CN116095505A

CN116095505A - 信号处理方法、装置、电子设备及存储介质

Info

Publication number: CN116095505A
Application number: CN202111273158.2A
Authority: CN
Inventors: 黄臣; 冯天; 刘成涛
Original assignee: Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Current assignee: Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2023-05-09

Abstract

本公开涉及一种信号处理方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：获取所述电子设备在满足预设条件下拍摄的样本图像，其中，所述预设条件包括暗环境条件；根据所述样本图像，确定与所述样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数；根据所述黑电平偏移参数，对所述目标拍摄工况对应的待校正黑电平偏移参数进行校正，所述目标拍摄工况是根据所述样本拍摄工况确定的。无需在制造电子设备的过程中进行黑电平偏移参数的标定，降低电子设备的生产成本以及生产工时。

Description

信号处理方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本公开涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种信号处理方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

黑电平是指图像传感器在没有曝光时，自带的暗电流所输出的电平信号，这部分电平信号需要被预先减去，避免影响白平衡等后续图像处理算法而导致最终成像偏色。

相关技术中，需要在工厂生产包括图像传感器的电子设备时，对每一生产的电子设备进行黑电平校正处理。但是对于工厂来说，对每个生产的电子设备进行黑电平校正处理的方案所耗费的制造成本是难以接受的。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种信号处理方法、装置、电子设备及存储介质。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种信号处理方法，包括：

获取所述电子设备在满足预设条件下拍摄的样本图像，其中，所述预设条件包括暗环境条件；

根据所述样本图像，确定与所述样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数；

根据所述黑电平偏移参数，对所述目标拍摄工况对应的待校正黑电平偏移参数进行校正，所述目标拍摄工况是根据所述样本拍摄工况确定的。

可选地，所述方法还包括：

在所述电子设备的摄像头处于预设位姿状态的情况下，确定所述电子设备满足所述暗环境条件，所述电子设备的摄像头在所述预设位姿状态下所拍摄范围的平均照度小于预设照度阈值。

可选地，所述预设条件还包括设备状态条件，所述设备状态条件包括设备电池状态条件和设备运动状态条件中的至少之一，所述方法还包括以下至少一者：

在所述电子设备的电池电量大于预设电量阈值，和/或所述电子设备的电池处于充电状态的情况下，确定所述电子设备满足所述设备电池状态条件；

在所述电子设备处于静止状态的情况下，确定所述电子设备满足所述设备运动状态条件。

可选地，所述根据所述样本图像，确定与所述样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数，包括：

根据所述样本图像，将所述样本图像切分为多个子图像块，其中，相邻位置的子图像块之间具有重叠区域；

针对每一所述子图像块，根据该子图像块，确定与该子图像块在所述样本图像的拍摄工况下对应的黑电平偏移参数。

可选地，所述待校正黑电平偏移参数包括多个待校正黑电平子偏移参数，所述根据所述黑电平偏移参数，对所述目标拍摄工况对应的待校正黑电平偏移参数进行校正，包括：

根据每一所述子图像块的黑电平偏移参数，确定与该子图像块对应的待校正黑电平子偏移参数，并根据该子图像块的黑电平偏移参数，对该待校正黑电平子偏移参数进行校正。

对所述样本图像中像素的电平值进行向量化表示，得到所述样本图像的特征向量；

根据所述样本图像中所有像素的电平值，得到所述样本图像的电平均值；

根据所述特征向量和所述电平均值，得到所述样本图像的目标向量，其中，所述样本图像的黑电平偏移参数包括所述目标向量和所述电平均值。

可选地，所述方法还包括：

获取预设的过完备字典；

根据所述过完备字典和所述目标向量，确定所述目标向量的稀疏表示；

对所述样本图像的样本拍摄工况和所述样本图像的目标黑电平偏移参数进行关联存储，其中，所述目标黑电平偏移参数包括所述目标向量的稀疏表示和所述电平均值。

可选地，所述根据所述过完备字典和所述目标向量，确定所述目标向量的稀疏表示，包括：

执行至少一轮迭代处理，每轮所述迭代处理包括：获取当前轮的K个子字典、当前轮的残差，根据当前轮的K个子字典和所述目标向量确定当前轮的预测目标向量；

其中，当所述迭代处理是第一轮时，所述当前轮的残差为初始残差，所述当前轮的K个子字典是根据所述初始残差和所述过完备字典确定的；当所述迭代处理不是第一轮时，所述当前轮的残差为所述目标向量与前一轮的预测目标向量的差值，所述当前轮的K个子字典是根据该差值和所述过完备字典确定的；

在执行结果满足预设停止条件的情况下，根据最后一次得到的预测目标向量所对应的K个子字典和所述目标向量，确定该所述目标向量的稀疏表示。

可选地，所述过完备字典包括多个列向量，每一列向量表征一个子字典，所述获取当前轮的K个子字典，包括：

对所述当前轮的残差和所述过完备字典进行内积运算，得到每一所述列向量的内积值；

根据所有所述列向量的内积值，从所有所述列向量中选取内积值的绝对值位于前K个的列向量，并将该前K个的列向量作为所述当前轮的K个子字典。

可选地，所述方法还包括：

对所述样本图像进行暗状态检测，其中，所述暗状态用于表征所述样本图像的每个颜色通道的像素均值小于预设像素阈值；

在所述样本图像符合所述暗状态的情况下，执行所述根据所述样本图像，确定与所述样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数的步骤。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种信号处理装置，包括：

获取模块，被配置为获取所述电子设备在满足预设条件下拍摄的样本图像，其中，所述预设条件包括暗环境条件；

确定模块，被配置为根据所述样本图像，确定与所述样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数；

校正模块，用于根据所述黑电平偏移参数，对所述目标拍摄工况对应的待校正黑电平偏移参数进行校正，所述目标拍摄工况是根据所述样本拍摄工况确定的。

可选地，所述信号处理装置还包括：

暗环境确定模块，用于在所述电子设备的摄像头处于预设位姿状态的情况下，确定所述电子设备满足所述暗环境条件，所述电子设备的摄像头在所述预设位姿状态下所拍摄范围的照度小于预设照度阈值。

可选地，所述预设条件还包括设备状态条件，所述设备状态条件包括设备电池状态条件和设备运动状态条件中的至少之一，所述装置还包括以下至少一者：

电池状态确定模块，用于在所述电子设备的电池电量大于预设电量阈值，和/或所述电子设备的电池处于充电状态的情况下，确定所述电子设备满足所述设备电池状态条件；

运动状态确定模块，用于在所述电子设备处于静止状态的情况下，确定所述电子设备满足所述设备运动状态条件。

可选地，所述确定模块包括：

切分子模块，被配置为根据所述样本图像，将所述样本图像切分为多个子图像块，其中，相邻位置的子图像块之间具有重叠区域；

第一确定子模块，被配置为针对每一所述子图像块，根据该子图像块，确定与该子图像块在所述样本图像的拍摄工况下对应的黑电平偏移参数。

可选地，所述待校正黑电平偏移参数包括多个待校正黑电平子偏移参数，所述校正模块具体用于根据每一所述子图像块的黑电平偏移参数，确定与该子图像块对应的待校正黑电平子偏移参数，并根据该子图像块的黑电平偏移参数，对该待校正黑电平子偏移参数进行校正。

可选地，所述确定模块包括：

特征向量确定子模块，被配置为对所述样本图像中像素的电平值进行向量化表示，得到所述样本图像的特征向量；

电平均值确定子模块，被配置为根据所述样本图像中所有像素的电平值，得到所述样本图像的电平均值；

目标向量确定子模块，被配置为根据所述特征向量和所述电平均值，得到所述样本图像的目标向量，其中，所述样本图像的黑电平偏移参数包括所述目标向量和所述电平均值。

可选地，所述信号处理装置包括：

字典获取模块，被配置为获取预设的过完备字典；

稀疏表示确定模块，被配置为根据所述过完备字典和所述目标向量，确定所述目标向量的稀疏表示；

存储模块，被配置为对所述样本图像的样本拍摄工况和所述样本图像的目标黑电平偏移参数进行关联存储，其中，所述目标黑电平偏移参数包括所述目标向量的稀疏表示和所述电平均值。

可选地，所述稀疏表示确定模块包括：

执行子模块，被配置为执行至少一轮迭代处理，每轮所述迭代处理包括：获取当前轮的K个子字典、当前轮的残差，根据当前轮的K个子字典和所述目标向量确定当前轮的预测目标向量；

第二确定子模块，被配置为在执行结果满足预设停止条件的情况下，根据最后一次得到的预测目标向量所对应的K个子字典和所述目标向量，确定该所述目标向量的稀疏表示。

可选地，所述过完备字典包括多个列向量，每一列向量表征一个子字典，所述执行子模块包括：

计算单元，被配置为对所述当前轮的残差和所述过完备字典中的每一所述列向量进行内积运算，得到每一所述列向量的内积值；

子字典确定单元，被配置为根据所有所述列向量的内积值，从所有所述列向量中选取内积值的绝对值位于前K个的列向量，并将该前K个的列向量作为所述当前轮的K个子字典。

可选地，所述信号处理装置还包括：

检测模块，被配置为对所述样本图像进行暗状态检测，其中，所述暗状态用于表征所述样本图像的每个颜色通道的像素均值小于预设像素阈值；

所述获取模块被配置为在所述样本图像符合所述暗状态的情况下，执行所述根据所述样本图像，确定与所述样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数的步骤。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：

存储装置，其上存储有计算机程序；

处理装置，用于执行所述存储装置中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面所提供的信号处理方法的步骤。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开第一方面所提供的信号处理方法的步骤。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：获取电子设备在满足预设条件下拍摄的样本图像，其中，预设条件包括暗环境条件；根据样本图像，确定与样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数；根据黑电平偏移参数，对目标拍摄工况对应的待校正黑电平偏移参数进行校正，目标拍摄工况是根据样本拍摄工况确定的。无需在制造电子设备的过程中对电子设备进行黑电平偏移参数的测量，降低电子设备的生产成本以及生产工时。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的另一流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种样本图像的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的另一流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的另一流程图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种信号处理装置的框图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

黑电平是在图像传感器未曝光时自带的暗电流产生的电平信号，因此，在图像处理过程中需要减去这部分电平信号，否则会对图像后续的白平衡等模块造成影响最终导致成像偏色。

由于图像传感器的制造工艺原因，同一型号图像传感器间的黑电平值也存在不一致性，若想提高图像的画质，需要对每一图像传感器都进行测量标定才能有效规避由于黑电平不理想而引起的画质问题，而黑电平的测量标定工作都在工厂端完成，这将大幅提升工厂端的制造成本。此外，对于图像传感器而言，图像传感器的不同工作模式、工作温度、模拟增益甚至曝光时间的组合都会对黑电平值产生不同的影响，对这些组合逐一枚举进行黑电平测量标定会进一步提升制造成本，还将耗费大量的生成时间。

有鉴于此，本公开实施例提供一种信号处理方法、装置、电子设备及存储介质，无需在制造电子设备的过程中进行黑电平偏移参数的标定，降低电子设备的生产成本以及生产工时。

以下结合附图对本公开进行进一步解释说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的流程图，如图1所示，信号处理方法可以应用于电子设备中，该电子设备可以包括图像传感器，可以包括以下步骤。

在步骤S101中，获取电子设备在满足预设条件下拍摄的样本图像，其中，预设条件包括暗环境条件。

在一些实施例中，可以在电子设备被激活后，执行步骤S101，应当可以理解的是，电子设备被激活可以表征电子设备在出厂后开始被用户所使用。

可以理解的是，在暗环境条件下是为了满足图像传感器不存在曝光，以此来产生黑电平。

在一些实施例中，电子设备的摄像头所拍摄范围的平均照度小于预设照度阈值(例如0.1勒克斯)的环境可以称为暗环境。因此，可以通过判断电子设备所处环境的光照度来确定电子设备是否满足暗环境条件。

在一些实施例中，在电子设备的摄像头处于预设位姿状态的情况下，确定电子设备满足暗环境条件，电子设备的摄像头在预设位姿状态下所拍摄范围的照度小于预设照度阈值。示例地，预设照度阈值可以是0.1勒克斯。

示例地，电子设备的摄像头可以是前置摄像头，也可以是后置摄像头。

示例地，预设位姿状态可以是摄像头朝向台面的位姿姿态。可以理解的是，电子设备的摄像头处于朝向台面的位姿姿态时，其摄像头将被覆盖，更容易满足测量标定黑电平偏移参数所需要的暗环境。

在一些实施例中，可以通过陀螺仪来识别电子设备的位姿姿态，以此来确定电子设备是否处于暗环境条件下。

在一些实施例中，可以在夜间使能步骤S101，由于夜间电子设备的摄像头感受到光照的可能性更小，因此，在夜间使能步骤S101有利于节省电子设备的功耗。其中，可以获取电子设备的当前设备时间来确定电子设备是否处于夜间。示例地，在获取电子设备的当前设备时间为23:00点时，确定电子设备处于夜间。

在一些实施例中，预设条件还可以包括设备状态条件，在电子设备同时满足暗环境条件和设备状态条件的情况下，获取电子设备拍摄的样本图像。

其中，确定电子设备是否满足暗环境条件的预设条件的实施方式可以参照上述示例。

在一些实施例中，设备状态条件可以包括设备电池状态条件和设备运动状态条件中的至少之一。在一些可能的实施例中，设备电池状态条件和设备运动状态条件可以根据场景使用需求同时满足或者择一满足。

在一些实施例中，在电子设备的电池电量大于预设电量阈值，和/或电子设备的电池处于充电状态的情况下，确定电子设备满足设备电池状态条件。

其中，预设电量阈值可以根据实际情况进行配置，本实施例对此不作限定。

在一些实施例中，在电子设备处于静止状态的情况下，确定电子设备满足设备运动状态条件。

示例地，可以通过内置在电子设备中的加速计来确定电子设备是否满足静止状态。

可以理解的是，在黑电平偏移参数的标定测量过程中，电子设备若正被用户使用会带来测量误差，影响黑电平偏移参数的标定结果，因此，为减少误差影响，在电子设备满足静止状态下的情况下，再获取样本图像。进一步可以理解的是，由于标定测量需要电子设备不断运行由此需要电子设备具有足够的电池电量，以保证样本图像的黑电平偏移参数的测量标定。

示例地，工况可以包括模拟增益、曝光时间、图像传感器工作模式以及图像传感器温度等，因此，样本拍摄工况可以是上述工况的任意组合。

在一些实施例中，在电子设备满足预设条件的情况下，可以控制电子设备在多个不同的样本拍摄工况下执行拍摄操作；也可以在电子设备满足预设条件的情况下，控制电子设备在一样本拍摄工况下执行拍摄操作，再继续判定是否满足预设条件，进而在电子设备满足预设条件的情况下，控制电子设备在另一样本拍摄工况下执行拍摄操作，以此实现电子设备在不同样本拍摄工况下的样本图像对应的黑电平偏移参数的测量标定。

在一些实施例中，还可以对样本图像进行暗状态检测，在样本图像符合暗状态的情况下，执行图1所示的步骤S102。其中，暗状态是指样本图像中的每个颜色通道的像素均值小于预设像素阈值，因此，可以检测样本图像中的每个颜色通道的像素均值是否小于预设像素阈值，在每个颜色通道的像素均值小于预设像素阈值的情况下，确定样本图像符合暗状态。在样本图像不满足暗状态的情况下，会影响样本图像的黑电平偏移参数的准确性，因此，确保在满足暗状态的情况下再基于样本图像确定对应的黑电平偏移参数。

示例地，预设像素阈值可以是30，也可以是其他值，本实施例在此不作限定。

在步骤S102中，根据样本图像，确定与样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数。

需要说明的是，黑电平偏移参数用于反映样本图像中所有像素对应的黑电平偏移值，根据黑电平偏移参数可以得到样本图像中所有像素对应的黑电平偏移值的分布，每个像素对应的黑电平偏移值用于反映图像传感器在未曝光时自带的暗电流在该像素处产生的电平信号。

另外需要说明的是，电平信号与像素值存在对应关系，电平信号为0时，对应0V以下的电平信号都转换为图像数据0，0V以上的电平信号则按照增益定义的放大倍数转换，最大数值为255，其中，0和255均表示像素值，像素值是反应颜色的参数。

在步骤S103中，根据黑电平偏移参数，对目标拍摄工况对应的待校正黑电平偏移参数进行校正，目标拍摄工况是根据样本拍摄工况确定的。

其中，目标拍摄工况可以是与样本拍摄工况完全一致的工况，目标拍摄工况也可以是与样本拍摄工况相似度大于预设相似度阈值的工况。

示例地，待校正黑电平偏移参数可以是电子设备出厂前工厂端预先配置的预设黑电平偏移参数。电子设备内存储有预设黑电平偏移参数，该预设黑电平偏移参数是通过经验得到的，以在电子设备还未通过样本图像得到黑电平偏移参数的情况下依旧可以对图像实现校正，可以理解的是，依据预设黑电平偏移参数校正的图像画质低于依据样本图像的黑电平偏移参数校正的图像画质。

示例地，待校正黑电平偏移参数可以是电子设备在用户使用过程中根据历史样本图像得到的黑电平偏移参数。可以理解的是，随着电子设备的使用所产生的消耗(例如摄像头产生的损耗)，为了确保电子设备的成像质量，可以按照预设时间段获取同一样本工况下的样本图像，并根据本次获取到的样本图像确定的黑电平偏移参数校正根据上一次获取到的样本图像确定的黑电平偏移参数，由此来避免因图像传感器使用引起黑电平偏移变化，进而导致依据原来标定的黑电平偏移参数校正效果不佳的问题。

示例地，校正可以是指利用样本图像的黑电平偏移参数替换目标拍摄工况对应的待校正黑电平偏移参数。

在一些实施例中，在用户实际使用的电子设备拍摄中，可以利用当前拍摄工况下对应的黑电平偏移参数对拍摄到的图像进行校正。举例来讲，对该图像中每个像素的检测到的电平信号减去与该像素对应的黑电平偏移值，以此得到校正后的每个像素的电平信号，并依据该电平信号进行图像处理得到成色的图像，每个像素对应的黑电平偏移值则可以依据黑电平偏移参数确定。

通过上述方式，在确保电子设备成像质量的前提下，将黑电平偏移参数的标定过程从工厂生产过程中转移到用户的使用过程中，无需在制造电子设备的过程中对电子设备进行黑电平偏移参数的测量，降低电子设备的生产成本以及生产工时。

结合图2对电子设备在满足暗环境条件、设备状态条件以及暗状态的情况下对本公开进行进一步解释说明。参照图2，包括以下步骤：

步骤S201，在夜间使能在确定电子设备被激活后，获取所述电子设备在预设条件下拍摄的样本图像的步骤。

步骤S202，判断电子设备是否符合暗环境条件。

步骤S203，判断电子设备的摄像头是否朝向于台面静止放置。

步骤S204，判断电子设备的电池是否满足设备电池状态条件。

步骤S205，设置图像传感器的温度、工作模式、模拟增益和曝光时间，以得到样本拍摄工况，并在该工况下执行拍摄操作。

步骤S206，判断样本图像是否符合暗状态。

其中，步骤S202、S203、S204、S205和S206，是对电子设备满足暗环境条件、设备状态条件以及暗状态进行判断。具体判断的方式可以参照图1中对步骤S101中的相关实施例，本实施例在此不做赘述。

步骤S207，根据拍摄操作得到的样本图像确定样本图像的黑电平偏移参数。

步骤S207的实施方式可以参照图1所示的步骤S102，本实施例在此不做赘述。

步骤S208，将样本图像的黑电平偏移参数烧录至图像传感器，返回执行步骤S205，直至得到所有工况的样本图像的黑电平偏移参数。在一些实施例中，在执行步骤S208后，还可以返回执行步骤S202，直至得到所有工况的样本图像的黑电平偏移参数，在执行拍摄操作前重新确定电子设备是否满足暗环境条件、设备状态条件以及暗状态，以提高黑电平样本参数的测量标定准确性，避免因条件不符导致测量标定受到干扰。

通过上述方式，对电子设备的暗环境条件、设备状态条件以及暗状态进行联合判断，并在满足所有条件时执行拍摄操作，确保了环境因素和设备因素不会对黑电平偏移参数的测量标定产生干扰，进而引起测量标定结构不准确。

在可能的方式中，图1所示的根据样本图像，确定与样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数的步骤可以包括：根据样本图像，将样本图像切分为多个子图像块，其中，相邻位置的子图像块之间具有重叠区域；针对每一子图像块，根据该子图像块，确定与该子图像块在样本图像的拍摄工况下对应的黑电平偏移参数；在此情况下，待校正黑电平偏移参数包括多个待校正黑电平子偏移参数，图1所示的步骤S103可以包括：根据每一子图像块的黑电平偏移参数，确定与该子图像块对应的待校正黑电平子偏移参数，并根据该子图像块的黑电平偏移参数，对该待校正黑电平子偏移参数进行校正。

需要说明的是，子图像块的黑电平偏移参数用于反映该子图像块中所有像素对应的黑电平偏移值，根据该子图像块的黑电平偏移参数可以得到该子图像块中所有像素对应的黑电平偏移值的分布。

在一些实施例中，可以采用滑动窗口来将样本图像切分为多个子图像块。

在一些实施例中，若样本图像的尺寸为h×w，其中，h为高度，w为宽度。示例地，滑动窗口的窗长为

其中，

相邻位置的子图像块之间重叠区域

每个子图像块中包括M个像素。

应当可以理解的是，子图像块的大小和重叠区域的大小与黑电平偏移参数的测量标定结果的准确性、计算时长相关，如上述样本图像各尺寸参数是在考虑准确性和计算时长两个方面下的优化设置。

参照图3，图3是一种样本图像的尺寸为h×w的示意图，图中，各个虚线框表示滑动窗口的大小，每个虚线框包括的内容表征提取到的子图像块，相邻位置的子图像块(也即相邻虚线框)之间具有重叠区域。

在一些实施例中，待校正黑电平子偏移参数唯一对应一个图像位置区域，可以根据待校正黑电平子偏移参数唯一对应的图像位置区域以及子图像块的图像位置区域，确定与子图像块对应的待校正黑电平子偏移参数。

应当说明的是，图像传感器的每个像素电路所对应的黑电平偏移值也会不同，也就是在整个图像传感器中黑电平偏移值的分布会具有不均匀性。而相关技术中通常将全局黑电平均值或黑电平中值确定为每个像素的黑电平偏移值，并以此黑电平偏移值来对全局进行调整，导致校正结果不准确。因此，通过上述方式，通过滑动窗口对样本图像进行采样，得到子图像块，并依据每个子图像块，得到与该子图像块对应的黑电平偏移参数，并在校正过程中，利用子图像块的黑电平偏移参数对与该与该子图像块对应的待校正黑电平子偏移参数进行黑电平校正，以此解决相关技术中根据一个值对全局进行校正导致校正结果不准确的问题，有效地提高了图像的成像质量。

在可能的方式中，图1所示的根据样本图像，确定与样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数的步骤可以包括：对样本图像中像素的电平值进行向量化表示，得到样本图像的特征向量；根据样本图像中所有像素的电平值，得到样本图像的电平均值；根据特征向量和电平均值，得到样本图像的目标向量，其中，样本图像的黑电平偏移参数包括目标向量和电平均值。

其中，样本图像的向量化表示是指通过多维向量空间中的一点来表示样本图像中包括的信息的特征。

在一些实施例中，样本图像的特征向量可以是一维向量。

应当说明的是，样本图像的特征向量包括黑电平偏移的交流部分和直流部分，其中，样本图像的样本图像的目标向量表征黑电平偏移的交流部分，电平均值表征黑电平偏移的直流部分，将表征黑电平偏移的直流部分作为基底并在特征向量中减去即可得到表征黑电平偏移的交流部分。

通过上述方式，黑电平偏移参数分为交流和直流两部分是为了后续处理中对某一部分进行单独处理，避免两部分相互影响，提高黑电平偏移测量标定的准确性。

图4是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的另一流程图，如图4所示，信号处理方法还可以包括以下步骤：

在步骤S401中，获取预设的过完备字典。

在步骤S402中，根据过完备字典和目标向量，确定目标向量的稀疏表示。

在步骤S403中，对样本图像的样本拍摄工况和样本图像的目标黑电平偏移参数进行关联存储，其中，目标黑电平偏移参数包括目标向量的稀疏表示和电平均值。

需要说明的是，过完备字典是指具有超完备的冗余函数字典的字典。过完备字典可以是M*N的矩阵，M为行，N为列，过完备字典包括多个列向量，每一列向量表征一个子字典。从过完备字典中可以找到具有最佳线性组合的很少的几项子字典来表示一个信息，也称作高度非线性逼近，以此在存储相关参数时即可存储其对应的稀疏表示，降低存储成本。

在一些实施例中，图4所示的根据过完备字典和目标向量，确定目标向量的稀疏表示的步骤可以包括：执行至少一轮迭代处理，每轮迭代处理包括：获取当前轮的K个子字典、当前轮的残差，根据当前轮的K个子字典和目标向量确定当前轮的预测目标向量；其中，当迭代处理是第一轮时，当前轮的残差为初始残差，当前轮的K个子字典是根据初始残差和过完备字典确定的；当迭代处理不是第一轮时，当前轮的残差为目标向量与前一轮的预测目标向量的差值，当前轮的K个子字典是根据该差值和过完备字典确定的；在执行结果满足预设停止条件的情况下，根据最后一次得到的预测目标向量所对应的K个子字典和目标向量，确定该目标向量的稀疏表示。

其中，K表示稀疏度。

在一些实施例中，当前轮的残差可以用以下公式进行表示：

在上式(1)中，r_t表示第t轮迭代，y表示样本图像的目标向量，D_t表示第t轮的K个子字典，

表示D_t的伪逆，D_t的伪逆与目标向量的乘积表征稀疏表示，D_t的伪逆、目标向量与K个子字典三者之间的乘积表示预测目标向量，其中，初始残差(即r₀)是根据实际情况进行设定的。

其中，当前轮的K个子字典是与目标向量相关性最高的字典。上一轮的残差与过完备字典的内积结果可以辅助确定下一轮的K个子字典。举例来讲：

对当前轮的残差和过完备字典中的每一列向量进行内积运算，得到每一列向量的内积值；根据所有列向量的内积值，从所有列向量中选取内积值的绝对值位于前K个的列向量，并将该前K个的列向量作为当前轮的K个子字典。

示例地，以过完备字典中包括200列列向量，K为3为例，在执行第5轮迭代时，根据第4轮迭代得到的残差与过完备字典中的每一列向量进行内积运算，若第3列，第28列，第123列对应的列向量的内积值的绝对值位于前3，则将第3列，第28列，第123列对应的列向量作为第5轮的3个子字典。

在一些实施例中，执行结果可以包括执行迭代次数和当前轮的残差，相对应的，预设停止条件可以包括迭代次数达到预设迭代次数或当前轮的残差小于预设残差阈值。即在执行迭代次数达到预设迭代次数或当前轮的残差小于预设残差阈值的情况下，即判定执行结果满足预设停止条件，停止迭代，根据最后一次得到的预测目标向量所对应的K个子字典和目标向量，确定该目标向量的稀疏表示。

示例地，对包括目标向量的稀疏表示和电平均值的目标黑电平偏移参数进行存储可以是指将目标黑电平偏移参数烧录至图像传感器中，以替换图像传感器中烧录的待校正黑电平偏移参数。

示例地，对包括目标向量的稀疏表示和电平均值的目标黑电平偏移参数进行存储可以是将目标黑电平偏移参数存储在电子设备的内存中。

通过上述方式，对包括目标向量的稀疏表示和电平均值的目标黑电平偏移参数进行存储，以便于在实际拍摄应用中对拍摄得到的图像进行校正时可以直接从电子设备中获取到与该图像相对应的目标黑电平偏移参数，进而进行校正；且存储的是目标向量的稀疏表示，以此来降低存储成本。

在可能的实施方式中，可以获取待校正图像和待校正图像的拍摄工况；根据待校正图像的拍摄工况，从存储结果中确定与该拍摄工况相匹配的样本拍摄工况，并获取与该样本拍摄工况对应的目标黑电平偏移参数，并根据该目标黑电平偏移参数，对待校正图像进行黑电平校正。其中，待校正图像可以是用户实际使用电子设备过程中所拍摄的图像。

应当说明的是，由于样本拍摄工况可以是模拟增益、曝光时间、图像传感器工作模式以及图像传感器温度等工况的任意组合，因此，存储结果包括多种不同样本拍摄工况的目标黑电平偏移参数(包括稀疏表示和电平均值)，在校正时应当获取与待校正图像的拍摄工况对应的样本拍摄工况，并依据该样本拍摄工况对应的目标黑电平偏移参数来对待校正图像进行校正，以此提高图像黑电平校正的准确性。

在一些实施例中，若存储结果中不包括与待校正图像的拍摄工况完全一直的样本拍摄工况，还可以获取与待校正图像的拍摄工况相似性最高的样本拍摄工况，并依据该相似性最高的样本拍摄工况对应的目标黑电平偏移参数来对待校正图像进行黑电平校正。

应当说明的是，在根据子图像块，确定与该子图像块在样本图像的拍摄工况下对应的黑电平偏移参数时，也可以采用上述针对整个样本图像确定样本图像的黑电平偏移参数(包括目标向量的稀疏表示和电平均值)的过程。以下对确定与该子图像块在样本图像的拍摄工况下对应的黑电平偏移参数的具体过程进行解释说明。

举例来讲，针对每一子图像块，执行以下过程：对子图像块中像素的电平值进行向量化表示，得到子图像块的特征向量；根据样本图像中所有像素的电平值，得到子图像块的电平均值；根据子图像块的特征向量和电平均值，得到子图像块的目标向量，其中，子图像块的黑电平偏移参数包括子图像块的特征向量和电平均值。

其中，样本图像中第i个子图像块的目标向量可以通过以下公式进行表示：

在上述式(2)中，

为样本图像中第i个子图像块的目标向量，该目标向量可以是一个M×1的向量，y_i为样本图像中第i个子图像块的特征向量，该特征向量也可以是个M×1的向量，样本图像中第i个子图像块中的像素数量包括M个，y_i，j表示样本图像中第i个子图像块中第j个像素。

进一步地，以过完备字典为M*N的矩阵为例，其中M＜＜N，N表示子字典的列向量个数，M(行)和N(列)表示过完备字典的维度，

的稀疏表示与

的关系通过以下公式表示：

在上述式(3)中，D为过完备字典，x_i为

的稀疏表示。在此基础上，可以通过以下公式对x_i进行求解：

在上述式(4)中，||x_i||₁表示x_i的范数，范数最小化问题是一个凸优化问题，可以通过线性规划方法进行求解。其中，求解方法可以参照针对上述图4中的步骤S402的实施过程，本实施例在此不做赘述。

以下结合具体示例，对根据每一子图像块的黑电平偏移参数对待校正图像中与该子图像块相匹配的位置进行黑电平校正的过程进行解释说明。

首先应当说明的是，样本图像的样本拍摄工况、各子图像块、以及各图像块对应的黑电平偏移参数三者是关联存储的。在此基础上，结合图5所示的过程对校正进行进一步解释说明，包括以下过程：确定存储的与待校正图像对应的样本拍摄工况的样本图像的第i个子图像块所对应的黑电平偏移参数(包括稀疏表示和电平均值)，根据确定的黑电平偏移参数重构黑电平偏移分布，并根据黑电平偏移分布对待校正图像的第i个图像块中的图像数据进行黑电平校正。

需要解释说明的是，第i个图像块对应的黑电平偏移分布用于反映第i个图像块中每个像素对应的黑电平偏移分布。

以下式表示重构的黑电平偏移分布的向量表示：

在上式(5)中，y_1i表示上述确定的样本图像中第i个子图像块对应的黑电平偏移分布的向量，

表示上述确定的样本图像中第i个子图像块的电平均值，D表示过完备字典，x_1i表示上述确定的样本图像中第i个子图像块的稀疏表示。

进一步地，通过下式表示对待校正图像的校正：

在上式(6)中，

表示校正后的待校正图像中第i个子图像块，I_1i表示待校正图像中第i个子图像块，Mat(y_1i)表示将y_1i变换为尺寸为

的矩阵，将I_1i与

逐像素相减即实现对图像传感器输出的待校正图像的黑电平的补偿。

重复上述校正过程，直至校正完待校正图像中的每一个子图像块，最后拼接校正后的所有子图像块，得到校正后的图像数据。

需要说明的是，在获取待校正图像后，可以对待校正图像进行预处理(例如，尺寸处理)，进而保证待校正图像的尺寸与样本图像的尺寸一致，进而准确实现待校正图像的黑电平校正。

在一些实施例中，重复对同一样本拍摄工况进行黑电平偏移参数的测量标定，将计算多次测量标定结果的置信度，将置信度高的黑电平偏移参数用于对目标拍摄工况对应的待校正黑电平偏移参数的黑电平校正，以提高黑电平校正的校正效果。

图6是根据一示例性实施例示出的一种信号处理装置框图。参照图6，该信号处理装置包括获取模块601、确定模块602和校正模块603。

该获取模块601被配置为获取所述电子设备在满足预设条件下拍摄的样本图像，其中，所述预设条件包括暗环境条件；

该确定模块602被配置为根据所述样本图像，确定与所述样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数；

校正模块603，用于根据所述黑电平偏移参数，对所述目标拍摄工况对应的待校正黑电平偏移参数进行校正，所述目标拍摄工况是根据所述样本拍摄工况确定的。

可选地，所述信号处理装置600还包括：

暗环境确定模块，用于在所述电子设备的摄像头处于预设位姿状态的情况下，确定所述电子设备满足所述暗环境条件，所述电子设备的摄像头在所述预设位姿状态下所拍摄范围的平均照度小于预设照度阈值。

可选地，所述预设条件还包括设备状态条件，所述设备状态条件包括设备电池状态条件和设备运动状态条件中的至少之一，所述装置600还包括以下至少一者：

可选地，所述确定模块602包括：

可选地，所述信号处理装置600包括：

字典获取模块，被配置为获取预设的过完备字典；

可选地，所述稀疏表示确定模块包括：

可选地，所述信号处理装置600还包括：

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开提供的信号处理方法的步骤。

本公开还提供一种电子设备，包括：

存储装置，其上存储有计算机程序；

处理装置，用于执行所述存储装置中的所述计算机程序，以实现本公开提供的信号处理方法的步骤。

图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。例如，电子设备700可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图7，电子设备700可以包括以下一个或多个组件：处理组件702，存储器704，电力组件706，多媒体组件708，音频组件710，输入/输出(I/O)的接口712，传感器组件714，以及通信组件716。

处理组件702通常控制电子设备700的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件702可以包括一个或多个处理器720来执行指令，以完成上述信号处理方法的全部或部分步骤。此外，处理组件702可以包括一个或多个模块，便于处理组件702和其他组件之间的交互。例如，处理组件702可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件708和处理组件702之间的交互。

存储器704被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备700的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器704可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电力组件706为电子设备700的各种组件提供电力。电力组件706可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备700生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件708包括在所述电子设备700和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件708包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备700处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件710被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件710包括一个麦克风(MIC)，当电子设备700处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器704或经由通信组件716发送。在一些实施例中，音频组件710还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口712为处理组件702和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件714包括一个或多个传感器，用于为电子设备700提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件714可以检测到电子设备700的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备700的显示器和小键盘，传感器组件714还可以检测电子设备700或电子设备700一个组件的位置改变，用户与电子设备700接触的存在或不存在，电子设备700方位或加速/减速和电子设备700的温度变化。传感器组件714可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件714还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件714还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件716被配置为便于电子设备700和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备700可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件716经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件716还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述信号处理方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器704，上述指令可由电子设备700的处理器720执行以完成上述信号处理方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的信号处理方法的代码部分。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，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。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件还包括设备状态条件，所述设备状态条件包括设备电池状态条件和设备运动状态条件中的至少之一，所述方法还包括以下至少一者：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述样本图像，确定与所述样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述待校正黑电平偏移参数包括多个待校正黑电平子偏移参数，所述根据所述黑电平偏移参数，对所述目标拍摄工况对应的待校正黑电平偏移参数进行校正，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述样本图像，确定与所述样本图像的样本拍摄工况对应的黑电平偏移参数，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取预设的过完备字典；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述过完备字典和所述目标向量，确定所述目标向量的稀疏表示，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述过完备字典包括多个列向量，每一列向量表征一个子字典，所述获取当前轮的K个子字典，包括：

对所述当前轮的残差和所述过完备字典中的每一所述列向量进行内积运算，得到每一所述列向量的内积值；

10.根据权利要求1-9中任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

11.一种信号处理装置，其特征在于，包括：

12.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储装置，其上存储有计算机程序；

处理装置，用于执行所述存储装置中的所述计算机程序，以实现权利要求1-10中任一项所述方法的步骤。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现权利要求1-10中任一项所述方法的步骤。