本申請(qǐng)涉及多重曝光成像，并且特別涉及多重曝光自動(dòng)曝光控制(aec)成像。

背景技術(shù)：

在多重曝光自動(dòng)曝光控制(aec)成像中，相似影調(diào)之間經(jīng)常發(fā)生突然的信噪比(snr)轉(zhuǎn)換。在視覺上可能明顯可見的信噪比轉(zhuǎn)換，可能會(huì)降低圖像質(zhì)量并且在圖像中引入不期望的偽影。該信噪比轉(zhuǎn)換是由合并具有不同snr型(snrprofile)的多重曝光圖像所導(dǎo)致的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在實(shí)施例中，一種裝置包括：輸入端，該輸入端在操作中接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)；以及數(shù)字圖像處理電路。該數(shù)字圖像處理電路在操作中：基于該圖像數(shù)據(jù)來確定陰影閾值；針對(duì)具有相應(yīng)的多個(gè)曝光時(shí)間的多次曝光的每次合并轉(zhuǎn)換(mergetransition)，基于用于該合并轉(zhuǎn)換的閾值信噪比(snr)來確定相應(yīng)的閾值積分比值；基于該陰影閾值和該閾值積分比值來確定用于每次合并轉(zhuǎn)換的積分比值；以及基于用于每次合并轉(zhuǎn)換的該確定的積分比值和曝光時(shí)間來生成輸出圖像。在實(shí)施例中，生成該輸出圖像包括：基于用于每次合并轉(zhuǎn)換的該確定的積分比值，合并該多次曝光。在實(shí)施例中，該數(shù)字圖像處理電路基于用于該多次合并轉(zhuǎn)換的該積分比值來調(diào)整多次后續(xù)曝光的曝光時(shí)間。在實(shí)施例中，生成該輸出圖像包括：將命令發(fā)送到傳感器，以捕獲具有該調(diào)整的曝光時(shí)間的該多次后續(xù)曝光；在該輸入端處接收具有該調(diào)整的曝光時(shí)間的該多次后續(xù)曝光；及以通過合并具有該調(diào)整的曝光時(shí)間的該多次后續(xù)曝光來生成該輸出圖像。在實(shí)施例中，該多個(gè)曝光時(shí)間彼此之間不同。在實(shí)施例中，確定用于該合并轉(zhuǎn)換的該積分比值包括：識(shí)別具有最短曝光時(shí)間的第一次曝光的飽和點(diǎn)和該陰影閾值之間的第一比值；將該第一比值劃分為用于每次合并轉(zhuǎn)換的相應(yīng)的積分比值；以及基于用于合并轉(zhuǎn)換的該閾值積分比值來調(diào)整該積分比值。在實(shí)施例中，該第一次曝光的該飽和點(diǎn)是該第一次曝光的最大像素級(jí)(pixellevel)。在實(shí)施例中，將該第一比值劃分包括：將該第一比值的一部分設(shè)置為用于該多次曝光的該第一次曝光和第二次曝光之間的第一次合并轉(zhuǎn)換的第一積分比值，并且將該第一比值的剩余部分設(shè)置為用于該第二次曝光的第二積分比值。在實(shí)施例中，確定用于每次合并轉(zhuǎn)換的該閾值積分比值包括：基于用來捕獲該多次曝光的傳感器的snr模型來確定該閾值積分比值。在實(shí)施例中，合并該多次曝光包括：使用該多次曝光的第一次曝光來提供場(chǎng)景的上層中間影調(diào)區(qū)域的像素，使用該多次曝光的一次或多次其他曝光來提供該場(chǎng)景的下層中間影調(diào)區(qū)域的像素，并且使用該多次曝光的另一次曝光來提供該場(chǎng)景的陰影區(qū)域的像素。

在實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括：傳感器，該傳感器在操作中捕獲場(chǎng)景的圖像并且輸出代表該場(chǎng)景的圖像數(shù)據(jù)；以及具有數(shù)字圖像處理電路的控制器，該數(shù)字圖像處理電路在操作中：接收該圖像數(shù)據(jù)；基于該圖像數(shù)據(jù)來確定陰影閾值；針對(duì)具有相應(yīng)的多個(gè)曝光時(shí)間的多次曝光的每次合并轉(zhuǎn)換，基于用于該合并轉(zhuǎn)換的所期望的最小閾值信噪比(snr)來確定相應(yīng)的閾值積分；基于該陰影閾值和該閾值積分比值來確定用于每次合并轉(zhuǎn)換的積分比值；以及基于用于每次合并轉(zhuǎn)換的該確定的積分比值來生成輸出圖像。

在實(shí)施例中，一種方法包括：接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)；基于該圖像數(shù)據(jù)來確定陰影閾值；針對(duì)具有相應(yīng)多個(gè)曝光時(shí)間的多次曝光的每次合并轉(zhuǎn)換，基于用于該合并轉(zhuǎn)換的閾值信噪比(snr)來確定相應(yīng)的閾值積分比值；基于該陰影閾值和該閾值積分比值來確定用于每次合并轉(zhuǎn)換的積分比值；以及基于用于每次合并轉(zhuǎn)換的該確定的積分比值來生成輸出圖像。

在實(shí)施例中，一種裝置，包括：用于接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)的部件；用于基于該圖像數(shù)據(jù)來確定陰影閾值的部件；用于針對(duì)具有相應(yīng)多個(gè)曝光時(shí)間的多次曝光的每次合并轉(zhuǎn)換，基于用于該合并轉(zhuǎn)換的閾值信噪比(snr)來確定相應(yīng)的閾值積分比值的部件；用于基于該陰影閾值和該閾值積分比值來確定用于每次合并轉(zhuǎn)換的積分比值的部件；以及用于基于用于每次合并轉(zhuǎn)換的該確定的積分比值來生成輸出圖像的部件。

附圖說明

圖1示出了傳感器的信噪比曲線。

圖2示出了在高動(dòng)態(tài)范圍成像中進(jìn)行合并的示例。

圖3示出了在高動(dòng)態(tài)范圍成像中傳感器的信噪比曲線的示例。

圖4示出了自動(dòng)曝光控制成像設(shè)備的框圖。

圖5示出了在高動(dòng)態(tài)范圍成像中控制信噪比的方法。

圖6示出了在高動(dòng)態(tài)范圍成像中傳感器的信噪比曲線的示例。

圖7示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例將具有最短曝光時(shí)間的曝光的飽和點(diǎn)和具有最長(zhǎng)曝光時(shí)間的曝光的飽和點(diǎn)之間的比值分割為兩個(gè)積分比值的示例。

圖8示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的積分比值調(diào)整的示例。

圖9示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的積分比值調(diào)整的示例。

圖10示出了基于多次曝光來生成輸出圖像的方法的流程圖。

圖11示出了用于生成輸出圖像的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了傳感器的信噪比(snr)曲線102。該snr曲線102特定于傳感器，并且特定于模擬增益和數(shù)字增益。該snr曲線102將由傳感器捕獲的圖像中的像素的snr作為像素強(qiáng)度的函數(shù)示出。一般而言，用于像素的snr隨著像素強(qiáng)度的增加而增加。也就是說，與較暗的像素相比，更亮的圖像像素與更高的snr相關(guān)聯(lián)。相對(duì)于噪聲的貢獻(xiàn)，由傳感器捕獲的場(chǎng)景對(duì)像素的貢獻(xiàn)會(huì)隨著像素亮度的增加而增加。因此，對(duì)于圖1示出其snr曲線102的示例性傳感器，幾乎與所有傳感器一樣，相對(duì)于在更亮的區(qū)域中，在較暗區(qū)域中關(guān)于信號(hào)功率引入了更多的噪聲功率。

該snr曲線102適用于針對(duì)給定曝光時(shí)間由給定傳感器捕獲的圖像。不同的snr曲線可能適用于傳感器的不同曝光時(shí)間。曝光時(shí)間是像素聚集場(chǎng)景光的時(shí)間長(zhǎng)度。眾所周知，一般而言，曝光時(shí)間越長(zhǎng)，結(jié)果捕獲的像素就越亮。如果曝光時(shí)間短，與本來用更長(zhǎng)曝光時(shí)間可能捕獲的相比，獲得圖像較暗。然而，長(zhǎng)時(shí)間曝光通常會(huì)導(dǎo)致在圖像中引入運(yùn)動(dòng)偽影(諸如模糊或“重影(ghost)”)。例如，如果場(chǎng)景中的對(duì)象移動(dòng)，由于長(zhǎng)時(shí)間曝光，將會(huì)在捕獲的圖像中跟蹤到該移動(dòng)。

高動(dòng)態(tài)范圍成像嘗試通過合并多次曝光來產(chǎn)生圖像，其中該多次曝光中的每一次均和相應(yīng)的多個(gè)曝光時(shí)間相關(guān)聯(lián)。相應(yīng)的多次曝光的多個(gè)曝光時(shí)間可能會(huì)彼此不同。

圖2示出了在高動(dòng)態(tài)范圍成像中進(jìn)行合并的示例。在該示例中，場(chǎng)景的圖像112包括多次曝光114、116、118。第一次曝光114具有相對(duì)較短的第一曝光時(shí)間。第二次曝光116具有比第一曝光時(shí)間更長(zhǎng)的第二曝光時(shí)間。第三次曝光118具有比第二曝光時(shí)間更長(zhǎng)的第三曝光時(shí)間。

第一次曝光114可以用來捕獲相對(duì)照明良好并且明亮的場(chǎng)景的區(qū)域。因?yàn)檫@些區(qū)域較明亮，可以使用較短的曝光時(shí)間。該較短的曝光時(shí)間最大限度地減少了第一次曝光中的運(yùn)動(dòng)偽影。第二次曝光116可以用來捕獲不如第一次曝光的區(qū)域的照明良好和明亮的場(chǎng)景區(qū)域。例如，使用第二次曝光116可以捕獲灰色區(qū)域和部分陰影區(qū)域。另一方面，第三次曝光118可以捕捉場(chǎng)景的陰影。

如圖2所示，使用具有最長(zhǎng)曝光時(shí)間的第三次曝光118來捕獲車庫內(nèi)部。使用具有中等曝光時(shí)間的第二次曝光116來捕獲場(chǎng)景中數(shù)的樹的陰影。使用具有最短曝光時(shí)間的第一次曝光114來捕獲不在陰影中的明亮的場(chǎng)景部分。

應(yīng)注意的是，雖然參照?qǐng)D2對(duì)三次曝光進(jìn)行了描述，但是，可以使用任意次數(shù)的曝光(諸如二次曝光或四次曝光)進(jìn)行高動(dòng)態(tài)范圍成像。此外，本文所述技術(shù)適用于任意次數(shù)的曝光。

圖3示出了在高動(dòng)態(tài)范圍成像中傳感器的信噪比(snr)曲線122的示例。該snr曲線122包括三個(gè)線段124、126、128。該三個(gè)線段124、126、128分別與多次曝光相關(guān)聯(lián)。與第一次曝光相關(guān)聯(lián)的第一個(gè)線段124在圖3示出，以從19檔(stop)向22檔延伸。檔是應(yīng)用于像素強(qiáng)度的以2為底的對(duì)數(shù)的結(jié)果。例如，像素范圍可以是2⁰到2²²，其中，2²²被認(rèn)為是傳感器的飽和點(diǎn)。該飽和點(diǎn)是能夠被傳感器捕獲的圖像數(shù)據(jù)的最大點(diǎn)。該飽和點(diǎn)還可以是由傳感器捕獲的最亮像素級(jí)。

強(qiáng)度介于19檔和22檔之間的像素可以由第一次曝光提供，并且如snr曲線122所提供的，可以具有介于32分貝和39分貝(db)之間的相關(guān)聯(lián)的snr。第二次曝光用于強(qiáng)度介于15.5檔和19檔之間的像素。因?yàn)榈诙纹毓獾钠毓鈺r(shí)間比第一次曝光的時(shí)間長(zhǎng)，所以，可以為針對(duì)比第一次曝光的像素更暗的像素，使用第二次曝光。具有最長(zhǎng)曝光時(shí)間的第三次曝光用于介于1檔和15.5檔之間的像素。如圖3所示，針對(duì)圖像陰影中的像素，snr降低。

圖4示出了自動(dòng)曝光控制成像設(shè)備400的框圖。該成像設(shè)備400包括控制器402、傳感器404和內(nèi)存406。該控制器402可以是任何類型的控制器(諸如微控制器，或者處理器)，并且在操作上耦合到傳感器404，該傳感器404可以是光學(xué)傳感器，諸如照相機(jī)。該控制器402包括被配置成進(jìn)行本文所述的成像處理和snr控制的電路。該控制器402指示傳感器404捕獲場(chǎng)景(例如，傳感器404指向的場(chǎng)景)的圖像(曝光)。該控制器402可以通過將命令發(fā)送到傳感器404來指示傳感器404捕獲曝光。該控制器402可以在命令中指定要在捕獲曝光時(shí)使用的曝光時(shí)間。該曝光時(shí)間可以是傳感器404快門保持打開用于待采集的曝光的時(shí)間的時(shí)間長(zhǎng)度。一般而言，曝光時(shí)間與捕獲的曝光的亮度成正比。

傳感器404根據(jù)曝光時(shí)間來捕獲曝光，并將該曝光發(fā)送到控制器402進(jìn)行處理?？刂破?02在其輸入端處接收該曝光?？刂破?02可以指示傳感器404捕獲如本文所述多次曝光。該多次曝光的每一次都可以和不同的曝光時(shí)間相關(guān)聯(lián)。控制器402處理從如本文所述的傳感器404接收的曝光?？刂破?02被耦合到內(nèi)存406，并且控制器402可以使得曝光被存儲(chǔ)在內(nèi)存406中。此外，內(nèi)存406還可以存儲(chǔ)用于傳感器404的snr模型(或曲線)，命令的曝光時(shí)間等。控制器402可以訪問存儲(chǔ)在內(nèi)存406中的snr模型，并且可以使用該snr模型來控制多次曝光圖像的snr。內(nèi)存406可以存儲(chǔ)可執(zhí)行指令，其中，當(dāng)控制器402執(zhí)行該可執(zhí)行指令時(shí)，該可執(zhí)行指令會(huì)使控制器402控制多次曝光圖像處理中的曝光時(shí)間和/或snr，并且一般執(zhí)行如本文所述的圖像處理。

圖5示出了在高動(dòng)態(tài)范圍成像中控制信噪比(snr)的方法500。在方法500中，在502中，成像設(shè)備的控制器(諸如參照?qǐng)D4中編號(hào)402所描述的控制器)獲得場(chǎng)景的多次曝光。多次曝光分別與多個(gè)曝光時(shí)間相關(guān)聯(lián)。多次曝光的第一次曝光具有最短的曝光時(shí)間，并且多次曝光的最后一次曝光具有最長(zhǎng)的曝光時(shí)間。為了便于描述，本文所述的多次曝光包括三次曝光。然而，應(yīng)注意到，可以使用任何其他次數(shù)的曝光。

在504中，控制器為每次曝光(例如，上層中間影調(diào)(第一次曝光)、下層中間影調(diào)(第二次曝光)和陰影(第三次曝光)504)設(shè)置所期望的最小snr。所期望的最小snr可以由用戶指定。用于上層中間影調(diào)的所期望的最小snr可能是所期望的最小snr中的最高者。相反，用于陰影的所期望的最小snr可能是所期望的最小snr中的最小者。如圖6所示，例如，用于陰影(線602)的所期望的最小snr被設(shè)置成20db，用于下層中間影調(diào)(線604)的所期望的最小snr被設(shè)置成25db，并且用于上層中間影調(diào)(線606)的所期望的最小snr被設(shè)置成30db。

相對(duì)較低的所期望的最小snr可能帶來較少的運(yùn)動(dòng)偽影(諸如模糊和“重影”)和噪聲較大的圖像，而相對(duì)較高的所期望的最小snr可能會(huì)帶來較多的運(yùn)動(dòng)偽影和噪聲較小的圖像?？梢允褂糜糜趥鞲衅鞯脑肼暷Ｐ?可以在傳感器的固件中訪問)針對(duì)在傳感器處接收的給定的光量準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)snr。根據(jù)光的亮度，可以將其分類為“陰影”，“中間影調(diào)”或“強(qiáng)光部分(highlights)”。

在506中，控制器獲得第一次曝光的飽和點(diǎn)和來自圖像統(tǒng)計(jì)的陰影閾值之間的第一比值。如本文所述，第一次曝光具有多個(gè)曝光時(shí)間中的最短曝光時(shí)間。第一次曝光的飽和點(diǎn)可以是第一次曝光的最大分辨率(諸如，如果傳感器分辨率為22位，則為2²²)?？梢造`活地定義陰影閾值，由此，可以將曝光的像素的百分比視為陰影。例如，可以將曝光的4％的像素視為在陰影中。為了確定陰影閾值，可以捕獲一個(gè)或多個(gè)測(cè)試曝光，并且可以獲得該測(cè)試曝光的直方圖?？梢詫㈥幱伴撝翟O(shè)置為例如4％，并且可以將該陰影閾值視為測(cè)試曝光或一組曝光的底部4％的像素級(jí)的所有像素。

如圖6所示，線608表示第一次曝光的飽和點(diǎn)，而線610表示從(多次)測(cè)試曝光的統(tǒng)計(jì)中確定的陰影的像素級(jí)。如圖6所示，陰影閾值可能是亮度在10檔以下的任一像素或任一組像素。由圖6中的線612指示的第一比值是第一次曝光的飽和點(diǎn)和陰影的像素級(jí)的除數(shù)。因?yàn)榈谝淮纹毓獾娘柡忘c(diǎn)是2²²而陰影閾值是2¹⁰，所以，第一比值被確定為2²²/2¹⁰＝2¹²或12檔。

在508中，控制器獲得具有最長(zhǎng)曝光時(shí)間的第三次曝光的飽和點(diǎn)和滿足用于陰影的所期望的最小snr(20db)的陰影閾值之間的第二比值。如圖6所示，第三次曝光的飽和點(diǎn)是15.2檔。此外，10檔的陰影像素級(jí)滿足用于陰影的所期望的最小snr。因此，第二比值是15.2檔和10檔(或5.2檔)之間的差。第二比值由圖6中的線614表示。

在510中，控制器獲得的第三比值是第一比值和第二比值之間的差。應(yīng)注意的事，該差是當(dāng)在對(duì)數(shù)域中運(yùn)算時(shí)獲得的。當(dāng)在線性域中運(yùn)算時(shí)，第三比值被獲得為第一比值和第二比值的商數(shù)。第三比值是具有最短曝光時(shí)間的第一次曝光的飽和點(diǎn)和具有最長(zhǎng)曝光時(shí)間的第三次曝光的飽和點(diǎn)之間的比值。第三比值由圖6中的線616表示。

在512中，控制器獲得符合用于每次合并轉(zhuǎn)換的所期望的最小snr的每次曝光之間的閾值積分時(shí)間比值。該閾值積分比值被定義為滿足用于曝光的所期望的最小snr時(shí)所處的強(qiáng)度(例如，在每檔測(cè)量的)。該閾值積分時(shí)間可以從傳感器的snr模型獲得。該snr模型可以由傳感器的制造商指定，并且可以表示不同亮度級(jí)的snr以便用于由傳感器捕獲的曝光。制造商制造的給定傳感器可以具有與相同制造商或其他制造商制造的其他傳感器不同的snr模型。

參照?qǐng)D6，對(duì)具有最短曝光時(shí)間的第一次曝光的第一snr曲線618進(jìn)行外推，以找到滿足用于第一snr曲線618的所期望的最小snr的檔數(shù)。在18.5檔滿足所期望的最小snr(620)。類似地，對(duì)第二次曝光的第二snr曲線622進(jìn)行外推，以找到滿足用于第二snr曲線622的所期望的最小snr的檔數(shù)。在14.9檔滿足用于下層中間影調(diào)和陰影之間的合并轉(zhuǎn)換的所期望的最小snr(624)。另外，對(duì)第三次曝光的第三snr曲線626進(jìn)行外推，以找到滿足用于第三snr曲線626(陰影)的所期望的最小snr的檔數(shù)。在9.9檔滿足所期望的最小snr(628)。

在514中，對(duì)第一次曝光到第二次曝光的積分時(shí)間的比值、以及第二次曝光到第三次曝光的積分時(shí)間的比值之間的第三比值進(jìn)行分割或劃分。例如，控制器可以對(duì)第一次曝光到第二次曝光的積分比值、以及第二次曝光到第三次曝光的積分比值之間的第三比值616進(jìn)行同等地分割。因此，該積分比值相乘以產(chǎn)生該第三比值616。在根據(jù)其基于所期望的最小snr604、606確定的對(duì)應(yīng)的閾值積分比值來限制每個(gè)比值的同時(shí)，第三比值616在該積分比值之間被劃分?？梢詫?duì)圖6的第三比值616進(jìn)行劃分，并且第三比值616的第一部分可以相對(duì)于第一次曝光被指定為第二次曝光的積分時(shí)間，并且第三比值的第二部分可以相對(duì)于第二次曝光被指定為第三次曝光的積分時(shí)間。

在516中，控制器調(diào)整積分比值，以獲得如本文所述的圖像的整個(gè)影調(diào)范圍的snr之間的權(quán)衡。例如，可以增加或減少第一次曝光到第二次曝光的積分比值、以及第二次曝光到第三次曝光的積分比值，以控制用于第一次曝光和第二次曝光的snr。

圖7示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例將具有最短曝光時(shí)間的第一次曝光的飽和點(diǎn)和具有最長(zhǎng)曝光時(shí)間的第三次曝光的飽和點(diǎn)之間的比值分割為兩個(gè)積分比值的示例。在圖7中，第三比值616為6檔(22-16檔)。該比值在第一次曝光到第二次曝光的積分時(shí)間的比值、以及第二次曝光到第三次曝光的積分時(shí)間的比值之間的被等分。第一次曝光包括具有介于19檔和22檔之間的強(qiáng)度的像素，并且第二次曝光包括具有介于16檔和19檔之間的強(qiáng)度的像素。使用以上分割，用于第一次曝光的snr高于用于第一次曝光的30db的所期望的最小snr。類似地，也在第二次曝光的像素范圍中滿足了用于第二次曝光的27db的所期望的最小snr。另外，陰影處的信噪比(線610所示)符合用于陰影的所期望的最小snr。

可以調(diào)整連續(xù)積分之間的積分時(shí)間比值，以提高陰影處的snr。例如，如果第二次曝光到第三次曝光的積分時(shí)間比值增加(例如，增加1檔)，則陰影處的snr級(jí)將增加約5db。然而，可以通過用于每次合并轉(zhuǎn)換的所確定的閾值積分比值來限制第一次曝光到第二次曝光的積分比值、以及第二次曝光到第三次曝光的積分比值。例如，可能不需要將第一次曝光到第二次曝光的積分比值增加超過1檔以上，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致snr級(jí)在第一次曝光和第二次曝光之間的合并轉(zhuǎn)換中降到30db的所期望的最小snr級(jí)以下。

圖8示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的積分比值調(diào)整的示例。圖8中的圖像的陰影比圖7的圖像要暗。與圖7中的10檔相反，圖8中的圖像的陰影處于9檔(線610)。為了提高陰影處的snr，將第一次和第二次曝光的積分比值增加到閾值積分時(shí)間，從而達(dá)到所期望的最小snr。在實(shí)施例中，沒有對(duì)第一次和第二次曝光的積分比值進(jìn)行任何進(jìn)一步地增加，因?yàn)檫@會(huì)造成違背用于上層中間影調(diào)的所期望的最小snr。

另一方面，可以進(jìn)一步增加第二次曝光到第三次曝光的積分比值，而不會(huì)侵害用于下層中間音調(diào)(位于624處)的所期望的最小snr。可以以下層中間影調(diào)的snr為代價(jià)，進(jìn)一步增加第二次曝光到第三次曝光的積分比值，以增加陰影的snr。

可以基于圖8所示的積分比值來生成輸出圖像。第一次曝光的第一組像素可以和第二次曝光的第二組像素、以及第三次曝光的第三次組像素合并來形成該輸出圖像。第一次曝光可以產(chǎn)生在第一次曝光中亮度介于18.3檔和22檔之間的像素。第二次曝光可以產(chǎn)生在第二次曝光中亮度介于14.5檔和18.3檔之間的像素。第三次曝光可以產(chǎn)生在第三次曝光中亮度低于14.5檔的像素。

圖9示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的積分比值調(diào)整的示例。在圖9中，圖像的陰影位于8.2檔。第一次曝光到第二次曝光、以及第二次曝光到第三次曝光的積分比值均增加到其相應(yīng)的閾值積分比值(分別位于620和624)。然而，盡管增加了積分比值，但是陰影仍然下降到低于其所期望的最小snr(位于602處)。因?yàn)榈谝淮纹毓獾降诙纹毓?、以及第二次曝光到第三次曝光的積分比值均處于其所確定的閾值處，所以，陰影的snr未增加。因此，在圖9中，中間影調(diào)的snr優(yōu)先于陰影的snr。

圖10示出了基于多次曝光來生成輸出圖像的流程圖。在方法1000中，在1002處，控制器(諸如參照?qǐng)D4描述的控制器402)接收多個(gè)曝光。在1004處，控制器確定連續(xù)積分之間的積分比值。例如，積分比值可以通過分割參照?qǐng)D5至圖9描述的第三比值616來確定。

在1006中，控制器基于積分比值來確定所期望的最小snr是否滿足每次曝光。如果根據(jù)滿足所建立的所期望的最小snr的(曝光之間的)合并轉(zhuǎn)換中的積分比值結(jié)果來合并多次曝光，則可以滿足所期望的最小snr。

如果得到肯定的結(jié)果，在1008中，控制器基于在1004中確定的積分比值通過合并多次曝光來產(chǎn)生輸出圖像。如果得到否定的結(jié)果，調(diào)整積分比值以便改善在輸出圖像的影調(diào)范圍中的snr性能。調(diào)整積分比值可能會(huì)導(dǎo)致所期望的最小snr信噪比滿足所有合并轉(zhuǎn)換。在1010中，控制器存儲(chǔ)多個(gè)曝光。存儲(chǔ)多個(gè)曝光可以包括對(duì)多個(gè)曝光進(jìn)行緩沖。

在1012中，控制器對(duì)積分比值進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整積分比值可以包括增加積分比值，使得其對(duì)應(yīng)的閾值積分比值得到滿足或者變得接近得到滿足。在1014中，控制器基于調(diào)整的積分比值來確定是否滿足所期望的最小snr。如果是，控制器在1016中存儲(chǔ)積分比值并且基于在1008中所調(diào)整的積分比值通過合并多個(gè)曝光來產(chǎn)生輸出圖像。在存儲(chǔ)積分比值之后，可以使用積分比值來確定用于后續(xù)多次曝光的曝光時(shí)間。

在1014中如果為否，方法1000重新在1012中調(diào)整積分比值。如果不滿足所期望的最小snr，則可以循環(huán)重復(fù)1012和1014有限的次數(shù)(例如，四次)，然后方法1000終止。例如，如果在多次閾值調(diào)整后不滿足所期望的最小snr，則可以基于不滿足所期望的最小snr的調(diào)整后的比值來產(chǎn)生輸出圖像，或者可以采用默認(rèn)曝光比值等等。

對(duì)于給定的多次曝光，如果不滿足所期望的最小snr，則可以采用具有不同曝光時(shí)間的另外的多次曝光。例如，如果不滿足用于具有最長(zhǎng)曝光時(shí)間的曝光的所期望的最小snr，則可以增加曝光時(shí)間來提高曝光的snr。

圖11示出了用于產(chǎn)生輸出圖像的方法的流程圖。在方法1100中，在1102處，控制器(諸如參照?qǐng)D4描述的控制器402)接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)。如本文所述，在1104中，控制器確定分別對(duì)應(yīng)于多次連續(xù)積分的多個(gè)積分比值。當(dāng)用來生成輸出圖像時(shí)，該積分比值可能無法滿足用于多次曝光的所期望的最小snr。可以調(diào)整多個(gè)曝光時(shí)間的至少一個(gè)，以便提高用于其相應(yīng)曝光的snr。例如，如果即使在將多個(gè)積分比值分別設(shè)置成確定的多個(gè)閾值積分比值時(shí)，仍無法滿足用于曝光的所期望的最小snr，則增加曝光的曝光時(shí)間來提高其snr。增加曝光時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致在合并轉(zhuǎn)換中曝光的snr滿足或超出所期望的最小snr。

在1106中，控制器基于多個(gè)積分比值中的一個(gè)積分比值，來調(diào)整多次后續(xù)曝光的曝光時(shí)間。在1108中，控制器使傳感器分別捕獲具有多次后續(xù)曝光時(shí)間的多次后續(xù)曝光。例如，控制器可以將命令發(fā)送到傳感器來捕獲具有相應(yīng)的多次后續(xù)曝光時(shí)間的多次后續(xù)曝光。控制器可以從傳感器接收多次后續(xù)曝光(或表示多次后續(xù)曝光的數(shù)據(jù))。在1110中，控制器通過合并多次后續(xù)曝光來生成輸出圖像。

在實(shí)施例中，可以使用整體場(chǎng)景亮度來控制傳感器的像素增益。可以基于測(cè)試曝光的平均能量來設(shè)置像素增益。為了獲取平均能量，可以獲得測(cè)試曝光的直方圖。測(cè)試曝光的平均能量可以是測(cè)試曝光的平均像素強(qiáng)度。

在獲取測(cè)試曝光的平均像素能量之后，可以獲得整體場(chǎng)景亮度作為平均像素能量和測(cè)試曝光的曝光時(shí)間的乘積。然后可以將整體場(chǎng)景亮度與兩個(gè)閾值(閾值上限和閾值下限)進(jìn)行對(duì)比。這兩個(gè)閾值用來形成滯后，由此如果整體場(chǎng)景亮度下降到低于閾值下限，則可以增加像素增益。進(jìn)一步地，如果整體場(chǎng)景亮度增加到高于閾值上限，則減少像素增益。像素增益可以用來控制多次曝光的snr以及通過合并多個(gè)曝光而生成的輸出圖像。

影響像素增益的因素包括積分時(shí)間、以及傳感器的模擬增益和數(shù)字增益。如果由于整體場(chǎng)景亮度變化而試圖修改像素增益，則可以修改積分時(shí)間、模擬增益和/或數(shù)字增益來完成對(duì)像素增益的所期望的更改。

可以結(jié)合上述各種實(shí)施例以提供更進(jìn)一步的實(shí)施例。如有必要，可以修改這些實(shí)施例的各個(gè)方面，以利用不同的專利、申請(qǐng)和公開物的概念來提供又進(jìn)一步的實(shí)施例。

根據(jù)上述具體描述，可以對(duì)這些實(shí)施例作以上和其它改變。一般而言，在所附的權(quán)利要求書中，所用的術(shù)語不應(yīng)被解釋為將權(quán)利要求限制為說明書和權(quán)利要求書中公開的特定實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)被解釋為包括所有可能的實(shí)施例、以及這樣的權(quán)利要求書所包含的等同物的全部范圍。因此，權(quán)利要求不受本公開內(nèi)容的限制。