[发明专利]用于高动态范围成像的曝光选择器及其相关的方法

权利要求书

1.一种用于生成高动态范围HDR图像的方法，包括：

从场景的多个单曝光图像生成锐度值的锐度图，每个单曝光图像具有多个曝光值的各自的一个，所述锐度图是图像锐度的相对度量；

从所述多个单曝光图像生成单曝光图像的合成曝光值的曝光值图，每个合成曝光值是从捕获所述多个单曝光图像的像素阵列的像素的曝光时间得出的量；

从所述锐度图和所述曝光值图确定最优曝光值；以及

通过合并使用所述最优曝光值捕获的所述场景的参考图像和所述多个单曝光图像中的至少两个生成HDR图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述锐度图的步骤包括：

将边缘检测滤波应用至所述多个单曝光图像的每个以生成多个滤波图像；

生成合成滤波图像，所述合成滤波图像的每个像素坐标具有像素值，所述像素值等于遍及所述多个滤波图像的每个的各自的像素坐标处的像素值的最大值；以及

为所述合成滤波图像的多个锐度图区域的每个，确定等于锐度图区域内像素值的平均值的各自的锐度值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个单曝光图像的每个具有多个像素值，多个像素值各自分别与成像场景中的多个位置的一个对应，生成所述曝光值图的步骤包括：

通过为所述多个位置的每个位置，确定所述多个曝光值中的产生所述位置处的最大非饱和像素值的曝光值来生成曝光值图像；以及

通过为所述曝光值图像的多个曝光图像区域的每个确定合成曝光值生成所述曝光值图，所述合成曝光值等于曝光图像区域内的曝光值的第一平均值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，多个第一平均值形成第一曝光值图，生成所述曝光值图的步骤还包括：

通过为所述多个曝光图像区域的每个确定各自的像素值以生成降低的曝光值图，所述像素值为所述曝光图像区域内的曝光值的多个第二平均值的各自的一个，对于所述多个曝光图像区域的每个，所述第一平均值超过所述第二平均值；以及

计算所述曝光值图作为所述第一曝光值图和所述降低的曝光值图的加权平均。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，对于所述降低的曝光值图的每个曝光图像区域，所述第二平均值是区域中的曝光值的子集的平均值，所述子集不包括大于所述第一平均值的曝光图像区域中的至少一个曝光值。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，生成所述锐度图的步骤包括：

将边缘检测滤波应用至所述多个单曝光图像的每个以生成多个滤波图像；

生成合成滤波图像，所述合成滤波图像的每个像素坐标具有像素值，所述像素值等于遍及所述多个滤波图像的每个的各自的像素坐标处的像素值的最大值；以及

为所述合成滤波图像的多个锐度图区域的每个，确定等于锐度图区域内像素值的平均值的各自的锐度值，

所述多个锐度图区域的每个与所述多个曝光图像区域的各自的一个是一致的并与单曝光图像的一个的多个图像区域的相同的各自的一个对应，计算所述曝光值图的步骤包括：

通过权重图对所述第一曝光值图和所述降低的曝光值图中的至少一个进行加权，所述权重图对于所述多个图像区域的每个具有等于图像区域中锐度图的锐度值的函数的各自的权重。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，i∈{1,2,…}表示所述多个图像区域，所述第一曝光值图具有各自的多个曝光值p₁(i)，且所述锐度图的锐度值被表示为s(i)：

所述权重图具有由权重函数w(s(i))确定的各自的多个权重。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述权重函数w(s(i))的值不随锐度值s(i)从其最小值增加至其最大值而增加。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，确定的步骤包括：计算所述锐度值和所述合成曝光值的加权和，以确定所述最优曝光值。