专利名称：一种曝光和重构原始图像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，尤其涉及一种曝光和重构原始图像的方法及装置。
背景技术：
目前，曝光方法主要有帧曝光方式和行曝光方式，这两种方式有一个共同的特点，就是当感光器件输出一幅数字图像时，每个像素点对应的感光单元所经历的曝光时间是相同的。但是，由于感光单元物理特性的限制，当感光单元接收一定数量的光子能量后就会达到饱和状态。当达到饱和状态后，就算再延长曝光时间也不会增加信息。而实际上，一幅图像一般都包含有高亮度的区域和低亮度的区域，为了在获得原始图像时能够获得高亮度区域图像的细节，就需要限制曝光时间不能过长；而另一方面，为了在获得原始图像时能够获得低亮度区域图像的细节，需要适当延长曝光时间。因此，在曝光过程中就需要在高亮度区域的细节和低亮度区域的细节做出取舍，或者保证高亮度区域的细节而使低亮度区域由于曝光不足而损失细节，或者保证低亮度区域的细节而使高亮度区域曝光过度而损失细节。
发明内容
本发明提供一种曝光和重构原始图像的方法及装置，以解决现有技术中存在的由于保证高亮度区域的细节而使低亮度区域由于曝光不足而损失细节，或者保证低亮度区域的细节而使高亮度区域曝光过度而损失细节的问题。
本发明提供一种曝光的方法，该方法包括A、根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；
B、若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则执行A，否则，将该感光单元的状态锁定。
步骤B中所述将该感光单元的状态锁定之后包括保存所述感光单元每次经历的曝光时间之和。
步骤B中确定所述感光单元的感光量未达到阈值之后，且执行A之前，判断该感光单元的曝光时间是否已达到设定的最大曝光时间，若是，则结束曝光，并保存所述感光单元每次经历的曝光时间之和，若不是，则执行A。
若曝光时间达到所述最大曝光时间，或所有感光单元的感光量已达到所述阈值，则所述感光单元输出自身像素亮度值和每次经历的曝光时间之和。
本发明还提供一种曝光装置，该装置包括曝光时间控制单元、曝光量控制单元和锁定单元，其中，所述曝光时间控制单元，用于根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；所述曝光量控制单元，用于若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则触发所述曝光时间控制单元，否则，触发所述锁定单元；所述锁定单元，用于若所述感光单元的感光量已达到阈值，则将该感光单元的状态锁定。
所述装置还包括保存单元，用于保存所述感光单元每次经历的曝光时间之和。
所述曝光量控制单元包括判断单元和触发单元，其中，所述判断单元，用于若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则判断该感光单元的曝光时间是否已达到设定的最大曝光时间，并将判断结果发送给所述触发单元；所述触发单元，用于接收所述判断结果，若该判断结果为已达到所述设定的最大曝光时间，则结束曝光，并触发所述保存单元和锁定单元，若该判断结果为未达到所述设定的最大曝光时间，则触发所述曝光时间控制单元。
所述装置还包括
输出单元，用于若曝光时间达到所述最大曝光时间，或所有感光单元的感光量已达到所述阈值，则输出自身的像素亮度值和每次经历的曝光时间之和。
本发明还提供一种重构原始图像的方法，该方法包括A、根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；B、若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则执行A，否则，将该感光单元的状态锁定，并保存所述感光单元每次经历的曝光时间之和；C、根据感光单元自身的所述曝光时间之和实现原始图像的重构。
本发明还提供一种重构原始图像的装置，该装置包括曝光时间控制单元、曝光量控制单元、锁定单元、保存单元和重构单元，其中，所述曝光时间控制单元，用于根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；所述曝光量控制单元，用于若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则触发所述曝光时间控制单元，否则，触发所述锁定单元和所述保存单元；所述锁定单元，用于若所述感光单元的感光量已达到阈值，则将该感光单元的状态锁定；所述保存单元，用于保存自身每次经历的曝光时间之和；所述重构单元，用于根据自身的所述曝光时间之和实现原始图像的重构。
本发明通过允许各个感光单元以不同的曝光时间进行各自的曝光过程的方法，使得图像中不同亮度区域的细节均得到较好的保留。
图1为本发明实施例方法步骤流程示意图；图2为本发明实施例曝光装置结构示意图；图3为本发明实施例重构原始图像装置结构示意图。
具体实施例方式
本发明包括首先，根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；然后，判断所述感光单元的感光量是否达到阈值，若未达到，则继续曝光；若达到，则将该感光单元的状态锁定，并保存该感光单元每次经历的曝光时间之和。
下面结合具体实施例详细说明本发明方法。
如图1所述，为本发明实施例中曝光方法步骤流程示意图，该方法包括步骤101根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光。
首先，可以根据用户的需要来确定设定时间T1的值，为了保证高亮度区域中细节的保留，该T1的值可以设置得比较小。然后，以T1为曝光时间对感光单元进行曝光，该感光单元实际是图像传感器中确定的。
步骤102判断所述感光单元的感光量是否达到阈值，若未达到，则继续执行步骤101；若达到，则将该感光单元的状态锁定，并保存该感光单元每次经历的曝光时间之和。
当第一次曝光完成后，首先判断每一感光单元的感光量是否达到阈值，即感光量是否达到设定的饱和量的百分比。所述饱和量的百分比可以是用户根据需要设定的，也可以是根据先验知识确定的。例如，若存在10个感光单元，判断出第1至5个感光单元未达到所述阈值，第6到10个感光单元已达到所述阈值，则将第6到10个感光单元的状态锁定，该第6到10个感光单元的曝光过程结束，即若后续还有曝光过程将对该第6到10个感光单元的状态没有影响，同时保存这第6到10个感光单元经历的曝光时间之和，即T1值。将第1至5个感光单元继续进行曝光。当然该继续曝光过程可以是再次执行步骤101中，以T1为曝光时间来曝光，也可以在步骤101中设定多个时间，T1、T2...Tn，且T1+T2+...+Tn＝最大曝光时间，在第二次曝光过程中以T2为曝光时间进行曝光。所述最大曝光时间可以使用户根据需要设定的，也可以是根据先验知识确定的。若在本实施例中，设定步骤101中已经设定了多个时间，T1、T2...Tn，且T1+T2+...+Tn＝最大曝光时间，则所述第1至5个感光单元以T2为曝光时间进行曝光之前要判断是否已达到设定的最大曝光时间，若是，则将所有的感光单元的状态锁定，同时保存每一感光单元每次经历的曝光时间之和；若不是，则以T2为曝光时间对第1至5个感光单元进行曝光，且第6至10个感光单元的状态不变。
循环上述步骤101，若第1感光单元经历两次曝光过程，则保存该第1感光单元每次经历的曝光时间之和，即T1+T2；若第2感光单元的感光量仍未达到所述阈值，且该第2感光单元经历的曝光时间之和已达到所述最大曝光时间，则该第2感光单元结束曝光，并保存第2感光单元每次经历的曝光时间之和，即T1+T2+...+Tn，由于此时已达最大曝光时间，则所有感光单元结束曝光。若所有感光单元的感光量都已达到所述阈值，也结束曝光，并保存每一感光单元的每次经历的曝光时间之和。
此时，若曝光时间达到所述最大曝光时间，或所有感光单元的感光量已达到所述阈值，则说明曝光已结束，进一步地，可以在基于上述曝光过程实现重构原始图像的方法。
步骤103若曝光结束，则每一感光单元输出用于实现重构原始图像的自身像素亮度值和每次经历的曝光时间之和。
若曝光时间达到所述最大曝光时间，或所有感光单元的感光量已达到所述阈值，则说明曝光已结束，此时，每一感光单元都已经保存了自身实际经历的曝光时间，然后将自身的像素亮度值和每次经历的曝光时间之和输出，用于实现重构原始图像。
基于上述方法的描述，本发明实施例还提供一种曝光装置，如图2所示，该曝光装置包括曝光时间控制单元11、曝光量控制单元12和锁定单元13，其中，曝光时间控制单元11用于根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；曝光量控制单元12用于若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则触发所述曝光时间控制单元11，否则，触发所述锁定单元13；锁定单元13用于若所述感光单元的感光量已达到阈值，则将该感光单元的状态锁定。
所述曝光装置还包括保存单元14，用于保存所述感光单元每次经历的曝光时间之和。
所述曝光量控制单元12还包括判断单元15和触发单元16，其中，判断单元15用于若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则判断该感光单元的曝光时间是否已达到设定的最大曝光时间，并将判断结果发送给所述触发单元16；触发单元16用于接收所述判断结果，若该判断结果为已达到所述设定的最大曝光时间，则结束曝光，并触发所述锁定单元13和保存单元14，若该判断结果为未达到所述设定的最大曝光时间，则触发所述曝光时间控制单元11。
所述装置还包括输出单元17，用于若曝光时间达到所述最大曝光时间，或所有感光单元的感光量已达到所述阈值，则输出自身的像素亮度值和每次经历的曝光时间之和。
同时，本发明还提供一种重构原始图像的装置，如图3所示，该装置包括曝光时间控制单元21、曝光量控制单元22、锁定单元23、保存单元24和重构单元25，其中，曝光时间控制单元21用于根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；曝光量控制单元22用于若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则触发所述曝光时间控制单元21，否则，触发所述锁定单元23和所述保存单元24；锁定单元23用于若所述感光单元的感光量已达到阈值，则将该感光单元的状态锁定；保存单元24用于保存自身每次经历的曝光时间之和；重构单元25用于根据自身的所述曝光时间之和实现原始图像的重构。
所述曝光量控制单元22包括判断单元26和触发单元27，其中，判断单元26用于若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则判断该感光单元的曝光时间是否已达到设定的最大曝光时间，并将判断结果发送给所述触发单元27；触发单元27用于接收所述判断结果，若该判断结果为已达到所述设定的最大曝光时间，则结束曝光，并触发所述锁定单元23和所述保存单元24，若该判断结果为未达到所述设定的最大曝光时间，则触发所述曝光时间控制单元21。
通过本发明方法及装置，避免了由于保证高亮度区域的细节而使低亮度区域由于曝光不足而损失细节，或者保证低亮度区域的细节而使高亮度区域曝光过度而损失细节的问题，使得图像中不同亮度区域的细节都得到了较好的保留。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种曝光的方法，其特征在于，该方法包括A、根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；B、若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则执行A，否则，将该感光单元的状态锁定。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述将该感光单元的状态锁定之后包括保存所述感光单元每次经历的曝光时间之和。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤B中确定所述感光单元的感光量未达到阈值之后，且执行A之前，判断该感光单元的曝光时间是否已达到设定的最大曝光时间，若是，则结束曝光，并保存所述感光单元每次经历的曝光时间之和，若不是，则执行A。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，若曝光时间达到所述最大曝光时间，或所有感光单元的感光量已达到所述阈值，则所述感光单元输出自身像素亮度值和每次经历的曝光时间之和。
5.一种曝光装置，其特征在于，该装置包括曝光时间控制单元、曝光量控制单元和锁定单元，其中，所述曝光时间控制单元，用于根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；所述曝光量控制单元，用于若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则触发所述曝光时间控制单元，否则，触发所述锁定单元；所述锁定单元，用于若所述感光单元的感光量已达到阈值，则将该感光单元的状态锁定。
6.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述装置还包括保存单元，用于保存所述感光单元每次经历的曝光时间之和。
7.如权利要求6所述装置，其特征在于，所述曝光量控制单元包括判断单元和触发单元，其中，所述判断单元，用于若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则判断该感光单元的曝光时间是否已达到设定的最大曝光时间，并将判断结果发送给所述触发单元；所述触发单元，用于接收所述判断结果，若该判断结果为已达到所述设定的最大曝光时间，则结束曝光，并触发所述保存单元和锁定单元，若该判断结果为未达到所述设定的最大曝光时间，则触发所述曝光时间控制单元。
8.如权利要求7所述装置，其特征在于，所述装置还包括输出单元，用于若曝光时间达到所述最大曝光时间，或所有感光单元的感光量已达到所述阈值，则输出自身的像素亮度值和每次经历的曝光时间之和。
9.一种重构原始图像的方法，其特征在于，该方法包括A、根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；B、若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则执行A，否则，将该感光单元的状态锁定，并保存所述感光单元每次经历的曝光时间之和；C、根据感光单元自身的所述曝光时间之和实现原始图像的重构。
10.一种重构原始图像的装置，其特征在于，该装置包括曝光时间控制单元、曝光量控制单元、锁定单元、保存单元和重构单元，其中，所述曝光时间控制单元，用于根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；所述曝光量控制单元，用于若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则触发所述曝光时间控制单元，否则，触发所述锁定单元和所述保存单元；所述锁定单元，用于若所述感光单元的感光量已达到阈值，则将该感光单元的状态锁定；所述保存单元，用于保存自身每次经历的曝光时间之和；所述重构单元，用于根据自身的所述曝光时间之和实现原始图像的重构。
全文摘要
本发明公开了一种曝光的方法，该方法包括A、根据设定的曝光时间对感光单元进行曝光；B、若确定所述感光单元的感光量未达到阈值，则执行A，否则，将该感光单元的状态锁定。通过本发明，使得图像中不同亮度区域的细节都得到了较好的保留。本发明还公开了一种曝光装置、重构原始图像的方法及装置。
文档编号H04N5/225GK101021668SQ20071006462
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者王浩, 谢律 申请人:北京中星微电子有限公司