CN104620569A - 成像控制器以及成像控制方法和程序 - Google Patents

Abstract

一种成像控制器包括：索引计算器，用于计算多个成像单元捕获的图像的每个分割区域的索引值，该索引值用于估计每个分割区域的照相状态；估计值计算器，用于根据索引计算器计算的每个分割区域的索引值估计图像和图像之间的重叠区域，并且计算整体估计值；以及条件确定器，用于根据估计值计算器计算的整体估计值确定每个成像单元的成像条件。

Description

成像控制器以及成像控制方法和程序

相关专利申请的相互应用

本申请基于并且要求2012年9月11日提交的日本专利申请No.2012-199622的优先权。

技术领域

本发明涉及能够对多个成像单元提供适当成像条件的成像控制器以及由该成像控制器执行的成像控制方法和用于实现该成像控制方法的程序。

背景技术

已知包括诸如鱼眼镜头或者特广角镜头之类的多个广角镜头从而每次以全方位捕获图像的全方位成像系统。进行配置以将来自镜头的图像投影到传感器表面上，并且通过图像处理合成图像，从而产生全方位图像。例如，利用视角超过180度的两个广角镜头，能够产生全方位图像。在图像处理中，在考虑与理想模型的失真的情况下，根据特定投影模型，对每个镜头系统捕获的局部图像进行失真校正和投影变换。然后，根据局部图像的重叠部分，连接局部图像，以形成单个全方位图像。

在现有技术中，已知数码相机由捕获图像获得适当曝光的曝光校正技术。例如，日本专利申请公开No.2007-329555公开了一种包括多个成像单元的成像系统，排列该多个成像单元，以具有重叠成像区，从而从成像单元捕获的每个图像中提取重叠区。进行配置，以根据提取的重叠区的每个图像，调节成像单元的曝光和白平衡中的至少一个，从而降低捕获图像的亮度或者色彩的差异，目的是降低诸如合成之类的后处理的工作负荷。

然而，利用该现有技术的曝光校正技术，全方位成像系统难以获取适当的曝光，因为其成像单元的光学条件或者照相环境不同。上述文献公开的现有技术仅考虑重叠区，因此，如果相对于整个图像重叠区小，则在不平衡曝光条件下，难以获得适当的曝光校正值。特别是，由于全方位成像系统的成像区是全方位的，所以在传感器上通常捕获像太阳一样的高亮物体，这样可能产生杂光并且图像偏移值增大。能够对于每个传感器获得适当的曝光，然而，这可能导致图像的连接部分之间的亮度差异并且削弱全方位图像的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供能够对每个成像单元提供适当的成像条件，从而在合成图像时消除成像单元捕获的图像的连接点处的不连续性的成像控制器以及成像控制方法和程序。

根据本发明的一方面，一种成像控制器包括：索引计算器，用于计算多个成像单元捕获的图像的每个分割区域的索引值，该索引值用于估计每个分割区域的照相状态；估计值计算器，用于根据索引计算器计算的每个分割区域的索引值估计图像和图像之间的重叠区域，并且计算整体估计值；以及条件确定器，用于根据估计值计算器计算的整体估计值确定每个成像单元的成像条件。

附图说明

根据下面参考附图所做的详细描述，本发明的特征、实施例和优点显而易见。

图1是根据本实施例的全方位成像系统的截面图；

图2示出图1中的全方位成像系统的硬件配置；

图3示出图1中的全方位成像系统的整个图像处理的流程；

图4A、图4B分别示出两个鱼眼镜头捕获的第0和第一图像，并且图4C示出作为例子的第0和第一捕获图像的合成图像；

图5A、图5B示出根据本实施例的区域分割方法；

图6是根据本实施例的全方位成像系统执行的曝光控制的流程图；以及

图7是根据本实施例的全方位成像系统执行的曝光计算的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述成像控制器和成像系统的实施例。只要有可能，在所有附图中利用相同的附图标记表示相同或者类似的部分。作为例子，本实施例描述了一种全方位成像系统，该全方位成像系统包括含有两个鱼眼镜头的相机单元和根据这两个鱼眼镜头捕获的图像判定成像条件的功能。然而，本实施例并不局限于这种例子。作为选择，该全方位成像系统能够包括含有三个或者更多个鱼眼镜头以根据鱼眼镜头捕获的图像确定成像条件的相机单元。在此，鱼眼镜头能够包括广角镜头或者特广角镜头。

参考图1和图2，描述全方位成像系统10的整体配置。图1是全方位成像系统10(下面简称为成像系统)的截面图。其包括：相机单元12；外壳14，该外壳14容纳相机单元12和诸如控制器、电池的元件；以及快门按钮18，该快门按钮18设置于外壳14上。

图1中的相机单元12包括：两个镜头系统20A、20B；以及两个固态图像传感器22A、22B，作为CCD(电荷耦合器件)传感器或者CMOS(互补金属氧化物半导体)。在此，每对镜头系统20和固态图像传感器22被称为成像单元。例如，镜头系统20A、20B分别包括作为鱼眼镜头的6组7个镜头。在本实施例中，鱼眼镜头具有180度(360度/n，n＝2)或者更优选地185度或者更更优选地190度或者更大的总视角。

相对于固态图像传感器22A、22B定位镜头系统20A、20B的诸如透镜、棱镜、滤光片、孔光阑之类的光学元件，以使得光学元件的光轴垂直于相应固态图像传感器22的光接收区的中心，以及光接收区变成相应鱼眼镜头的成像面。固态图像传感器22是光电二极管以二维布置于其上，以将镜头系统20收集的光转换为图像信号的区域图像传感器。

在本实施例中，镜头系统20A、20B相同并且互相相对地布置，使得其光轴重合。固态图像传感器22A、22B将光分布转换为图像信号，并且将它们输出到控制器上的未示出的图像处理器。图像处理器将来自固态图像传感器22A、22B的部分图像组合，而以4π的固定弧度角合成图像或者全方位图像。在从拍摄点能够看到的所有方向上捕获全方位图像。代替全方位图像，能够产生在水平面上仅在360度的范围内捕获的全景图像。

为了利用总视角大于180度的鱼眼镜头形成全方位图像，利用成像单元捕获的图像的重叠部分连接图像，作为表示同一图像的基准数据。将产生的全方位图像输出到例如设置于相机单元12内的或者连接到相机单元12的显示器、打印机或者诸如SDcompact的外部存储介质。

图2示出根据本实施例的成像系统10的硬件的结构。成像系统10包括：数码相机处理器100(下面简称为处理器)、镜筒单元102、以及与处理器100相连接的各种元件。镜筒单元102包括两对镜头系统20A、20B和固态图像传感器22A、22B。固态图像传感器22A、22B由来自处理器100的CPU 130的命令控制。

处理器100包括：ISP(图像信号处理器)108A、108B、DMAC(直接存储器存取控制器)110、用于存储器存取的仲裁器(ARBMEMC)112、用于存储器存取的MEMC(存储器控制器)114、以及失真校正与图像合成模块118。ISP 108A、108B对由固态图像传感器22A、22B处理的图像数据信号执行自动曝光控制并且对其设定白平衡和伽马平衡。

MEMC 114连接到SDRAM 116，SDRAM 116临时存储ISP 108A、108B和失真校正与图像合成模块118的处理中使用的数据。失真校正与图像合成模块118根据来自三轴加速度传感器120的信息对来自两个成像单元的两个部分图像执行失真校正和垂直倾斜校正且合成它们。

处理器100还包括：DMAC 122、图像处理模块124、CPU 130、图像数据传送器126、SDRAMC 128、存储卡控制模块140、USB模块146、外围模块150、音频单元152、串行模块158、LCD(液晶显示器)驱动器162以及桥接器168。

CPU 130控制成像系统10的元件的操作。图像处理模块124与大小调整模块132、JPEG模块134以及H.264模块136一起对图像数据执行各种图像处理。大小调整模块132通过内插来放大或者缩小图像数据的大小。JPEG模块134是以JPEG对图像数据进行压缩和解压缩的编解码模块。H.264模块136是以H.264对视频数据进行压缩和解压缩的编解码模块。图像数据传送器126传送由图像处理模块124处理的图像。SDRAMC 128控制SDRAM 138，SDRAM 138连接到处理器100并且在处理器100的图像处理期间临时存储图像数据。

存储卡控制模块140控制对插入存储卡槽142内的存储卡和闪速ROM144的数据读和写，存储卡可拆卸地插入存储卡槽142内。USB模块146控制与通过USB连接器148连接的诸如个人计算机之类的外部设备的USB通信。外围模块150连接到电源开关166。

音频单元152连接到用于接收来自用户的音频信号的麦克风156和用于输出音频信号的扬声器154，以控制音频的输入和输出。串行模块158控制与外部设备的串行通信，并且连接到无线NIC(网络接口卡)160。LCD驱动器162是用于LCD 164的驱动电路，并且将图像数据转换为用于将各种信息显示在LCD 164上的信号。

闪速ROM 144含有CPU 130以可读代码写入的控制程序和各种参数。在电源开关166的电源接通后，控制程序被加载到主存储器上。CPU 130按照主存储器上的控制程序控制图形处理器的各单元和各元件的操作，并且将所需控制数据临时存储在SDRAM 138和未示出的本地SRAM内。

图3示出根据本实施例，用于控制成像条件和成像系统10的整个图像处理的流程的主要功能模块。首先，固态图像传感器22A、22B在特定曝光条件下捕获图像并且输出它们。然后，图2所示的ISP 108A、108B对来自固态图像传感器22A、22B的图像执行光学黑色校正、缺陷像素校正、线性校正、应用校正、和区域分割(统称为第一处理)，并且将其存储在存储器内。

光学黑色校正是将固态图像传感器的光学黑色区域的输出信号用作黑色基准电平，对来自有效像素区域的输出信号执行箝位校正的处理。诸如CMOS的固态图像传感器可能含有因为在制造图像传感器时杂质进入半导体衬底，而不能由其获得像素值的缺陷像素。缺陷像素校正是根据来自缺陷像素的相邻像素的组合信号，校正缺陷像素的值的处理。

线性校正对于每个RGB。阴影校正是通过将有效像素区域的输出信号乘以特定校正系数校正有效像素区域内的阴影的失真。区域分割是将捕获图像分割为小区域，并且计算每个分割区域的亮度值的积分值或者积分平均值。

返回图3，在第一处理之后，ISP 108A、108B进一步对图像执行白平衡、伽马校正、Bayer校正、Bayer内插、YUV变换、边缘增强以及色彩校正(统称为第二处理)，并且将该图像存储在存储器内。通过图像传感器的彩色滤色片透射的光量根据滤色片的颜色变化。白平衡校正是对三色R(红)、G(绿)和B(蓝)的灵敏度差异进行校正，并且设定适当表示图像中的白色的增益。WB(白平衡)计算器220根据在区域分割处理中计算的RGB积分值或者RGB积分平均值计算白平衡参数。伽马校正是校正输入信号的伽马值，使得输出设备的输出线性保持所考虑的特性。

此外，在CMOS中，每个像素都附加有RGB彩色滤色片中的任何一个。Bayer内插是由相邻像素内插两个不完全色。YUV变换是将RGB格式的RAW数据转换为亮度信号Y和色差信号UV的YUV格式的数据。边缘增强是根据亮度信号提取图像的边缘，对边缘施加增益，并且在进行边缘提取的同时去除图像内的噪声。色彩校正包括：色设定、色调设定、局部色调改变、以及色彩抑制。

在特定曝光参数下对捕获图像进行了各种处理后，对该图像执行失真校正和图像合成。对产生的全方位图像适当地添加标记，并且将其以文件方式存储在内部存储器或者外部存储器中。根据来自三轴加速度传感器120的信息，能够附加地执行倾斜校正，或者当合适时，能够对存储的图像文件进行压缩。通过修剪或者切掉图像的中心区域，能够产生缩略图图像。

在上述图像处理中，曝光条件控制器210在曝光条件寄存器200内确定并且设定固态图像传感器22A、22B的曝光参数。根据本实施例的成像系统10不需要包括用于测量被摄体的亮度的光度计，而是利用固态图像传感器22A、22B的输出进行曝光控制。为了将捕获图像显示在LCD上或者EVF(电子取景器)上，始终从固态图像传感器22A、22B读取图像信号。曝光条件控制器210根据读取的图像信号重复地进行光度测定，并且确定亮度水平是否是合适的，从而校正诸如F值、曝光时间(快门速度)、放大器增益(ISO灵敏度)之类的曝光参数并且获得适当的曝光。

在以全方位成像系统10的全方位照相中，两个成像单元产生两个图像。在包括诸如太阳之类的高亮度物体的照相场景中，在图4A、图4B所示的图像中的一个中出现杂光，并且从高亮度物体扩散到整个图像上。在这种情况下，两个图像的合成图像或者全方位图像的质量可能受损，因为图像中的一个图像的增大的偏移导致连接部处的亮度差。此外，没有用于曝光校正的适当物体而是极端的白色或者黑色物体出现在两个图像的重叠区域中。

在采用总视角超过180度的鱼眼镜头的成像单元中，除了部分重叠区域之外，大多数照相区域不重叠。因为此原因，通过仅根据重叠区域进行曝光校正，难以对上述场景获得正确曝光。此外，即使在对各成像单元获得适当曝光的情况下，在合成图像的连接位置，可能发生因为亮度导致的色彩属性的不连续性。

为了避免不充分曝光控制，在成像系统10中，配置曝光条件控制器210，以在考虑到图像的重叠区域和非重叠区域的情况下，估计所有图像的曝光水平，并且判定固态图像传感器22A、22B的曝光参数，作为光圈a、曝光时间t以及放大器增益g，从而设定在曝光条件寄存器200内。

具体地说，曝光条件控制器210包括：面积计算器212、总计算器214、以及曝光条件确定器216，并且该曝光条件控制器210能够由ISP 108和CPU130实现。在第一处理中，ISP 108A、108B计算每个分割区域的积分值或者积分平均值，并且输出每个分割区域的积分数据，并且曝光条件控制器210读取该积分数据。

作为例子，图5A、图5B示出如何将图像分割为小区域。在本实施例中，镜头系统20A、20B上的入射光根据诸如等距投影的特定投影模型在固态图像传感器22A、22B上成像。在二维固态区域图像传感器上捕获图像，并且图像数据呈现于平面坐标系中。在本实施例中，采用像场直径(image circlediameter)小于图像对角线的圆形鱼眼镜头，并且获得的图像是包括图4A、图4B所示的照相区域投影在上面的整个像场的平面图像。

将每个固态图像传感器捕获的整个图像在图5A所示的半径为r和幅角为θ的圆形极坐标系中分割为小区域，或者在图5所示的x坐标和y坐标的平面直角坐标系中分割为小区域。优选地，从计算积分和平均的被摄体中排除该像场，因为其是不曝光的外部区域。在ISP 108的区域分割中，将每个图像分割为小区域，如图5A、图5B所示，并且对每个分割区域计算亮度的积分值或者亮度的积分平均值。通过对每个分割区域内的所有像素的亮度值进行积分，获得积分值，而通过以排除外部区域的每个分割区域的大小(像素数)归一化该积分值，获得积分平均值。

面积计算器212接收包括积分平均值的每个分割区域的积分数据，并且计算每个分割区域的索引值，以估计其照相状态。在本实施例中，索引值是用于估计每个分割区域的绝对亮度的区域亮度水平b。利用下面的公式，对每个固态图像传感器22计算特定分割区域的亮度水平b(x,y)：

$b(x,y)=s(x,y)\frac{a^2}{t\·g}...\left(1\right)$

其中s(x,y)是特定分割区域的积分平均值，a是光圈，t是曝光时间，并且g是放大器增益。能够以同样的方式计算圆形坐标系内的分割区域的亮度水平b(r,θ)。

亮度水平b(x,y)是用于估计每个分割区域内的被摄体的亮度的索引值，并且根据当前曝光参数(a,t,g)由实际图像的像素值的亮度计算该亮度水平b(x,y)。

整体计算器214根据所计算的亮度值bⁱ(x,y)整体估计包括重叠区域的捕获图像，并且根据图像的照相区域之间的重叠部，加权计算整体估计值。在此，将固态图像传感器22A、22B分别称为第0和第一图像传感器，并且将其亮度水平分别称为b⁰(x,y)和b¹(x,y)。在本实施例中，整体估计值是以特定加权整体估计图像的所有区域的亮度或者被摄体亮度的整体亮度水平bT。

利用下面的公式，对第i固态图像传感器计算整体亮度水平bTⁱ：

${\mathrm{bT}}^i=\frac{\underset{x,y}{\mathrm{\Σ}}{b}^0(x,y)\×w^{0i}(x,y)+\underset{x,y}{\mathrm{\Σ}}{b}^1(x,y)\×w^{1i}(x,y)}{\underset{x,y}{\mathrm{\Σ}}{w}^{0i}(x,y)+\underset{x,y}{\mathrm{\Σ}}{w}^{1i}(x,y)}...\left(2\right)$

其中b^j(x,y)是每个固态图像传感器j(j∈0,1)的每个分割区域的亮度水平，并且w^ji(x,y)是对每个分割区域进行加权平均的加权值。

如上面的公式所表示的，不同组的加权值w^ji(x,y)用于每个固态图像传感器。能够调节加权值w^ji(x,y)，使得对较低亮度水平的固态图像传感器给出较大的值，以防止受到来自光源的影响。因此，根据对照相场景的确定结果，能够适当地加权。此外，能够将小区域(x,y)划分为中间区域，作为重叠区域和非重叠区域，如图5A、图5B中的阴影所示。采用下面的公式，利用每个中间区域的亮度水平和加权值，能够计算整体亮度水平bTⁱ。

${\mathrm{bT}}^i=\frac{w1i\×b{E}^0+w2i\×b{E}^1+w3i\×b{C}^0+w4i\×b{C}^1}{w1i+w2i+w3i+w4i}...\left(3\right)$

其中bE⁰是第0图像的边缘区域(重叠区域)的亮度水平(平均)，bC⁰是第0图像的中心区域(非重叠区域)的亮度水平(平均)，bE¹是第1图像的边缘区域(重叠区域)的亮度水平(平均)，bC¹是第1图像的中心区域(非重叠区域)的亮度水平(平均)，并且w1i至w4i是对第i固态图像传感器的每个中间区域设定的加权平均的加权值。利用下面的公式(4)能够计算加权值w1i至w4i的基本值：

w1i＝w2i＝Ae/(A0+A1+2Ae)

w3i＝A0/(A0+A1+2Ae)

w4i＝A1/(A0+A1+2Ae)

其中Ae是第0和第1图像的边缘区域的大小，并且A0和A1是第0和第1图像的中心区域的大小。能够根据关于照相场景的确定结果校正所计算的基本值，使得对具有较低亮度水平的固态图像传感器给予较大权重。

优选地，整体计算器214能够包括权重设定器，用于根据捕获图像的信号水平设定加权值w^ji(x,y)。配置权重设定器，以由所有分割区域的亮度水平b^j(x,y)产生亮度分布(直方图)，并且分析总平均值和亮度分布，从而进行场景确定。然后，根据确定的场景，能够根据相关分割区域的亮度水平b^j(x,y)改变特定分割区域的加权值w^ji(x,y)。

例如，在诸如夜视的暗场景中，权重设定器通过对区域亮度水平添加预定量将加权值w^ji(x,y)设定为较大值，而以计算的较大亮度水平b(x,y)估计分割区域。因此，为了进行光度测定以高额估计暗场景中的亮被摄体，并且根据光度测定结果，能够适当地控制曝光。同时，在亮场景中，权重设定器对具有所计算的较小亮度水平b(x,y)的分割区域设定较大的加权值w^ji(x,y)。因此，为了光度测定，以高额估计亮场景中的暗被摄体。

作为选择地，根据上限阈值和下限阈值，能够检测含有极黑被摄体或者极白被摄体的分割区域，以排除光度测定的被摄体的分割区域。例如，如果检测到亮度水平等于或者高于上限阈值(b_uth)的分割区域或者白色区域和/或者亮度水平等于或者低于下限阈值(b_lth)的分割区域或者黑色区域，则能够给予这些区域较小的权重或者0权重。因此，在向不适合曝光校正的分割区域给予小权重或者不考虑的情况下，能够计算整体亮度水平bT。

权重设定器根据两个图像的亮度关系确定两个固态图像传感器22A、22B捕获的第0和第1图像的场景，并且对每个固态图像传感器22A、22B设定适合该场景的加权值。例如，为了防止受到来自光源的影响，能够调节加权值w^ji(x,y)，使得对具有较低亮度水平的固态图像传感器给予较大值。

曝光条件确定器216根据整体计算器214计算的整体亮度水平bTⁱ确定每个第i固态图像传感器的曝光参数(a,t,g)。该整体亮度水平bT用于估计图像中的被摄体的亮度，并且利用下面的公式能够表示获取适当的曝光的条件：

$\frac{a^2}{t}=\frac{\mathrm{bT}\·g}{K}...\left(4\right)$

Bv+Sv＝Av+Tv    …(5)其中k是常数，Bv是亮度值，Sv是灵敏度值，Av是光圈值，并且Tv是时间值。条件(5)是条件(4)将2作为4个参数中的每个参数的对数的底的变型。

利用下面的公式，计算四个参数：

Av＝2log₂a    …(6)

$\mathrm{Tv}={\log }_2\frac{1}{t}...\left(7\right)$

Bv＝log₂(k₁bT)    …(8)

Sv＝log₂(k₂g)    …(9)在公式(8)、(9)中，k₁、k₂是常数。

具体地说，为了满足上述曝光条件，曝光条件确定器216根据当前曝光参数和测量的被摄体亮度或者整体亮度水平调节每个第i固态图像传感器22的光圈a、曝光时间t和放大器增益g，并且获得适当的曝光。参考事先根据成像系统10的特性准备的被称为程序图(program diagram)的表，能够由亮度水平bTⁱ获得校正的曝光参数(a’,t’,g’)。在此，程序图指含有放大器增益g和曝光时间t与固定光圈a的组合的图或者表。能够由该组合确定曝光值。

在本实施例中，利用特定程序图，可由整体亮度水平bT获得光圈a、曝光时间t和放大器增益g的最佳组合。作为选择地，能够手动设定光圈a、曝光时间t和放大器增益g中的至少一个，并且能够从程序图中找到它们中的其余。这种自动曝光模式的示例是手动设定曝光时间t的快门优先模式、手动设定光圈a的光圈优先模式、以及手动设定放大器增益的灵敏度优先模式。

下面将参考图6、图7描述成像系统10的曝光控制。图6是曝光控制的流程图，而图7是曝光控制的曝光计算处理的流程图。在图像传感器22A、22B每次捕获图像时，重复执行图6所示的操作。在步骤S101，成像系统10通过对其像素值进行积分对两个图像传感器22A、22B的每个分割区域分别计算积分平均值。在步骤S102，启动图7所示的曝光计算。

在图7中，在步骤S201，成像系统10进行每个固态图像传感器22的分割区域的积分平均值的统计，以计算图像的平均值和色散(或者标准偏差)。在步骤S202，成像系统10由两个图像的平均值和色散确定当前曝光参数是否在可允许范围内，以充分估计被摄体亮度。例如，如果图像的平均值接近0并且色散低于特定阈值，则捕获图像中可能发生黑色饱和。相反，如果该平均值接近饱和并且色散低，则捕获图像中可能发生白色饱和。不能适当地测量具有黑色饱和或者白色饱和的捕获图像的光量，以使得确定指示黑色饱和或者白色饱和的曝光参数超出可允许范围。

如果在步骤S202是“否”，则成像系统10进入步骤S206，并且调节曝光参数，以获得适当的曝光，并且在步骤S207，完成该操作。例如，在发生黑色饱和的情况下，调节曝光参数，以使得开启光圈，并且增大曝光时间和灵敏度。相反，在发生白色饱和的情况下，调节曝光参数，以使得光圈闭合，并且减小曝光时间和灵敏度。当增益g固定时，通过在黑色饱和中以预定步数降低曝光值Ev，调节曝光参数(a’,t’)。在白色饱和中，通过以预定步数升高曝光值Ev，调节曝光参数(a’,t’)。当光圈a固定时，通过在黑色饱和中增大曝光时间t和放大器增益g，而在白色饱和中降低曝光时间t和放大器增益g，调节曝光参数(t’,g’)。

如果在步骤S202是“是”，则面积计算器212根据积分平均值s(x,y)和当前曝光参数(a,t,g)计算第0和第1图像的每个分割区域的亮度水平bⁱ(x,y)。

在步骤S204，整体计算器214确定图像的场景，并且对确定的场景读取加权值w^ji(x,y)。在步骤S205，整体计算器214计算亮度水平b⁰(x,y)和b¹(x,y)的加权平均值，并且利用公式(2)和(3)，计算每个第i固态图像传感器的整体亮度水平bTⁱ。在步骤S206，曝光条件确定器216根据整体亮度水平bTⁱ调节曝光，以满足条件(4)和(5)，并且确定曝光参数(a’,t’,g’)。然后，成像系统10完成曝光计算并且返回图6中的步骤S103。

在步骤S103，将曝光条件寄存器200内的曝光参数更新为确定的曝光参数(a’,t’,g’)，完成曝光控制操作。通过重复图6、图7中的操作，将曝光条件设定到满足上述条件(4)、(5)的适当的曝光。

在以全方位成像系统10的全方位照相中，在重叠区域内捕获同一被摄体，因此，两个图像的亮度水平b应当是相同的值。鉴于在图像中的一个图像中出现杂光，如图4A、图4B所示，根据本实施例，估计包括重叠区域和非重叠区域的捕获图像的整体曝光水平，以确定每个成像单元的曝光参数(a,t,g)。因此，能够降低合成图像的连接位置处的不连续性并且产生高质量的合成图像。

因此，根据上述实施例，可以提供一种能够对每个成像单元提供适当的成像条件，从而在合成图像时消除成像单元捕获的图像的连接点处的不连续性的成像控制器以及成像控制方法和程序。

上述实施例描述了为了合成而使视角超过180度的镜头系统捕获的两个图像重叠的例子。作为选择地，为了合成，能够使多个成像单元捕获的3个或者更多个图像重叠。

此外，作为成像控制器的例子，上述实施例描述了捕获全方位静止图像的成像系统10。本发明不应当局限于该例子。作为选择地，能够将成像控制器配置为全方位视频成像系统或者单元，具有全方位静止拍摄功能或者视频拍摄功能的诸如智能手机或者平板电脑的便携式数据终端，或者控制成像系统的相机单元的数码相机处理器或者控制器。

全方位成像系统的功能能够由以诸如汇编程序、C、C++、C#、或者面向对象的编程语言的传统编程语言编写的计算机可执行程序实现。该程序能够存储在诸如ROM、EEPROM、EPROM、闪速存储器、软盘、CD-ROM、C-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、蓝光光盘、SD卡、或者MO的存储介质内并且通过电通信线路分配。此外，例如在可编程设备(PD)上，一部分或者全部上述功能能够由现场可编程门阵列(FPGA)实现，或者由专用集成电路(ASIC)实现。为了在PD上实现该功能，能够分布作为位流数据的电路配置数据和以HDL(硬件描述语言)、VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)和Verilot-HDL编写的存储在存储介质内的数据。

尽管根据示例性实施例描述了本发明，但是本发明并不局限于此。应当明白，本技术领域内的技术人员可以对所描述的实施例进行变型和修改，而不脱离下面的权利要求书限定的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种成像控制器，包括：

索引计算器，用于计算多个成像单元捕获的图像的每个分割区域的索引值，所述索引值用于估计每个分割区域的照相状态；

估计值计算器，用于根据所述索引计算器计算的每个分割区域的索引值估计图像和图像之间的重叠区域，并且计算整体估计值；以及

条件确定器，用于根据所述估计值计算器计算的整体估计值确定每个成像单元的成像条件。

2.根据权利要求1所述的成像控制器，其中：

所述成像条件包括曝光条件；

特定分割区域的索引值是用于估计所述特定分割区域的亮度的第一亮度水平；

所述整体估计值是通过对重叠区域施加权重估计图像的总亮度的每个成像单元的第二亮度水平；并且

所述条件确定器配置为根据第二亮度水平，确定每个成像单元的成像条件。

3.根据权利要求1或者2所述的成像控制器，还包括：

设定器，用于根据所述成像单元捕获的图像之间的亮度关系，对每个成像单元设定分割区域的一组权重值。

4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的成像控制器，还包括：

权重设定器，用于根据对于特定分割区域计算的索引值对特定分割区域施加权重。

5.根据权利要求4所述的成像控制器，其中：

所述权重设定器配置为对分割区域施加权重，使得在暗场景中向对于其计算较大索引值的分割区域给予较大权重。

6.根据权利要求4或者5所述的成像控制器，其中：

所述权重设定器配置为对分割区域施加权重，使得在亮场景中向对于其计算较小索引值的分割区域给予较大权重。

7.根据权利要求4至6中的任何一项所述的成像控制器，其中：

所述权重设定器配置为对分割区域施加权重，使得向对于其计算索引值为上限阈值或更大或者下限阈值或更小的分割区域给予较小权重或者0权重。

8.根据权利要求1至7中的任何一项所述的成像控制器，其中：

所述成像条件包括光圈、曝光时间和增益中的至少一个。

9.一种成像控制方法，包括如下步骤：

计算多个成像单元捕获的图像的每个分割区域的索引值，所述索引值用于估计每个分割区域的照相状态；

根据在计算步骤计算的每个分割区域的索引值，估计图像和图像之间的重叠区域并且计算整体估计值；以及

根据在估计步骤中计算的整体估计值，确定每个成像单元的成像条件。

10.一种用于存储使计算机执行根据权利要求9所述的成像控制方法的步骤的程序的非临时计算机可读存储介质。