CN115802183A - 图像处理方法及其相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种图像处理方法及其相关设备,涉及图像处理领域,该图像处理方法包括:显示预览界面,预览界面包括第一控件;检测到对第一控件的第一操作;响应于第一操作,获取多帧初始图像,多帧初始图像包含的通道信号不同;分别对多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,得到各自对应的处理图像;将多帧所述处理图像进行融合,得到目标图像。本申请通过获取多帧包含不同通道信息的初始图像,利用通道信息的不同完成图像动态融合,从而实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
Description
技术领域
本申请涉及图像处理领域,尤其涉及一种图像处理方法及其相关设备。
背景技术
目前用于可见光成像的互补金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor,CMOS)图像传感器大部分皆为传统的RGB(red,green,blue)传感器,也即是说,这种图像传感器只能接收红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号。
由于其偏窄的光谱响应范围制约着成像的颜色还原的上限及暗光下较差的信噪比表现,因此,市场上出现了一些多光谱响应的可见光成像CMOS图像传感器,希望以此解决成像色彩还原和暗光信噪比的问题,但目前并没有成熟的处理方案来利用好这种传感器并实现精准颜色还原这一目标。由此,亟待一种新的处理方案。
发明内容
本申请提供一种图像处理方法及其相关设备,通过获取多帧包含不同通道信息的初始图像,利用通道信息的不同完成图像动态融合,从而实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:
第一方面,提供一种图像处理方法,应用于包括多光谱传感器的电子设备,该方法包括:显示预览界面,所述预览界面包括第一控件;
检测到对所述第一控件的第一操作;
响应于所述第一操作,获取多帧初始图像,所述多帧初始图像包含的通道信号不同;
分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,得到各自对应的处理图像;
将多帧所述处理图像进行融合,得到目标图像。
其中,在本申请实施例中,多光谱传感器指的是比RGB传感器的光谱响应范围宽的其他多光谱传感器。
本申请实施例提供了一种图像处理方法,通过获取多帧包含不同通道信息的初始图像,然后对不同通道的初始图像进行处理之后再进行融合,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现,避免出现偏色问题。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,包括:
分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行前端处理,得到位于RAW域的前端处理图像;
所述将多帧所述处理图像进行融合,得到目标图像,包括:
将所述前端处理图像进行RAW域融合处理,得到位于RAW域的融合图像;
对所述位于RAW域的融合图像进行第一后端处理,得到位于YUV域的所述目标图像。
在该实现方式中,基于包含通道信号不同的多帧初始图像,先各自经过前端处理之后,再进行RAW域的融合,然后对融合后融合图像进行第一后端处理,使其从RAW域转换至YUV域,得到目标图像。由于在RAW域进行融合之前,初始图像各自进行了一系列处理,并且在RAW域融合保留了更多的细节,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,包括:
分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行前端处理和颜色校正,得到位于RGB域的校正图像;所述颜色校正用于将图像从RAW域转换成RGB域;
所述将多帧所述处理图像进行融合,得到目标图像,包括:
将所述校正图像进行RGB域融合处理,得到位于RGB域的融合图像;
对所述位于RGB域的融合图像进行第二后端处理,得到位于YUV域的所述目标图像。
在该实现方式中,基于包含通道信号不同的多帧初始图像,先各自经过前端处理和颜色校正之后,再进行RGB域的融合,然后对融合后融合图像进行第二后端处理,使其从RGB域转换至YUV域,得到目标图像,由于在RGB域融合之前,初始图像各自进行了一系列处理和颜色校正,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,包括:
分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行前端处理和第一后端处理,得到位于YUV域的中间处理图像;所述中间处理用于将图像从RGB域转换成YUV域;
所述将多帧所述处理图像进行融合,得到目标图像,包括:
将所述中间处理图像进行YUV域融合处理,得到位于YUV域的融合图像,所述融合图像为所述目标图像。
在该实施例中,第一后端处理也可以称为第一中间处理或第二中间处理。
在该实现方式中,基于包含通道信号不同的多帧初始图像,先各自经过前端处理和第一后端处理之后,再进行YUV域的融合,得到目标图像,由于在YUV域融合之前,初始图像各自进行了一系列处理和颜色校正,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
在同一图像信号处理器中,分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,得到各自对应的处理图像,以及将多帧所述处理图像进行融合,得到所述目标图像。
在该实现方式中,在一个图像信号处理器中进行处理,可以降低成本。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
在不同图像信号处理器中,分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,得到各自对应的处理图像。
在该实现方式中,为了图像处理流程中后续的融合处理能得到更好的颜色还原效果,第一前端处理和第二前端处理需分开在两个图像信号处理器中进行。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
利用多光谱传感器,获取待预处理图像;
对所述待预处理图像进行预处理,得到所述多帧初始图像;所述预处理用于转换所述待预处理图像包含的通道信号。
应理解,该待预处理图像包含多个通道信号。
可选地,预处理可以为:水平方向binning、垂直方向binning、v2h2binning,或者remosaic。
在该实现方式中,多光谱传感器可以仅用于获取一帧包含通道信号比较多的预处理图像,通过对预处理图像进行预处理,也即进行拆分,从而拆分出包含不同通道信号的多帧初始图像;然后,再基于包含通道信号不同的多帧初始图像进行处理和融合,得到目标图像。
在第一方面一种可能的实现方式中,利用多光谱传感器,获取多个图像信号;
在所述多光谱传感器中,根据所述多个图像信号,确定所述多帧初始图像,以及分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行前端处理,得到所述位于RAW域的前端处理图像;
在所述多光谱传感器中,将所述前端处理图像进行RAW域融合处理,得到所述位于RAW域的融合图像。
其中,可以利用多光谱传感器中的有效像素区,获取多个图像信号。
在该实现方式中,一般传感器会包含有一行或者几行不参与感光的像素,为了避免影响后续颜色还原的效果,可以将其排除,仅利用多光谱传感器中可以感光的有效像素区中的有效像素,来获取图像信号,从而实现提高颜色还原效果的目的。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
当所述多帧初始图像包括通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像时,利用以下公式进行融合:
I_f(i,j)=W_ij×I_c(i,j)+(1-W_ij)×I_r(i,j)
其中,(i,j)为像素坐标;I_c(i,j)为所述第一初始图像对应的处理图像,I_r(i,j)为所述第二初始图像对应的处理图像,W_ij为所述第一初始图像对应的处理图像所分配的权重,1-W_ij为所述第二初始图像对应的处理图像所分配的权重,I_f(i,j)为融合后的图像。
在该实现方式中,通过对不同处理图像分配不同的权重,可以达到更好的融合效果。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
利用公式W_ij=Wa_ij×para1+Wb_ij×para2+Wc_ij×para3,确定W_ij;
其中,Wa_ij为光照强度权重,Wa_ij=E/E_standard,E为拍摄环境中的照度,E_standard为预设的标准照度;Wb_ij为色温权重,Wb_ij=T/T_standard,T为拍摄环境中的色温,T_standard为预设的标准色温;Wc_ij为场景类型权重,不同场景类型对应的所述场景类型权重的大小不同,所述场景类型包括:人像、风景中的至少一项;para1、para2和para3为预设参数。
在该实现方式中,通过对融合权重进行细化分类,可以多方位、全面的提高融合效果。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
当所述场景类型为HDR时,Wc_ij=(GA_standard-GA_ij)/GA_standard;
其中,GA_ij是指像素坐标为(i,j)的像素对应的灰度值,GA_standard为预设的标准灰度值。
在该实现方式中,由于HDR场景类型的图像内容差异比较大,可以针对每个像素或分区域设定不同的场景类型权重值,以实现精细化调节。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述前端处理包括:动态坏点补偿、降噪、镜头阴影校正和宽动态范围调整中的至少一项。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述第一后端处理包括:颜色校正和RGB域转YUV域。
在第一方面一种可能的实现方式中,所述第二后端处理包括:RGB域转YUV域。
在第一方面一种可能的实现方式中,第一后端处理、第二后端处理均还包括:伽马校正和风格变换中的至少一项。
第二方面,提供了一种电子设备,包括用于执行第一方面或第一方面中任一种方法的模块/单元。
第三方面,提供了一种电子设备,包括多光谱传感器、处理器和存储器;
所述多光谱传感器,用于获取多帧初始图像,所述多帧初始图像包含的通道信号不同;
所述存储器,用于存储可在所述处理器上运行的计算机程序;
所述处理器,用于执行第一方面或第一方面中任一种方法中进行处理的步骤。
在第三方面一种可能的实现方式中,所述处理器包括1个图像信号处理器,所述图像信号处理器,用于分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,得到各自对应的处理图像,以及将多帧所述处理图像进行融合,得到所述目标图像。
在第三方面一种可能的实现方式中,所述处理器包括多个图像信号处理器,所述多个图像信号处理器的不同图像信号处理器,用于对所述多帧初始图像中不同的初始图像进行处理,得到各自对应的处理图像。
在第三方面一种可能的实现方式中,所述多光谱传感器,还用于获取待预处理图像;
以及用于对所述待预处理图像进行预处理,得到所述多帧初始图像;所述预处理用于转换所述待预处理图像包含的通道信号。
在第三方面一种可能的实现方式中,所述多光谱传感器,还用于获取多个图像信号;
并根据所述多个图像信号,确定所述多帧初始图像,以及分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行前端处理,得到所述位于RAW域的前端处理图像;
所述多光谱传感器,还用于将所述前端处理图像进行RAW域融合处理,得到所述位于RAW域的融合图像。
第四方面,提供了一种芯片,其特征在于,包括:处理器,用于从存储器中调用并运行计算机程序,使得安装有所述芯片的设备执行第一方面或第一方面中任一种方法中进行处理的步骤。
第五方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令当被处理器执行时,使所述处理器执行第一方面或第一方面中任一种方法中进行处理的步骤。
第六方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码被电子设备运行时,使得该电子设备执行第一方面或第一方面中任一种方法中进行处理的步骤。
在本申请的实施例中,通过获取多帧包含不同通道信息的初始图像,然后对不同通道的初始图像进行处理之后再进行融合,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现,避免出现偏色问题。
附图说明
图1为一种传统的RGB COMS Sensor的成像示意图;
图2为一种RGBY的光谱响应曲线;
图3为一种应用场景的示意图;
图4为本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图;
图5为本申请实施例提供的一种获取到的2帧初始图像的示意图;
图6为本申请实施例提供的另一种获取到的2帧初始图像的示意图;
图7为本申请实施例提供的一种获取到的3帧初始图像的示意图;
图8为本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图;
图9为本申请实施例提供的另一种图像处理方法的流程示意图;
图10为本申请实施例提供的又一种图像处理方法的流程示意图;
图11为本申请实施例提供的一种第一前端处理或第二前端处理的示意图;
图12为本申请实施例提供的一种第一后端处理的示意图;
图13为本申请实施例提供的一种第二后端处理的示意图;
图14为本申请实施例提供的又一种图像处理方法的流程示意图;
图15为本申请实施例提供的又一种图像处理方法的流程示意图;
图16为本申请实施例提供的又一种图像处理方法的流程示意图;
图17为本申请实施例提供的又一种图像处理方法的流程示意图;
图18为本申请实施例提供的又一种图像处理方法的流程示意图;
图19为本申请实施例提供的又一种图像处理方法的流程示意图;
图20为本申请实施例提供的又一种图像处理方法的流程示意图;
图21为本申请实施例提供的一种电子设备的显示界面的示意图;
图22为本申请实施例提供的另一种电子设备的显示界面的示意图;
图23为本申请实施例提供的一种色彩还原误差示意图;
图24为本申请实施例提供的一种在色温光源D65下关于信噪比的示意图;
图25为一种适用于本申请的电子设备的硬件系统的示意图;
图26为一种适用于本申请的电子设备的软件系统的示意图;
图27为本申请实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图;
图28为本申请实施例提供的一种芯片的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
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。
首先,对本申请实施例中的部分用语进行解释说明,以便于本领域技术人员理解。
1、RGB(red,green,blue)颜色空间或RGB域,指的是一种与人的视觉系统结构相关的颜色模型。根据人眼睛的结构,将所有颜色都当作是红色、绿色和蓝色的不同组合。
2、YUV颜色空间或YUV域,指的是一种颜色编码方法,Y表示亮度,U和V表示的则是色度。上述RGB颜色空间着重于人眼对色彩的感应,YUV颜色空间则着重于视觉对亮度的敏感程度,RGB颜色空间和YUV颜色空间可以互相转换。
3、像素值,指的是位于RGB颜色空间的彩色图像中每个像素对应的一组颜色分量。例如,每个像素对应一组三基色分量,其中,三基色分量分别为红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B。
4、拜耳格式(bayer pattern)彩色滤波阵列(color filter array,CFA),图像由实际的景物转换为图像数据时,通常是图像传感器分别接收红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号,三个通道信号的信息,然后将三个通道信号的信息合成彩色图像,但是,这种方案中每个像素位置处都对应需要三块滤镜,价格昂贵且不好制作,因此,如图1所示,可以在图像传感器表面覆盖一层彩色滤波阵列,以获取三个通道信号的信息。拜耳格式彩色滤波阵列指的是滤镜以棋盘格式进行排布。例如,该拜耳格式彩色滤波阵列中的最小重复单元为:一个获取红色通道信号的滤镜、两个获取绿色通道信号的滤镜、一个获取蓝色通道信号的滤镜以2×2的方式排布。
5、拜耳格式图像(bayer image),即基于拜耳格式彩色滤波阵列的图像传感器输出的图像。该图像中的多种颜色的像素以拜耳格式进行排布。其中,拜耳格式图像中的每个像素仅对应一种颜色的通道信号。示例性的,由于人的视觉对绿色较为敏感,所以,可以设定绿色像素(对应绿色通道信号的像素)占全部像素的50%,蓝色像素(对应蓝色通道信号的像素)和红色像素(对应红色通道信号的像素)各占全部像素的25%。其中,拜耳格式图像的最小重复单元为:一个红色像素、两个绿色像素和一个蓝色像素以2×2的方式排布。应理解,RAW域为RAW颜色空间,为拜耳格式图像的图像即可以称为位于RAW域的图像。
6、灰阶图像(gray image),灰阶图像是单通道图像,用于表示不同亮度程度,最亮为全白,最暗为全黑。也就是说,灰阶图像中的每个像素对应黑色到白色之间的不同程度的亮度。通常为了对最亮到最暗之间的亮度变化进行描述,将其进行划分,例如划分为256份,即代表256个等级的亮度,并称之为256个灰阶(第0灰阶~第255灰阶)。
7、光谱响应度(spectral response),也可以称为光谱灵敏度,光谱响应度表示图像传感器对不同波长入射光能转换成电能的能力。其中,若将某一波长的光入射到图像传感器的光能量转换成光子数目,而图像传感器产生、传递到外部电路的电流以电子数来表示,则代表每一入射的光子能够转换成传输到外部电路的电子的能力,称为量子效率(quantum efficiency,QE),单位以百分比来表示,图像传感器的光谱响应度则取决于该量子效率、以及波长和积分时间等参数。
8、半峰宽,指的是光谱峰高一半处的峰宽度,又称半宽度。
以上是对本申请实施例所涉及术语的简单介绍,以下不再赘述。
目前用于可见光成像的CMOS图像传感器大部分皆为传统的RGB传感器,由于硬件的限制,导致这种图像传感器只能接收红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号。这样,相对于人眼来说,该图像传感器的光谱响应范围是非常窄的,而较窄的光谱响应范围会限制图像传感器的颜色还原能力,影响还原出的图像的颜色等信息。
此外,相对于在强光环境下对信噪比的影响,较窄的光谱响应范围在暗光环境下对信噪比的影响更为显著,这样导致还原出的图像在暗光环境下的信噪比表现非常差。
由于RGB传感器偏窄的光谱响应范围制约着成像的颜色还原的上限以及暗光下较差的信噪比表现,因此,市场上出现了一些多光谱响应的可见光成像CMOS传感器,希望以此解决成像色彩还原和暗光信噪比的问题,但目前并没有成熟的处理方案来利用好这种传感器并实现精准颜色还原这一目标。
应理解,多光谱指的是用于成像的光谱波段包括2个及2个以上数量的波段。根据此定义,由于RGB传感器利用了红色、绿色和蓝色三个波段,所以,RGB传感器严格来说也是属于多光谱响应的,那么,本申请所指的多光谱响应的可见光CMOS传感器,其实指的是比RGB传感器的光谱响应范围宽的其他多光谱传感器。
例如,所述多光谱传感器可以为RYYB传感器、RGBW传感器等。应理解,该RYYB传感器接收的是红色通道信号、黄色通道信号和蓝色通道信号。该RGBW传感器接收的是红色通道信号、绿色通道信号、蓝色通道信号和白色通道信号。
图2提供了一种RGBY的光谱响应曲线的示意图。横轴表示波长,纵轴表示不同光谱所对应的光谱响应度。其中,Y所指示的光谱响应曲线表示黄光在不同波长所对应的不同光谱响应度,R所指示的光谱响应曲线表示红光在不同波长所对应的不同光谱响应度,G所指示的光谱响应曲线表示绿光在不同波长所对应的不同光谱响应度,B所指示的光谱响应曲线表示蓝光在不同波长所对应的不同光谱响应度。
以RYYB传感器为例,相对于RGB传感器来说,接收的黄色通道信号相当于是红色通道信号和绿色通道信号的叠加,这样,通过增加黄光的透光量,可以提升暗光下的表现,改善信噪比,但是,如图2所示,由于在光谱响应曲线图中,Y所指示的光谱响应曲线所对应的半峰宽相对于R、G分别所指示的光谱响应曲线所对应的半峰宽会宽一些,反而又会导致图像还原时丢失部分色彩信息,进而导致出现特定场景偏色或过曝等问题。
以RGBW传感器为例,相对于RGB传感器来说,接收的白色通道信号相当于是所有颜色通道信号的叠加,透光性更好,可改善暗光下的信噪比问题,但是同样的,由于光谱响应曲线图(图2中未示出)中白光对应的半峰宽会非常宽,在图像还原时也会出现丢失部分色彩信息的问题,进而导致出现特定场景偏色或过曝等问题。
由此,亟待一种新的处理方案,能对以上多个问题均进行有效的解决。
有鉴于此,本申请实施例提供了一种图像处理方法,通过获取多帧包含不同通道信息的初始图像,利用通道信息的不同完成图像动态融合,从而实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
本申请实施例提供的图像处理方法可以应用于拍摄领域。例如,可以应用于在暗光环境下拍摄图像或者录制视频。
图3示出了本申请实施例提供的一种应用场景的示意图。在一个示例中,以电子设备为手机进行举例说明,该手机包括非RGB传感器的多光谱传感器。
如图3所示,响应于用户的操作,电子设备可以启动相机应用,显示如图3中所示的图形用户界面(graphical user interface,GUI),该GUI界面可以称为预览界面。该预览界面包括多种拍摄模式选项和第一控件。该多种拍摄模式例如包括:拍照模式、录像模式等,该第一控件例如为拍摄键11,拍摄键11用于指示当前拍摄模式为多种拍摄模式中的其中一种。
示例性的,如图3所示,当用户启动相机应用,想在夜晚对户外草地、树木进行拍照时,用户点击预览界面上的拍摄键11,电子设备检测到用户对拍摄键11的点击操作后,响应于该点击操作,运行图像处理方法对应的程序,获取图像。
应理解,虽然该电子设备包括的多光谱传感器不是RGB传感器,例如为RYYB传感器,该电子设备的光谱响应范围相对于现有技术有所扩大,也就是说,颜色还原能力以及信噪比表现都有所提高,但是,由于黄光的影响,其拍摄的图像的颜色相对于实际场景中的颜色还是发生了偏色,导致拍摄出的图像颜色失真。对此,若该电子设备采用本申请实施例提供的图像处理方法进行处理,则能够校正颜色,改善拍摄的图像的视觉效果,提高图像质量。
应理解,上述为对应用场景的举例说明,并不对本申请的应用场景作任何限定。
下面结合说明书附图,对本申请实施例提供的图像处理方法进行详细描述。
实施例1
图4示出了本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。如图4所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法1,该图像处理方法1包括以下S11至S15。
S11、显示预览界面,预览界面包括第一控件。
S12、检测到对第一控件的第一操作。
第一控件例如为图3中所示的拍摄键11,第一操作例如为点击操作,当然,第一操作也可以为其他操作,本申请实施例对此不进行任何限制。
S13、响应于第一操作,获取多帧初始图像。该多帧初始图像中每帧初始图像所包含的通道信号不同。
应理解,该多帧初始图像均为拜耳格式图像,或者说,均位于RAW域。该多帧初始图像所包含的通道信号不同,是指多帧初始图像中的每帧初始图像以拜耳格式进行排布的像素所对应的多种颜色不相同。
应理解,该多帧初始图像可以是利用电子设备自身包括的多光谱传感器采集的或从其他设备获取的,具体可以根据需要进行设置,本申请实施例对此不进行任何限制。
应理解,当利用自身多光谱传感器获取多帧初始图像时,该多光谱传感器可以同时输出多帧包含不同通道信息的初始图像,或者,也可以串行输出多帧包含不同通道信息的初始图像,具体可以需要进行选择和设置,本申请实施例对此不作任何限制。
还应理解,虽然从多光谱传感器输出多帧初始图像时,可以是同时输出或串行输出,但无论如何输出,该多帧初始图像其实都是对待拍摄场景进行同一次拍摄所生成的图像。
图5示出了一种获取到的2帧初始图像的示意图。
示例性的,获取2帧初始图像,如图5中的(a)所示,其中一帧初始图像P1包括3种颜色的通道信号,例如,分别为通道信号T1、通道信号T2和通道信号T3;如图5中的(b)所示,另一帧初始图像P2包括2种颜色的通道信号(例如为T1和T2),或者,如图5中的(c)所示,初始图像P2也可以包括3种颜色的通道信号(例如为T1、T2和T4),或者,如图5中的(d)所示,初始图像P2也可以包括4种颜色的通道信号(例如为T1、T2、T3和T4),当然,初始图像P2也可以包括更多种颜色的通道信号,本申请实施例对此不进行任何限制。
其中,例如,图5获取的2帧初始图像中,初始图像P1包括的3种颜色的通道信号分别为红色通道信号(R)、绿色通道信号(G)和蓝色通道信号(B),并且该3种颜色以RGGB的排布方式进行重复。
例如,当初始图像P2包括3种颜色的通道信号时,初始图像P2包括的3种颜色的通道信号可以为红色通道信号(R)、黄色通道信号(Y)和蓝色通道信号(B),并且该3种颜色可以以RYYB的排布方式进行重复。或者,初始图像P2包括的3种颜色的通道信号可以为红色通道信号(R)、绿色通道信号(G)和青色通道信号(C),并且该3种颜色可以以RGGC的排布方式进行重复。或者,初始图像P2包括的3种颜色的通道信号可以为红色通道信号(R)、黄色通道信号(Y)和青色通道信号(C),并且该3种颜色以RYYC的排布方式进行重复。或者,初始图像P2包括的3种颜色的通道信号可以为红色通道信号(R)、白色通道信号(W)和蓝色通道信号(B),并且该3种颜色以RWWB的排布方式进行重复。或者,初始图像P2包括的3种颜色的通道信号可以为青色通道信号(C)、黄色通道信号(Y)和品红色通道信号(M),并且该3种颜色可以以CYYM的排布方式进行重复。
当初始图像P2包括4种颜色的通道信号时,初始图像P2包括的4种颜色的通道信号可以为红色通道信号(R)、绿色通道信号(G)、蓝色通道信号(B)和白色通道信号(W),并且该4种颜色可以以RGBW的排布方式进行重复。或者,初始图像P2包括的4种颜色的通道信号可以为红色通道信号(R)、绿色通道信号(G)、蓝色通道信号(B)和近红外通道信号(NIR),并且该4种颜色可以以RGB-NIR的排布方式进行重复。
应理解,上述为对通道信号的举例说明,并不对本申请的通道信号作任何限定。
图6示出了另一种获取到的2帧初始图像的示意图。
示例性的,获取2帧初始图像,如图6中的(a)、图6中的(b)和图6中的(c)所示,其中一帧初始图像P2与图5中的(b)、图5中的(c)、图5中的(d)所示的P2情况相同,在此不再赘述;而另一帧初始图像P3则如图6中的(d)所示,可以包括2种颜色的通道信号(例如为T1和T3),或者,如图6中的(e)所示,也可以包括4种颜色的通道信号(例如为T1、T2、T3和T5),当然,也可以包括更多种颜色的通道信号,本申请实施例对此不进行任何限制。
图7示出了一种获取到的3帧初始图像的示意图。
示例性的,获取3帧初始图像,其中,如图7中的(a)所示,初始图像P1包括3种颜色的通道信号(例如为T1、T2和T3),如图7中的(b)所示,初始图像P2也包括3种颜色的通道信号(例如为T1、T2和T4),如图7中的(c)所示,而初始图像P3则包括4种颜色的通道信号(例如为T1、T2、T3和T5)。当然,也可以获取更多帧初始图像,以及每帧初始图像包括不同颜色的通道信号,本申请实施例对此不进行任何限制。
应理解,上述为对获取到的2帧初始图像和3帧初始图像的举例说明,并不对本申请的获取的初始图像的帧数作任何限定。
还应理解,当多帧初始图像分别包括的通道信号不同时,后续处理过程中对颜色还原的能力更好;当多帧初始图像分别包括的通道信号具有部分相同时,后续处理过程中对信噪比的提升效果更好。
S14、分别对多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,得到各自对应的处理图像。
S15、将多帧处理图像进行融合,得到目标图像。
本申请实施例提供的图像处理方法,通过获取多帧包含不同通道信息的初始图像,然后对不同通道的初始图像进行处理之后再进行融合,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现,避免出现偏色问题。
实施例2a
图8示出了本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。如图8所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法2,该图像处理方法2包括以下S21至S26。
S21、显示预览界面,预览界面包括第一控件。
S22、检测到对第一控件的第一操作。
第一控件和第一操作的描述与上述S11、S12中的描述相同,在此不再赘述。
S23、响应于第一操作,利用多光谱传感器,获取第一初始图像和第二初始图像,其中,第一初始图像和第二初始图像分别包含的通道信号不同。
示例性的,第一初始图像包含3个通道信号,每个像素对应一种颜色通道信号,分别为红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号,例如图8中所示的T1、T2和T3。第二初始图像也包含3个通道信号,每个像素对应一种颜色通道信号,该3个通道信号与第一初始图像的通道信号均不同,分别为青色通道信号、品红色通道信号和黄色通道信号,例如图8中所示的T4、T5和T6。后续第一初始图像和第二初始图像均以此为例,不再赘述。
此处,第一初始图像和第二初始图像均为拜耳格式图像,或者说,均为位于RAW域的图像。由于第一初始图像和第二初始图像分别包括的通道信号不同,后续处理过程中对颜色还原的能力更好。
应理解,该多光谱传感器可以获取的通道信号的数量应该大于或等于第一初始图像和第二初始图像对应的通道信号数量之和。例如,当第一初始图像包含红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号,第二初始图像包含青色通道信号、品红色通道信号和黄色通道信号时,该多光谱传感器至少可以获取6种不同颜色的通道信号,分别为红色通道信号、绿色通道信号、蓝色通道信号、青色通道信号、品红色通道信号和黄色通道信号,由此,才可以生成两个包含3种不同颜色通道信号的第一初始图像和第二初始图像。
应理解,在本申请实施例中,利用多光谱传感器获取的初始图像的数量,以及每帧初始图像对应的通道信号均可以根据需要进行设置和更改,本申请实施例对此不进行任何限制,上述仅为一种示例。
应理解,此处,多光谱传感器可以通过一路数据通路,输出第一初始图像和第二初始图像,或者,也可以通过两路数据通路,分别输出第一初始图像和第二初始图像,具体可以根据需要进行设置,本申请实施例对此不进行任何限制。图8以两路数据通路进行传输进行示意。
S24、在第一图像信号处理器(如图8中所示的ISP1)中,对第一初始图像进行第一前端处理,得到位于RAW域的第一前端处理图像;并在该第一图像信号处理器中,对第二初始图像进行第二前端处理,得到位于RAW域的第二前端处理图像。
应理解,处理后的第一前端处理图像和第二前端处理图像均位于RAW域,也就是说,第一前端处理图像和第二前端处理图像均是拜耳格式图像。
可选地,第一前端处理和第二前端处理均可以包括:动态坏点补偿(defect pixelcorrection,DPC)、降噪、镜头阴影校正(lens shading correction,LSC)和宽动态范围调整(wide range compression,WDR)中的至少一项。
应理解,动态坏点补偿用于解决多光谱传感器上光线采集的点形成的阵列所存在的缺陷,或者光信号进行转化的过程中存在的错误;通常通过在亮度域上取其他周围像素点均值来消除坏点。
应理解,降噪用于减少图像中噪声,一般方法有均值滤波、高斯滤波、双边滤波等。镜头阴影校正用于消除由于镜头光学系统原因造成的图像四周颜色以及亮度与图像中心不一致的问题。
宽动态范围调整指的是:当在强光源(日光、灯具或反光等)照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时,图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色,而黑暗区域因曝光不足成为黑色,严重影响图像质量。因此,可以在同一场景中对最亮区域及较暗区域进行调整,例如使暗区在图像中变亮,亮区在图像变暗,从而使得处理后的图像可以呈现暗区和亮区中的更多细节。
应理解,第一前端处理和第二前端处理均可以包括上述一个或多个处理步骤,当第一前端处理或第二前端处理包括多个处理步骤时,该多个处理步骤的顺序可以根据需要进行调整,本申请实施例对此不进行任何限制。此外,第一前端处理和第二前端处理均还可以包括其他步骤,具体可以根据需要进行增加,本申请实施例对此不进行任何限制。
图11示出了一种第一前端处理或第二前端处理的示意图。
例如,如图11所示,第一前端处理或第二前端处理按处理顺序均包括:动态坏点补偿、降噪、镜头阴影校正和宽动态范围调整。
例如,在图11的基础上,第一前端处理和第二前端处理还可以包括:自动白平衡(auto white balance,AWB)。
其中,自动白平衡用于使得白色在任何色温下相机均能呈现出真正的白色。
此处,第一前端处理和第二前端处理可以相同也可以不相同,具体可以根据需要进行设置和更改,本申请实施例对此不进行任何限制。
应理解,第一初始图像经过第一前端处理、第二初始图像经过第二前端处理之后,第一初始图像和第二初始图像中的坏点将减少、噪声降低、颜色均衡、亮区和暗区的细节更清楚,动态范围得以提升,从而整个图像的质量将有效提高。
S25、在第一图像信号处理器ISP1中,将第一前端处理图像和第二前端处理图像进行第一融合处理,得到位于RAW域的第一融合图像。
应理解,由于第一前端处理图像和第二前端处理图像均位于RAW域,第一融合图像也位于RAW域,因此,可以得知第一融合处理为实际上为RAW域的融合处理。在RAW域进行融合处理,可以保留图像更多的细节。
S26、在第一图像信号处理器ISP1中,对位于RAW域的第一融合图像进行第一后端处理,得到位于YUV域的目标图像。
可选地,第一后端处理可以包括:颜色校正(color correction matrix,CCM)和RGB域转YUV域。
其中,颜色校正用于校准除白色以外其他颜色的准确度,应理解,在颜色校正的过程中,相当于将位于RAW域的图像转换至了RGB域,而位于RGB域的图像也就是通常所说的每个像素均包括红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号的彩色图像。
RGB域转YUV域,用于将位于RGB域的图像转换至YUV域。
可选地,第一后端处理还可以包括:伽马(Gamma)校正和风格变换(3dimensionallook up table,3DLUT)中的至少一项。
其中,伽马校正用于通过调整伽马曲线来调整图像的亮度,对比度,动态范围等;风格变换指示颜色的风格变换,即使用颜色滤镜,使原始的图像风格变成其他的图像风格,常见的风格比如,电影风格、日系风格、阴森风格等。
应理解,第一后端处理可以包括上述一个或多个处理步骤,当第一后端处理包括多个处理步骤时,该多个处理步骤的顺序可以根据需要进行调整,本申请实施例对此不进行任何限制。此外,第一后端处理均还可以包括其他步骤,具体可以根据需要进行增加,本申请实施例对此不进行任何限制。
图12示出了一种第一后端处理的示意图。
例如,如图12所示,第一后端处理按处理顺序包括:颜色校正、伽马校正、风格变换和RGB域转YUV域。
应理解,经过第一后端处理之后,第一融合图像从RAW域转换至YUV域,可以减小后续传输的数据量,节省带宽。
还应理解,目标图像位于YUV域。目标图像可以被作为拍摄图像在电子设备100的界面上进行显示,或者,仅进行存储,具体可以根据需要进行设置,本申请实施例对此不进行任何限制。
在该实施例中,基于包含通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像,在同一图像信号处理器中,先各自经过前端处理之后,再进行RAW域的融合,然后对融合后第一融合图像进行第一后端处理,使其从RAW域转换至YUV域,接着,从图像信号处理器中输出第一后端处理处理后的位于YUV域的目标图像。由于在RAW域进行融合之前,初始图像各自包含的通道信号不同且进行了一系列处理,并且在RAW域融合保留了更多的细节,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
还应理解,上述过程仅为一种示例,具体可以根据需要进行顺序上的调整,当然,还可以增加或减少步骤,本申请实施例对此不进行任何限制。
实施例2b
图9示出了本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。如图9所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法3,该图像处理方法3包括以下S31至S37。
S31、显示预览界面,预览界面包括第一控件。
S32、检测到对第一控件的第一操作。
其中,对第一控件和第一操作的描述与上述S11、S12中的描述相同,在此不再赘述。
S33、响应于第一操作,利用多光谱传感器,获取第一初始图像和第二初始图像,其中,第一初始图像和第二初始图像分别包含的通道信号不同。
其中,对第一初始图像和第二初始图像的描述与上述S23中的描述相同,在此不再赘述。第一初始图像和第二初始图像仅为本申请实施例提供的一种示例。
S34、在第一图像信号处理器(如图9中所示的ISP1)中,对第一初始图像进行第一前端处理,得到位于RAW域的第一前端处理图像;并在该第一图像信号处理器中,对第二初始图像进行第二前端处理,得到位于RAW域的第二前端处理图像。
对第一前端处理图像和第二前端处理图像的描述与上述S24中的描述相同,在此不再赘述。
S35、在第一图像信号处理器ISP1中,对第一前端处理图像进行颜色校正,得到位于RGB域的第一校正图像;并在该第一图像信号处理器中,对第二前端处理图像进行颜色校正,得到位于RGB域的第二校正图像。
其中,颜色校正用于校准除白色以外其他颜色的准确度,应理解,在颜色校正的过程中,相当于将位于RAW域的图像转换至了RGB域,而位于RGB域的图像也就是通常所说的每个像素均包括红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号的彩色图像。
应理解,由于第一前端处理图像和第二前端处理图像均位于RAW域,颜色校正相当于进行RAW域转换至RGB域的处理,由此,得到的第一校正图像和第二校正图像均位于RGB域。
S36、在第一图像信号处理器ISP1中,对位于RGB域的第一校正图像和位于RGB域的第二校正图像进行第二融合处理,得到位于RGB域的第二融合图像。
第二融合图像也位于RGB域,因此,可以得知第二融合处理实际上为RGB域的融合处理。通过将包含不同通道信号的RAW域图像,转换至相同标准的RGB域后再进行融合,有利于在相同颜色空间对图像进行处理,得到该RGB颜色空间的最优效果。
S37、在第一图像信号处理器ISP1中,对于RGB域的第二融合图像进行第二后端处理,得到位于YUV域的目标图像。
可选地,第二后端处理可以包括:RGB域转YUV域。
RGB域转YUV域,用于将位于RGB域的图像转换至YUV域。
可选地,第二后端处理还可以包括:伽马校正和风格变换中的至少一项。
其中,对伽马校正和风格变换的描述与上述S26中的描述相同,在此不再赘述。
应理解,第二后端处理可以包括上述一个或多个处理步骤,当第一后端处理包括多个处理步骤时,该多个处理步骤的顺序可以根据需要进行调整,本申请实施例对此不进行任何限制。此外,第二后端处理均还可以包括其他步骤,具体可以根据需要进行增加,本申请实施例对此不进行任何限制。
图13示出了一种第二后端处理的示意图。
例如,如图13所示,第二后端处理按处理顺序包括:伽马校正、风格变换和RGB域转YUV域。
应理解,经过第二后端处理之后,第二融合图像从RGB域转换至YUV域,可以减小后续传输的数据量,节省带宽。
还应理解,目标图像位于YUV域。目标图像可以被作为拍摄图像在电子设备100的界面上进行显示,或者,仅进行存储,具体可以根据需要进行设置,本申请实施例对此不进行任何限制。
在该实施例中,基于包含通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像,在同一图像信号处理器中,先各自经过前端处理和颜色校正之后,再进行RGB域的融合,然后对融合后第二融合图像进行第二后端处理,使其从RGB域转换至YUV域,接着,从图像信号处理器中输出第二后端处理处理后的位于YUV域的目标图像。由于在RGB域融合之前,初始图像各自包含的通道信号不同且进行了一系列处理和颜色校正,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
还应理解,上述过程仅为一种示例,具体可以根据需要进行顺序上的调整,当然,还可以增加或减少步骤,本申请实施例对此不进行任何限制。
实施例2c
图10示出了本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。如图10所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法4,该图像处理方法4包括以下S41至S46。
S41、显示预览界面,预览界面包括第一控件。
S42、检测到对第一控件的第一操作。
其中,对第一控件和第一操作的描述与上述S11、S12中的描述相同,在此不再赘述。
S43、响应于第一操作,利用多光谱传感器,获取第一初始图像和第二初始图像,其中,第一初始图像和第二初始图像分别包含的通道信号不同。
其中,对第一初始图像和第二初始图像的描述与上述S23中的描述相同,在此不再赘述。第一初始图像和第二初始图像仅为本申请实施例提供的一种示例。
S44、在第一图像信号处理器(如图10中所示的ISP1)中,对第一初始图像进行第一前端处理,得到位于RAW域的第一前端处理图像;并在该第一图像信号处理器中,对第二初始图像进行第二前端处理,得到位于RAW域的第二前端处理图像。
对第一前端处理图像和第二前端处理图像的描述与上述S24中的描述相同,在此不再赘述。
S45、在第一图像信号处理器ISP1中,对第一前端处理图像进行第一中间处理,得到位于YUV域的第一中间处理图像;并在该第一图像信号处理器中,对第二前端处理图像进行第二中间处理,得到位于YUV域的第二中间处理图像。
可选地,第一中间处理和第二中间处理均可以包括:颜色校正和RGB域转YUV域。
其中,颜色校正用于校准除白色以外其他颜色的准确度,应理解,在颜色校正的过程中,相当于将位于RAW域的图像转换至了RGB域,而位于RGB域的图像也就是通常所说的每个像素均包括红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号的彩色图像。
RGB域转YUV域,用于将位于RGB域的图像转换至YUV域。
应理解,由于第一前端处理图像和第二前端处理图像均位于RAW域,颜色校正相当于进行RAW域转换至RGB域的处理,然后再进行RGB域转YUV域,相当于将第一前端处理图像从RAW域转换至YUV域,将第二前端处理图像从RAW域转换至YUV域,从而得到的第一中间处理图像和第二中间处理图像均位于YUV域。
可选地,第一中间处理和第二中间处理均还可以包括:伽马校正和风格变换中的至少一项。
其中,对伽马校正和风格变换的描述与上述S26中的描述相同,在此不再赘述。
应理解,第一中间处理和第二中间处理可以包括上述一个或多个处理步骤,当第一中间处理和第二中间处理包括多个处理步骤时,该多个处理步骤的顺序可以根据需要进行调整,本申请实施例对此不进行任何限制。此外,第一中间处理和第二中间处理均还可以包括其他步骤,具体可以根据需要进行增加,本申请实施例对此不进行任何限制。
例如,如图12所示,第一中间处理、第二中间处理与第一后端处理相同,均按处理顺序包括:颜色校正、伽马校正、风格变换和RGB域转YUV域。
此处,第一中间处理和第二中间处理可以相同也可以不相同,具体可以根据需要进行设置和更改,本申请实施例对此不进行任何限制。
S46、在第一图像信号处理器ISP1中,对位于YUV域的第一中间处理图像和位于YUV域的第二中间处理图像进行第三融合处理,得到位于YUV域的第三融合图像,第三融合图像也就是目标图像。
第三融合图像也位于YUV域,因此,可以得知第三融合处理为实际上为YUV域的融合处理。在YUV域进行融合处理,数据量小,处理速度更快。
还应理解,目标图像,也即第三融合图像可以被作为拍摄图像在电子设备100的界面上进行显示,或者,仅进行存储,具体可以根据需要进行设置,本申请实施例对此不进行任何限制。
在该实施例中,基于包含通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像,在同一图像信号处理器中,先各自经过前端处理和中间处理之后,再进行YUV域的融合,接着,从图像信号处理器中直接输出YUV域融合之后位于YUV域的目标图像。由于在YUV域融合之前,初始图像各自包含的通道信号不同且进行了一系列处理和颜色校正,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
还应理解,上述过程仅为一种示例,具体可以根据需要进行顺序上的调整,当然,还可以增加或减少步骤,本申请实施例对此不进行任何限制。
实施例3a
图14示出了本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。如图14所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法5,该图像处理方法5包括以下S51至S56。
S51、显示预览界面,预览界面包括第一控件。
S52、检测到对第一控件的第一操作。
第一控件和第一操作的描述与上述S11、S12中的描述相同,在此不再赘述。
S53、响应于第一操作,利用多光谱传感器,获取第一初始图像和第二初始图像,其中,第一初始图像和第二初始图像分别包含的通道信号不同。
其中,对第一初始图像和第二初始图像的描述与上述S23中的描述相同,在此不再赘述。第一初始图像和第二初始图像仅为本申请实施例提供的一种示例。
S54、在第二图像信号处理器(如图14中所示的ISP2)中,对第一初始图像进行第一前端处理,得到位于RAW域的第一前端处理图像并输出;在第三图像信号处理器(如图14中所示的ISP3)中,对第二初始图像进行第二前端处理,得到位于RAW域的第二前端处理图像并输出。
其中,对第一前端处理图像和第二前端处理图像的描述与上述S24中的描述相同,在此不再赘述。为了图像处理流程中后续的融合处理能得到更好的颜色还原效果,第一前端处理和第二前端处理需分开在两个图像信号处理器中进行。
S55、将第一前端处理图像和第二前端处理图像进行第一融合处理,得到位于RAW域的第一融合图像。
第一融合处理为实际上为RAW域的融合处理。
S56、对位于RAW域的第一融合图像进行第一后端处理,得到位于YUV域的目标图像。
其中,对第一后端处理的描述与上述S26中的描述相同,在此不再赘述。
应理解,第一融合处理和第一后端处理可以在第二图像信号处理器ISP2中进行,也可以在第三图像信号处理器ISP3中进行,当然,还可以在其他图像信号处理器中进行,本申请实施例对此不进行任何限制。
还应理解,目标图像,可以被作为拍摄图像在电子设备100的界面上进行显示,或者,仅进行存储,具体可以根据需要进行设置,本申请实施例对此不进行任何限制。
在该实施例中,基于包含通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像,在不同图像信号处理器中,先各自进行前端处理;然后,再将从不同图像信号处理器输出的前端处理图像进行RAW域的融合;接着,对融合后的第一融合图像进行第一后端处理,使其从RAW域转换至YUV域。由于在RAW域融合之前,初始图像各自包含的通道信号不同且进行了一系列处理,并且在RAW域融合保留了更多的细节,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
还应理解,上述过程仅为一种示例,具体可以根据需要进行顺序上的调整,当然,还可以增加或减少步骤,本申请实施例对此不进行任何限制。
实施例3b
图15示出了本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。如图15所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法6,该图像处理方法6包括以下S61至S67。
S61、显示预览界面,预览界面包括第一控件。
S62、检测到对第一控件的第一操作。
其中,对第一控件和第一操作的描述与上述S11、S12中的描述相同,在此不再赘述。
S63、响应于第一操作,利用多光谱传感器,获取第一初始图像和第二初始图像,其中,第一初始图像和第二初始图像分别包含的通道信号不同。
其中,对第一初始图像和第二初始图像的描述与上述S23中的描述相同,在此不再赘述。第一初始图像和第二初始图像仅为本申请实施例提供的一种示例。
S64、在第二图像信号处理器(如图15中所示的ISP2)中,对第一初始图像进行第一前端处理,得到位于RAW域的第一前端处理图像;在第三图像信号处理器(如图15中所示的ISP3)中,对第二初始图像进行第二前端处理,得到位于RAW域的第二前端处理图像。
其中,对第一前端处理图像和第二前端处理图像的描述与上述S24中的描述相同,在此不再赘述。
S65、在第二图像信号处理器ISP2中,对第一前端处理图像进行颜色校正,得到位于RGB域的第一校正图像并输出;以及在第三图像信号处理器ISP3中,对第二前端处理图像进行颜色校正,得到位于RGB域的第二校正图像并输出。
其中,对颜色校正的描述,与对图9中的颜色校正的描述相同,在此不再赘述。
S66、对位于RGB域的第一校正图像和位于RGB域的第二校正图像进行第二融合处理,得到位于RGB域的第二融合图像。
第二融合图像也位于RGB域,因此,可以得知第二融合处理为实际上为RGB域的融合处理。通过将包含不同通道信号的RAW图,转换至相同标准的RGB域进行融合,有利于在相同颜色空间对图像进行处理,得到该RGB颜色空间的最优效果。
S67、在第一图像信号处理器ISP1中,对于RGB域的第二融合图像进行第二后端处理,得到位于YUV域的目标图像。
其中,对第二后端处理的描述与上述S37中的描述相同,在此不再赘述。
应理解,第二融合处理和第二后端处理可以在第二图像信号处理器ISP2中进行,也可以在第三图像信号处理器ISP3中进行,当然,还可以在其他图像信号处理器中进行,本申请实施例对此不进行任何限制。
还应理解,目标图像,可以被作为拍摄图像在电子设备100的界面上进行显示,或者,仅进行存储,具体可以根据需要进行设置,本申请实施例对此不进行任何限制。
在该实施例中,基于包含通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像,在不同图像信号处理器中,先各自经过前端处理和颜色校正;然后,再将从不同图像信号处理器输出的校正图像进行RGB域的融合;接着,对融合后第二融合图像进行第二后端处理,使其从RGB域转换至YUV域。由于在RGB域融合之前,初始图像各自包含的通道信号不同且进行了一系列处理和颜色校正,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
还应理解,上述过程仅为一种示例,具体可以根据需要进行顺序上的调整,当然,还可以增加或减少步骤,本申请实施例对此不进行任何限制。
实施例3c
图16示出了本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。如图16所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法7,该图像处理方法7包括以下S71至S76。
S71、显示预览界面,预览界面包括第一控件。
S72、检测到对第一控件的第一操作。
其中,对第一控件和第一操作的描述与上述S11、S12中的描述相同,在此不再赘述。
S73、响应于第一操作,利用多光谱传感器,获取第一初始图像和第二初始图像,其中,第一初始图像和第二初始图像分别包含的通道信号不同。
其中,对第一初始图像和第二初始图像的描述与上述S23中的描述相同,在此不再赘述。第一初始图像和第二初始图像仅为本申请实施例提供的一种示例。
S74、在第二图像信号处理器(如图16中所示的ISP2)中,对第一初始图像进行第一前端处理,得到位于RAW域的第一前端处理图像;在第三图像信号处理器(如图16中所示的ISP3)中,对第二初始图像进行第二前端处理,得到位于RAW域的第二前端处理图像。
其中,对第一前端处理图像和第二前端处理图像的描述与上述S24中的描述相同,在此不再赘述。
S75、在第二图像信号处理器ISP2中,对第一前端处理图像进行第一中间处理,得到位于YUV域的第一中间处理图像并输出;以及在第三图像信号处理器ISP3中,对第二前端处理图像进行第二中间处理,得到位于YUV域的第二中间处理图像并输出。
其中,对第一中间处理和第二中间处理的描述与上述S45中的描述相同,在此不再赘述。
S76、对位于YUV域的第一中间处理图像和位于YUV域的第二中间处理图像进行第三融合处理,得到位于YUV域的第三融合图像,第三融合图像也就是目标图像。
第三融合图像也位于YUV域,因此,可以得知第三融合处理为实际上为YUV域的融合处理。在YUV域进行融合处理,数据量小,处理速度更快。
应理解,第三融合处理可以在第二图像信号处理器ISP2中进行,也可以在第三图像信号处理器ISP3中进行,当然,还可以在其他图像信号处理器中进行,本申请实施例对此不进行任何限制。
还应理解,目标图像,也即第三融合图像可以被作为拍摄图像在电子设备100的界面上进行显示,或者,仅进行存储,具体可以根据需要进行设置,本申请实施例对此不进行任何限制。
在该实施例中,基于包含通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像,在不同图像信号处理器中,先各自经过前端处理和中间处理,转换成位于YUV域的中间处理图像;然后,再将从不同图像信号处理器输出的中间处理图像进行YUV域的融合,得到位于YUV域的目标图像。由于在YUV域融合之前,初始图像各自包含的通道信号不同且进行了一系列处理和颜色校正,从而实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
还应理解,上述过程仅为一种示例,具体可以根据需要进行顺序上的调整,当然,还可以增加或减少步骤,本申请实施例对此不进行任何限制。
实施例4a
结合上述实施例3a,本申请还提供了另一种图像处理方法的流程示意图。如图17所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法8。
在该图像处理方法8中,除了S53,其他处理步骤均与图14所示的图像处理方法5中的步骤相同,在此不再进行赘述。
在该图像处理方法8中,S53包括以下S531和S532:
S531、响应于第一操作,利用多光谱传感器,获取待预处理图像。
S532、对待预处理图像进行预处理,得到第一初始图像和第二初始图像。该预处理用于转换待预处理图像包含的通道信号。
应理解,该待预处理图像包含多个通道信号,该通道信号的数量大于或等于第一初始图像和第二初始图像的通道信号的总和。
其中,对第一初始图像和第二初始图像的描述与上述S23中的描述相同,在此不再赘述。此处以待预处理图像包含的通道信号等于第一初始图像和第二初始图像的总和为例,当第一初始图像包含红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号,第二初始图像包含青色通道信号、品红色通道信号和黄色通道信号时,该多光谱传感器获取的待预处理图像至少包括6种不同颜色的通道信号,分别为红色通道信号、绿色通道信号、蓝色通道信号、青色通道信号、品红色通道信号和黄色通道信号。应理解,上述仅为一种示例。
可选地,预处理可以为:水平方向binning、垂直方向binning、v2h2binning,或者remosaic。
应理解,binning指的是将拜耳格式阵列中相邻像素感应的电荷加在一起,以一个像素的模式输出。例如,水平方向binning指的是将相邻的行的电荷加在一起输出;垂直方向binning指的是将相邻的列的电荷加在一起输出;v2h2binning指的是水平方向和垂直方向同时都进行相加,这样可以将2×2分布的像素合成1×1,由此图像的长宽均缩短为原来的一半,输出分辨率降低为原本的四分之一。
应理解,remosaic也指的是将四个像素合并为一个像素,但与v2h2binning不同的是,remosaic指的是将Quadra CFA(Quadra Color Filter array)格式中的四个像素合并为一个像素。此时,待预处理图像的格式为Quadra CFA,该格式的待预处理图像中相邻的四个像素实际上对应同一种颜色的通道信号,基于此,经过remosaic处理之后,可以还原出拜耳格式图像。
当然,预处理还可以为其他方式,本申请实施例对此不进行任何限制。
应理解,预处理可以在第二图像信号处理器ISP2中进行,也可以在第三图像信号处理器ISP3中进行,当然,还可以在其他图像信号处理器中进行,本申请实施例对此不进行任何限制。
此外,后续对第一初始图像进行第一前端处理可以在第二图像信号处理器ISP2中进行,对第二初始图像进行第二前端处理可以在第三图像信号处理器ISP3中进行,或者,对第一初始图像进行第一前端处理,对第二初始图像进行第二前端处理也可以一个图像信号处理器中进行,本申请实施例对此不进行任何限制。
在该实施例中,多光谱传感器可以仅用于获取一帧包含通道信号比较多的预处理图像,通过对预处理图像进行预处理,也即进行拆分,从而拆分出包含不同通道信号的第一初始图像和第二初始图像;然后,再基于包含通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像,在不同图像信号处理器中,先各自进行前端处理;再将从不同图像信号处理器输出的前端处理图像进行RAW域的融合;接着,对融合后的第一融合图像进行第一后端处理,使其从RAW域转换至YUV域。由于在RAW域进行融合之前,初始图像包含的通道信号不同且各自进行了一系列处理,并且在RAW域融合保留了更多的细节,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
实施例4b
结合上述实施例3b,本申请还提供了另一种图像处理方法的流程示意图。如图18所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法9。
在该图像处理方法9中,除了S63,其他处理步骤均与图15所示的图像处理方法6中的步骤相同,在此不再进行赘述。
在该图像处理方法9中,S63可以包括以下S631和S632:
S631、响应于第一操作,利用多光谱传感器,获取待预处理图像。
S632、对待预处理图像进行预处理,得到第一初始图像和第二初始图像。该预处理用于转换待预处理图像包含的通道信号。
应理解,该待预处理图像包含多个通道信号。该通道信号的数量大于或等于第一初始图像和第二初始图像的通道信号的总和。
其中,对第一初始图像和第二初始图像的描述与上述S24中的描述相同,在此不再赘述。此处以待预处理图像包含的通道信号等于第一初始图像和第二初始图像的总和为例,当第一初始图像包含红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号,第二初始图像包含青色通道信号、品红色通道信号和黄色通道信号时,该多光谱传感器获取的待预处理图像至少包括6种不同颜色的通道信号,分别为红色通道信号、绿色通道信号、蓝色通道信号、青色通道信号、品红色通道信号和黄色通道信号。应理解,上述仅为一种示例。
对预处理的描述与上述实施例4a中的描述相同,在此不再赘述。
应理解,预处理可以在第二图像信号处理器ISP2中进行,也可以在第三图像信号处理器ISP3中进行,当然,还可以在其他图像信号处理器中进行,本申请实施例对此不进行任何限制。
此外,后续对第一初始图像进行第一前端处理和颜色校正可以在第二图像信号处理器ISP2中进行,对第二初始图像进行第二前端处理和颜色校正可以在第三图像信号处理器ISP3中进行,或者,对第一初始图像进行第一前端处理和颜色校正,对第二初始图像进行第二前端处理和颜色校正也可以一个图像信号处理器中进行,本申请实施例对此不进行任何限制。
在该实施例中,多光谱传感器可以仅用于获取一帧包含通道信号比较多的预处理图像,通过对预处理图像进行预处理,也即进行拆分,从而拆分出包含不同通道信号的第一初始图像和第二初始图像;然后,在不同图像信号处理器中,先各自经过前端处理和颜色校正;再将从不同图像信号处理器输出的校正图像进行RGB域的融合;接着,对融合后第二融合图像进行第二后端处理,使其从RGB域转换至YUV域。由于在RGB域融合之前,初始图像各自包含的通道信号不同且进行了一系列处理和颜色校正,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
实施例4c
结合上述实施例3c,本申请还提供了另一种图像处理方法的流程示意图。如图19所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法10。
在该图像处理方法10中,除了S73,其他处理步骤均与图16所示的图像处理方法7中的步骤相同,在此不再进行赘述。
在该图像处理方法10中,S73可以包括以下S731和S732:
S731、响应于第一操作,利用多光谱传感器,获取待预处理图像。
S732、对待预处理图像进行预处理,得到第一初始图像和第二初始图像。该预处理用于转换待预处理图像包含的通道信号。
应理解,该待预处理图像包含多个通道信号。该通道信号的数量大于或等于第一初始图像和第二初始图像的通道信号的总和。
其中,对第一初始图像和第二初始图像的描述与上述S24中的描述相同,在此不再赘述。此处以待预处理图像包含的通道信号等于第一初始图像和第二初始图像的总和为例,当第一初始图像包含红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号,第二初始图像包含青色通道信号、品红色通道信号和黄色通道信号时,该多光谱传感器获取的待预处理图像至少包括6种不同颜色的通道信号,分别为红色通道信号、绿色通道信号、蓝色通道信号、青色通道信号、品红色通道信号和黄色通道信号。应理解,上述仅为一种示例。
对预处理的描述与上述实施例4a中的描述相同,在此不再赘述。
此外,后续对第一初始图像进行第一前端处理和第一中间处理可以在第二图像信号处理器ISP2中进行,对第二初始图像进行第二前端处理和第二中间处理可以在第三图像信号处理器ISP3中进行,或者,对第一初始图像进行第一前端处理和第一中间处理,对第二初始图像进行第二前端处理和第二中间处理也可以一个图像信号处理器中进行,本申请实施例对此不进行任何限制。
在该实施例中,多光谱传感器可以仅用于获取一帧包含通道信号比较多的预处理图像,通过对预处理图像进行预处理,也即进行拆分,从而拆分出包含不同通道信号的第一初始图像和第二初始图像;然后,在不同图像信号处理器中,先各自经过前端处理和中间处理,转换成位于YUV域的中间处理图像;然后,再将从不同图像信号处理器输出的中间处理图像进行YUV域的融合,得到位于YUV域的目标图像。由于在YUV域融合之前,初始图像各自包含的通道信号不同且进行了一系列处理和颜色校正,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。
实施例5
图20示出了本申请实施例提供的又一种图像处理方法的流程示意图。如图20所示,本申请实施例提供了一种图像处理方法11,该图像处理方法11包括以下S111至S116。
S111、显示预览界面,预览界面包括第一控件。
S112、检测到对第一控件的第一操作。
第一控件和第一操作的描述与上述S11、S12中的描述相同,在此不再赘述。
S113、响应于第一操作,利用多光谱传感器中的有效像素区,获取第一初始图像和第二初始图像,其中,第一初始图像和第二初始图像分别包含的通道信号不同。
应理解,一般传感器会包含有一行或者几行不参与感光的像素,为了避免影响后续颜色还原的效果,可以将其排除,仅利用多光谱传感器中可以感光的有效像素区中的有效像素,来获取图像信号。其中,有效像素,即为多光谱传感器中可以感光的像素,有效像素区即为多光谱传感器中全部有效像素组成的区域。
其中,对第一初始图像和第二初始图像的描述与上述S23中的描述相同,在此不再赘述。第一初始图像和第二初始图像仅为本申请实施例提供的一种示例。
S114、在多光谱传感器中,对第一初始图像进行第一前端处理,得到位于RAW域的第一前端处理图像;并在多光谱传感器中,对第二初始图像进行第二前端处理,得到位于RAW域的第二前端处理图像。
其中,对第一前端处理图像和第二前端处理图像的描述与上述S24中的描述相同,在此不再赘述。
S115、在多光谱传感器中,将第一前端处理图像和第二前端处理图像进行第一融合处理,得到位于RAW域的第一融合图像并输出。
第一融合处理为实际上为RAW域的融合处理。
应理解,第一融合图像位于RAW域,第一融合图像从多光谱传感器输出后,相对于其他ISP来说,也可以称为第三初始图像。
S116、对位于RAW域的第一融合图像进行第一后端处理,得到位于YUV域的目标图像。
其中,对第一后端处理的描述与上述S26中的描述相同,在此不再赘述。
应理解,第一后端处理可以在第四图像信号处理器ISP4中进行。
应理解,在多光谱传感器中进行第一前端处理和第二前端处理,以及进行第一融合处理,可以降低后续处理的计算量。例如,当第一后端处理在ISP4中进行时,若此前的第一前端处理和第二前端处理,以及进行第一融合处理均在多光谱传感器中已经进行了处理,则可以降低后续ISP4的计算量,进而降低功耗。
还应理解,目标图像,可以被作为拍摄图像在电子设备100的界面上进行显示,或者,仅进行存储,具体可以根据需要进行设置,本申请实施例对此不进行任何限制。
在该实施例中,在多光谱传感器中,基于有效像素区,确定包含通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像;继续在多光谱传感器中,对第一初始图像和第二初始图像先各自进行前端处理,然后,再将前端处理后的图像进行RAW域的融合并输出;接着,对融合后的第一融合图像进行第一后端处理,使其从RAW域转换至YUV域。由于在多光谱传感器中对包含不同通道信号的初始图像进行了一系列处理和融合,从而可以实现图像色彩的最大还原和信噪比的最佳表现。此外,还可以降低后续处理的计算量,进而降低功耗。
还应理解,上述过程仅为一种示例,具体可以根据需要进行顺序上的调整,当然,还可以增加或减少步骤,本申请实施例对此不进行任何限制。
结合上述实施例1至实施例5,在进行第一融合处理、第二融合处理或第三融合处理时,为了达到更好的融合效果,本申请的各个实施例还可以包括以下内容:
例如,在图像处理方法2中,当所述多帧初始图像包括通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像时,针对第一初始图像进行第一前端处理后的第一前端处理图像,以及第二初始图像进行第二前端处理后的第二前端处理图像,利用以下公式(1)进行融合:
I_f(i,j)=W_ij×I_c(i,j)+(1-W_ij)×I_r(i,j) (1)
其中,(i,j)为图像中的像素坐标;I_c(i,j)为第一初始图像对应的第一前端处理图像,I_r(i,j)为第二初始图像对应的第二前端处理图像,W_ij为第一初始图像对应的第一前端处理图像所分配的权重,1-W_ij为第二初始图像对应的第二前端处理图像所分配的权重,I_f(i,j)为融合后的图像,也即第一融合图像。
这样,利用上述公式,将第一前端处理图像和第二前端处理图像中对应同一位置的像素两两进行融合,即可得到第一融合图像中全部像素的内容。
在此基础上,为了进一步提高融合效果,可以将权重W_ij进一步细化,例如,权重W_ij可以包括光照强度权重、色温权重和场景类型权重。
可选地,可以利用以下公式(2),确定权重W_ij:
W_ij=Wa_ij×para1+Wb_ij×para2+Wc_ij×para3 (2)
其中,Wa_ij为光照强度权重,Wa_ij=E/E_standard,E为拍摄环境中的照度,E_standard为预设的标准照度;Wb_ij为色温权重,Wb_ij=T/T_standard,T为拍摄环境中的色温,T_standard为预设的标准色温;Wc_ij为场景类型权重,不同场景类型对应的场景类型权重的大小不同,场景类型包括:人像、风景中的至少一项;para1、para2和para3为预设参数。
应理解,拍摄环境中的照度E可以通过自动曝光的统计值(auto exposure value,AE)进行换算。标准照度E_standard可以根据需要进行预设。例如,标准照度可以在电子设备出厂之前通过烧录的方式固化在OTP(one time programmable)存储器中。
拍摄环境中的色温T可以通过色温估计算法确定或者可以通过多光谱色温传感器采集得到。标准色温T_standard可以根据需要进行预设,例如,可以设定为5000K。
应理解,场景类型的种类可以根据需要进行设定,不同场景类型对应的场景类型权重也可以根据需要进行预设和更改,本申请实施例对此不进行任何限制。例如,当场景类型为人像时,可以定义对应的场景类型权重值小一些,以此来改善色相偏差。当场景类型为风景时,可以定义对应的场景类型权重值大一些,以此来提升信噪比。
应理解,上述光强照度权重、色温权重、以及场景类型权重三个权重可以均为全局操作的系数,此时,针对每个像素,由于三个权重分别保持一致,从而实现全局操作。
当然,也可以将图像分割区域之后,给不同区域分配不同大小的光强照度权重、色温权重或场景类型权重,以实现局部操作。其中,分割方法可以根据需要进行选择,本申请实施例对此不进行任何限制。例如,可以从被处理的图像中以方框、圆、椭圆、不规则多边形等方式勾勒出需要处理的区域,将其作为感兴趣区域(region of interest,ROI),然后针对感兴趣区域和非感兴趣区域分配不同大小的权重。
此外,针对场景类型权重,当场景类型为HDR时,由于图像内容差异比较大,可以针对每个像素或分区域设定不同的场景类型权重值,以实现精细化调节。
其中,HDR对应的场景类型权重可以通过以下公式(3)进行确定:
Wc_ij=(GA_standard-GA_ij)/GA_standard (3)
其中,GA_ij是指像素坐标为(i,j)的像素对应的灰度值,GA_standard为预设的标准灰度值。
应理解,如果进行的是RAW域融合,说明融合的两帧图像均位于RAW域,此时每个像素对应的Y值即为灰度值。如果进行的是YUV域融合,说明进行融合的两帧图像均位于YUV域,此时每个像素对应的Y值为灰度值。如果进行是RGB域的融合,说明进行融合的两帧图像均位于RGB域,此时,每个像素对应的Y值可以根据对应的三基色像素值进行确定。
示例性一,当场景类型为HDR模式时,可以确定每个像素对应的灰度值,然后利用上述公式(3)确定出对应的场景类型权重,然后,带入到上述公式(2)中,确定出每个像素对应的权重W_ij。
示例性二,当场景类型为HDR模式时,可以利用分割方法先划分出感兴趣区域和非感兴趣区域,然后,针对每个区域,可以通过上述公式(3)确定出每个像素对应的场景类型权重,然后,通过求平均值或其他方式确定出该区域对应的场景类型权重,再通过加权的方式或其他方式确定出整张图像的场景类型权重。
应理解,上述仅为几种确定权重的示例,具体可以根据需要进行设计和调整,本申请实施例对此不进行任何限制。
上述对本申请实施例提供的图像处理方法进行了详细介绍,下面结合电子设备的显示界面介绍一下用户如何启用本申请实施例提供的图像处理方法。
图21为本申请实施例提供的一种电子设备的显示界面的示意图。
示例性的,响应于用户的点击操作,当电子设备100运行相机应用时,电子设备100显示如图21中的(a)所示的拍摄界面。用户可以在该界面上进行滑动操作,使得拍摄键11指示拍摄选项“更多”上。
响应于用户针对拍摄选项“更多”的点击操作,电子设备100显示如图21中的(b)所示的拍摄界面,在该界面上显示有多个拍摄模式选项,例如:专业模式、全景模式、HDR模式、延时摄影模式、水印模式、色彩还原模式等。应理解,上述拍摄模式选项仅为示例,具体可以根据需要进行设定和修改,本申请实施例对此不进行任何限制。
响应于用户针对“色彩还原”模式的点击操作,电子设备100可以在拍摄启用本申请实施例提供的图像处理方法相关的程序。
图22为本申请实施例提供的另一种电子设备的显示界面的示意图。
示例性的,响应于用户的点击操作,当电子设备100运行相机应用时,电子设备100显示如图22中的(a)所示的拍摄界面,在该拍摄界面的右上角显示有“设置”按钮。用户可以在该界面上点击“设置”按钮,进入设置界面进行相关功能的设置。
响应于用户针对“设置”按钮的点击操作,电子设备100显示如图22中的(b)所示的设置界面,在该界面上显示有多个功能,例如,照片比例用于实现拍照模式下对照片比例的设定,声控拍照用于实现拍照模式下是否通过声音进行触发的设定,视频分辨率用于实现对视频分辨率的调整,视频帧率用于实现对视频帧率的调整,此外还有通用的参考线、水平仪、色彩还原等。
响应于用户针对“色彩还原”对应的开关按钮的拖动操作,电子设备100可以在拍摄时启用本申请实施例提供的图像处理方法相关的程序。
应理解,上述仅为用户从电子设备的显示界面启用本申请实施例提供的图像处理方法的两种示例,当然也可以通过其他方式来启用本申请实施例提供的图像处理方法,或者,也可以在拍摄过程默认直接使用本申请实施例提供的图像处理方法,本申请实施例对此不进行任何限制。
结合上述实施例,图23为本申请实施例提供的一种色彩还原误差示意图。横轴表示不同的色温光源,纵轴表示色彩还原误差(Delta_E)。
如图23所示,在大多数色温光源(例如D65/D50/CWF/A/Tungsten)的照射下,利用本申请实施例提供的图像处理方法处理后,获取的目标图像的色彩还原误差更小,色彩还原更准确。
比如,在色温光源D65下,第一初始图像单独对应的成像(如mean-A)的色彩还原误差值为7.5,第二初始图像单独对应的成像(如mean-B)的色彩还原误差值为4,而利用本申请实施例提供的图像处理方法处理后,获取的目标图像(如mean-ABfusion)的色彩还原误差值为3,相对于其他两者来说,本申请获取的图像的色彩还原误最小,色彩还原效果最好。
图24为本申请实施例提供的一种在色温光源D65下关于信噪比的示意图。横轴表示照度(lux),纵轴为信噪比(SNR)。
如图24所示,在色温光源D65下,直方图中的每组数据代表不同照度下图像对应的信噪比大小,其中,每组数据均包含第一初始图像(如A)对应的信噪比、第二初始图像(如B)对应的信噪比以及融合后的目标图像(如AB Fusion)对应的信噪比。由图可知,相对于单独的初始图像,利用本申请实施例提供图像处理方法获取的融合后的目标图像的信噪比相对要高一些,说明其信噪比表现相对要好一些。
例如,在照度为300时,第一初始图像和第二初始图像对应的信噪比均近似为38,而融合后的目标图像的信噪比近似为45,信噪比得以提升,说明利用本申请实施例提供图像处理方法可以有效改善图像的信噪比表现。
上文结合图1至图24详细描述了本申请实施例提供的图像处理方法以及相关的显示界面和效果图;下面将结合图25至图28详细描述本申请实施例提供的电子设备、装置和芯片。应理解,本申请实施例中的电子设备、装置和芯片可以执行前述本申请实施例的各种图像处理方法,即以下各种产品的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程。
图25示出了一种适用于本申请的电子设备的硬件系统。电子设备100可用于实现上述方法实施例中描述的图像处理方法。
电子设备100可以是手机、智慧屏、平板电脑、可穿戴电子设备、车载电子设备、增强现实(augmented reality,AR)设备、虚拟现实(virtual reality,VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、投影仪等等,本申请实施例对电子设备100的具体类型不作任何限制。
电子设备100可以包括处理器110,外部存储器接口120,内部存储器121,通用串行总线(universal serial bus,USB)接口130,充电管理模块140,电源管理模块141,电池142,天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,传感器模块180,按键190,马达191,指示器192,摄像头193,显示屏194,以及用户标识模块(subscriber identification module,SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A,陀螺仪传感器180B,气压传感器180C,磁传感器180D,加速度传感器180E,距离传感器180F,接近光传感器180G,指纹传感器180H,温度传感器180J,触摸传感器180K,环境光传感器180L,骨传导传感器180M等。
需要说明的是,图25所示的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100可以包括比图25所示的部件更多或更少的部件,或者,电子设备100可以包括图25所示的部件中某些部件的组合,或者,电子设备100可以包括图25所示的部件中某些部件的子部件。图25示的部件可以以硬件、软件、或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元。例如,处理器110可以包括以下处理单元中的至少一个:应用处理器(application processor,AP)、调制解调处理器、图形处理器(graphics processing unit,GPU)、图像信号处理器(image signal processor,ISP)、控制器、视频编解码器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、基带处理器、神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以是集成的器件。
其中,控制器可以是电子设备100的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
处理器110中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器110的等待时间,因而提高了系统的效率。
在本申请实施例中,处理器110可以执行显示预览界面,预览界面包括第一控件;检测到对第一控件的第一操作;响应于第一操作,获取多帧初始图像,多帧初始图像包含的通道信号不同;分别对多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,得到对应的处理图像;将多帧处理图像进行融合,得到目标图像。
图25所示的各模块间的连接关系只是示意性说明,并不构成对电子设备100的各模块间的连接关系的限定。可选地,电子设备100的各模块也可以采用上述实施例中多种连接方式的组合。
电子设备100的无线通信功能可以通过天线1、天线2、移动通信模块150、无线通信模块160、调制解调处理器以及基带处理器等器件实现。
天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。例如:可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中,天线可以和调谐开关结合使用。
电子设备100可以通过GPU、显示屏194以及应用处理器实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器,连接显示屏194和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个GPU,其执行程序指令以生成或改变显示信息。
显示屏194可以用于显示图像或视频。
电子设备100可以通过ISP、摄像头193、视频编解码器、GPU、显示屏194以及应用处理器等实现拍摄功能。
ISP用于处理摄像头193反馈的数据。例如,拍照时,打开快门,光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上,光信号转换为电信号,摄像头感光元件将所述电信号传递给ISP处理,转化为肉眼可见的图像。ISP可以对图像的噪点、亮度和色彩进行算法优化,ISP还可以优化拍摄场景的曝光和色温等参数。在一些实施例中,ISP可以设置在摄像头193中。
摄像头193用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号,之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的红绿蓝(red green blue,RGB),YUV等格式的图像信号。在一些实施例中,电子设备100可以包括1个或N个摄像头193,N为大于1的正整数。
数字信号处理器用于处理数字信号,除了可以处理数字图像信号,还可以处理其他数字信号。例如,当电子设备100在频点选择时,数字信号处理器用于对频点能量进行傅里叶变换等。
视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩。电子设备100可以支持一种或多种视频编解码器。这样,电子设备100可以播放或录制多种编码格式的视频,例如:动态图像专家组(moving picture experts group,MPEG)1、MPEG2、MPEG3和MPEG4。
上文详细描述了电子设备100的硬件系统,下面介绍电子设备100的软件系统。
图26是本申请实施例提供的电子设备的软件系统的示意图。
如图26所示,系统架构中可以包括应用层210、应用框架层220、硬件抽象层230、驱动层240以及硬件层250。
应用层210可以包括相机应用程序或者其他应用程序,其他应用程序包括但不限于:相机、图库等应用程序。
应用框架层220可以向应用层的应用程序提供应用程序编程接口(applicationprogramming interface,API)和编程框架;应用框架层可以包括一些预定义的函数。
例如,应用框架层220可以包括相机访问接口;相机访问接口中可以包括相机管理与相机设备;其中,相机管理可以用于提供管理相机的访问接口;相机设备可以用于提供访问相机的接口。
硬件抽象层230用于将硬件抽象化。比如,硬件抽象层可以包相机抽象层以及其他硬件设备抽象层;相机硬件抽象层可以调用相机算法库中的相机算法。
例如,硬件抽象层230中包括相机硬件抽象层2301与相机算法库;相机算法库中可以包括软件算法;比如,算法1、算法2等可以是用于图像处理的软件算法。
驱动层240用于为不同硬件设备提供驱动。例如,驱动层可以包括相机设备驱动、数字信号处理器驱动和图形处理器驱动。
硬件层250可以包括多个图像传感器(sensor)、多个图像信号处理器、数字信号处理器、图形处理器以及其他硬件设备。
例如,硬件层250包括传感器和图像信号处理器;传感器中可以包括传感器1、传感器2、深度传感器(time of flight,TOF)、多光谱传感器等。图像信号处理器中可以包括图像信号处理器1、图像信号处理器2等。
在本申请中,通过调用硬件抽象层230中的硬件抽象层接口,可以实现硬件抽象层230上方的应用程序层210、应用程序框架层220与下方的驱动层240、硬件层250的连接,实现摄像头数据传输及功能控制。
其中,在硬件抽象层230中的摄像头硬件接口层中,厂商可以根据需求在此定制功能。摄像头硬件接口层相比硬件抽象层接口,更加高效、灵活、低延迟,也能更加丰富的调用ISP和GPU,来实现图像处理。其中,输入硬件抽象层230中的的图像可以来自图像传感器,也可以来自存储的图片。
硬件抽象层230中的调度层,包含了通用功能性接口,用于实现管理和控制。
硬件抽象层230中的摄像头服务层,用于访问ISP和其他硬件的接口。
下面结合捕获拍照场景,示例性说明电子设备100软件以及硬件的工作流程。
应用程序层中的相机应用可以以图标的方式显示在电子设备100的屏幕上。当相机应用的图标被用户点击以进行触发时,电子设备100开始运行相机应用。当相机应用运行在电子设备100上时,相机应用调用应用程序框架层210中的相机应用对应的接口,然后,通过调用硬件抽象层230启动摄像头驱动,开启电子设备100上的包含多光谱传感器的摄像头193,并通过多光谱传感器采集通道不同的多帧初始图像。此时,多光谱传感器可按一定工作频率进行采集,并将采集的图像在多光谱传感器内部或传输至1路或多路图像信号处理器中进行处理,然后,再将处理后的目标图像进行保存和/或传输至显示屏进行显示。
下面介绍本申请实施例提供的一种用于实现上述图像处理方法的图像处理装置300。图27是本申请实施例提供的图像处理装置300的示意图。
如图27所示,图像处理装置300包括显示单元310、获取单元320和处理单元330。
其中,显示单元310用于显示预览界面,预览界面包括第一控件。
获取单元320用于检测到对第一控件的第一操作。
处理单元330用于响应于第一操作,获取多帧初始图像,多帧初始图像包含的通道信号不同。
处理单元330还用于分别对多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,得到对应的处理图像;将多帧处理图像进行融合,得到目标图像。
需要说明的是,上述图像处理装置300以功能单元的形式体现。这里的术语“单元”可以通过软件和/或硬件形式实现,对此不作具体限定。
例如,“单元”可以是实现上述功能的软件程序、硬件电路或二者结合。所述硬件电路可能包括应用特有集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、电子电路、用于执行一个或多个软件或固件程序的处理器(例如共享处理器、专有处理器或组处理器等)和存储器、合并逻辑电路和/或其它支持所描述的功能的合适组件。
因此,在本申请的实施例中描述的各示例的单元,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令;当所述计算机可读存储介质在图像处理装置300上运行时,使得该图像处理装置300执行前述所示的图像处理方法。
所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriberline,DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带),光介质、或者半导体介质(例如固态硬盘(solidstate disk,SSD))等。
本申请实施例还提供了一种包含计算机指令的计算机程序产品,当其在图像处理装置300上运行时,使得图像处理装置300可以执行前述所示的图像处理方法。
图28为本申请实施例提供的一种芯片的结构示意图。图28所示的芯片可以为通用处理器,也可以为专用处理器。该芯片包括处理器401。其中,处理器401用于支持图像处理装置300执行前述所示的技术方案。
可选的,该芯片还包括收发器402,收发器402用于接受处理器401的控制,用于支持图像处理装置300执行前述所示的技术方案。
可选的,图28所示的芯片还可以包括:存储介质403。
需要说明的是,图28所示的芯片可以使用下述电路或者器件来实现:一个或多个现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)、可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)、控制器、状态机、门逻辑、分立硬件部件、任何其他适合的电路、或者能够执行本申请通篇所描述的各种功能的电路的任意组合。
上述本申请实施例提供的电子设备、图像处理装置300、计算机存储介质、计算机程序产品、芯片均用于执行上文所提供的方法,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的方法对应的有益效果,在此不再赘述。
应理解,上述只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例,而非要限制本申请实施例的范围。本领域技术人员根据所给出的上述示例,显然可以进行各种等价的修改或变化,例如,上述检测方法的各个实施例中某些步骤可以是不必须的,或者可以新加入某些步骤等。或者上述任意两种或者任意多种实施例的组合。这样的修改、变化或者组合后的方案也落入本申请实施例的范围内。
还应理解,上文对本申请实施例的描述着重于强调各个实施例之间的不同之处,未提到的相同或相似之处可以互相参考,为了简洁,这里不再赘述。
还应理解,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解,本申请实施例中,“预先设定”、“预先定义”可以通过在设备(例如,包括电子设备)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现,本申请对于其具体的实现方式不做限定。
还应理解,本申请实施例中的方式、情况、类别以及实施例的划分仅是为了描述的方便,不应构成特别的限定,各种方式、类别、情况以及实施例中的特征在不矛盾的情况下可以相结合。
还应理解,在本申请的各个实施例中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
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 (19)
1.一种图像处理方法,其特征在于,应用于包括多光谱传感器的电子设备,所述方法包括:
显示预览界面,所述预览界面包括第一控件;
检测到对所述第一控件的第一操作;
响应于所述第一操作,获取多帧初始图像,所述多帧初始图像包含的通道信号不同;
分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,得到各自对应的处理图像;
将多帧所述处理图像进行融合,得到目标图像。
2.根据权利要求1所述的图像处理方法,其特征在于,
所述分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,包括:
分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行前端处理,得到位于RAW域的前端处理图像;
所述将多帧所述处理图像进行融合,得到目标图像,包括:
将所述前端处理图像进行RAW域融合处理,得到位于RAW域的融合图像;
对所述位于RAW域的融合图像进行第一后端处理,得到位于YUV域的所述目标图像。
3.根据权利要求1所述的图像处理方法,其特征在于,
所述分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,包括:
分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行前端处理和颜色校正,得到位于RGB域的校正图像;所述颜色校正用于将图像从RAW域转换成RGB域;
所述将多帧所述处理图像进行融合,得到目标图像,包括:
将所述校正图像进行RGB域融合处理,得到位于RGB域的融合图像;
对所述位于RGB域的融合图像进行第二后端处理,得到位于YUV域的所述目标图像。
4.根据权利要求1所述的图像处理方法,其特征在于,
所述分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,包括:
分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行前端处理和第一后端处理,得到位于YUV域的中间处理图像;所述中间处理用于将图像从RGB域转换成YUV域;
所述将多帧所述处理图像进行融合,得到目标图像,包括:
将所述中间处理图像进行YUV域融合处理,得到位于YUV域的融合图像,所述融合图像为所述目标图像。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的图像处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
在同一图像信号处理器中,分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行处理,得到各自对应的处理图像,以及将多帧所述处理图像进行融合,得到所述目标图像。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的图像处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
在不同图像信号处理器中,分别对所述多帧初始图像中不同的初始图像进行处理,得到各自对应的处理图像。
7.根据权利要求6所述的图像处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
利用多光谱传感器,获取待预处理图像;
对所述待预处理图像进行预处理,得到所述多帧初始图像;所述预处理用于转换所述待预处理图像包含的通道信号。
8.根据权利要求2所述的图像处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
利用多光谱传感器,获取多个图像信号;
在所述多光谱传感器中,根据所述多个图像信号,确定所述多帧初始图像,以及分别对所述多帧初始图像中的每帧初始图像进行前端处理,得到所述位于RAW域的前端处理图像;
在所述多光谱传感器中,将所述前端处理图像进行RAW域融合处理,得到所述位于RAW域的融合图像。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的图像处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述多帧初始图像包括通道信号不同的第一初始图像和第二初始图像时,利用以下公式进行融合:
I_f(i,j)=W_ij×I_c(i,j)+(1-W_ij)×I_r(i,j)
其中,(i,j)为像素坐标;I_c(i,j)为所述第一初始图像对应的处理图像,I_r(i,j)为所述第二初始图像对应的处理图像,W_ij为所述第一初始图像对应的处理图像所分配的权重,1-W_ij为所述第二初始图像对应的处理图像所分配的权重,I_f(i,j)为融合后的图像。
10.根据权利要求9所述的图像处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
利用公式W_ij=Wa_ij×para1+Wb_ij×para2+Wc_ij×para3,确定W_ij;
其中,Wa_ij为光照强度权重,Wa_ij=E/E_standard,E为拍摄环境中的照度,E_standard为预设的标准照度;Wb_ij为色温权重,Wb_ij=T/T_standard,T为拍摄环境中的色温,T_standard为预设的标准色温;Wc_ij为场景类型权重,不同场景类型对应的所述场景类型权重的大小不同,所述场景类型包括:人像、风景中的至少一项;para1、para2和para3为预设参数。
11.根据权利要求10所述的图像处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述场景类型为HDR时,Wc_ij=(GA_standard-GA_ij)/GA_standard;
其中,GA_ij是指像素坐标为(i,j)的像素对应的灰度值,GA_standard为预设的标准灰度值。
12.根据权利要求2至4、8中任一项所述的图像处理方法,其特征在于,所述前端处理包括:动态坏点补偿、降噪、镜头阴影校正和宽动态范围调整中的至少一项。
13.根据权利要求2或4所述的图像处理方法,其特征在于,所述第一后端处理包括:颜色校正和RGB域转YUV域。
14.根据权利要求3所述的图像处理方法,其特征在于,所述第二后端处理包括:RGB域转YUV域。
15.根据权利要求13或14所述的图像处理方法,其特征在于,第一后端处理、第二后端处理均还包括:伽马校正和风格变换中的至少一项。
16.一种电子设备,其特征在于,包括多光谱传感器、处理器和存储器;
所述多光谱传感器,用于获取多帧初始图像,所述多帧初始图像包含的通道信号不同;
所述存储器,用于存储可在所述处理器上运行的计算机程序;
所述处理器,用于执行如权利要求1至15中任一项所述的图像处理方法。
17.一种芯片,其特征在于,包括:处理器,用于从存储器中调用并运行计算机程序,使得安装有所述芯片的设备执行如权利要求1至15中任一项所述的图像处理方法。
18.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令当被处理器执行时,使所述处理器执行如权利要求1至15中任一项所述的图像处理方法。
19.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序代码,当所述计算机程序代码被处理器执行时,使得处理器执行权利要求1至15中任一项所述的图像处理方法。
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