[发明专利]运动自适应成像控制方法及运动自适应成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及运动自适应成像控制，更具体地涉及对互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)成像系统执行运动自适应成像控制。

背景技术

将光学图像转换为电子信号的成像感测器可大致分为电荷耦合装置(Charge Coupled Device，CCD)以及互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)成像感测器。CMOS成像感测器具有低消耗、低生产成本以及高集成度的优点。此外，将CMOS成像感测器整合至其他数字电路以执行例如自动曝光控制、自动对焦控制、对比度增强和噪声减少等功能相当容易。因此，CMOS成像感测器广泛使用于电子设备中，尤其在监视设备和例如移动电话等可携式电子设备的相机中。

图1所示为公知的CMOS成像系统10的示意图。CMOS成像系统10包括镜头100、像素阵列110、耦接至像素阵列110的图像处理器120、耦接至像素阵列110和图像处理器120的自动曝光控制单元130以及耦接至镜头100和图像处理器120的自动对焦控制单元140。图像处理器120包括耦接至自动曝光控制单元130的曝光统计模块122、耦接至自动对焦控制单元140的对焦统计模块123以及对比增强模块124。

曝光统计模块122利用曝光计量收集由像素阵列110取得的图像数据的曝光统计数据。图2A所示为用于曝光计量的多窗图像IMG1的示意图。像素阵列110取得的图像IMG1被分为行列式排列的窗WD1～WD25。每一窗包括至少一像素。图2B所示为应用至图2A的多窗图像IMG1的示例性权重组合IMG2的示意图。曝光统计模块122将一窗中的像素值乘上对应至该窗的权重并累加所有乘上权重的像素值以取得该窗的窗曝光统计数据。之后，曝光统计模块122计算所有窗的窗曝光统计数据的总和以取得图像IMG1的曝光统计数据。举例而言，窗WD7中的像素的像素值都乘上0.5而窗WD13中的像素的像素值都乘上1。然后，自动曝光控制单元130从曝光统计模块122接收上述曝光统计数据并执行自动曝光控制操作以根据曝光统计数据调整像素阵列110取得图像时的曝光值。

对焦统计模块123利用评估函数，例如拉普拉斯(Laplacian)评估函数或熵函数，收集由像素阵列110取得的图像数据的对焦统计数据以在自动对焦操作中量测图像的品质。自动对焦控制单元140从对焦统计模块123接收上述对焦统计数据然后执行自动对焦操作以根据对焦统计数据调整镜头100的焦距。对比增强模块124执行对比增强操作以利用直方图均衡(histogram equalization)增强图像的对比度。

不同的权重应用至统计数据的计算当中，例如上述的曝光统计数据、对焦统计数据以及直方图，以符合不同情况下的需求。权重可根据不同情况预先决定或预先定义。在一些特殊应用中，例如监视装置以及监控相机，会希望运动中的物体能显示得越清楚越好。

除此之外，为了在图像中良好地展现细节，图像的动态范围也同样是需要考量的重要因素。在一些现有技术中，会利用具有不同曝光值的图像数据取得高动态范围图像或增强动态范围图像。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种运动自适应的CMOS成像系统以及运动自适应的成像控制方法，根据图像的运动索引调整用于图像处理的统计数据的权重以更好地显示图像中的运动中物体。

在一实施例中，本发明提供一种运动自适应成像控制方法，适用于一互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)成像系统，包括：取得一场景对应至第一曝光值的第一图像数据以及该场景对应至第二曝光值的第二图像数据，其中该第一曝光值大于该第二曝光值；根据第一图像数据中对应像素的第一像素值以及第二图像数据中对应像素的第二像素值之间的像素值差决定高动态范围图像数据的每一像素的运动索引；以及根据每一像素的该运动索引、第一图像数据以及第二图像数据执行自动曝光控制操作、自动对焦控制操作以及对比增强操作的任意组合。