CN113225494B - 逐行曝光的图像生成方法、系统、图像处理设备和介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种逐行曝光的图像生成方法，包括：获取当前场景信息，根据场景信息生成全局曝光时间；获取至少一个目标曝光时间函数，根据全局曝光时间和至少一个目标曝光时间函数生成目标图像的每一行的拍摄内容的目标曝光时间，使得每一行的拍摄内容对应的目标曝光时间不相等；根据每一行的拍摄内容的目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，根据每一行的拍摄内容的图像数据获取目标图像。本发明还提供了逐行曝光的图像生成系统、图像处理设备和介质。本发明可以有效提升图像质量，改善视频播放平顺度。

Description

逐行曝光的图像生成方法、系统、图像处理设备和介质
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及逐行曝光的图像生成方法、系统、图像处理设备和介质。
背景技术
高动态范围图像(High-Dynamic Range，简称HDR)，相比普通的图像，可以提供更多的动态范围和图像细节，根据不同的曝光时间的LDR(Low-Dynamic Range，低动态范围图像)，并利用每个曝光时间相对应最佳细节的LDR图像来合成最终HDR图像。它能够更好地反映出真实环境中的视觉效果。
HDR计算是两帧合成一帧，本身也必须消耗系统巨大的资源，会导致产品最大支持分辨率规格的下调，目前市场上多帧曝光的HDR技术都是以牺牲分辨率来实现的。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提出了一种逐行曝光的图像生成方法、系统、图像处理设备和介质。
一种逐行曝光的图像生成方法，包括：获取当前场景信息，根据所述场景信息生成全局曝光时间；获取至少一个目标曝光时间函数，根据所述全局曝光时间和所述至少一个目标曝光时间函数生成目标图像的每一行的拍摄内容的目标曝光时间，使得每一行的拍摄内容对应的所述目标曝光时间不相等；根据每一行的拍摄内容的所述目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，根据每一行的拍摄内容的所述图像数据获取所述目标图像。
一种逐行曝光的图像生成系统，包括：全局模块，用于获取当前场景信息，根据所述场景信息生成全局曝光时间；目标模块，用于获取至少一个目标曝光时间函数，根据所述全局曝光时间和所述至少一个目标曝光时间函数生成目标图像的每一行的目标曝光时间，使得每一行的所述目标曝光时间不相等；曝光模块，用于根据每一行的所述目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的图像数据，根据每一行的所述图像数据获取所述目标图像。
一种图像处理设备，包括：处理器、存储器，所述处理器耦接所述存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如上所述的方法。
一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被处理器执行以实现如上所述的方法。
采用本发明实施例，具有如下有益效果：
每一行的拍摄内容对应的目标曝光时间不相等，根据每一行的拍摄内容的目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，根据每一行的拍摄内容的图像数据获取目标图像，由于曝光时间远超过传统HDR技术，因此夜间低光源亮度拍摄的目标图像的画面亮度效果会大幅优于传统HDR技术，图像质量得到有效改善。由目标图像合成的目标视频的视频帧率规格为传统HDR技术的2倍，播放平顺度会大幅优于传统HDR技术的效果。
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。
其中：
图1是本发明提供的逐行曝光的图像生成方法的第一实施例的流程示意图；
图2是本发明提供的逐行曝光的图像生成方法中目标曝光时间的第一实施例的时序示意图；
图3是本发明提供的逐行曝光的图像生成方法中目标曝光时间的第二实施例的时序示意图；
图4是本发明提供的逐行曝光的图像生成系统的一实施例的结构示意图；
图5是本发明提供的图像处理设备的一实施例的结构示意图；
图6是本发明提供的存储介质的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
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作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。
请参阅图1，图1是本发明提供的逐行曝光的图像生成方法的第一实施例的流程示意图。本发明提供的逐行曝光的图像生成方法包括如下步骤：
S101：获取当前场景信息，根据场景信息生成全局曝光时间。
在一个具体的实施场景中，当前场景信息包括当前场景亮度、画面显示需求参数中的至少一个，画面显示需求参数包括画面显示亮度、画面显示细节完整度、画面显示艳丽度中的至少一个。具体地说，目标拍摄装置中设置有传感器，根据传感器获取的传感信息获取当前拍摄场景的当前场景亮度，获取匹配该当前场景亮度的曝光时间作为全局曝光时间。在其他实施场景中，还可以获取用户输入的画面显示亮度，在目标拍摄装置中预先存储有画面显示亮度和曝光时间对照表，获取与用户输入的画面显示亮度匹配的曝光时间作为全局曝光时间。
在其他实施场景中，还可以根据用户输入的画面显示细节完整度和画面显示艳丽度中的至少一个确定全局曝光时间。全局曝光时间较短可以确保画面细节完整，全局曝光时间较长，可以确保画面鲜艳亮丽。在具体实施场景中，可以根据用户的实际使用需求(例如对不同的画面显示需求参数赋予不同的权重后进行计算)生成全局曝光时间。
S102：获取至少一个目标曝光时间函数，根据全局曝光时间和至少一个目标曝光时间函数生成目标图像的每一行的拍摄内容的目标曝光时间，使得每一行的拍摄内容对应的目标曝光时间不相等。
在一个具体的实施场景中，获取至少一个目标曝光时间函数，可以是针对目标图像采用一个目标曝光时间函数，还可以是真的目标图像的不同区域或者不同行采用不同的目标曝光时间函数。例如目标曝光时间函数的公式为:
Tn＝Tn-1+n
根据全局曝光时间和至少一个目标曝光时间函数生成目标图像的每一行的拍摄内容的目标曝光时间，使得每一行的拍摄内容对应的目标曝光时间不相等。具体地说，使得每一行拍摄内容对应的目标曝光时间处于渐变的状态(包括起始时间、终止时间、曝光时长的渐变)，以使得最终的目标图像不会出现段差违和感。
在其他实施场景中，可以是通过曝光时长渐变(例如逐行缩短、逐行延长、长短相间等等)来实现每一行的目标曝光时间的不同。
在其他实施场景中，可能预先设置有多个选曝光时间函数，根据实际需求从多个候选曝光时间函数中选择一个或者多个做为目标曝光时间函数。具体地说，获取目标图像的图像分辨率，根据图像分辨率获取目标图像的行数，例如分辨率为1080P，则目标图像为1080行。获取目标图像的每一行的拍摄内容对应的拍摄需求，根据拍摄需求获取目标图像每一行的拍摄内容对应的目标曝光时间函数。当不同行对应的目标曝光时间函数不相同时，可以生成一组参数对照表，拍摄时根据参数对照表自动切换至当前的一行对应的目标曝光时间函数。在其他实施场景中，还可以根据当前应用场景(例如，白天、夜晚)选择至少一个目标曝光时间函数。
在其他实施场景中，述当前场景信息包括目标图像的各个区域的拍摄对象。例如，目标图像为行车记录仪拍摄的图像，则目标图像的上半部分是天空，中线附近是路况、车牌、行人、车辆等关键的信息，下半部分是地面。因此上中下三个部分的图像需求也不同。根据拍摄对象获取目标图像每个区域的图像需求，上半部画面追求的是光鲜亮丽的视觉观感，要求对比度与视觉饱和度，画面中线附近是视频拍摄的重点(前车的车牌、行人、车辆、交通灯、路况等等)，要求尽量的清晰。根据每个区域的图像需求从至少一个候选曝光时间函数中选择至少一个目标曝光时间函数。根据全局曝光时间和至少一个目标曝光时间函数生成目标图像的每一行的拍摄内容的目标曝光时间。因此可知，目标图像的上半区域对应的目标曝光时间应该较长(满足色彩艳丽的需求)，而中下区域对应的目标曝光时间应该较短(满足细节清楚的需求)，根据这个需求选择合适的至少一个目标曝光时间函数，可以是全局统一的递减型的函数，也可以是上半区域的行选择一个目标曝光函数、中下区域对应的行选择一个目标曝光函数，或者是不同的行选择不同的目标曝光函数，此处不对目标曝光函数的数量进行限制。
S103：根据每一行的拍摄内容的目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，根据每一行的拍摄内容的图像数据获取目标图像。
在一个具体的实施场景中，获取到每一行拍摄内容的目标曝光时间后，根据每一行的拍摄内容的目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，将每一行拍摄内容的图像数据根据各自对应的行数进行核查，获取目标图像。在本实施场景中，每获取一行拍摄内容的图像数据，即根据生成的时序接收并存储该行拍摄内容的图像数据，以避免发生错乱。
在其他实施场景中，由于每获取一行拍摄内容的图像数据，即根据生成的时序接收并存储该行拍摄内容的图像数据，因此，需要提前根据目标曝光时间，获取每一行的拍摄内容的曝光起始时间和曝光结束时间，根据每一行的拍摄内容的曝光起始时间和曝光结束时间对每一行的拍摄内容进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据。
具体的，请结合参阅图2和图3，图2是本发明提供的逐行曝光的图像生成方法中目标曝光时间的第一实施例的时序示意图，图3是本发明提供的逐行曝光的图像生成方法中目标曝光时间的第二实施例的时序示意图。
如图2中所示的，固定相邻两行的拍摄内容的曝光起始时间之间的起始时间差，相邻两行的拍摄内容的曝光结束时间的结束时间差由上至下逐渐减小。在其他实施场景中，也可以上至下逐渐增大。
如图3中所示的，固定相邻两行的拍摄内容的曝光结束时间之间的结束时间差，相邻两行的拍摄内容的曝光起始时间的起始时间差由上至下逐渐增大。在其他实施场景中，也可以上至下逐渐减小。
根据图2或者图3所示的目标曝光时间进行逐行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，根据图像数据生成的目标图像，由于上半部分图像对应的目标曝光时间较长，因此图像上半部分鲜明饱和，亮度足够，下半部分图像对应的目标曝光时间较短，因此可以确保图像中细节不会由于过度曝光而遭到破坏。可以适用于行车记录仪。因为在行车记录仪的拍摄的图像中，上半部画面追求的是光鲜亮丽的视觉观感，要求对比度与视觉饱和度，画面中线附近是视频拍摄的重点(前车的车牌、行人、车辆、交通灯、路况等等)，要求尽量的清晰。
在其他实施场景中，获取目标图像之后，对根据预设的图像处理参数对目标图像进行目标图像处理，目标图像处理包括增益调整、调色、降噪、平滑中的至少一项，以进一步提升目标图像的图像质量。
由于曝光时间远超过传统HDR技术，因此夜间低光源亮度拍摄的目标图像的画面亮度效果会大幅优于传统HDR技术。
进一步地，可以根据获取的目标图像生成目标视频，由于没有采用HDR技术，因此目标视频的视频帧率规格为传统HDR技术的2倍，播放平顺度会大幅优于传统HDR技术的效果。
通过上述描述可知，在本实施例中每一行的拍摄内容对应的目标曝光时间不相等，根据每一行的拍摄内容的目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，根据每一行的拍摄内容的图像数据获取目标图像，由于曝光时间远超过传统HDR技术，因此夜间低光源亮度拍摄的目标图像的画面亮度效果会大幅优于传统HDR技术。由目标图像合成的目标视频的视频帧率规格为传统HDR技术的2倍，播放平顺度会大幅优于传统HDR技术的效果。
请参阅图4，图4是本发明提供的逐行曝光的图像生成系统的一实施例的结构示意图。逐行曝光的图像生成系统10包括全局模块11、目标模块12、曝光模块13。
全局模块11用于获取当前场景信息，根据场景信息生成全局曝光时间；目标模块12用于获取至少一个目标曝光时间函数，根据全局曝光时间和至少一个目标曝光时间函数生成目标图像的每一行的目标曝光时间，使得每一行的目标曝光时间不相等；曝光模块13用于根据每一行的目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的图像数据，根据每一行的图像数据获取目标图像。
其中，当前场景信息包括当前场景亮度、画面显示需求参数中的至少一个，画面显示需求参数包括画面显示亮度、画面显示细节完整度、画面显示艳丽度中的至少一个。
当前场景信息包括目标图像的各个区域的拍摄对象；目标模块12还用于根据拍摄对象获取目标图像每个区域的图像需求；根据每个区域的图像需求从至少一个候选曝光时间函数中选择至少一个目标曝光时间函数。
目标模块12还用于获取目标图像的图像分辨率，根据图像分辨率获取目标图像的行数，获取目标图像的每一行的拍摄内容对应的拍摄需求，根据拍摄需求获取目标图像每一行的拍摄内容对应的目标曝光时间函数。
曝光模块13还用于根据目标曝光时间，获取每一行的拍摄内容的曝光起始时间和曝光结束时间，根据每一行的拍摄内容的曝光起始时间和曝光结束时间对每一行的拍摄内容进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据。
曝光模块13还用于固定相邻两行的拍摄内容的曝光起始时间之间的起始时间差，相邻两行的拍摄内容的曝光结束时间的结束时间差由上至下逐渐减小或增大；或固定相邻两行的拍摄内容的曝光结束时间之间的结束时间差，相邻两行的拍摄内容的曝光起始时间的起始时间差由上至下逐渐减小或增大。
曝光模块13还用于对根据预设的图像处理参数对目标图像进行目标图像处理，目标图像处理包括增益调整、调色、降噪、平滑中的至少一项。
通过上述描述可知，在本实施例中逐行曝光的图像生成系统对每一行的拍摄内容设置的目标曝光时间不相等，根据每一行的拍摄内容的目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，根据每一行的拍摄内容的图像数据获取目标图像，由于曝光时间远超过传统HDR技术，因此夜间低光源亮度拍摄的目标图像的画面亮度效果会大幅优于传统HDR技术。由目标图像合成的目标视频的视频帧率规格为传统HDR技术的2倍，播放平顺度会大幅优于传统HDR技术的效果。
请参阅图5，图5是本发明提供的图像处理设备的一实施例的结构示意图。图像处理设备20包括处理器21、存储器22。处理器21耦接存储器22。存储器22中存储有计算机程序，处理器21在工作时执行该计算机程序以实现如图1所示的方法。详细的方法可参见上述，在此不再赘述。
通过上述描述可知，在本实施例中图像处理设备对每一行的拍摄内容设置的目标曝光时间不相等，根据每一行的拍摄内容的目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，根据每一行的拍摄内容的图像数据获取目标图像，由于曝光时间远超过传统HDR技术，因此夜间低光源亮度拍摄的目标图像的画面亮度效果会大幅优于传统HDR技术。由目标图像合成的目标视频的视频帧率规格为传统HDR技术的2倍，播放平顺度会大幅优于传统HDR技术的效果。
请参阅图6，图6是本发明提供的存储介质的一实施例的结构示意图。存储介质30中存储有至少一个计算机程序31，计算机程序31用于被处理器执行以实现如图1所示的方法，详细的方法可参见上述，在此不再赘述。在一个实施例中，计算机可读存储介质30可以是终端中的存储芯片、硬盘或者是移动硬盘或者优盘、光盘等其他可读写存储的工具，还可以是服务器等等。
通过上述描述可知，在本实施例中存储介质中的计算机程序可以用于对每一行的拍摄内容设置的目标曝光时间不相等，根据每一行的拍摄内容的目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，根据每一行的拍摄内容的图像数据获取目标图像，由于曝光时间远超过传统HDR技术，因此夜间低光源亮度拍摄的目标图像的画面亮度效果会大幅优于传统HDR技术。由目标图像合成的目标视频的视频帧率规格为传统HDR技术的2倍，播放平顺度会大幅优于传统HDR技术的效果。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种逐行曝光的图像生成方法，其特征在于，包括：
获取当前场景信息，根据所述场景信息生成全局曝光时间；
获取至少一个目标曝光时间函数，根据所述全局曝光时间和所述至少一个目标曝光时间函数生成目标图像的每一行的拍摄内容的目标曝光时间，使得每一行的拍摄内容对应的所述目标曝光时间不相等；
根据所述目标曝光时间，获取每一行的拍摄内容的曝光起始时间和曝光结束时间，根据每一行的拍摄内容的所述曝光起始时间和所述曝光结束时间对每一行的拍摄内容进行曝光，获取所述每一行的拍摄内容的图像数据；所述根据所述目标曝光时间，获取每一行的拍摄内容的曝光起始时间和曝光结束时间的步骤，包括：固定相邻两行的拍摄内容的所述曝光起始时间之间的起始时间差，相邻两行的拍摄内容的所述曝光结束时间的结束时间差由上至下逐渐减小或增大；或，固定相邻两行的拍摄内容的所述曝光结束时间之间的结束时间差，相邻两行的拍摄内容的所述曝光起始时间的起始时间差由上至下逐渐减小或增大；
根据每一行的拍摄内容的所述目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的拍摄内容的图像数据，根据每一行的拍摄内容的所述图像数据获取所述目标图像。
2.根据权利要求1所述的逐行曝光的图像生成方法，其特征在于，所述当前场景信息包括当前场景亮度、画面显示需求参数中的至少一个，所述画面显示需求参数包括画面显示亮度、画面显示细节完整度、画面显示艳丽度中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的逐行曝光的图像生成方法，其特征在于，所述当前场景信息包括所述目标图像的各个区域的拍摄对象；
所述获取至少一个目标曝光时间函数的步骤，包括：
根据所述拍摄对象获取所述目标图像每个区域的图像需求；根据所述每个区域的图像需求从至少一个候选曝光时间函数中选择所述至少一个目标曝光时间函数。
4.根据权利要求1所述的逐行曝光的图像生成方法，其特征在于，所述获取至少一个目标曝光时间函数的步骤，包括：
获取所述目标图像的图像分辨率，根据所述图像分辨率获取所述目标图像的行数，获取所述目标图像的每一行的拍摄内容对应的拍摄需求，根据所述拍摄需求获取所述目标图像每一行的拍摄内容对应的所述目标曝光时间函数。
5.根据权利要求1所述的逐行曝光的图像生成方法，其特征在于，所述根据每一行的拍摄内容的所述图像数据获取所述目标图像的步骤之后，包括：
对所述根据预设的图像处理参数对所述目标图像进行目标图像处理，所述目标图像处理包括增益调整、调色、降噪、平滑中的至少一项。
6.一种逐行曝光的图像生成系统，其特征在于，包括：
全局模块，用于获取当前场景信息，根据所述场景信息生成全局曝光时间；
目标模块，用于获取至少一个目标曝光时间函数，根据所述全局曝光时间和所述至少一个目标曝光时间函数生成目标图像的每一行的目标曝光时间，使得每一行的所述目标曝光时间不相等；
曝光模块，用于根据所述目标曝光时间，获取每一行的拍摄内容的曝光起始时间和曝光结束时间，根据每一行的拍摄内容的所述曝光起始时间和所述曝光结束时间对每一行的拍摄内容进行曝光，获取所述每一行的拍摄内容的图像数据；所述根据所述目标曝光时间，获取每一行的拍摄内容的曝光起始时间和曝光结束时间的步骤，包括：固定相邻两行的拍摄内容的所述曝光起始时间之间的起始时间差，相邻两行的拍摄内容的所述曝光结束时间的结束时间差由上至下逐渐减小或增大；或，固定相邻两行的拍摄内容的所述曝光结束时间之间的结束时间差，相邻两行的拍摄内容的所述曝光起始时间的起始时间差由上至下逐渐减小或增大；还用于根据每一行的所述目标曝光时间对每一行进行曝光，获取每一行的图像数据，根据每一行的所述图像数据获取所述目标图像。
7.一种图像处理设备，其特征在于，包括：处理器、存储器，所述处理器耦接所述存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1-5任一项所述的方法。
8.一种存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-5任一项所述的方法。
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