[發(fā)明專利]圖像獲取方法、圖像傳感器及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011631446.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN114697537A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王顯;李創(chuàng);曾祥福
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江清華柔性電子技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H04N5/232
• 分類號(hào): H04N5/232;H04N5/235;H04N5/355
• 代理公司: 上海波拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31264
• 代理人: 張媛

本申請(qǐng)公開圖像獲取方法、圖像傳感器及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)，包括獲取目標(biāo)場(chǎng)景中的最亮區(qū)域的第一曝光時(shí)長(zhǎng)和最亮區(qū)域曝光時(shí)的第一灰度值；獲取最暗區(qū)域的第二曝光時(shí)長(zhǎng)和最暗區(qū)域曝光時(shí)的第二灰度值；基于第一曝光時(shí)長(zhǎng)、第一灰度值、第二曝光時(shí)長(zhǎng)和第二灰度值確認(rèn)曝光復(fù)位周期及曝光時(shí)長(zhǎng)閾值；基于曝光復(fù)位周期及曝光時(shí)長(zhǎng)閾值對(duì)目標(biāo)場(chǎng)景進(jìn)行曝光，以獲取曝光復(fù)位次數(shù)、曝光復(fù)位周期結(jié)束時(shí)每個(gè)像素單元的初始灰度值、曝光時(shí)長(zhǎng)閾值到達(dá)時(shí)每個(gè)像素單元的灰度殘差值；根據(jù)曝光復(fù)位次數(shù)、每個(gè)像素單元的初始灰度值以及每個(gè)像素單元的灰度殘差值構(gòu)建目標(biāo)場(chǎng)景的合成圖像。本申請(qǐng)能實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)范圍的成像，且流程簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及圖像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圖像獲取方法、圖像傳感器及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

圖像傳感器，或稱感光元件，是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)的設(shè)備，它被廣泛地應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)和其他電子光學(xué)設(shè)備中，從而被廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)例如應(yīng)用于在航天航空領(lǐng)域中的高溫風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)等。

但現(xiàn)有的圖像傳感器器的亮度動(dòng)態(tài)范圍在60dB左右，而人眼可觀察到的可見光的亮度動(dòng)態(tài)范圍約120dB，自然環(huán)境下的亮度值動(dòng)態(tài)變化范圍可以達(dá)到160dB，而大亮度差異場(chǎng)景例如超高溫風(fēng)洞環(huán)境下的亮度變化范圍更是遠(yuǎn)超自然環(huán)境的亮度范圍。具體地，例如在超高溫風(fēng)洞環(huán)境下光線較暗的背風(fēng)面，溫度一般在1000℃以下，光照較弱；而在迎風(fēng)面，溫度可以超過2000℃，光照強(qiáng)度又極易造成探測(cè)器飽和。因此，現(xiàn)有的圖像傳感器不適用于大亮度差異場(chǎng)景，如何實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)范圍的成像成為研究的焦點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N圖像獲取方法，能實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)范圍的成像，且流程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N圖像獲取方法，包括：獲取目標(biāo)場(chǎng)景中的最亮區(qū)域的第一曝光時(shí)長(zhǎng)和所述最亮區(qū)域曝光時(shí)的第一灰度值；獲取所述目標(biāo)場(chǎng)景中的最暗區(qū)域的第二曝光時(shí)長(zhǎng)和所述最暗區(qū)域曝光時(shí)的第二灰度值；基于所述第一曝光時(shí)長(zhǎng)、所述第一灰度值、所述第二曝光時(shí)長(zhǎng)和所述第二灰度值確認(rèn)曝光復(fù)位周期及曝光時(shí)長(zhǎng)閾值；基于所述曝光復(fù)位周期及所述曝光時(shí)長(zhǎng)閾值對(duì)所述目標(biāo)場(chǎng)景進(jìn)行曝光，以獲取曝光復(fù)位次數(shù)、所述曝光復(fù)位周期結(jié)束時(shí)每個(gè)像素單元的初始灰度值、所述曝光時(shí)長(zhǎng)閾值到達(dá)時(shí)每個(gè)像素單元的灰度殘差值；根據(jù)所述曝光復(fù)位次數(shù)、所述每個(gè)像素單元的初始灰度值以及所述每個(gè)像素單元的灰度殘差值構(gòu)建所述目標(biāo)場(chǎng)景的合成圖像

在一實(shí)施方式中，所述獲取所述目標(biāo)場(chǎng)景中的最暗區(qū)域的第二曝光時(shí)長(zhǎng)和所述最暗區(qū)域曝光時(shí)的第二灰度值步驟之前還包括：剔除所述目標(biāo)場(chǎng)景中的受環(huán)境影響的噪點(diǎn)和/或單一像素的噪點(diǎn)，以確認(rèn)所述最暗區(qū)域。

在一實(shí)施方式中，所述基于所述曝光復(fù)位周期及所述曝光時(shí)長(zhǎng)閾值對(duì)所述目標(biāo)場(chǎng)景進(jìn)行曝光以獲取曝光復(fù)位次數(shù)、所述曝光復(fù)位周期結(jié)束時(shí)每個(gè)像素單元的初始灰度值、所述曝光時(shí)長(zhǎng)閾值到達(dá)時(shí)每個(gè)像素單元的灰度殘差值包括：所述曝光復(fù)位周期結(jié)束后持續(xù)判斷曝光累積時(shí)長(zhǎng)是否達(dá)到所述曝光時(shí)長(zhǎng)閾值；若未達(dá)到所述曝光時(shí)長(zhǎng)閾值，則控制每個(gè)像素單元均進(jìn)行復(fù)位，并獲取曝光復(fù)位次數(shù)以及每個(gè)像素單元的所述初始灰度值；若達(dá)到所述曝光時(shí)長(zhǎng)閾值，則終止曝光，并獲取所述曝光時(shí)長(zhǎng)閾值到達(dá)時(shí)的所述每個(gè)像素單元的灰度殘差值。

在一實(shí)施方式中，所述基于所述第一曝光時(shí)長(zhǎng)、所述第一灰度值、所述第二曝光時(shí)長(zhǎng)和所述第二灰度值確認(rèn)曝光復(fù)位周期及曝光時(shí)長(zhǎng)閾值包括：基于所述第一曝光時(shí)長(zhǎng)、所述第一灰度值獲取所述曝光復(fù)位周期；基于所述第二曝光時(shí)長(zhǎng)和所述第二灰度值確認(rèn)所述曝光時(shí)長(zhǎng)閾值。

在一實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述曝光復(fù)位次數(shù)、每個(gè)像素單元的所述初始灰度值以及每個(gè)像素單元的所述灰度殘差值構(gòu)建所述目標(biāo)場(chǎng)景的合成圖像包括：獲取所述曝光復(fù)位次數(shù)與每個(gè)像素單元的所述初始灰度值的乘積；將每個(gè)像素單元的所述乘積與每個(gè)像素單元的所述灰度殘差值相加，以獲取每個(gè)像素單元的合成灰度值；根據(jù)每個(gè)像素單元的所述合成灰度值構(gòu)建所述目標(biāo)場(chǎng)景的合成圖像。