[发明专利]一种宽动态摄像机实现方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及摄像机及视频监控领域，具体是指一种宽动态摄像机实现方法及装置。

背景技术

传统的摄像机当在光线对比非常强烈的情况下，摄像机输出的图像高亮区域会曝光过度，画面变成白色，而低亮区域会因曝光不足而变成黑色，严重影响图像质量。为了改善上述问题，宽动态摄像机概念被提出并推出了相应产品。

典型宽动态摄像机的实现方法主要有两类：一类是通过对图像的增强变换来增加图像的动态范围，一类是在一个图像信号处理器中利用不同曝光获取明暗区域的图像信息，然后在该图像信号处理器中通过数字图像合成的方式实现。基于增强变换的方法即数字宽动态，是将原始数据通过相关映射达到增强图像动态范围的目的，因此，图像的细节信息也会相应受到损失。基于一个图像信号处理器利用不同曝光实现宽动态的方法，由于图像信号处理器芯片中要采取双通道图像处理模式，其芯片设计逻辑结构复杂，资源开销大，对于高清摄像机具有较高的带宽和工作频率，即功耗高，芯片可实现性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽动态摄像机实现方法及装置，其采用多个图像信号处理器结构来实现摄像机的宽动态技术，由于图像信号处理器中图像处理单元占用了95%以上的资源，而单个图像信号处理器中图像处理单元是单通道的，因此，本发明采用多芯片结构实现宽动态的优点是：单个芯片逻辑结构更简单，可实现性更强；资源开销小，功耗更低；频率更地，带宽低，提高了一体机机芯处理的能力和速度；同时保留了单芯片使用时的低成本等优势，且通过多芯片的结构能获得很好的宽动态效果。

本发明的目的通过下述技术方法实现：

一种宽动态摄像机实现方法，包括以下步骤：

步骤A：获取N帧原始图像的步骤，N≥2；

步骤B：将N帧原始图像与N个图像信号处理器一一对应分别送至N个图像信号处理器的步骤；

步骤C：N帧原始图像分别在对应图像信号处理器中进行图像处理的步骤；

步骤D：将经过图像处理后的N帧图像进行宽动态合成获得更高动态范围图像的步骤；

步骤A获取的 N帧原始图像存在以下两种情形：

情形1：在N帧原始图像中，所有原始图像的曝光均相同；

情形2：在N帧原始图像中，至少存在一帧原始图像的曝光与其余帧原始图像的曝光不同；

步骤B的具体过程为：将N帧原始图像全部送至第一个图像信号处理器，其中一帧原始图像在第一个图像信号处理器中进行图像处理，将第一余下帧原始图像送至第二个图像信号处理器，第一余下帧原始图像中的一帧原始图像在第二个图像信号处理器中进行图像处理，将第二余下帧原始图像送至下一个图像信号处理器，依次类推，直到最后一帧原始图像送至最后一个图像信号处理器中进行处理；

步骤C中的图像处理需要经过曝光处理、白平衡处理、色彩插值和色彩分离步骤；

步骤D的具体过程存在以下2种情形：

情形1：将第N个图像信号处理器处理后的图像数据与第N-1个图像信号处理器处理后的图像数据通过宽动态合成的方法合成，然后将该合成后的图像与第N-2个图像信号处理器处理后的图像数据合成更高动态范围的图像，依次类推，直到与第一个图像信号处理器处理后的图像合成，将得到最终的宽动态范围图像；

情形2：将第1个图像信号处理器处理后的图像数据与第2个图像信号处理器处理后的图像数据通过宽动态合成的方法合成，然后将该合成后的图像与第3个图像信号处理器处理后的图像数据合成更高动态范围的图像，依次类推，直到与第N个图像信号处理器处理后的图像合成，将得到最终的宽动态范围图像。

 

依照上述方法，本发明利用将图像信号分为N帧原始图像，再利用与N帧原始图像一一对应的单通道图像信号处理器对原始图像进行处理，主要处理原始图像的曝光信息，将原始图像逐一处理，调节后在进行逐级依次两两式的合成处理，最终处理后的图像达到宽动态范围图像的目的。依照上述原理，可以利用图像信号处理器对单一的图像信息进行快速的处理，这样利用单个芯片逻辑结构更简单，可实现性更强；资源开销小，功耗更低；频率更地，带宽低，可以提高了一体机机芯处理的能力和速度；同时保留了单芯片使用时的低成本等优势，且通过多芯片的结构能获得很好的宽动态效果。

由于不易采用过度的处理器，为了节约成本，同时保证系统的简单逻辑原理，因此N的取值为2至8。 

 

一般的步骤A获取的 N帧原始图像存在以下两种情形：

情形1：在N帧原始图像中，所有原始图像的曝光均相同；