[發明專利]圖像合成設備和圖像合成方法

有效

• 申請號: 201310073787.X
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103312970A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 海田宏典;牧野純
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/235
• 代理公司: 北京魏啟學律師事務所 11398
• 代理人: 魏啟學

技術領域

本發明涉及一種用于拍攝多個圖像并將其合成為一個圖像的圖像合成設備和圖像合成方法。并且具體地，本發明涉及合成多個圖像時的水平匹配技術。

背景技術

存在一種已知的圖像合成方法，該方法通過以不同的曝光來拍攝多個圖像并對所拍攝的圖像進行合成來放大動態范圍。在以這種方式來合成圖像的情況下，調整所拍攝的圖像的水平以使得圖像水平相一致，之后進行合成處理。

然而，在通過與設置水平差不同的曝光來拍攝低曝光圖像和高曝光圖像的情況下，傳統的圖像合成設備難以正確地合成圖像。例如，如果由于受到機械誤差等的影響而使得攝像時的快門速度不同于正常的快門速度，則圖像是通過與設置水平差不同的曝光來拍攝的。由此，即使根據設置水平差來進行水平匹配，低曝光圖像和高曝光圖像的圖像水平也變得不同，這樣會降低諸如運動檢測等的處理的精確度。

對于這種問題，日本特開平8-154201公開了一種技術，其用于基于輸入水平的固定范圍內的圖像信號來計算增益比，并將圖像信號的增益進行匹配。

盡管日本特開平8-154201所公開的技術在要合成的兩個圖像的輸入水平重疊的水平范圍內對增益進行調整，但該技術在其它水平范圍內在不調整增益的情況下合成圖像。即，所述技術不以在圖像的整個區域中固定的增益來調整水平。

由此，在拍攝的圖像中存在運動被攝體、并且和圖像中的被攝體重疊的水平與其它水平相混合的情況下，以不同的增益來分別調整與圖像中被攝體重疊的水平和其它水平。結果，邊界上的像素值變化不平滑，由此會生成不自然的圖像。在拍攝到的圖像包括運動被攝體的情況下，可能以不同的增益來進行針對運動被攝體的調整以及針對背景的調整。在這種情況下，圖像的差值根據運動被攝體的亮度而發生變化，這樣會擾亂適當的運動檢測。

日本特開2009-147588公開了一種技術，其通過計算所拍攝的圖像的評價計量值和目標評價計量值之間的差，并基于所計算出的差來放大所拍攝圖像的信號，從而獲取具有適當圖像水平的圖像。

該文獻中所公開的技術通過后續對所拍攝的圖像數據進行感光度校準來獲取正確曝光的圖像。即，盡管日本特開2009-147588沒有公開用于合成兩個圖像的技術，但該文獻公開了下述技術：通過將所拍攝的圖像數據分割為預定數量的區域，針對每個分割出的區域來計算亮度值的平均值并分配權重，來獲取與所拍攝的圖像相關的評價計量值。具體地，該技術通過：根據事先拍攝的圖像數據來計算評價計量值，利用與該評價計量值相對應的曝光來拍攝主圖像數據，對計算出的評價計量值和正確曝光的評價值之間的差進行計算，并對主圖像數據的感光度進行校準來獲取具有正確曝光的圖像數據。

然而，在所拍攝的圖像包括運動被攝體，并且圖像中的被攝體的一部分發生移動(變化)的情況下，上述方法會改變整個圖像的評價計量值。由此，如果根據評價計量值來進行感光度校準，則會對不移動(不變化)的其它被攝體產生影響。

發明內容

本發明提供一種圖像合成設備，該設備能夠獲取保持整個圖像的灰度的連續性的高質量合成圖像。

由此，本發明的第一方面是提供一種圖像合成設備，包括：攝像單元，用于拍攝被攝體的光學圖像；曝光水平差設置單元，用于在拍攝多個圖像時設置不同的曝光；小區域測量單元，用于將所述攝像單元以所述曝光水平差設置單元所設置的曝光來拍攝的所述多個圖像各自分割成小區域，并且基于各所述小區域中的亮度值來求出測量值；小區域比較單元，用于基于一個圖像的小區域的所述測量值和其它圖像的同一小區域的所述測量值，針對各所述小區域計算比較值；代表值計算單元，用于基于針對各所述小區域所計算出的比較值來計算代表值；水平設置單元，用于基于所述曝光水平差設置單元所設置的曝光水平差和所述代表值計算單元所計算出的代表值，來設置合成所述多個圖像的圖像數據所用的水平匹配增益；以及合成單元，用于合成已通過與所述水平設置單元所設置的增益相乘而調整了圖像水平的所述多個圖像的圖像數據。