[发明专利]HDR图像的成像方法、系统、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种HDR图像的成像方法、系统、电子设备及存储介质，成像方法包括以下步骤：通过N合一图像传感器采集高动态场景下的一帧raw格式的原始数据；对原始数据进行N合一binning处理后生成M帧不同亮度的raw格式的亮度数据；对M帧亮度数据进行ISP和曝光融合处理，以生成一帧HDR图像的yuv格式的图像数据；其中，N为大于等于2的整数的平方数，M为大于等于2的整数。本发明提供了一种能够提升高亮逆光、暗光或弱光下图像的成像质量的基于普通的多合一sensor的HDR图像的成像方式，可以得到更高精度的数据，最终生成高质量的HDR图像。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种HDR(High Dynamic Range，高动态范围)图像的成像方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

如今，人们对于图像拍摄设备的成像质量要求越来越高。相比普通的图像，HDR图像可以提供更多的动态范围和图像细节，能够满足人们对于图像成像质量的要求。

现有的图像拍摄设备如手机的厂商使用多合一图像传感器如普通的4in1 sensor(四合一图像传感器)来提升暗光或弱光下图像的信噪比，并提升暗区域图像细节和亮度，进而提升图像质量，但无法保证高亮区域细节，尤其在暗光高动态场景下无法解决高亮区域过曝或低亮区域偏暗的问题。其中，普通的4in1 sensor如图1所示，其由8个绿色(Gr0～3，Gb0～3)、4个蓝色(B0～3)和4个红色(R0～3)像素组成。公布号为CN111294522A的专利文献公开了一种基于4in1 sensor提升HDR图像质量的实现方式，其先将4个cell(像素点)的10bit(比特)raw(原始)数据求和得到一个12bit数据，再通过tone mapping(色调映射)方式将动态范围调整至10bit，做到HDR的效果。因为在作从raw域tone mapping时做了非线性变换，这会导致RGB(红绿蓝)域CMC(color matrix correction，颜色矩阵矫正)颜色校正不准，影响HDR图像的成像质量。

为了解决普通的4in1 sensor在HDR场景下存在的问题，sensor厂已研发出了如图2所示的4in1 HDR sensor，其4个cell左上角pixel(像素)(Low)为欠曝数据、右下角pixel(Long)为长曝数据，其余两个pixels(Mid)为中曝数据。其能够解决在暗光高动态场景下高亮区域过曝或低亮区域偏暗问题。目前该sensor还没有得到广泛应用，最先可能会在安防车载领域得到应用，不过目前已有第三方解决方案厂商开始提供4in1 HDR sensor融合算法转接板。无论是4in1 HDR sensor，还是对应的转接板，都因为不同曝光数据之间存在运动现象导致曝光融合过程产生鬼影现象。另外，由于4in1 HDR sensor的pixel size(尺寸)较小，导致在低亮场景下噪声偏大，无法有效平衡噪声和细节。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在暗光高动态场景下高亮区域过曝或低亮区域偏暗，存在颜色校正不准，采用不同曝光数据会产生鬼影现象且噪声偏大，最终导致HDR图像的成像质量较低的缺陷，提供一种能够提升高亮逆光、暗光或弱光下图像的成像质量的基于普通的多合一sensor的HDR图像的成像方法、系统、电子设备及存储介质。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明第一方面提供了一种HDR图像的成像方法，包括以下步骤：

通过N合一图像传感器采集高动态场景下的一帧raw格式的原始数据；

对所述原始数据进行N合一binning(一种图像读出模式)处理后生成M帧不同亮度的raw格式的亮度数据；

对M帧所述亮度数据进行ISP(图像信号处理)和曝光融合处理，以生成一帧HDR图像的yuv(一种颜色编码方法)格式的图像数据；

其中，N为大于等于2的整数的平方数，M为大于等于2的整数。