【技术实现步骤摘要】
基于像素强度分布的多目标自动曝光及增益控制的方法及系统
本专利技术大体来说涉及图像传感器,且特定来说(但非排他性地)涉及图像传感器的自动曝光及增益控制。
技术介绍
图像传感器已变得普遍存在。其广泛用于数字静态相机、蜂窝式电话、安全相机以及医学、汽车及其它应用中。用以制造图像传感器且特定来说互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的技术已不断快速地发展。举例来说,随着数字成像变得更流行,技术努力实现具有更佳分辨率及色彩准确度的图像及视频。常规CMOS图像传感器通常包含像素阵列,其中每一像素包含将入射光变换成电荷的光电二极管。每一个别像素具有在固定曝光时间内随着光强度的增加而最终饱和的输出。所述光电二极管的饱和可由于称为模糊的效应(其中过量电荷扩散到相邻像素中)而产生不想要的图像涂污。因此,图像传感器的一个目标是实现其中恰当地对物体进行曝光(即,不太亮或不太暗)的图像。常规图像传感器通常提供曝光未经优化的图像。一些常规图像传感器可应用图像获取后算法以允许进一步处理数字图像数据以实现与特定像素相关联的特定色彩及强度。然而,对图像应用的图像获取后校正越多,图像的总体质量就可越多地降级。胶片摄影师已知类似的现象,其认识到可从良好底片制作比在对普通底片应用多个(虽然高级)操纵之后制作的照片更好的照片。在自动曝光控制的一些常规方法中,确定图像的全部或部分的单个窗的平均强度。所述强度可为照度Y信号或者一个或一个以上色彩通道信号。接着指派预定义目标平均强度(即,所要的固定平均强度)并确定平均强度与目标平均强度之间的差。基于此差而确定曝光校正。然而,使用单个预定义目标平均强 ...
【技术保护点】
一种方法,其包括:用图像传感器捕获一系列数字图像;在捕获所述系列的数字图像时,调整所述图像传感器的选自由曝光时间及增益组成的群组的至少一个参数以调整所述数字图像的平均强度值直到达到目标平均强度值为止;及基于每一所捕获数字图像中具有落在强度值范围之外的强度值的像素的相对数目而从多个目标平均强度值选择所述目标平均强度值。
【技术特征摘要】
2013.07.02 US 13/933,6741.一种自动曝光及增益控制方法,其包括:用图像传感器捕获一系列数字图像;基于每一所捕获数字图像中具有落在强度值范围之外的强度值的像素的相对数目而从多个目标平均强度值选择目标平均强度值;在捕获所述数字图像时计算每一数字图像中所包含的像素的平均强度值,其中计算数字图像中所包含的所述像素的所述平均强度值包括:将所述数字图像分段成多个区,其中所述多个区中的每一者具有相关联区权重因子;和通过对每一像素的强度值应用与相应像素位于其中的区相关联的区权重因子来提供所述平均强度值;及在捕获所述系列的数字图像时,调整所述图像传感器的选自由曝光时间及增益组成的群组的至少一个参数以调整所述数字图像的所述平均强度值直到达到所述目标平均强度值为止。2.根据权利要求1所述的方法,其中计算数字图像中所包含的所述像素的所述平均强度值进一步包括:第一次用与每一像素位于其中的所述区相关联的所述区权重因子对相应像素的所述强度值进行加权;第二次用基于每一像素的所述强度值而选自多个强度权重因子的强度权重因子对相应像素的所述强度值进行加权;及计算所述像素的经加权强度值的总和。3.根据权利要求2所述的方法,其中按下式来计算所述平均强度值:其中Wi为相应像素的所述区权重因子,Mi为相应像素的所述强度权重因子,且Yi为相应像素的所述强度值。4.根据权利要求2所述的方法,其中强度值落在所述强度值范围之外的像素的所述强度权重因子大于强度值落在所述强度值范围内的像素的所述强度权重因子。5.根据权利要求1所述的方法,其中选择所述目标平均强度值包括,在捕获每一数字图像时,针对所述每一数字图像:确定所述数字图像中具有大于所述强度值范围的上阈值的强度值的像素的第一百分比;及如果所述第一百分比大于第一阈值百分比量,那么将所述目标平均强度值设定为选自所述多个目标平均强度值的第一值。6.根据权利要求5所述的方法,其中选择所述目标平均强度值进一步包括,在捕获每一数字图像时,针对所述每一数字图像:确定所述数字图像中具有小于所述强度值范围的下阈值的强度值的像素的第二百分比;及如果所述第二百分比大于第二阈值百分比量,那么将所述目标平均强度值设定为选自所述多个目标平均强度值的第二值。7.根据权利要求6所述的方法,其中选择所述目标平均强度值进一步包括,在捕获每一数字图像时,针对所述每一数字图像:如果所述第一百分比小于所述第一阈值百分比量且所述第二百分比小于所述第二阈值百分比量,那么将所述目标平均强度值设定为选自所述多个目标平均强度值的第三值。8.根据权利要求7所述的方法,其中选自所述多个目标平均强度值的所述第一值小于所述第二值且其中所述第三值在所述第一值与所述第二值之间。9.根据权利要求1所述的方法,其中调整所述图像传感器的所述至少一个参数包括:(a)在每一所捕获数字图像中的饱和像素的第一百分比超过第一阈值百分比量时减小所述至少一个参数,直到所述平均强度值小于或等于低目标平均强度值为止;(b)如果在于步骤(a)中减小所述至少一个参数时饱和像素的所述第一百分比下降到所述第一阈值百分比量以下,那么调整所述至少一个参数使得所述平均强度值大致等于中目标平均强度值;(c)如果在所述平均强度值处于所述中目标平均强度值时饱和像素的所述第一百分比大于所述第一阈值百分比量,那么减小所述至少一个参数直到饱和像素的所述第一百分比小于所述第一阈值百分比量为止,使得所述平均强度值在所述低目标平均强度值与所述中目标平均强度值之间;(d)如果在所述平均强度值处于所述中目标平均强度值时饱和像素的所述第一百分比小于所述第一阈值百分比量且暗像素的第二百分比大于第二阈值百分比量,那么增加所述至少一个参数直到暗像素的所述第二百分比小于所述第二阈值百分比量为止,使得所述平均强度值在所述中目标平均强度值与高目标平均强度值之间;及(e)如果在于步骤(d)中增加所述至少一个参数时所述平均强度值增加到大于或等于所述高目标平均强度值,那么停止所述至少一个参数的所述增加。10.根据权利要求1所述的方法,其中每一像素的所述强度值为相应像素的照度Y值。11.根据权利要求1所述的方法,其中每一像素的所述强度值为相应像素的红色(R)值、绿色(G)值及蓝色(B)值中的最大者。12.一种包含存储于其上的程序代码的非暂时计算机可读媒体,所述程序代码包括用以进行以下操作的指令:用图像传感器捕获一系列数字图像;基于每一所捕获数字图像中具有落在强度值范围之外的强度值的像素的相...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘成明,单继璋,吴东晖,
申请(专利权)人:全视科技有限公司,
类型:发明
国别省市:美国;US
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