[发明专利]一种宽动态摄像机实现方法及装置

摘要

本发明公布了一种宽动态摄像机实现方法及装置，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CN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。本发明具有如下优点能够在场景光照对比度较大的情况下，为用户提供含有更多细节的图像，使图像中亮区域和暗区域同时能够看清晰细节，有效解决普通摄像机曝光过量和曝光过暗不能看清图像细节的问题，也为宽动态摄像机的实现提供了新的思路和方法，采用多个图像信号处理器来实现。

主权项

一种宽动态摄像机实现方法，其特征在于，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；当N帧原始图像的曝光各不相同时，原始图像的获取是由图像传感器获取不同曝光时间的原始图像；当N=2时，获取两帧曝光时间不同的原始图像，一帧为长帧曝光图像，一帧为短帧曝光图像；在经过步骤C进行曝光处理的具体过程为：将长帧曝光图像和短帧曝光图像送至第一图像信号处理器，由第一图像信号处理器处理长帧曝光图像，将短帧曝光图像送至第二图像信号处理器，由第二图像信号处理器处理短帧曝光图像；对于长帧曝光图像：利用第一图像信号处理器取得长帧曝光图像的长帧亮度直方图HistA，统计长帧亮度直方图HistA中最小10%的像素均值MinP，然后判断MinP是否在设定范围内，该设定范围是可调的，如果在该范围内，则将得到正常的长帧曝光图像，如果不在范围内，则通过调低曝光时间或调高曝光时间来调整曝光时间，使MinP在该范围内即可；对于短帧曝光图像：利用第二图像信号处理器取得短帧曝光图像的短帧亮度直方图HistB，统计短帧亮度直方图HistB中最大10%的像素均值MaxP，然后判断MaxP是否在设定范围内，该设定范围是可调的，如果在该范围内，则将得到正常的长帧曝光图像，如果不在范围内，则通过调低曝光时间或调高曝光时间来调整曝光时间，使MaxP在该范围内即可；第一图像信号处理器处理后的图像和第二图像信号处理器处理后的图像合成方法为：将第二图像信号处理器处理后的图像数据为YCbCr_b，YCbCr_b以YCbCr的格式通过输出接口送至第一图像信号处理器，并与第一图像信号处理器中的图像数据YCbCr_a进行宽动态合成，由第一图像信号处理器的合成系数kA与第二图像信号处理器的合成系数kB分别与其图像数据相乘，然后通过加法器相加，系数kA和kB要求是归一的，设合成后的宽动态图像为YCbCr_w，要合成的数据为YCbCr_a和YCbCr_b，则有：；其中，系数kA由以下公式计算得到，；这里，k1、k2和阈值YAT1和YAT2为可配置参数，YAT1和YAT2为亮度预值可配置参数，其中k1、k2是根据阈值YAT1和YAT2来计算的，计算公式为：；；其中，。