[發明專利]用于獲得高動態范圍圖像的設備和方法

有效

• 申請號: 201110009916.X
• 申請日: 2011-01-11
• 公開（公告）號: CN102122388A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 趙昇紀;洪賢石;韓熙喆;崔良林;李勇周
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;H04N5/235
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;羅延紅

本申請要求2010年1月11日提交韓國知識產權局的第10-2010-0002385號韓國專利申請的權益，該申請全部公開引用于此以資參考。

技術領域

示例性實施例涉及一種用于獲得高動態范圍(HDR)圖像的設備和方法，更具體地，涉及一種通過控制曝光時間來獲得HDR圖像的設備和方法。

背景技術

圖像的動態范圍表示范圍從亮區域到暗區域的圖像的可被表現的亮度等級。通過改變指示圖像的光亮(諸如，亮度)的像素值來調節動態范圍。最近引人關注的實現高動態范圍(HDR)的方法可被粗略地劃分為如下所述的三種類型：

第一種是通過使用圖像信號處理的算法來增強從圖像傳感器輸出的圖像數據的動態范圍和質量的技術。

第二種是通過獲得具有不同曝光量的兩個或多個圖像并合成這些圖像來提高動態范圍的技術。可通過以不同快門速度拍攝兩張圖片來獲得所述圖像。隨后通過使用適合的圖像信號處理算法來合成并修正所述圖像。

第三種是通過在圖像傳感器的單個像素中配置具有不同敏感度的多個像素來獲得兩個圖像數據的技術。在相同的曝光時間中從具有不同的敏感度的多個像素產生的像素數據顯示出與通過不同的曝光量產生的圖像數據具有相同的效果。通過兩個像素產生的圖像數據被合成和修正，從而獲得高動態范圍圖像。

發明內容

示例性實施例提供了一種使用通過基于行應用不同的曝光時間獲得的圖像，來獲得高動態范圍(HDR)圖像的設備和方法。

根據示例性實施例的一方面，提供了一種用于獲得高動態范圍(HDR)圖像的設備。所述設備包括：圖像傳感器，通過對不同的多個預定區域應用不同的曝光時間來產生第一圖像；圖像分離單元，將第一圖像分離為多個圖像，所述多個圖像的每一個由具有相同曝光時間的多個區域構成；圖像恢復單元，以這種方式恢復分離的圖像：使每個分離的圖像具有與第一圖像相同的分辨率；圖像合成單元，將恢復的圖像合成為第二圖像。

所述多個預定區域的每一個可以是相應的單行。

所述多個預定區域的每一個可以是相應的兩行。

所述多個預定區域的每一個可以是相應的多個像素。

圖像傳感器可被提供用于所述多個預定區域的多個行。

所述設備還可包括快門，用于控制曝光，快門被提供用于所述多個預定區域的多個行。

圖像傳感器中的像素可被以Bayer模式排列，其中，紅像素和綠像素交替排列在第一行中，藍像素和綠像素交替排列在第一行隨后的第二行中。

圖像傳感器中的像素可被以如下模式排列，其中，紅像素、綠像素和藍像素交替排列在多個行中的一行中，圖像傳感器通過以行為單位應用不同的曝光時間來產生第一圖像。

圖像恢復單元可通過使用與缺失行相鄰的相鄰行來在每個分離的圖像中執行插值，以恢復缺失行。

圖像恢復單元可使用基于曝光時間的比率的增益系數，以在每個分離的圖像中恢復缺失行。

圖像恢復單元可使用與缺失行相鄰的相鄰行的增益系數，以在每個分離的圖像中恢復缺失行。

圖像恢復單元可使用以下至少兩個來進行恢復：每個分離的圖像中的與缺失行相鄰的相鄰行的增益系數、每個分離的圖像中的基于曝光時間的比率的增益系數以及每個分離的圖像中的使用與缺失行相鄰的相鄰行進行的插值。

所述設備還可包括圖像校正單元，通過白平衡(WB)、色彩插值(CI)和gamma校正中的至少一個圖像信號處理來校正第二圖像。

所述設備還可包括圖像校正單元，通過對以下至少一個進行圖像信號處理來校正恢復的圖像：白平衡(WB)、色彩插值(CI)和gamma校正，其中，圖像合成單元將校正的圖像合成為第二圖像。

根據示例性實施例的另一方面，提供了一種用于獲得高動態范圍(HDR)圖像的方法。所述方法包括：通過對不同的多個預定區域應用不同的曝光時間來產生第一圖像；將第一圖像分離為多個圖像，所述多個圖像的每一個由具有相同曝光時間的多個區域構成；以這種方式恢復分離的圖像：使每個分離的圖像具有與第一圖像相同的分辨率；以及將恢復的圖像合成為第二圖像。

根據示例性實施例的另一方面，提供了一種用于獲得高動態范圍(HDR)圖像的設備。所述設備包括：圖像傳感器，通過對預定區域應用第一曝光時間和第二曝光時間來產生第一圖像；圖像分離單元，將第一圖像分離為兩個圖像，所述兩個圖像中的一個基于第一曝光時間產生，所述兩個圖像中的另一個基于第二曝光時間產生；圖像恢復單元，恢復所述兩個圖像，從而所述兩個圖像和第一圖像具有相同的分辨率；圖像合成單元，將恢復的兩個圖像合成為第二圖像。