[发明专利]用于多重曝光宽动态范围图像数据的图像数据处理

说明书

在集成电路(100)、合并电路(130)及处理多次曝光图像数据的方法的所描述实例中，单个预处理电路(120)用于预处理与图像的第一曝光相关联的第一输入曝光数据，且随后用于预处理与所述图像的第二曝光相关联的第二输入曝光数据。将第一及第二预处理曝光数据合并，以生成用于色调映射及其它后处理的合并图像数据。所述实例合并电路(130)包含可配置增益电路，以将增益应用于所述第一及/或第二曝光数据；及可配置加权电路，其具有权重计算电路及运动自适应滤波器电路，以计算用于合并所述预处理第一及第二曝光数据的第一及第二权重值。

技术领域

本发明大体上涉及图像处理，且更具体来说，涉及用于处理来自宽动态范围(WDR)传感器的图像数据的电路。

背景技术

摄像机及图像传感器广泛用于监测、运动控制及其它应用。举例来说，汽车应用包含用于在备份时协助驱动器的后视镜头，并且车载摄像机可向控制系统提供输入以避开障碍物、控制制动、转向、加速等。数码相机传感器具有有限的动态范围，所述动态范围通常比自然环境(及其它观察区域)的动态范围及人类眼睛的动态范围小得多。举例来说，室内房间可能无光照，但具有窗口可看到日出或日落。这为观察摄像机呈现极暗区域及极亮区域。尽管人类视觉系统能够捕获此动态范围，但是由于传感器及图像处理硬件中的有限动态范围，大部分数码相机不能够捕获此动态范围。因此，具有高动态范围的场景的数字图像通常倾向于具有吹出的高光及完全暗的阴影区域。处理图像中的低动态范围在汽车及监控摄像机系统中存在问题，其中保持整个动态范围非常重要。宽动态范围(WDR)传感器呈现潜在解决方案，并且常用于汽车及监控应用以保持自然场景的全动态范围。然而，现有图像处理(图像管道)电路及架构不是非常适合WDR传感器信号处理，并且完整的宽动态范围图像处理管道昂贵且实施起来复杂。举例来说，必须在合并处理之前预处理多次曝光的曝光数据，因此，来自WDR传感器的多次曝光数据需要较大且更复杂的处理电路。WDR传感器还可能遭受在后处理中难以校正的运动伪影。此外，合并多个时间上分离的帧可能导致由于像素噪声及运动伪影引起的图像质量降低。而且，所捕获场景中存在LED灯或其它脉冲光源可能导致使用WDR传感器获得的图像的多次曝光之间的偏差。举例来说，脉冲光源可在第一曝光时间期间处于“关闭”状态，随后在第二曝光时间期间“打开”。在此类情况下，WDR传感器提供相同图像的第一及第二曝光数据，其中一或多个像素位置将在第一及第二曝光数据之间具有偏差。因此，WDR传感器为图像处理呈现新挑战，以提供宽动态范围成像的完整解决方案。

发明内容

所描述实例包含图像信号处理电路、集成电路、合并电路及用于处理多次曝光图像数据，例如，来自宽动态范围传感器的第一及第二曝光数据的方法。单个预处理电路用于对与图像的第一曝光相关联的第一输入曝光数据执行预处理，随后用于预处理与图像的第二曝光相关联的第二输入曝光数据。随后在色调映射及其它后处理之前合并用于两次曝光的预处理数据。实例合并电路包含可配置增益电路，以在合并之前将增益因数应用于第一及第二图像数据中的一或两者的数据。在某些实例中，合并电路进一步包含可配置权重计算电路，以计算第一及第二曝光数据的权重值供合并处理。在一些实例中，合并电路还包含运动自适应滤波器电路，以计算运动自适应加权值来缩放应用于第一及第二图像数据的增益因数。

附图说明

图1是图像传感器处理器(ISP)集成电路(IC)的系统图。

图2是图像处理方法的流程图。

图3是帧数据流程图。

图4是在图1的IC中的合并处理的系统级图。

图5是展示图1及4中的合并电路的另外细节的系统级图。

图6是在图5的合并电路中的增益调整电路的详细示意图。

图7是根据输入的像素值及可配置参数(V)的不同值而变的加权值的图形。

图8是根据长像素值及短像素值之间的差而变的运动自适应加权值的图形。