一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法与流程

文档序号:13288828阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法,其特征在于,当使用数字相机时,由用户使用设置在外部的控制装置中的成像控制和图像分析装置(6)完成对图像控制处理程序的修改和成像参数的更新,然后通过数据传输线(5)将修改和更新参数后的图像控制处理程序传输存储在数字相机中的图像信号处理电路(4)中的存储器(43)内,从而完成数字相机装置的初始化,数字相机装置启动后,可编程逻辑器件(42)读入图像信号处理电路(4)中的存储器(43)内的图像控制处理程序,可编程逻辑器件(42)根据所读入的图像控制处理程序和成像参数控制成像传感器(1)采集第一幅传感器图像,曝光后由成像传感器(1)通过像素脉冲信号线(2)将模拟视频信号传至图像信号处理电路(4),由图像信号处理电路(4)转为数字传感器图像后储存在图像信号处理电路(4)中的存储器(43)内,可编程逻辑器件(42)根据所读入的图像控制处理程序和第一幅传感器图像数据内饱和像素的数目与全部像素的数目的比例确定采集其他幅传感器图像的曝光时间或第一幅传感器图像内的像素平均值与像素最大值的比例,逐次增加或逐次减小传感器图像曝光时间,采集并在可编程逻辑器件(42)内存储多幅传感器图像数据,其中所采集传感器图像的总幅数h为默认值,并由用户在数字相机初始化时通过修改成像参数进行设定,待获得由图像控制处理程序所规定的所有传感器图像后,再由图像信号处理电路(4)根据图像控制处理程序计算获得相机图像,最后通过数据传输线(5)输出至成像控制和图像分析装置(6)。2.根据权利要求1所述的一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法,其特征在于,所述更新的成像参数包括:采集传感器图像的总幅数、第一幅传感器图像的曝光时间和其他幅传感器图像的曝光时间。3.根据权利要求1所述的一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法,其特征在于,所述的图像控制处理程序包括:判断采集到的第一幅传感器图像是否出现饱和像素,当第一幅传感器图像未出现饱和像素的条件下,计算第一幅传感器图像内的像素平均值与像素饱和值的比例a,然后使用过饱和成像的图像控制处理方法变化其他幅传感器图像的曝光时间,当第一幅传感器图像出现饱和像素的条件下,计算第一幅传感器图像内的饱和像素数与全部像素数的比例b,然后使用退饱和成像的图像控制处理方法变化其他幅传感器图像的曝光时间。4.根据权利要求3所述的一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法,其特征在于,所述的使用过饱和成像的图像控制处理方法变化其他幅传感器图像的曝光时间包括如下步骤:1)依次采集曝光时间为t1的第一幅传感器图像和采集曝光时间为t2=r3t1的第二幅传感器图像,其中,r为变化曝光时间的底数,r取默认值r=1/a,或由用户修改为其他设定值;2)判断第二幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤9);3)采集曝光时间为t3=r2t1的第三幅传感器图像;4)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤7);5)采集曝光时间为t4=rt1的第四幅传感器图像;6)根据步骤1)、步骤3)和步骤5)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:DS是传感器图像动态范围值,S为传感器图像最大像素值,Z为传感器图像噪声像素值;7)采集曝光时间为t3=r4t1的第四幅传感器图像;8)根据步骤1)、步骤3)和步骤7)采集的四幅传感器图像计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(r4SZ)=80logr+Ds;]]>9)采集曝光时间为t3=r5t1的第三幅传感器图像;10)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素,是进入下一步骤,否则进入步骤13);11)采集曝光时间为t4=r6t1的第四幅传感器图像;12)根据步骤1)、步骤9)和步骤11)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(r6SZ)=120logr+Ds;]]>13)采集曝光时间为t3=r7t1的第四幅传感器图像;14)根据步骤1)、步骤9)和步骤13)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(r7SZ)=140logr+Ds.]]>5.根据权利要求3所述的一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法,其特征在于,所述的退饱和成像的图像控制处理方法包括如下步骤:1)依次采集曝光时间为t1的第一幅传感器图像和采集曝光时间为t2=r3t1的第二幅传感器图像,其中,r是变化曝光时间的底数,r可取默认值r=(1-b),或由用户根据b值修改为其他设定值;2)判断第二幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤9);3)采集曝光时间为t3=r5t1的第三幅传感器图像;4)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤7);5)采集曝光时间为t4=r7t1的第四幅传感器图像;6)根据步骤1)、3)和5)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:其中DS是传感器图像动态范围值,r取默认值r=0.5,或由用户修改为设定值,S为传感器图像最大像素值,Z为传感器图像噪声像素值;7)采集曝光时间为t4=r4t1的第四幅传感器图像;8)根据步骤1)、步骤3)和步骤7)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(Sr5Z)=100log(1r)+Ds;]]>9)采集曝光时间为t3=r2t1的第三幅传感器图像;10)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤13);11)采集曝光时间为t4=r4t1的第四幅传感器图像;12)根据步骤1)、9)和11)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(Sr4Z)=80log(1r)+Ds;]]>13)采集曝光时间为t3=rt1的第四幅传感器图像;14)根据步骤1)、步骤9)和步骤13)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(Sr3Z)=60log(1r)+Ds.]]>6.根据权利要求3所述的一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法,其特征在于,所述的使用过饱和成像的图像控制处理方法变化其他幅传感器图像的曝光时间包括如下步骤:1)依次采集曝光时间为t1的第一幅传感器图像和采集曝光时间为t2=Rt1的第二幅传感器图像,其中,R是变化曝光时间的线性乘数,R取默认值R=5/a,或由用户根据a值修改为其他设定值;2)判断第二幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤9);3)采集曝光时间为t3=(R/2)t1的第三幅传感器图像;4)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤7);5)采集曝光时间为t4=(R/4)t1的第四幅传感器图像;6)根据步骤1)、步骤3)和步骤5)采集的四幅传感器图像计算获得数字相机输出图像,其动态范围值Dc为:Dc=20log(RSZ)=20logR+Ds;]]>7)采集曝光时间为t4=2Rt1的第四幅传感器图像;8)根据步骤1)、步骤3)和步骤7)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(2RSZ)=20log(2R)+Ds;]]>9)采集曝光时间为t3=4Rt1的第三幅传感器图像;10)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤13);11)采集曝光时间为t4=2Rt1的第四幅传感器图像;12)根据步骤1)、步骤9)和步骤11)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(4RSZ)=20log(4R)+Ds;]]>13)采集曝光时间为t3=8Rt1的第四幅传感器图像;14)根据步骤1)、步骤9)和步骤13)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(8RSZ)=20log(8R)+Ds.]]>7.根据权利要求3所述的一种用于实时高动态范围成像数字相机装置的方法,其特征在于,所述的退饱和成像的图像控制处理方法包括如下步骤:1)依次采集曝光时间为t1的第一幅传感器图像和采集曝光时间为t2=Rt1的第二幅传感器图像,R是变化曝光时间的线性乘数,R取默认值R=(1-b)/2,或由用户根据b值修改为其他设定值;2)判断第二幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤9);3)采集曝光时间为t3=(R/4)t1的第三幅传感器图像;4)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤7);5)采集曝光时间为t4=(R/16)t1的第四幅传感器图像;6)根据步骤1)、3)和5)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(16SRZ)=20log(16R)+Ds;]]>7)采集曝光时间为t4=(2R)t1的第四幅传感器图像;8)根据步骤1)、步骤3)和步骤7)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(4SRZ)=20log(4R)+Ds;]]>9)采集曝光时间为t3=t1/(2R)的第三幅传感器图像;10)判断第三幅传感器图像是否含有饱和像素,是则进入下一步骤,否则进入步骤13);11)采集曝光时间为t4=(2R)t1的第四幅传感器图像;12)根据步骤1)、9)和11)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(1S2R2Z)=40log(12R)+Ds;]]>13)采集曝光时间为t4=t1/R的第四幅传感器图像;14)根据步骤1)、步骤9)和步骤13)采集的四幅传感器图像,计算获得数字相机输出图像,所述输出图像的动态范围值Dc为:Dc=20log(SR2Z)=40log(1R)+Ds.]]>
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