高動態(tài)范圍圖像產(chǎn)生方法以及使用該方法的裝置的制造方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及一種圖像處理技術(shù)，特別涉及一種高動態(tài)范圍圖像產(chǎn)生方法以及使用該方法的裝置?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]高動態(tài)范圍（HDR，High-Dynamic-Range)圖像可顯示從現(xiàn)實世界抓取的更大范圍的亮度水平，從直射的陽光到微弱的星光。其通常針對相同的拍攝物體抓取不同曝光度的圖像，并融合這些圖像來產(chǎn)生高動態(tài)范圍圖像。非高動態(tài)范圍相機以受限的曝光區(qū)間拍攝，造成在亮部及暗部損失細節(jié)。為了補償這類的細節(jié)損失，高動態(tài)范圍技術(shù)藉由在不同的曝光水平下拍攝并融合這些不同曝光水平下拍攝的圖像，用以產(chǎn)生可表示更廣色度范圍的圖像。然而，當在拍攝不同曝光水平下的圖像的時間點之間，圖像中有物體移動時，如上所述的圖像融合會在移動物體的周圍產(chǎn)生鬼影。此外，如果物體運動是在圖像的過曝光區(qū)域(over-exposurearea)或低曝光區(qū)域（under-exposurearea)，由于在這些區(qū)域內(nèi)信息全無（例如像素值為全1或者全〇)，無法計算運動的相關(guān)信息來消除鬼影。因此，本發(fā)明提出一種高動態(tài)范圍圖像產(chǎn)生方法以及使用該方法的裝置，用以降低如上所述的缺點。【
發(fā)明內(nèi)容】[0003]本發(fā)明的實施例提出一種由處理單元執(zhí)行的高動態(tài)范圍圖像產(chǎn)生方法。此流程開始于取得第〇幀數(shù)據(jù)及第1幀數(shù)據(jù)。接著，計算第〇幀數(shù)據(jù)及第1幀數(shù)據(jù)間的第一運動向量，以及依據(jù)第一運動向量、拍攝第0幀數(shù)據(jù)與第1幀數(shù)據(jù)的時間間隔、以及拍攝第0幀數(shù)據(jù)與第2幀數(shù)據(jù)的時間間隔，預(yù)測第0幀數(shù)據(jù)及第2幀數(shù)據(jù)間的第二運動向量。接著，依據(jù)第二運動向量產(chǎn)生運動檢測矩陣，其中的運動檢測矩陣包含多個運動檢測標志。取得第2幀數(shù)據(jù)。最后，依據(jù)運動檢測標志融合第〇幀數(shù)據(jù)以及第2幀數(shù)據(jù)。[0004]本發(fā)明的實施例另提出一種高動態(tài)范圍圖像產(chǎn)生裝置，包含相機模塊控制器以及處理單元。相機模塊控制器耦接于相機模塊。處理單元通過相機模塊控制器取得第0幀數(shù)據(jù)及第1幀數(shù)據(jù)；計算第0幀數(shù)據(jù)及第1幀數(shù)據(jù)間的第一運動向量；取得第2幀數(shù)據(jù)；依據(jù)第一運動向量、拍攝第〇幀數(shù)據(jù)與第1幀數(shù)據(jù)的時間間隔、以及拍攝第〇幀數(shù)據(jù)與第2幀數(shù)據(jù)的時間間隔，預(yù)測第〇幀數(shù)據(jù)及第2幀數(shù)據(jù)間的第二運動向量；依據(jù)第二運動向量產(chǎn)生運動檢測矩陣，其中運動檢測矩陣包含多個運動檢測標志；以及依據(jù)運動檢測標志融合第〇幀數(shù)據(jù)以及第2幀數(shù)據(jù)。[0005]本發(fā)明前述的高動態(tài)范圍圖像產(chǎn)生方法及裝置利用運動物體在正常曝光條件(最佳曝光條件）下拍攝的多個幀（如第〇及第1幀）之間的運動向量預(yù)測在非正常曝光條件下的幀（如第2幀及第3幀）中該運動物體的移動后位置，以解決物體運動至無信息的低/過曝光區(qū)時無法計算運動向量的問題。此外，本發(fā)明還利用預(yù)測的運動向量計算的運動塊的運動檢測標志來參與HDRM流程中的幀融合，使得預(yù)測為傾向于運動的像素更傾向于取正常曝光幀的像素值，預(yù)測為傾向于不的像素更傾向于取低/高曝光幀的像素值，以消除鬼影并且避免低/過曝光區(qū)邊界處運動物體的撕裂。【附圖說明】[0006]圖1是依據(jù)本發(fā)明實施例的運算裝置的系統(tǒng)架構(gòu)圖。[0007]圖2是依據(jù)本發(fā)明實施例由處理單元執(zhí)行的高動態(tài)范圍融合方法的方法流程圖。[0008]圖3是依據(jù)本發(fā)明另一實施例由處理單元執(zhí)行的高動態(tài)范圍融合方法的方法流程圖。[0009]圖4是依據(jù)本發(fā)明實施例的第0幀中每一塊的直方圖區(qū)間示意圖。[0010]圖5是依據(jù)本發(fā)明實施例的第0幀的直方圖區(qū)間示意圖。[0011]圖6是依據(jù)本發(fā)明實施例的相鄰四塊示意圖。[0012]圖7是依據(jù)本發(fā)明實施例的第0幀數(shù)據(jù)與第2幀數(shù)據(jù)間及第0幀數(shù)據(jù)與第3幀數(shù)據(jù)間的運動向量預(yù)測示意圖。[0013]圖8是依據(jù)本發(fā)明實施例的部分低曝光運動檢測矩陣。[0014]圖9是依據(jù)本發(fā)明實施例的相鄰四塊示意圖。[0015]【符號說明】[0016]110處理單元；130、150幀緩存區(qū)；[0017]140易失性存儲器；170相機模塊控制器；[0018]190相機模塊；S210~S280方法步驟；[0019]S311~S399方法步驟；BinO~Binl6亮度區(qū)；[0020]V7~V9、C0~C4亮度值；[0021]Wp像素權(quán)重；W左上塊中心點的權(quán)重；[0022]WUR右上塊中心點的權(quán)重；[0023]下塊中心點的權(quán)重；[0024]WLRS下塊中心點的權(quán)重；[0025]E1下邊；E2右邊；[0026]E3上邊；E4左邊；[0027]D1像素Wp與下邊E1間的距離；[0028]D2像素Wp與右邊E2間的距離；[0029]D3像素Wp與上邊E3間的距離；[0030]D4像素Wp與左邊E4間的距離；[0031]F0第0幀數(shù)據(jù)；F1第1幀數(shù)據(jù)；[0032]F2第2幀數(shù)據(jù)；F3第3幀數(shù)據(jù)；[0033]700主體；[0034]MV(F0,F1)第0幀數(shù)據(jù)至第1幀數(shù)據(jù)間的移動向量；[0035]MV(F0，F(xiàn)2)第0幀數(shù)據(jù)至第2幀數(shù)據(jù)間的移動向量；[0036]MV(F0,F3)第0幀數(shù)據(jù)至第3幀數(shù)據(jù)間的移動向量；[0037]Atl拍攝第0幀數(shù)據(jù)及第1幀數(shù)據(jù)的時間間隔；[0038]At2拍攝第0幀數(shù)據(jù)及第2幀數(shù)據(jù)的時間間隔；[0039]At3拍攝第0幀數(shù)據(jù)及第3幀數(shù)據(jù)的時間間隔；[0040]Mp運動檢測標志；[0041]]\V左上塊中心點的運動檢測標志代表；[0042]MUR右上塊中心點的運動檢測標志代表；[0043]下塊中心點的運動檢測標志代表；[0044]Mu右下塊中心點的運動檢測標志代表；[0045]B1下邊；B2右邊；[0046]B3上邊；B4左邊；[0047]D1運動檢測標志Mp與下邊B1間的距離；[0048]D2運動檢測標志Mp與右邊B2間的距離；[0049]D3運動檢測標志Mp與上邊B3間的距離；[0050]D4運動檢測標志Mp與左邊B4間的距離?！揪唧w實施方式】[0051]以下說明為完成發(fā)明的優(yōu)選實現(xiàn)方式，其目的在于描述本發(fā)明的基本精神，但并不用以限定本發(fā)明。實際的【
發(fā)明內(nèi)容】必須參考之后的權(quán)利要求范圍。[0052]必須了解的是，使用于本說明書中的"包含"、"包括"等詞，用以表示存在特定的技術(shù)特征、數(shù)值、方法步驟、作業(yè)處理、元件和/或組件，但并不排除可加上更多的技術(shù)特征、數(shù)值、方法步驟、作業(yè)處理、元件、組件，或以上的任意組合。[0053]在權(quán)利要求中使用如"第一"、〃第二〃、〃第三〃等詞是用來修飾權(quán)利要求中的元件，并非用來表示之間具有優(yōu)先權(quán)順序，先行關(guān)系，或者是一個元件先于另一個元件，或者是執(zhí)行方法步驟時的時間先后順序，僅用來區(qū)別具有相同名字的元件。[0054]圖1是依據(jù)本發(fā)明實施例的運算裝置的系統(tǒng)架構(gòu)圖。此系統(tǒng)架構(gòu)可實施于桌上型計算機、筆記型計算機、平板計算機、手機、數(shù)字相機、數(shù)字錄影機等，至少包含處理單元110。處理單元110可使用多種方式實施，例如以專用硬件電路或通用硬件（例如，單一處理器、具平行處理能力的多處理器、圖形處理器或其他具運算能力的處理器），并且在執(zhí)行固件或軟件時，提供之后所描述的功能。處理單元110可通過相機模塊控制器170控制相機模塊190捕捉多個低動態(tài)范圍幀（LDR，Low-Dynamic-Rangeframe)并存儲在幀緩存區(qū)（framebuffer)130。相機模塊190可包含圖像傳感器，例如，互補式金屬氧化物半導(dǎo)體（complementarymetal-oxide-semiconductor，CMOS)、電荷親合元件（charge-coupleddevice，（XD)等傳感器，用以感測由紅、綠、藍光強度所形成的圖像，以及包含讀取電子電路，用以從圖像傳感器搜集感測到的數(shù)據(jù)。處理單元110可從幀緩存器130取得至少三個低動態(tài)范圍幀（LDRframe)，在一實施例中，前述至少三個LDR幀是12位，其中二個LDR幀是在最佳曝光設(shè)定（exposuresetting)下取得，由自動曝光算法（AE，AutomaticExposurealgorithm)計算而得，以下稱第0幀、第1幀。由此須注意的是，第0幀或/以及第1幀取得時使用的曝光設(shè)定，包括快門速度（shutterspeed)、模擬增益（analoggain)以及數(shù)字增益（digitalgain)，這些設(shè)定參數(shù)也會記錄在幀緩存器130或易失性存儲器140。易失性存儲器140,例如動態(tài)隨機隨取存儲器（DRAM，DynamicRandomAccessMemory)，用以存儲執(zhí)行過程中需要的數(shù)據(jù)，例如，變量、數(shù)據(jù)表（datatables)等。另一個LDR幀為一個低曝光幀，以下稱第2幀。再另一個LDR幀為一個高曝光幀，以下稱第3幀。處理單元110使用高動態(tài)范圍融合算法（HDRM，High-Dynamic-RangeMergingAlgorithm)融合第0、2、3當前第1頁1 2 3 4 5