[发明专利]高动态范围图像压缩方法、解压缩方法及图像传感器

说明书

本发明实施例中提供的高动态范围图像压缩方法，能够将高增益和低增益两种读出方式结合到一起，通过压缩算法在片上合成较之前已有的HDR相比更少的数据，所占资源更少但依旧可以实现HDR功能。本发明实施例中提供的高动态范围图像解压缩方法，可以在片外进行解压缩，再合成HDR最后的输出，能够在保证图像高动态范围的同时减少输出数据量，节省计算资源的占用。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种高动态范围图像压缩方法、解压缩方法及图像传感器。

背景技术

高动态范围(High Dynamic Range HDR)图像传感器,能够探测到更宽光强范围内的场景信息，呈现更全面，细节更清晰的图像。

现有的CMOS图像传感器有高增益(High Gain)，低增益(Low Gain)两种像素输出电路，对于像素阵列而言，同时输出两种像素的读出信息会占用较多资源。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述现有问题之一，本发明实施例中提供的高动态范围图像压缩方法、解压缩方法及图像传感器，能够在保证图像高动态范围的同时减少输出数据量，节省计算资源的占用。

第一方面，本发明提供一种高动态范围图像压缩方法，应用于图像传感器，包括：

在片内获取高增益像素信息和低增益像素信息；

基于增益比值和所述低增益像素信息确定第一信息；

基于所述高增益像素信息和所述第一信息确定差值信息；

在光强强度低于第一光强阈值时，将所述高增益像素信息作为压缩信息输出至片外；

当光强强度逐渐升高时，将所述高增益像素信息与所述差值信息以及一位符号位共同组成压缩信息；

当所述光强强度高于最后一个光强阈值时，将所述低增益像素信息作为压缩信息输出至片外。

作为一种可选的方案，所述方法还包括：

预先对光强阈值进行划分；

基于输出数据量，将像素进行压缩前的高增益与低增益像素信息输出位数分别记为A和B，压缩后的输出位数为X，其中，XA+B，A、B、X均为正整数，在保证压缩数据不丢失信息的情况下，X数值越低，输出数据占用资源越少，像素的输出噪音包含散粒噪音和读出噪音两个部分，散粒噪音为输入光子数的平方根，随着光强增加，输出信号逐渐增加，散粒噪声也逐渐增多，散粒噪音所占位数逐渐增加；

在光强较低时，高增益像素信息可全部代表整个光子信息，输出所有A位高增益信息；

随着信号增加，高增益像素信息的散粒噪音所占的数据位数逐渐增加，高增益与第一信息的差值也逐渐增加，由高增益信号信息和差值信息加上一位符号位得到压缩信息，高增益部分的散粒噪音属于无用信息，对散粒噪音所占的位数进行舍弃；

当读出噪音相比散粒噪音低于预设阈值时，对应的光强可为第一阈值的光强，此时高增益像素信息为K1倍所述高增益像素信息的饱和值，K1为小于1的正数；

在光强低于第一阈值时，高增益像素信息携带的噪音低于低增益像素信息携带的噪音，高增益像素信息表示低光信息，压缩信息全部为高增益像素信息。

当光强高于第一阈值后，高增益像素的散粒噪音信息进行舍弃，将保留的所述高增益像素信息加上一位符号位，再加上所在光强下所述差值信息共同构成压缩信息进行输出；

散粒噪音的位数随着光强逐渐增加，高增益像素舍弃的位数逐渐增多，以此可确定多个分段区间的光强阈值；