專利名稱：一種背光補償?shù)姆椒ê脱b置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像采集和處理技術，具體涉及一種背光補償?shù)姆椒ê脱b置。
背景技術：
目前，在日常領域所釆用的圖像采集和處理技術中，利用光線反射進行 成像的圖像采集方式一直沒有發(fā)生根本改變。在實際的拍攝環(huán)境中，當需要對某一目標進行圖像采集時，待成像區(qū)域 內(nèi)除了該目標外，常常不可避免地同時存在著亮度高于該目標的背景區(qū)域或背景光源，例如在戶外進行攝影時，拍攝目標的背景區(qū)域通常是晴朗的天 空，太陽，以及反射陽光的建筑物、水面、雪地或玻璃等；而當進行室內(nèi)拍 攝時，鏡頭中的目標背景中則經(jīng)常出現(xiàn)明亮的窗戶或室內(nèi)的照明設備等。在這種情況下，如果在設定曝光時間內(nèi)，直接根據(jù)鏡頭獲取到的光線亮 度來對所述待成像區(qū)域進行成像，由于背景區(qū)域的亮度高于(甚至遠高于) 所述目標的亮度，可能會使得采集得到的圖像中目標的主體部分黑暗、細節(jié) 模糊甚至無法識別，為了克服這種直接成像的方式存在的缺陷，通常采用的 方法是在后續(xù)的圖像采集時進行背光補償。所述背光補償，是對單一 圖像中最亮和最暗部分的亮度進行調(diào)試和平 衡，通常情況下以鏡頭獲取道的所有光線的平均值為基準來決定曝光的等 級，從而消除在逆光環(huán)境下拍攝時產(chǎn)生的目標過暗或細節(jié)不清晰的問題。傳統(tǒng)的背光補償?shù)姆椒?，基本上是由用戶在進行拍攝時根據(jù)拍攝場景和 經(jīng)驗手工對曝光時間進行調(diào)整。這種完全手工操作的方式，雖然在用戶具備 良好判斷能力和豐富經(jīng)驗的情況下可以獲得良好的拍攝效果，但是效率十分低下，整個背光補償?shù)姆椒ㄐ枰藶閰⑴c和調(diào)整，不適合大規(guī)模快速應用場 景下的圖像采集的要求。針對手工方式效率低下的問題，現(xiàn)有技術提供了 一種自動進行背光補償?shù)姆椒?，該方法流程如圖l所示，包括步驟101:將待成像區(qū)域劃分成若干子區(qū)域；步驟102:為各個子區(qū)域設定固定的權值；步驟103:根據(jù)所述權值進行曝光時間調(diào)整；步驟104:根據(jù)調(diào)整后的曝光時間，得到背光補償后生成的圖像。通常情況下，目標一般位于待成像區(qū)域的中心位置，因此步驟101在為 各個子區(qū)域設定權值時， 一般設定越靠近中心位置的子區(qū)域的權值越大；背 景區(qū)域或背景目標一般分布在待成像區(qū)域的邊緣位置，因此設定越靠近待成 像區(qū)域邊緣的子區(qū)域的權值越小。由上述可見，現(xiàn)有技術中自動進行背光補償?shù)姆椒?，通過為目標所在的 子區(qū)域設置較大的權值和為背景區(qū)域設置較小的權值，降低了背景區(qū)域的亮 度，從而能夠得到清晰的目標區(qū)域的圖像；同時該方法不需要人為參與，因 此能夠大規(guī)?？焖賾谩５?，該方法卻存在著一個致命的缺陷 一旦步驟102中各個子區(qū)域的 權值設定好之后，同時也就決定了該方法只能適用于一種類型的待成像區(qū)域 的背光補償。例如設定靠近中心位置的子區(qū)域的權值較大，而靠近邊緣的 子區(qū)域的權值較小，則當目標位于靠近待成像區(qū)域的中心位置時，背光補償 的效果較佳，此時的成像效果也較好；而一旦目標離開待成像區(qū)域的中心位 置較遠，比如位于待成像區(qū)域的邊緣位置，則此時由于邊緣的子區(qū)域的權值 設定的較小，這時得到的圖像中目標的亮度會變得非常低，可見該方法對不 同類型的待成像區(qū)域無法實現(xiàn)自適應的背光補償，即，對于目標在待成像區(qū) 域中處于不同位置的各種情況，無法全部實現(xiàn)有效的背光補償。此外，目前圖像處理領域中還出現(xiàn)了 一種最新的進行背光補償?shù)姆椒ǎ?該方法主要是通過增加硬件成本的方式，在圖像采集和處理系統(tǒng)中引入高速的數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing, DSP )芯片，從待成像區(qū)域中實 時地捕獲目標所處的區(qū)域和位置，從而進一步根據(jù)目標區(qū)域得到背景區(qū)域， 然后為目標區(qū)域分配較大的權值，為背景區(qū)域分配較小的權值，從而能夠在 進行背光補償后得到理想的圖像效果?？梢姡鲜霰彻庋a償?shù)姆椒?，能夠從待成像區(qū)域中識別出背景區(qū)域和目 標區(qū)域，實現(xiàn)自適應不同類型的待成像區(qū)域，從而能夠得到清晰的目標區(qū)域 的圖像。該背光補償?shù)姆椒m然效果良好，但是由于該方法中使用的DSP 芯片的成本較高，因此這種背光補償?shù)姆椒o法大規(guī)模地普遍應用。綜上可見，現(xiàn)有技術中的各種背光補償方法，無法在保證成本低廉的同 時實現(xiàn)對各種類型待成像區(qū)域的自適應。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實施例提供一種背光補償?shù)姆椒ê脱b置，能夠在保證成本低廉的 同時實現(xiàn)對各種類型待成像區(qū)域的自適應。為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案具體是這樣實現(xiàn)的 一種背光補償?shù)姆椒ǎ摲椒ò▽⒋上駞^(qū)域分成多個子區(qū)域并分別計算各子區(qū)域的平均亮度，根據(jù)各 子區(qū)域的平均亮度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域；按照為目標區(qū)域和背景區(qū)域預設的權值求出所述待成像區(qū)域的加權亮 ^^"1直Ymean，根據(jù)所述Ym^判斷是否進行背光補償，若是，則調(diào)整曝光等級的設置 進行背光補償。所述根據(jù)各子區(qū)域的平均亮度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū) 域的方法包括"則=I; [w.]/^ 根據(jù)所述平均亮度，按照公式 計算任意子區(qū)域相對于所有其他子區(qū)域的差異度，其中，Yi為所述任意子區(qū)域的亮度值，Yj為其他各子區(qū)域的亮度值，Dij為隨子區(qū)域i和子區(qū)域j間的距離單調(diào)遞增的函數(shù)；根據(jù)所述差異度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域。 根據(jù)所述差異度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域的方法包括 選定具有最小差異度的子區(qū)域為當前候選區(qū)域，搜索當前候選區(qū)域的所 有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小于YAver的子區(qū)域，所述YAver為所有子區(qū) 域亮度的算術平均；將所述亮度值小于Ya^的子區(qū)域與當前候選區(qū)域連通得到新的當前候 選區(qū)域，繼續(xù)執(zhí)行所述搜索當前候選區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度 值小于YA^的子區(qū)域的步驟，直到當前候選區(qū)域的相鄰子區(qū)域中不再存在 亮度值小于YAw的子區(qū)域，則最終得到的當前候選區(qū)域即為所述目標區(qū)域； 從所述待成像區(qū)域中除去目標區(qū)域后，得到背景區(qū)域。 所述按照為目標區(qū)域和背景區(qū)域預設的權值求出所述待成像區(qū)域的加 4又亮度^f直Ymean的方法為按照公式乙。""0^——(1 —")&#"計算，其中，0.5<a<l且為預設的權值， Y。bject為目標區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均，Ybackgraund則為 背景區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均。根據(jù)所述Ymean判斷是否進行背光補償?shù)姆椒òㄅ袛嗨鯵mean是否大于設定的閾值Ymean—Th,或者亮度值最低的子區(qū)域 的亮度值是否大于設定的閾值YminTh，當所述兩個條件均不滿足時，執(zhí)行所 述調(diào)整曝光等級的設置進行背光補償?shù)牟襟E，否則不調(diào)整曝光等級。所述根據(jù)各子區(qū)域的平均亮度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū) 域之前，該方法進一步包括根據(jù)所述差異度判斷所述待成像區(qū)域中是否存在背光，如果是，則執(zhí)行 所述確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域，否則，結(jié)束本流程。所述根據(jù)所述差異度判斷所述待成像區(qū)域中是否存在背光的方法包括將得到的各子區(qū)域的差異度中最大值和最小值的差值作為所述待成像區(qū)域的最大差異值；判斷所述最大差異值是否大于預設的背光標識閣值，若是，則判定所述 待成像區(qū)域中存在背光，否則判定所述待成像區(qū)域中不存在背光。一種背光補償?shù)难b置，該裝置包括子區(qū)域劃分模塊，平均亮度計算模 塊，目標和背景區(qū)域確定模塊，加權亮度計算模塊和補償判斷模塊；所述子區(qū)域劃分模塊，用于將待成像區(qū)域分成多個子區(qū)域；所述平均亮度計算模塊，用于分別計算各子區(qū)域的平均亮度；所述目標和背景區(qū)域確定模塊，用于根據(jù)各子區(qū)域的平均亮度確定待成 像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域；所述加權亮度計算模塊，用于根據(jù)為目標區(qū)域和背景區(qū)域預設的權值求 出所述待成像區(qū)域的加權亮度值Ymean;所述補償判斷模塊，用于根據(jù)所述Ym^判斷是否進行背光補償，若是， 則調(diào)整曝光等級的設置進行背光補償。所述目標和背景區(qū)域確定模塊包括差異度計算單元，候選區(qū)域選擇單 元，搜索單元和區(qū)域確定單元；所述差異度計算單元，用于分別根據(jù)公式 計算任意 子區(qū)域相對于所有其他子區(qū)域的差異度，其中，Yi為所述任意子區(qū)域的亮 度值，Yj為其他各子區(qū)域的亮度值，Dij為隨子區(qū)域i和子區(qū)域j間的距離單 調(diào)遞增的函凄t;所述候選區(qū)域選擇單元，用于選定具有最小差異度的子區(qū)域為當前候選 區(qū)域并通知所述搜索單元；所述搜索單元，用于根據(jù)候選區(qū)域選擇單元選定的當前候選區(qū)域，搜索當前候選區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小于Ya^的子區(qū)域，所述YAver為所有子區(qū)域亮度的算術平均；將所述亮度值小于Yaver的子區(qū)域與 當前候選區(qū)域連通得到新的當前候選區(qū)域，繼續(xù)執(zhí)行所述搜索當前候選區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小于YA，的子區(qū)域的步驟，直到當前 候選區(qū)域的相鄰子區(qū)域中不再存在亮度值小于Ya，的子區(qū)域后，將此時得到的當前候選區(qū)域通知所述區(qū)域確定單元；所述區(qū)域確定單元，用于將所述搜索單元最終得到的當前候選區(qū)域設定 為目標區(qū)域；再從所述待成像區(qū)域中除去目標區(qū)域后得到背景區(qū)域。所述加權亮度計算模塊包括目標亮度計算單元、背景亮度計算單元和加 權計算單元；所述目標亮度計算單元，用于計算目標區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度 值的算術平均；所述背景亮度計算單元，用于計算背景區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度 值的算術平均；所述加權計算單元，用于根據(jù)公式計算所述待成像區(qū)域的加權亮度值 <formula>formula see original document page 0</formula>計算，其中，0.5<a<l且為預設的權值，Y一ect為目標 區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均，YbackgTOund則為背景區(qū)域所包 含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均。所述補償判斷模塊包括閾值判斷單元和曝光調(diào)整單元；所述閾值判斷單元，用于判斷所述加權亮度值是否大于設定的閾值 Ymean—Th及亮度值最低的子區(qū)域的亮度值是否大于設定的閾值Yfflin—Th,并將 判斷結(jié)果通知所述曝光調(diào)整單元；所述曝光調(diào)整單元，用于接收所述閾值判斷單元的通知，當所述加權亮 度值大于設定的閾值Ymean—Th或亮度值最低的子區(qū)域的亮度值大于設定的閾值Ymin一Th時，當所述兩個條件均不滿足時，執(zhí)行所述調(diào)整曝光等級的設置進行背光補償，否則不調(diào)整曝光等級。該裝置進一步包括背光判斷模塊；所述背光判斷模塊，用于根據(jù)所述差異度計算單元計算得到的差異度判 斷所述待成像區(qū)域中是否存在背光并在判定存在背光時通知所述目標和背景區(qū)域確定模塊執(zhí)行所述確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域。所述背光判斷模塊包括最大差異值計算單元和背光標識判斷單元；所述最大差異值計算單元，用于從所述差異度計算單元計算得到的各子 區(qū)域的差異度中選擇最大值和最小值，將所選擇的最大值和最小值的差值作 為所述待成像區(qū)域的最大差異值；所述背光標識判斷單元，用于判斷所述最大差異值是否大于預設的背光 標識闊值，若是，則判定所述待成像區(qū)域中存在背光并通知所述目標和背景 區(qū)域確定模塊，否則判定不存在背光。由上述的技術方案可見，本發(fā)明實施例的這種背光補償?shù)姆椒ê脱b置， 能夠從待成像區(qū)域中確定目標區(qū)域和背景區(qū)域，利用預設的目標區(qū)域和背景 區(qū)域的權值計算待成像區(qū)域的加權亮度值并根據(jù)所述加權亮度值調(diào)整曝光 等級，從而保證能夠?qū)Ω鞣N類型待成像區(qū)域進行有效地背光補償，同時該方 法和裝置成本低廉。


圖1為現(xiàn)有技術中一種背光補償?shù)姆椒ǖ牧鞒淌疽鈭D。圖2為本發(fā)明實施例中背光補償?shù)姆椒ǖ牧鞒淌疽鈭D。圖3為本發(fā)明實施例中背光補償?shù)姆椒ǖ木唧w實施例的流程示意圖。圖4為本發(fā)明實施例中背光補償?shù)难b置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉 實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明實施例提供一種背光補償?shù)姆椒ǎ鞒倘鐖D2所示，其中包括 步驟201:將待成像區(qū)域分成多個子區(qū)域，分別計算各子區(qū)域的平均亮度；步驟202:根據(jù)各子區(qū)域的平均亮度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域；步驟203:按照為目標區(qū)域和背景區(qū)域預設的權值求出所述待成像區(qū)域的加權亮度值Ym^，并根據(jù)所述Ymean判斷是否進行背光補償，若是，則調(diào)整曝光等級的設置進行背光補償。下面將結(jié)合具體實施例，對上述背光補償?shù)姆椒ㄟM行進一步詳細說明，如圖3所示，其中包括步驟301:將待成像區(qū)域分成多個子區(qū)域，分別計算每個子區(qū)域的平均 亮度Yi, i=l，2,3...N， N為所劃分的子區(qū)域的個數(shù)；需要說明的是，在實際應用時為了便于操作對矩形的待成像區(qū)域，可 以將其分成多個大小相等的子區(qū)域(比如分成4x4二16個子區(qū)域，或3 x 5=15 個子區(qū)域等)；而對于其它形狀的待成像區(qū)域，可以按照現(xiàn)有的各種區(qū)域劃 分的常用方法進行，比如使用等間距的橫線和等間距的豎線對待成像區(qū)域進 行劃分等，本發(fā)明實施例中不具體限定劃分子區(qū)域的方法。步驟302:計算每個子區(qū)域相對于所有其它子區(qū)域的差異度；根據(jù)人眼視覺特征，兩個子區(qū)域的差異度不僅與它們的亮度差值有關， 而且與兩個子區(qū)域之間的距離有關距離越近，同樣的亮度差值在人眼的主 觀視覺差異上越明顯，即差異度越大；反之，同樣的亮度差值，距離越遠則 在人眼的主觀視覺上造成的差異越小，即差異度越小。可見，兩個子區(qū)域的 差異度與它們之間的亮度差值正相關，而與它們之間的距離反向相關。據(jù)此本發(fā)明實施例中定義每個子區(qū)域相對于所有其它子區(qū)域的差異度 為該子區(qū)域與所有其它各子區(qū)域的亮度差值按照各自不同的權重得出的加 權和，用數(shù)學公式表述為<formula>formula see original document page 14</formula>f 其中，Dij為隨子區(qū)域i和子區(qū)域j間的距離單調(diào)遞增的函數(shù)，因此在上式中，1/Dy就表示子區(qū)域i和子區(qū)域j間的距離越遠，它們之間的亮度差值的權重就越??；同時，所述Dij可以為子區(qū)域i和子區(qū) 域j中心點的歐式距離，也可以為任何其它與子區(qū)域i和子區(qū)域j間的距離保持正相關關系的表達式，本發(fā)明實施例中并不對其具體形式進行限定。步驟303:從所有得到的差異度取值中選擇最大差異度和最小差異度， 求出所述最大差異度和最小差異度的差值，作為待成像區(qū)域的最大差異值；需要說明的是，步驟302中計算得到的差異度有可能為正，也可能為負， 在步驟303中選擇差異度中的最大差異度和最小差異度時，并不是比較它們 的絕對值，而是按照代數(shù)關系選出最大值和最小值并作差得到所述待成像區(qū) 域的最大差異值，用公式表述為Diff—Whole = max(Diff)-min(Diff);步驟304:比較所述最大差異值是否大于設定的閾值YTh,如果是，則 執(zhí)行步驟305,否則執(zhí)行步驟308;所述閾值YTh為預先設定的背光標識閾值，當所述最大差異值大于該閾值時，認為待成像區(qū)域中存在背光，否則認為不存在背光。步驟305:確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域，并按照設定的目標區(qū)域和背景區(qū)域的權值求出所述待成像區(qū)域的加權亮度值； 所述確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域的方法包括 選定具有最小差異度的子區(qū)域為目標區(qū)域，搜索目標區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小于YAver的子區(qū)域，所述YAver為所有子區(qū)域亮度的算術平均；將所述亮度值小于YAver的子區(qū)域添加到目標區(qū)域中，繼續(xù)執(zhí)行所述搜 索目標區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小于YAvel_的子區(qū)域的步驟，直到目標區(qū)域的相鄰子區(qū)域中不再存在亮度值小于YAVCT的子區(qū)域； 從待成像區(qū)域中除去目標區(qū)域后，得到的剩余區(qū)域即為背景區(qū)域。 所述按照設定的目標區(qū)域和背景區(qū)域的權值求出所述待成像區(qū)域的加權亮度值的方法包括按照公式Lj《一-(1-")r崎"計算，其中，Y咖肌為所述待成像區(qū)域的加權亮度值，0.5<a<l且為預先設定的值，Y。bject為目標區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均，Ybackground則為背景區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均。步驟306:判斷所述加權亮度值是否大于設定的閾值Ymean n或者亮度 值最低的子區(qū)域的亮度值是否大于設定的閾值YrainTh，當所述兩個條件均不 滿足時，執(zhí)行步驟307，否則直接執(zhí)行步驟308。步驟307:調(diào)整曝光等級的設置；步驟308:根據(jù)曝光等級的設置得到待成像區(qū)域的圖像。需要說明的是，當由步驟304或步驟306直接轉(zhuǎn)到步驟308執(zhí)行時，說 明此時不需要進行背光補償，則步驟308中繼續(xù)使用之前拍攝時使用的曝光 等級的設置；而當由步驟307順序執(zhí)行到步驟308時，說明此時需要進行背 光補償，步驟308中就采用步驟307中調(diào)整后的曝光等級的設置。由上述可見，本發(fā)明實施例提供的背光補償?shù)姆椒?，能夠從待成像區(qū)域 中確定目標區(qū)域和背景區(qū)域，利用預設的目標區(qū)域和背景區(qū)域的權值計算待 成像區(qū)域的加權亮度值并根據(jù)所述加權亮度值調(diào)整曝光等級，從而保證能夠 對各種類型待成像區(qū)域進行有效地背光補償，同時該方法成本低廉。本發(fā)明還同時提供一種背光補償?shù)难b置，組成結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中包 括子區(qū)域劃分模塊400,平均亮度計算模塊410，目標和背景區(qū)域確定模 塊430,加權亮度計算模塊440和補償判斷模塊450;所述子區(qū)域劃分模塊400，用于將待成像區(qū)域分成多個子區(qū)域；所述平均亮度計算模塊410,用于分別計算各子區(qū)域的平均亮度；所述目標和背景區(qū)域確定模塊430,用于根據(jù)各子區(qū)域的平均亮度確定 待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域；所述加權亮度計算模塊440,用于根據(jù)為目標區(qū)域和背景區(qū)域預設的權 值求出所述待成像區(qū)域的加權亮度值Ymean;所述補償判斷模塊450,用于根據(jù)所述Ym，判斷是否進行背光補償， 若是，則調(diào)整曝光等級的設置進行背光補償。所述目標和背景區(qū)域確定模塊430包括差異度計算單元431,候選區(qū) 域選擇單元432,搜索單元433和區(qū)域確定單元434;所述差異度計算單元431，用于按照公式 風^ 計算任意子區(qū)域相對于所有其他子區(qū)域的差異度，其中，Yi為所述任意子區(qū)域的亮 度值，Yj為其他各子區(qū)域的亮度值，Dij為隨子區(qū)域i和子區(qū)域j間的距離單 調(diào)遞增的函數(shù)。所述候選區(qū)域選擇單元432，用于選定具有最小差異度的子區(qū)域為當前 候選區(qū)域并通知所述搜索單元433;所述搜索單元433,用于根據(jù)候選區(qū)域選4奪單元432選定的當前候選區(qū) 域，搜索當前候選區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小于Ya，的子區(qū)域，所述YAver為所有子區(qū)域亮度的算術平均；將所述亮度值小于Ya^的子區(qū)域與當前候選區(qū)域連通得到新的當前候選區(qū)域，繼續(xù)執(zhí)行所述搜索當前 候選區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小于YAver的子區(qū)域的步驟， 直到當前候選區(qū)域的相鄰子區(qū)域中不再存在亮度值小于Ya^的子區(qū)域后， 將此時得到的當前候選區(qū)域通知所述區(qū)域確定單元434;所述區(qū)域確定單元434，用于將所述搜索單元433最終得到的當前候選 區(qū)域設定為目標區(qū)域；再從所述待成像區(qū)域中除去目標區(qū)域后得到背景區(qū) 域。所述加權亮度計算模塊440包括目標亮度計算單元441、目標亮度計算 單元442和加權計算單元443;所述目標亮度計算單元441,用于計算目標區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的 亮度值的算術平均；所述目標亮度計算單元442,用于計算背景區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的 亮度值的算術平均；所述加權計算單元443,用于根據(jù)公式計算所述待成像區(qū)域的加權亮度 值乙《 ="^. —(1—"K肌v國d計算，其中，0.5<01<1且為預設的權值，Y。bject為目 標區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均，Ybackgraund則為背景區(qū)域所 包含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均。所述補償判斷模塊450包括閾值判斷單元451和曝光調(diào)整單元452;所述閾值判斷單元451,用于判斷所述加權亮度值是否大于設定的閾值 Ymean—Th及亮度值最低的子區(qū)域的亮度值是否大于設定的閾值Ymin—Th,并將 判斷結(jié)果通知所述曝光調(diào)整單元452;所述曝光調(diào)整單元452，用于接收所述閾值判斷單元451的通知，當所 述加權亮度值大于設定的閾值YmeanTh或亮度值最低的子區(qū)域的亮度值大于 設定的閾值YminTh時，當所述兩個條件均不滿足時，執(zhí)行所述調(diào)整曝光等 級的設置進行背光補償，否則不調(diào)整曝光等級。較佳地，所述背光補償?shù)难b置中還可以進一步包括背光判斷模塊420;所述背光判斷模塊420，用于根據(jù)所述差異度判斷所述待成像區(qū)域中是 否存在背光并在判定存在背光時通知所述目標和背景區(qū)域確定模塊430執(zhí) 行所迷確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域。所迷背光判斷模塊420包括最大差異值計算單元421和背光標識判斷 單元422;所述最大差異值計算單元421,用于從所述差異度計算單元計算得到各 子區(qū)域的差異度中選擇最大值和最小值，將所選擇的最大值和最小值的差值 作為所述待成像區(qū)域的最大差異值；所述背光標識判斷單元422,用于判斷所述最大差異值是否大于預設的 背光標識閾值，若是，則判定所述待成像區(qū)域中存在背光并通知所述目標和 背景區(qū)域確定模塊430,否則判定不存在背光。由上述可見，本發(fā)明實施例提供的背光補償?shù)难b置，能夠從待成像區(qū)域 中確定目標區(qū)域和背景區(qū)域，利用預設的目標區(qū)域和背景區(qū)域的權值計算待 成像區(qū)域的加權亮度值并根據(jù)所述加權亮度值調(diào)整曝光等級，從而保證能夠 對各種類型待成像區(qū)域進行有效地背光補償，同時該裝置成本低廉。因此，容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用于限定本 發(fā)明的精神和保護范圍，任何熟悉本領域的技術人員所做出的等同變化或替 換，都應視為涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1. 一種背光補償?shù)姆椒?，其特征在于，該方法包括將待成像區(qū)域分成多個子區(qū)域并分別計算各子區(qū)域的平均亮度，根據(jù)各子區(qū)域的平均亮度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域；按照為目標區(qū)域和背景區(qū)域預設的權值求出所述待成像區(qū)域的加權亮度值Ymean；根據(jù)所述Ymean判斷是否進行背光補償，若是，則調(diào)整曝光等級的設置進行背光補償。
2、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各子區(qū)域的平均亮度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域的方法包括根據(jù)所述平均亮度，按照公式 卩w 計算任意子區(qū)域相對于所有其他子區(qū)域的差異度，其中，Yi為所述任意子區(qū)域的亮度值，Yj為其他各 子區(qū)域的亮度值，Djj為隨子區(qū)域i和子區(qū)域j間的距離單調(diào)遞增的函數(shù)；根據(jù)所述差異度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域。
3、 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述差異度確定待成像 區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域的方法包括選定具有最小差異度的子區(qū)域為當前候選區(qū)域，搜索當前候選區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小于Ya^的子區(qū)域，所述YAver為所有子區(qū)域亮度的算術平均；將所述亮度值小于YAver的子區(qū)域與當前候選區(qū)域連通得到新的當前候選 區(qū)域，繼續(xù)執(zhí)行所述搜索當前候選區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小 于YA胃的子區(qū)域的步驟，直到當前候選區(qū)域的相鄰子區(qū)域中不再存在亮度值小 于YAver的子區(qū)域，則最終得到的當前候選區(qū)域即為所述目標區(qū)域；從所述待成像區(qū)域中除去目標區(qū)域后，得到背景區(qū)域。
4、 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照為目標區(qū)域和背景區(qū)域預設的權值求出所述待成像區(qū)域的加權亮度值Ymean的方法為按照公式乙。"""y一"—(1—")^。"，""計算，其中，0.5<a<l且為預設的權值，Y。bject為目標區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均，Y^kfd則為背景區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均。
5、 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述Yt^。判斷是否進 行背光補償?shù)姆椒òㄅ袛嗨鯵m咖是否大于設定的閾值Ymean—th，或者亮度值最低的子區(qū)域的 亮度值是否大于設定的閾值Ymin—Th,當所述兩個條件均不滿足時，執(zhí)行所述調(diào) 整曝光等級的設置進行背光補償?shù)牟襟E，否則不調(diào)整曝光等級。
6、 根據(jù)權利要求2至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各子 區(qū)域的平均亮度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域之前，該方法進一步 包括根據(jù)所述差異度判斷所述待成像區(qū)域中是否存在背光，如果是，則執(zhí)行所 述確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域，否則，結(jié)束本流程。
7、 根據(jù)權利要求6所迷的方法，所述根據(jù)所述差異度判斷所述待成像區(qū)域 中是否存在背光的方法包括將得到的各子區(qū)域的差異度中最大值和最小值的差值作為所述待成像區(qū)域 的最大差異值；判斷所述最大差異值是否大于預設的背光標識閾值，若是，則判定所述待 成像區(qū)域中存在背光，否則判定所述待成像區(qū)域中不存在背光。
8、 一種背光補償?shù)难b置，其特征在于，該裝置包括子區(qū)域劃分模塊，平 均亮度計算模塊，目標和背景區(qū)域確定模塊，加權亮度計算模塊和補償判斷模 塊；所述子區(qū)域劃分模塊，用于將待成像區(qū)域分成多個子區(qū)域；所述平均亮度計算模塊，用于分別計算各子區(qū)域的平均亮度；所述目標和背景區(qū)域確定模塊，用于根據(jù)各子區(qū)域的平均亮度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域；所述加權亮度計算模塊，用于根據(jù)為目標區(qū)域和背景區(qū)域預設的權值求出所述待成像區(qū)域的加權亮度值Ymean;所述補償判斷模塊，用于根據(jù)所述Y^an判斷是否進行背光補償，若是，則 調(diào)整曝光等級的設置進行背光補償。
9、 根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述目標和背景區(qū)域確定模 塊包括差異度計算單元，候選區(qū)域選擇單元，搜索單元和區(qū)域確定單元；所述差異度計算單元，用于分別根據(jù)公式 風^ 計算任意子區(qū)域相對于所有其他子區(qū)域的差異度，其中，Yi為所述任意子區(qū)域的亮度值， Yj為其他各子區(qū)域的亮度值，Dij為隨子區(qū)域i和子區(qū)域j間的距離單調(diào)遞增的 函數(shù)；所述候選區(qū)域選擇單元，用于選定具有最小差異度的子區(qū)域為當前候選區(qū) 域并通知所述搜索單元；所述搜索單元，用于根據(jù)候選區(qū)域選擇單元選定的當前候選區(qū)域，搜索當 前候選區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小于Ya^的子區(qū)域，所述YAvct 為所有子區(qū)域亮度的算術平均；將所述亮度值小于YAvCT的子區(qū)域與當前候選區(qū) 域連通得到新的當前候選區(qū)域，繼續(xù)執(zhí)行所述搜索當前候選區(qū)域的所有相鄰子區(qū)域并從中找出亮度值小于YA^的子區(qū)域的步驟，直到當前候選區(qū)域的相鄰子區(qū)域中不再存在亮度值小于Ya^的子區(qū)域后，將此時得到的當前候選區(qū)域通知 所述區(qū)域確定單元；所述區(qū)域確定單元，用于將所述搜索單元最終得到的當前候選區(qū)域設定為 目標區(qū)域；再從所述待成像區(qū)域中除去目標區(qū)域后得到背景區(qū)域。
10、 根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述加權亮度計算模塊包 括目標亮度計算單元、背景亮度計算單元和加權計算單元；所述目標亮度計算單元，用于計算目標區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度值 的算術平均；所述背景亮度計算單元，用于計算背景區(qū)域所包含的所有子區(qū)域的亮度值 的算術平均；所述加權計算單元，用于根據(jù)公式計算所述待成像區(qū)域的加權亮度值y羅,i = ^—— (1—00^—uw計算，其中，0.5<a<l且為預設的權值，Y。bject為目標區(qū) 域所包含的所有子區(qū)域的亮度值的算術平均，Ybaekground則為背景區(qū)域所包含的 所有子區(qū)域的亮度值的算術平均。
11、 根據(jù)權利要求IO所述的裝置，其特征在于，所述補償判斷模塊包括閾 值判斷單元和曝光調(diào)整單元；所述閾值判斷單元，用于判斷所述加權亮度值是否大于設定的闊值Yme^n 及亮度值最低的子區(qū)域的亮度值是否大于設定的閾值Ymln—xh,并將判斷結(jié)果通知所述曝光調(diào)整單元；所述曝光調(diào)整單元，用于接收所述閾值判斷單元的通知，當所述加權亮度值大于設定的閾值Ymean Th或亮度值最低的子區(qū)域的亮度值大于設定的閾值 Ymin—Th時，當所述兩個條件均不滿足時，執(zhí)行所述調(diào)整曝光等級的設置進行背光補償，否則不調(diào)整曝光等級。
12、 根據(jù)權利要求9到11中任一項所述的裝置，其特征在于，該裝置進一 步包括背光判斷模塊；所述背光判斷模塊，用于根據(jù)所述差異度計算單元計算得到的差異度判斷 所述待成像區(qū)域中是否存在背光并在判定存在背光時通知所述目標和背景區(qū)域 確定模塊執(zhí)行所述確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域。
13、 根據(jù)權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述背光判斷模塊包括 最大差異值計算單元和背光標識判斷單元；所述最大差異值計算單元，用于從所述差異度計算單元計算得到的各子區(qū) 域的差異度中選擇最大值和最小值，將所選擇的最大值和最小值的差值作為所 述待成像區(qū)域的最大差異值；所述背光標識判斷單元，用于判斷所述最大差異值是否大于預設的背光標識閾值，若是，則判定所述待成像區(qū)域中存在背光并通知所述目標和背景區(qū)域 確定才莫塊，否則判定不存在背光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種背光補償?shù)姆椒ǎ摲椒ò▽⒋上駞^(qū)域分成多個子區(qū)域并分別計算各子區(qū)域的平均亮度，根據(jù)各子區(qū)域的平均亮度確定待成像區(qū)域中的目標區(qū)域和背景區(qū)域；按照為目標區(qū)域和背景區(qū)域預設的權值求出所述待成像區(qū)域的加權亮度值Y_mean，并根據(jù)所述Y_mean調(diào)整曝光等級的設置進行背光補償。本發(fā)明還同時公開了一種背光補償?shù)难b置，該裝置包括子區(qū)域劃分模塊，平均亮度計算模塊，目標和背景區(qū)域確定模塊，加權亮度計算模塊和補償判斷模塊。本發(fā)明實施例中背光補償?shù)姆椒ê脱b置，能夠計算待成像區(qū)域的加權亮度值并根據(jù)所述加權亮度值調(diào)整曝光等級，從而保證能夠?qū)Ω鞣N類型待成像區(qū)域進行有效地背光補償，同時成本低廉。
文檔編號H04N5/235GK101282425SQ200810105688
公開日2008年10月8日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權日2008年4月30日
發(fā)明者盧曉鵬, 浩 王, 諶安軍 申請人:北京中星微電子有限公司