Método y unidad para generar una trama de vídeo e imagen de vídeo con alta gama dinámica.

Un método para generar una curva de diferencias medias, que comprende:

tomar con una cámara una primera secuencia de n imágenes de un objeto con diferentes exposiciones,donde el objeto y la cámara permanecen estáticos uno con respecto al otro, donde la secuencia contiene unaimagen de referencia con valores de píxel y n-1 imágenes adicionales siendo n >≥ 2,

calcular para cada valor de píxel de la imagen de referencia, una serie que contenga x valores de diferenciacon respecto a las (n-1) imágenes adicionales, correspondiendo cada valor de diferencia a la diferencia entreel valor del píxel de la imagen de referencia y el valor del correspondiente píxel de las (n-1) imágenesadicionales, comprendiendo la serie valores de las diferencias con respecto a las n-1 imágenes adicionales,donde x es el número de veces que el valor del píxel considerado está incluido en la imagen de referenciacalcular una curva de diferencias medias para cada una de las n-1 imágenes adicionales, representando cadacurva de diferencias medias un valor de diferencia media sobre x valores de diferencia, dependiendo de cadavalor del píxel; y

almacenar los valores de diferencias medias para cada valor de píxel y para cada una de las n - 1 imágenesadicionales en una tabla de consulta.

Método y unidad para generar una trama de vídeo e imagen de vídeo con alta gama dinámica.

Un modo de realización de la invención está relacionado con un método para la creación de imágenes de Alta Gama Dinámica (HDR) , generando una curva de diferencias medias para uso en el ajuste de imágenes de una secuencia de imágenes tomadas con exposiciones diferentes. Un modo de realización adicional de la invención está relacionado con un método para la creación de imágenes HDR generando imágenes con exposiciones diferentes, a partir de una sola imagen. Un modo de realización adicional de la invención está relacionado con un método para la creación de vídeo HDR generando tramas con diferentes exposiciones, a partir de una sola trama.

ANTECEDENTES

En la creación de imágenes HDR, se toman múltiples imágenes con diferentes exposiciones y después se mezclan con el fin de tener una imagen con una gama dinámica más alta que la gama dinámica de una sola imagen. Dentro de este procedimiento de mezcla, aquellas imágenes con exposiciones menores, que contienen más información en zonas brillantes, mejoran la gama dinámica dentro de estas zonas brillantes de la imagen, y otras imágenes con exposición más alta mejoran la gama dinámica dentro de las zonas oscuras. Por tanto, al mezclar estas imágenes con exposición diferente, puede incrementarse la gama dinámica de la imagen resultante.

Sin embargo, una secuencia de imágenes tomada con una cámara de mano contiene un movimiento global y local, donde el movimiento global se deriva, por ejemplo, del movimiento de la cámara y el movimiento local se deriva, por ejemplo, del movimiento de los objetos a capturar. Por tanto, para la creación de imágenes HDR, esas imágenes deben ser ajustadas entre sí antes de mezclarlas. En lo que sigue, el término luminancia se utiliza de manera equivalente al término luminiscencia.

Existe el problema de que los métodos del estado de la técnica para la estimación del movimiento no pueden ajustar eficientemente imágenes con diferentes exposiciones, porque no hay un cambio lineal de la luminancia entre imágenes tomadas con diferentes exposiciones, debido al post-proceso no lineal dentro de la cámara, después de que haya sido capturada una imagen.

La estimación convencional del movimiento no funciona con un cambio no lineal de luminancia, ya que las técnicas del estado de la técnica recortan las imágenes, lo cual da como resultado una pérdida de información y la generación de artefactos, que aparecen en las imágenes ajustadas debido al movimiento, cuando se aplican las técnicas convencionales. Por tanto, cuando se utilizan las técnicas del estado de la técnica, no es posible preservar la gama dinámica de una imagen en todas las regiones de la imagen.

En la estimación convencional del movimiento basada en bloques, se hace coincidir un bloque de la imagen en curso con los bloques vecinos en una imagen de referencia, y el bloque que tiene por ejemplo la menor diferencia media absoluta (MAD) se toma como bloque pronosticado.

Tampoco el método de imágenes evanescentes, en el cual se resta un DC global de cada imagen de cada valor del píxel, al calcular la diferencia media absoluta, no funciona para imágenes con exposiciones diferentes, porque el cambio de exposición depende de la luminancia. Por tanto, tanto el método convencional como el método de imágenes evanescentes no funcionan para imágenes que tienen diferentes exposiciones, porque el cambio de la exposición depende de la luminancia.

El documento US 2007/0242900 está relacionado con un método para procesar datos de imágenes, donde se toma una primera secuencia de imágenes de un objeto con diferentes exposiciones, donde la cámara y el objeto no permanecen estáticos entre sí. De ahí en adelante, se computan unos vectores de movimiento que establecen correspondencias entre respectivas parejas de las imágenes fuente. Además, se distorsiona una de las imágenes fuente con respecto a un sistema de coordenadas de referencia, basándose en los conjuntos de vectores de movimiento. De ahí en adelante, para cada una de las imágenes distorsionadas no referenciadas, se calcula un respectivo conjunto de una o más mediciones de confianza del ajuste entre la imagen distorsionada no referenciada y la imagen de referencia del sistema de coordenadas de referencia. Después, se identifican los píxeles saturados y los píxeles no saturados de las imágenes distorsionadas y se genera una imagen de salida con las contribuciones de valores de píxeles de los píxeles no saturados en las imágenes distorsionadas, basándose en las mediciones calculadas de confianza del ajuste.

Tampoco ha sido posible hasta ahora generar imágenes con exposiciones diferentes a partir de una sola imagen, o generar tramas de exposición diferente a partir de una sola trama de vídeo HDR.

Por tanto, es un objeto de la invención proporcionar un método y una unidad para mejorar la generación de una imagen de alta gama dinámica basándose en una referencia entre imágenes de exposición diferente, de manera que se creen imágenes ajustadas de diferente exposición, para uso en la formación de imágenes HDR.

BREVE SUMARIO

El problema se resuelve con un método de acuerdo con la reivindicación 1, una unidad de acuerdo con la reivindicación 8, y un medio legible por ordenador de acuerdo con la reivindicación 12. En las reivindicaciones dependientes se definen modos de realización adicionales.

Otros detalles de la invención serán evidentes al considerar los dibujos y siguiendo la descripción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS DIVERSAS VISTAS DE LOS DIBUJOS

Los dibujos que se acompañan proporcionan una comprensión adicional de los modos de realización y se incorporan y constituyen parte de esta memoria. Los dibujos ilustran modos de realización y junto con la descripción sirven para explicar los principios de los modos de realización. Se apreciarán fácilmente otros modos de realización y muchas de las ventajas pretendidas por los modos de realización, a medida que se comprenden mejor con referencia a la siguiente descripción detallada. Los elementos de los dibujos no están necesariamente a escala en su relación mutua. Las referencias numéricas iguales designan partes correspondientemente similares.

La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra la intención básica de encontrar el vector de movimiento. La figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra un método para generar una imagen HDR. La figura 3a es un diagrama de bloques que ilustra el procedimiento para tomar imágenes con diferentes exposiciones, con cambios no lineales del valor del píxel. La figura 3b muestra cómo varía un valor de píxel (en el ejemplo el valor del píxel considerado es "10") para diferentes exposiciones. Esta variación/cambio del valor del píxel puede ser considerada también como una transición entre la imagen de referencia y una de las n-1 imágenes adicionales con valores de exposición eV1, eV2, etc. Las figuras 4a y 4b muestran series de valores de referencia para una transición de una imagen de referencia con un valor de exposición eV0 a una imagen adicional con valor de exposición eV1, y para una transición a otra imagen adicional con valor de exposición eV2. Las figuras 5a y 5b corresponden a las transiciones ilustradas en las figuras 4a y 4b y muestran el "valor medio de referencia" de cada valor de píxel de la transición de la figura 4a o 4b. La figura 6 muestra los valores de las diferencias medias de todas las transiciones para cada valor de píxel y es la tabla final de consulta a almacenar. En las figuras 7 y 8 se ilustran diferentes usos de la tabla de consulta. La figura 9 muestra una unidad de generación para generar una imagen de alta gama dinámica.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

En lo que sigue, se describen modos de realización de la invención. Es importante observar que todos los modos de realización descritos en lo que sigue pueden ser combinados de cualquier manera, es decir, no hay limitación en que ciertos modos de realización descritos no puedan ser combinados con otros. Además, debe observarse que los mismos signos de referencia a lo largo de las figuras indican los mismos elementos o similares.

Debe entenderse que se pueden utilizar otros modos de realización y que pueden hacerse cambios estructurales o lógicos, sin apartarse del alcance de la invención. La siguiente descripción detallada, por tanto, no debe tomarse en sentido limitativo,... [Seguir leyendo]

1. Un método para generar una curva de diferencias medias, que comprende:

tomar con una cámara una primera secuencia de n imágenes de un objeto con diferentes exposiciones, donde el objeto y la cámara permanecen estáticos uno con respecto al otro, donde la secuencia contiene una imagen de referencia con valores de píxel y n-1 imágenes adicionales siendo n > = 2, calcular para cada valor de píxel de la imagen de referencia, una serie que contenga x valores de diferencia con respecto a las (n-1) imágenes adicionales, correspondiendo cada valor de diferencia a la diferencia entre el valor del píxel de la imagen de referencia y el valor del correspondiente píxel de las (n-1) imágenes adicionales, comprendiendo la serie valores de las diferencias con respecto a las n-1 imágenes adicionales, donde x es el número de veces que el valor del píxel considerado está incluido en la imagen de referencia calcular una curva de diferencias medias para cada una de las n-1 imágenes adicionales, representando cada curva de diferencias medias un valor de diferencia media sobre x valores de diferencia, dependiendo de cada valor del píxel; y almacenar los valores de diferencias medias para cada valor de píxel y para cada una de las n - 1 imágenes adicionales en una tabla de consulta.

2. El método para procesar datos de imágenes, según la reivindicación 1, caracterizado porque la diferencia entre diferentes exposiciones da como resultado una diferencia en los tiempos de exposición.

3. El método para procesar datos de imágenes, según la reivindicación 1, caracterizado porque la diferencia entre diferentes exposiciones da como resultado una diferencia del tamaño de la abertura.

4. Un método para generar una imagen de alta gama dinámica, que comprende:

realizar el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3; tomar una segunda secuencia de imágenes con la cámara, ajustar las imágenes de la segunda secuencia, basándose en la tabla de consulta, y mezclar las imágenes linealizadas para generar una imagen de alta gama dinámica.

5. Un método para generar una imagen de alta gama dinámica, que comprende:

realizar el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3; tomar una sola imagen, crear una pluralidad de imágenes adicionales a partir de la única imagen, basándose en la tabla de consulta, y mezclar la única imagen y las imágenes adicionales en una sola imagen, para generar una imagen de alta gama dinámica.

6. Un método para generar una imagen de alta gama dinámica, que comprende:

realizar el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3; tomar otra segunda secuencia de imágenes con la cámara, donde el objeto y la cámara permanecen estáticos uno con respecto al otro, y mezclar las imágenes basándose en la tabla de consulta, para generar una imagen de alta gama dinámica.

7. Un método para generar una imagen de alta gama dinámica, que comprende:

realizar el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3; tomar una secuencia de tramas de vídeo, crear una pluralidad de tramas de vídeo adicionales a partir de cada trama de vídeo, basándose en la tabla de consulta, donde cada trama de vídeo es procesada como una sola imagen, y mezclar la secuencia de tramas de vídeo y las tramas de vídeo adicionales en una sola trama de vídeo, para generar un vídeo de alta gama dinámica.

8. Una unidad (100) de proceso para generar una curva de diferencias medias, comprendiendo la unidad (100) de proceso:

una unidad (110) de formación de imágenes configurada para tomar una secuencia de n imágenes de un objeto con diferentes exposiciones, donde el objeto y la unidad (110) de formación de imágenes permanecen estáticos uno con respecto al otro, y donde la secuencia contiene una imagen de referencia con valores de píxel y n-1 imágenes adicionales con n >= 2, un primer procesador (120) configurado para calcular, para cada valor de píxel de la imagen de referencia, una serie que contiene x valores de la diferencia con respecto a las (n-1) imágenes adicionales, correspondiendo cada una de las series a una de las n-1 imágenes adicionales, correspondiendo cada valor de la diferencia a la diferencia entre el valor del píxel de la imagen de referencia y el valor del correspondiente píxel de las (n-1) imágenes adicionales, donde x es el número de veces que el píxel considerado está incluido en la imagen de referencia; un segundo procesador (130) configurado para calcular una curva de diferencias medias para cada una de las n-1 imágenes adicionales, representando cada curva de diferencias medias un valor de diferencia media sobre x valores de diferencia, dependiendo de cada valor de píxel, y un almacenamiento (140) configurado para almacenar los valores de las diferencias medias para cada valor de píxel y para cada una de las n-1 imágenes adicionales en una tabla de consulta.

9. La unidad (100) de proceso, según la reivindicación 8, caracterizada porque el almacenamiento (140) está configurado para almacenar tablas de consulta para diferentes distancias focales y/o sensibilidades ISO diferentes.

10. Una unidad de proceso para generar una imagen de alta gama dinámica, donde dicha unidad de proceso comprende la unidad de proceso de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, una unidad (200) de ajuste configurada para ajustar las imágenes basándose en la tabla de consulta; y una unidad mezcladora (400) configurada para mezclar las imágenes linealizadas y generar una imagen de alta gama dinámica.

11. Una unidad de proceso para generar una imagen de alta gama dinámica, donde dicha unidad de proceso comprende la unidad de proceso de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, que comprende además una unidad (500) de creación de imágenes configurada para crear una pluralidad de imágenes a partir de una sola imagen basada en la tabla de consulta, y una unidad mezcladora configurada para mezclar la imagen única y las imágenes adicionales en una imagen para generar una imagen de alta gama dinámica.

12. Un medio legible por ordenador que incluye instrucciones de programa de ordenador que hacen que un ordenador ejecute un método para generar una curva de diferencias medias o una imagen de alta gama dinámica, como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

13. Un medio de almacenamiento legible por ordenador, que comprende un medio legible por ordenador de acuerdo con la reivindicación 12.