[發明專利]圖像拾取設備和圖像拾取方法

無效

• 申請號: 200910145337.0
• 申請日: 2009-06-03
• 公開（公告）號: CN101600056A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 中島啟友;山本洋司
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 黃小臨

技術領域

本發明涉及用于通過結合具有兩種曝光時間的圖像來以寬動態范圍拍攝 對象的圖像拾取設備和圖像拾取方法。

背景技術

在使用比如電荷耦合器件(CCD)之類的固態圖像拾取元件的現有技術 的圖像拾取設備中，通過光圈(stop)或者基于電子快門速度調整輸入到圖像 拾取元件的光量(曝光量)。也就是說，當拾取亮的場景時，為了避免發生所 謂的曝光過度(overexposure)(其中圖像拾取元件的輸出信號飽和)，減少曝 光量。相反，對于暗的場景，為了避免發生所謂的曝光不足(underexposure)， 將曝光量調節為大的曝光量。

然而，當拾取具有大的亮度差的場景時(也就是說，當執行背光圖像拾 取操作或同時執行室內和室外拾取操作時)，因為使用的固態圖像拾取元件的 動態范圍不足，僅調整曝光量造成由亮的部分的飽和所引起的曝光過度，或 者在暗的部分的曝光不足。因此，不能適當地再現兩個部分。

為了克服該問題，可使用以下圖像拾取設備。在該圖像拾取設備中，基 于由圖像拾取部件獲得的短時間曝光圖像和長時間曝光圖像，在對于短時間 曝光圖像執行增益操作或者抵消(offset)操作之后，將短時間曝光圖像與長 時間曝光圖像相結合。隨后，對于被結合的圖像執行電平壓縮操作，以獲得 在寬動態范圍中的被結合的圖像。

例如，提出以下圖像拾取設備(例如，參考日本未審查專利申請公開No. 2004-56573和2004-120205)。在圖像拾取設備之一中，當短時間曝光圖像和 長時間曝光圖像彼此相結合，且壓縮被結合的圖像以產生寬動態范圍的圖像 時，短時間曝光圖像對于幾個場經歷多個添加(adding)操作。將該經歷多 個添加操作的圖像與長時間曝光圖像相結合作為中間時間曝光圖像，以產生 寬動態范圍的圖像。這使得可以有效地防止在中間輸入電平處的S/N(信噪 比)的減少。在另一圖像拾取設備中，使用直方圖動態地改變分配給各個長 時間曝光圖像和短時間曝光圖像的動態范圍，以在最優條件下、比如以最優 的光灰度(optical?gradation)和曝光來再現圖像。

進一步，提出以下圖像處理裝置(例如，參考日本未審查專利申請公開 No.2005-204195)。在該圖像處理裝置中，為了對于動態圖像的每個幀根據 亮度的變化而改變灰度(gradation)，計算表示圖像的亮度分布的寬度的亮度 區域信息?；谄渲邪磿r間順序地平滑所計算的亮度區域信息的所平滑的亮 度區域信息，根據顯示圖像的顯示裝置的亮度區域將圖像的亮度標準化。

發明內容

在上述提出的使用直方圖動態地改變高亮度動態范圍的比例和中間亮度 動態范圍和低亮度動態范圍的比例的圖像拾取設備中，參考用于選擇短時間 曝光圖像和長時間曝光圖像中任何一個的閾值，將亮度部分分為兩個部分， 即，高亮度部分和低亮度部分。以如直線圖形指示的壓縮比率執行壓縮，由 此導致形成不自然的邊界。另外，當在長時間曝光圖像和短時間曝光圖像之 間的曝光比率很大、且灰度連續變化時，在該使用兩個部分的方法中難以充 分地再現中間區域的灰度。

其中將很多輸出范圍分配給具有很多分布的亮度區域的、以平滑壓縮曲 線執行動態范圍壓縮的方法是優秀的方法，但是裝置的規模和計算的數目很 大。因此，該方法不適于低成本的裝置類型。

考慮到上述問題，期望提供可以通過簡單的控制操作產生經歷了適于對 象的動態范圍的灰度壓縮操作的圖像的圖像拾取設備和圖像拾取方法。

本發明獲得的另外的目的和特定優點將從以下實施例的描述中變得明 顯。

在本發明中，當通過結合具有兩種曝光時間的圖像拍攝寬動態范圍的對 象時，根據兩種圖像曝光時間來估計對象的動態范圍，以執行適于動態范圍 的灰度壓縮操作。壓縮曲線的產生僅取決于對象的動態范圍。因此，通過使 用其中將基本壓縮曲線內插在其中對象的動態范圍小的位置和其中對象的動 態范圍大的位置之間的相同方法來結合自動曝光控制(AE)，可以通過其中 由AE操作來檢測對象的動態范圍且根據該動態范圍執行壓縮的很簡單的控 制操作，來執行適于對象的動態范圍的灰度壓縮操作。