CN114125311A - 一种宽动态模式的自动切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种宽动态模式的自动切换方法及装置。摄像机在拍摄视频时，对场景经常检测，场景例如包括公园、窗口、走廊、城市道路、广场、逆光等，摄像机还对所述视频流中视频帧的像素点亮度分布进行检测，根据这二者来决定是否从非宽动态模式切换为宽动态模式，获得更好的拍摄效果。

Description

一种宽动态模式的自动切换方法及装置

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种宽动态模式的自动切换方法及装置。

背景技术

随着照片拍摄以及视频拍摄应用的日趋广泛，用户对拍摄获得的图像质量要求越来越高。当用户在强光源(日光、灯具或反光等)照射下拍摄图像时，成像中存在高亮度区域以及亮度较低的区域，如阴影、逆光等位置的相对亮度较低。从而图像中可能出现高亮区域因曝光过度成为白色，而阴影区域因曝光不足成为黑色，导致被摄物体细节丢失，从而严重影响图像质量，这种拍摄场景即为宽动态范围的场景。

目前可以通过将拍摄设备切换为宽/高动态范围(High Dynamic Range，HDR)成像模式来缓解上述拍摄问题。在计算机图形学与电影摄影术中，HDR是用来实现比普通数位图像技术更大曝光动态范围的技术，即使成像体现更大的明暗(亮度)差别。具体可以通过对同一帧的不同像素点配置不同的曝光参数，或者对不同帧配置不同的曝光参数再进行图像合成，来实现较高的动态范围，使得成像中高亮和暗部细节同时显现，即图像中特别亮的区域和特别暗的区域在最终成像中同时看清楚。

上述的拍摄模式切换可以通过用户手动设置，如用户自主察觉到当前拍摄预览画面的明暗(亮度)差别较大，则手动开启宽动态模式或者切换为宽动态模式；如用户察觉到当前拍摄预览画面的明暗(亮度)差别较小，则手动关闭宽动态模式或者切换回非宽动态模式进行拍摄。因此，现有的技术实现依赖于用户的摄像技巧，切换不够灵活，无法实现宽动态模式的自动切换，用户体验不好。

发明内容

本申请提供一种宽动态模式的自动切换方法及装置，解决了现有技术中宽动态模式的切换不够准确且不够灵活，用户体验不好的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种宽动态模式的自动切换方法，该方法包括：电子设备根据拍摄获取的实时图像帧进行场景检测，得到指示当前拍摄场景的场景类别；电子设备根据图像帧的像素点统计信息得到动态范围参数，该动态范围参数用于描述图像帧的像素点亮度信息的分布特征；从而电子设备能够根据场景类别以及动态范围参数综合判定是否进入宽动态模式。

上述技术方案中，电子设备通过对目标拍摄场景进行场景检测，智能匹配进行预测得到场景类别；并且结合对采集到的图像帧的像素点统计信息得到动态范围参数，从而基于拍摄场景的类别结合图像帧的动态范围参数综合去决策是否切换为宽动态模式。使得拍摄模式的自动切换能够基于拍摄场景的类别，例如拍摄场景的光照条件，以此作为切换宽动态模式的判断条件，拍摄模式的自动切换不会过于频繁。而基于像素点统计信息的动态范围参数作为切换宽动态模式的判断条件，能够使得自动切换的机制基于实时的像素点统计信息作决策，使得自动切换更加准确，从而实现了宽动态模式的自动检测以及自动切换宽动态拍摄模式的技术效果。反之，在现有技术中，电子设备(例如摄像机、可拍照的手机)无法自动切换到宽动态模式，仅能依靠用户的经验手动切换，一方面，普通用户难以判断拍摄场景是否需要切换到宽动态模式；另外一方面，即使是拍摄经验丰富的专业用户，也仅能基于场景来判断是否切换到宽动态模式，这往往不够准确。而本申请既考虑了场景，又进一步考虑了像素点亮度的分布特征，而且电子设备能够自动执行，因此能够做到：自动切换、切换准确的效果，提升用户的拍摄体验。

在一种可能的设计方式中，根据获得的实时图像帧进行场景检测，得到场景类别，具体包括：对获得的实时图像帧通过人工智能AI场景检测模型进行场景检测，得到实时图像帧对应的场景类别，其中，AI场景检测模型是根据大量的图像与图像对应的场景类别通过神经网络算法进行参数训练得到的。

上述可能的实现方式中，可以通过AI算法，通过对大量图像与图像对应的场景标签进行深度学习，得到可以智能检测当前拍摄场景的AI场景检测模型，从而实现实时在线地检测拍摄场景去匹配合适的拍摄模式，使得宽动态模式的切换更加灵活、场景化，提升用户在宽动态场景下的拍摄体验。

在一种可能的设计方式中，根据获得的实时图像帧进行场景检测之前，方法还包括：对采集到的原始图像数据进行预处理，生成实时图像帧和像素点统计信息。

上述可能的实现方式中，电子设备可以对采集到的原始视频数据进行预处理，从而得到用于场景检测和拍摄预览的实时图像帧，并且得到能够用于检测和计算当前拍摄场景下动态范围参数的像素点统计信息，进而根据场景检测结果和动态范围参数去匹配合适的拍摄场景，提升宽动态场景下智能检测的灵活性和准确性，提升用户的拍摄体验。

在一种可能的设计方式中，根据场景类别以及动态范围参数确定是否切换为宽动态模式，具体包括：若确定场景类别属于第一类别且动态范围参数满足预设范围的情况下，则将当前拍摄模式切换为宽动态模式，其中，第一类别场景是明暗对比强烈的场景。

上述可能的实现方式中，电子设备可以根据场景检测的结果，即符合宽动态范围拍摄场景的第一类别，并且结合动态范围参数是否满足预设的条件，即判断场景类别和动态范围参数两个条件同时满足的情况下，确定将当前的拍摄模式切换为宽动态拍摄模式。从而提高宽动态模式自动切换的准确性，并且不会由于一个切换条件的频繁改变而使得拍摄模式的自动切换过于频繁，提高用户的拍摄体验。

在一种可能的设计方式中，动态范围参数包括高亮像素比例、暗像素比例或像素点亮度信息分布参数中的至少一个，其中，高亮像素比例用于描述高亮像素点占像素点总数量的比例，高亮像素点是像素值大于或者等于第一阈值的像素点，暗像素比例用于描述暗像素点占像素点总数量的比例，暗像素点是像素值小于或者等于第二阈值的像素点，所述像素点亮度信息分布参数用于描述像素点亮度信息分布的动态范围宽度的等级。

上述可能的实现方式中，由于通常在宽动态范围的拍摄场景下，像素点亮度信息的统计分布特征中，高亮像素比例、暗像素比例或像素点亮度信息分布参数能够呈现一定的特征，因此，电子设备可以根据场景类别是否属于宽动态的拍摄场景，并结合高亮像素比例、暗像素比例或像素点亮度信息分布参数中的至少一个是否满足预设的条件，来综合决策当前的拍摄场景是否属于宽动态的拍摄场景。从而更加灵活地、准确地实现拍摄模式的切换，提升用户的拍摄体验。

需要说明的是，上述的动态范围参数可以包括高亮像素比例、暗像素比例或像素点亮度信息分布参数中的至少一种，也就是说，电子设备根据场景类别以及动态等级参数确定是否切换为宽动态模式，需要根据动态范围参数包括的具体参数与对应的预设阈值的判断，确定几种条件同时满足的情况下，综合决策是否切换拍摄模式。

在一种可能的设计方式中，动态范围参数满足预设范围的情况，具体包括：高亮像素比例大于或者等于第三阈值，和/或，暗像素比例大于或者等于第四阈值，和/或，像素点亮度信息分布参数大于或者等于第六阈值。

上述可能的实现方式中，电子设备可以通过像素点统计信息得到当前拍摄视频数据的高亮像素比例、暗像素比例或像素点亮度信息分布参数，从而电子设备可以判断高亮像素比例、暗像素比例或像素点亮度信息分布参数中的至少一个是否满足预设阈值，来决策是否符合宽动态范围的拍摄场景。示例性的，当高亮像素比例超过预设的第三阈值，则确定动态范围参数满足预设范围；或者当暗像素比例超过预设的第四阈值并且像素点亮度信息分布参数超过预设的第六阈值，则确定动态范围参数满足预设范围。电子设备可以根据动态范围参数的类型灵活配置预设范围，进一步提高自动切换宽动态模式的准确性和灵活性。

在一种可能的设计方式中，像素点亮度信息分布参数是根据第五阈值、像素值小于或者等于第五阈值的像素点对应的平均像素值，以及像素值大于第五阈值的像素点对应的平均像素值得到的。

上述可能的实现方式中，第五阈值可以为像素点统计信息中的像素亮度分界值，电子设备可以计算像素值小于或者等于该分界值的像素点对应的平均像素值1，以及计算像素值大于该分界值的像素点对应的平均像素值2，从而根据第五阈值、平均像素值1和平均像素值2进行复合运算得到像素点亮度信息分布参数。该像素点亮度信息分布参数可以用于指示像素点亮度信息的动态范围宽度的等级，像素点亮度信息分布参数越高，则表示像素点亮度信息分布范围越宽，高亮像素点和暗像素点都很多，图像的明暗对比强烈，越符合宽动态的拍摄场景；宽动态等级指标越低，则表示像素点亮度信息分布范围越窄，高亮像素点或者暗像素点较少，图像的明暗对比较弱，越不符合宽动态的拍摄场景。从而根据这一动态范围参数决策宽动态模式的自动切换，提高自动切换的准确性和灵活性。

在一种可能的设计方式中，该方法还包括：当确定高亮像素比例小于或者等于第七阈值且暗像素比例小于或者等于第八阈值，并且像素点亮度信息分布参数小于或者等于第九阈值的情况下，将宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式。

上述可能的实现方式中，在宽动态模式下，电子设备还可以根据实时图像帧的动态范围参数进行检测和判断，当满足切换条件的时候，切换回非宽动态模式。从而避免在不需要宽动态模式的拍摄场景下，频繁的来回切换，实现灵活、准确的自动切换，提升用户的拍摄体验。

在一种可能的设计方式中，该方法还包括：当场景类别从第一类别切换为第二类别的情况下，或者动态范围参数不符合预设范围，则将宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式，其中，第二类别与第一类别不同。

上述可能的实现方式中，电子设备可以根据智能检测到的拍摄场景不符合宽动态范围的拍摄场景，则自动切换回非宽动态拍摄模式，从而避免在不需要宽动态模式的拍摄场景下，频繁的来回切换，实现灵活、准确的自动切换，提升用户的拍摄体验。

在一种可能的设计方式中，第一类别包括公园、窗口、走廊、城市道路、广场、逆光或者出入口中的至少一个场景。

上述可能的实现方式中，电子设备根据实时图像帧进行拍摄场景的检测，可以得到多种不同的场景类别，其中包括通常处于宽动态拍摄场景的多种场景类别，即上述的第一类别，也包括通常处于非宽动态拍摄的多种场景，从而根据AI检测模型能够较为细致、准确地识别出当前的拍摄场景，有助于电子设备实现智能切换拍摄模式的决策和判断，提升用户体验。

第二方面，提供一种宽动态模式的自动切换装置，该装置包括：场景检测模块，用于根据获得的实时图像帧进行场景检测，得到场景类别；动态范围检测模块，用于根据图像帧的像素点统计信息得到动态范围参数，所述动态范围参数用于描述所述图像帧的像素点亮度信息的分布特征；其中，所述实时图像帧包括多个图像帧；模式切换模块，用于根据根据所述场景类别以及所述动态范围参数确定是否进入宽动态模式。

在一种可能的设计方式中，场景检测模块，具体用于：对获得的实时图像帧通过人工智能AI场景检测模型进行场景检测，得到实时图像帧对应的场景类别，其中，AI场景检测模型是根据大量的图像与图像对应的场景类别通过神经网络算法进行参数训练得到的。

在一种可能的设计方式中，模式切换模块，具体用于：若确定所述场景类别属于第一类别且所述动态范围参数满足预设范围的情况下，则将当前拍摄模式切换为所述宽动态模式，其中，所述第一类别场景是明暗对比强烈的场景。

在一种可能的设计方式中，动态范围参数包括高亮像素比例、暗像素比例或像素点亮度信息分布参数中的至少一个，其中，所述高亮像素比例用于描述高亮像素点占像素点总数量的比例，所述高亮像素点是像素值大于或者等于第一阈值的像素点，所述暗像素比例用于描述暗像素点占像素点总数量的比例，所述暗像素点是像素值小于或者等于第二阈值的像素点，所述像素点亮度信息分布参数用于描述像素点亮度信息分布的动态范围宽度的等级。

在一种可能的设计方式中，动态范围参数满足预设范围的情况，具体包括：所述高亮像素比例大于或者等于第三阈值，和/或，所述暗像素比例大于或者等于第四阈值，和/或，所述像素点亮度信息分布参数大于或者等于第六阈值。

在一种可能的设计方式中，像素点亮度信息分布参数是根据第五阈值、像素值小于或者等于所述第五阈值的像素点对应的平均像素值，以及像素值大于或者等于所述第五阈值的像素点对应的平均像素值得到的。

在一种可能的设计方式中，模式切换模块，具体还用于：当确定所述高亮像素比例小于或者等于第七阈值且所述暗像素比例小于或者等于第八阈值，并且像素点亮度信息分布参数小于或者等于第九阈值的情况下，将所述宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式。

在一种可能的设计方式中，模式切换模块，具体还用于：当场景类别从第一类别切换为第二类别的情况下，或者动态范围参数不符合预设范围，则将宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式，第二类别与第一类别不同。

在一种可能的设计方式中，第一类别包括公园、窗口、走廊、城市道路、广场、逆光或者出入口中的至少一个场景。

第三方面，提供一种摄像机，该摄像机包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如第一方面中任一项所述的方法。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行如第一方面中任一项所述的方法。

第五方面，提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如第一方面中任一项所述的方法。

可以理解地，上述提供的任一种宽动态模式的自动切换装置、摄像机、计算机可读存储介质和计算机程序产品，均可以通过上文所提供的对应的方法来实现，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种摄像机的硬件系统架构图；

图2为本申请实施例提供的一种宽动态模式的自动切换方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种图像数据的像素点统计信息的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种宽动态模式的自动切换方法的流程图；

图5为本申请实施例提供的一种宽动态模式的自动切换装置的结构示意图。

具体实施方式

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种宽动态(High Dynamic Range，HDR)模式的自动切换方法和装置，可以应用于照片拍摄或者视频拍摄的场景中，能够实现基于不同的光照场景，自动切换拍摄模式为宽动态模式或者普通拍摄模式，从而能够将场景中亮度较高和亮度较低的区域同时显示清楚，提升用户的拍摄体验。

本申请实施例提供的宽动态模式的自动切换方法可以应用于具备拍摄能力和图像处理能力的电子设备，该电子设备可以为摄像机、照相机、智能摄像头、手机、平板电脑、桌面型、膝上型、手持计算机、笔记本电脑、车载设备、超级移动个人计算机(ultra-mobilepersonal computer，UMPC)、上网本，以及蜂窝电话、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)、增强现实(augmented reality，AR)\虚拟现实(virtual reality，VR)设备等，本公开实施例对该电子设备的具体形态不作特殊限制，下述的实施例仅以电子设备是摄像机作为示例进行介绍。

图1示例性的示出了摄像机的结构示意图，该摄像机可以用于捕获静态图像或视频。如图1所示，摄像机系统12包括摄像模组13、处理器14和编码器15。

其中，摄像模组13包括镜头模组131、图像传感器132、以及集成在图像传感器上的增益控制电路133。镜头模组131包括了镜头前的光圈以及光学镜头组合，主要用于采集来自被摄对象11的光线。光学镜头组合通常是由一块或者多块光学玻璃(或者塑料)组成的透镜组，可以由凹透镜、凸透镜、M型透镜等透镜或者透镜的组合组成。图像传感器132，可以为电荷耦合元件(charge-coupled device，CCD)构成的CCD图像传感器，也可以为互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)构成的CMOS图像传感器，或可以为接触式图像传感器(contact image sensor，CIS)构成的CIS图像传感器等。图像传感器132主要用于接收镜头模组131传递过来的光信号，将光信号转变为电信号，进行光电转换。增益控制电路133一般集成在图像传感器中，主要用于对图像传感器输出信号进行放大处理。

处理器14可以包括一个或多个处理单元，用于根据图像传感器132传输的电信号，经过图像处理生成肉眼能够看到的图像数据。例如处理器14可以包括图形处理器(graphics processing unit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，存储器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。另外，处理器14还可以用于实现本申请的宽动态模式的决策和切换，具体可以通过处理器14中的DSP调用存储器中存储的计算机执行指令来实现拍摄模式的切换决策和控制。

其中，图像信号处理器14是一种特殊的数字信号处理器(Digital signalprocessor，DSP)，它的主要作用是对前端图像传感器132输出的信号做后期处理。不同的ISP用来匹配不同厂商的图像传感器。ISP的性能在整个摄像机系统中很重要，可以直接影响呈现给用户的画质的优劣。ISP与摄像模组13有专门的电路进行连接，可以控制摄像模组13采用不同的摄像参数，即用于实现2A控制(Automatic white balance/Automaticexposure，自动白平衡/自动曝光)或者3A控制(Automatic white balance/Automaticexposure/Automatic Focus，自动白平衡/自动曝光/自动聚焦)。

编码器15主要用于对图像数据按照标准格式进行压缩编码，方便视频信号的传输与存储。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对具备拍摄功能的电子设备的具体限定。在本申请的另一些实施例中，具备拍摄功能的电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

在本申请实施例涉及到的上述硬件的基础上，下面将结合附图，对本申请的实施例进行详细介绍。如图2所示，本申请的实施例提供一种宽动态模式的自动切换方法，该方法可以包括：

S201：电子设备根据获得的实时图像帧进行场景检测，得到场景类别。

基于上述的拍摄实现过程可知，电子设备的摄像头或者摄像机模组可以对拍摄场景进行成像，将采集到的原始图像信号传输到图像信号处理器ISP进行处理。ISP对原始图像信息进行预处理，可以输出实时图像帧和相关的自动曝光(Automatic Exposure，AE)统计信息。

其中，当电子设备拍摄视频时，视频可以包括多个图像帧组成的序列，而当电子设备拍摄照片时，可以直接得到图像帧。因此，图像帧是指电子设备拍摄直接获得的图像数据，或者电子设备拍摄视频所包括的图像数据。实时视频数据可以包括多个视频帧，连续的多帧图像数据也可以称之为视频流。

在一种实施方式中，电子设备可以通过ISP对拜耳格式的原始数据进行去马赛克处理，生成RGB三通道的图像数据。另外，ISP还可以对图像数据进行动态范围压缩、伽马拉升处理等处理，以实现对图像亮度调整以及动态范围调整等。其中，现实空间中的光照亮度的范围是非常大的，而由于显示设备的局限性，视频和图像通常只能表达出很小一部分的亮度范围，比如常见的8比特图像数据，可以显示像素值为0到255的整数范围。因此为了能够显示高动态范围的图像亮度，电子设备需要实现从高动态范围图像(High DynamicRange，HDR)到低动态范围图像的映射，即动态范围压缩处理。动态范围压缩算法具体可以为全局映射或者局部映射算法，本申请实施例对此不做具体限定。

另外，ISP还可以对图像数据进行色彩空间转换(Color Space Convert，CSC)处理，将RGB数据格式的图像信号编码为YUV格式的图像数据。其中，YUV格式的图像数据可以用于电子设备控制显示屏进行拍摄图像的预览和显示。

在一种实施方式中，ISP还可以包括统计模块，用于根据原始图像数据进行统计，得到AE统计信息。其中，原始图像数据可以为RAW数据，即电子设备的图像传感器捕捉到的光源信号转化为数字信号的原始数据。AE统计信息可以包括根据RAW数据的每个像素点的亮度信息进行统计，得到每个像素值对应的像素点数量的统计信息。后文将对此统计信息的应用进行详细介绍，此处不再赘述。

在一种实施方式中，电子设备可以对获得的实时图像帧通过人工智能(Artificial Intelligence，AI)场景检测模型进行场景检测，得到当前的实时图像帧对应的场景类别。其中，AI场景检测模型可以是预先根据大量的图像与所述图像对应的场景类别通过神经网络算法进行参数训练得到的。

其中，可能的拍摄场景按照场景位置可以分为室内和室外，按照光线条件可以分为顺光和逆光。其中，顺光，也称正面光，即光线投射方向跟摄像机拍摄的方向是一致的；逆光，也称背光，是一种由于被摄物体处于光源跟摄像机之间的情况，逆光下进行拍摄可能造成目标拍摄物体的成像中部分区域曝光不充分、存在亮度太高或者亮度太暗的问题。

另外，室内场景又可以根据光线条件细分为窗口、走廊、出入口、办公室或者大厅等场景。室外场景又可以根据光线条件细分为公园、城市道路、高速公路、广场、动车或者汽车等场景。

可以将上述的场景分为第一类别和第二类别，其中，第一类别用于描述符合宽动态范围拍摄场景的场景类别，或者较大概率为宽动态范围的拍摄场景，即明暗对比强烈的场景。例如，第一类别的场景可以包括公园、窗口、走廊、城市道路、广场、逆光或者出入口中的至少一个场景。另外，公园-逆光、汽车-逆光、室内-窗口或者室内-走廊等一般均为光线明暗变化比较明显的场景。第二类别是不同于第一类别的场景，可以为可能为非宽动态范围的拍摄场景，或者较小概率为宽动态范围的拍摄场景。例如，可以包括室内-办公室或者室外-顺光等场景。

另外，根据该AI场景检测模型能够检测到的场景个数和精细程度，可以根据电子设备的检测精度和数据训练的计算复杂度进行预先配置，本申请对此不做具体限定，本申请对具体的神经网络的算法也不做具体限定。由于针对不同的拍摄场景，其对应的成像数据的动态范围可能不同。因此，在进行AI场景检测模型的训练时，可以根据电子设备的检测精度和数据训练的计算复杂度，选择能体现不同动态范围的不同拍摄场景进行模型的训练。

S202：电子设备根据图像帧的像素点统计信息得到动态范围参数。

其中，像素点统计信息可以为ISP的统计模块得到的，具体可以为统计模块根据收集到的当前图像数据的像素点对应的像素值信息进行统计，得到不同的像素值所对应的像素点数量的统计信息。

具体的，像素点统计信息可以表示为直方图或者曲线图。例如，图3所示的，线性模式的像素点统计信息可以参看图3中的虚线，宽动态模式下的图像的像素点统计信息可以参看图3中的实线。横坐标表示像素点对应的像素值从低到高的坐标轴，纵坐标表示像素点个数，即该统计信息表示的是图像数据中每一个像素值对应的像素点个数，以及像素值从低到高所对应的像素点数量的分布曲线。

电子设备可以根据像素点统计信息得到动态范围参数，动态范围参数用于描述图像帧的像素点亮度信息的分布特征。

在一种实施方式中，动态范围参数可以包括高亮像素比例，其中，高亮像素比例是高亮像素点占当前图像的像素点总数量的比例。高亮像素点是指，在当前图像的全部像素点中，像素值大于或者等于第一阈值的像素点即为高亮像素点。其中，高亮像素点对应图像中亮度较高的区域或者位置，暗像素点对应图像中亮度较暗的区域或者位置。而图像数据的像素值表示的是亮度信息，因此，可以通过像素值区分高亮像素点和暗像素点。

如图3所示的，当预设的第一阈值为BrightPixelVal时，则图3中像素值高于第一阈值也就是BrightPixelVal右侧的像素点个数之和即为该当前图像的高亮像素点数量。则高亮像素比例BrightPixelRatio即为该当前图像的高亮像素点的数量除以该当前图像的全部像素点数量得到的百分比。

在另一种可能的实施方式中，动态范围参数可以包括暗像素比例，其中，暗像素比例是暗像素点占像素点总数量的比例。暗像素点是像素值小于或者等于第二阈值的像素点。如图3所示的，当预设的第二阈值为DarkPixelVal时，则图3中像素值小于或者第二阈值也就是DarkPixelVal左侧的像素点个数之和即为该当前图像的暗像素点数量。则暗像素比例DarkPixelRatio即为该当前图像的暗像素点的数量除以该当前图像的全部像素点数量所得到的百分比。其中，第二阈值小于上述的第一阈值。

另外，动态范围参数还可以包括宽动态等级，电子设备可以根据像素点统计信息得到暗像素比例或者宽动态等级参数，从而进一步执行步骤S203。后文将对此进行详细介绍，此处不再赘述。

S203：电子设备根据场景类别以及动态范围参数确定是否进入宽动态模式。

电子设备可以根据上述步骤S201得到的场景类别，结合上述步骤S202得到的动态范围参数，根据预先设定的判断条件进行决策，确定是否需要从当前的非宽动态模式切换到宽动态模式，或者，确定是否保持当前的宽动态模式。

具体可以为，电子设备确定场景类别属于第一类别，且动态范围参数满足预设范围的情况下，则将当前拍摄模式切换为所述宽动态模式，其中，所述第一类别用于描述符合宽动态范围拍摄场景的场景类别，是明暗对比强烈的场景。

在一种实施方式中，当动态范围参数包括高亮像素比例时，电子设备通过判断：

若场景类别属于第一类别，且高亮像素比例大于或者等于第三阈值，即两个条件同时满足的时候，则将当前拍摄模式切换为宽动态模式。

其中，场景类别属于第一类别用于表示当前场景是动态范围比较宽的拍摄场景，即支持切换宽动态范围的拍摄场景。当前拍摄场景成像中可能存在亮度较高的高亮区域，和/或亮度较低的较暗区域，图像中明暗对比强烈。

如图4所示的方法流程图，电子设备的摄像模组获取的原始图像经过ISP进行图像预处理，得到实时图像帧和像素点统计信息。电子设备根据实时图像帧进行场景检测得到场景类别，并且，根据像素点统计信息得到动态范围参数，从而可以根据场景类别和动态范围参数综合进行宽动态模式的切换决策。

上述本申请的实施方式，电子设备通过对目标拍摄场景进行AI场景检测，智能匹配进行预测得到场景类别；并且结合对采集到的图像帧的像素点统计信息得到动态范围参数，从而基于拍摄场景的类别结合图像帧的动态范围参数综合去决策是否切换为宽动态模式。使得拍摄模式的自动切换能够基于拍摄场景的类别，例如拍摄场景的光照条件，以此作为切换宽动态模式的判断条件，拍摄模式的自动切换不会过于频繁。而基于像素点统计信息的动态范围参数作为切换宽动态模式的判断条件，能够使得自动切换的机制基于实时的像素点统计信息作决策，使得自动切换更加准确，从而实现了宽动态模式的自动检测以及自动切换宽动态拍摄模式的技术效果，提升用户的拍摄体验。

需要说明的是，电子设备的当前拍摄模式切换为宽动态模式之后，电子设备可以基于帧内宽动态技术或者多帧合成宽动态等技术实现宽动态模式的拍摄。本申请对宽动态模式的具体实现方式不做具体限定，可以参照现有技术的实现方法，此处不再赘述。

其中，帧内宽动态通过在一帧内不同位置对应的像素点采用不同的曝光参数来实现。例如，不同的像素点的曝光时间或增益设置不同，从而可以在同一帧图像上实现较高的动态范围。

多帧合成宽动态即是采用帧间多次曝光的方法，即相邻的多帧图像中前一帧采用的是长曝光时间，用来获取暗部细节信息，后一帧采用短曝光时间，用来获取高亮细节信息。然后再通过图像合成处理技术，将长曝光获得的图像与短曝光获得的图像进行合成，生成一幅宽动态范围的图像。

当动态范围参数包括暗像素比例时，电子设备可以根据上述步骤S201得到的场景类别，结合上述步骤S202得到的暗像素比例，通过确定下述的条件是否满足：

若确定场景类别属于第一类别，且暗像素比例大于或者等于第四阈值，则将当前拍摄模式切换为宽动态模式。

也就是说，电子设备可以通过判断当前的拍摄场景是否是支持宽动态模式的场景类别，并且，电子设备还判断暗像素比例是否大于或者等于第四阈值来进行宽动态模式的切换决策。当确定场景类别属于第一类别，且暗像素比例大于或者等于第四阈值，即两个条件同时满足的时候，确定将当前拍摄模式切换为宽动态模式。

进一步的，结合上述两种实施方式，电子设备进行S203的宽动态模式切换决策可以预先配置为：若确定场景类别属于第一类别，高亮像素比例大于或者等于第三阈值，并且暗像素比例大于或者等于第四阈值，则将当前拍摄模式切换为宽动态模式。即上述三个条件同时满足的时候，确定将当前拍摄模式切换为宽动态模式，从而切换宽动态模式的决策更加精确。

需要说明的是，上述的第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值可以是本领域技术人员根据电子设备的图像检测精度结合计算复杂度等综合进行设定的，并且可以根据整体曝光量参数进行动态调整，本申请对比阈值的设定不做具体限定。

在另一种可能的实施方式中，上述步骤S202中的动态范围参数还可以包括像素点亮度信息分布参数，也可以称之为宽动态等级指标。电子设备可以根据像素点统计信息，得到第五阈值，并计算像素值小于或者等于第五阈值的像素点对应的平均像素值1，以及计算像素值大于第五阈值的像素点对应的平均像素值2。从而电子设备可以根据第五阈值、平均像素值1以及平均像素值2进行复合运算得到宽动态等级指标。如图3所示的，预设的第五阈值可以为HistCutVal。

其中，第五阈值为电子设备预先设定的一个像素点统计信息的分界值，可以是根据拍摄装置的曝光量参数预先设置的，也可以是本领域技术人员根据电子设备的图像检测精度结合计算复杂度等综合进行设定的，并且可以根据整体曝光量参数进行动态调整，本申请对比阈值的设定不做具体限定。

具体的，电子设备可以通过下述的算法，根据像素点统计信息得到宽动态等级指标。

宽动态等级指标WDRIndex满足：

其中，HistCutVal为第五阈值，HistLeftAve表示像素值小于HistCutVal的像素点对应的像素值的统计平均值，HistRightAve表示像素值大于HistCutVal的像素点对应的像素值的统计平均值。

由上述公式结合上述图3的像素值统计信息可知，像素值的统计信息对应的直方图的分布越趋于两端，即较高亮度的像素点数量分布较多且较低亮度像素点数量分布较多，则宽动态等级指标WDRIndex值越大，越符合切换宽动态模式的条件。

因此，该宽动态等级指标可以用于指示像素点亮度信息的动态范围宽度的等级，宽动态等级指标越高，则表示像素点亮度信息分布范围越宽，即高亮像素点和暗像素点分布都很多，则越符合宽动态的拍摄场景；宽动态等级指标越低，则表示像素点亮度信息分布范围越窄，即高亮像素点或者暗像素点分布较少，则越不符合宽动态的拍摄场景。从而根据这一动态范围参数决策宽动态模式的自动切换，提高自动切换的准确性和灵活性。

当动态范围参数包括上述的宽动态等级参数WDRIndex时，电子设备可以根据上述步骤S201得到的场景类别，结合步骤S202得到的宽动态等级参数WDRIndex，电子设备进行步骤S203中的宽动态模式切换决策可以配置为：

若确定场景类别属于第一类别且宽动态等级参数大于或者等于第六阈值，则将当前拍摄模式切换为宽动态模式。

也就是说，电子设备可以通过判断当前的拍摄场景是否是支持宽动态模式的场景类别，并且，电子设备还判断宽动态等级参数是否大于或者等于第六阈值，当确定场景类别属于第一类别，且宽动态等级参数大于或者等于第六阈值，即两个条件同时满足的时候，确定将当前拍摄模式切换为宽动态模式。

进一步的，结合上述两种实施方式，电子设备进行S203的宽动态模式切换决策可以预先配置为：若确定场景类别属于第一类别，高亮像素比例大于或者等于第二阈值，暗像素比例大于或者等于第四阈值，并且，宽动态等级参数大于或者等于第六阈值，则将当前拍摄模式切换为宽动态模式。即上述四个条件同时满足的时候，确定将当前拍摄模式切换为宽动态模式，从而切换宽动态模式的决策更加精确。

上述可能的实现方式中，电子设备还可以根据实时图像帧的动态范围参数进行检测和判断，当满足切换条件的时候，自动检测切换到宽动态模式。从而实现了根据拍摄场景灵活、智能地进行宽动态模式的切换，提升用户的拍摄体验。

在一种可能的实施方式中，电子设备的当前拍摄模式为宽动态模式，电子设备还可以根据当前检测的动态范围参数以及场景类别，自动切换回非宽动态模式进行拍摄。当场景类别从第一类别切换为第二类别的情况下，或者动态范围参数不符合预设范围的情况下，则将宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式。

在一种实施方式中，电子设备可以确定动态范围参数满足以下条件，即当确定高亮像素比例小于或者等于第七阈值且暗像素比例小于或者等于第八阈值，并且宽动态等级指标小于或者等于第九阈值的情况下，将宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式。

在另一种实施方式中，当电子设备确定场景类别属于第二类别的情况下，将宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式。

也就是说，电子设备可以判断当前实时图像帧的高亮像素比例小于或者等于第七阈值且当前实时图像帧的暗像素比例小于或者等于第八阈值，并且当前实时图像帧的宽动态等级指标小于或者等于第九阈值，则切换为非宽动态模式。或者，电子设备可以判断当前实时图像帧对应的场景类别为第二类别，即不符合宽动态范围拍摄的场景类别，则切换为非宽动态模式。

上述可能的实现方式中，在宽动态模式下，电子设备还可以根据实时图像帧的动态范围参数以及场景检测的结果进行决策，当满足切换条件的时候，切换回非宽动态模式。从而避免在不需要宽动态模式的拍摄场景下，频繁的来回切换，实现灵活、准确的自动切换，提升用户的拍摄体验。

另外，本申请实施例还提供一种宽动态模式的自动切换装置，如图5所示，该装置500可以包括：场景检测模块501、动态范围检测模块502和模式切换模块503。

其中，场景检测模块501，用于根据电子设备拍摄拍摄的实时图像帧进行场景检测，得到场景类别。

动态范围检测模块502，用于根据图像帧的像素点统计信息得到动态范围参数，动态范围参数用于描述图像帧的像素点亮度信息的分布特征。

模式切换模块503，用于根据场景类别以及动态范围参数确定是否进入宽动态模式。

在一种可能的设计方式中，场景检测模块501具体用于：对获得的实时图像帧通过人工智能AI场景检测模型进行场景检测，得到实时图像帧对应的场景类别，其中，AI场景检测模型是根据大量的图像与图像对应的场景类别通过神经网络算法进行参数训练得到的。

在一种可能的设计方式中，该装置500还包括预处理模块，用于对采集到的原始图像数据进行预处理，生成实时图像帧和像素点统计信息。

在一种可能的设计方式中，模式切换模块503，具体用于：若确定所述场景类别属于第一类别且所述动态范围参数满足预设范围的情况下，则将当前拍摄模式切换为所述宽动态模式，其中，所述第一类别场景是明暗对比强烈的场景。

在一种可能的设计方式中，动态范围参数包括高亮像素比例、暗像素比例或像素点亮度信息分布参数中的至少一个，其中，所述高亮像素比例用于描述高亮像素点占像素点总数量的比例，所述高亮像素点是像素值大于或者等于第一阈值的像素点，所述暗像素比例用于描述暗像素点占像素点总数量的比例，所述暗像素点是像素值小于或者等于第二阈值的像素点，所述像素点亮度信息分布参数用于描述像素点亮度信息分布的动态范围宽度的等级。

在一种可能的设计方式中，动态范围参数满足预设范围的情况，具体包括：所述高亮像素比例大于或者等于第三阈值，和/或，所述暗像素比例大于或者等于第四阈值，和/或，所述像素点亮度信息分布参数大于或者等于第六阈值。

在一种可能的设计方式中，像素点亮度信息分布参数是根据第五阈值、像素值小于或者等于所述第五阈值的像素点对应的平均像素值，以及像素值大于或者等于所述第五阈值的像素点对应的平均像素值得到的。

在一种可能的设计方式中，模式切换模块503，具体还用于：当确定所述高亮像素比例小于或者等于第七阈值且所述暗像素比例小于或者等于第八阈值，并且像素点亮度信息分布参数小于或者等于第九阈值的情况下，将所述宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式。

在一种可能的设计方式中，模式切换模块503，具体还用于：当场景类别从第一类别切换为第二类别的情况下，或者动态范围参数不符合预设范围，则将宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式，第二类别与第一类别不同。

在一种可能的设计方式中，第一类别包括公园、窗口、走廊、城市道路、广场、逆光或者出入口中的至少一个场景。

此外，该装置500具体的执行过程和实施例可以参照上述方法实施例中电子设备执行的步骤和相关的描述，所解决的技术问题和带来的技术效果也可以参照前述实施例所述的内容，此处不再一一赘述。

在本实施例中，该装置以采用集成的方式划分各个功能模块的形式来呈现。这里的“模块”可以指特定电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器和存储器、集成逻辑电路、和/或其他可以提供上述功能的器件。

在一些实施例中，结合上述的图1，图1中的处理器14可以通过调用存储器中存储的计算机执行指令，使得电子设备如摄像机执行上述方法实施例中的方法。

示例性的，图5中的场景检测模块501、动态范围检测模块502和模式切换模块503的功能/实现过程可以通过图1中的处理器14调用存储器中存储的计算机执行指令来实现。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由电子设备的处理器14执行以完成上述方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种宽动态模式的自动切换方法，其特征在于，所述方法包括：

根据电子设备拍摄获得的实时图像帧进行场景检测，得到场景类别；

根据所述图像帧的像素点统计信息得到动态范围参数，所述动态范围参数用于描述所述图像帧的像素点亮度信息的分布特征；

根据所述场景类别以及所述动态范围参数确定是否进入宽动态模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述场景类别以及所述动态范围参数确定是否切换为宽动态模式，具体包括：

若所述场景类别属于第一类别且所述动态范围参数满足预设范围的情况下，则将当前拍摄模式切换为所述宽动态模式，其中，所述第一类别场景是明暗对比强烈的场景。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述动态范围参数包括高亮像素比例、暗像素比例或像素点亮度信息分布参数中的至少一个，其中，所述高亮像素比例用于描述高亮像素点占像素点总数量的比例，所述高亮像素点是像素值大于或者等于第一阈值的像素点，所述暗像素比例用于描述暗像素点占像素点总数量的比例，所述暗像素点是像素值小于或者等于第二阈值的像素点，所述像素点亮度信息分布参数用于描述像素点亮度信息分布的动态范围宽度的等级。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述动态范围参数满足预设范围的情况，具体包括：

所述高亮像素比例大于或者等于第三阈值，和/或，所述暗像素比例大于或者等于第四阈值，和/或，所述像素点亮度信息分布参数大于或者等于第六阈值。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述像素点亮度信息分布参数是根据第五阈值、像素值小于或者等于所述第五阈值的像素点对应的平均像素值，以及像素值大于或者等于所述第五阈值的像素点对应的平均像素值得到的。

6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述高亮像素比例小于或者等于第七阈值且所述暗像素比例小于或者等于第八阈值，并且所述像素点亮度信息分布参数小于或者等于第九阈值的情况下，将所述宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述场景类别从第一类别切换为第二类别的情况下，或者所述动态范围参数不符合预设范围，则将所述宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式，所述第二类别与所述第一类别不同。

8.根据权利要求2-7任一项所述的方法，其特征在于，所述第一类别包括公园、窗口、走廊、城市道路、广场、逆光或者出入口中的至少一个场景。

9.一种宽动态模式的自动切换装置，其特征在于，所述装置包括：

场景检测模块，用于根据获得的实时图像帧进行场景检测，得到场景类别；

动态范围检测模块，用于根据图像帧的像素点统计信息得到动态范围参数，所述动态范围参数用于描述所述图像帧的像素点亮度信息的分布特征；

模式切换模块，用于根据所述场景类别以及所述动态范围参数确定是否进入宽动态模式。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述模式切换模块，具体用于：

若确定所述场景类别属于第一类别且所述动态范围参数满足预设范围的情况下，则将当前拍摄模式切换为所述宽动态模式，其中，所述第一类别场景是明暗对比强烈的场景。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述动态范围参数包括高亮像素比例、暗像素比例或像素点亮度信息分布参数中的至少一个，其中，所述高亮像素比例用于描述高亮像素点占像素点总数量的比例，所述高亮像素点是像素值大于或者等于第一阈值的像素点，所述暗像素比例用于描述暗像素点占像素点总数量的比例，所述暗像素点是像素值小于或者等于第二阈值的像素点，所述像素点亮度信息分布参数用于描述像素点亮度信息分布的动态范围宽度的等级。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述像素点亮度信息分布参数是根据第五阈值、像素值小于或者等于所述第五阈值的像素点对应的平均像素值，以及像素值大于或者等于所述第五阈值的像素点对应的平均像素值得到的。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述模式切换模块，具体还用于：

当确定所述高亮像素比例小于或者等于第七阈值且所述暗像素比例小于或者等于第八阈值，并且所述像素点亮度信息分布参数小于或者等于第九阈值的情况下，将所述宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式。

14.根据权利要求9-13任一项所述的装置，其特征在于，所述模式切换模块，具体还用于：当所述场景类别从第一类别切换为第二类别的情况下，或者所述动态范围参数不符合预设范围，则将所述宽动态拍摄模式切换为非宽动态模式，所述第二类别与所述第一类别不同。

15.根据权利要求10-14任一项所述的装置，其特征在于，所述第一类别包括公园、窗口、走廊、城市道路、广场、逆光或者出入口中的至少一个场景。

16.一种摄像机，其特征在于，所述摄像机包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。

17.一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。

18.一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。

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