图像传感器及使用图像传感器系统进行HDR图像捕捉的方法技术方案

描述了一种使用图像传感器系统进行高动态范围(HDR)图像捕捉的方法和图像传感器。例如，根据红

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及使用图像传感器系统进行HDR图像捕捉的方法
[0001]交叉引用
[0002]本申请是于2021年7月28日提交的题为“STAGGERED HDR WITH PIXEL BINNING FOLLOWED BY UPSAMPLING WITH AN RGBW CFA”的美国临时专利申请号63/226,731的非临时申请，并要求该美国临时专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。本申请还与于2022年1月23日提交的题为“STAGGERED HIGH
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DYNAMIC
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RANGE IMAGE CAPTURE WITH LUMINANCE
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DRIVEN UPSAMPLING OF PIXEL
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BINNED IMAGE SENSOR ARRAY OUTPUT”的美国非临时专利申请号17/581,964相关，其全部内容通过引用结合于此。


[0003]本文所述的实施例涉及图像传感器装置，更具体而言，涉及对具有红
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绿r/>‑
蓝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用图像传感器系统进行高动态范围(HDR)图像捕捉的方法，所述图像传感器系统具有由多个成像像素形成的图像传感器阵列，所述多个成像像素根据红
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绿
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蓝亮度(RGBL)滤色器阵列(CFA)图案进行配置并且被布置成在成像像素组中可寻址，所述方法包括：对于N个子帧中的每个子帧，所述N个子帧中的每第n个子帧与第n个曝光窗口和第n个读出窗口相关联，每第n个读出窗口在所述第n个曝光窗口开始之后的第n曝光时间后开始，N是大于1的整数：将所述图像传感器阵列的每个成像像素组在所述第n个曝光窗口上依次曝光于入射照明达到所述第n曝光时间；以及在所述第n个读出窗口上利用像素合并依次读出每个成像像素组，使得每个成像像素组在该成像像素组被曝光于所述入射照明达到所述第n曝光时间之后被立即读出，并且在所述第n个读出窗口结束时，所述像素合并产生具有相应RGB捕捉帧和相应L捕捉帧的N个下采样HDR子帧中的相应一个下采样HDR子帧；通过以下操作生成N个亮度增强的分量图像：对于所述N个下采样HDR子帧中的每一个，上采样所述相应的L捕捉帧，以生成相应的L引导帧，并且基于所述相应的L引导帧，对所述相应的RGB捕捉帧应用亮度引导内插，以上采样所述RGB捕捉帧，从而形成所述N个亮度增强的分量图像中的相应一个亮度增强的分量图像；以及在数字上组合所述N个亮度增强的分量图像，以生成单个HDR输出图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中：每第(n+1)个读出窗口在每第n个读出窗口结束之前开始。3.根据权利要求1所述的方法，其中：对于每个成像像素组，利用像素合并读出该组成像像素消耗组读出时间R，使得每个读出窗口的持续时间是所述图像传感器阵列的成像像素组的总数的R倍；每第n个曝光窗口在相应的曝光开始时间Tes(n)处开始；并且每个Tes(n+1)大于每个Tes(n)与所述第n曝光时间和R之和，并且小于每个Tes(n)与所述第n曝光时间和2R之和。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述HDR输出图像输出到与所述图像传感器系统分离的处理器控制的系统。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上采样所述相应的L捕捉帧，以生成所述相应的L引导帧，包括：放大所述相应的L捕捉帧，以生成相应的放大L帧，所述相应的放大L帧具有由所述HDR输出图像的输出图像模式定义的目标帧尺寸，所述相应的放大L帧的一部分是基于来自所述相应的L捕捉帧的已知亮度值填充的；以及基于对所述已知亮度值进行内插，上采样所述相应的放大L帧，以生成所述相应的L引导帧，使得所述相应的L引导帧具有100％密度的亮度信息。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述相应的RGB捕捉帧应用亮度引导内插包括：对于所述RGB捕捉帧的每个彩色平面，放大所述彩色平面，以生成相应的放大颜色帧，使得所述相应的放大颜色帧具有由所述HDR输出图像的输出图像模式定义的目标帧尺寸，并且所述相应的放大颜色帧的一部分
是基于来自所述彩色平面的相应的已知颜色值填充的；以及通过基于所述相应的L引导帧对所述相应的已知颜色值应用所述亮度引导内插，上采样所述相应的放大颜色帧，以生成相应的上采样颜色帧。7.根据权利要求1所述的方法，其中，对于所述N个下采样HDR子帧中的每一个：所述相应的L引导帧包括L值单元的阵列，每个L值单元具有相应的亮度值；并且所述对所述相应的RGB捕捉帧应用亮度引导内插包括通过以下操作生成具有颜色值单元的阵列的相应的上采样RGB帧：对于一部分所述颜色值单元的每个颜色值单元，基于根据所述相应的RGB捕捉帧对相邻的一组已知颜色值进行内插，生成所述颜色值单元的初始值；以及通过基于所述L值单元中在空间上对应于所述颜色值单元和所述相邻的一组已知颜色值的位置的那些L值单元的所述亮度值调整所述初始值，来计算所述颜色值单元的估计颜色像素值。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述调整包括：计算在空间上对应于所述颜色值单元的L值单元和在空间上对应于所述相邻的一组已知颜色值的位置的那些L值单元之间的颜色比或颜色差；以及基于所述颜色比或所述颜色差，调整所述颜色值单元的所述初始值。9.根据权利要求1所述的方法，其中：所述图像传感器阵列具有原始分辨率；对于所述N个下采样HDR子帧中的每一个，所述相应的RGB捕捉帧具有小于或等于所述原始分辨率的四分之一的下采样分辨率；并且所述N个亮度增强的分量图像中的每一个被生成为具有是所述下采样分辨率的至少三倍的输出分...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：