一种拍照方法、拍照装置和终端
技术领域
本发明实施例涉及拍照技术领域,尤其涉及一种在低光环境下拍照的方法、拍照装置和终端。
背景技术
手机拍照的需求日益增长,但是在拍摄环境为低照度场景下,比如环境的亮度低于30lux(勒克斯),比如电影院、酒吧、KTV等,若没有其他辅助设备,由于环境光线太暗,摄像头的进光亮小,则拍摄出的影像黑暗,无法拍摄出清晰可辨的影像。
为解决这个问题,有些厂商为手机的后置指摄像头增加闪光灯,以改善暗光环境下的拍摄效果。但是拍摄时,闪光灯往往闪的人眼睛发花,用户的眼睛会出现短暂的看不清事物的情况。还有一些手机为前置摄像头增加了柔光灯功能,在拍照时候同时开启前置柔光灯以增加环境亮度,但开灯后较为晃眼,同样存在用户体验不理想的情况。还有厂商采用LED补光方案,在拍照的一瞬间,提高屏幕的亮度。此种方式的问题在于预览上没有效果,而且随着用户和手机的距离发生远近改变,拍摄时会造成脸部不均匀、提亮不起作用或者过曝等问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种拍照方法、拍照装置和终端,能够提升拍摄到的影像的亮度,改善暗光下无法拍摄影像的问题。
第一方面,提供了一种拍照方法,所述方法包括:接收打开摄像头指令;基于所述接收的打开摄像头指令,预览所述摄像头采集的预览画面,其中在预览状态下,所述摄像头的图像传感器的工作模式为平均像素合并模式;检测到所述预览画面中至少一个像素点的亮度小于预设条件,拍摄所述预览画面,其中在拍摄所述预览画面时,所述摄像头的图像传感器的工作模式为求和像素合并模式。采用平均像素合并模式预览摄像头捕捉的预览画面,能够减小画面噪
点。
结合第一方面,在第一方面第一种可能的实现方式中,拍摄所述预览画面具体为:将所述预览画面拍摄为图片和视频中的至少一种。拍摄到的图像可以是混合视频,即既有图片又有视频的影像。
结合第一方面第一种可能的实现方式,在第一方面第二种可能的实现方式中,拍摄所述预览画面之后,所述方法还包括:对拍摄到的画面进行美白、去噪、亮眼和瘦脸中的至少一种处理。对拍摄得到的影像进行去噪和美肤处理,可以得到符合用户预期的图像。
结合第一方面至第一方面第二种可能的实现方式中任一种可能的实现方式,在第一方面第三种可能的实现方式中,拍摄所述预览画面之后,所述方法还包括:所述摄像头的图像传感器的工作模式切换为平均像素合并模式。方便用户下次拍摄时,图像传感器采用平均像素合并模式,得到较少噪点的预览画面。
第二方面,提供了一种拍照装置,所述装置包括:接收单元,用于接收打开摄像头指令。预览单元,用于基于所述接收单元接收的打开摄像头指令,预览所述摄像头采集的预览画面,其中在预览状态下,所述摄像头的图像传感器的工作模式为平均像素合并模式;拍摄单元,用于检测到所述预览画面中至少一个像素点的亮度小于预设条件,拍摄所述预览画面,其中在拍摄所述预览画面时,所述摄像头的图像传感器的工作模式为求和像素合并模式。采用平均像素合并模式预览摄像头捕捉的预览画面,能够减小画面噪点。
结合第二方面,在第二方面第一种可能的实现方式中,所述拍摄单元具体用于将所述预览画面拍摄为图片和视频中的至少一种。
结合第二方面第一种可能的实现方式,在第二方面第二种可能的实现方式中,所述装置还包括处理单元,所述处理单元用于对拍摄到的画面进行美白、去噪、亮眼和瘦脸中的至少一种处理。对拍摄得到的影像进行去噪和美肤处理,可以得到符合用户预期的图像。
结合第二方面至第二方面第二种可能的实现方式中任一种可能的实现方式,在第二方面第三种可能的实现方式中,所述装置还包括切换单元,所述切换单元用于将所述摄像头的图像传感器的工作模式切换为平均像素合并模式。方便用户下次拍摄时,图像传感器采用平均像素合并模式,得到较少噪点的预览画
面。
第三方面,提供了一种终端,所述终端包括处理器、显示器和摄像头,所述摄像头的图像传感器的工作模式包括平均像素合并模式和求和像素合并模式;基于接收的打开摄像头指令,所述显示器用于预览所述摄像头采集的预览画面,其中在预览状态下,所述摄像头的图像传感器的工作模式为所述平均像素合并模式;所述处理器用于分析在所述预览状态下所述预览画面中至少一个像素点的亮度;所述摄像头用于,在所述处理器判断所述预览画面中至少一个像素点的亮度小于预设条件时,拍摄所述预览画面,其中在拍摄所述预览画面时,所述摄像头的图像传感器的工作模式为所述求和像素合并模式。采用平均像素合并模式预览摄像头捕捉的预览画面,能够减小画面噪点。
结合第三方面,在第三方面第一种可能的实现方式中,所述摄像头用于拍摄所述预览画面具体为:所述摄像头用于将所述预览画面拍摄为图片和视频中的至少一种。拍摄到的图像可以是混合视频,即既有图片又有视频的影像。
结合第三方面第一种可能的实现方式,在第三方面第二种可能的实现方式中,所述处理器还用于对拍摄到的画面进行美白、去噪、亮眼和瘦脸中的至少一种处理。对拍摄得到的影像进行去噪和美肤处理,可以得到符合用户预期的图像。
第四方面,提供了一种拍照方法,所述方法包括:接收打开摄像头指令;基于所述接收的打开摄像头指令,预览所述摄像头采集的预览画面,其中在预览状态下,所述摄像头的图像传感器的工作模式为平均像素合并模式;检测到所述图像传感器的感光度ISO大于预设值时,拍摄所述预览画面,其中在拍摄所述预览画面时,所述摄像头的图像传感器的工作模式为求和像素合并模式。
第五方面,提供了一种终端,所述终端包括处理器、显示器和摄像头,所述摄像头的图像传感器的工作模式包括平均像素合并模式和求和像素合并模式;基于接收的打开摄像头指令,所述显示器用于预览所述摄像头采集的预览画面,其中在预览状态下,所述摄像头的图像传感器的工作模式为所述平均像素合并模式;所述处理器用于检测在所述预览状态下所述图像传感器的感光度ISO;所述摄像头用于,在所述处理器判断所述图像传感器的感光度ISO大于预设值时,拍摄所述预览画面,其中在拍摄所述预览画面时,所述摄像头的图像传感器的
工作模式为所述求和像素合并模式。
第六方面,提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当被包括显示器和多个应用程序的便携式电子设备执行时使所述便携式电子设备执行根据第一方面至第一方面第三种可能的实现方式和第四方面任一种可能的实现方式所述的方法。
在一种可能的实现方式中,通过对预览画面中至少一个像素点的亮度分析,检测到拍摄环境为低照度场景具体为:若所述预览画面中至少一个像素点的平均亮度小于预设门限,则所述拍摄环境为低照度场景。
在另一种可能的实现方式中,在所述终端的UI界面提醒用户像素合并模式发生切换。
在另一种可能的实现方式中,在所述终端的UI界面提醒用户打开低照度拍摄模式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是摄像头一般结构的示意图;
图2是bayer格式的图像像素的排列模式示意图;
图3是binning原理的示意图;
图4是水平方向l/2binning操作的示意图;
图5是竖直方向l/2binning操作的示意图;
图6是本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实
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,都属于本发明保护的范围。
当本发明实施例提及“第一”、“第二”等序数词时,除非根据上下文其确实表达顺序之意,应当理解为仅仅是起区分之用。
本发明实施例提及的终端包括手机、平板电脑、笔记本、可穿戴设备、车载设备等配置有摄像头的电子设备。
图1是摄像头一般结构的示意图。摄像头一般包括镜筒101、镜头102(lens)、滤色片103(Color Filter)、图像传感器104和电路板105。其中,图像传感器是摄像头的核心器件,图像传感器也可以叫做感光元件,它是一种用来接收通过镜头的光线,并且将这些光信号转换成为电信号的装置。常见的摄像头图像传感器主要有两种,CCD(Charge-Coupled Device,电荷耦合器件)传感器和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)传感器。
滤色片也即“分色滤色片”,目前主要有两种分色方式,一种是RGB原色分色法,另一种是CMYK补色分色法。滤色片103可以是红外滤波片。电路板105可以是印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB),PCB一般可以分为硬板、软板、软硬结合板三种。不同的图像传感器,采用的PCB的种类会有不同,比如,CMOS传感器可以使用三种中的任一种,CCD传感器多采用软硬结合板。
摄像头一般的工作原理为:拍摄景物通过镜头,将生成的光学图像投射到图像传感器上,然后光学图像被转换成电信号,电信号再经过模数转换变为数字信号,数字信号经过数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)加工处理,再被送到手机处理器中进行处理,最终转换成手机屏幕上能够看到的图像。其中,DSP又可以叫数字信号处理芯片,它的功能是通过一系列复杂的数学算法运算,对数字图像信号进行优化处理,最后把处理后的信号传到显示器上。一般而言,在CMOS传感器的摄像头中,其DSP芯片已经集成到CMOS中,从外观上来看,它们就是一个整体。而采用CCD传感器的摄像头则分为CCD和DSP两个独立部分。
目前,大多数的CCD、CMOS图像传感器(或者叫感光元件)中用一种称作bayer的滤光片排列格式记录图像的三基色(红绿蓝,RGB)信息,这种图案是一种红绿滤光片间隔行和蓝绿滤光片间隔行循环交替的排列方式,因此bayer格式是最常见的CCD、CMOS图像传感器的数据输出格式。
bayer格式的图像像素一般有四种排列模式,如图2所示,以其中的左上图为例:奇数扫描行输出RGRG......偶数扫描行输出GBGB......。根据人眼对彩色的响应带宽不高的大面积着色特点,每个像素没有必要同时输出3种颜色。因此,数据采样时,可以采用如下方式,奇数扫描行的第1,2,3,4,...像素分别采样和输出R,G,R,G,...数据;偶数扫描行的第1,2,3,4,...像素分别采样和输出G,B,G,B,...数据。在实际处理时,每个像素的R,G,B信号由像素本身输出的某一种颜色信号和相邻像素输出的其他颜色信号构成。
尽管bayer格式比全彩色格式能节省图像传输带宽和存储空间,但是在某些情况下依然要对bayer格式的图像进行处理,进一步缩小图像尺寸,目前binning(像素合并)处理是直接针对bayer格式的图像的其中一种像素合并的处理方法。
Binning是一种图像读取方法,它把相邻的像素相加,或者相加后求平均,将该加和值或均值作为一个新的像素输出。其中,将相邻的像素相加,将加和值作为一个新的像素输出的方式,叫做sum binning或add binning或求和像素合并;将相邻的像素相加后求平均,将该均值作为一个新的像素输出的方式,叫做average binning或平均像素合并。Binning可以在水平方向上进行,也可以在竖直方向上进行,还可以在两个方向上同时进行。这样可以减小图像尺寸,减少图像数据量。此外,由于采用多个像素的平均值来表示一个新像素的值,对图像噪声也有一定的抑制效果。若采用多个像素的和值来表示一个新像素的值,不仅可以缩小图像尺寸,而且可以提高图像的亮度。
常用的binning方法如图3所示,以l/2binning为例,展示了binning的原理,其中R、G和B分别代表bayer格式图像中的红色、绿色和蓝色像素。图中上边和左边的数字分别代表横坐标和纵坐标,以方便对像素的引用。图3的左边部分是图像传感器输出的原始bayer图像,右边是做了水平和竖直方向l/2binning的bayer图像。Binning后的坐标为(0,0)的红色像素,其值等于原图中坐标为(0,0),(0,2),(2,0)和(2,2)的四个像素的平均值,即:[R(0,0)+R(0,2)+R(2,0)+R(2,2)]/4。这几个像素的对应关系用圆圈和箭头标出。类似的,左边用正方形标注的绿色像素,用三角形标注的绿色像素,以及没有图形标注的蓝色像素,他们的均值将分别是右边binning后图像中具有相同标注的像素值。这样,原图中4×4的区域经过binning操作后得到了2×2的区域。
同样的原理,Binning后的坐标为(0,0)的红色像素,其值等于原图中坐标为(0,0),(0,2),(2,0)和(2,2)的四个像素的和值,即:[R(0,0)+R(0,2)+R(2,0)+R(2,2)]。Binning后的绿色像素和蓝色像素也可以采用类似的处理方式。
下面以求和像素合并模式为例,说明在水平方向和竖直方向的binning原理。平均像素合并模式的原理,与求和像素合并模式的原理类似。
图4给出了只进行水平方向l/2binning操作的示意图,其中右边的每个像素是左边原始图像上水平相邻的两个像素的和值,即binning后的第一个红色像素的值为[R(0,0)+R(2,0)]。binning之后的图像在水平方向上的尺寸为原图的1/2,竖直方向上保持不变。
图5给出了只进行竖直方向l/2binning操作的示意图,其中右边的每个像素是左边原始图像上竖直相邻的两个像素的和值,即binning后的第一个红色像素的值为[R(0,0)+R(0,2)]。binning之后的图像在竖直方向上的尺寸为原图的1/2,水平方向上保持不变。
其他比例的binning和l/2binning原理相同,只是参与和值或平均值计算的像素更多。具体的,1/n某方向上的binning,将会有n个像素参与和值或平均值计算,binning后的图像在该方向的尺寸变为原来的l/n。
当然,摄像头也可以不采用像素合并模式拍摄图片或视频,可以称这种不采用binning的拍摄模式为正常拍摄模式。
实施例一
本发明实施例提供了一种拍照方法,下面以具有摄像头的智能手机为例,对该拍照方法进行说明。该方法包括以下步骤:
S201:接收打开摄像头指令。
该摄像头可以是智能手机的前置摄像头,也可以后置摄像头,本发明对此不做限定。打开摄像头的方式,可以是用户通过触摸屏点击相机图标打开,还可以是通过双击手机的home键打开,也可以是双击手机的音量键打开。
S202:基于所述接收的打开摄像头指令,预览所述摄像头采集的预览画面,其中在预览状态下,所述摄像头的图像传感器的工作模式为平均像素合并模式。
所述摄像头的图像传感器至少支持两种工作模式,平均像素合并模式和求和像素合并模式。对图像传感器的binning(像素合并)的方式,本发明不做限定,可以是1/n binning,n为大于等于2的正整数。在进行像素合并时,每个像
素所占的权重,本发明也不做限定。
采用平均像素合并模式预览摄像头捕捉的预览画面,预览画面的图像数据量减小,不仅能够提升画面预览速度,还可以减少画面噪点。
S302:检测到所述预览画面中至少一个像素点的亮度小于预设条件,拍摄所述预览画面,其中在拍摄所述预览画面时,所述摄像头的图像传感器的工作模式为求和像素合并模式。
预览画面中每个象素都有相应的亮度,这个亮度和色相是没有关系的,同样的亮度既可以是红色也可以是绿色。像素的亮度值在0至255之间,靠近255的像素亮度较高,靠近0的亮度较低。
通过对所述预览画面中至少一个像素点的亮度进行分析,检测到拍摄环境为低照度场景,则所述摄像头的图像传感器采用求和像素合并模式,拍摄所述预览画面。可以认为拍摄环境的亮度小于30勒克斯(lux)的场景为低照度场景。比如,电影院、酒吧、KTV等拍摄场景,可以认为是低照度场景。若没有其他辅助设备,在这些场景下拍照,由于光线太暗,摄像头的进光亮小,则无法拍摄出清晰的人像照片。而采用求和像素合并模式拍照,由于采用多个像素的和值来表示一个新像素的值,拍摄出的画面亮度增加,能够提升在低照度场景的拍摄效果。以1/2binning模式为例,一个新的像素的值为原4个像素的和值,提升了近4倍的信号值,因此能够大幅度改善暗光下无法拍摄影像的问题。
可选的,通过对所述预览画面中至少一个像素点的亮度进行分析,检测到拍摄环境为低照度场景,可以通过如下方式实现:若所述预览画面中像素点的平均亮度小于给定门限,则认为拍摄环境为低照度场景。所述预设条件可以是一个门限值,也可以是一个范围。
可选的,拍摄所述预览画面具体为:将所述预览画面拍摄为图片和视频中的至少一种。所述摄像头可以拍摄静态图像,也可以拍摄动态图像,还可以拍摄静态和动态混合的图像。
可选的,终端对拍摄到的图像进行美白、去噪、亮眼和瘦脸处理中的至少一种处理,使得拍摄到的图像符合用户的期望。比如,用户采用前置摄像头自拍,在光纤比较暗的情况下,采用求和像素合并模式拍摄,可以得到较亮的人脸图像,对图像进行美肤处理,即进行美白、亮眼和瘦脸等操作,能够得到用户期望的自拍照。
可选的,暗光下,采用求和像素合并模式拍摄也可以称为夜景拍摄模式。在图像传感器的工作模式由平均像素合并模式切换为求和像素合并模式时,可以提醒用户拍摄模式发生切换。也可以在检测到拍摄环境为暗光环境时,提醒用户手动切换拍摄模式,由平均像素合并模式切换为求和像素合并模式。
本发明实施例提供的拍照方法,通过在检测到拍照环境为暗光线环境下,采用求和像素合并模式拍摄,能够提升拍摄到的影像的亮度,改善暗光下无法拍摄影像的问题。
本发明实施例提供的另一拍照方法,在判断拍摄环境是否为低照度场景时,通过检测图像传感器的ISO来实现,其他拍照步骤与上述实施例中描述的拍照方法类似。当检测到图像传感器的感光度ISO大于预设值时,拍摄摄像头捕捉的预览画面,其中在拍摄所述预览画面时,所述摄像头的图像传感器的工作模式为求和像素合并模式。
ISO感光度的高低代表了在相同曝光值时,选择更高的ISO感光度,在光圈不变的情况下,能够使用更快的快门速度获得同样的曝光量。反之,在快门不变的情况下,能够使用更小的光圈而保持获得正确的曝光量。因此,在光线比较暗淡的情况下进行拍摄,往往可以选择较高的ISO感光度。一般来说,手机的ISO值在200到1600之前。所述ISO的预设值可以设置为800,也可以设置为1000。
实施例二
图6是本发明实施例提供的一种终端301的结构示意图。该终端301包括处理器304、显示器303和摄像头302。该终端301可以执行实施例一所述的方法。下面以终端301为智能手机为例,对发明实施例进行说明。
摄像头302的图像传感器至少支持两种工作模式,平均像素合并模式和求和像素合并模式。对图像传感器的binning(像素合并)的方式,本发明不做限定,可以是1/n binning,n为大于等于2的正整数。在进行像素合并时,每个像素所占的权重,本发明也不做限定。
用户可以通过触摸屏点击相机图标打开摄像头,还可以是通过双击手机的home键,或双击手机的音量键打开摄像头。
摄像头打开后,所述显示器用于预览所述摄像头采集的预览画面,其中在预览状态下,所述摄像头的图像传感器的工作模式为所述平均像素合并模式。
手机的显示器也可以叫做显示屏。显示屏主要有On-Cell、in-Cell和OGS(One Glass Solution)/TOL(Touch on Lens)类型。In-Cell是将触摸功能嵌入到液晶屏幕的液晶像素中;On-Cell是指将触摸屏嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和偏光片之间的方法,即在液晶面板上配触摸传感器。OGS/TOL技术就是将触控屏与盖板玻璃集成在一起,在盖板玻璃内侧镀上ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)膜导电层,直接在盖板玻璃上进行镀膜和光刻。
所述处理器用于分析在所述预览状态下所述预览画面中至少一个像素点的亮度。处理器可以是单核心处理器,也可以是多核心处理器。
在所述处理器判断所述预览画面中至少一个像素点的亮度小于预设条件时,所述摄像头用于拍摄所述预览画面,其中在拍摄所述预览画面时,所述摄像头的图像传感器的工作模式为所述求和像素合并模式。
分析所述预览状态下所述预览画面中至少一个像素点的亮度和判断预设条件的方法,与实施例一的方案类似。
可选的,所述摄像头用于拍摄所述预览画面具体为:所述摄像头用于将所述预览画面拍摄为图片和视频中的至少一种。所述摄像头可以用于拍摄静态图像,也可以用于拍摄动态图像,还可以用于拍摄静态和动态混合的图像。
可选的,所述处理器还用于对拍摄到的画面进行美白、去噪、亮眼和瘦脸中的至少一种处理。终端对拍摄到的图像进行美白、去噪、亮眼和瘦脸处理中的至少一种处理,使得拍摄到的图像符合用户的期望。美白、去噪、亮眼和瘦脸是可以是现有技术中常用的美肤算法,在此不再赘述。
可选的,暗光下,采用求和像素合并模式拍摄也可以称为夜景拍摄模式。在图像传感器的工作模式由平均像素合并模式切换为求和像素合并模式时,可以提醒用户拍摄模式发生切换。提醒用户的方式可以是在显示器上以用户界面(User Interface,简称UI)的方式提醒用户。也可以在检测到拍摄环境为暗光环境时,提醒用户手动切换拍摄模式,由平均像素合并模式切换为求和像素合并模式。用户界面有时也直接称作UI或UI界面。
本发明实施例提供的终端,在处理器判断预览画面中至少一个像素点的亮度小于预设条件时,图像传感器的工作模式切换为求和像素合并模式,在这种模式下拍摄影像,能够提升拍摄到的影像的亮度,改善暗光下无法拍摄影像的问题。
在本发明实施例提供的另一终端中,终端的处理器用于检测在预览状态下所述图像传感器的感光度ISO。在所述处理器判断所述图像传感器的感光度ISO大于预设值时,终端的摄像头用于拍摄所述预览画面,其中在拍摄所述预览画面时,所述摄像头的图像传感器的工作模式为所述求和像素合并模式。该终端执行实施例一中采用感光度ISO判断拍摄环境进行拍照的拍照方法。
所述感光度ISO预设值的选取,与实施例一的描述类似。
实施例三
本发明实施例还提供了一种拍照装置,该拍照装置可以执行如实施例一中描述的拍照方法。
该装置包括:接收单元,用于接收打开摄像头指令。预览单元,用于基于所述接收单元接收的打开摄像头指令,预览所述摄像头采集的预览画面,其中在预览状态下,所述摄像头的图像传感器的工作模式为平均像素合并模式;拍摄单元,用于检测到所述预览画面中至少一个像素点的亮度小于预设条件,拍摄所述预览画面,其中在拍摄所述预览画面时,所述摄像头的图像传感器的工作模式为求和像素合并模式。
本发明实施例还提供给了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当被包括显示器和多个应用程序的便携式电子设备执行时使所述便携式电子设备执行如实施例一中描述的拍照方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以示例性说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明及本发明带来的有益效果进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求的范围。