分析數(shù)碼影像曝光程度的方法、裝置和一種數(shù)字成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分析數(shù)碼影像曝光程度的方法、裝置和一種數(shù)字成像系統(tǒng)，以為成像裝置提供準(zhǔn)確的曝光參數(shù)，獲得質(zhì)量較好的影像。所述方法包括：若獲得的數(shù)碼影像的格式不是灰度，則將所述數(shù)碼影像轉(zhuǎn)換成灰度數(shù)碼影像；對所述灰度數(shù)碼影像進行直方圖統(tǒng)計，以獲得所述灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖；根據(jù)所述灰度直方圖，分析所述灰度數(shù)碼影像的像素亮度后輸出所述數(shù)碼影像的曝光程度數(shù)值。本發(fā)明提供了一種快速、簡便的曝光程度分析方法，應(yīng)用在類似于數(shù)碼相機的成像系統(tǒng)中時，可幫助成像系統(tǒng)調(diào)整曝光參數(shù)，方便用戶調(diào)整曝光參數(shù)再次拍攝。當(dāng)應(yīng)用在影像管理和處理軟件中時，可以幫助用戶挑選影像，在后期的曝光補償程序調(diào)整補償參數(shù)。
【專利說明】分析數(shù)碼影像曝光程度的方法、裝置和一種數(shù)字成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，具體涉及分析數(shù)碼影像曝光程度的方法、裝置和一種數(shù)字成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的數(shù)字成像系統(tǒng)中，大多數(shù)都是對環(huán)境光進行測光，計算各區(qū)域的環(huán)境光的強度，然后，再對各區(qū)域的環(huán)境光的強度進行加權(quán)計算，以獲得曝光參數(shù)。由于環(huán)境的復(fù)雜性，上述方法還是出現(xiàn)了很多場景曝光參數(shù)設(shè)置錯誤，導(dǎo)致所拍攝的數(shù)碼照片明顯曝光錯誤，從而造成損失。
[0003]在數(shù)字影像管理應(yīng)用中，自動判斷影像曝光具有重要的應(yīng)用價值，可以判斷出影像是否曝光準(zhǔn)確，從而挑選出有錯誤的照片。在大多數(shù)軟件中，例如Photoshop、光影魔術(shù)手等影像處理軟件中，都帶有曝光補償功能，可以對曝光影像的曝光進行補償?；谏鲜鲇跋裉幚碥浖哂械钠毓庋a償功能，一種相對于上述通過測光并對光強進行加權(quán)計算獲得曝光參數(shù)有所改進的方法是在拍攝前進行測光，設(shè)置曝光參數(shù)，在拍攝后，通過人眼主觀來判斷照片是否曝光準(zhǔn)確。如果曝光不準(zhǔn)確，則采用影像處理軟件進行后續(xù)曝光補償?shù)奶幚?，例如，對欠曝和過曝的影像進行補償和糾正，以期獲得曝光效果較好的影像。
[0004]然而，影像處理軟件對數(shù)碼影像本身是否過曝和/或欠曝并不知曉。數(shù)碼影像過曝欠曝與否仍然需要肉眼進行判斷，如此，會將準(zhǔn)確曝光的影像錯誤處理。另一方面，數(shù)碼相機和攝像機大多數(shù)都具備影像預(yù)覽功能，即:在拍攝前提供一個液晶屏顯示拍攝畫面，設(shè)備自動進行判斷曝光參數(shù)，如此，會因為環(huán)境原因而得到錯誤的曝光參數(shù)，造成預(yù)覽模式下影像在液晶屏顯示欠曝或過曝。
[0005]綜合以上的分析可知，現(xiàn)有技術(shù)在拍攝過程中，往往因為無法獲得準(zhǔn)確的曝光程度，為后續(xù)影像處理提供了不正確的反饋或者進行了誤導(dǎo)，從而造成后續(xù)拍攝時，獲得的仍然是質(zhì)量不良的影像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例提供分析數(shù)碼影像曝光程度的方法、裝置和一種數(shù)字成像系統(tǒng)，以為成像裝置提供準(zhǔn)確的曝光參數(shù)，獲得質(zhì)量較好的影像。
[0007]—種分析數(shù)碼影像曝光程度的方法，所述方法包括:
[0008]若獲得的數(shù)碼影像的格式不是灰度，則將所述數(shù)碼影像轉(zhuǎn)換成灰度數(shù)碼影像；
[0009]對所述灰度數(shù)碼影像進行直方圖統(tǒng)計，以獲得所述灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖；
[0010]根據(jù)所述灰度直方圖，分析所述灰度數(shù)碼影像的像素亮度后輸出所述數(shù)碼影像的曝光程度數(shù)值。
[0011]一種分析數(shù)碼影像曝光程度的裝置，所述裝置包括:
[0012]格式轉(zhuǎn)換模塊，用于若獲得的數(shù)碼影像的格式不是灰度時，將所述數(shù)碼影像轉(zhuǎn)換成灰度數(shù)碼影像；[0013]直方圖提取模塊，用于對所述灰度數(shù)碼影像進行直方圖統(tǒng)計，以獲得所述灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖；
[0014]分析模塊，用于根據(jù)所述灰度直方圖，分析所述灰度數(shù)碼影像的像素亮度后輸出所述數(shù)碼影像的曝光程度數(shù)值。
[0015]一種數(shù)字成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括成像裝置、分析數(shù)碼影像曝光程度裝置和曝光控制單元，所述分析數(shù)碼影像曝光程度裝置包括格式轉(zhuǎn)換模塊、直方圖提取模塊和分析模塊；
[0016]所述成像裝置，用于獲取數(shù)碼影像；
[0017]所述格式轉(zhuǎn)換模塊，用于若獲得的數(shù)碼影像的格式不是灰度時，將所述數(shù)碼影像轉(zhuǎn)換成灰度數(shù)碼影像；
[0018]所述直方圖提取模塊，用于對所述灰度數(shù)碼影像進行直方圖統(tǒng)計，以獲得所述灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖；
[0019]所述分析模塊，用于根據(jù)所述灰度直方圖，分析所述灰度數(shù)碼影像的像素亮度后輸出所述數(shù)碼影像的曝光程度數(shù)值；
[0020]所述曝光控制單元，用于根據(jù)所述分析模塊輸出的曝光程度數(shù)值重新計算曝光參數(shù)，控制所述成像裝置在獲取數(shù)碼影像時進行的曝光。
[0021]從上述本發(fā)明實施例可知，由于可以根據(jù)對灰度數(shù)碼影像進行直方圖統(tǒng)計獲得的灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖，分析該灰度數(shù)碼影像的像素亮度后輸出所述數(shù)碼影像的曝光程度數(shù)值，這些過程均可以由軟件處理，無需人工肉眼參與，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例提供了一種快速、簡便的曝光程度分析方法，應(yīng)用在類似于數(shù)碼相機的成像系統(tǒng)中時，可在成像之前識別預(yù)覽影像的曝光程度，向成像系統(tǒng)給出曝光程度，從而幫助成像系統(tǒng)調(diào)整曝光參數(shù)，在成像之后，可以快速判斷數(shù)碼影像的曝光程度，對于曝光不良的數(shù)碼影像直接給出提示，方便用戶調(diào)整曝光參數(shù)再次拍攝。當(dāng)該方法應(yīng)用在影像管理和處理軟件中時，可以自動判斷數(shù)碼影像的曝光程度是否曝光不良，以幫助用戶挑選影像，在后期的曝光補償程序調(diào)整補償參數(shù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實施例提供的分析數(shù)碼影像曝光程度的方法的基本流程示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實施例提供的分析數(shù)碼影像曝光程度的裝置邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明另一實施例提供的分析數(shù)碼影像曝光程度的裝置邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明另一實施例提供的分析數(shù)碼影像曝光程度的裝置邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明實施例提供的數(shù)字成像系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6是本發(fā)明另一實施例提供的數(shù)字成像系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7是本發(fā)明另一實施例提供的數(shù)字成像系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明實施例提供一種分析數(shù)碼影像曝光程度的方法，包括:若獲得的數(shù)碼影像的格式不是灰度，則將所述數(shù)碼影像轉(zhuǎn)換成灰度數(shù)碼影像；對所述灰度數(shù)碼影像進行直方圖統(tǒng)計，以獲得所述灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖；根據(jù)所述灰度直方圖，分析所述灰度數(shù)碼影像的像素亮度后輸出所述數(shù)碼影像的曝光程度數(shù)值。本發(fā)明實施例還提供相應(yīng)的分析數(shù)碼影像曝光程度的裝置和一種數(shù)字成像系統(tǒng)。以下分別進行詳細說明。
[0030]本發(fā)明實施例的分析數(shù)碼影像曝光程度的方法的基本流程可參考圖1，主要包括步驟:
[0031]S101，若獲得的數(shù)碼影像的格式不是灰度，則將所述數(shù)碼影像轉(zhuǎn)換成灰度數(shù)碼影像。
[0032]由于各種因素的影像，成像裝置，例如數(shù)碼相機、帶有攝像頭的智能手機或者其它影像采集設(shè)備所獲得的數(shù)碼影像，其格式并非都是灰度(Gray)格式。例如，有的數(shù)碼影像是RGB格式，有的數(shù)碼影像是YUV格式，還有的數(shù)碼影像是YCrCb格式，等等。在本發(fā)明實施例中，若成像裝置獲得的數(shù)碼影像的格式不是灰度，則對這些數(shù)碼影像進行格式轉(zhuǎn)換，使之成為灰度數(shù)碼影像。
[0033]S102，對所述灰度數(shù)碼影像進行直方圖統(tǒng)計，以獲得所述灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖。
[0034]對于灰度數(shù)碼影像，其灰度級別一般為O至255之間中的任意一個數(shù)。在本發(fā)明實施例中，灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖是f(i)的集合，即若灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖使用f表示，則f={f (O)，f (I)，...，f (i)，...，f (255)}，這里f (i)的值為灰度數(shù)碼影像中灰度級別為i的像素的個數(shù)，而i e [0，255]。顯然，當(dāng)灰度數(shù)碼影像中像素總個數(shù)為N時，
【權(quán)利要求】
1.一種分析數(shù)碼影像曝光程度的方法，其特征在于，所述方法包括: 若獲得的數(shù)碼影像的格式不是灰度，則將所述數(shù)碼影像轉(zhuǎn)換成灰度數(shù)碼影像； 對所述灰度數(shù)碼影像進行直方圖統(tǒng)計，以獲得所述灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖； 根據(jù)所述灰度直方圖，分析所述灰度數(shù)碼影像的像素亮度后輸出所述數(shù)碼影像的曝光程度數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述灰度直方圖是f(i)的集合，所述f(i)的值為所述灰度數(shù)碼影像中灰度級別為i的像素的個數(shù)，所述i e [0,255]； 所述根據(jù)所述灰度直方圖，分析所述灰度數(shù)碼影像的像素亮度后輸出所述數(shù)碼影像的曝光程度數(shù)值包括: 根據(jù)所述灰度直方圖反映的低暗像素個數(shù)和高亮像素個數(shù)，獲得所述數(shù)碼影像的曝光度E; 由所述曝光度E與預(yù)定義的曝光度閾值和/或明暗度比例閾值的關(guān)系，輸出所述曝光度E和曝光程度級別。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述曝光度閾值包括第一曝光度閾值th1、第二曝光度閾值thn、第三曝光度閾值th2和第四曝光度閾值th22，所述明暗度比例閾值包括第一明暗度比例閾值te1、第二明暗度比例閾值ten、第三明暗度比例閾值te2和第四明暗度比例閾值te22，所述咖大于0，所述thn大于所述咖，所述th2小于0，所述th22大于所述th2，所述ten大于所述e1，所述te22大于所述te2 ； 所述根據(jù)所述灰度直方圖反映的低暗像素個數(shù)和高亮像素個數(shù)，獲得所述數(shù)碼影像的曝光度E包括:統(tǒng)計所述灰度數(shù)碼影`像中灰度級別在[0，T1]的像素個數(shù)N1和灰度級別在[T2, 255]的像素個數(shù)N2，所述灰度數(shù)碼影像中灰度級別在[0，T1]的像素為所述低暗像素，所述灰度級別在[T2，255]的像素為高亮像素；若NJN2=O,則所述曝光度E為O，否則，計算(N2-N1) / (NJN2)，以所述(N2-N1) / (NJN2)為所述曝光度 E ； 所述由所述曝光度E與預(yù)定義的曝光度閾值和/或明暗度比例閾值的關(guān)系，輸出所述曝光度E和曝光程度級別包括: 若所述曝光度E為0，則輸出曝光正常和所述曝光度E ； 若所述曝光度E大于所述th1;且E1大于所述tei，則輸出過度曝光和所述曝光度E，所述E1=N1ZU所述N為所述灰度數(shù)碼影像中像素總個數(shù)； 若所述曝光度E大于所述thn，且所述E1大于所述ten，則輸出嚴(yán)重過度曝光和所述曝光度E ; 若所述曝光度E小于所述th2，且所述E1小于所述te2，則輸出欠曝光和所述曝光度E ； 若所述曝光度E小于所述th22，且所述E1小于所述te22，則輸出嚴(yán)重欠曝光和所述曝光度E。
4.一種分析數(shù)碼影像曝光程度的裝置，其特征在于，所述裝置包括: 格式轉(zhuǎn)換模塊，用于若獲得的數(shù)碼影像的格式不是灰度時，將所述數(shù)碼影像轉(zhuǎn)換成灰度數(shù)碼影像； 直方圖提取模塊，用于對所述灰度數(shù)碼影像進行直方圖統(tǒng)計，以獲得所述灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖； 分析模塊，用于根據(jù)所述灰度直方圖，分析所述灰度數(shù)碼影像的像素亮度后輸出所述數(shù)碼影像的曝光程度數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述灰度直方圖是f(i)的集合，所述f(i)的值為所述灰度數(shù)碼影像中灰度級別為i的像素的個數(shù)，所述ie [0，255]，所述分析模塊包括: 曝光度獲取單元，用于根據(jù)所述灰度直方圖反映的低暗像素個數(shù)和高亮像素個數(shù)，獲 得所述數(shù)碼影像的曝光度E ； 參數(shù)輸出單元，用于由所述曝光度E與預(yù)定義的曝光度閾值和/或明暗度比例閾值的關(guān)系，輸出所述曝光度E和曝光程度級別。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述曝光度閾值包括第一曝光度閾值 、第二曝光度閾值thn、第三曝光度閾值th2和第四曝光度閾值th22，所述明暗度比例閾值包括第一明暗度比例閾值te1、第二明暗度比例閾值ten、第三明暗度比例閾值te2和第四明暗度比例閾值te22，所述咖大于O，所述thn大于所述咖，所述th2小于O，所述th22大于所述th2，所述ten大于所述^e1，所述te22大于所述te2 ； 所述曝光度獲取單元包括統(tǒng)計單元和計算單元； 所述統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計所述灰度數(shù)碼影像中灰度級別在[0，TJ的像素個數(shù)N1和灰度級別在[T2，255]的像素個數(shù)N2，所述灰度數(shù)碼影像中灰度級別在[0，TJ的像素為所述低暗像素，所述灰度級別在[T2，255]的像素為高亮像素； 所述計算單元，用于若NJN2=O,則所述曝光度E為0，否則，計算(N2-N1) / (NJN2)，以所述(N2-N1V(NJN2)為所述曝光度E ; 所述參數(shù)輸出單元包括第一輸出單元、第二輸出單元、第三輸出單元、第四輸出單元和第五輸出單元； 所述第一輸出單元，用于若所述曝光度E為0，則輸出曝光正常和所述曝光度E ； 所述第二輸出單元，用于若所述曝光度E大于所述th1;且E1大于所述te1;則輸出過度曝光和所述曝光度E，所述E1=N1ZU所述N為所述灰度數(shù)碼影像中像素總個數(shù)； 所述第三輸出單元，用于若所述曝光度E大于所述thn，且所述E1大于所述ten，則輸出嚴(yán)重過度曝光和所述曝光度E ； 所述第四輸出單元，用于若所述曝光度E小于所述th2，且所述E1小于所述te2，則輸出欠曝光和所述曝光度E ； 所述第五輸出單元，用于若所述曝光度E小于所述th22，且所述E1小于所述te22，則輸出嚴(yán)重欠曝光和所述曝光度E。
7.一種數(shù)字成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括成像裝置、分析數(shù)碼影像曝光程度裝置和曝光控制單元，所述分析數(shù)碼影像曝光程度裝置包括格式轉(zhuǎn)換模塊、直方圖提取模塊和分析模塊； 所述成像裝置，用于獲取數(shù)碼影像； 所述格式轉(zhuǎn)換模塊，用于若獲得的數(shù)碼影像的格式不是灰度時，將所述數(shù)碼影像轉(zhuǎn)換成灰度數(shù)碼影像； 所述直方圖提取模塊，用于對所述灰度數(shù)碼影像進行直方圖統(tǒng)計，以獲得所述灰度數(shù)碼影像的灰度直方圖； 所述分析模塊，用于根據(jù)所述灰度直方圖，分析所述灰度數(shù)碼影像的像素亮度后輸出所述數(shù)碼影像的曝光程度數(shù)值； 所述曝光控制單元，用于根據(jù)所述分析模塊輸出的曝光程度數(shù)值重新計算曝光參數(shù)，控制所述成像裝置在獲取數(shù)碼影像時進行的曝光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述灰度直方圖是f(i)的集合，所述f(i)的值為所述灰度數(shù)碼影像中灰度級別為i的像素的個數(shù)，所述i e [0，255]，所述分析模塊包括: 曝光度獲取單元，用于根據(jù)所述灰度直方圖反映的低暗像素個數(shù)和高亮像素個數(shù)，獲得所述數(shù)碼影像的曝光度E ； 參數(shù)輸出單元，用于由所述曝光度E與預(yù)定義的曝光度閾值和/或明暗度比例閾值的關(guān)系，輸出所述曝光度E和曝光程度級別。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述曝光度閾值包括第一曝光度閾值 、第二曝光度閾值thn、第三曝光度閾值th2和第四曝光度閾值th22，所述明暗度比例閾值包括第一明暗度比例閾值te1、第二明暗度比例閾值ten、第三明暗度比例閾值te2和第四明暗度比例閾值te22，所述咖大于O，所述thn大于所述咖，所述th2小于O，所述th22大于所述th2，所述ten大于所述-e1，所述te22大于所述te2 ； 所述曝光度獲取單元包括統(tǒng)計單元和計算單元； 所述統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計所述灰度數(shù)碼影像中灰度級別在[0，TJ的像素個數(shù)N1和灰度級別在[T2，255]的像素個數(shù)N2，所述灰度數(shù)碼影像中灰度級別在[0，TJ的像素為所述低暗像素，所述灰度級別在[T2，255]的像素為高亮像素； 所述計算單元，用于若NJN2=O,則所述曝光度E為0，否則，計算(N2-N1) / (NJN2)，以所述(N2-N1V(NJN2)為所述曝光度E ; 所述參數(shù)輸出單元包括第一輸出單元、第二輸出單元、第三輸出單元、第四輸出單元和第五輸出單元； 所述第一輸出單元，用于若所述曝光度E為0，則輸出曝光正常和所述曝光度E ； 所述第二輸出單元，用于若所述曝光度E大于所述th1;且E1大于所述te1;則輸出過度曝光和所述曝光度E，所述E1=N1ZU所述N為所述灰度數(shù)碼影像中像素總個數(shù)； 所述第三輸出單元，用于若所述曝光度E大于所述thn，且所述E1大于所述ten，則輸出嚴(yán)重過度曝光和所述曝光度E ； 所述第四輸出單元，用于若所述曝光度E小于所述th2，且所述E1小于所述te2，則輸出欠曝光和所述曝光度E ； 所述第五輸出單元，用于若所述曝光度E小于所述th22，且所述E1小于所述te22，則輸出嚴(yán)重欠曝光和所述曝光度E。
【文檔編號】H04N5/235GK103458194SQ201310382403
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】龐建新 申請人:中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院