[发明专利]一种在Bayer数据域实现HDR的图像处理的方法和系统

权利要求书

1.一种在Bayer数据域实现HDR的图像处理的系统，其特征在于，包括：HDR Sensor单元，IO接口单元A、IO接口单元和B、FIFO单元和HDR处理单元；

HDR Sensor单元，用于生成至少两种曝光量的Bayer格式数据；

IO接口单元A，用于与HDR Sensor单元对接，将Sensor产生的图像数据输入到系统；

FIFO单元，用于缓存HDR Sensor产生的Bayer格式像素数据；

HDR处理单元，用于对Bayer数据进行HDR合成、色调映射、位宽压缩操作，最终生成高动态Bayer数据；

IO接口单元B，用于对外输出，将HDR处理单元生成的高动态Bayer数据输出到外部，是一个不具备HDR功能的ISP芯片。

2.根据权利要求1所述的一种在Bayer数据域实现HDR的图像处理的系统，其特征在于，所述IO接口单元A、IO接口单元和B、FIFO单元、HDR处理单元以一个可编程处理器芯片的形式实现。

3.一种如权利要求1-2任一所述的在Bayer数据域实现HDR的图像处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：

以行为单位获取HDR Sensor产生的位宽为10比特或12比特的低位宽图像数据；

按照预定格式对所述低位宽图像数据进行分离，从一行低位宽数据中分离出两行低位宽数据，分别对应长、短两种曝光量下产生的像素值；

按照一定的算法从长曝光像素中提取亮度分量；

利用所述亮度分量Y_L，以及从系统配置中获取的一组参数，计算每个目标像素的融合权重因子；

根据所述融合权重因子，以及从系统配置中获取的一组参数，计算每个目标像素的融合值；

按照一定的算法对融合图像进行局部色调变换处理，得到高位宽、高动态范围的局部色调变换图像；

对所述局部色调变换图像进行位宽压缩处理，得到最终的输出图像。

4.根据权利要求3所述的一种在Bayer数据域实现HDR的图像处理的方法，其特征在于，所述从长曝光像素中提取亮度分量的一种计算方法如下：

用M表示图像在水平方向上的像素数，用N表示图像在竖直方向上的像素数；

用I_L表示长曝光图像，用I_S表示短曝光图像，所述I_L和I_S均为包含M×N个像素值的二维矩阵；

I_L和I_S均为按照Bayer(2x2)格式排列的像素值矩阵，即奇数行代表RGRGRG…像素值，偶数行代表GBGBGB…像素值，所述R、G、B分别代表红、绿、蓝三种颜色的像素

用Y_L表示从长曝光图像中提取的亮度分量矩阵，则Y_L为包含M×N个灰度值的二维亮度矩阵；

用(i，j)表示所述I_L，I_S和Y_L中任一元素的坐标；

用I_L(i，j)表示当前位置像素，在此仅以当前位置为R像素的情况为例；

用I_L(i，j-1)表示当前位置左侧的G像素；

用I_L(i，j+1)表示当前位置右侧的G像素；

用I_L(i-1，j)表示当前位置正上方的G像素；

用I_L(i+1，j)表示当前位置正下方的G像素；

用I_L(i-1，j-1)表示当前位置左上方的B像素；

用I_L(i-1，j+1)表示当前位置右上方的B像素；

用I_L(i+1，j-1)表示当前位置左下方的B像素；

用I_L(i+1，j+1)表示当前位置右下方的B像素；

使用所述各个R像素值构造Y_R，即

Y_R(i，j)＝I_L(i，j)；

使用各个所述G像素值构造Y_G，即

使用所述各个Y_R，Y_G，Y_B构造Y_L，即

利用所述亮度分量Y_L，以及从系统配置中获取的一组参数，计算每个目标像素的融合权重因子；

所述融合权重因子的一种计算方法如下：

用W_in表示HDR Sensor输出数据的位宽，通常为10或12；

用Y_{m_in}表示Y_L元素的最大可能值，即

从系统配置中获取一个阈值参数T和一个斜率参数k，使用T，k，Y_max和Y_L构造所述每个目标像素的融合权重因子α，即

根据所述融合权重因子，以及从系统配置中获取的一组参数，计算每个目标像素的融合值。