用于圖像的動態范圍增強的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本公開設及一種用于增強圖像的動態范圍的方法和設備，更具體地講，設及一種 用于使用包圍式曝光(exposure bracketed)的圖像的內容來增強圖像的局部動態范圍的 方法和設備。
【背景技術】
[0002] 圖像感測裝置(諸如電荷禪合器件(CCD))通常存在于諸如數字相機、掃描儀和視 頻相機的產品中。當與傳統負片產品相比時，運些圖像感測裝置具有非常有限的動態范圍。 圖像感測裝置具有大約五個光圈數的動態范圍。
[0003] 另外，通常情況下，場景由于多個光源而具有非常寬的動態范圍（例如，場景的前 光部和背光部）。在寬動態范圍場景的實施例中，針對被攝體選擇合適的曝光經常需要削減 圖像的另一部分中的數據。因此，與面化銀材質相關的圖像感測裝置的低動態范圍導致由 圖像感測裝置獲得的圖像的質量低下。因此，圖像的一部分可能被過度曝光或曝光不足。
[0004] 與使用傳統相機的單個圖像捕獲相比，高動態范圍化DR)成像方法提供更高動態 范圍的圖像。皿R成像已成為手持相機和照片編輯工具上的固有功能之一。獲得動態范圍提 高的圖像的此方法按不同曝光來捕獲相同分辨率的多個靜態圖像，并將運些圖像合并為動 態范圍提高的單個輸出圖像。此方法常在數字相機中使用單獨的捕獲模式和處理路徑。
[0005] 另外，多個捕獲的時間接近度受限于從圖像傳感器讀取圖像的速度。在捕獲之間 的更大的時間差距使得在所述捕獲之間存在運動（即，不管是與手抖動相關的相機運動，還 是對象在場景中移動而導致的場景運動）的可能性增大。運動增加了將多個圖像融合為單 個輸出圖像的難度。
[0006] 另外，來自多個曝光圖像的皿R圖像產生使陰影增大、提供中間色調和突出的細 節，運對于用戶的期望而言可能并不是最優的。
[0007] 另外，被稱為福照度圖（radiance map)的此單個輸出圖像的針對每個像素/通道 使用8個比特W上，并且不能被顯示在存在于目前裝置中的液晶顯示器化CD)或發光二極管 (LED)顯示器上，并因此必須將色調映射到被稱為低動態范圍（LDR)圖像的8比特表示。用于 進行此映射的操作器(被稱為色調映射操作器)將福射度圖映射為低動態范圍圖像。作為此 處理的結果，具有相對較小對比度的一些區域可使用比圖像的其余部分更少的顏色來呈 現。因此，用戶可在不影響圖像的所述其余部分的情況下使運些區域的動態范圍增強。現有 技術中存在一些用于增強圖像的整個動態范圍的方法。
【發明內容】
[000引技術問題
[0009]皿R圖像的產生過程使用一個圖像來估計相機響應函數(CRF)并獲知曝光設置。對 于運樣的方法，由于運動對象在最終圖像中生成被稱為"重影"的偽影，因而動態場景構成 了挑戰。對于動態場景，必需執行附加操作來去除由于場景中的運動對象而引入的重影。此 過程被稱為去重影，可通過在不進行任何局部移動的情況下從多個曝光圖像中的一個或更 多個圖像中更換運動區域的像素強度來執行。去重影算法被用于減少運種偽影，但是由于 圖像捕獲中的曝光差異，去重影算法可能檢測不到重影或錯誤地檢測重影，進而降低了 HDR 圖像質量。
[0010] 解決方案
[0011] 此處的實施例的主要目標在于提供一種用于通過使用包圍式曝光的圖像的內容 來增強圖像的局部動態范圍的方法和設備。
[0012] 本公開的另一方面在于提供一種用于減少圖像的重影效應W提高高動態范圍 化DR)圖像質量的方法和設備。
[0013] 為了解決上述缺點，首要目標是提供一種用于增強參考圖像的動態范圍的方法， 所述方法還包括:選擇參考圖像的用于增強的至少一個區域。所述方法還包括:通過使用曝 光權重來分割參考圖像。所述方法還包括:從包圍式曝光的圖像集選擇增強支持圖像，并確 定參考圖像的被選擇的至少一個區域的權重圖和增強支持圖像的被選擇的至少一個區域 的權重圖。所述方法還包括:產生動態范圍增強的參考圖像。
[0014] 相應地，本公開提供一種用于減少參考圖像的重影效應的方法，所述方法還包括： 針對重影選擇參考圖像的至少一個區域，并從包圍式曝光的圖像集中選擇增強支持圖像。 所述方法還包括:確定參考圖像的被選擇的區域的權重圖和增強支持圖像的被選擇的區域 的權重圖，并產生增強的參考圖像。
[0015] 此處的實施例的運些和其它方面在結合W下描述和附圖進行理解時將更加清楚 和更好理解。但是，應理解，通過示例說明而非限制的方式給出了指示不同實施例及其許多 具體細節的W下描述。可在不脫離實施例的精神的情況下，在實施例的范圍內做出許多改 變和修改，并且此處的實施例包括所有運樣的修改。
[0016] 在著手下面的"【具體實施方式】"之前，闡述在本專利文檔中通篇使用的特定詞匯和 短語的定義會是有益的：術語"包括"和"包含"及其派生詞意指包含而沒有限制；意指"和/ 或"的術語"或"是包含性的；短語"與…相關聯的"和"與其相關聯的"及其派生詞可意指包 括、被包括在內、與…相互連接、包含、被包含在內、連接到…或與…連接、禪合到…或與… 禪合、與…可通信、與…合作、交織、并置、近似于、被綁定到…或與…綁定、具有、具有…的 屬性，等等;術語"控制器"意指控制至少一個操作的任何裝置、系統或裝置、系統的一部分， 其中，可在硬件、固件或軟件或者硬件、固件和軟件中的至少兩個的某一組合中實施所述裝 置。應注意:無論是本地地還是遠程地，可集中或分散與任何特定控制器相關聯的功能。在 本專利文件中通篇提供針對特定詞匯和短語的定義，本領域普通技術人員應理解:在許多 (如果不是最多的）示例中，所述定義應用于所述限定的詞匯和短語的之前W及未來的使 用。
[0017]有益效果
[0018]本公開的用于增強圖像的局部動態范圍的方法和設備提供許多益處。提供快速、 簡單和有效的用戶交互方式，并且，與包圍式曝光的圖像集中的其它圖像相比，將在所選區 域中具有最高曝光權重的圖像選為增強支持圖像的處理對增強動態范圍帶來了更多的貢 獻。除此之外，非對稱加權允許對低曝光圖像中的較亮區域和高曝光圖像中的較暗區域進 行優先加權，從而在將增強支持圖像與參考圖像進行合并時導致高動態范圍。此外，所提供 的方法和設備提供一種降低用戶選擇區域的復雜度的基于分割的區域選擇。在選擇給定區 域中的所有像素 W及對區域邊界進行區分方面更加有效。
【附圖說明】
[0019] 為了更全面地理解本公開及其優點，現在將結合附圖進行W下描述，其中，相同的 參考標號表示相同的部分：
[0020] 圖1示出根據在此公開的實施例的用于增強圖像的局部動態范圍的設備的總體框 圖；
[0021] 圖2示出根據在此公開的實施例的用于在手動動態范圍增強模式下增強圖像的局 部動態范圍的設備的完整框圖；
[0022] 圖3示出根據在此公開的實施例的用于在自動動態范圍增強模式下增強圖像的局 部動態范圍的設備的完整框圖；
[0023] 圖4示出根據在此公開的實施例的用于不同輸入圖像的預定義權重圖的示例；
[0024] 圖5示出解釋根據在此公開的實施例的增強圖像的動態范圍的方法的流程圖；
[0025] 圖6示出解釋根據在此公開的實施例的在自動動態范圍增強模式下進行圖像處理 的方法的流程圖；
[0026] 圖7示出解釋根據在此公開的實施例的在手動動態范圍增強模式下進行圖像處理 的方法的流程圖；
[0027] 圖8示出解釋根據在此公開的實施例的在重影效應減少模式下進行圖像處理的方 法的流程圖；
[0028] 圖9a至圖9e示出根據在此公開的實施例的用于增強圖像的亮區的動態范圍的示 例方法；
[0029] 圖10a至圖lOe示出根據在此公開的實施例的用于增強圖像中的暗區的動態范圍 的示例方法；
[0030] 圖11a至圖lid示出根據在此公開的實施例的用于減少圖像中的重影效應的示例 方法。
【具體實施方式】
[0031] 在此專利文檔中的W下討論的圖1至圖lldW及用于描述本公開的原理的各種實 施例僅用于例證說明，不應W任何限制本公開的范圍的方式來進行解釋。本領域的技術人 員將理解，本公開的原理可任何適當布置的系統和方法來實現。參照在附圖中示出并 在W下描述中詳細說明的非限制性實施例來更全面地解釋此處的實施例及其各種特征和 有利細節。公知組件和處理技術的描述被省略，W免不必要地模糊此處的實施例。在此使用 的示例僅意圖促進對可實踐此處的實施例的各種方式的理解，并且還使本領域技術人員能 夠實踐此處的實施例。因此，不應將示例解釋為限制此處的實施例的范圍。
[0032] 此處的實施例實現一種用于使用包圍式曝光的圖像集的內容來增強高動態范圍 化DR)圖像