高動態范圍的轉換制造技術

在包括數字成像能力的個人電子設備中，描述了用于確定圖像捕獲操作何時可以從使用高動態范圍成像（HDRI）操作中受益的方法、設備和計算機可讀介質。總的來說，公開了用于分析圖像的光度和/或顏色/色調柱狀圖以動態地確定HDRI操作何時可以有益于場景捕獲的技術。如果確定HDRI操作可以改善場景捕獲，則用戶被告知。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】高動態范圍的轉換
技術介紹
如今，很多個人電子設備開始裝備有數字照相機。示例性的個人電子設備包括但不限于移動電話、個人數字助理、便攜式音樂播放器和膝上型計算機/臺式計算機/平板計算機。在這些類型的設備中使用的圖像傳感器通常具有較小的動態范圍。也即是說，它們捕獲從全黑暗到全光照的范圍的光的能力是有限的。克服這種照相機的有限動態范圍的一種技術被稱作高動態范圍成像（HDRI）。最常用的HDRI方法被稱作多次曝光技術。通過使用該方法，以不同的曝光/光圈來多次拍攝相同的場景，其中多個收集的圖像被合并為單個圖像。如圖像處理領域中的普通技術人員將清楚的是，由此產生的圖像可以具有與基本的照相機可以向任何單個圖像提供的動態范圍相比更寬的動態范圍。通常，HDRI攝影一般在戶外設置或者在存在較寬范圍的光和/或顏色的設置中很好地工作。HDRI能力最近已經被引入到一些數碼單反（DSLR）照相機中。這些照相機通常提供了用于手動地控制諸如焦距、快門速度和光圈等的很多圖像捕獲參數的能力。在這些照相機中的一些照相機中，還可以重置在HDRI模式操作中使用的圖像捕獲參數（例如，f光圈值的改變）。也即是說，如果HDRI模式捕獲3個圖像，則用戶可以設置：相對于捕獲第一圖像時的f光圈值，一個圖像以+1的f光圈值拍攝并另一個圖像以-1的f光圈值拍攝。一旦被手動地設置并且在照相機已經被手動地置于HDRI模式中以后，該設置將用于自動地捕獲指定數量的圖像。使用HDRI捕獲技術的能力對于包含在個人電子設備中的照相機而言特別重要，這是因為它們的圖像傳感器通常提供有限的動態范圍。認清該事實已經導致在一些個人電子設備中引入了HDRI能力。遺憾的是，沒有一種用于自動地確定HDRI操作何時可以有益于這些設備的用戶的方式。DSLR照相機的用戶基于照相經驗并且可能基于藝術期望來親自做出該確定。包含在個人電子設備中的照相機的大多數用戶缺乏這種經驗。因此，需要用于基于照相機的圖像傳感器的動態范圍自動地確定場景捕獲何時可以受益于HDRI技術的系統、方法和計算機可讀介質。
技術實現思路
高動態范圍成像（HDRI）技術的使用可以用于通過增加圖像的動態范圍來改善數字圖像的質量。在其圖像捕獲傳感器具有固有的低動態范圍的設備中，這些技術可以特別有益。盡管可以習得對何時使用HDRI的知識，但是，諸如移動電話、個人數字助理、便攜式音樂播放器和膝上型計算機/臺式計算機/平板計算機等的個人電子設備的很多用戶不具有這種知識。本文所公開的實施例描述了可以如何分析初始圖像的柱狀圖信息以自動地確定HDRI操作何時可以有益于場景捕獲。如果進行了這種確定，則用戶可以被告知。在一個實施例中，來自圖像傳感器的第一圖像被捕獲并且獲得其柱狀圖數據（例如，光度和/或色彩柱狀圖數據）。可以分析柱狀圖以確定圖像是否展示出明亮的和/或黑暗的爆裂（blowout）。（也即是說，圖像中的、像素亮度（暗度）超過傳感器的捕獲能力的動態范圍的區域，從而丟失了圖像的這些區域中的信息并且僅產生了純白（黑）像素。）如果指示任意一種類型的爆裂，則可以向用戶告知HDRI操作可以改善圖像捕獲。如果用戶選擇HDRI操作，則可以捕獲一個或多個額外的圖像（例如，總共2個、3個或5個圖像），其中每一個圖像是使用不同的曝光值（例如，不同的f光圈值）來捕獲的。然后，可以根據已知的技術來組合多個捕獲的圖像，以產生最終的圖像。在另一個實施例中，通過聚合來自柱狀圖的第一區域的一個或多個柱以獲得第一值（例如，從柱狀圖中的“第n個”最低柱導出的黑暗水平）并且將所獲得的值與第一閾值進行比較來分析圖像柱狀圖數據。如果閾值被超過，則向用戶提供關于HDRI操作可以有益于圖像捕獲的指示（例如，可視和/或可聽的信號）。如果第一閾值未被超過，則來自柱狀圖的第二區域的一個或多個柱（例如，從柱狀圖中的“第n個”最高柱導出的明亮水平）可以被聚合以獲得第二值。可以將第二值與第二閾值進行比較，如果第二閾值被超過，則可以向用戶提供關于HDRI操作可以有益于圖像捕獲的指示。還描述了合并了所公開的方法的設備和程序存儲設備。附圖說明圖1以流程圖的形式示出了根據一個實施例的圖像捕獲過程。圖2示出了良好平衡的圖像的示例性柱狀圖。圖3以流程圖的形式示出了根據一個實施例的圖像分析操作。圖4示出了根據一個實施例的示例性柱狀圖和相關聯的圖像明亮閾值和圖像黑暗閾值。圖5以框圖的形式示出了根據一個實施例的個人電子設備。具體實施方式本公開內容涉及用于確定圖像捕獲操作何時可以從使用高動態范圍成像（HDRI）中受益的系統、方法和計算機可讀介質。總的來說，本文公開了用于分析圖像的光度和/或顏色柱狀圖以自動地確定HDRI何時可以有益于場景捕獲的技術。如果確定HDRI操作可以改善場景捕獲，則用戶被告知。在下面的描述中，為了解釋的目的，闡述了大量具體細節以提供對專利技術概念的徹底理解。作為該描述的一部分，以框圖的形式示出了一些結構和設備以避免模糊本專利技術。此外，本公開內容中使用的語言主要是為了可讀性和教學的目的而選擇的，而不是選擇用于勾畫或限制專利技術性主題的，要確定這樣的專利技術性主題需要訴諸權利要求。在說明書中提及“一個實施例”或者“實施例”意味著結合實施例所描述的特定特征、結構或特性被包含在本專利技術的至少一個實施例中，并且多次提及“一個實施例”或“實施例”不應當被理解為一定都是指相同的實施例。將清楚的是，在開發任何實際的實現方式時（如在任何開發項目中一樣），必須做出大量決策以實現開發者的具體目的（例如，符合與系統有關的和與商業有關的約束），并且將清楚的是，這些目的將隨著實現方式不同而改變。還將清楚的是，這些開發努力可能是復雜的和耗時的，但是對于受益于本公開內容的圖像處理領域中的普通技術人員而言將是例行任務。參照圖1，根據一個實施例的圖像捕獲序列100以捕獲初始圖像開始（框105）。這可以是例如經由顯示屏呈現給照相機用戶的“預覽”圖像。一旦初始圖像被捕獲，就獲得柱狀圖數據（框110）。將認識到，每一個捕獲的數字圖像與其元數據相關聯。該元數據可以包括例如自動曝光設置信息和圖像柱狀圖數據。圖像柱狀圖是用作其相關聯的圖像中的亮度和/或色調（顏色）分布的圖形表示的柱狀圖類型。在圖2中示出了針對良好平衡的圖像的典型的柱狀圖集合。在該特定的示例中，該數字照相機提供了四個（4個）柱狀圖。這四個柱狀圖分別針對亮度（200）、紅色（205）、綠色（210）和藍色（215）色度。每一個柱狀圖的橫坐標（水平坐標）表示圖像內的亮度/色調變化，而縱坐標（垂直坐標）表示特定的亮度/音調處的像素的數量。因此，橫坐標的左側表示黑色或暗色區域，中間表示中間灰度，右手邊表示淺白色或純白色/彩色區域。將認識到，不是所有的數字照相機都提供了所有四個示例性的柱狀圖。例如，一些照相機可以提供僅兩個柱狀圖：亮度柱狀圖和組合的紅色-綠色-藍色柱狀圖。其它照相機可以在YCBCR彩色空間中操作，并且提供亮度柱狀圖和CB和CR柱狀圖。再次參照圖1，然后可以對所獲得的柱狀圖中的一個或多個進行分析（框115），以確定場景的動態范圍（即，從黑暗到明亮的光的擴展）是否超過照相機的圖像傳感器的動態范圍（框120）。（根據框115和框120的動作被統稱為300，并且將在下面參照圖3來討論。）如果本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.30 US 12/895,6371.一種用于數字圖像捕獲的方法，包括：從圖像傳感器捕獲場景的第一圖像；獲得表示所述第一圖像的柱狀圖，所述柱狀圖具有多個柱；通過以下步驟根據所述柱狀圖確定所述圖像傳感器的動態范圍是否已經被超過：接收將先前亮度閾值修改為第一亮度閾值的輸入和將先前暗度閾值修改為第一暗度閾值的輸入，確定所述柱狀圖的亮度水平，確定所述亮度水平是否超過所述第一亮度閾值，如果所述亮度水平沒有超過所述第一亮度閾值，則確定所述柱狀圖的暗度水平，以及如果所述亮度水平沒有超過所述第一亮度閾值，則確定所述暗度水平是否超過所述第一暗度閾值；以及如果確定所述圖像傳感器的動態范圍已經被超過，則向用戶呈現對于后續的場景捕獲從非高動態范圍操作切換成高動態范圍操作的推薦，其中用戶能夠接受或拒絕所述推薦，其中用于計算所述亮度水平和所述暗度水平中的每一個的柱狀圖柱的數目是基于傳感器噪聲、捕獲特征和圖像類型中的至少一者而選擇的。2.根據權利要求1所述的方法，還包括：接收使用高動態范圍操作的用戶輸入；以及自動地捕獲一個或多個額外的圖像，每一個額外的圖像是使用與用于捕獲所述第一圖像的圖像曝光設置值不同的圖像曝光設置值來捕獲的。3.根據權利要求2所述的方法，還包括：將所述第一圖像與所述一個或多個額外的圖像組合為結果圖像；以及在存儲器中存儲所述結果圖像。4.根據權利要求1所述的方法，其中，捕獲第一圖像的動作包括捕獲預覽圖像。5.根據權利要求1所述的方法，其中，獲得柱狀圖的動作包括獲得光度柱狀圖。6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述亮度水平是通過對所述數目的柱狀圖柱中的在所述柱狀圖的最大亮度水平處的像素進行計數而確定的。7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述暗度水平通過對所述數目的柱狀圖柱中的在所述柱狀圖的最大暗度水平處的像素進行計數而確定的。8.根據權利要求1所述的方法，其中，圖像類型是戶外類型、肖像類型或者煙火類型中的一個。9.一種用于數字圖像捕獲的設備，包括：用于從圖像傳感器捕獲第一圖像的裝置；用于獲得表示所述第一圖像的柱狀圖的裝置，所述柱狀圖具有多個柱；用于通過以下步驟根據所述柱狀圖確定所述圖像傳感器的動態范圍是否已經被超過的裝置：接收將先前亮度閾值修改為第一亮度閾值的輸入和將先前暗度閾值修改為第一暗度閾值的輸入，確定所述柱狀圖的暗度水平，確定所述暗度水平是否超過所述第一暗度閾值，如果所述暗度水平沒有超過所述第一暗度閾值，則確定所述柱狀圖的亮度水平，以及如果所述暗度水平沒有超過所述第一暗度閾值，則確定所述亮度水平是否超過所述第一亮度閾值；以及用于如果確定所述圖像傳感器的動態范圍已經被超過，則向用戶呈現對于后續的場景捕獲從非高動態范圍操作切換成高動態范圍操作的推薦的裝置，其中用戶能夠接受或拒絕所述推薦，其中用于計算所述亮度水平和所述暗度水平中的每一個的柱狀圖柱的數目是基于傳感器噪聲、捕獲特征和圖像類型中的至少一者而選擇的。10.一種數字圖像捕獲設備，包括：數字圖像傳感器；存儲器，其可通信地耦合到所述數字圖像傳感器；以及可編程控制設備，其可通信地耦合到所述存儲器，其中，所述可編程控制設備被配置為獲得表示由所述數字圖像傳感器捕獲的第一圖像的柱狀圖，所述柱狀圖具有多個柱；通過以下步驟根據所述柱狀圖確定所述圖像傳感器的動態范圍是否已經被超過：接收將先前亮度閾值修改為第一亮度閾值的輸入和將先前暗度閾值修改為第一暗度閾值的輸入，確定所述柱狀圖的亮度水平，確定所述亮度水平超過所述第一亮度閾值，如果所述亮度水平沒有超過所述第一亮度閾值，則確定所述柱狀圖的暗度水平，以及確定所述暗度水平超過所述第一暗度閾值；以及如果確定所述圖像傳感器的動態范圍已經被超過，則向用戶呈現對于后續的場景捕獲從非高動態范圍操作切換成高動態范圍操作的推薦，其中用戶能夠接受或拒絕所述推薦，其中用于計算所述亮度水平和所述暗度水平中的每一個的柱狀圖柱的數目是基于傳感器噪聲、捕獲特征和圖像類型中的至少一者而選擇的。11.根據權利要求10所述的數字圖像捕獲設備，其中，所述數字圖像傳感器、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F·多普克，
申請(專利權)人：蘋果公司，
類型：
國別省市：