CONTROL DE EXPOSICION PARA UN SISTEMA DE FORMACION DE IMAGENES.

Control de exposición para un sistema de formación de imágenes.

Dispositivo que analiza una imagen. El dispositivo comprende un circuito que recibe una imagen que incluye una pluralidad de píxeles. El circuito crea un histograma de la imagen y lo analiza para determinar una exposición aceptable de la imagen. El histograma puede incluir una pluralidad de bins contra una población de píxeles asociada con cada bin. A modo de ejemplo, los bins pueden estar asociados con una intensidad de la luz. Las imágenes y los histogramas pueden incluir datos definidos por un número de rango dinámico bajo de bits y/o un número de bits de rango dinámico extendido. Ciertas características y criterios de la imagen pueden ser determinados y analizados para determinar si la imagen tiene una exposición aceptable. Si la imagen es inaceptable, una característica de exposición se puede cambiar y el proceso puede ser repetido hasta obtener una imagen aceptable.

CONTROL DE EXPOSICIÓN PARA UN SISTEMA DE FORMACIÓN DE IMÁGENES

5 Referencia a solicitudes relacionadas

La presente solicitud tiene prioridad de la Solicitud n.0 60/962028 presentada el25 de julio de 2007.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

10 l. Campo de la invención El contenido descrito generalmente se relaciona con el control automático de la exposición en una cámara digital.

1 5 2 O 25 30 2. Antecedentes Las cámaras digitales contienen un detector de imágenes que convierte la energía óptica en señales eléctricas. La mayoría de las cámaras digitales están equipadas con control automático de la exposición. El control de la exposición implica la determinación de las configuraciones de la exposición que mejor utilicen el rango dinámico del detector de imágenes dadas las características de una imagen-escena que se está fotografiando. El rango dinámico de un detector de imágenes puede ser definido como la razón de la salida de señal más alta con la salida de señal más baja. Los detectores de imágenes tienen un rango dinámico limitado. Un detector de imágenes electrónicas típico tiene un rango dinámico inferior al rango dinámico de las escenas naturales. Esto sucede principalmente porque las múltiples fuentes de luz que tienen intensidades ampliamente variables iluminan los objetos de la escena. En términos generales, es conveniente contar con una exposición de modo que la imagen capturada no sea demasiado brillante ni demasiado oscura. Comúnmente, esto se logra moviendo un histograma de imágenes a un punto óptimo dentro de los límites de los niveles de salida de señal máximo y mínimo del sistema. Los histogramas son distribuciones de frecuencia de píxeles de imágenes según valores de intensidad. El control de exposición en una cámara habitualmente implica la medición de la intensidad media de luz en un área de muestra de una imagen-escena que se está

fotografiando. Los valores de exposición entonces son seleccionados para alcanzar la

media a un porcentaje predeterminado de rango dinámico del detector de imágenes. Una

técnica, comúnmente denominada fotometría promedio, incluye la detección de toda la

región de la imagen y el control de la exposición de modo que la señal detección tenga un

5 nivel constante. Otro método, comúnmente denominado fotometría ponderada al centro,

detecta solamente la parte central de la región de la imagen y controla la exposición de

modo que la señal de detección tenga un nivel constante. Se puede lograr una

combinación de la fotometría promedio y la fotometría ponderada al centro ponderando

los datos de detección de toda la región del video y los datos de detección de la región

1 O central y realizando control de exposición sobre la base de los datos de detección

obtenidos al añadir los datos ponderados a una razón fija. Se puede lograr un control de

exposición más fino subdividiendo una escena en áreas, detectando vídeo en cada área y

limitando las áreas de datos de detección utilizados en el control de exposición o

cambiando la ponderación. No obstante, incluso los métodos fotométricos descritos

15 anteriormente no siempre proporcionan un estado de control de exposición adecuado para

la escena en cuestión.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Dispositivo que analiza una imagen . El dispositivo comprende un circuito que

2 O recibe una imagen que incluye una pluralidad de píxeles. El circuito crea un histograma de

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS GRÁFICOS

La Figura 1 es una ilustración que muestra un diagrama de bloques de un aparato

detector de imágenes;

5

La Figura 2 es una ilustración que muestra los componentes del sistema de

formación de imágenes;

La Figura 3 es un gráfico que muestra un ejemplo de un histograma de imágenes;

La Figura 4 es una ilustración que muestra los componentes de una primera forma

de realización de una unidad de generación de histogramas;

1 O

La Figura 5 es un diagrama de flujo que describe el proceso de la primera forma de

realización de la unidad de generación de histogramas;

La Figura 6 son descripciones gráficas de tres imágenes LDR de diferentes

exposiciones compuestas en conjunto para formar una imagen EDR;

La Figura 7 es una ilustración de un proceso para la composición de una imagen

15 EDR para múltiples imágenes LDR;

La Figura 8 son descripciones gráficas de la extracción de tres imágenes LDR de

diferentes exposiciones de una imagen EDR;

La Figura 9 muestra un diagrama de flujo que describe la generación de una

imagen LDR a partir de una imagen EDR;

20

La Figura 1O son descripciones gráficas de la generación de histogramas a partir de

cuatro canales diferentes: Rojo, Verde, Azul y Luminancia a partir de una imagen LDR;

La Figura 11 es una ilustración de una segunda forma de realización de la unidad

de generación de histogramas;

La Figura 12 es un diagrama de flujo que describe un proceso de la segunda forma

2 5 de realización de la unidad de generación de histogramas;

La Figura 13 son descripciones gráficas de la generación de histogramas EDR a

partir de cuatro canales diferentes: Rojo, Verde, Azul y Luminancia a partir de una imagen

EDR;

La Figura 14 incluye un número de gráficos que muestran la generación de tres

3 O histogramas LDR a partir de un histograma EDR;

La Figura 15 es un diagrama de flujo que muestra la extracción de histogramas

LDR a partir de un histograma EDR;

La Figura 16 incluye un número de gráficos que muestran la generación de cuatro

histogramas LDR diferentes de un histograma EDR. Cada histograma LDR

tiene una exposición diferente;

La Figura 17 es una ilustración de una forma de realización de una unidad de

generación de histogramas;

5

La Figura 18 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos para la tercera forma de

realización de una unidad de generación de histogramas;

La Figura 19 ilustra cuatro imágenes LDR con histogramas para el canal rojo

correspondientes.

La Figura 20 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos para una cuarta forma de

1 O realización de una unidad de generación de histogramas;

La Figura 21 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos para una quinta forma

de realización de una unidad de generación de histogramas;

La Figura 22 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos para una sexta forma de

realización de una unidad de generación de histogramas;

15

La Figura 23 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos para una séptima forma

de realización de una unidad de generación de histogramas;

Las Figuras 24a-c son gráficos que muestran tres tipos de picos de los histogramas;

La Figura 25 es una ilustración de una forma de realización de una unidad de

extracción de características;

2 O

La Figura 26 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos para una unidad de

detección de pico de cielo;

Las Figuras 27a-b son gráficos que muestran un ejemplo de los picos más a la

derecha similares en los histogramas de los canales verde y azul;

Las Figuras 28a-b son gráficos que muestran un ejemplo del último vértice del

2 5 histograma azul que es significativamente más alto que el histograma rojo;

Las Figuras 29a-c son gráficos que muestran un ejemplo de la cumbre del pico más

a la derecha del histograma azul mayor que los histogramas rojo y verde:

Las Figuras 30a-c son gráficos que muestran un ejemplo del último vértice del

histograma azul más alto que los últimos vértices de los histogramas rojo y verde;

3 O

La Figura 31 es un diagrama de flujo que explica la medición del parámetro de

Pico Significativo;

La Figura 32 son gráficos que muestran una descripción gráfica de la medición del

La Figura 33 es un diagrama de flujo que describe los pasos para la medición de

un parámetro de Pico Derecho;

La Figura 34 son gráficos que muestran una descripción gráfica de la medición del

parámetro de Pico Derecho;

5

La Figura 35 es una ilustración de una unidad de determinación de exposición

óptima;

La Figura 36 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso llevado a cabo por la

unidad de determinación de la exposición óptima;

Las Figuras 37a-b son gráficos que muestran un primer ejemplo de una medición

1 O de Detalles Oscuros;

Las Figuras 38a-b son gráficos que muestran un segundo ejemplo de una medición

de Detalles Oscuros;

La Figura... [Seguir leyendo]

5 1 O l. Método de generación de imágenes, que comprende: recibir una primera imagen de una escena, la primera imagen con una primera exposición; recibir una segunda imagen de la escena, la segunda imagen con una segunda exposición; seleccionar una tercera exposición entre la primera y segunda exposiciones; y generar una tercera imagen para la tercera exposición y de las primera y segunda imágenes.

2. Método según la 1 o reivindicación, caracterizado por el hecho de que comprende además: formar un primer histograma para la tercera imagen antes de que sea generada la tercera imagen.

15 3. Método según la 2° reivindicación, caracterizado por el hecho de que comprende además: formar un histograma de rango dinámico extendido de al menos las primera y segunda imágenes. El primer histograma es formado a partir del histograma de rango dinámico extendido.

20 4. Método según la 2 o reivindicación, caracterizado por el hecho de que comprende además: formar un histograma de rango dinámico extendido mediante al menos un histograma de la primera imagen y un histograma de la segunda imagen. El primer histograma es formado a partir del histograma de rango dinámico extendido.

25

5. Método según la 1 o reivindicación, caracterizado por el hecho de que comprende además:

generar una cuarta imagen de al menos las primera y segunda imágenes, la cuarta imagen tiene un rango dinámico mayor que las primera y segunda imágenes, la tercera imagen generada mediante la cuarta imagen.

6. Método según la 5° reivindicación, caracterizado por el hecho de que comprende además: formar un histograma de rango dinámico extendido para la cuarta imagen; y formar un segundo histograma del histograma de rango dinámico extendido, el

segundo histograma corresponde a la tercera imagen.

7. Método para detectar una subexposición en una imagen, que comprende:

detectar una cumbre ubicada en un bin considerado oscuro; la cumbre es la más alta o la que está más a la derecha entre una pluralidad de cumbres, cada una de un histograma diferente entre una pluralidad de histogramas asociados con la imagen.

8. Método según la 7° reivindicación, en la cual cada cumbre de la pluralidad de cumbres es una cumbre más alta de una correspondiente de la pluralidad de histogramas y la cumbre es una más a la derecha entre la pluralidad de cumbres.

9. Método según la reivindicación 7, en la cual cada cumbre de la pluralidad de cumbres es una cumbre que está más a la derecha de una correspondiente de la pluralidad de histogramas y la cumbre es una más alta entre la pluralidad de cumbres.

1O. Método para detectar una sobre-exposición en una imagen, que comprende: detectar un Pico de Cielo de uno o más histogramas de la imagen.

11. Método según la 10° reivindicación, caracterizado por el hecho de que comprende además:

detectar que una razón de una primera población con una segunda población

excede un umbral. La primera población corresponde a una cola derecha. La segunda

población corresponde a una cumbre. La cola derecha y la cumbre corresponden a un pico

5 en un histograma que corresponde a la imagen. La cumbre está más a la derecha entre una

pluralidad de cumbres en el histograma. Ninguna de la pluralidad de cumbres corresponde

al Pico de Cielo.

12. Método según la 10° reivindicación, caracterizado por el hecho de que

comprende además:

1 O detectar que una razón de una primera población con una segunda población

excede un umbral. La primera población corresponde a la cola izquierda. La segunda

población corresponde a una cumbre. La cola izquierda y la cumbre corresponden a un

pico en el histograma. El pico corresponde al Pico de Cielo.

13. Método según la 1 O o reivindicación, caracterizado por el hecho de que

15 comprende además:

detectar que una razón de una primera población con una segunda población

excede un umbral. La primera población corresponde a una pluralidad de bins más

oscuros. La segunda población corresponde a un agregado entre la pluralidad de bins más

oscuros y una pluralidad de bins que no son de un pico que corresponde al Pico de Cielo.

20 Los bins más oscuros y más brillantes están entre una pluralidad de bins en un histograma

que corresponde a la imagen.