专利名称：测量图像传感器的响应曲线的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种测量图像传感器的响应曲线的方法及装置。
背景技术：
数字图像传感器的响应曲线反映了拍摄时的曝光量和图像传感器输出的图像像素值之间的对应关系。通常来说，曝光量和图像像素值之间是非线性的关系。参考图1所示，图1示出了图像传感器响应曲线的示意图，其中，横坐标为曝光量，以自然对数表示，纵坐标为图像像素值，使用8比特数据表示，其取值为0到255。使用图像传感器响应曲线可以对图像传感器拍摄的图像进行后期处理，模拟实际拍摄中无法实现的复杂曝光效果，从而改善图像质量，进而还可能从图像中提取更多的有用信息。不同的图像传感器通常具有不同的响应曲线，使用不准确的响应曲线对图像进行后期处理会使模拟曝光得到的图像失真，还可能形成虚假图像细节。因此需要针对所使用的图像传感器单独测量计算响应曲线。现有的图像传感器响应曲线计算方法通常利用同一场景的一系列不同曝光图像来计算。在这种方法中，将图像传感器拍摄图像的像素值对曝光量的响应表示为Zij =f(Ei A ，其中，f为响应曲线函数，Zij表示第j张图像的位置i处的像素值，Ei表示在图像位置i处的场景辐照度，A tj表示第j张图像的曝光时间，Ei和A tj的乘积表示曝光量。虽然图像上某一位置的辐照度保持不变，即Ei在不同曝光图像中相同，曝光时间不同，从而使得相同场景经过曝光曲线映射之后输出的像素值在不同曝光图像中各不相同。使用这种方法计算响应曲线时，需要在图像中选取若干像素点，在像素点的像素值Zij和其对应的已知的情况下，根据Zu = MEiAtp构成方程组，求解该方程组得到响应曲线f。在一些改进的方法中，对参与方程组求解的像素点进行了筛选，从而使最终计算得到的响应曲线更加平滑和准确。然而，这些方法对同一场景进行多次曝光，获得一系列曝光图像，曝光图像中大量的像素点都需要参与响应曲线的计算，建立的响应曲线方程组规模庞大，导致计算过程需要处理大量的数据、求解过程极其为繁琐。此外，对同一场景进行多次曝光，要求这些曝光图像达到像素级别的对齐，才能正确反映像素值和曝光量的对应关系，否则计算出的响应曲线的精度会受到影响。虽然在拍摄图片时可以借助辅助设备，如三角架等，但依然很难满足上述像素级别的对齐要求。因此，在计算响应曲线之前，还需要用特殊的校准算法对系列曝光图像进行对齐校准。
发明内容
本发明的发明人发现上述现有技术中计算图像传感器响应曲线计算量大、需要特殊校准算法的问题，提出了一种新的技术方案，避免了大量方程组的求解和校准算法的使用。
本发明的一个目的是提供一种测量图像传感器的响应曲线的方法及装置。根据本发明的第一个方面，提供了一种测量图像传感器的响应曲线的方法，该方法包括:使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行至少一次曝光拍摄，获得拍摄图像，标准灰阶卡具有多个灰阶块，每个灰阶块的灰度均匀，不同灰阶块的灰度不同，拍摄图像包括多个分别与灰阶块对应的灰阶图像块；计算每个灰阶图像块的相对曝光量，相对曝光量为曝光拍摄时使用的曝光时间与每个灰阶块的灰度的乘积；分别以像素值和相对曝光量作为横纵坐标，基于每个灰阶图像块内像素点的像素值与该灰阶图像块的相对曝光量设置多个参考点；基于多个参考点进行插值计算，获得响应曲线。优选地，每个灰阶图像块内像素点的像素值为每个灰阶图像块内部分或全部像素点的像素值的平均值。优选地，曝光拍摄为至少两次拍摄，拍摄时保持光照均匀、环境光强不变，每次拍摄的曝光时间不同。优选地，拍摄图像具有多个颜色分量，针对每个颜色分量获得与其相应的响应曲线。优选地，灰阶块的灰度以灰阶块的反射率或透射率来表示。优选地，拍摄图像的颜色空间为线性颜色空间。优选地，线性颜色空间为RGB、CYGM、RGBE颜色空间中的任意一种。优选地，拍摄图像的颜色空间为非线性颜色空间，该方法还包括:将拍摄图像的颜色空间转换为线性颜色空间。优选地，非线性颜色空间为YUV颜色空间。根据本发明的第二个方面，还提供了一种测量图像传感器的响应曲线的装置，该装置包括:曝光拍摄单元，用于使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行至少一次曝光拍摄，获得拍摄图像，标准灰阶卡具有多个灰阶块，每个灰阶块的灰度均匀，不同灰阶块的灰度不同，拍摄图像包括多个分别与灰阶块对应的灰阶图像块；相对曝光量计算单元，用于计算灰阶图像块的相对曝光量，相对曝光量为曝光拍摄时使用的曝光时间与每个灰阶的灰度的乘积；参考点设置单元，用于分别以像素值和相对曝光量作为横纵坐标，基于每个灰阶图像块内像素点的像素值与该灰阶图像块的相对曝光量设置多个参考点；插值计算单元，用于基于多个参考点进行插值计算，获得响应曲线。优选地，每个灰阶图像块内像素点的像素值为每个灰阶图像块内部分或全部像素点的像素值的平均值，该装置还包括:灰阶像素值计算单元，用于计算每个灰阶图像块内部分或全部像素点的像素值的平均值。优选地，曝光拍摄单元进行至少两次拍摄，拍摄时保持光照均匀、环境光强不变，每次拍摄的曝光时间不同。
优选地，拍摄图像具有多个颜色分量，针对每个颜色分量获得与其相应的响应曲线。优选地，灰阶灰阶块的灰度以灰阶块的反射率或透射率来表示。优选地，拍摄图像的颜色空间为线性颜色空间。优选地，线性颜色空间为RGB、CYGM、RGBE颜色空间中的任意一种。优选地，拍摄图像的颜色空间为非线性颜色空间，该装置还包括:颜色空间转换单元，用于将拍摄图像的颜色空间转换为线性颜色空间。优选地，非线性颜色空间为YUV颜色空间。在本发明所提供的实施方式中，使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行曝光拍摄获得拍摄图像，获得拍摄图像，利用拍摄图像中每个灰阶图像块内的像素点的像素值和该灰阶图像块的相对曝光量设置多个参考点。由于灰阶图像块内像素值的均匀性使得像素点的选择更为容易，无需对多张不同曝光的图像进行对齐校准，避免了校准算法的使用。响应曲线通过对参考点进行插值计算而获得，避免求解庞大的方程组，降低了计算量。另外，以标准灰阶卡灰阶的灰度代替辐照度，计算灰阶图像块的相对曝光量，避免了需要借助仪器测量实际曝光量。在另一种实施方式中，通过使用拍摄图像中相同灰阶图像块内部分或全部像素值的均值代替原始每个像素点的像素值，进一步减少了参与响应曲线插值计算的数据量，同时也降低了噪声的干扰。在另一种实施方式中，可以通过改变曝光时间进行多次曝光拍摄，从而增加计算响应曲线参考点的个数，以获得更精确的响应曲线。在另一种实施方式中，针对每一种颜色分量，以颜色分量拍摄图像上的像素点的像素值和相对曝光量设置参考点，还可以获得更为精确的图像传感器颜色分量响应曲线。通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中:图1示出图像传感器的响应曲线的示意图；图2示出本发明测量图像传感器的响应曲线方法的一个实施例的流程示意图；图3示出一种标准灰阶卡的示意图；图4示出设置图像传感器的响应曲线的参考点的示意图；图5不出Bayer RGB格式的颜色分量分布的不意图；图6示出RGBE格式的颜色分量分布的示意图；图7示出CYGM格式的颜色分量分布的示意图；图8示出本发明测量图像传感器的响应曲线装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施例方式现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。本发明提供的计算图像传感器响应曲线的方案通过对标准灰阶卡进行曝光拍摄，获得到拍摄图像。根据拍摄图像灰阶图像块的灰度和曝光时间计算相对曝光量。利用灰阶图像块内像素点的像素值和相对曝光量的对应关系构成参考点进行插值，从而得到完整的图像传感器响应曲线。测暈图像传感器的响应曲线的方法实施例一图2是本发明方法实 施例提供的测量图像传感器的响应曲线的方法的流程示意图，下面详细介绍该方法实施例的步骤。在步骤201，使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行至少一次曝光拍摄，获得拍摄图像，该灰阶卡具有多个灰阶，每个灰阶块的灰度均匀，不同灰阶块的灰度不同，拍摄图像包括多个分别与灰阶块对应的灰阶图像块。使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行至少一次曝光拍摄获得拍摄图像，每次曝光时间记为T (j)，得到J张拍摄图像，此时j = 1，...，J，J彡I。一种优选的实施方式是，使用待测图像传感器，改变曝光时间对标准灰阶卡进行至少两次曝光拍摄，从而可以增加后续计算响应曲线参考点的个数，以获得更精确的响应曲线。对标准灰阶卡进行多次曝光拍摄生成拍摄图像时，拍摄保持在光照均匀的条件下进行，并且保持环境光强不变。使用待测图像传感器拍摄的标准灰阶卡可以是反射式标准灰阶卡或者透射式标准灰阶卡。反射式标准灰阶卡由一组反射率渐变的灰阶块组成，其照明光源放置在正面，灰阶块的灰度可以由其反射率表示。透射式标准灰阶卡由一组透射率渐变的灰阶块组成，其照明光源放置在背面，灰阶块的灰度可以由其透射率表示。标准灰阶卡通常标识了每个灰阶块的反射率或者透射率。标准灰阶卡具有多个灰阶块，每个灰阶块的灰度均匀，不同灰阶块的灰度不同，以下实施例中以反射式标准灰阶卡为例进行说明。参考图3所示，该图为一种反射式标准灰阶卡，该灰阶卡具有10个灰阶块，其反射率分别表示为R(i)，i = 1，2...，10。使用待测图像传感器拍摄标准灰阶卡获得拍摄图像中包括多个分别与灰阶块对应的灰阶图像块。在步骤202，计算每个灰阶图像块的相对曝光量，相对曝光量为曝光拍摄时使用的曝光时间与每个灰阶块的灰度的乘积。拍摄图像时的实际曝光量可以通过计算环境辐照度与曝光时间的乘积获得。但是，环境辐照度的大小需要通过仪器测量而获得，且测量过程极其复杂。在本发明中，通过计算相对曝光量，从而避免测量每个像素点的辐照度的绝对数值。可以用灰阶块的灰度来间接的表示相对辐照度，相对曝光量为曝光拍摄时使用的曝光时间与每个灰阶块的灰度的乘积。具体地，以反射式标准灰阶卡为例，灰阶块的灰度由其反射率R(i)来表示。如果用E(i, j)来表不第j次曝·光中第i个灰块的相对曝光量，曝光时间记为T (j),相对曝光量为:E(i, j) = R(i) XT(j)如上所述，在步骤201中，拍摄图像为J张，每张图片包含10个灰阶，共有IOJ个相对曝光量 E(i，j)值，其中 i = 1,2, ，10，j = 1,2, ，J，J ≥ 1。在计算相对曝光量时，灰阶块的灰度也可以用透射率来表示，将透射率与拍摄时的曝光时间相乘，可以获得到灰阶图像块的相对曝光量。在步骤203，分别以像素值和相对曝光量作为横纵坐标，基于每个灰阶图像块内像素点的像素值与该灰阶图像块的相对曝光量设置多个参考点。分别以像素值和相对曝光量作为横纵坐标，基于每个灰阶图像块内像素点的像素值与该灰阶图像块的相对曝光量设置多个参考点，从而可以在后续步骤中对参考点进行插值计算，获得图像传感器响应曲线。 在响应曲线空间内，例如，横坐标可以为拍摄图像像素点的相对曝光量，纵坐标可以为拍摄图像像素点的像素值。用P(i，j)和E(i，j)来表示第i个灰阶图形块内、第j次曝光拍摄图像的像素点和相对曝光量，一个灰阶图像块内的像素点的像素值P (i，j)和相对曝光量E(i，j)构成了响应曲线空间内的一个点[E(i，j)，P(i，j)]，将该店设置为参考点。由于灰阶卡具有多个灰阶，因此基于每个灰阶图像块内像素点的像素值与该灰阶图形块的相对曝光量可以设置多个参考点，以满足插值计算要求。以前述具有10个灰阶的标准灰阶卡拍摄图像为例,参考点坐标为[E(i, j), P(i,j)]，其中 i = 1,2,...,10, j = 1，2，...，J，这样的参考点一共有 IOJ 个。在步骤204，基于所多个参考点进行插值计算，获得响应曲线。在在设置多个参考点后，对这些点进行插值，从而获得完整的响应曲线。在上述优选的实施方式中，改变曝光时间进行多次拍是为了获得更多的参考点。但是，当使用的标准灰阶卡的灰阶块数量足够多时，则可以减少拍摄图像的数量。例如，标准灰阶卡的灰阶块数量足够多，使得单次拍摄图像获得的参考点已经能够充分覆盖整条曝光曲线，满足插值计算要求，则可以只进行一次拍摄。在一种实施方式中，可以用每个灰阶图像块内的任一个像素点的像素值来代表该灰阶图像块的像素值。
在一种优选的实施方式中，可以用每个灰阶图像块内的部分或全部像素点的像素值的平均值来代表该灰阶图像块的像素值。此时，p(i，j)为第j次曝光拍摄图像中第i个灰阶图像块内的部分或全部像素点的像素值进行累加后求平均值。通过使用像素值的平均值，可以减少后续插值计算的数据量，同时可以消除拍摄过程中噪声的影响，提高计算精度。设置的参考点是对响应曲线采样的结果，如图4所示。进而，通过插值计算，可以恢复出完整的响应曲线。为获得好的插值计算结果，对参考点的分布和数量有一定的要求。理论上参考点需要在整个响应曲线上都有分布。此外，在曲线变化较快的部分，需要比变化较慢部分更多的参考点。如果参考点的分布或者数量达不到完成精确插值计算的要求，可以通过改变曝光时间进行拍摄，以获得更多不同曝光的拍摄图像，从而获得更多的参考点。在对标准灰阶卡进行拍摄时，可能会出现不同灰阶块在不同曝光拍摄形成的拍摄图像中的相对曝光量相同，使得设置的多个参考点重合。由此导致了参考点数量减少，此时可以拍摄更多的不同 曝光的拍摄图像，获得更多参考点。计算完整图像传感器进行插值计算的方法为本领域技术人员所熟知，这里不再进行详述。实施例二标准灰阶卡从理论上来说是中性的，不应呈现任何颜色，拍摄图像中每个像素点的颜色分量完全相等，例如RGB格式图像中的红、灰、蓝三个颜色分量完全相等。但是，由于图像传感器可能出现对于不同颜色的响应不一致，同一像素点的三个颜色分量的值可能不完全相等。因此，按照实施例一中的方法所测量获得的图像传感器的响应曲线可能不能完全准确的表示每个颜色分量的响应曲线。在实施例二中，拍摄图像具有多个颜色分量，可以针对每个颜色分量获得与其相应的响应曲线。步骤301，使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行至少一次曝光拍摄，获得拍摄图像，拍摄图像具有多个颜色分量。使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行曝光拍摄的方法与前述步骤201相类似，这里不再详述。拍摄图像具有多个颜色分量，获得颜色分量拍摄图像可以采用本领域技术人员所熟知的方法，例如，对图像数据进行隔点采样以得到同一颜色分量的图像数据。以Bayer RGB格式为例，该格式的图像中每个像素点包含有红、绿、蓝三种颜色中的一种，其分布方式的不意图如图5所不。按照如图5所不的颜色分布对Bayer RGB格式拍摄图像进行隔点采样，获得三种颜色分量拍摄图像，一共3J张，每一种颜色分量拍摄图像有J张，每一种颜色分量拍摄图像中的曝光时间记为T(j)，j = 1，...，J，J彡I。步骤302，计算颜色分量图像中每个灰阶图像块的相对曝光量，相对曝光量为曝光拍摄时使用的曝光时间与每个灰阶的灰度的乘积。相对曝光量的计算方法与步骤201类似，用E(i，j)来表示第j次曝光拍摄获得的拍摄图像中第i个灰块的曝光量，曝光时间记为T(j)，则有:E(i, j) = R(i) XT(j)步骤303，分别以像素值和相对曝光量作为横纵坐标，基于颜色分量拍摄图像中每个灰阶图像块内像素点的像素值与该灰阶图像块的相对曝光量设置多个参考点。
颜色分量拍摄图像中每个灰阶图形块内像素点的像素值和该灰阶图像块的相对曝光量构成了颜色分量响应曲线空间上的参考点。从而基于多个灰阶图形块内的像素点的上述相互对应的像素值和相对曝光量可以设置多个参考点。用？_1 0(1，j)、P_GREEN(i，j)、P_BLUE(i，j)分别表示:第j次曝光拍摄图像获得的红色、绿色和蓝色分量拍摄图像上中第i个灰阶图像块内的像素点的像素值。以前述IO个灰阶块的标准灰阶卡为例，在红色分量的响应曲线空间内，设置[E(i，j), P_RED(i, j)]为红色分量响应曲线插值计算的参考点；其中i = 1，2，...，10，j=1,2, J，这样的参考点一共有IOJ个。参与后续插值计算的参考点属于红色分量拍摄图像，因此进行对参考点进行插值计算，从而可以获得完整的红色分量响应曲线。类似地，在绿色分量的响应曲线空间内，设置[E(i，j), P_GREEN(i, j)]为绿色分量响应曲线插值计算的参考点，共IOJ个。在蓝色分量的响应曲线空间内，设置[E(i，j),P_BLUE(i，j)]为蓝色分量响应曲线插值计算的参考点，共IOJ个。步骤304，针对每个颜色分量获得与其相应的响应曲线。对三个颜色分量响应曲线中的参考点分别进行插值计算，获得完整的颜色分量响应曲线。除Bayer RGB格式之外，还有输出其他格式图像的传感器，例如RGBE格式和CYGM格式。RGBE使用了红(red)、绿(green)、蓝(blue)和青(emerald) 4个颜色分量,其颜色分布方式如图6所示。CYGM使用了青(cyan)、黄(yellow)、绿(green)和品红(magenta) 4个颜色分量，其颜色分布如图7所示。这两个颜色空间都使用了 4个颜色分量，因此可以通过共4J张颜色分量拍摄图像，每种颜色分量拍摄图像J张。在后续过程中对4种颜色分量拍摄图中的灰阶图形块内的像素点进行计算，最终将得到4条响应曲线。另外，也可以只针对其中一个或几个颜色分量计算，以获得一个颜色分量响应曲线，以此来代表其他所有颜色的响应曲线。从而可以进一步减少运算量，降低计算复杂度。待测图像传感器输出的拍摄图像的颜色空间可以为线性颜色空间，例如BayerRGB、RGBE和CYGM颜色空间中的任意一种。若图像传感器输出的拍摄图像的颜色空间为非线性颜色空间，例如，YUV颜色空间，使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行至少一次曝光拍摄，获得拍摄图像后，可以先将拍摄图像的颜色空间转换为线性颜色空间。例如从YUV颜色空间转换为RGB颜色空间，再执行后续步骤。本领域技术人员应该知道这些公知的转换方法，此处不再赘述。测暈图像传感器的响应曲线的装置参考图8所示，该图示出了本发明所提供的测量图像传感器的响应曲线的装置实施例的结构示意图。下面介绍与本发明方法所对应的测量图像传感器的响应曲线的装置。该装置包括曝光拍摄单元8 01、相对曝光量计算单元802、参考点设置单元803和插值计算单元804。曝光拍摄单元801用于使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行至少一次曝光拍摄，获得拍摄图像，标准灰阶卡具有多个灰阶块，每个灰阶块的灰度均匀，不同灰阶块的灰度不同，拍摄图像包括多个分别与灰阶块对应的灰阶图像块。灰阶块的灰度以灰阶块的反射率或透射率来表示。相对曝光量计算单元802用于计算灰阶图像块的相对曝光量，相对曝光量为曝光拍摄时使用的曝光时间与每个灰阶的灰度的乘积。参考点设置单元803用于分别以像素值和相对曝光量作为横纵坐标，基于每个灰阶图像块内像素点的像素值与该灰阶图像块的相对曝光量设置多个参考点。插值计算单元804用于基于多个参考点进行插值计算，获得响应曲线。在另一种优选的实施例中，每个灰阶图像块内像素点的像素值可以为每个灰阶图像块内部分或全部像素点的像素值的平均值，该装置还包括灰阶像素值计算单元。灰阶像素值计算单元用于计算每个灰阶图像块内部分或全部像素点的像素值的平均值。在另一种优选的实施例中，曝光拍摄单元可以进行至少两次拍摄，拍摄时保持光照均匀、环境光强不变，每次拍摄的曝光时间不同。在另一种优选的实施例中，拍摄图像具有多个颜色分量，针对每个颜色分量获得与其相应的响应曲线。该装置还可以包括颜色分量分离单元。颜色分量分离单元用于分离拍摄图像的颜色分量，获得拍摄图像的颜色分量图像。相对曝光量计算单元用于计算颜色分量图像中灰阶图像块的相对曝光量，相对曝光量为曝光拍摄时使用的曝光时间与每个灰阶的灰度的乘积。参考点设置单元基于颜色分量图像中每个灰阶图像块内像素点的像素值与颜色分量图像中该灰阶图像块的相对曝光量设置多个参考点。插值计算单元对参考点进行插值计算，针对每个颜色分量获得与其相应的响应曲线。拍摄图像的颜色空间可以为线性颜色空间。线性颜色空间可以是RGB、CYGM、RGBE颜色空间中的任意一种。拍摄图像的颜色空间可以为线性颜色空间，该装置还包括颜色空间转换单元。颜色空间转换单元用于将拍摄图像的颜色空间转换为线性颜色空间。非线性颜色空间可以是YUV颜色空间。至此，已经详细描述了根据本发明所提供的一种测量图像传感器的响应曲线的方法和装置。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。可能以许多方式来实现本发明的方法、系统和设备。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种测量图像传感器的响应曲线的方法，其特征在于，包括: 使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行至少一次曝光拍摄，获得拍摄图像，所述标准灰阶卡具有多个灰阶块，每个灰阶块的灰度均匀，不同灰阶块的灰度不同，所述拍摄图像包括多个分别与所述灰阶块对应的灰阶图像块； 计算每个所述灰阶图像块的相对曝光量，所述相对曝光量为所述曝光拍摄时使用的曝光时间与每个灰阶块的灰度的乘积； 分别以像素值和相对曝光量作为横纵坐标，基于每个所述灰阶图像块内像素点的像素值与该灰阶图像块的所述相对曝光量设置多个参考点； 基于所述多个参考点进行插值计算，获得所述响应曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个灰阶图像块内像素点的像素值为所述每个灰阶图像块内部分或全部像素点的像素值的平均值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述曝光拍摄为至少两次拍摄，拍摄时保持光照均匀、环境光强不变，每次拍摄的曝光时间不同。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述拍摄图像具有多个颜色分量， 针对每个所述颜色分量获得与其相应的所述响应曲线。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述灰阶块的灰度以所述灰阶块的反射率或透射率来表示。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拍摄图像的颜色空间为线性颜色空间。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述线性颜色空间为RGB、CYGM、RGBE颜色空间中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拍摄图像的颜色空间为非线性颜色空间，该方法还包括: 将所述拍摄图像的颜色空间转换为线性颜色空间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述非线性颜色空间为YUV颜色空间。
10.一种图像传感器响应曲线的计算装置，包括: 曝光拍摄单元，用于使用待测图像传感器对标准灰阶卡进行至少一次曝光拍摄，获得拍摄图像，所述标准灰阶卡具有多个灰阶块，每个灰阶块的灰度均匀，不同灰阶块的灰度不同，所述拍摄图像包括多个分别与所述灰阶块对应的灰阶图像块； 相对曝光量计算单元，用于计算所述灰阶图像块的相对曝光量，所述相对曝光量为所述曝光拍摄时使用的曝光时间与每个灰阶的灰度的乘积； 参考点设置单元，用于分别以像素值和相对曝光量作为横纵坐标，基于每个所述灰阶图像块内像素点的像素值与该灰阶图像块的所述相对曝光量设置多个参考点； 插值计算单元,用于基于所述多个参考点进行插值计算，获得所述响应曲线。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述每个灰阶图像块内像素点的像素值为所述每个灰阶图像块内部分或全部像素点的像素值的平均值，该装置还包括: 灰阶像素值计算单元，用于计算所述每个灰阶图像块内部分或全部像素点的像素值的平均值。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述曝光拍摄单元进行至少两次拍摄，拍摄时保持光照均匀、环境光强不变，每次拍摄的曝光时间不同。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述拍摄图像具有多个颜色分量，针对每个所述颜色分量获得与其相应的所述响应曲线。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于， 所述灰阶所述灰阶块的灰度以所述灰阶块的反射率或透射率来表示。
15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述拍摄图像的颜色空间为线性颜色空间。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述线性颜色空间为RGB、CYGM、RGBE颜色空间中的任意一种。
17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述拍摄图像的颜色空间为非线性颜色空间，该装置还包括: 颜色空间转换单元，用于将所述拍摄图像的颜色空间转换为线性颜色空间。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述非线性颜色空间为YUV颜色空间。
全文摘要
本发明公开了一种图像传感器响应曲线的计算方法及装置。该方法包括对标准灰阶卡进行至少一次曝光拍摄获得拍摄图像；计算每个灰阶图像块的相对曝光量，相对曝光量为曝光拍摄时使用的曝光时间与每个灰阶块的灰度的乘积；基于拍摄图像中每个灰阶图像块内像素点的像素值与相对曝光量设置参考点，对参考点进行插值计算，获得图像传感器响应曲线。在本发明中，利用参考点进行插值计算避免了方程组的求解，降低了计算量。灰阶图像块内像素值的均匀性使得像素点的选择更为容易，无需对多张不同曝光的图像进行对齐校准，避免了使用校准算法。
文档编号H04N17/00GK103091615SQ20111045592
公开日2013年5月8日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者彭晓峰, 陈远, 王森, 林福辉, 黄玉春 申请人:展讯通信(上海)有限公司