CN106060351A - 图像处理装置及图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种图像处理装置及图像处理方法，应用于电子设备，电子设备具有图像生成装置，图像处理装置包括：分束单元、至少两个图像处理单元和图像合成单元，分束单元用于将图像生成装置生成的光束图像分成至少两个子光束图像；图像处理单元与分光单元射出的子光束图像一一对应，用于接收其对应的子光束图像，并按照预设曝光级别输出，不同图像处理单元的预设曝光级别不同；图像合成单元用于将各图像处理单元输出的子光束图像合成，获得最终图像。该图像处理装置可以保证各子光束图像的曝光时间点相同，解决了现有技术在拍摄过程中，不同时间点曝光的图像难以严格配准，导致拍摄的图像存在鬼影的问题，提高了图像的显示效果。

Description

图像处理装置及图像处理方法
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像处理装置及图像处理方法。
背景技术
高动态范围成像是照相机和摄像机的关键性能，将高动态范围的自然光合理的利用有限的图像亮度来充分表达，决定着相机在户外、逆光的成像对比度和细节丰富度。
现有技术中在实现高动态范围成像时，通常是在连续的时间点记录不同曝光级别的图像，采用配准和融合的算法将多张图像融合，得到更佳呈现效果的图像。但是，由于在拍摄过程中，不同时间点曝光的图像难以严格配准，导致拍摄的图像存在鬼影，影响图像的显示效果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种图像处理装置及图像处理方法，以提高拍摄图像的显示效果。
为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种图像处理装置，应用于电子设备，所述电子设备具有图像生成装置，该图像处理装置包括：
分束单元，用于将所述图像生成装置生成的光束图像分成至少两个子光束图像；
至少两个图像处理单元，所述图像处理单元与所述分光单元射出的子光束图像一一对应，用于接收其对应的子光束图像，并按照预设曝光级别输出，不同图像处理单元的预设曝光级别不同；
图像合成单元，用于将各图像处理单元输出的子光束图像合成，获得最终图像。
优选的，所述分束单元包括：第一分光棱镜，所述第一分光棱镜用于将所述光束图像分成一级第一光束图像和一级第二光束图像，其中，所述一级第一光束图像为第一子光束图像。
优选的，所述分束单元还包括：
位于所述一级第二光束图像光路上的第一分束器，所述第一分束器用于按照预设比例对所述一级第二光束图像进行反射和透射，形成透射的二级第一光束图像和反射的二级第二光束图像，其中，所述二级第一光束图像为第二子光束图像；
位于所述第一分束器与所述第一分光棱镜之间的1/4波片，所述1/4波片用于改变所述二级第二光束图像的偏振方向。
优选的，所述分光单元还包括：
第N分光棱镜，所述第N分光棱镜用于将所述2N-2级第二光束图像分成2N-1级第一光束图像和2N-1级第二光束图像，其中，所述2N-1级第一光束图像为第2N-1子光束图像，且N为不小于2的正整数。
优选的，所述分束单元还包括：
位于所述2N-1级第二光束图像光路上的第N分束器，所述第N分束器用于按照预设比例对所述2N-1级第二光束图像进行反射和透射，形成透射的2N级第一光束图像和反射的2N级第二光束图像，其中，所述2N级第一光束图像为第2N子光束图像；
位于所述第N分束器与所述第N分光棱镜之间的1/4波片，所述1/4波片用于改变所述2N级第二光束图像的偏振方向。
优选的，当所述分束单元包括多个分束器时，位于所述分束单元同一侧的图像处理单元共用同一分束器和/或同一1/4波片。
优选的，所述图像处理单元为成像传感器。
优选的，所述不同图像处理单元的预设曝光级别不同包括：所述图像处理单元的曝光补偿参数不同，或所述图像处理单元的目标亮度值不同，或所述图像处理单元的曝光时长不同，或所述图像处理单元的增益不同。
一种图像处理方法，应用于电子设备，所述电子设备包括图像生成装置，该方法包括：
将所述图像生成装置生成的光束图像分成至少两个子光束图像；
对所述至少两个子光束图像中各子光束图像进行处理，获得不同曝光级别的子光束图像；
将不同曝光级别的子光束图像合成，获得最终图像。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明实施例所提供的图像处理装置，应用于电子设备，所述电子设备具有图像生成装置，所述图像处理装置包括：分束单元、至少两个图像处理单元和图像合成单元，其中，所述分束单元用于将所述图像生成装置生成的光束图像分成至少两个子光束图像；所述图像处理单元与所述分光单元射出的子光束图像一一对应，用于接收其对应的子光束图像，并按照预设曝光级别输出，不同图像处理单元的预设曝光级别不同；所述图像合成单元用于将各图像处理单元输出的子光束图像合成，获得最终图像。由此可见，本发明实施例所提供的图像处理装置用于合成最终图像的各子光束图像来源于同一光束图像，从而保证了各子光束图像的曝光时间点相同，解决了现有技术在拍摄过程中，不同时间点曝光的图像难以严格配准，导致拍摄的图像存在鬼影的问题，提高了图像的显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例所提供的图像处理装置的结构示意图；
图2为本发明一个实施例所提供的图像处理装置中分束单元的结构示意图；
图3为本发明另一个实施例所提供的图像处理装置中分束单元的结构示意图；
图4为本发明又一个实施例所提供的图像处理装置中分束单元的结构示意图；
图5为本发明再一个实施例所提供的图像处理装置中分束单元的结构示意图；
图6为本发明又一个实施例所提供的图像处理装置中分束单元的结构示意图；
图7为本发明再一个实施例所提供的图像处理装置中分束单元的结构示意图；
图8为本发明又一个实施例所提供的图像处理装置中分束单元的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，现有技术中在实现高动态范围成像时，由于摄过程中不同时间点曝光的图像难以严格配准，导致拍摄的图像存在鬼影，影响图像的显示效果。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种图像处理装置，应用于电子设备，所述电子设备具有图像生成装置，该图像处理装置包括：
分束单元，用于将所述图像生成装置生成的光束图像分成至少两个子光束图像；
至少两个图像处理单元，所述图像处理单元与所述分光单元射出的子光束图像一一对应，用于接收其对应的子光束图像，并按照预设曝光级别输出，不同图像处理单元的预设曝光级别不同；
图像合成单元，用于将各图像处理单元输出的子光束图像合成，获得最终图像。
本发明实施例所提供的图像处理装置用于合成最终图像的各子光束图像来源于同一光束图像，从而保证了各子光束图像的曝光时间点相同，解决了现有技术在拍摄过程中，不同时间点曝光的图像难以严格配准，导致拍摄的图像存在鬼影的问题，提高了图像的显示效果。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明实施例提供了一种图像处理装置，应用于电子设备，所述电子设备具有图像生成装置，如图1所示，该图像处理装置包括：
分束单元100，用于将所述图像生成装置生成的光束图像分成至少两个子光束图像；
至少两个图像处理单元200，所述图像处理单元200与所述分光单元射出的子光束图像一一对应，用于接收其对应的子光束图像，并按照预设曝光级别输出，不同图像处理单元200的预设曝光级别不同；
图像合成单元300，用于将各图像处理单元200输出的子光束图像合成，获得最终图像。
需要说明的是，不同曝光级别的子光束图像在细节丰富度上的侧重有所不同，如过曝的子光束图像暗部细节较为丰富，欠曝的子光束图像亮部细节较为丰富，如果将过曝子光束图像和欠曝的子光束图像进行合成，则能够同时保留亮部和暗部的细节丰富度。
由上可知，在本发明实施例中，用于合成最终图像的各子光束图像来源于同一光束图像，从而保证了各子光束图像的曝光时间点相同，解决了现有技术在拍摄过程中，不同时间点曝光的图像难以严格配准，导致拍摄的图像存在鬼影的问题，提高了图像的显示效果。而且，在本发明实施例中，用于合成最终图像的各子光束图像对应的预设曝光级别不同，从而使得各子光束图像在细节丰富度上各有侧重，在合成最终图像时，通过取长补短的方法，使得合成的最终图像相较于图像生成装置生成的光束图像具有更高的对比度和细节丰富度。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述分束单元100包括：第一分光棱镜110，所述第一分光棱镜110用于将所述光束图像分成一级第一光束图像R11和一级第二光束图像R12，其中，所述一级第一光束图像R11为第一子光束图像。具体的，所述第一分光棱镜110包括第一直角棱镜111和第二直角棱镜112，其中，所述第一直角棱镜111的斜面和第二直角棱镜112的斜面相贴合。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述一级第一光束图像R11为经所述第一直角棱镜111和第二直角棱镜112的贴合面透射的光束图像，所述一级第二光束图像R12为经过所述第一直角棱镜111和第二直角棱镜112的贴合面反射的光束图像；在本发明的另一个实施例中，所述一级第一光束图像R11为经所述第一直角棱镜111和第二直角棱镜112的贴合面反射的光束图像，所述一级第二光束图像R12为经过所述第一直角棱镜111和第二直角棱镜112的贴合面透射的光束图像，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。
下面以所述一级第一光束图像R11为经所述第一直角棱镜111和第二直角棱镜112的贴合面透射的光束图像，所述一级第二光束图像R12为经过所述第一直角棱镜111和第二直角棱镜112的贴合面反射的光束图像为例，对本发明实施例所提供的图像处理装置进行说明。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个具体实施例中，所述一级第一光束图像R11和一级第二光束图像R12的能量各占所述图像生成装置生成的光束图像的50％，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述一级第二光束图像R12为第二子光束图像；在本发明的另一个实施例中，如图3所示，所述分束单元100还包括：
位于所述一级第二光束图像R12光路上的第一分束器120，所述第一分束器120用于按照预设比例对所述一级第二光束图像R12进行反射和透射，形成透射的二级第一光束图像R21和反射的二级第二光束图像R22，其中，所述二级第一光束图像R21为第二子光束图像。其中，所述预设比例可以根据具体情况进行设定，本发明对此并不做限定。
需要说明的是，在上述实施例中，所述分束单元100将所述图像生成装置生成的光束图像分成两个子光束图像。在本发明的其他实施例中，所述分束单元100还可以将所述图像生成装置生成的光束图像分成更多个子光束图像。
当所述分束单元100将所述图像生成装置生成的光束图像分成更多个子光束图像时，如图4所示，所述分束单元100还包括：位于所述第一分束器120与所述第一分光棱镜110之间的1/4波片130，所述1/4波片130用于改变所述二级第二光束图像R22的偏振方向，以便于所述二级第二光束图像R22射入所述第一分光棱镜110中所述第一直角棱镜111和所述第二直角棱镜112的贴合面时可以发生透射。
在上述实施例中，当所述分束单元100将所述图像生成装置生成的光束图像分成3个子光束图像时，如图5所示，所述二级第二光束图像R22经所述第一分光棱镜110透射后形成第三子光束图像。
需要说明的是，在上述实施例中，还可以继续对所述二级第二光束图像R22进行分束，形成更多个子光束图像。如图6所示，继续对所述二级第二光束图像R22进行分束，形成更多个子光束图像时，所述分束单元100还包括：第N分光棱镜140，所述第N分光棱镜140用于将所述2N-2级第二子光束图像分成2N-1级第一光束图像R(2N-1)1和2N-1级第二光束图像R(2N-1)2，其中，所述2N-1级第一光束图像R(2N-1)1为第2N-1子光束图像，且N为不小于2的正整数。需要说明的是，图6示出了N为2时的分束单元100结构示意图，但本发明对此并不做限定，在本发明实施例的其他实施例中，N可以依次为2至M之间的任一正整数，其中，M为大于2的正整数。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述2N-1级第二光束图像R(2N-1)2为第2N子光束图像；在本发明的另一个实施例中，如图7所示，所述分束单元100还包括：
位于所述2N-1级第二光束图像光路R(2N-1)2上的第N分束器150，所述第N分束器150用于按照预设比例对所述2N-1级第二光束图像R(2N-1)2进行反射和透射，形成透射的2N级第一光束图像R2N1和反射的2N级第二光束图像R2N2，其中，所述2N级第一光束图像R2N1为第2N子光束图像。
当需要继续对所述反射的2N级第二光束图像R2N2进行分束时，所述分束单元100还包括：位于所述第N分束器150与所述第N分光棱镜140之间的1/4波片160，所述1/4波片160用于改变所述2N级第二光束图像R2N2的偏振方向，以便于所述2N级第二光束图像R2N2射入所述第N分光棱镜140中所述第一直角棱镜和所述第二直角棱镜的贴合面时可以发生透射。
需要说明的是，在上述任一实施例的基础上，还可以对所述一级第一光束图像R11进行分束，如图8所示，在对所述一级第一光束图像R111进行分束时，同样利用分束器和1/4波片，其原理与对所述一级第二光束图像R12进行分束相同，本发明对此不再详细赘述。
还需要说明的是，当所述分束单元100包括多个分束器时，位于所述分束单元100同一侧的图像处理单元200共用同一分束器和/或同一1/4波片，如图8所示，以简化所述分束单元100的结构，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个具体实施例中，所述图像处理单元200为成像传感器，但本发明对此并不做限定，只要其能将其接收到的子光束图像按照预设曝光级别输出即可。
在上述任一实施例的基础上，在本分那么的一个实施例中，所述不同图像处理单元200的预设曝光级别不同包括：所述图像处理单元200的曝光补偿参数不同；在本发明的另一个实施例中，所述不同图像处理单元200的预设曝光级别不同包括：所述图像处理单元200的目标亮度值不同；在本发明的另一个实施例中，所述不同图像处理单元200的预设曝光级别不同包括：所述图像处理单元200的曝光时长不同；在本发明的再一个实施例中，所述不同图像处理单元200的预设曝光级别不同包括：所述图像处理单元200的增益不同。在本发明的其他实施例中，所述图像处理单元200的曝光补偿参数不同还可以包括：所述图像处理单元200的曝光补偿参数不同、所述图像处理单元200的目标亮度值不同、所述图像处理单元200的曝光时长不同和所述图像处理单元200的增益不同中的任意多个，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。
相应的，本发明实施例还提供了一种图像处理方法，应用于电子设备，所述电子设备包括图像生成装置，该方法包括：
将所述图像生成装置生成的光束图像分成至少两个子光束图像；
对所述至少两个子光束图像中各子光束图像进行处理，获得不同曝光级别的子光束图像；
将不同曝光级别的子光束图像合成，获得最终图像。
需要说明的是，不同曝光级别的子光束图像在细节丰富度上的侧重有所不同，如过曝的子光束图像暗部细节较为丰富，欠曝的子光束图像亮部细节较为丰富，如果将过曝子光束图像和欠曝的子光束图像进行合成，则能够同时保留亮部和暗部的细节丰富度。
综上所述，本发明实施例所提供的图像处理装置和图像处理方法中，用于合成最终图像的各子光束图像来源于同一光束图像，从而保证了各子光束图像的曝光时间点相同，解决了现有技术在拍摄过程中，不同时间点曝光的图像难以严格配准，导致拍摄的图像存在鬼影的问题，提高了图像的显示效果。而且，在本发明实施例中，用于合成最终图像的各子光束图像对应的预设曝光级别不同，从而使得各子光束图像在细节丰富度上各有侧重，在合成最终图像时，通过取长补短的方法，使得合成的最终图像相较于图像生成装置生成的光束图像具有更高的对比度和细节丰富度。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种图像处理装置，应用于电子设备，所述电子设备具有图像生成装置，其特征在于，该图像处理装置包括：
分束单元，用于将所述图像生成装置生成的光束图像分成至少两个子光束图像；
至少两个图像处理单元，所述图像处理单元与所述分光单元射出的子光束图像一一对应，用于接收其对应的子光束图像，并按照预设曝光级别输出，不同图像处理单元的预设曝光级别不同；
图像合成单元，用于将各图像处理单元输出的子光束图像合成，获得最终图像。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述分束单元包括：第一分光棱镜，所述第一分光棱镜用于将所述光束图像分成一级第一光束图像和一级第二光束图像，其中，所述一级第一光束图像为第一子光束图像。
3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，所述分束单元还包括：
位于所述一级第二光束图像光路上的第一分束器，所述第一分束器用于按照预设比例对所述一级第二光束图像进行反射和透射，形成透射的二级第一光束图像和反射的二级第二光束图像，其中，所述二级第一光束图像为第二子光束图像；
位于所述第一分束器与所述第一分光棱镜之间的1/4波片，所述1/4波片用于改变所述二级第二光束图像的偏振方向。
4.根据权利要求3所述的图像处理装置，其特征在于，所述分光单元还包括：
第N分光棱镜，所述第N分光棱镜用于将所述2N-2级第二光束图像分成2N-1级第一光束图像和2N-1级第二光束图像，其中，所述2N-1级第一光束图像为第2N-1子光束图像，且N为不小于2的正整数。
5.根据权利要求4所述的图像处理装置，其特征在于，所述分束单元还包括：
位于所述2N-1级第二光束图像光路上的第N分束器，所述第N分束器用于按照预设比例对所述2N-1级第二光束图像进行反射和透射，形成透射的2N级第一光束图像和反射的2N级第二光束图像，其中，所述2N级第一光束图像为第2N子光束图像；
位于所述第N分束器与所述第N分光棱镜之间的1/4波片，所述1/4波片用于改变所述2N级第二光束图像的偏振方向。
6.根据权利要求5所述的图像处理装置，其特征在于，当所述分束单元包括多个分束器时，位于所述分束单元同一侧的图像处理单元共用同一分束器和/或同一1/4波片。
7.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述图像处理单元为成像传感器。
8.根据权利要求7所述的图像处理装置，其特征在于，所述不同图像处理单元的预设曝光级别不同包括：所述图像处理单元的曝光补偿参数不同，或所述图像处理单元的目标亮度值不同，或所述图像处理单元的曝光时长不同，或所述图像处理单元的增益不同。
9.一种图像处理方法，应用于电子设备，所述电子设备包括图像生成装置，其特征在于，该方法包括：
将所述图像生成装置生成的光束图像分成至少两个子光束图像；
对所述至少两个子光束图像中各子光束图像进行处理，获得不同曝光级别的子光束图像；
将不同曝光级别的子光束图像合成，获得最终图像。
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