[发明专利]产生高动态范围影像的方法与装置以及计算机程序产品

说明书

技术领域

本发明涉及影像信号处理技术，且特别涉及产生高动态范围影像的技术。

背景技术

在影像处理技术中，影像中最高亮度与最低亮度的比值被定义为此影像的动态范围。以互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)影像感测器为例，CMOS影像感测器所撷取的影像的动态范围受噪声基底(noise floor)以及全井容量(full well capacity)，因此，每像素可提供8位元(256阶)亮度信息的CMOS影像感测器所撷取的影像的动态范围会远低于人眼所感测的真实世界的动态范围。CMOS影像感测器可调整曝光时间以及光敏度(photosensitivity)以符合所欲撷取的场景。尽管如此，如果在所欲撷取的场景中同时有亮区域以及暗区域，例如具有非常大对比度的场景，则部份影像信息可能无法清楚表示。举例而言，在以高曝光量撷取的影像中，暗区域中的细节可清楚显示但在亮区域中会有过曝现象。相反地，在以低曝光量撷取的影像中，亮区域中的细节可清楚显示但暗区域会太暗且多噪声。

在扩大CMOS影像感测器的动态范围的一方法中，会减少暗噪声(dark noise)或增进全井容量。在扩大CMOS影像感测器的动态范围的另一方法中，利用具有不同光敏度多个像素单元在一次撷取中产生高动态范围影像。除此之外，在扩大CMOS影像感测器的动态范围的再一方法中，结合以不同曝光量撷取的多笔影像数据而产生高动态范围影像。尽管如此，在以上述方法扩大CMOS影像感测器的动态范围时，还是需要考量其它问题，例如运动模糊(motion blur)、运动假影(motion artifacts)、处理时间增加和硬件成本增加等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种成本低效益高的方法以产生没有运动模糊和运动假影的高动态范围影像。

在一实施例中，本发明提供一种产生高动态范围影像的方法，包括：借助一影像感测阵列，利用一第一曝光值以及一第二曝光值撷取一场景的一曝光随空间变化的影像数据，其中该第一曝光值大于该第二曝光值；再取样该曝光随空间变化的影像数据以取得该场景对应该第一曝光值的一第一影像数据以及该场景对应该第二曝光值的一第二影像数据；根据该第一影像数据以及该第二影像数据，决定一高动态范围影像数据的每一像素的一运动索引；根据该第一影像数据的一对应像素的第一像素值、该第二影像数据的一对应像素的第二影像值以及该运动索引，决定该高动态范围影像数据的每一像素的一像素值；以及输出该高动态范围影像数据。

在另一实施例中，本发明提供一种产生高动态范围影像的装置，包括：一影像感测阵列，利用一第一曝光值以及一第二曝光值撷取一场景的一曝光随空间变化的影像数据，其中该第一曝光值大于该第二曝光值；以及一影像处理器，耦接至该影像感测阵列，包括：一再取样器，再取样该曝光随空间变化的影像数据以取得该场景对应该第一曝光值的一第一影像数据以及该场景对应该第二曝光值的一第二影像数据；一运动检测器，根据该第一影像数据以及该第二影像数据，决定一高动态范围影像数据的每一像素的一运动索引；以及一饱和检测器，根据该第一影像数据的一对应像素的第一像素值、该第二影像数据的一对应像素的第二影像值以及该运动索引，决定该高动态范围影像数据的每一像素的一像素值，并且输出该高动态范围影像数据。

在再一实施例中，本发明提供一种计算机程序产品，其被一电子设备载入以使该电子设备执行一种产生高动态范围影像的方法，包括：一第一程序代码，用于借助一影像感测阵列，利用一第一曝光值以及一第二曝光值撷取一场景的一曝光随空间变化的影像数据，其中该第一曝光值大于该第二曝光值；一第二程序代码，用于再取样该曝光随空间变化的影像数据以取得该场景对应该第一曝光值的一第一影像数据以及该场景对应该第二曝光值的一第二影像数据；一第三程序代码，用于根据该第一影像数据以及该第二影像数据，决定一高动态范围影像数据的每一像素的一运动索引；一第四程序代码，用于根据该第一影像数据的一对应像素的第一像素值、该第二影像数据的一对应像素的第二影像值以及该运动索引，决定该高动态范围影像数据的每一像素的一像素值；以及一第五程序代码，用于输出该高动态范围影像数据。

附图说明

图1所示为根据本发明一实施例的产生高动态范围影像的方法的流程图。

图2A所示为根据本发明一实施例的用以撷取曝光随空间变化的影像数据的影像感测阵列的一示例性组成的示意图。