态地调整所述默认目标亮度以设定所述场景的经调整目标亮度。
21、 如权利要求20所述的计算机可读媒体，其中所述指令致使所述可编程处理器在所述场景中的所述多个区域中的每一者的所述亮度值与针对所述图像传感器 设定的亮度阈值之间执行亮度比较以将所述区域中具有比所述亮度阈值大的亮度值 的一个或一个以上区域识别为亮区域；及在所述场景中的所述亮区域的填充与针对所述图像传感器设定的默认填充范围 之间执行亮区域填充比较，其中当所述场景中的所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围内时，所述默认 目标亮度对于所述场景来说准确，且其中当所述场景中的所述亮区域的所述填充在所 述默认填充范围以外时，所述默认目标亮度对于所述场景来说不准确。
22、 如权利要求20所述的计算机可读媒体，其进一步包含致使所述可编程处理 器进行以下操作的指令将所述场景中的所述多个区域中的每一者的所述亮度值与针对所述图像传感器 设定的亮度阈值相比较；将所述区域中具有比所述亮度阈值大的亮度值的一个或一个以上区域识别为亮 区域；确定所述场景中的所述亮区域的填充；及将所述亮区域的所述填充与针对所述图像传感器设定的默认填充范围相比较。
23、 如权利要求22所述的计算机可读媒体，其中所述指令致使所述可编程处理器当所述亮区域的所述填充小于所述默认填充范围的低默认填充阈值时，针对所述 场景增加所述默认目标亮度；当所述亮区域的所述填充大于所述默认填充范围的高默认填充阈值时，针对所述 场景减小所述默认目标亮度；及当所述亮区域的所述填充在所述低默认填充阈值与所述高默认填充阈值之间时， 针对所述场景维持所述默认目标亮度。
24、 如权利要求20所述的计算机可读媒体，其进一步包含致使所述可编程处理 器针对下一场景维持所述经调整的目标亮度以防止所述场景与所述下一场景之间的 目标亮度波动的指令。
25、 如权利要求20所述的计算机可读媒体，其进一步包含致使所述可编程处理 器针对下一场景最小程度地再调整所述经调整的目标亮度以提供所述场景与所述下 一场景之间的渐进目标亮度变化的指令。
26、 如权利要求20所述的计算机可读媒体，其进一步包含致使所述可编程处理 器进行以下操作的指令在所述经调整的目标亮度下用所述传感器阵列从下一场景中获得光信息； 基于所述光信息来计算所述下一场景中的多个区域的亮度值； 将所述下一场景中的所述多个区域中的每一者的所述亮度值与针对所述图像传 感器设定的亮度阈值相比较；将所述区域中具有比所述亮度阈值大的亮度值的一个或一个以上区域识别为亮区域；确定所述下一场景中的所述亮区域的填充；将所述亮区域的所述填充与针对所述图像传感器设定的默认填充范围相比较;及 当所述下一场景中的所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围以外时，动态地 调整所述默认填充范围的所述默认填充阈值以设定经调整的填充范围。
27、 如权利要求26所述的计算机可读媒体，其中所述指令致使所述可编程处理 器通过设定不同的填充范围来构建滞后区以大致稳定所述场景与所述下一场景之间 的所述经调整目标亮度。
28、 如权利要求26所述的计算机可读媒体，其进一步包含致使所述可编程处理 器进行以下操作的指令确定所述默认填充阈值与所述下一场景中的所述亮区域的所述填充之间的差； 当所述差小于预定值时，动态地调整所述默认填充阈值以设定包括所述下一场景中的所述亮区域的所述填充的经调整填充范围以针对所述下一场景维持所述经调整的目标亮度；及当所述差大于预定值时，动态地调整所述默认填充阈值以减小与所述下一场景中 的所述亮区域的所述填充的所述差以针对所述下一场景最小程度地再调整所述经调 整的目标亮度。
29、 一种装置，其包含传感器阵列，其在默认目标亮度下从场景中获得光信息；图像捕获控制器，其基于所述光信息来计算所述场景中的多个区域的亮度值；及 自动曝光补偿模块，其基于所述场景中的所述多个区域的所述亮度值及针对所述 传感器阵列设定的阈值来动态地调整所述默认目标亮度以设定所述场景的经调整目标亮度。
30、 如权利要求29所述的装置，其中所述图像捕获控制器基于所述经调整的目标亮度来执行所述场景的自动曝 光以选择所述经调整目标亮度的曝光值；且其中所述传感器阵列使用所述经调整目标亮度的所述曝光值来捕获所述场景的 图像帧。
31、 如权利要求29所述的装置，其中所述自动曝光补偿模块基于所述场景中的 所述多个区域在所述经调整的目标亮度下的所述亮度值及针对所述传感器阵列设定 的所述阈值来反复地再调整所述经调整的目标亮度。
32、 如权利要求29所述的装置，其中所述图像捕获控制器基于所述默认目标亮 度来执行所述场景的自动曝光以选择所述默认目标亮度的曝光值。
33、 如权利要求32所述的装置，其中所述自动曝光补偿模块维持所述默认目标亮度；且其中所述传感器阵列使用所述默认目标亮度的所述曝光值来捕获所述场景的图 像帧。
34、 如权利要求29所述的装置，其中所述自动曝光补偿模块基于所述场景中的 所述多个区域的所述亮度值来确定所述默认目标亮度对于所述场景来说是否准确。
35、 如权利要求34所述的装置，其中所述自动曝光补偿模块包括 亮度比较模块，其在所述场景中的所述多个区域中的每一者的所述亮度值与针对所述图像传感器设定的亮度阈值之间执行亮度比较以将所述区域中具有比所述亮度 阈值大的亮度值的一个或一个以上区域识别为亮区域；及填充比较模块，其在所述场景中的所述亮区域的填充与针对所述图像传感器设定 的默认填充范围之间执行亮区域填充比较，其中当所述场景中的所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围内时，所述默认 目标亮度对于所述场景来说准确，且其中当所述场景中的所述亮区域的所述填充在所 述默认填充范围以外时，所述默认目标亮度对于所述场景来说不准确。
36、 如权利要求29所述的装置，其中所述自动曝光补偿模块包括 亮度比较模块，其将所述场景中的所述多个区域中的每一者的所述亮度值与针对所述图像传感器设定的亮度阈值相比较，且将所述区域中具有比所述亮度阈值大的亮度值的一个或一个以上区域识别为亮区域；及填充比较模块，其确定所述场景中的所述亮区域的填充，且将所述亮区域的所述 填充与针对所述图像传感器设定的默认填充范围相比较。
37、 如权利要求36所述的装置，其中所述自动曝光补偿模块包括目标亮度调整模块，所述目标亮度调整模块在所 述亮区域的所述填充小于所述默认填充范围的低默认填充阚值时针对所述场景增加 所述默认目标亮度，且在所述亮区域的所述填充大于所述默认填充范围的高默认填充 阈值时针对所述场景减小所述默认目标亮度；且其中当所述亮区域的所述填充在所述低默认填充阈值与所述高默认填充闽值之 间时，所述自动曝光补偿模块针对所述场景维持所述默认目标亮度。
38、 如权利要求36所述的装置，其中所述自动曝光补偿模块包括目标亮度调整模块，所述目标亮度调整模块在所 述亮区域的所述填充在所述默认填充范围以外时调整所述默认目标亮度；且其中所述自动曝光补偿模块在所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围内时 维持所述默认目标亮度。
39、 如权利要求29所述的装置，其中所述自动曝光补偿模块针对下一场景维持 所述经调整的目标亮度以防止所述场景与所述下一场景之间的目标亮度波动。
40、 如权利要求29所述的装置，其中所述自动曝光补偿模块针对下一场景最小 程度地再调整所述经调整的目标亮度以提供所述场景与所述下一场景之间的渐进目 标亮度变化。
41、 如权利要求29所述的装置，其中所述传感器阵列在所述经调整的目标亮度下从下一场景中获得光信息； 其中所述图像捕获控制器基于所述光信息来计算所述下一场景中的多个区域的 亮度值；且其中所述自动曝光补偿模块包括亮度比较模块，其将所述下一场景中的所述多个区域中的每一者的所述亮度 值与针对所述图像传感器设定的亮度阈值相比较且将所述区域中具有比所述亮度 阈值大的亮度值的一个或一个以上区域识别为亮区域，填充比较模块，其确定所述下一场景中的所述亮区域的填充且将所述亮区域 的所述填充与针对所述图像传感器设定的默认填充范围相比较，及填充阈值调整模块，其在所述下一场景中的所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围以外时动态地调整所述默认填充范围的默认填充阈值以设定经调整的 填充范围。
42、 如权利要求41所述的装置，其中所述自动曝光补偿模块在所述下一场景中的所述亮区域的所述填充在所述默认填充范围内时维持所述默认填充阈值。
43、 如权利要求41所述的装置，其中所述填充阈值调整模块通过设定不同的填 充范围来构建滞后区以大致稳定所述场景与所述下一场景之间的所述经调整目标亮 度。
44、 如权利要求41所述的装置，其中所述填充比较模块确定所述默认填充阈值与所述下一场景中的所述亮区域 的所述填充之间的差；且其中所述填充阈值调整模块基于所述差来动态地调整所述默认填充阈值。
45、 如权利要求44所述的装置，其中所述填充阈值调整模块在所述差小于预定值时动态地调整所述默认填充阈 值以设定包括所述亮区域的所述填充的经调整填充范围；且其中所述自动曝光补偿模块针对所述下一场景维持所述经调整的目标亮度。
46、 如权利要求44所述的装置，其中所述填充阈值调整模块在所述差大于预定值时动态地调整所述默认填充阈 值以减小与所述下一场景中的所述亮区域的所述填充的所述差，且其中所述目标亮度调整模块针对所述下一场景最小程度地再调整所述经调整的 目标亮度。
47、 如权利要求29所述的装置，其进一步包含包括以下各项的阈值存储装置 针对所述图像传感器设定的亮度阈值； 针对所述图像传感器设定的默认填充范围；及由所述自动曝光补偿模块设定的经调整填充范围。
48、 如权利要求47所述的装置，其中所述场景中的所述多个区域中的每一者的 所述亮度值包含0与255之间的光亮度值，且其中所述亮度阈值包含设定在最大光亮 度值255附近的光亮度值。
49、 如权利要求47所述的装置，其中所述默认填充范围包括设定为所述场景中的所述多个区域的约0.5%的低默认填充阈值；及 设定为所述场景中的所述多个区域的约3%的高默认填充阈值。
50、 一种装置，其包含用于在默认目标亮度下从场景中获得光信息的装置； 用于基于所述光信息来计算所述场景中的多个区域的亮度值的装置；及 用于基于所述场景中的所述多个区域的所述亮度值及阈值来动态地调整所述默 认目标亮度以设定所述场景的经调整目标亮度的装置。
51、 如权利要求50所述的装置，其中所述用于动态地调整所述默认目标亮度的 装置包括用于将所述场景中的所述多个区域中的每一者的所述亮度值与针对所述图像传 感器设定的亮度阔值相比较且将所述区域中具有比所述亮度阈值大的亮度值的一个 或一个以上区域识别为亮区域的装置；用于确定所述场景中的所述亮区域的填充且将所述亮区域的所述填充与针对所述图像传感器设定的默认填充范围相比较的装置；及用于在所述亮区域的所述填充小于所述默认填充范围的低默认填充阈值时针对 所述场景增加所述默认目标亮度，在所述亮区域的所述填充大于所述默认填充范围的 高默认填充阈值时针对所述场景减小所述默认目标亮度且在所述亮区域的所述填充 在所述低默认填充阈值与所述高默认填充阈值之间时针对所述场景维持所述默认目 标亮度的装置。
52、 如权利要求50所述的装置，其中所述用于动态地调整所述默认目标亮度的 装置针对下一场景维持所述经调整的目标亮度以防止所述场景与所述下一场景之间 的目标亮度波动。
53、 如权利要求50所述的装置，其中所述用于动态地调整所述默认目标亮度的 装置针对下一场景最小程度地再调整所述经调整的目标亮度以提供所述场景与所述 下一场景之间的渐进目标亮度变化。
全文摘要
本发明描述用于图像捕获装置内的动态自动曝光补偿的技术。所述技术包括动态地调整场景的默认目标亮度以补偿由自动曝光过程选择的曝光值(EV)。传感器阵列在默认目标亮度下从所述场景中获得光信息且图像捕获控制器基于所述光信息来计算所述场景中的多个区域的亮度值。自动曝光补偿模块基于所述场景中所述多个区域的所述亮度值及针对所述传感器阵列设定的阈值来动态地调整所述默认目标亮度以设定经调整的目标亮度。然后，所述传感器阵列可使用所述经调整目标亮度的EV来捕获所述场景的图像帧。所述技术还包括构建滞后区以在图像场景序列上大致稳定所述经调整的目标亮度。
文档编号H04N5/235GK101529891SQ200780030901
公开日2009年9月9日 申请日期2007年8月22日 优先权日2006年8月22日
发明者英谢·诺依斯, 鲁宾·M·贝拉尔德 申请人:高通股份有限公司