高动态范围图像的生成方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种高动态范围图像的生成方法和装置。所述方法包括：通过曝光量设置不同的拍摄设备，同时获取拍摄目标的不同图像；根据亮度将从不同拍摄设备获取的图像融合，获取所述拍摄目标的高动态范围HDR图像。本发明实施例提供的高动态范围图像的生成方法和装置降低了高动态范围图像的拍摄时间。
【专利说明】
高动态范围图像的生成方法和装置
技术领域
[0001]本发明实施例涉及智能终端技术领域，尤其涉及一种高动态范围图像的生成方法和装置。
【背景技术】
[0002]随着数码相机、各种配备摄像头的移动终端的普及，拍摄数码照片在人们的生活中已经是司空见惯的事情。时下智能手机风靡全球，拍照功能成了主要卖点，但是为了适应市场，手机尺寸越做越薄，必须限制拍摄设备(camera)的高度才能保证整机厚度。理论上拍摄设备传感器的感光面积越大才能提供更好的画质，单颗摄像头增大感光面积就得搭配更高的镜头，但这无法满足结构和外观的设计需求。
[0003]在拍摄数码照片时，常常会遇到拍摄目标物必须逆光的情况。在这种情况下拍摄的照片常常会因为在图像的高亮部分或者阴暗部分的细节缺失而使得图像的质量大打折扣。如果采用高动态范围(High dynamic range, HDR)拍照模式则可以很好的解决上述问题。
[0004]HDR功能可以提高拍照的画质，让照片中的细节更多。然而，现有的HDR图像的拍摄过程一般是使用同一个拍摄设备进行多次拍摄，再对通过多次拍摄获得的图像进行融合。通常是连拍出三张照片才能合成出一张，这就意味着，HDR图像的拍摄时间是其他普通图像拍摄时间的数倍。HDR的拍摄时间较长容易造成拍照模糊而且拍照用时较长，并且，软件实现HDR功能只能用于拍照后，在预览时候不能实现HDR功能。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例提出一种高动态范围图像的生成方法和装置，以降低高动态??围图像的拍摄响应时间。
[0006]—方面，本发明实施例提供了一种高动态范围图像的生成方法，所述方法包括:
[0007]通过终端上配置的至少两个曝光量设置不同的拍摄设备，同时获取拍摄目标的至少两个图像；
[0008]根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像。
[0009]另一方面，本发明实施例还提供了一种高动态范围图像的生成装置，所述装置包括:
[0010]图像获取模块，用于通过终端上配置的至少两个曝光量设置不同的拍摄设备，同时获取拍摄目标的至少两个图像；
[0011]融合模块，用于根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像。
[0012]本发明实施例提供的高动态范围图像的生成方法和装置，通过从曝光量不同的多个拍摄设备同时获取拍摄目标的多个图像，根据所述多个图像的亮度对所述多个图像进行融合，从而避免了目前高动态范围图像获取过程中的多次拍摄，有效的降低了高动态范围图像的拍摄时间。
【附图说明】
[0013]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0014]图1是本发明第一实施例提供的高动态范围图像的生成方法的流程图；
[0015]图2是本发明第二实施例提供的高动态范围图像的生成方法中融合操作的流程图；
[0016]图3是本发明第三实施例提供的高动态范围图像的生成装置的结构图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0018]第一实施例
[0019]图1为本发明第一实施例提供的高动态范围图像的生成方法的流程图。在该技术方案中，所述高动态范围图像的生成方法由所述高动态范围图像的生成装置执行。并且，所述高动态范围图像的生成装置集成在用于拍摄高动态范围图像的电子设备中。该电子设备可以是平板电脑或者智能手机等。并且，该电子设备包括图像信号处理器(Image signalprocessor, ISP)。
[0020]参见图1，所述高动态范围图像的生成方法包括:
[0021]S110，通过终端上配置的至少两个曝光量设置不同的拍摄设备，同时获取拍摄目标的至少两个图像。
[0022]所述拍摄设备可以是数码相机，也可以是摄像头。所述拍摄设备的数量至少是两个。优选的，所述拍摄设备的数量为奇数个。更为优选的，所述拍摄设备的数量是三个。
[0023]各个拍摄设备通过通信连接与所述ISP连接。所述通信连接可以是所述计算设备内部的各种连接。所述通信连接还可以是所述计算设备外部的各种通信总线，例如USB总线。
[0024]所述拍摄设备分别被设置为不同的曝光量参数。具体的，以拍摄设备的数量是三个为例，可以将三个拍摄设备中一个的曝光量设置为EV0，另一个的曝光量设置为EV+1，最后一个的曝光量设置为EV-1。
[0025]采用各个拍摄设备同时对拍摄目标，例如人，进行拍摄，能够同时得到曝光量不同的多张图像。拍摄设备由于同时设置在终端上，其由于位置差距而产生的拍摄图像的差别极为微小，可以忽略不计。
[0026]S120，根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的高动态范围图像。
[0027]由于不同拍摄设备的曝光量参数的设置不同，所以由不同的拍摄设备获取到的图像在不同频段包含图像的细节部分的程度不同。比如说，曝光量设置为EV+1的拍摄设备获取到的图像在低频部分包含更多的细节，而曝光量设置为EV-1的拍摄设备获取到的图像在高频部分包含更多的细节。
[0028]为了能够生成所述高动态范围(High dynamic range, HDR)图像，可以以多幅图像中的一幅为基准图像，识别所述基准图像中的过曝区块和欠曝区块。然后根据识别的过曝区块和欠曝区块融合其他两幅图像的图像数据，最终生成所述HDR图像。
[0029]本实施例通过在终端上配置的至少两个曝光量设置不同的拍摄设备，同时拍摄目标的至少两个图像，以及根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的高动态范围图像，有效的降低了高动态范围图像的拍摄时间。
[0030]在上述方案的基础上，根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像之后，还包括:将所述HDR图像进行预览显示。即，所形成的HDR图像可以用于预览显示，这也解决了采用软件实现HDR功能时无法进行预览的问题。
[0031]第二实施例
[0032]图2为本发明第二实施例提供的高动态范围图像的生成方法的流程图。本实施例以本发明上述实施例为基础，进一步的提供了高动态范围图像的生成方法中融合操作的一种具体实现方式。
[0033]参见图2，该方法包括:
[0034]S201、通过终端上配置的至少两个曝光量设置不同的拍摄设备，同时获取拍摄目标的至少两个图像；
[0035]本实施例中，假设通过曝光量分别设置为EV-1、EVO、EV+1的拍摄设备获取三张图像。
[0036]前述实施例中，根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像的操作具体执行如下步骤:
[0037]S202，将各所述图像分区。
[0038]具体的，将各图像采用相同的分区规则进行分区，则各图像中区块的位置相互对应。例如，可以将从不同拍摄设备获取到的各个图像以16行，12列平均进行分区。执行上述分区之后，各个原始图像被分为192个区块。
[0039]S203，根据曝光量从所述至少两个图像中选择一个作为基准图像；
[0040]以从奇数个拍摄设备获取图像为例，选择基准图像时，优选选择曝光量设置为中间值的一幅图像作为所述基准图像。而在前文所举的三个拍摄设备获取图像的例子中，优选选择将所述曝光量设置为EVO的一幅图像作为所述基准图像。
[0041]S204，根据所述基准图像中各区块的亮度，确定所述基准图像中的欠曝区块和过曝区块；
[0042]在基准图像中，各区块存在亮度差异，可按照预设规则从中区分出欠曝区块和过曝区块。预设规则可以为多种，典型的有如下两种方式:
[0043]第一种方式:根据所述基准图像中各区块的亮度，将区块亮度大于过曝亮度阈值的区块确定为过曝区块，将区块亮度小于欠曝亮度阈值的区块确定为欠曝区块，其中，所述过曝亮度阈值和欠曝亮度阈值根据所述基准图像亮度平均值确定；
[0044]在上述方式中，可以直接用基准图像亮度平均值来划分过曝和欠曝。亮度平均值是每个区块的亮度平均值。每个区块的亮度可以是识别RGB三色亮度再求均值而获得。当直接采用基准图像亮度平均值作为过曝亮度阈值和欠曝亮度阈值时，则基准图像中的区块被划分为欠曝区块和过曝区块。优选是，可在基准图像亮度平均值的基础上，上浮设定阈值作为过曝亮度阈值，下浮设定阈值作为欠曝亮度阈值。还可以将基准图像亮度平均值代入设定公式来计算过曝亮度阈值和欠曝亮度阈值。这样使得在基准图像中可包括欠曝区块、正常区块和过曝区块。
[0045]第二种方式:根据所述基准图像中各区块的亮度对区块进行排序，按照排序分别选择设定数量的区块作为过曝区块和欠曝区块。
[0046]上述方式中，按照亮度从大到小的顺序将区块进行排序，然后选取排序靠前的设定数量区块作为过曝区块，选取排序靠后的设定数量的区块作为欠曝区块。当然，也可以按照比例来选择。过曝区块和欠曝区块的数量可以不同。
[0047]本领域技术人员可以理解，在基准图像中识别欠曝区块和过曝区块的方式不限于上述两种。
[0048]S205，根据所述欠曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块。
[0049]具体的，可以根据所述欠曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择亮度最高的图像区块作为所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块。
[0050]例如，假设第一区块为欠曝区块，则将基准图像中的第一区块与其他图像的第一区块的亮度进行比较，选择其他图像中亮度最高的第一区块作为实际使用区块。通常曝光量较大的拍摄设备，拍摄的图像区块亮度较高，可用于代替基准图像中的该欠曝区块。
[0051]S206，根据所述过曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块。
[0052]具体的，可以根据所述过曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择亮度最低的图像区块作为所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块。
[0053]例如，假设第二区块为过曝区块，则将基准图像中的第二区块与其他图像的第二区块的亮度进行比较，选择其他图像中亮度最低的第二区块作为实际使用区块。通常曝光量较小的拍摄设备，拍摄的图像区块亮度较小，可用于代替基准图像中的该过曝区块。
[0054]S207，根据所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块，以及所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块，生成所述HDR图像。
[0055]完成了所述HDR图像的各个实际使用区块的选择之后，将所述实际使用区块拼合，即生成所述HDR图像。
[0056]本实施例通过将各所述图像分区，根据曝光量从所述至少两个图像中选择一个作为基准图像，并识别欠曝区块及过爆区块，根据所述欠曝区块位置上不同图像的亮度，选择所述HDR图像在所述欠曝区块上的实际使用区块，根据所述过曝区块位置上不同图像的亮度，选择所述HDR图像在所述过曝区块上的实际使用区块，根据所述HDR图像在所述欠曝区块上的实际使用区块，以及所述HDR图像在所述过曝区块上的实际使用区块，生成所述HDR图像，实现了 HDR图像的生成。
[0057]在本实施例的基础上，优选是根据曝光量从所述至少两个图像中选择一个作为基准图像之后，还包括:
[0058]根据各拍摄设备的曝光量排序，分别确定所述基准图像之外的其他图像为过曝图像和欠曝图像；
[0059]在过曝图像中，将区块亮度大于基准图像对应区块亮度的区块删除；
[0060]在欠曝图像中，将区块亮度小于基准图像对应区块亮度的区块删除。
[0061]上述过程即在选择实际使用区块之前，先对过曝图像和欠曝图像进行滤波，滤除当中不可能成为实际使用区块的区块，这样减少后续的比对操作。
[0062]例如，EV+1对应的图像为过曝图像，EV-1对应的图像为过曝图像，则在过曝图像中，将区块亮度大于基准图像区块亮度的区块滤除，类似的，在欠曝图像中，将区块亮度小于基准图像区块亮度的区块滤除。
[0063]第三实施例
[0064]图3为本发明第三实施例提供的高动态范围图像的生成装置的结构示意图。在该技术方案中，所述高动态范围图像的生成装置包括:图像获取模块31以及融合模块32。
[0065]所述图像获取模块31用于通过终端上配置的至少两个曝光量设置不同的拍摄设备，同时获取拍摄目标的至少两个图像。
[0066]所述融合模块32用于根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像。
[0067]可选的，所述融合模块32包括:分区单元321、基准图像确定单元322、区块区分单元323、欠曝选择单元324、过曝选择单元325和图像融合单元326。
[0068]其中，分区单元321，用于将各所述图像分区；基准图像确定单元322，用于根据曝光量从所述至少两个图像中选择一个作为基准图像；区块区分单元323，用于根据所述基准图像中各区块的亮度，确定所述基准图像中的欠曝区块和过曝区块；欠曝选择单元324，用于根据所述欠曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块；过曝选择单元325，用于根据所述过曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块；图像融合单元326，用于根据所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块，以及所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块，生成所述HDR图像。
[0069]优选的是，所述区块区分单元323具体用于:
[0070]根据所述基准图像中各区块的亮度，将区块亮度大于过曝亮度阈值的区块确定为过曝区块，将区块亮度小于欠曝亮度阈值的区块确定为欠曝区块，其中，所述过曝亮度阈值和欠曝亮度阈值根据所述基准图像亮度平均值确定；或
[0071]根据所述基准图像中各区块的亮度对区块进行排序，按照排序分别选择设定数量的区块作为过曝区块和欠曝区块。
[0072]并且，所述融合模块32还包括:双通过滤单元327，用于根据曝光量从所述至少两个图像中选择一个作为基准图像之后，根据各拍摄设备的曝光量排序，分别确定所述基准图像之外的其他图像为过曝图像和欠曝图像；在过曝图像中，将区块亮度大于基准图像对应区块亮度的区块删除；在欠曝图像中，将区块亮度小于基准图像对应区块亮度的区块删除。
[0073]可选的，所述欠曝选择单元324具体用于:根据所述欠曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择亮度最高的图像区块作为所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块。
[0074]可选的，所述过曝选择单元325具体用于:根据所述过曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择亮度最低的图像区块作为所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块。
[0075]该装置还可以包括:预览模块33，用于根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像之后，将所述HDR图像进行预览显示。
[0076]本发明实施例所提供的高动态范围图像的生成装置，可执行本发明实施例所提供的高动态范围图像的生成方法，具备相应的功能和有益效果。
[0077]上述技术方案，为了缩小HDR拍照时间，可以采用三个或多个摄像头模组实现，每个模组同时拍一张照片可以省去其他照片的拍摄时间，同时还可以实现预览实时HDR，大大提升了 HDR的拍摄体验。
[0078]本领域普通技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
[0079]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间的相同或相似的部分互相参见即可。
[0080]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高动态范围HDR图像的生成方法，其特征在于，包括: 通过终端上配置的至少两个曝光量设置不同的拍摄设备，同时获取拍摄目标的至少两个图像； 根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像包括: 将各所述图像分区； 根据曝光量从所述至少两个图像中选择一个作为基准图像； 根据所述基准图像中各区块的亮度，确定所述基准图像中的欠曝区块和过曝区块；根据所述欠曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块； 根据所述过曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块； 根据所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块，以及所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块，生成所述HDR图像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述基准图像中各区块的亮度，确定所述基准图像中的欠曝区块和过曝区块包括: 根据所述基准图像中各区块的亮度，将区块亮度大于过曝亮度阈值的区块确定为过曝区块，将区块亮度小于欠曝亮度阈值的区块确定为欠曝区块，其中，所述过曝亮度阈值和欠曝亮度阈值根据所述基准图像亮度平均值确定；或 根据所述基准图像中各区块的亮度对区块进行排序，按照排序分别选择设定数量的区块作为过曝区块和欠曝区块。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据曝光量从所述至少两个图像中选择一个作为基准图像之后，还包括: 根据各拍摄设备的曝光量排序，分别确定所述基准图像之外的其他图像为过曝图像和欠曝图像； 在过曝图像中，将区块亮度大于基准图像对应区块亮度的区块删除； 在欠曝图像中，将区块亮度小于基准图像对应区块亮度的区块删除。5.根据权利要求2-4任一所述的方法，其特征在于: 根据所述欠曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块包括:根据所述欠曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择亮度最高的图像区块作为所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块； 根据所述过曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块包括:根据所述过曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择亮度最低的图像区块作为所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像之后，还包括: 将所述HDR图像进行预览显示。7.一种高动态范围HDR图像的生成装置，其特征在于，包括: 图像获取模块，用于通过终端上配置的至少两个曝光量设置不同的拍摄设备，同时获取拍摄目标的至少两个图像； 融合模块，用于根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述融合模块包括: 分区单元，用于将各所述图像分区； 基准图像确定单元，用于根据曝光量从所述至少两个图像中选择一个作为基准图像；区块区分单元，用于根据所述基准图像中各区块的亮度，确定所述基准图像中的欠曝区块和过曝区块； 欠曝选择单元，用于根据所述欠曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块； 过曝选择单元，用于根据所述过曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块； 图像融合单元，用于根据所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块，以及所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块，生成所述HDR图像。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述区块区分单元具体用于: 根据所述基准图像中各区块的亮度，将区块亮度大于过曝亮度阈值的区块确定为过曝区块，将区块亮度小于欠曝亮度阈值的区块确定为欠曝区块，其中，所述过曝亮度阈值和欠曝亮度阈值根据所述基准图像亮度平均值确定；或 根据所述基准图像中各区块的亮度对区块进行排序，按照排序分别选择设定数量的区块作为过曝区块和欠曝区块。10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述融合模块还包括: 双通过滤单元，用于根据曝光量从所述至少两个图像中选择一个作为基准图像之后，根据各拍摄设备的曝光量排序，分别确定所述基准图像之外的其他图像为过曝图像和欠曝图像；在过曝图像中，将区块亮度大于基准图像对应区块亮度的区块删除；在欠曝图像中，将区块亮度小于基准图像对应区块亮度的区块删除。11.根据权利要求8-10任一所述的装置，其特征在于: 所述欠曝选择单元具体用于:根据所述欠曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择亮度最高的图像区块作为所述HDR图像在所述欠曝区块位置上的实际使用区块； 所述过曝选择单元具体用于:根据所述过曝区块在不同图像中对应区块的亮度，选择亮度最低的图像区块作为所述HDR图像在所述过曝区块位置上的实际使用区块。12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括: 预览模块，用于根据亮度将所述至少两个图像进行融合，以形成所述拍摄目标的HDR图像之后，将所述HDR图像进行预览显示。
【文档编号】G06T5/50GK105872393SQ201510896312
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月8日
【发明人】吴凯
【申请人】乐视移动智能信息技术（北京）有限公司