生成高动态范围图像的设备和方法技术

本发明专利技术公开了生成高动态范围图像的设备和方法。生成高动态范围图像的设备包括像素点权重确定单元，所述像素点权重确定单元确定对齐后的多帧图像中每一个像素点的权重了；相对权值确定单元，所述相对权值确定单元计算多帧图像中的每一帧的像素对参考帧像素的相对权值；鬼影去除单元，所述鬼影去除单元将所述相对权值施加到所述多帧图像中每一个像素点的权重上，以形成去鬼影后的权重；以及高动态范围图像(HDR)合成单元，所述高动态范围图像合成单元利用去鬼影后的权重和所述齐后的多帧图像生成高动态范围图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及生成高动态范围图像的设备和方法。
技术介绍
与普通图像相比，高动态范围HDR(High-DynamicRange)图像可以提供更多的动态范围和图像细节。根据不同的曝光时间的低动态范围LDR(Low-DynamicRange)图像，利用每个曝光时间相对应最佳细节的LDR图像来合成最终HDR图像，能够更好的反映出真实环境中的视觉效果。现有的高动态范围HDR图像的生成过程包括利用图像获取装置以不同曝光度连续捕捉多帧图像，然后利用图像处理装置合成这些图像以产生HDR图像。然而，当拍摄对象中存在物体移动时，由于每帧图像的获取时间之间存在特定时间差，导致在合成这些图像时，运动物体在合成图像中产生鬼影。因此，需要能够防止这种鬼影产生的处理方法和装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生成高动态范围图像的设备和方法，借此显著缩短HDR图像的生成时间，从而实现简单、高效的鬼影去除方案。根据本专利技术的一个方面，提供一种生成高动态范围图像的设备，包括：像素点权重确定单元，所述像素点权重确定单元确定对齐后的多帧图像中每一个像素点的权重；相对权值确定单元，所述相对权值确定单元计算多帧图像中的每一帧的像素对参考帧像素的相对权值；鬼影去除单元，所述鬼影去除单元将所述相对权值施加到所述多帧图像中每一个像素点的权重上，以形成去鬼影后的权重；以及高动态范围图像(HDR)合成单元，所述高动态范围图像合成单元利用去鬼影后的权重和所述齐后的多帧图像生成高动态范围图像。进一步，该设备还包括图像对齐单元，所述图像对齐单元接收以不同曝光度连续拍摄的多帧图像，并通过计算不同帧间的运动向量将所述多帧图像进行对齐，从而向所述像素点权重确定单元和所述相对权值确定单元提供对齐后的多帧图像。进一步，图像对齐单元对要进行对齐的图像在灰度图上取高斯金字塔以获取要进行对齐图像的多个层，计算每一层的中间门限位图和排除位图，利用块匹配计算要进行对齐图像的运动向量。进一步，图像对齐单元利用以下公式排除曝光不好的点：其中分别表示进行图像对齐的第一帧图像和第二帧图像的中间门限位图，分别表示进行图像对齐的第一帧图像和第二帧图像的排除位图，分别表示进行对齐图像的运动向量dk+1在不同方向的分量，t1、t2为候选的在不同方向上的偏移补偿量。进一步，该相对权值确定单元将所述多帧图像中的一帧设定为参考帧，当所述多帧图像中存在运动对象时，所述多帧图像中的其它帧中运动对象所在区域的相对权值约为零，而对于基本上没有位移的区域或所述多帧图像中不存在运动对象情况，相对权值约为1。进一步，对于所述多帧图像中的其它帧中运动对象所在区域，去鬼影后的权重为零。进一步，根据以下公式计算所述多帧图像中的每一帧的每个像素的相对权值RMl(i,j)：其中，v是预先设定的常数，I2g(i,j)表示参考帧图像的每一个像素的值，Ilg(i,j)表示所述多帧图像中图像Il的每一个像素的值。进一步，鬼影去除单元对去鬼影后的权重进行归一化。根据本专利技术的一个方面，提供一种生成高动态范围图像的方法，包括：确定单元确定对齐后的多帧图像中每一个像素点的权重；确定单元计算多帧图像中的每一帧的像素对参考帧像素的相对权值；将所述相对权值施加到所述多帧图像中每一个像素点的权重上，以形成去鬼影后的权重；以及利用去鬼影后的权重和所述对齐后的多帧图像生成高动态范围图像。进一步，该方法还包括接收以不同曝光度连续拍摄的多帧图像，并通过计算不同帧间的运动向量将所述多帧图像进行对齐，从而提供对齐后的多帧图像。进一步，将所述多帧图像中的一帧设定为参考帧，当所述多帧图像中存在运动对象时，所述多帧图像中的其它帧中运动对象所在区域的相对权值约为零，而对于基本上没有位移的区域或所述多帧图像中不存在运动对象情况，相对权值约为1。进一步，对于所述多帧图像中的其它帧中运动对象所在区域，去鬼影后的权重为零。进一步，根据以下公式计算所述多帧图像中的每一帧的每个像素的相对权值RMl(i,j)：其中，v是预先设定的常数，I2g(i,j)表示参考帧图像的每一个像素的值，Ilg(i,j)表示所述多帧图像中图像Il的每一个像素的值。进一步，对去鬼影后的权重进行归一化。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：通过本专利技术提供的方案，可以在检测到运动区域后，直接使该区域中其它帧相对参考帧的相对权值降为零。对于运动区域，参考帧中的像素被直接复制到HDR图像的相应区域，因此无需计算运动对象的位置和速度，因此大大简化了计算量，显著缩短HDR图像的生成时间，从而实现简单、高效的鬼影去除方案。附图说明为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出根据本专利技术的实施例的生成高动态范围HDR图像的设备100。图2示出根据本专利技术的实施例的相对权值确定单元的框图。图3示出根据本专利技术的实施例的生成高动态范围HDR图像的方法300。图4示出根据本专利技术的实施例相对权值的确定过程的方法。图5示出根据本专利技术的实施例产生的HDR图像的效果图。具体实施方式在以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的方法或操作以免造成本专利技术的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术可在没有特定细节的情况下实施。图1示出根据本专利技术的实施例的生成高动态范围HDR图像的设备100。如图1所示，设备100可包括图像对齐单元110、像素点权重确定单元120、相对权值确定单元130、鬼影去除单元140以及HDR图像合成单元150。图1所示的设备100可被包含在移动设备中，作为移动设备的一部分。该移动设备可以是相机、移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、平板个人计算机、膝上型计算机、或任意其他类型的移动计算设备。首先，图像对齐单元110接收以不同曝光度连续拍摄的多帧图像，并对这些图像进行对齐。例如，可从诸如相机之类的图像捕捉单元获取连续拍摄的多帧图像。图像捕捉单元以不同的图像曝光时间快速捕捉连续的图像。虽然图像捕捉单元所捕捉的每帧图像之间间隔的时间很短，但是在图像捕捉期间图像捕捉单元可能会有稍微的移动，导致原始图像不能直接彼此对齐。因此，在合成HDR图像之间，需要利用图像对齐单元110使多帧图像彼此对齐。在本专利技术的实施例中，可以使用以三个不同曝光时间捕捉的图像，即曝光过度图像、正常曝光图像、曝光不足图像。然而，本领域的技术人员应该意识到还可以使用其它数量的图像，例如，五帧不同曝光程度的图像、七帧不同曝光程度的图像等。以下针对三帧连续捕捉的不同曝光图像，介绍图像对齐单元110如何进行图像对齐。然而，应该理解本文公开的图像对齐单元110也可用于对齐其它数量的连续图像。图像对齐单元110通过计算不同帧间的运动向量d来实现三帧不同曝光图像的对齐。在本实施例中，可将前后两帧向中间帧对齐，然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成高动态范围图像的设备，包括：像素点权重确定单元，所述像素点权重确定单元确定对齐后的多帧图像中每一个像素点的权重；相对权值确定单元，所述相对权值确定单元计算多帧图像中的每一帧的像素对参考帧像素的相对权值；鬼影去除单元，所述鬼影去除单元将所述相对权值施加到所述多帧图像中每一个像素点的权重上，以形成去鬼影后的权重；以及高动态范围图像HDR合成单元，所述高动态范围图像合成单元利用去鬼影后的权重和所述齐后的多帧图像生成高动态范围图像。

【技术特征摘要】
1.一种生成高动态范围图像的设备，包括：像素点权重确定单元，所述像素点权重确定单元确定对齐后的多帧图像中每一个像素点的权重；相对权值确定单元，所述相对权值确定单元计算多帧图像中的每一帧的像素对参考帧像素的相对权值；鬼影去除单元，所述鬼影去除单元将所述相对权值施加到所述多帧图像中每一个像素点的权重上，以形成去鬼影后的权重；以及高动态范围图像HDR合成单元，所述高动态范围图像合成单元利用去鬼影后的权重和所述齐后的多帧图像生成高动态范围图像。2.如权利要求1所述的设备，还包括图像对齐单元，所述图像对齐单元接收以不同曝光度连续拍摄的多帧图像，并通过计算不同帧间的运动向量将所述多帧图像进行对齐，从而向所述像素点权重确定单元和所述相对权值确定单元提供对齐后的多帧图像。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述图像对齐单元对要进行对齐的图像在灰度图上取高斯金字塔以获取要进行对齐图像的多个层，计算每一层的中间门限位图，利用块匹配计算要进行对齐图像的运动向量。4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述图像对齐单元利用以下公式排除曝光不好的点：其中分别表示进行图像对齐的第一帧图像和第二帧图像的中间门限位图，分别表示进行图像对齐的第一帧图像和第二帧图像的排除位图，分别表示进行对齐图像的运动向量dk+1在不同方向的分量，t1、t2为候选的在不同方向上的偏移补偿量。5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述相对权值确定单元将所述多帧图像中的一帧设定为参考帧，当所述多帧图像中存在运动对象时，所述多帧图像中的其它帧中运动对象所在区域的相对权值约为零，而对于基本上没有位移的区域或所述多帧图像中不存在运动对象情况，相对权值约为1。6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，对于所述多帧图像中的其它帧中运动对象所在区域，去鬼影后的权重为零。7.如权利要求1所述的设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖东晋，张立群，刘顺宗，
申请(专利权)人：阿依瓦北京技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11