CN104079842A - 相机噪声和帧率的控制方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相机噪点和帧率的控制方法与装置，针对噪点产生的主要原因，从调节增益的角度控制图像噪点，并由用户自定义增益调节的大小，且同步反向调节曝光时间，使预览亮度保持不变。而曝光时间的变化带来帧率的变化，帧率的变化直接反映在预览流畅度及画面清晰度上，用户可以根据环境亮度及预览效果的反馈，准确把握增益调节的尺度。从而，本控制方法与控制装置从噪点、预览亮度、清晰度、流畅度等多个角度改善了预览效果及成像质量。
Description
技术领域
本发明涉及数码相机技术领域，特别是涉及一种相机噪声和帧率的控制方法与装置。
背景技术
目前，市面上所有的相机，无论是手机相机还是专业相机，拍出来的图片都会存在噪点，尤其是在光线较低的场景。
为了对抗噪点，行业内通常采用后处理的方法，例如小波降噪法。后处理即是准备对图像进行JPEG编码前处理噪点，这种方法不仅难以将噪点完全清除，还严重影响图像清晰度。
发明内容
基于上述情况，本发明提出了一种相机噪点和帧率的控制方法与装置，以控制图像中的噪点，同时兼顾帧率，以减少对图像清晰度的损伤。为此，采用的方案如下。
一种相机噪点和帧率的控制方法，包括步骤：
获取当前环境下相机的增益；
将所述增益及用于调节该增益的控件显示在相机屏幕上；
按照用户的操作，将所述增益相应调大或调小，同时对相机的曝光时间进行反向调节，使相机的预览亮度保持不变。
一种相机噪点和帧率的控制装置，包括：
数值获取模块，用于获取当前环境下相机的增益；
显示控制模块，用于将所述增益及用于调节该增益的控件显示在相机屏幕上；
增益调节模块，用于按照用户的操作，将所述增益相应调大或调小，同时对相机的曝光时间进行反向调节，使相机的预览亮度保持不变。
本发明相机噪点和帧率的控制方法与装置，针对噪点产生的主要原因，从调节增益的角度控制图像噪点，由于从源头上减小了噪点的产出，其降噪效果优于后处理的传统降噪方法，并由用户自定义增益调节的大小，且同步反向调节曝光时间，使预览亮度保持不变。而曝光时间的变化带来帧率的变化，帧率的变化直接反映在预览效果上，用户根据环境亮度及预览效果的反馈，可以准确把握增益调节的尺度，在降噪的同时，保证预览图像的清晰度，避免出现卡顿现象。
附图说明
图1为本发明相机噪点和帧率的控制方法的流程示意图；
图2为本发明相机噪点和帧率的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种用户自定义控制相机噪点和帧率的方法与装置，与传统的小波降噪不同的是本方法与装置从源头上控制噪点，通过本方法与装置，用户可以根据不同亮度环境自由的控制图像噪点，且对清晰度影响较小。下面结合附图先后介绍本发明的方法与装置。
本发明的相机噪点和帧率的控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤s101、获取当前环境下相机的增益。
引起相机噪点的因素很多，比如硬件上的电源噪声、图像处理芯片散热引起的热噪声和传感器本身带来的噪声等等，其中相机使用的增益过大是导致暗处预览和成像噪点过大的最主要原因。本方法据此采用调节增益的方法控制噪点，在普通模式或自动模式下，由于相机的增益是随环境状态随时变化的，因而在调节前先获取当前环境下的增益。此处所述的增益是每个像素点的电压放大电路的增益，可以是数字增益，也可以是模拟增益与数字增益相乘后总的增益。
步骤s102、将所述增益及用于调节该增益的控件显示在相机屏幕上。
本方法将增益的调节交给用户，是否进行调节及调节多少都可以由用户决定，以增加相机的人性化、互动性和便利性等。因而在屏幕上实时显示相机当前增益，并调出增益调节界面，
步骤s103、按照用户的操作，将所述增益相应调大或调小，同时对相机的曝光时间进行反向调节，使相机的预览亮度保持不变。
相机的预览亮度：指ISP(image signal processor，图像处理器)输出的图像亮度，一般传感器输出的是RAW格式的图，RAW图真实的反映了当前环境的亮度，传送至ISP后，ISP提高RAW图的亮度后再由显示屏预览显示出来，因而人眼看到的预览画面的亮度高于实际场景的亮度。
相机会自动提高增益以适应弱光环境，从而造成画面噪点严重，本方法为了降噪，采用减小增益的方式，改善画面。然而增益的大小影响着前述预览亮度，预览亮度主要由增益和曝光时间决定，提高增益或延长曝光时间都可以增强预览亮度，反之减小增益或缩短曝光时间将使得预览亮度降低，预览亮度低致使预览效果不佳。本方法为了解决这个问题，在调节增益的同时，反向调节曝光时间，以抵消增益变化对预览亮度的影响。例如，增益乘以N，则控制曝光时间相应地除以N，从而使得预览亮度保持不变。
所述曝光时间是以扫描行数为单位的每帧图像的曝光时间，其与帧率之间的关系如下：
FPS＝(Sensor_Max_fps*VTS)/linecount
上式适用于linecount大于VTS的情况，其中，FPS表示帧率，Sensor_Max_fps为传感器所支持的最高帧率；VTS为frame_length_lines，意为每帧图像对应的行数，由相机厂家提供，linecount即为所述曝光时间。
基于曝光时间与帧率之间的上述关系，以及曝光时间与增益之间的反向调节机制，执行步骤s103后，调节了增益与曝光时间的同时，也调节了帧率。分析三者之间的关系可知，增益和帧率本身没有对应关系，但是采用所述反向调节机制后，增益的变化会带来帧率的同向变化。从而，在弱光环境下，调小增益带来了帧率的降低，而帧率直接影响预览画面的流畅度与清晰度，虽然预览亮度得到保证，预览效果仍然受到损害。因而，增益不能无限制降低，用户可以一边调节一边观察预览效果，在降低噪点与保证预览效果之间做出平衡。
为了便于用户直观了解帧率变化情况，在获取所述增益的同时，优选地同时获取当前环境下相机的帧率，并将所述帧率也显示在相机屏幕上。所述帧率随所述曝光时间的变化而变化，则在相机屏幕上实时更新所述帧率。
当前增益和/或帧率及调节界面可以在相机启动时便显示在屏幕上，也可以暂不显示，检测到环境亮度较低后先弹出问询窗口，用户选择进行增益调节后再显示当前增益并调出调节界面，以减少对预览画面的干扰。步骤s102所述的控件或所述的界面可以是任意形式，其中，常见的控件为数值输入控件或滑动条控件。若采用滑动条控件，则滑动条的长度对应所述增益值的大小，也可以对应所述增益的调节系数。若选择调节系数，所述调节系数的范围优选地为0.1～2，滑动步长优选地为0.1，将所述增益乘以用户选择的所述调节系数，得到调节后的增益值，同时用所述曝光时间除以用户选择的所述调节系数，得到调节后的曝光时间。当所述调节系数被调至大于1的数值时，则增益被调大，意味着噪点增加，帧率提高，这种调节适用于环境亮度并不弱的情况，此种情况，画面噪点本身并不严重，因而可以用噪点的增加换取帧率的提高，帧率提高使得相机可以清晰的抓拍运动的物体，但图像噪点增加并不明显。
以上是本发明相机噪点和帧率的控制方法的实施方式，下面介绍与上述方法对应的本发明相机噪点和帧率的控制装置，如图2所示，包括：
数值获取模块，用于获取当前环境下相机的增益；
显示控制模块，用于将所述增益及用于调节该增益的控件显示在相机屏幕上；
增益调节模块，用于按照用户的操作，将所述增益相应调大或调小，同时对相机的曝光时间进行反向调节，使相机的预览亮度保持不变。
如图2所示，数值获取模块、显示控制模块与增益调节模块依次相连，构成本装置的一个实施例。其中数值获取模块与相机内部电路相连，用于获取增益，显示控制模块与相机屏幕相连，用于输出显示数据并控制相机屏幕的显示内容，增益调节模块也与相机内部电路相连，用于对电路的增益和曝光时间进行调整。
作为一个优选的实施例，所述数值获取模块，在获取所述增益的同时，还用于获取当前环境下相机的帧率；所述显示控制模块，还用于将所述帧率显示在相机屏幕上，并随着所述增益调节模块对所述曝光时间的调节，在相机屏幕上更新所述帧率。
作为一个优选的实施例，所述增益为每个像素的电压放大电路的模拟增益和/或数字增益。
作为一个优选的实施例，所述显示控制模块采用的所述控件为数值输入控件或滑动条控件；若为滑动条控件，则滑动条的长度对应所述增益的调节系数，所述调节系数的范围为0.1～2，滑动步长为0.1，所述增益调节模块将所述增益乘以用户选择的所述调节系数，得到调节后的增益值，同时用所述曝光时间除以用户选择的所述调节系数，得到调节后的曝光时间。
作为一个优选的实施例，所述显示控制模块，还用于检测环境亮度，当亮度低于预定值时，在相机屏幕上弹出降噪提示窗口，接到用户降噪指令后，再将所述增益及用于调节该增益的控件显示在相机屏幕上。
综上，本发明的控制方法与控制装置，采用调节增益的方式控制画面噪点，并建立增益与曝光时间之间的关系，按照该关系，同步反向调节曝光时间，帧率随之也得到调节，从而从噪点、预览亮度、清晰度、流畅度等多个角度改善了预览效果及成像质量。本控制方法与控制装置的应用对象可以是手机上的相机，也可以是专业相机、摄像机等，例如应用到手机上，则该手机的相机成为具有用户自定义控制噪点与帧率功能的相机。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种相机噪点和帧率的控制方法，其特征在于，包括步骤：
获取当前环境下相机的增益；
将所述增益及用于调节该增益的控件显示在相机屏幕上；
按照用户的操作，将所述增益相应调大或调小，同时对相机的曝光时间进行反向调节，使相机的预览亮度保持不变。
2.根据权利要求1所述相机噪点和帧率的控制方法，其特征在于，还包括步骤：
在获取所述增益的同时，获取当前环境下相机的帧率；
将所述帧率显示在相机屏幕上；
所述帧率随所述曝光时间的变化而变化，在相机屏幕上更新所述帧率。
3.根据权利要求1或2所述的相机噪点和帧率的控制方法，其特征在于，
所述增益为每个像素的电压放大电路的数字增益，或模拟增益与数字增益相乘所得总的增益。
4.根据权利要求1或2所述的相机噪点和帧率的控制方法，其特征在于，
所述控件为数值输入控件或滑动条控件；
若为滑动条控件，则滑动条的长度对应所述增益的调节系数，所述调节系数的范围为0.1～2，滑动步长为0.1，将所述增益乘以用户选择的所述调节系数，得到调节后的增益值，同时用所述曝光时间除以用户选择的所述调节系数，得到调节后的曝光时间。
5.根据权利要求1或2所述的相机噪点和帧率的控制方法，其特征在于，还包括步骤：
检测环境亮度，当亮度低于预定值时，在相机屏幕上弹出降噪提示窗口，接到用户降噪指令后，再将所述增益及用于调节该增益的控件显示在相机屏幕上。
6.一种相机噪点和帧率的控制装置，其特征在于，包括：
数值获取模块，用于获取当前环境下相机的增益；
显示控制模块，用于将所述增益及用于调节该增益的控件显示在相机屏幕上；
增益调节模块，用于按照用户的操作，将所述增益相应调大或调小，同时对相机的曝光时间进行反向调节，使相机的预览亮度保持不变。
7.根据权利要求6所述相机噪点和帧率的控制装置，其特征在于，
所述数值获取模块，在获取所述增益的同时，还用于获取当前环境下相机的帧率；
所述显示控制模块，还用于将所述帧率显示在相机屏幕上，并随着所述增益调节模块对所述曝光时间的调节，在相机屏幕上更新所述帧率。
8.根据权利要求6或7所述的相机噪点和帧率的控制装置，其特征在于，
所述增益为每个像素的电压放大电路的数字增益，或模拟增益与数字增益相乘所得总的增益。
9.根据权利要求6或7所述的相机噪点和帧率的控制装置，其特征在于，
所述显示控制模块采用的所述控件为数值输入控件或滑动条控件；
若为滑动条控件，则滑动条的长度对应所述增益的调节系数，所述调节系数的范围为0.1～2，滑动步长为0.1，所述增益调节模块将所述增益乘以用户选择的所述调节系数，得到调节后的增益值，同时用所述曝光时间除以用户选择的所述调节系数，得到调节后的曝光时间。
10.根据权利要求6或7所述的相机噪点和帧率的控制装置，其特征在于，所述显示控制模块，还用于检测环境亮度，当亮度低于预定值时，在相机屏幕上弹出降噪提示窗口，接到用户降噪指令后，再将所述增益及用于调节该增益的控件显示在相机屏幕上。
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Changan town in Guangdong province Dongguan 523860 usha Beach Road No. 18 Patentee after: GUANGDONG OPPO MOBILE TELECOMMUNICATIONS Corp.,Ltd. Address before: Changan town in Guangdong province Dongguan 523860 usha Beach Road No. 18 Patentee before: GUANGDONG OPPO MOBILE TELECOMMUNICATIONS Corp.,Ltd. |
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Granted publication date: 20170707 |