[发明专利]用于宽动态范围(WDR)传感器数据的图像处理

说明书

在所描述的示例中，信号处理链(100)实现宽动态范围(WDR)多帧处理，该WDR多帧处理包括从WDR传感器接收包括多个帧的原始图像信号，该多个帧包括包含第一曝光时间像素数据的第一帧和包含第二曝光时间像素数据的第二帧。生成用于相机控制的统计数据(121)，该统计数据(121)包括用于第一像素数据的第一统计数据和用于第二像素数据的第二统计数据。在WDR合并块(140)中使用WDR合并算法来合并第一像素数据和第二像素数据，该WDR合并算法使用第一统计数据和第二统计数据生成原始较高位宽单帧图像。在后处理块(150)中至少使用缺陷像素校正算法对单帧图像进行后处理。在后处理之后，对单帧图像执行至少一部分色调映射以提供输出色调映射图像。

技术领域

本申请涉及宽动态范围(WDR)图像处理。

背景技术

相机和图像传感器广泛用于监视、运动控制和其它应用。WDR传感器正变得越来越受汽车和监视应用的欢迎，以保持自然场景的全部动态范围。例如，汽车应用包括用于在倒车时辅助驾驶员的后视相机，以及向控制系统提供输入以用于避免障碍物并控制制动、转向和加速的相机。

一些下一代光电探测器提供WDR输出，并且因此被认为是WDR图像传感器。当拍摄的图像(诸如来自WDR图像传感器)由于场景的照明强度的显著差异而包括具有亮区域的一些像素和具有暗区域的一些其它像素时，即使当适当地调整曝光时间和光圈时，也不可能获得清楚地显示亮区域和暗区域两者中的特征的场景图像。高动态范围(HDR)成像是这样一种成像技术，即该成像技术将来自同一图片(场景)的具有不同曝光时间、光圈、快门速度和/或灵敏度的多个帧(或多个曝光)的像素与来自用于包围整个帧组的亮度范围的每个帧的一些像素进行组合，通常使得所获得的图像覆盖人类眼睛将覆盖的相同动态范围。WDR成像是在监视相机行业中用于指HDR成像的术语，其中如本文所用的WDR成像也指HDR成像。

在常规WDR成像中，原始像素数据的图像处理(图像预处理)是第一处理步骤，接着是WDR合并(或融合)算法，并且然后是色调映射。来自WDR传感器的输入原始像素数据可以是拜耳(Bayer)、RCCC、RGBC的形式，或更一般地为任何2×2颜色格式。图像预处理包括应用多种算法，这些算法包括缺陷像素校正(DPC)、镜头阴影校正(LSC)、噪声滤波(NF)、WDR处理、白平衡(WB)和统计数据收集。统计数据收集包括使用的所有帧的统计数据，诸如长曝光时间帧、短曝光时间帧和最短曝光时间帧的统计数据。原始像素数据可以直接来自WDR传感器(例如，彩色相机)或来自存储器(例如，双倍数据速率同步动态随机存取存储器(SDRAMDDR))。

像素数据的WDR融合跟随在图像预处理之后。跟随在WDR融合之后的色调映射用于减小全色图像的动态范围(即，较少位)或对比度，同时保持局部对比度以提供色调映射图像。去马赛克(或消除马赛克)算法通常跟随在色调映射之后，该算法是重建全色图像的数字图像处理。

发明内容

在所描述的示例中，一种WDR多帧处理的方法包括从WDR传感器接收包括多个帧的(例如，场景的)原始图像信号，每个帧包括多个像素。多个帧包括具有第一曝光时间像素数据(第一像素数据)的第一帧和具有第二曝光时间像素数据(第二像素数据)的至少第二帧。第一像素数据和第二像素数据各自具有强度值。生成用于相机控制的统计数据，该统计数据包括用于像素数据的第一统计数据和用于第二像素数据的第二统计数据。使用WDR合并算法来合并第一像素数据和第二像素数据，该WDR合并算法使用第一统计数据和第二统计数据来生成原始较高位宽单帧图像。至少使用缺陷像素校正算法(例如，缺陷像素校正、噪声滤波、镜头阴影校正)来执行单帧图像的后处理。在后处理之后对单帧图像执行至少一部分色调映射，以提供输出色调映射图像。

附图说明

图1是根据示例实施例的用于WDR图像处理的简化信号处理链的框图表示，该简化信号处理链实现在WDR合并之后运行处理算法的早期WDR合并。

图2是根据示例实施例的实现早期WDR合并的用于处理WDR传感器数据的示例WDR图像处理系统的框图表示。