CN114449176A - 自动曝光方法、动态范围识别方法、装置、介质及设备 - Google Patents

自动曝光方法、动态范围识别方法、装置、介质及设备 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种自动曝光方法、场景动态范围识别方法、介质及设备。所述自动曝光方法包括：获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度；获取与所述参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息；根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度；以及根据所述调整后亮度设置所述图像采集设备的曝光量。所述自动曝光方法能够适用于不同动态范围的场景。

Description

自动曝光方法、动态范围识别方法、装置、介质及设备
技术领域
本公开涉及图像处理领域，特别是涉及自动曝光方法、动态范围识别方法、装置、介质及设备。
背景技术
动态范围用于描述画面中从最暗的阴影部分到最亮的高光部分的光量强度分布范围。在图像采集过程中，不同场景的动态范围并不一定相同，因此，需要根据场景的动态范围自动调节图像采集设备的曝光量。
发明内容
本公开的目的之一在于提供一种自动曝光方法、场景动态范围识别方法、装置、介质及设备，用于解决现有自动曝光方法采用的测光方式不适用于大动态范围场景的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本公开的第一方面提供一种自动曝光方法，所述自动曝光方法包括：获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度；获取与所述参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息；根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度；以及根据所述调整后亮度设置所述图像采集设备的曝光量。
于所述第一方面的一实施例中，获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度包括：将所述参考图像划分为多个图块；以及根据各所述图块的亮度获取所述参考图像的全局亮度。
于所述第一方面的一实施例中，根据各所述图块的亮度获取所述参考图像的全局亮度包括：获取各所述图块的亮度的均值作为所述参考图像的全局亮度。
于所述第一方面的一实施例中，获取所述参考图像中的目标区域亮度包括：根据与所述参考图像中的目标区域相对应的亮度范围获取所述参考图像中的目标区域中包含的图块；以及获取所述参考图像中的目标区域中包含的所有图块的亮度的均值作为所述参考图像中的目标区域亮度。
于所述第一方面的一实施例中，根据各所述图块的亮度获取所述参考图像的全局亮度包括：获取与各所述图块相对应的第一权重值；根据各所述第一权重值获取所述参考图像中像素点的亮度加权直方图；以及获取所述亮度加权直方图的均值作为所述参考图像的全局亮度。
于所述第一方面的一实施例中，获取所述参考图像中的目标区域亮度包括：根据与所述参考图像中的目标区域相对应的亮度范围以及所述亮度加权直方图获取所述参考图像中的目标区域亮度。
于所述第一方面的一实施例中，获取所述参考图像中的目标区域亮度包括：获取所述参考图像中的暗区域的亮度，并且获取与所述参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息包括：获取与所述场景动态范围相关联的环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子，所述环境亮度影响因子用于表示当前场景的亮暗程度，所述暗区域占比影响因子用于表示当前场景中所述暗区域在所述参考图像中的占比，所述亮暗对比度影响因子用于表示当前场景的亮暗对比度。
于所述第一方面的一实施例中，根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度包括：根据所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子来获取第二权重值；以及根据所述第二权重值来调整所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度以获取所述调整后亮度。
于所述第一方面的一实施例中，根据所述第二权重值来调整所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度以获取所述调整后亮度包括：通过式1计算出所述调整后亮度：
NewLuma＝GlobalLuma×(1-w)+w×LocalLuma， 式1；
其中NewLuma为所述调整后亮度，GlobalLuma为所述全局亮度，LocalLuma为所述参考图像中的目标区域亮度，w为所述第二权重值。
于所述第一方面的一实施例中，获取与所述场景动态范围相关联的环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子包括：通过式2、式3和式4分别计算出所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子：
Figure BDA0003463220840000021
Figure BDA0003463220840000022
Figure BDA0003463220840000023
或
Figure BDA0003463220840000024
其中Luma_fac为所述环境亮度影响因子，EnvLv为环境亮度，EnvLv_Th1为第一亮度阈值，EnvLv_Th2为第二亮度阈值，且EnvLv_Th1大于EnvLv_Th2，DarkPdf_fac为所述暗区域占比影响因子，DarkPdf为所述参考图像中的暗区域占比，DarkPdf_Th为暗区域占比上限值，contrast_fac为所述亮暗对比度影响因子，DarkPix为所述参考图像中的暗区域像素点数量，BrightPix为所述参考图像中的亮区域像素点数量，TotalPix为所述参考图像中的像素点总数，B1为所述参考图像包含的各图块的亮度均值，B2为所述参考图像中暗区域包含的各图块的亮度均值。
于所述第一方面的一实施例中，根据所述调整后亮度设置所述图像采集设备的曝光量包括：若所述调整后亮度位于设定亮度范围之外，则根据所述调整后亮度和所述设定亮度范围计算出用于新设置给所述图像采集设备的曝光量；以及若所述调整后亮度位于所述设定亮度范围内，则保持所述图像采集设备的曝光量不变。
本公开的第二方面提供一种场景动态范围识别方法，所述场景动态范围识别方法包括：获取图像采集设备采集到的图像作为参考图像；根据所述参考图像获取环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子，所述环境亮度影响因子用于表示当前场景的亮暗程度，所述暗区域占比影响因子用于表示当前场景中暗区域在所述参考图像中的占比，所述亮暗对比度影响因子用于表示当前场景的亮暗对比度；以及根据所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子来确定所述参考图像的场景动态范围。
本公开的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现根据本公开第一方面任一项所述的自动曝光方法或实现根据本公开第二方面所述的场景动态范围识别方法。
本公开的第四方面提供一种用于自动曝光的装置，所述装置包括：测光模块，被配置为获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度；动态范围识别模块，被配置为获取与所述参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息；图像亮度计算模块，被配置为根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度；以及曝光参数计算模块，被配置为根据所述调整后亮度获取所述图像采集设备的曝光量。
本公开的第五方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，被配置为存储计算机程序；以及处理器，与所述存储器通信相连，并且被配置为调用所述计算机程序以执行根据本公开第一方面任一项所述的自动曝光方法或实现根据本公开第二方面所述的场景动态范围识别方法。
如上所述，本公开一个或多个实施例中所述的自动曝光方法具有以下有益效果：
所述自动曝光方法根据参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息对所述参考图像的全局亮度和参考图像中的目标区域亮度进行调整来获取所述参考图像的调整后亮度，并根据所述调整后亮度获取图像采集设备的曝光量。由此可知，所述自动曝光方法在确定所述参考图像的调整后亮度时，既考虑了所述参考图像的全局亮度，又考虑了所述参考图像的图像动态范围以及感兴趣的目标区域的亮度，因而所述参考图像的调整后亮度更接近真实情况。基于所述参考图像的调整后亮度对所述图像采集设备的曝光量进行调整，能够使得各种动态范围场景下的图像都能够得到合适的曝光。
附图说明
图1显示为本公开实施例所述的自动曝光方法的流程图。
图2A显示为本公开实施例所述的自动曝光方法中获取参考图像的全局亮度的流程图。
图2B显示为本公开实施例所述的自动曝光方法中获取参考图像中的目标区域亮度的详细流程图。
图2C显示为本公开实施例所述的自动曝光方法中获取参考图像的全局亮度的详细流程图。
图2D显示为本公开实施例所述的自动曝光方法中获取调整后亮度的详细流程图。
图3显示为本公开实施例所述的场景动态范围识别方法的流程图。
图4显示为本公开实施例所述的用于自动曝光的装置的框图。
图5显示为本公开实施例所述的电子设备的框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图示中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。此外，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
传统自动曝光方法采用全局测光的方式测量场景亮度，然而，此种方式未考虑场景实际动态范围以及目标区域位置可变的场景，这会导致测得的图像亮度偏离真实情况，因而此种测光方式不能适用于大动态范围场景。
针对上述问题，根据本公开的实施例提供了一种自动曝光方法。下文中，将通过示例性实施例参照附图描述本公开的具体实施方式。
图1是示出根据本公开的实施例的自动曝光方法的流程图。如图1所示，所述自动曝光方法包括以下步骤S11至步骤S15。
在步骤S11，获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度。所述图像采集设备包括照相机、摄像机以及其他配置有摄像头的电子设备。所述参考图像的全局亮度例如可以通过所述参考图像的平均亮度来表示。所述参考图像中的目标区域亮度是指所述参考图像中感兴趣的目标区域的亮度，例如可以通过所述参考图像中的目标区域的平均亮度来表示。
在步骤S12，获取与所述参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息。所述参考图像的场景动态范围用于表示所述参考图像中从最暗的部分到最亮的部分的光量强度分布范围。
在步骤S13，根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度。例如，以所述参考图像的全局亮度为基础，根据所述参考图像的场景动态范围来调整所述参考图像中的目标区域亮度的第一权重值从而得到所述参考图像的调整后亮度。
在步骤S14，根据所述调整后亮度设置所述图像采集设备的曝光量。
根据以上描述可知，本实施例所述自动曝光方法根据参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息对所述参考图像的全局亮度和参考图像中的目标区域亮度进行调整来获取所述参考图像的调整后亮度，并根据所述调整后亮度获取图像采集设备的曝光量。由此可知，所述自动曝光方法在确定所述参考图像的调整后亮度时，既考虑了所述参考图像的全局亮度，又考虑了所述参考图像的图像动态范围以及感兴趣的目标区域的亮度，因而所述参考图像的调整后亮度更接近真实情况。基于所述参考图像的调整后亮度对所述图像采集设备的曝光量进行调整，能够使得各种动态范围场景下的图像都能够得到合适的曝光。
图2A示出了根据本公开的实施例中获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度的流程图。如图2A所示，本实施例中获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度包括以下步骤S111和步骤S112。
在步骤S111，将所述参考图像划分为多个图块。例如，可以将所述参考图像划分为M×N各图块，其中，M和N均为正整数。
在步骤S112，根据各所述图块的亮度获取所述参考图像的全局亮度。
可选地，根据各所述图块的亮度获取所述参考图像的全局亮度包括：获取各所述图块的亮度的均值作为所述参考图像的全局亮度。例如可以将各所述图块的亮度的算数平均值或加权平均值作为所述参考图像的全局亮度。所述参考图像中任一所述图块的亮度可以根据该图块中所有像素点的亮度的算数平均值或加权平均值获得。
图2B是示出根据本公开的实施例中获取所述参考图像中的目标区域亮度的流程图。如图2B所示，本实施例中获取所述参考图像中的目标区域亮度包括以下步骤S113和步骤S114。
在步骤S113，根据与所述参考图像中的目标区域相对应的亮度范围获取所述参考图像中的目标区域中包含的图块。例如，若所述参考图像中的目标区域对应的亮度范围为[a，b]，则可以将所述参考图像中亮度位于[a，b]范围内的所有图块作为所述参考图像中的目标区域中包含的图块。
特别地，当所述参考图像中的目标区域为所述参考图像中的暗区域时，可以将所述参考图像中亮度小于暗区阈值的所有图块作为所述目标区域中包含的图块。所述暗区阈值可以根据实际需求或者经验设置。
在步骤S114，获取所述参考图像中的目标区域中包含的所有图块的亮度的均值作为所述参考图像中的目标区域亮度。例如，可以将所述参考图像中的目标区域中包含的所有图块的亮度的算数平均值或加权平均值作为所述参考图像中的目标区域亮度。
图2C示出了根据本公开的实施例中根据各所述图块的亮度获取所述参考图像的全局亮度的流程图。如图2C所示，本实施例中根据各所述图块的亮度获取所述参考图像的全局亮度包括以下步骤S1121至步骤S1123。
在步骤S1121，获取与各所述图块相对应的第一权重值。各所述图块对应的第一权重值可以根据实际需求或者经验设置。
在步骤S1122，根据各所述第一权重值获取所述参考图像中像素点的亮度加权直方图。具体地，对于任一图块，利用该图块对应的第一权重值乘以该图块中所有像素点的亮度即可得到该图块中所有像素点的加权亮度。通过此种方式能够获取各所述图块中所有像素点的加权亮度。基于各所述图块中所有像素点的加权亮度进行统计即可得到所述参考图像中像素点的亮度加权直方图分布。
在步骤S1123，获取所述亮度加权直方图的均值作为所述参考图像的全局亮度。
可选地，获取所述参考图像中的目标区域亮度包括：根据与所述参考图像中的目标区域相对应的亮度范围以及所述亮度加权直方图获取所述参考图像中的目标区域亮度。例如，若所述参考图像中的目标区域对应的亮度范围为[a，b]，则可以将所述亮度加权直方图中灰度值位于[a，b]范围内的所有像素点的亮度均值作为所述参考图像中的目标区域亮度。
特别地，当所述参考图像中的目标区域为所述参考图像中的暗区域时，可以将所述亮度加权直方图中灰度值小于暗区阈值的所有像素点的亮度均值作为所述参考图像中的目标区域亮度。所述暗区阈值可以根据实际需求或者经验设置。
根据本公开的实施例中，获取所述参考图像中的目标区域亮度包括：获取所述参考图像中的暗区域的亮度，并且获取与所述参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息包括：获取与所述场景动态范围相关联的环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子。
所述环境亮度影响因子用于表示当前场景的亮暗程度，其取值范围例如为0至1。所述环境亮度影响因子越大说明当前场景的亮度越高，反之则说明当前场景的亮度越低。
所述暗区域占比影响因子用于表示当前场景中所述暗区域在所述参考图像中的占比，其取值范围例如为0至1。所述暗区域占比影响因子越大说明所述参考图像中暗区域的占比越高，反之则说明所述参考图像中暗区域的占比越低。
所述亮暗对比度影响因子用于表示当前场景的亮暗对比度，其取值范围例如为0至1。所述亮暗对比度影响因子越大说明当前场景的亮暗对比度越高，反之则说明当前场景的亮暗对比度越低。
根据以上描述可知，本实施例可以根据先验知识从多个角度(包括环境亮度、暗区占比、亮暗对比度等)对所述参考图像的场景动态范围进行分析，因而本实施例中获取到的场景动态范围能够很好地符合实际场景。
可选地，本实施例中所述环境亮度影响因子通过以下式(1)计算：
Figure BDA0003463220840000071
其中Luma_fac为所述环境亮度影响因子，EnvLv_Th1为第一亮度阈值，EnvLv_Th2为第二亮度阈值，且EnvLv_Th1大于EnvLv_Th2。EnvLv为环境亮度，其可以用曝光时间、曝光增益、曝光量、全局亮度均值或全局亮度均值与曝光量的比值等方式进行表示。当所述环境亮度EnvLv通过曝光量来表示时，EnvLv＝IntTime×Gain，其中IntTime为曝光时间，Gain为曝光增益。需要说明的是，上述列举的几种表示所述环境亮度的方式仅为本实施例的可选方式，但本公开并不限于此。
可选地，本实施例中所述暗区域占比影响因子通过以下式(2)计算：
Figure BDA0003463220840000081
其中DarkPdf_fac为所述暗区域占比影响因子，DarkPdf为所述参考图像中的暗区域占比，DarkPdf_Th为暗区域占比上限值。
可选地，所述暗区域占比DarkPdf可以由所述亮度加权直方图中灰度值低于暗区阈值的像素点个数占比表示，也可以由亮度值低于暗区阈值的图块数量与所述参考图像中的总图块数量的比值来表示，即，
Figure BDA0003463220840000082
其中Nd表示暗区域内的像素点数量或图块数量，Na表示所述参考图像中的像素点数量或图块数量。
可选地，所述亮暗对比度影响因子contrast_fac可以用所述参考图像包含的各所述图块的亮度均值B1(表示所述参考图像的全局亮度均值)和暗区域包含的各所述图块的亮度均值B2的差值比表示，即，由以下式(3)表示：
Figure BDA0003463220840000083
可选地，所述亮暗对比度影响因子contrast_fac可以根据所述参考图像中的暗区域像素点数量DarkPix、所述参考图像中的亮区域像素点数量BrightPix和所述参考图像中的像素点总数TotalPix获得，具体通过以下式(4)获得：
Figure BDA0003463220840000084
所述参考图像中的暗区域像素点数量DarkPix可以用所述亮度加权直方图中前m个bin中所包含的像素点数量来表示，即，
Figure BDA0003463220840000091
其中bin[i]为所述亮度加权直方图中第i个bin中所述包含的像素点数量，m为正整数。
所述参考图像中的亮区域像素点数量BrightPix可以用所述亮度加权直方图中最后n个bin中所包含的像素点数量来表示，即，
Figure BDA0003463220840000092
其中bin[j]为所述亮度加权直方图中第j个bin中所述包含的像素点数量，n为正整数，K表示所述亮度加权直方图中所包含的bin的数量，其取值为正整数。
所述参考图像中的像素点总数TotalPix可以用所述亮度加权直方图内所有bin中所包含的像素点数量来表示，即，
Figure BDA0003463220840000093
其中bin[k]为所述亮度加权直方图中第k个bin中所述包含的像素点数量。
图2D是示出根据本公开的实施例中根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度的流程图。如图2D所示，根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度包括以下步骤S131和步骤S132。
在步骤S131，根据所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子来获取第二权重值。
可选地，所述第二权重值w可以与所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子正相关。此时，当前场景的动态范围越大，所述第二权重值w越高，所述参考图像的调整后亮度NewLuma中暗区域亮度的比重就越大，基于所述参考图像的调整后亮度NewLuma和所述目标亮度获取到的曝光量越倾向于使所述参考图像中的暗区域得到合适的亮度。当场景的动态范围越小，所述第二权重值w越低，所述参考图像的调整后亮度NewLuma越趋近于所述参考图像的全局亮度，基于所述参考图像的调整后亮度NewLuma和所述目标亮度获取到的曝光量越倾向于使所述参考图像的全局得到合适的亮度。由此可知，本实施例中获取到的所述参考图像的调整后亮度NewLuma能够很好地贴近于当前场景的真实动态范围。
在步骤S132，根据所述第二权重值来调整所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度以获取所述调整后亮度。
可选地，根据所述第二权重值来调整所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度以获取所述调整后亮度包括：通过以下式(5)计算出所述调整后亮度：
NewLuma＝GlobalLuma×(1-w)+w×LocalLuma， 式(5)。
其中NewLuma为所述调整后亮度，GlobalLuma为所述全局亮度，LocalLuma为所述参考图像中的目标区域亮度，w为所述第二权重值，其取值范围为[0，1]。
可选地，获取与所述场景动态范围相关联的环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子包括：通过式(6)、式(7)和式(8)分别计算出所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子：
w＝(Luma_fac+DarkPdf_fac+contrast_fac)/3， 式(6)。
可选地，所述第二权重值w可以由环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子的加权平均值表示，即，通过式(7)表示：
w＝(a×Luma_fac+b×DarkPdf_fac+c×contrast_fac)/(a+b+c)， 式(7)。
其中a、b和c分别为各影响因子的权重系数，三者的具体数值可以根据实际需求或者经验设置。
可选地，所述第二权重值w可以由环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子的乘积表示，即，通过式(8)表示：
w＝Luma_fac×DarkPdf_fac×contrast_fac， 式(8)。
需要说明的是，以上仅示例性的给出了所述第二权重值w的三种获取方式，但本公开并不限于此。
根据本公开的实施例中，根据所述调整后亮度设置所述图像采集设备的曝光量包括：若所述调整后亮度位于设定亮度范围之外，则根据所述调整后亮度和所述设定亮度范围计算出用于新设置给所述图像采集设备的曝光量；以及若所述调整后亮度位于所述设定亮度范围内，则保持所述图像采集设备的曝光量不变。
可选地，当所述调整后亮度位于所述设定亮度范围之外时，可以根据所述调整后亮度与所述目标亮度的比值，结合传感器曝光的线性特性以及当前曝光量计算出用于新设置给所述图像采集设备的曝光量。
根据本公开的另一方面，还提供一种场景动态范围识别方法。图3是示出根据本公开的实施例中所述场景动态范围识别方法的流程图。如图3所示，所述场景动态范围识别方法包括以下步骤S31和步骤S33。
在步骤S31，获取图像采集设备采集到的图像作为参考图像。所述图像采集设备包括照相机、摄像机以及其他配置有摄像头的电子设备。
在步骤S32，根据所述参考图像获取环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子，所述环境亮度影响因子用于表示当前场景的亮暗程度，所述暗区域占比影响因子用于表示当前场景中暗区域在所述参考图像中的占比，所述亮暗对比度影响因子用于表示当前场景的亮暗对比度。根据所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子即可判断当前场景的动态范围。
在步骤S33，根据所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子来确定所述参考图像的场景动态范围。
需要说明的是，本实施例中步骤S32获取所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子的方式与本公开所述的自动曝光方法相同，为节省说明书篇幅，此处不做过多赘述。
根据本公开的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述计算机程序被处理器执行以实现图1所示的自动曝光方法或图3所示的场景动态范围识别方法。
根据本公开的另一方面，还提供一种用于自动曝光的装置。图4是示出根据本公开的实施例中所述用于自动曝光的装置400的框图。如图4所示，所述用于自动曝光的装置400包括测光模块410、动态范围识别模块420、图像亮度计算模块430和曝光参数计算模块440。
所述测光模块410被配置为获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度。所述动态范围识别模块420被配置为获取与所述参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息。所述图像亮度计算模块430被配置为根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度。所述曝光参数计算模块440被配置为根据所述调整后亮度获取所述图像采集设备的曝光量。
需说明的是，本公开实施例中所述用于自动曝光的装置400中的模块与图1所示自动曝光方法中的相应步骤一一对应，为节省说明书篇幅，此处不做过多赘述。
根据本公开的另一方面，还提供一种电子设备，所述电子设备包括但不限于照相机、摄像机以及其他具有摄像头的电子设备。图5是示出根据本公开的实施例的电子设备500的框图。如图5所示，所述电子设备500包括存储器510和处理器520。所述存储器510被配置为存储计算机程序，所述处理器520与所述存储器510通信相连，并且被配置为调用所述计算机程序以执行图1所示的自动曝光方法或图3所示的场景动态范围识别方法。
可选地，所述电子设备500还可以包括显示器530。所述显示器530与所述存储器510和所述处理器520通信相连，用于显示所述自动曝光方法或所述场景动态范围识别方法的相关GUI交互界面。
本公开所述的自动曝光方法和所述场景动态范围识别方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本公开的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本公开的保护范围内。
综上所述，本公开一个或多个实施例中提供了一种基于场景动态范围识别的自动曝光方法。无论真实场景是室内或顺光等小动态范围场景，还是逆光等大动态范围场景，所述自动曝光方法均能够获取到图像采集设备的合适曝光，更符合人眼对当前场景的感知情况，因而该方法能够适用于各种复杂的真实场景。
此外，传统方法是利用图像中的最大亮度与最小亮度比值的对数来表示图像的场景动态范围，此种方式表示的场景动态范围仅考虑了图像中亮度的跨度范围，而未考虑场景的真实情况，因而无法合理地表示场景的真实动态范围。本公开一个或多个实施例中提出的自动曝光方法能够根据先验知识从多个角度(包括环境亮度、暗区占比、亮暗对比度)对场景动态范围进行分析，因而能够获取到更加符合实际场景的场景动态范围。
再者，本公开一个或多个实施例中所述的自动曝光方法能够根据所述参考图像的场景动态范围大小，在传统全局测光的基础之上调整参考图像中的目标区域的亮度权重，从而计算出新的场景亮度继而调整图像采集设备的曝光量，使得各种动态范围场景下的图像皆能够得到合适的曝光，避免了传统曝光在大动态范围场景下出现感兴趣区域过暗的问题。
因此，本公开有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本公开的原理及其功效，而非用于限制本公开。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本公开的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本公开所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本公开的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种自动曝光方法，其特征在于，所述自动曝光方法包括：
获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度；
获取与所述参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息；
根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度；以及
根据所述调整后亮度设置所述图像采集设备的曝光量。
2.根据权利要求1所述的自动曝光方法，其特征在于，获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度包括：
将所述参考图像划分为多个图块；以及
根据各所述图块的亮度获取所述参考图像的全局亮度。
3.根据权利要求2所述的自动曝光方法，其特征在于，根据各所述图块的亮度获取所述参考图像的全局亮度包括：获取各所述图块的亮度的均值作为所述参考图像的全局亮度。
4.根据权利要求2所述的自动曝光方法，其特征在于，根据各所述图块的亮度获取所述参考图像的全局亮度包括：
获取与各所述图块相对应的第一权重值；
根据各所述第一权重值获取所述参考图像中像素点的亮度加权直方图；以及
获取所述亮度加权直方图的均值作为所述参考图像的全局亮度。
5.根据权利要求4所述的自动曝光方法，其特征在于，获取所述参考图像中的目标区域亮度包括：根据与所述参考图像中的目标区域相对应的亮度范围以及所述亮度加权直方图获取所述参考图像中的目标区域亮度。
6.根据权利要求1所述的自动曝光方法，其特征在于，获取所述参考图像中的目标区域亮度包括：
根据与所述参考图像中的目标区域相对应的亮度范围获取所述参考图像中的目标区域中包含的图块；以及
获取所述参考图像中的目标区域中包含的所有图块的亮度的均值作为所述参考图像中的目标区域亮度。
7.根据权利要求1所述的自动曝光方法，其特征在于，获取所述参考图像中的目标区域亮度包括：获取所述参考图像中的暗区域的亮度，并且
获取与所述参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息包括：获取与所述场景动态范围相关联的环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子，所述环境亮度影响因子用于表示当前场景的亮暗程度，所述暗区域占比影响因子用于表示当前场景中所述暗区域在所述参考图像中的占比，所述亮暗对比度影响因子用于表示当前场景的亮暗对比度。
8.根据权利要求7所述的自动曝光方法，其特征在于，根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度包括：
根据所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子来获取第二权重值；以及
根据所述第二权重值来调整所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度以获取所述调整后亮度。
9.根据权利要求8所述的自动曝光方法，其特征在于，根据所述第二权重值来调整所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度以获取所述调整后亮度包括：通过式1计算出所述调整后亮度：
NewLuma＝GlobalLuma×(1-w)+w×LocalLuma， 式1；
其中NewLuma为所述调整后亮度，GlobalLuma为所述全局亮度，LocalLuma为所述参考图像中的目标区域亮度，w为所述第二权重值。
10.根据权利要求7所述的自动曝光方法，其特征在于，获取与所述场景动态范围相关联的环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子包括：通过式2、式3和式4分别计算出所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子：
Figure FDA0003463220830000031
Figure FDA0003463220830000032
Figure FDA0003463220830000033
或
Figure FDA0003463220830000034
其中Luma_fac为所述环境亮度影响因子，EnvLv为环境亮度，EnvLv_Th1为第一亮度阈值，EnvLv_Th2为第二亮度阈值，且EnvLv_Th1大于EnvLv_Th2，
DarkPdf_fac为所述暗区域占比影响因子，DarkPdf为所述参考图像中的暗区域占比，DarkPdf_Th为暗区域占比上限值，
contrast_fac为所述亮暗对比度影响因子，DarkPix为所述参考图像中的暗区域像素点数量，BrightPix为所述参考图像中的亮区域像素点数量，TotalPix为所述参考图像中的像素点总数，B1为所述参考图像包含的各图块的亮度均值，B2为所述参考图像中暗区域包含的各图块的亮度均值。
11.根据权利要求1所述的自动曝光方法，其特征在于，根据所述调整后亮度设置所述图像采集设备的曝光量包括：
若所述调整后亮度位于设定亮度范围之外，则根据所述调整后亮度和所述设定亮度范围计算出用于新设置给所述图像采集设备的曝光量；以及
若所述调整后亮度位于所述设定亮度范围内，则保持所述图像采集设备的曝光量不变。
12.一种场景动态范围识别方法，其特征在于，所述场景动态范围识别方法包括：
获取图像采集设备采集到的图像作为参考图像；
根据所述参考图像获取环境亮度影响因子、暗区域占比影响因子和亮暗对比度影响因子，所述环境亮度影响因子用于表示当前场景的亮暗程度，所述暗区域占比影响因子用于表示当前场景中暗区域在所述参考图像中的占比，所述亮暗对比度影响因子用于表示当前场景的亮暗对比度；以及
根据所述环境亮度影响因子、所述暗区域占比影响因子和所述亮暗对比度影响因子来确定所述参考图像的场景动态范围。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行以实现根据权利要求1至11中任一项所述的自动曝光方法或实现根据权利要求12所述的场景动态范围识别方法。
14.一种用于自动曝光的装置，其特征在于，所述装置包括：
测光模块，被配置为获取由图像采集设备采集到的参考图像的全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度；
动态范围识别模块，被配置为获取与所述参考图像的场景动态范围相关联的动态范围信息；
图像亮度计算模块，被配置为根据所述动态范围信息对所述全局亮度和所述参考图像中的目标区域亮度进行调整以获取所述参考图像的调整后亮度；以及
曝光参数计算模块，被配置为根据所述调整后亮度获取所述图像采集设备的曝光量。
15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
存储器，被配置为存储计算机程序；以及
处理器，与所述存储器通信相连，并且被配置为调用所述计算机程序以执行根据权利要求1至11中任一项所述的自动曝光方法或执行根据权利要求12所述的场景动态范围自动识别方法。
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