本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，尤涉及一種產(chǎn)生寬動(dòng)態(tài)范圍(widedynamicrange，wdr)運(yùn)算的目標(biāo)增益值的方法。

背景技術(shù)：

高動(dòng)態(tài)范圍(highdynamicrange，hdr)運(yùn)算對(duì)于改善高反差影像的清晰度有很大幫助，因此被廣泛應(yīng)用在許多圖像處理系統(tǒng)中，例如，數(shù)字相機(jī)、智能型手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)等等。

傳統(tǒng)的高動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算是為連續(xù)時(shí)間點(diǎn)的多張影像分別設(shè)置成具有不同的曝光值，再將這些影像合成一張暗部(darkportion)以及亮部(brightportion)都能達(dá)到適中亮度的影像。

然而，前述的傳統(tǒng)高動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算需要搭配較復(fù)雜的感光組件設(shè)計(jì)才能進(jìn)行，不可避免地會(huì)增加整體系統(tǒng)的電路復(fù)雜度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，如何在不增加電路復(fù)雜度的情況下改善高反差影像的能見(jiàn)度與清晰度，實(shí)為業(yè)界有待解決的問(wèn)題。

本說(shuō)明書(shū)提供一種產(chǎn)生一寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的一目標(biāo)增益值的方法的實(shí)施例，其包含：獲取與一視頻畫(huà)面的一影像亮部的像素平均亮度值對(duì)應(yīng)的一亮部平均亮度；獲取與該視頻畫(huà)面的一影像暗部的像素平均亮度值對(duì) 應(yīng)的一暗部平均亮度；依據(jù)該亮部平均亮度及該暗部平均亮度之間的差值，產(chǎn)生該寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的一初始增益值；以及依據(jù)該視頻畫(huà)面的一影像色溫及一影像曝光時(shí)間設(shè)定值的至少其一，調(diào)整該初始增益值以產(chǎn)生該目標(biāo)增益值。

上述實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)之一，是圖像處理系統(tǒng)可透過(guò)數(shù)字運(yùn)算的寬動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)來(lái)對(duì)高反差影像進(jìn)行補(bǔ)償，而不需要搭配復(fù)雜的感光組件來(lái)運(yùn)作，故能有效降低電路的復(fù)雜度。

本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)將藉由以下的說(shuō)明和附圖進(jìn)行更詳細(xì)的解說(shuō)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一第一實(shí)施例的產(chǎn)生寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的目標(biāo)增益值的方法簡(jiǎn)化后的流程圖。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的依據(jù)暗部平均亮度調(diào)整寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的初始增益值權(quán)重的方法簡(jiǎn)化后的示意圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的依據(jù)影像暗部的像素總量調(diào)整寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的初始增益值權(quán)重的方法簡(jiǎn)化后的示意圖。

圖4為本發(fā)明一第二實(shí)施例的產(chǎn)生寬動(dòng)態(tài)范圍的目標(biāo)增益值的方法簡(jiǎn)化后的流程圖。

圖5與圖6為本發(fā)明不同實(shí)施例之視頻畫(huà)面簡(jiǎn)化后的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將配合相關(guān)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的組件或方法流程。

圖1為本發(fā)明一第一實(shí)施例的產(chǎn)生寬動(dòng)態(tài)范圍(widedynamicrange，wdr)運(yùn)算的目標(biāo)增益值的方法簡(jiǎn)化后的流程圖。在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字相機(jī)、智能型手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)等各種圖像處理系統(tǒng)(imageprocessingsystem)，可藉由執(zhí)行實(shí)施圖1中的方法的軟件，產(chǎn)生對(duì)特定視頻畫(huà)面進(jìn)行寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算時(shí)所需的一目標(biāo)增益值。接著，圖像處理系統(tǒng)便可依據(jù)該目標(biāo)增益值對(duì)該視頻畫(huà)面進(jìn)行寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算，以提升處理后的視頻畫(huà)面的能見(jiàn)度與清晰度。

在對(duì)特定視頻畫(huà)面進(jìn)行寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算前，圖像處理系統(tǒng)可進(jìn)行流程110，以獲取與一視頻畫(huà)面的一影像亮部(brightportion)的像素平均亮度值對(duì)應(yīng)的一亮部平均亮度(averagebrightportionluminance)，以及獲取與該視頻畫(huà)面的一影像暗部(darkportion)的像素平均亮度值對(duì)應(yīng)的一暗部平均亮度(averagedarkportionluminance)。

實(shí)際上，圖像處理系統(tǒng)可從既有電路的計(jì)算結(jié)果直接獲取前述的亮部平均亮度及暗部平均亮度，也可以針對(duì)該特定視頻畫(huà)面重新進(jìn)行亮度計(jì)算。

在流程120中，圖像處理系統(tǒng)可依據(jù)該亮部平均亮度及該暗部平均亮度之間的差值，產(chǎn)生寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的一初始增益值。一般而言，該亮部平均亮度及該暗部平均亮度之間的差值越大，代表該特定視頻畫(huà)面屬于高反差場(chǎng)景(highcontrastscene)的可能性越高。反之，該亮部平均亮度及該暗部平均亮度之間的差值越小，代表則該特定視頻畫(huà)面屬于高反差場(chǎng)景的可能性也就越低。因此，圖像處理系統(tǒng)可將該初始增益值的大小，設(shè)置成與該亮部平均亮度及該暗部平均亮度之間的差值成正比例關(guān)系。

有鑒于前述亮部平均亮度及暗部平均亮度之間的差值無(wú)法完全反應(yīng)出該特定視頻畫(huà)面的場(chǎng)景類型，因此，圖像處理系統(tǒng)還會(huì)進(jìn)行流程130及140。

在流程130中，圖像處理系統(tǒng)可依據(jù)該特定視頻畫(huà)面的一影像色溫調(diào)整該初始增益值。色溫越高代表該特定視頻畫(huà)面為戶外場(chǎng)景的可能性較大。反之，色溫越低代表該特定視頻畫(huà)面為室內(nèi)場(chǎng)景的可能性較大。一般而言，戶外場(chǎng)景出現(xiàn)強(qiáng)背光情況的機(jī)率較高。室內(nèi)場(chǎng)景也許也會(huì)有背光的情況，但背光程度通常較室外場(chǎng)景較低。因此，圖像處理系統(tǒng)可將該初始增益值的大小設(shè)置成與該影像色溫的高低成正比例關(guān)系。

在流程140中，圖像處理系統(tǒng)可依據(jù)該視頻畫(huà)面的一影像曝光時(shí)間設(shè)定值調(diào)整該初始增益值。此處所稱的影像曝光時(shí)間設(shè)定值，指的是在硬件寬動(dòng)態(tài)范圍機(jī)制關(guān)閉時(shí)的感光組件之曝光設(shè)定值。一般而言，曝光時(shí)間設(shè)定值越短，代表該特定視頻畫(huà)面屬于室外場(chǎng)景的機(jī)率越高。反之，曝光時(shí)間設(shè)定值越長(zhǎng)，代表該特定視頻畫(huà)面屬于室內(nèi)場(chǎng)景的機(jī)率越高。因此，圖像處理系統(tǒng)可將該初始增益值的大小設(shè)置成與該影像曝光時(shí)間設(shè)定值的長(zhǎng)短成反比例關(guān)系。

為了使后續(xù)的寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果，圖像處理系統(tǒng)也可進(jìn)一步將前述的暗部平均亮度以及影像暗部的像素總量納入考慮，以進(jìn)一步調(diào)整寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的增益值。

例如，在進(jìn)行前述的流程130與140之后，圖像處理系統(tǒng)還可進(jìn)行流程150，進(jìn)一步依據(jù)該暗部平均亮度調(diào)整該初始增益值的權(quán)重。

請(qǐng)參考圖2，其所繪示為本發(fā)明一實(shí)施例的依據(jù)暗部平均亮度調(diào)整寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的初始增益值權(quán)重的方法簡(jiǎn)化后的示意圖。

如圖2所示，若該特定視頻畫(huà)面的暗部平均亮度低于一臨界亮度值l1，則圖像處理系統(tǒng)可將該初始增益值的權(quán)重固定在一第一預(yù)定權(quán)重值w1。倘若該暗部平均亮度高于臨界亮度值l1，則圖像處理系統(tǒng)可將該初始增益值的權(quán)重大小設(shè)置成與該暗部平均亮度成反比例關(guān)系，例如圖2中所繪示的反比例線性關(guān)系。

另外，在依據(jù)該暗部平均亮度調(diào)整該初始增益值的權(quán)重之后，圖像處理系統(tǒng)還可進(jìn)行流程160，進(jìn)一步依據(jù)該特定視頻畫(huà)面的影像暗部的像素總量調(diào)整該初始增益值的權(quán)重。

請(qǐng)參考圖3，其所繪示為本發(fā)明一實(shí)施例的依據(jù)影像暗部的像素總量調(diào)整寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的初始增益值權(quán)重的方法簡(jiǎn)化后的示意圖。

如圖3所示，若該特定視頻畫(huà)面的影像暗部的像素總量介于一第一預(yù)定數(shù)量q1與一第二預(yù)定數(shù)量q2之間，則圖像處理系統(tǒng)可將該初始增益值的權(quán)重大小設(shè)置成與該影像暗部的像素總量成正比例關(guān)系，例如圖3中所繪示的正比例線性關(guān)系。倘若該影像暗部的像素總量超過(guò)該第二預(yù)定數(shù)量q2，則圖像處理系統(tǒng)可將該初始增益值的權(quán)重固定在一第二預(yù)定權(quán)重值w2。

在圖1的實(shí)施例中，圖像處理系統(tǒng)可利用經(jīng)過(guò)前述權(quán)重調(diào)整后的初始增益值，做為對(duì)特定視頻畫(huà)面進(jìn)行寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算時(shí)所需的目標(biāo)增益值，并依據(jù)該目標(biāo)增益值對(duì)該特定視頻畫(huà)面進(jìn)行寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算。

由前述可知，圖像處理系統(tǒng)采用圖1的方法時(shí)，只需依據(jù)單一視頻畫(huà)面的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，便可獲得對(duì)該視頻畫(huà)面進(jìn)行寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算時(shí)所需的目標(biāo)增益值，而無(wú)需對(duì)其他視頻畫(huà)面的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，故可有效降低圖像處理系統(tǒng)所需的運(yùn)算量。

另外，由于圖像處理系統(tǒng)可透過(guò)數(shù)字運(yùn)算的寬動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)來(lái)對(duì)高反差影像進(jìn)行補(bǔ)償，而不需要搭配復(fù)雜的感光組件來(lái)運(yùn)作，故能有效降低電路的復(fù)雜度。

再者，除了依據(jù)亮部平均亮度及暗部平均亮度之間的差值之外，圖1的方法還會(huì)依據(jù)影像色溫或影像曝光時(shí)間設(shè)定值來(lái)調(diào)整寬動(dòng)態(tài)范圍的增 益值，故能提升寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的準(zhǔn)確性，以進(jìn)一步改善處理后的視頻畫(huà)面的能見(jiàn)度與清晰度。

圖4為本發(fā)明一第二實(shí)施例的產(chǎn)生寬動(dòng)態(tài)范圍的目標(biāo)增益值的方法簡(jiǎn)化后的流程圖。圖4實(shí)施例的主要流程與前述圖1的實(shí)施例很類似，但圖4的實(shí)施例中還增加流程470與480。

如圖4所示，在依據(jù)該影像暗部的像素總量調(diào)整該初始增益值的權(quán)重之后，圖像處理系統(tǒng)還可進(jìn)行流程470，以進(jìn)一步計(jì)算與前述特定視頻畫(huà)面的一影像中央?yún)^(qū)域(centralregion)的像素平均亮度值對(duì)應(yīng)的一中心亮度(centralluminance)，并計(jì)算與該特定視頻畫(huà)面的一影像周?chē)鷧^(qū)域(peripheralregion)的像素平均亮度值對(duì)應(yīng)的一周?chē)炼?peripheralluminance)。

例如，圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的視頻畫(huà)面500簡(jiǎn)化后的示意圖。視頻畫(huà)面500包含一長(zhǎng)方形的影像中央?yún)^(qū)域510，以及圍繞著影像中央?yún)^(qū)域510的一影像周?chē)鷧^(qū)域520(亦即虛線所表示的部分)。

以圖5的實(shí)施例而言，圖像處理系統(tǒng)可在流程470中計(jì)算與影像中央?yún)^(qū)域510的像素平均亮度值對(duì)應(yīng)的一中心亮度，并計(jì)算與影像周?chē)鷧^(qū)域520的像素平均亮度值對(duì)應(yīng)的一周?chē)炼取?/p>

接著，圖像處理系統(tǒng)可進(jìn)行流程480，進(jìn)一步依據(jù)該中心亮度與該周?chē)炼戎g的差值調(diào)整該初始增益值的權(quán)重，以產(chǎn)生該目標(biāo)增益值。由于人眼對(duì)于影像中央?yún)^(qū)域的敏感度較高，因此，圖像處理系統(tǒng)可將該初始增益值的權(quán)重大小設(shè)置成與該中心亮度及該周?chē)炼戎g的差值成正比例關(guān)系，以產(chǎn)生該目標(biāo)增益值。

前述有關(guān)圖1中的流程110～160的實(shí)施方式及相關(guān)優(yōu)點(diǎn)的說(shuō)明，亦適用于圖4的實(shí)施例中。為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，在此不重復(fù)敘述。

由于圖4的方法進(jìn)一步將該特定視頻畫(huà)面的影像中央?yún)^(qū)域及影像周?chē)鷧^(qū)域之間的亮度差納入考慮，因此，采用圖4的方法所產(chǎn)生的目標(biāo)增益值能更進(jìn)一步提升寬動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算的準(zhǔn)確性，以提升處理后的視頻畫(huà)面的能見(jiàn)度與清晰度。

請(qǐng)注意，前述圖1與圖4中的流程執(zhí)行順序只是一示范性的實(shí)施例，并非局限本發(fā)明的實(shí)際實(shí)施方式。例如，流程130與140可以同時(shí)進(jìn)行或是對(duì)調(diào)順序，也可以省略流程130與140的其中之一。在某些實(shí)施例中，也可以將流程160省略，或是將流程150及160都省略。另外，流程470與480可以調(diào)整到流程150之前進(jìn)行，也可以在某些應(yīng)用中將流程470與480都省略，以節(jié)省系統(tǒng)所需的運(yùn)算量。

另外，前述影像中央?yún)^(qū)域510的形狀只是一示范性的實(shí)施例，而非局限本發(fā)明的實(shí)際實(shí)施方式。實(shí)作上，亦可將視頻畫(huà)面的影像中央?yún)^(qū)域的形狀改定義為其他形狀，例如，橢圓形、圓角四邊形、六角形、八角形、正方形等等。例如，圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例之視頻畫(huà)面500簡(jiǎn)化后的示意圖。在圖6的實(shí)施例中，影像中央?yún)^(qū)域510的形狀為橢圓形，而非圖5中的長(zhǎng)方形。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。

【符號(hào)說(shuō)明】

110～160方法流程

470～480方法流程

500視頻畫(huà)面

510影像中央?yún)^(qū)域

520影像周?chē)鷧^(qū)域。