[发明专利]产生高动态范围图像的方法及其图像传感器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种高动态范围图像处理技术，且特别是有关于一种具有能产生高动态范围图像的方法及其图像传感器。

背景技术

所谓“动态范围”，是指画面中的最大亮度值与最小亮度值的范围或比值。对于摄影而言，动态范围又可分为“图像传感器的动态范围”和“场景的动态范围”。其中，图像传感器的动态范围是指感光元件所能接受亮度变化的范围。场景的动态范围是指拍摄场景中的亮度差异范围，也就是画面中最亮区域和最暗区域的差异。

当场景的动态范围大于图像传感器的动态范围时，代表拍摄场景中有极端的亮部与暗部，超出了感光元件所能记录的色阶，因此照片中会出现全黑或全白的区块。为了克服此缺陷，高动态范围（High Dynamic Range，HDR）图像传感器通过图像处理技术，使得处理后图像的动态范围大于一般相机获取的单一图像所提供的动态范围。

高动态范围图像传感器的其中一种操作模式为产生同画面中两条长曝光及两条短曝光连续交替的图像。在空间上而言，每一种曝光其垂直方向的解析度只剩下全解析度的一半。且利用长曝光及短曝光连续交替拍摄所得的单一图像中会产生噪声等级不一致、过曝时机不一致的问题。据此，上述的噪声将影响高动态范围图像的品质。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种产生高动态范围图像的方法及其图像传感器，用以提供高品质的高动态范围图像。

本发明一实施例提出一种产生高动态范围图像的方法，适于处理依据第一曝光时间与第二曝光时间连续交错拍摄所得的原始图像。此方法包括：取得原始图像中的一操作区块，其中操作区块包括多个第一像素与多个第二像素，第一像素具有第一曝光时间，并且第二像素具有第二曝光时间；判断每一个第一像素是否过曝光；至少根据每一个第一像素是否过曝光与第二像素来产生对应于第二曝光时间的一个第二曝光区块，其中第二曝光区块的大小相同于操作区块的大小。此方法还包括：判断每一个第二像素是否过曝光；至少根据每一个第二像素是否过曝光与第一像素来产生对应于第一曝光时间的一个第一曝光区块，其中第一曝光区块的大小相同于操作区块的大小；以及至少根据第一曝光区块与第二曝光区块来产生对应于原始图像的高动态范围图像。

在一实施例中，上述的第一曝光时间为长曝光，并且第二曝光时间为短曝光。所述判断每一个第一像素是否过曝光的步骤包括：判断每一个第一像素的颜色值是否大于一个第一临界值以判断第一像素是否过曝光。其中判断每一个第二像素是否过曝光的步骤包括：将每一个第二像素乘上增益；以及判断每一个第二像素乘上增益的乘积是否大于一个第二临界值以判断出第二像素是否过曝光。上述的增益是根据第一曝光时间与第二曝光时间所计算出。

在一实施例中，上述的产生第一曝光区块的步骤包括：对于每一个过曝光的第二像素，根据具有相同通道的第一像素内插出一个第三像素；以及根据第一像素、未过曝光的第二像素乘上增益的乘积、以及内插出的第三像素产生第一曝光区块。上述产生第二曝光区块的步骤包括：对于每一个过曝光的第一像素，根据具有相同通道的第二像素内插出一个第四象素；以及根据第二像素、未过曝光的第一像素除以增益的商数、以及内插出的第四像素产生第二曝光区块。

在一实施例中，上述的第一曝光区块与第二曝光区块中的一中心像素的位置是对应于一个第二像素的位置。上述产生高动态范围图像的方法还包括：从中心像素所对应的第一曝光区块或第二曝光区块中取得多个第五像素，其中这些第五像素与中心像素具有相同的通道，并且第五像素的位置是对应于至少一个第一像素的位置；根据这些第五像素的高频部分来调整中心像素的颜色值。

在一实施例中，上述的至少根据第一曝光区块与第二曝光区块来产生对应于原始图像的高动态范围图像的步骤包括：至少根据第一曝光区块的中心像素与第二曝光区块的中心像素来产生高动态范围图像。