恒定包围的高动态范围（cHDR）操作的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开内容一般地设及数字摄影领域。更具体地，本发明设及用于在适合场景时 采集和处理高动态范围图像的技术。如同本文所使用的，术语数码相机、数字成像系统或设 备等意指具有采集数字图像（静止图像和视频）的能力的任何设备、装置或系统。
【背景技术】
[0002] 现今，许多个人电子设备都配备有数字相机。说明性的个人电子设备包括但不限 于移动电话、个人数据助理、便携式音乐播放器、笔记本计算机系统、桌面计算机系统、平板 计算机系统及诸如手表和眼镜的可穿戴电子设备。在运些类型的设备中使用的图像传感器 通常具有相对较小的动态范围。也就是，它们在单个图像中采集从完全黑暗到充满日光的 光照范围的能力是有限的。消费级的传感器通常仅提供8-10位的分辨率。运样的传感器 能够区分256-1024个不同的亮度级别（假定没有噪声）；256-1024通常是不足W充分表示 它们所曝光的光照范围的数量。场景超出传感器/相机的动态范围的一个结果是：像素被 裁剪掉。随着所裁剪的像素的数量增加，会到达图像变得看上去并不悦目的点。
[0003] 高动态范围成像化DRI或皿时是由数字采集系统用来再现比使用标准的单图像 采集技术可能达到的动态范围更大的动态范围的一系列技术。具体地，皿R图像一般通过 采集多个标准图像来实现，通常利用包围曝光，在包围曝光中每个图像均按不同的曝光值 来采集，然后多个标准图像被合并成单个皿R图像。在提供具有扩展的动态范围的图像的 同时，运些操作并不是任意使用的。当试图将具有不同的曝光水平的各个采集图融合成皿R 图像时，当场景中存在对象运动时则很难避免重影，即使使用了先进的去重影技术。运是包 围曝光皿R操作的根本局限。由于该局限，因而仅在需要时才采用皿R技术是很重要的。
【发明内容】
[0004] 本公开内容设及执行新颖的皿R采集序列的系统、方法和计算机可读介质。在一 种实施例中，本发明公开的主题提供获得第一曝光值（被选择来对场景进行与中间或EVO 曝光值相关的不足曝光）的方法，该方法然后可W被用来采集场景的多个图像，所有图像 采集都按第一曝光值。然后，对于每个采集的图像都可W获得一个或多个色调映射图（其 中每个图像都具有相同数量的色调映射图）。在每个图像与多于一个色调映射图关联时，每 个色调映射图都可W与图像的不同区域关联。在一种实施例中，色调映射图可W从配置为 与设备的图像采集电路一起工作的专用硬件获得。每个色调映射图都可W被应用于其相应 的采集图像（或者它的一部分）W生成色调映射的图像，并且在某些情况下生成噪声信息 (每个采集图像一个色调映射的图像）。在某些实施例中，每个图像同样可W用相应的（亮 度）直方图来获得（每个色调映射图都具有相应的直方图）。在此类情况下，可W为每个 色调映射的图像基于该色调映射的图像的相应色调映射图和直方图来生成噪声放大掩模。 为了清晰起见，如果获得了用于每个图像的多个色调映射图和（亮度）直方图，则每个直 方图对应于其相应图像的不同部分或区域，正如每个色调映射图那样。像色调映射图一样， 直方图可W由专用硬件生成。高动态范围的输出图像可W通过根据两个或更多个色调映射 的图像的相应的噪声放大掩模来融合运两个或更多个色调映射的图像而生成。在一种实施 例中，被融合的色调映射的图像可W首先被分解（例如，经由金字塔或小波分解），在分解 的图像中的相应层根据所分解图像的噪声放大掩模之一或两者来结合。最后，色调映射的 图像的各个融合层可W被重构W生成可W存储于存储器内的和/或进行显示的皿R合成图 像。
【附图说明】
[0005] 图1W流程框图的形式示出了根据一种实施例的恒定包围皿R(C皿时操作。
[0006] 图2W流程图的形式示出了根据一种实施例的由局部色调映射图得出的噪声放 大掩模生成操作。
[0007] 图3W流程图的形式示出了根据一种实施例的图像融合操作。
[0008] 图4W框图的形式示出了根据一种实施例的电子设备。
【具体实施方式】
[0009]本公开内容设及在适合场景时使用新颖的皿R采集序列来采集并处理高动态范 围（皿时图像的系统、方法和计算机可读介质。一般地，公开了用于按单个曝光值（被选择 来对场景进行稍微不足的曝光）采集多个图像的技术。局部色调映射化TM)可W被应用于 每个图像并且结合图像亮度信息来使用，W使噪声放大掩模显影W便在融合操作过程中使 用。按照所公开的方式来获得并融合的图像提供了具有改善的噪声和去重影特性的高动态 范围。
[0010] 出于解释的目的，在下面的描述中阐述了众多具体的细节，W便提供关于所公开 的概念的全面理解。作为该描述的一部分，本公开内容的一些附图W框图的形式来表示结 构和设备，W便避免使所公开的概念的新颖的方面变得晦涩难懂。为了清晰起见，并非实际 实现方式的全部特征都进行描述。而且，在本公开内容中使用的语言主要出于可读性和指 导的目的而选择，而并非为了划定或限制本发明的主题而选择，诉诸于为确定该发明的主 题所必需的权利要求书。在本公开内容中对"一种实施例"或"实施例"的引用意指结合该 实施例来描述的特定特征、结构或特性包含于本公开的主题的至少一种实施例中，并且对 "一种实施例"或"实施例"的多个引用不应被理解为一定是全部引用同一实施例。
[0011] 将意识到，在任何实际实现方式的开发中（例如，在任何软件和/或硬件开发项目 中），必须做出众多的决定W实现开发者的具体目标（例如，符合系统相关及业务相关的约 束），并且运些目标在不同的实现方式间可W是不同的。还将意识到，运样的开发工作可能 是复杂的且耗时的，但是对本领域技术人员而言在设计中仍然是惯例任务的是：图像采集 与处理系统的实现方式拥有本公开内容的好处。
[0012] 参照图1，根据一种实施例的恒定包围皿R(C皿时操作100最初接收皿R得分（框 105)。例如，皿R得分可W表示根据当前曝光值采集的图像将会具有大量的裁剪像素的可能 性。如同本文所使用的，术语"裁剪像素"指其值比指定的裁剪阔值大的像素。在使用8个 位来表示每个像素通道的实施例中，如果裁剪阔值为255,则其值为255的任何像素通道都 可W被认为是要裁剪的。在另一种实施例中，如果裁剪阔值为247,则其值大于247的任何 像素通道都可W被认为是要裁剪的。应当理解，所采用的裁剪阔值可W至少取决于所选择 的具体图像传感器W及图像采集设备的期望用途是什么。如果皿R得分指示EVO(由例如 自动曝光模块或系统返回的曝光值）将会产生数量可接受的剪裁像素（框110的"否"分 支），则图像可W根据非皿R过程使用EVO来采集（框115)。如果皿R得分指示EVO将会产 生数量不可接受的剪裁像素（框110的"是"分支），则曝光值可W被设定为对场景进行稍 微不足的曝光（表示为EV-)，W便使剪裁像素的数量减少到可接受的水平（框120)。在一 种实施例中，EV-可W被设定为比由EVO指示的档数小1/2档。在另一种实施例中，EV-可 W被设定为比由EVO指示的档数小一整档。一般地，使曝光值偏移的量可W由具体的图像 采集系统的具体品质（例如，操作特性）W及该系统的预期用途来确定。如同本文所使用 的，"档（stop)"或"f档（f-stop)"指的是图像采集设备的F数（设备焦距与其孔径直径 之比）。所选的EV-可W被用来采集场景的多个图像（框125)。也就是，指定数量的图像 (也称