CN106559621B

CN106559621B - 画面亮度的计算方法

Info

Publication number: CN106559621B
Application number: CN201510616186.8A
Authority: CN
Inventors: 陈圣凯; 张绍兴; 严志彬
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2019-08-20
Anticipated expiration: 2035-09-24
Also published as: CN106559621A

Abstract

一种画面亮度的计算方法包括：获得一画面的一影像资料；根据该画面的该影像资料，产生至少一调整矩阵；根据一测光矩阵以及该调整矩阵，产生一调整后的测光矩阵；以及根据该调整后的测光矩阵对该画面进行测光，以计算出该画面的一当前画面亮度值。

Description

画面亮度的计算方法

技术领域

本案涉及一种方法。具体而言，本案涉及一种画面亮度的计算方法。

背景技术

随着电子技术的发展，数位影像已广泛地应用在人们的生活当中。

典型的数位影像装置可利用光电转换程序以及讯号处理形成初步影像，并利用自动曝光、自动对焦、自动白平衡等程序对初步影像进行处理，以产生使用者所见的数位影像。其中，自动曝光程序可决定数位影像的亮度，故为本领域长久来的重要研究议题。

发明内容

本案的一实施态样涉及一种画面亮度的计算方法。根据本案一实施例，该方法包括：获得一画面的一影像资料；根据该画面的该影像资料，产生至少一调整矩阵；根据一测光矩阵以及该调整矩阵，产生一调整后的测光矩阵；以及根据该调整后的测光矩阵对该画面进行测光，以计算出该画面的一当前画面亮度值。

透过应用上述一实施例，即可利用调整后的测光矩阵对画面进行测光。如此一来，可使计算出的当前画面亮度值更符合应用上的需求。

附图说明

图1为根据本案一实施例所绘示的数位影像装置的示意图；

图2为根据本发明一实施例的计算方法的流程图；以及

图3A-3C及图4-5为根据本发明不同操作例所绘示的示意图。

【符号说明】

100：数位影像装置

110：影像资料撷取单元

120：控制器

200：方法

S1-S5：步骤

LMX：亮度矩阵

RGL：区域亮度值

ADM1-ADM3：调整矩阵

WGT1-WGT3：调整权重

MMX：测光矩阵

MGT：权重

FGR：人像

HFR：高频区域

W1-W2：调整权重

具体实施方式

图1为根据本案一实施例所绘示的数位影像装置100的示意图。在一实施例中，数位影像装置100包括影像资料撷取单元110以及控制器120。影像资料撷取单元110以及控制器120彼此电性连接。

在一实施例中，影像资料撷取单元110例如可用镜头、感光元件、及相关的电路实现，但不以此为限。控制器120例如可用中央处理器、微处理器、英特尔8051单芯片微控制器所实现，但不以此为限。

在一实施例中，影像资料撷取单元110用以根据初始参数(例如是感光元件的初始曝光时间(exposure time)及/或初始增益(gain)对环境画面进行影像撷取，以获得一画面以及此一画面的影像资料。接着，影像资料撷取单元110用以将此一影像资料传送到控制器120。

在一实施例中，控制器120用以接收前述影像资料，并根据此一影像资料对影像资料撷取单元110撷取的画面进行测光以计算出此一画面的当前画面亮度值。

以下将藉由图2中的亮度计算方法以提供本案更具体细节，然本案不以下述实施例为限。

应注意到，此一亮度计算方法可应用于相同或相似于图1中所示结构的数位影像装置。而为使叙述简单，以下将根据本发明一实施例，以图1中的数位影像装置100为例进行对操作方法叙述，然本发明不以此应用为限。

另外，应了解到，在本实施方式中所提及的亮度计算方法的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。

再者，在不同实施例中，此些步骤亦可适应性地增加、置换、及/或省略。

参照图2，亮度计算方法200包括以下步骤。

在步骤S1中，控制器120透过影像资料撷取单元110获得一画面及此一画面的影像资料。

在一实施例中，此一画面的影像资料可包括此一画面的一初始亮度(例如包括一亮度矩阵)、此一画面的一色彩资讯(例如包括一色彩资讯矩阵)、以及此一画面的一细节资讯(例如包括一细节资讯矩阵)中的至少一者。

在步骤S2中，控制器120根据前述影像资料，产生至少一调整矩阵。

在步骤S3中，控制器120根据一测光矩阵以及前述至少一调整矩阵，产生一调整后的测光矩阵。在本实施例中，测光矩阵与调整矩阵不同。

在一实施例中，此一测光矩阵可为一中央加权测光矩阵、平均加权测光矩阵、点测光矩阵、ROI测光矩阵、人脸测光矩阵，或其他适当测光矩阵。

在一实施例中，控制器120可将此一测光矩阵中所有元素与前述至少一调整矩阵中对应的元素相乘，以产生调整后的测光矩阵。

在步骤S4中，控制器120根据前述调整后的测光矩阵对前述画面进行测光，以计算出此一画面的一当前画面亮度值。

在步骤S5中，控制器120根据此一画面的此一当前画面亮度值与一目标亮度值调整影像资料撷取单元110的参数(例如是感光元件的曝光时间(exposure time)及/或增益(gain))，以令影像资料撷取单元110根据新的参数对环境画面进行影像撷取，以获得新的画面及影像资料。而后，再次执行步骤S1。

在一实施例中，在当前画面亮度值相近于目标亮度值的情况下，控制器120可停止调整影像资料撷取单元110的参数。

透过上述的步骤，控制器120即可相应于影像资料计算画面的当前画面亮度值。藉此，控制器120可更适当的调整影像资料撷取单元110的参数，以使撷取到的画面的亮度更符合应用上的需求。

为使叙述清楚，以下将提供数个操作例进行说明，然而本案不以下述操作例为限。

参照图3A-3C，在一操作例中，前述画面的影像资料包括此一画面的一初始亮度。初始亮度包括一亮度矩阵LMX。亮度矩阵LMX包括复数个区域亮度值RGL。区域亮度值RGL分别对应此一画面的复数个区域。调整矩阵ADM1包括复数个调整权重WGT1。调整权重WGT1分别对应区域亮度值RGL。在一实施例中，控制器120可根据区域亮度值RGL之间的亮度大小关系，决定调整矩阵ADM1中的调整权重WGT1。

具体而言，在一实施例中，控制器120可决定对应于极端亮度值(如图3A中数值为12、65、211、212、234、255的区域亮度值RGL)的调整权重的数值低于对应于中间亮度值(如图3A中数值不为12、65、211、212、234、255的区域亮度值RGL)的调整权重的数值。例如，对应于数值为12、65、211、212、234、255的区域亮度值RGL的调整权重的数值分别为3、5、5、5、3、1，低于对应于其他区域亮度值RGL的调整权重的数值(为10)。

在一实施例中，中间亮度值所对应的调整权重的数值彼此相同。

在一实施例中，极端亮度值可包括数个(如5个)数值最大的区域亮度值RGL以及数个(如5个)数值最小的区域亮度值RGL(如图3A中数值为12、65、99、121、122、204、211、212、234、255的区域亮度值RGL)。

在另一实施例中，极端亮度值可包括数值低于预设下限门槛(如70)以及数值高于预设上限门槛(如205)的区域亮度值RGL(如图3A中数值为12、65、211、212、234、255的区域亮度值RGL)。

在一实施例中，极端高亮度值(如图3A中数值为211、212、234、255的区域亮度值RGL)的亮度越高，其所对应的调整权重越低，极端低亮度值(如图3A中数值为12、65的区域亮度值RGL)的亮度越低，其所对应的调整权重越低。

在一实施例中，测光矩阵MMX为中央加权测光矩阵，包括复数个权重MGT。越中心的权重MGT数值越高。

在一实施例中，控制器120可将测光矩阵MMX中所有权重MGT与调整矩阵ADM1中对应的调整权重WGT1相乘，以产生调整后的测光矩阵。例如，调整后的测光矩阵的最左上方的权重值为1*3＝3，最右上方的权重值为1*10＝10，最左下方的权重值为1*5＝5，最右下方的权重值为1*3＝3，最中心的权重值为10*10＝100。

根据此一调整后的测光矩阵，控制器120可在调降极端亮度区域的权重的情况下，计算画面的当前画面亮度值。如此一来，即可避免画面的当前画面亮度值受到极端亮度区域(例如画面中的光源)的影响。

参照图4，在一操作例中，前述画面可包括一人像FGR。此一画面的影像资料可包括此一画面的一色彩资讯。此一色彩资讯包括一色彩资讯矩阵。色彩资讯矩阵包括复数个区域色彩资讯。区域色彩资讯分别对应此一画面的复数个区域。调整矩阵ADM2包括复数个调整权重WGT2。调整权重WGT2分别对应区域色彩资讯。

由于各种人种的肤色在特定色彩(例如包括红色、绿色、蓝色)上的色彩分量皆具有特定关系，故在前述画面中，对应于人像FGR的区域色彩资讯中的复数种色彩具有特定关系。因此，在一实施例中，控制器120可根据此些区域色彩资讯中的复数种色彩之间的关系，决定调整矩阵ADM2中的调整权重WGT2。

具体而言，在一实施例中，控制器120可根据每一区域色彩资讯是否符合一预设色彩关系，以决定调整矩阵ADM2中的调整权重WGT2。符合预设色彩关系的区域色彩资讯所对应的调整权重WGT2的数值大于不符合预设色彩关系的区域色彩资讯所对应的调整权重WGT2的数值。例如，于图4中，对应于人像FGR的区域色彩资讯所对应的调整权重W1的数值(如20及30)大于不对应于人像FGR的区域色彩资讯所对应的调整权重(如10)。

在一实施例中，符合前述预设色彩关系的区域色彩资讯的复数色彩中的红色的色彩分量R、绿色的色彩分量G、以及蓝色的色彩分量符合以下关系：

R>1.1G>B。

在本操作例中，控制器120可将图3C中的测光矩阵MMX中所有权重MGT与调整矩阵ADM2中对应的调整权重WGT2相乘，以产生调整后的测光矩阵。相关的细节可参照前述实施例，故在此不赘述。

根据此一调整后的测光矩阵，控制器120可在控制器120可在调高人像区域的权重的情况下，计算画面的当前画面亮度值。如此一来，即可提高画面的当前画面亮度值与画面中的人像区域的相关性。

参照图5，在一操作例中，前述画面可包括一高频区域HFR。此一画面的影像资料可包括此一画面的一细节资讯。此一细节资讯包括一细节资讯矩阵。细节资讯矩阵包括复数个区域细节统计值。区域细节统计值分别对应此一画面的复数个区域。调整矩阵ADM3包括复数个调整权重WGT3。调整权重WGT3分别对应区域细节统计值。

在一实施例中，区域细节统计值代表对应的画面中的区域的亮度变化频率。例如，一区域的亮度越高频地变化(此一区域例如对应细小的树叶、文字、条形码等)，其对应的区域细节统计值越高，一区域的亮度越低频地变化(此一区域例如对应平坦且单色的背景、桌面、墙壁等)，其对应的区域细节统计值越低。因此，在一实施例中，控制器120可根据此些区域细节统计值以及一预设模式(例如人脸模式、文本模式、二维码模式)，决定调整矩阵ADM3中的调整权重WGT3。

具体而言，在一实施例中，在预设模式为一第一模式(例如二维码模式)的情况下，对应于具有较高的区域细节统计值对应的调整权重WGT3的数值大于对应于具有较低的区域细节统计值对应的调整权重WGT3的数值。例如，于图5中，对应于高频区域HFR的区域细节统计值所对应的调整权重W1的数值(如20及30)大于不对应于高频区域HFR的区域色彩资讯所对应的调整权重(如10)。

另一方面，在预设模式为一第二模式(例如人脸模式)的情况下，对应于具有较高的区域细节统计值对应的调整权重WGT3的数值低于对应于具有较低的区域细节统计值对应的调整权重WGT3的数值。

在本操作例中，控制器120可将图3C中的测光矩阵MMX中所有权重MGT与调整矩阵ADM3中对应的调整权重WGT3相乘，以产生调整后的测光矩阵。相关的细节可参照前述实施例，故在此不赘述。

根据此一调整后的测光矩阵，控制器120可在控制器120可在调高或调低高频或低频区域的权重的情况下，计算画面的当前画面亮度值。如此一来，即可提高画面的当前画面亮度值与画面中的主题的相关性。

应注意到，在不同实施例中，控制器120可同时根据测光矩阵MMX与调整矩阵ADM1-ADM3中任意一者、任意两者、或任意组合，产生调整后的测光矩阵。

例如，调整后的测光矩阵中所有元素可为测光矩阵MMX中所有元素与调整矩阵ADM1中所有元素、调整矩阵ADM2中所有元素、以及调整矩阵ADM3中所有元素个别相乘所产生。亦即，此一调整后的测光矩阵的最左上方的权重值为1*3*10*10＝300，最右上方的权重值为1*10*10*10＝10000，最左下方的权重值为1*5*10*10＝500，最右下方的权重值为1*3*10*10＝300，最中心的权重值为10*10*20*30＝6000。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种画面亮度的计算方法，包括：

获得一画面的一影像资料；

根据该画面的该影像资料，产生至少一调整矩阵；

根据一测光矩阵以及该调整矩阵，产生一调整后的测光矩阵；以及

根据该调整后的测光矩阵对该画面进行测光，以计算出该画面的一当前画面亮度值；

其中该影像资料包括该画面的一初始亮度，初始亮度包括复数个区域亮度值，该些区域亮度值分别对应该画面的复数个区域，该调整矩阵包括复数个调整权重，该些调整权重分别对应该些区域亮度值，且根据该画面的该影像资料，产生该调整矩阵的步骤包括：

根据该些区域亮度值之间的亮度大小关系，决定该些调整权重；

其中该些区域亮度值包括至少一极端亮度值以及复数个中间亮度值，该些调整权重中对应于该极端亮度值的调整权重的数值低于该些调整权重中对应于该些中间亮度值的调整权重的数值。

2.根据权利要求1所述的画面亮度的计算方法，其中该至少一极端亮度值中的一第一极端亮度值小于该些中间亮度值。

3.一种画面亮度的计算方法，包括：

获得一画面的一影像资料；

根据该画面的该影像资料，产生至少一调整矩阵；

其中该影像资料包括该画面的一色彩资讯，该色彩资讯包括复数个区域色彩资讯，该些区域色彩资讯分别对应该画面的复数个区域，该调整矩阵包括复数个调整权重，该些调整权重分别对应该些区域色彩资讯，且根据该画面的该影像资料，产生该调整矩阵的步骤包括：

根据每一该些区域色彩资讯中的复数种色彩之间的关系，决定该些调整权重。

4.根据权利要求3所述的画面亮度的计算方法，其中该些区域色彩资讯中的一第一者的该些色彩符合一预设色彩关系，该些区域色彩资讯中的一第二者的该些色彩不符合该预设色彩关系，该些调整权重中对应于该些区域色彩资讯中的该第一者的调整权重的数值大于该些调整权重中对应于该些区域色彩资讯中的该第二者的调整权重的数值；

其中符合该预设色彩关系的区域色彩资讯的该些色彩中的红色的色彩分量R、绿色的色彩分量G、以及蓝色的色彩分量符合以下关系：

R>1.1G>B。

5.根据权利要求3所述的画面亮度的计算方法，其中根据每一该些区域色彩资讯中的复数种色彩之间的关系，决定该些调整权重的步骤包括：

根据每一该些区域色彩资讯中的该些色彩是否符合一预设色彩关系，决定该些调整权重，

R>1.1G>B。

6.一种画面亮度的计算方法，包括：

获得一画面的一影像资料；

根据该画面的该影像资料，产生至少一调整矩阵；

其中该影像资料包括该画面的一细节资讯，该细节资讯包括复数个区域细节统计值，该些区域细节统计值分别对应该画面的复数个区域，该调整矩阵包括复数个调整权重，该些调整权重分别对应该些区域细节统计值，且根据该画面的该影像资料，产生该调整矩阵的步骤包括：

根据该些区域细节统计值以及一预设模式，决定该些调整权重，其中，所述预设模式包括人脸模式、文本模式、或二维码模式。

7.根据权利要求6所述的画面亮度的计算方法，其中该些区域细节统计值包括一第一细节数值以及一第二细节数值，该第一细节数值大于该第二细节数值，

在该预设模式为一第一模式的情况下，该些调整权重中对应于该第一细节数值的调整权重的数值高于该些调整权重中对应于该第二细节数值的调整权重的数值，其中，所述第一模式为二维码模式；

且在该预设模式为一第二模式的情况下，该些调整权重中对应于该第一细节数值的调整权重的数值低于该些调整权重中对应于该第二细节数值的调整权重的数值，其中，所述第二模式为人脸模式。