CN1835562A - 低照度条件下摄像装置进行图像输出的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低照度条件下摄像装置进行图像输出的处理方法，其特点在于，包括：预先设置对环境亮度进行判断的条件；根据上述判断的结果将输出模式进行由黑白到彩色或由彩色到黑白之间的切换。本发明所述方法利用摄像装置中的图像处理芯片来统计和判断环境亮度，并且实现输出图像在黑白和彩色模式之间进行自动切换，得到了更清晰的图像，而且还可以有效地避免在某些低照度条件下，摄像装置输出图像频繁进行黑白/彩色切换的情况出现，极大地优化了现有的处理方法，增加了可靠性，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及数字影像处理系统，尤其涉及一种，在较低照度下，摄像装置进行图像输出的处理方法。
背景技术
随着电子技术发展的日新月异，采用CCD和CMOS图像传感器技术的数字摄像装置的应用日趋广泛。现有的彩色摄像设备一般都带有自动曝光调整功能，使得设备可以随着环境光照强度的变化自动保持稳定的图像亮度输出。随着光照强度的降低，设备所采用的影像处理系统延长感光器件的曝光时间，某些情况下还相应地提高亮度的增益。这样做的结果是，尽管感光器件的输出幅值较小，经过较长时间的曝光，再加上亮度增益的调整后，图像亮度仍然能基本维持在同一水平。
在低照度条件下，摄像装置通常需要增加曝光时间以获得亮度合适的输出图像；但是，由于输出帧率的限制，摄像装置的曝光时间不能无限增加；或者，由于传感器灵敏度的限制，当曝光时间达到一定数值时继续增加曝光时间，对提高输出图像的亮度影响非常小，从而导致输出画面偏暗；这种情况下，增大数字增益可以继续提高输出图像的亮度，但是，当环境照度降至某一临界值以下时，如夜晚，能明显感觉到图像噪声增大，其一是感光器件在较长时间感光状态下，由于白噪声、暗电流等的影响，输出的信号已经含有很多噪声的成分，而这些噪声有很大的随机性；其二，环境亮度较暗时，系统不得不把亮度增益调到很大，这又对感光器件输出信号中的噪声起了放大的作用。由于这些原因的影响，图像中含有很多噪声，在彩色图像中更加明显。因此，在低照度环境下，彩色图像质量差。
这时如果对输出图像进行彩色到黑白的切换，可能得到主观感觉更清晰的黑白图像。
现有技术中，为实现在低照度条件下摄像装置输出图像黑白/彩色自动切换的功能，常采用外接光敏电阻控制切换的方法，增加了分立元件的数量，导致成本提高；
中国专利申请CN 200510059781.2提出了一种方法，利用摄像装置图像处理芯片本身来对环境亮度进行统计判断，从而实现输出图像的黑白/彩色自动切换；该方法虽然可有效降低图像噪声和系统成本，但也存在如下缺陷：该方法在环境亮度由亮变暗的时候可通过对图像输出进行彩色到黑白的转换来降低噪声，但当环境亮度由暗转亮的时候却没有相应的手段来重新将输出图像由黑白转为彩色。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供克服上述问题的图像输出处理方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种低照度条件下摄像装置进行图像输出的处理方法，其特点在于，包括：
预先设置对环境亮度进行判断的条件；
根据上述判断的结果将输出模式进行由黑白到彩色或由彩色到黑白之间的切换。
其中，所述对环境亮度进行判断的条件为：检测摄像装置的曝光时间是否大于阈值一，当曝光时间大于阈值一时，判断环境亮度为低照度，当曝光时间小于阈值一时，判断环境亮度未处于低照度；
其中，所述对环境亮度进行判断的条件为检测摄像装置的亮度增益系数是否大于阈值二，当亮度增益系数大于阈值二时，判断环境亮度为低照度，当亮度增益系数小于阈值二时，判断环境亮度未处于低照度；
优选地，上述两个条件可单独适用，也可以同时适用，即可对曝光时间和亮度增益系数分别设定阈值一和阈值二，当同时满足曝光时间大于阈值一和亮度增益系数大于阈值二时，判断环境亮度处于低照度；
甚或，仅当同时满足曝光时间小于阈值一和亮度增益系数小于阈值二时，判断环境亮度未处于低照度。
当然，也可以由使用者直接设定当前拍摄环境为低照度；
进一步地，当判断环境亮度为低照度，而图像输出模式为彩色模式时，将彩色模式切换为黑白输出模式。
进一步地，当判断环境亮度未处于低照度，而图像输出模式为黑白模式时，将黑白模式切换为彩色输出模式。
其中，所述对环境亮度进行判断的条件为：设定两个阈值，阈值A和阈值B，其中阈值A大于阈值B，检测摄像装置的曝光时间，当曝光时间大于阈值A时，判断环境亮度为低照度，当曝光时间小于阈值B时，判断环境亮度未处于低照度；
其中，所述对环境亮度进行判断的条件为：设定两个阈值，阈值C和阈值D，其中阈值C大于阈值D，检测摄像装置的亮度增益系数，当亮度增益系数大于阈值C时，判断环境亮度为低照度，当亮度增益系数小于阈值D时，判断环境亮度未处于低照度；
同样地，上述两个条件可单独适用，也可以同时适用，即可设定当同时满足曝光时间大于阈值A和亮度增益系数大于阈值C时，判断环境亮度处于低照度；当同时满足曝光时间小于阈值B和亮度增益系数小于阈值D时，判断环境亮度未处于低照度。
进一步地，当判断环境亮度为低照度，而图像输出模式为彩色模式时，将彩色模式切换为黑白输出模式。
进一步地，当判断环境亮度未处于低照度，而图像输出模式为黑白模式时，将黑白模式切换为彩色输出模式。
由上述技术方案可见，本发明优点在于，本方法利用摄像装置中图像处理芯片来统计和判断环境亮度，并且实现输出图像在黑白和彩色模式之间进行自动切换，得到了更清晰的图像，而且还可以有效地避免在某些低照度条件下，如数字增益或曝光时间在阈值附近变化时，摄像装置输出图像频繁进行黑白/彩色切换的情况出现，极大地优化了现有的处理方法，增加了可靠性，降低了成本。
附图说明
图1为本发明所述方法基本原理框图；
图2为本发明所述方法一个实施例的流程框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举部分实施例，对本发明进一步详细说明。
如附图1所示，为本发明所述方法基本原理框图，首先，系统会对来自图像传感器的以帧为单位的图像的亮度值进行统计，用以计算合适的曝光时间和数字增益，然后，利用计算出的曝光时间和数字增益，根据当前摄像头输出图像的模式(黑白或彩色)来判断是否需要进行黑白与彩色之间的切换。
系统可以设定一个数字增益的阈值a，当数字增益大于阈值a时，把摄像头输出从彩色图像切换到黑白图像，则可能得到主观感觉更清晰的黑白图像。反之，在摄像头输出为黑白图像时，当数字增益小于阈值a时，把摄像头输出从黑白图像切换回彩色图像；
但是，这样一来，当数字增益在阈值附近变化时，摄像头输出图像可能会频繁地进行黑白/彩色切换；因此，我们可以设定两个阈值，阈值1和阈值2，且阈值1大于阈值2，在摄像头输出彩色图像时，只有当数字增益大于阈值1，才把摄像头输出从彩色图像切换到黑白图像；反之，在摄像头输出黑白图像时，只有当数字增益小于阈值2，才把摄像头输出从黑白图像切换回彩色图像，从而避免了在上述条件下，摄像头输出图像频繁进行黑白/彩色切换的缺点。
具体过程如图2所示，对每一帧图像，首先计算出合适的曝光时间和数字增益；判断曝光时间是否达到上限，如果没有，结束本次处理过程，等待下一帧图像；如果达到上限，判断当前摄像头输出图像的模式，如果是彩色输出，判断数字增益是否大于阈值1，如果大于阈值1，把摄像头输出从彩色图像切换到黑白图像，结束本次处理过程，等待下一帧图像；如果不大于阈值1，则摄像头保持在彩色输出状态，结束本次处理过程，等待下一帧图像；如果是黑白输出，判断数字增益是否小于阈值2，如果小于阈值2，把摄像头输出从黑白图像切换到彩色图像，结束本次处理过程，等待下一帧图像；如果不小于阈值2，则摄像头保持在黑白输出状态，结束本次处理过程，等待下一帧图像。
本发明所述方法可被用在包括但不限于手机摄像装置、PC摄像头和数码相机等装置或系统中，虽然上文较详尽地描述了本发明，但是这些描述仅是示意性的而非限制性的；显然，对于普通技术人员而言本发明会以许多方式进行变化；比如，在对曝光时间和亮度增益系数阈值的设定上；所有这样的变化都属于本发明的范围之内，而不应当被认为偏离本发明的范围。
Claims (10)
1、一种低照度条件下摄像装置进行图像输出的处理方法，其特征在于，包括：
预先设置对环境亮度进行判断的条件；
根据上述判断的结果将输出模式进行由黑白到彩色或由彩色到黑白之间的切换。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对环境亮度进行判断的条件为：检测摄像装置的曝光时间是否大于阈值一，当曝光时间大于阈值一时，判断环境亮度为低照度，当曝光时间小于阈值一时，判断环境亮度未处于低照度。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对环境亮度进行判断的条件为检测摄像装置的亮度增益系数是否大于阈值二，当亮度增益系数大于阈值二时，判断环境亮度为低照度，当亮度增益系数小于阈值二时，判断环境亮度未处于低照度。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可对曝光时间和亮度增益系数分别设定阈值一和阈值二，当同时满足曝光时间大于阈值一和亮度增益系数大于阈值二时，判断环境亮度处于低照度，否则，判断环境亮度未处于低照度。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，仅当同时满足曝光时间小于阈值一和亮度增益系数小于阈值二时，判断环境亮度未处于低照度。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对环境亮度进行判断的条件为：设定两个阈值，阈值A和阈值B，其中阈值A大于阈值B，检测摄像装置的曝光时间，当曝光时间大于阈值A时，判断环境亮度为低照度，当曝光时间小于阈值B时，判断环境亮度未处于低照度。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对环境亮度进行判断的条件为：设定两个阈值，阈值C和阈值D，其中阈值C大于阈值D，检测摄像装置的亮度增益系数，当亮度增益系数大于阈值C时，判断环境亮度为低照度，当亮度增益系数小于阈值D时，判断环境亮度未处于低照度。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对曝光时间设定两个阈值A和B，对亮度增益系数设定两个阈值C和D，当同时满足曝光时间大于阈值A和亮度增益系数大于阈值C时，判断环境亮度处于低照度；当同时满足曝光时间小于阈值B和亮度增益系数小于阈值D时，判断环境亮度未处于低照度。
9、根据权利要求1到8所述的方法，其特征在于，当判断环境亮度处于低照度，而图像输出模式为彩色模式时，将彩色模式切换为黑白输出模式。
10、根据权利要求1到8所述的方法，其特征在于，当判断环境亮度未处于低照度，而图像输出模式为黑白模式时，将黑白模式切换为彩色输出模式。
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