[发明专利]图像处理设备和图像处理方法

说明书

提供一种图像处理设备和图像处理方法。所述图像处理设备包括：使用图像选择器，被配置为产生使用图像选择信息，所述使用图像选择信息用于从在多个曝光时间段内捕捉的对象的多个图像选择一个图像以用于合成图像的每个区域；平均处理器，被配置为通过对先前使用图像选择信息和当前使用图像选择信息取平均来获取平均的使用图像选择信息；合成器，被配置为通过根据平均的使用图像选择信息对所述多个图像之中的至少两个图像进行合成以构造每个区域，来产生合成图像。

本申请要求于2014年4月11日提交到日本专利局的第2014-0081999号日本专利申请和于2014年9月25日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0128283号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用全部包含于此。

技术领域

与示例性实施例一致的设备和方法涉及能够执行改进的宽动态范围(WDR)或高动态范围(HDR)拍摄功能的图像处理。

背景技术

最近增加了对宽动态范围(WDR)或高动态范围(HDR)拍摄功能的使用。根据WDR或HDR拍摄功能，连续捕捉短时间曝光图像(在下文中，被称为短曝光图像)和长时间曝光图像(在下文中，被称为长曝光图像)，随后对它们进行合成。因此，可获得超出允许图像传感器提供的最大动态范围的动态范围的图像。WDR或HDR拍摄功能对于高对比度场景(诸如背光模式)非常有效。

用于在长曝光图像和短曝光图像之间选择图像以用于区域中的每个像素的标准通常包括像素值信息和运动检测信息。在连续图像组中，对短曝光图像和长曝光图像的一对进行合成是普遍的。

将描述相机轻微晃动的场景。例如，将描述安装在室外的固定相机被路过车辆(或被风)轻微晃动的情况，或便携式相机被用户的手抖动轻微晃动的情况。在这种场景下，对于WDR合成的图像的特定区域，对短曝光图像和长曝光图像的选择相对于时间改变。因此，可能会把短曝光图像和长曝光图像之间的图像质量差异看做是闪烁。

将描述短曝光图像和长曝光图像之间的图像质量差异。通常，在根据曝光率将短曝光图像归一化之后执行对WDR图像的合成，使得短曝光图像具有与长曝光图像相同的亮度。在长曝光图像饱和的区域中，不可能使短曝光图像和长曝光图像具有相同的亮度。然而，如果长曝光图像不饱和，则长曝光图像的亮度可与归一化的短曝光图像的亮度匹配。然而，难以使两个图像具有恰好相同的图像质量。

例如，如果基于曝光率执行归一化，则期望曝光率可能不等于实际捕捉的像素值的比率。这是因为快门时间的设置精度低或者图像传感器的曝光特性受到影响。当执行对短曝光图像的归一化时，计算精度也会成为问题。

短曝光图像通常具有许多噪声。因此，虽然亮度匹配，但是如果通过捕捉相同对象获得的短曝光图像和长曝光图像频繁改变，则噪声量的差异可被检测为闪烁。

以下专利文献公开了用于减少外部振动对WDR合成的图像的影响的技术。

第2003-143484号日本专利特许公开(在下文中，被称为专利文献1)公开了一种在通过坐标变换应对整个屏幕的不一致之后对图像进行合成的技术。即使当短曝光图像的位置与长曝光图像的位置因振动(诸如相机晃动)而不一致时，可对图像进行合成，而不管这种不一致。

第2012-165213号日本专利特许公开(在下文中，被称为专利文献2)公开了这样一种算法：当确定将使用短曝光图像和长曝光图像中的哪一个时，如果像素值等于或大于参照长曝光图像的阈值，则使用短曝光图像。

由于长曝光图像饱和，因此平稳地转变图像选择以在高对比度区域中产生自然合成的图像，在高对比度区域中，使用短曝光图像的区域与适当曝光并使用长曝光图像的区域邻近。然而，由于饱和长曝光图像的像素值混合，因此在高对比度区域的饱和部分中颜色变浅。因此，专利文献2的技术通过将长曝光图像的明亮的像素值区域放大达振动幅度那么多来产生图像，参照放大的图像确定选择信号，并使用短曝光图像对区域进行放大。