基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方法及裝置，其中，該方法包括如下步驟：對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行預(yù)處理，得到待拼接的圖像數(shù)據(jù)，其中，N≥2，且N為整數(shù)；從所有待拼接的圖像數(shù)據(jù)中還原出N幀圖像的圖像亮度數(shù)據(jù)，以及統(tǒng)計當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)各通道圖像的亮度均值數(shù)據(jù)；判斷相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度差異是否超出預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾值范圍，若是則選取設(shè)定亮度的通道增益作為參考通道增益，根據(jù)參考通道增益計算出剩余通道的亮度增益；根據(jù)亮度增益對下一周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行亮度均衡調(diào)節(jié)。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠提高拼接圖像亮度的均衡性解決偽色現(xiàn)象，增強圖像的顯示效果。
【專利說明】
基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于多輸入通道的拼接圖像亮度均 衡方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 安防監(jiān)控系統(tǒng)中，通常采用全景攝像機對大場景進行監(jiān)控。全景攝像機采用多鏡 頭輸入并將輸入的圖像通過硬件實時拼接。然而，由于各鏡頭、濾光片等硬件存在差異，造 成采集的各圖像存在差異，進而導(dǎo)致拼接的全景圖像的亮度不均勻。常用的處理方法是在 拼接成全景圖像后進行亮度均衡處理，該方法在一定的程度上能夠起到亮度均衡的改善作 用，然而該方法不能自適應(yīng)所有場景，如在亮度差異較大的環(huán)境(比如室內(nèi)環(huán)境），亮暗過渡 區(qū)域會出現(xiàn)偏色現(xiàn)象，此外，上述的方法還會經(jīng)常出現(xiàn)亮度參考通道選錯，而導(dǎo)致全景圖像 依然亮度不均的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方 法，能夠提高拼接圖像亮度的均衡性，增強圖像的顯示效果。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：提供一種基于多輸入通道的 拼接圖像亮度均衡方法，包括如下步驟：
[0005] 對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行預(yù)處理，得到待拼接的圖像數(shù)據(jù)， 其中，N彡2,且N為整數(shù)；
[0006] 從所有待拼接的圖像數(shù)據(jù)中還原出N幀圖像的圖像亮度數(shù)據(jù)，以及統(tǒng)計當(dāng)前統(tǒng)計 周期內(nèi)各通道圖像的亮度均值數(shù)據(jù)；
[0007] 判斷相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度差異是否超出預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾值范圍，若是則選 取設(shè)定亮度的通道增益作為參考通道增益，根據(jù)參考通道增益計算出剩余通道的亮度增 益；
[0008] 根據(jù)亮度增益對下一周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行亮度均衡調(diào)節(jié)。
[0009] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案為:提供一種基于多輸入 通道的拼接圖像亮度均衡裝置，包括：
[0010] 預(yù)處理模塊，用于對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行預(yù)處理，得到待 拼接的圖像數(shù)據(jù)，其中，N多2，且N為整數(shù)；
[0011] 提取模塊，用于從所有待拼接的圖像數(shù)據(jù)中還原出N幀圖像的圖像亮度數(shù)據(jù)，以及 統(tǒng)計當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)各通道圖像的亮度均值數(shù)據(jù)；
[0012] 判斷模塊，用于判斷相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度差異是否超出預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾值 范圍，若是則選取設(shè)定亮度的通道增益作為參考通道增益，根據(jù)參考通道增益計算出剩余 通道的通道增益；
[0013] 調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)通道增益對下一周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行亮 度均衡調(diào)節(jié)。
[0014] 本發(fā)明的有益效果在于：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)控攝像機在拼接成全景圖像時存在 亮度不均以及亮暗過渡區(qū)偏色的問題，本發(fā)明提供了一種基于多輸入通道的拼接圖像亮度 均衡方法，通過先對當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)的多輸入通道的每一幀圖像進行預(yù)處理得出待輸出的 拼接圖像，然后從待輸出的拼接圖像中提取圖像亮度信息數(shù)據(jù)，通過對圖像亮度數(shù)據(jù)進行 直方圖的統(tǒng)計處理以及計算各通道的亮度增益，能夠根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，并將計算得到的增益 系數(shù)反饋到各自的數(shù)據(jù)輸入端參與到下一周期各圖像的亮度均衡調(diào)節(jié)實現(xiàn)，整個計算處理 過程同時能夠自適應(yīng)的校正亮暗過度區(qū)的偽色現(xiàn)象。相比于現(xiàn)有技術(shù)中的在圖像輸出前對 圖像亮度的調(diào)節(jié)，使得處理之后各通道圖像數(shù)據(jù)拼接得到的全景圖像整體亮度更均勻，顏 色更符合實際場景，減少了亮度調(diào)節(jié)的各種誤差，能夠更好地調(diào)節(jié)圖像亮度均衡性，因而增 強圖像的顯示效果。
【附圖說明】
[0015] 下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)
[0016] 圖1為本發(fā)明基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方法一實施例的流程圖；
[0017] 圖2為圖1中步驟S10的具體流程圖；
[0018]圖3為圖1中步驟S20的具體流程圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡裝置一實施例的方框圖；
[0020] 圖5為圖4中預(yù)處理模塊的模塊方框圖；
[0021]圖6為圖4中提取模塊的模塊方框圖。
[0022] 標(biāo)號說明書：
[0023] 10、預(yù)處理模塊:11、增益單元;12、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元;13、數(shù)據(jù)壓縮單元；
[0024] 20、提取模塊:21、還原單元;22、提取單元;23、統(tǒng)計單元；
[0025] 30、判斷模塊；
[0026] 40、調(diào)節(jié)模塊。
【具體實施方式】
[0027] 為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式 并配合附圖詳予說明。
[0028] 本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:本方案通過在預(yù)處理得出待拼接的圖像中提取圖像亮 度數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過統(tǒng)計計算出各通道待反饋的亮度增益系數(shù)，進而根據(jù)反饋的圖像亮度增 益系數(shù)對輸入圖像進行亮度調(diào)節(jié)，能夠減少亮度后置調(diào)節(jié)的誤差，通過圖像亮度的反饋調(diào) 節(jié)能夠更好地調(diào)節(jié)圖像亮度均衡性以及解決可能出現(xiàn)的亮暗過度區(qū)偏色現(xiàn)象，因而增強圖 像的顯示效果。
[0029] 請參閱圖1，本發(fā)明的實施例提供了一種基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方 法，包括如下步驟：
[0030] S10、對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行預(yù)處理，得到待拼接的圖像 數(shù)據(jù)，其中，N多2，且N為整數(shù)。每一通道都對應(yīng)每一個通道鏡頭的圖像輸入，各通道的圖像 拼接后能夠形成待輸出的圖像數(shù)據(jù)。
[0031] S20、從所有待拼接的圖像數(shù)據(jù)中還原出N幀圖像的圖像亮度數(shù)據(jù)，以及統(tǒng)計當(dāng)前 統(tǒng)計周期內(nèi)各通道圖像的亮度均值數(shù)據(jù)。在上述步驟中，經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像都會 經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚硇纬纱唇拥膱D像數(shù)據(jù)，該圖像數(shù)據(jù)供后期的拼接處理以得到全景圖像數(shù) 據(jù)，為了提高圖像的拼接效果，采用從待拼接的圖像數(shù)據(jù)提取亮度信息數(shù)據(jù)，用以統(tǒng)計計算 出待反饋的增益信息，具體的，該反饋信息為計算出的N幀圖像的圖像亮度增益系數(shù)。另外， 統(tǒng)計周期處于設(shè)定周期的時間內(nèi)。
[0032] S30、判斷相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度差異是否超出預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾值范圍，若是 則選取設(shè)定亮度的通道增益作為參考通道亮度增益，根據(jù)參考通道增益計算出剩余通道的 亮度增益。本步驟中，通過對相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度進行判斷，在相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度差異超 出預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾值范圍時，需要進行調(diào)節(jié)處理，在相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度差異處于 預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾值范圍內(nèi)時，說明相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度變化小，無需均衡調(diào)節(jié)。設(shè)定 亮度的通道亮度增益可以根據(jù)用戶的選擇來設(shè)定，常用的有三種:最亮通道增益、最暗通道 增益以及平均亮度增益。為了讓拼接后的全景圖的整體亮度不至于偏暗，本方案優(yōu)先選取 最亮通道為參考通道增益。具體的，選定最小亮度增益gain_min(<l)所對應(yīng)的通道這是重 疊區(qū)最亮那個的通道設(shè)置為chref，將該通道重疊區(qū)的亮度均值chref_light_averagel和 chref_light_average2,以及重疊區(qū)像素點總數(shù)chref_sum，與該通道的亮度直方圖統(tǒng)計的 結(jié)果：普通區(qū)域的亮均值111_11〇1'11^1_118111:_3￥6^86，高亮區(qū)的亮均值111_111811_118111:_ average，整體亮度均值lh_sum_h做比較：
[0033] 1、若滿足下述條件，
[0034]
[0035] 則說明當(dāng)前通道的亮區(qū)域就在重疊區(qū)，且此時該通道不一定就是最亮的通道，因 此不能直接使用該通道作為參考通道。若各通道的lh_n 〇rm_percent最大值<20%，就使用 lh_light_average最大的通道作為參考通道，對應(yīng)的gain值作為參考增益gain_ref;否則 就用 lh_normal_light_average 來判斷選擇參考通道增益，lh_normal_light_average 最大 的通道選為參考通道，對應(yīng)的亮度增益gain設(shè)置為參考增益gain_ref;結(jié)束參考參考通道 選擇。否則進入下一個步驟。
[0036] 2、若滿足下述條件，
[0037] (chref_light_averagel+chref_light_average2)/2-lh_high_light_average ^；10,lh_high_percent>40% ,
[0038] 則直接選取當(dāng)前的gain_min作為參考增益gain_ref。結(jié)束參考參考通道選擇。否 則進入下一個步驟。
[0039] 3、若滿足下述條件，
[0040] (chref_light_averagel+chref_light_average2)/2-lh_high_light_average >10，
[0041] 則選取各通道亮度直方圖統(tǒng)計結(jié)果中去掉暗區(qū)之后剩下來的兩個區(qū)域的亮度均 值lum_ave最大的通道作為參考通道，該通道的gain值作為參考通道增益gain_ref。此時，
[0042] lum_ _ave=(lh_high_light_average*lh_sum-h+lh_normal_light_average*lh_ sum-n)/(lh-sum-h+lh-sum-η)〇
[0043] S40、根據(jù)通道增益對下一周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行亮度均衡調(diào) 節(jié)。本步驟通過計算出的各通道亮度增益參與圖像亮度均衡計算，能夠更好地調(diào)節(jié)圖像的 亮度。
[0044] 本發(fā)明的有益效果在于：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)控攝像機在拼接成全景圖像時存在 亮度不均以及亮暗過渡區(qū)偏色的問題，本發(fā)明提供了一種基于多輸入通道的拼接圖像亮度 均衡方法，通過先對當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)的多輸入通道的每一幀圖像進行預(yù)處理得出待輸出的 拼接圖像，然后從待輸出的拼接圖像中提取圖像亮度信息數(shù)據(jù)，通過對圖像亮度數(shù)據(jù)進行 直方圖的統(tǒng)計處理以及計算各通道的通道亮度增益，能夠根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，并將計算得到的 增益系數(shù)反饋到各自的數(shù)據(jù)輸入端參與到下一周期各圖像的亮度均衡調(diào)節(jié)實現(xiàn)，整個計算 處理過程同時能夠自適應(yīng)的校正亮暗過度區(qū)的偽色現(xiàn)象。，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的在圖像輸 出前對圖像亮度的調(diào)節(jié)，使得處理之后各通道圖像數(shù)據(jù)拼接得到的全景圖像整體亮度更均 勻，顏色更符合實際場景，減少了亮度調(diào)節(jié)的各種誤差，能夠更好地調(diào)節(jié)圖像亮度均衡性， 因而增強圖像的顯示效果。
[0045] 請參照圖2,在一具體的實施例中，所述對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖 像進行預(yù)處理，得到待拼接的圖像數(shù)據(jù)的步驟S10，具體包括：
[0046] S11、對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的圖像數(shù)據(jù)進行增益處理，得到初步處理的圖 像數(shù)據(jù)。該增益處理也即亮度均衡處理，具體為:將輸入的圖像數(shù)據(jù)rawdata」乘以對應(yīng)的 亮度均衡系數(shù)gain得到初步處理的圖像數(shù)據(jù)rawdata_o。另外，本實施例中統(tǒng)計周期為20s 內(nèi)的亮度均值，以減小亮度瞬間突變對亮度變化正確判斷的影響。
[0047] S12、將初步處理的圖像數(shù)據(jù)進行空間轉(zhuǎn)換得到與N個通道對應(yīng)的RGB數(shù)據(jù);該RGB 數(shù)據(jù)的位數(shù)為12位，為了便于在FPGA上實現(xiàn)，還需要對12位的RGB數(shù)據(jù)壓縮成10位的RGB數(shù) 據(jù)。
[0048] S13、根據(jù)色調(diào)映射算法對RGB數(shù)據(jù)進行壓縮處理形成待拼接的圖像數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)壓 縮時，可能在一定程度上引起圖像偏色出現(xiàn)偽色，尤其是圖像較暗的區(qū)域，為了減少數(shù)據(jù)信 息的丟失，優(yōu)選為在數(shù)據(jù)空間轉(zhuǎn)換的過程中引入色調(diào)映射算法tonemapp ing可將12位的RGB 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成10位的RGB，通過查表的方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)位壓縮。
[0049] 請參照圖3,在一具體的實施例中，所述從所有待拼接的圖像數(shù)據(jù)中還原出N幀圖 像的圖像亮度信息數(shù)據(jù)，以及統(tǒng)計當(dāng)前周期內(nèi)與每一圖像的亮度均值數(shù)據(jù)的步驟S20,具體 包括：
[0050] S21、從待拼接的圖像數(shù)據(jù)還原出與預(yù)處理前N個通道對應(yīng)輸入圖像的RGB數(shù)據(jù)。
[00511 S22、將每一 RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成YUV數(shù)據(jù)，并從YUV數(shù)據(jù)中提取亮度數(shù)據(jù)Y作為每一幀圖 像的圖像亮度數(shù)據(jù)；
[0052] S23、根據(jù)圖像中圖像亮度數(shù)據(jù)的不同亮度，將圖像分成低亮區(qū)lh_low light、中 亮區(qū)lh_norm light、高亮區(qū)lh_high light三個區(qū)域、以及相鄰?fù)ǖ乐袌D像重疊的區(qū)域，并 統(tǒng)計當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)對應(yīng)區(qū)域的亮度均值。
[0053] 低亮區(qū)的占比lh jow_percent、中亮區(qū)的占比lh_norm_percent，高亮區(qū)的占比 lh_high_percent 滿足：
[0054] lh_low_percent+lh_norm_percent+lh_high_percent = 1；
[0055]
[0056]
[0057]
[0058] s um_a11 = 1h_sum_1+1h_sum_n+1h_sum_h;
[0059] 其中，sum_all表示單個通道的總像素點個數(shù)，lh_sum_l表示低亮度區(qū)域像素點個 數(shù)，lh_sum_n表示中亮區(qū)域像素點個數(shù)，lh_sum_h高亮區(qū)域像素點個數(shù)。
[0060] 統(tǒng)計的低亮區(qū)域lh_low_light_average、中亮區(qū)域lh_normal_light_average、高 亮區(qū)域的亮度均值111_111811_118111：_3￥6抑86、整體亮度均值111_118111：_3￥6瓜86，以及通道的 圖像重疊區(qū)的亮度均值chx_light_averagel，chx_light_average2〇
[0061] 在一實施例中，所述選取設(shè)定亮度的通道增益作為參考通道增益，根據(jù)參考通道 增益計算出剩余通道的通道增益的步驟，具體包括：
[0062] 選取設(shè)定亮度最高的通道增益作為參考通道增益；
[0063]對參考通道增益進行歸一化處理，并計算出剩余通道的亮度增益。
[0064] 為了使圖像重疊區(qū)亮度變化平滑過渡，需要滿足條件：
[0065] chx_light_average2*gainx^ch(x+l)_light_averagel*gain(x+l),
[0066] 如此，在設(shè)定一個通道的增益后，剩余通道的增益可以根據(jù)上述公式求出。進一步 的，還可以對計算出來的爭增益做一個排序，找到最大增益gain_max和最小增益gain_min， 以及平均增益值gain_ave，其中，
[0067] gain_max=MAX(gainO,gainl,.....gainN)；
[0068] gain_min=MIN(gainO,gainl,. . .gainN)；
[0069] gain_ave = (gainO+gainl+. · .+gainN)/(N+l) 〇
[0070] 為了避免亮度變化劇烈，實現(xiàn)亮度均衡的逐步平滑過渡，在一實施例中，所述根據(jù) 通道增益對下一周期內(nèi)經(jīng)Ν個通道輸入的每一幀圖像進行亮度均衡調(diào)節(jié)的步驟，具體包括： [0071]將通道增益與該通道當(dāng)前增益之間增益區(qū)間分成若干等份，得到每一等份的亮度 調(diào)節(jié)值；
[0072]根據(jù)逼近算法對預(yù)期通道增益進行逐步調(diào)節(jié)，以使下一周期內(nèi)經(jīng)Ν個通道輸入的 每一幀圖像的亮度均衡。
[0073] 本步驟中，將計算出的通道增益gainx_new與該通道當(dāng)前增益gainx_cur之間的差 值分成若干個等份（即每一等分為一個步長pace)，用以計算的亮度增益值由gainx_cur逐 步平滑逼近gainx_new，設(shè)計步長的長短可以根據(jù)用戶的要求設(shè)計（以num表示步數(shù)），一幀 設(shè)置為一個步長計算時間，只需保證在20s時間內(nèi)完成逼近即可。步長的計算方法為：
[0074] pace= | gainx_new_gainx_cur |/num，（num〈500)
[0075] 逼近算子為：
[0076] gainx_cur = gainx_cur+pace(當(dāng) gainx_new>gainx_cur)
[0077] 或，gainx_cur = gainx_cur_pace(當(dāng)gainx_new〈gainx_cur) 〇
[0078]請參照圖4,本實施例還提供了一種基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡裝置，包 括預(yù)處理模塊10、提取模塊20、判斷模塊30以及調(diào)節(jié)模塊40。
[0079]預(yù)處理模塊10,用于對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行預(yù)處理，得到 待拼接的圖像數(shù)據(jù)，其中，N多2,且N為整數(shù)。每一通道都對應(yīng)每一個鏡頭采集的圖像輸入， 各通道的圖像經(jīng)過預(yù)處理后能夠形成待拼接圖像數(shù)據(jù)。
[0080] 提取模塊20,用于從所有待拼接的圖像數(shù)據(jù)中還原出N幀圖像的圖像亮度數(shù)據(jù)，以 及統(tǒng)計當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)各通道圖像的亮度均值數(shù)據(jù)。經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像都會經(jīng) 過適當(dāng)?shù)奶幚硇纬纱唇拥膱D像數(shù)據(jù)，該圖像數(shù)據(jù)供后期的拼接處理以得到全景圖像數(shù) 據(jù)，為了提高圖像的拼接效果，采用從待拼接的圖像數(shù)據(jù)提取亮度信息數(shù)據(jù)用以計算待反 饋信息，具體的，該反饋信息為計算出來的N幀圖像的亮度增益。
[0081] 判斷模塊30,用于判斷相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度差異是否超出預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾 值范圍，若是則選取設(shè)定亮度的通道增益作為參考通道增益，根據(jù)參考通道增益計算出剩 余通道的通道增益。該判斷模塊30通過對相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度進行判斷，在相鄰?fù)ǖ赖膱D 像亮度差異超出預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾值范圍時，需要進行調(diào)節(jié)處理，在相鄰?fù)ǖ赖膱D像 亮度差異處于預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾值范圍內(nèi)時，說明相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度變化小，無需 調(diào)節(jié)。設(shè)定亮度的通道增益可以根據(jù)用戶的選擇來設(shè)定，常用的有三種:最亮通道增益、最 暗通道增益以及平均亮度增益。
[0082]調(diào)節(jié)模塊40,用于根據(jù)通道增益對下一周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行 亮度均衡調(diào)節(jié)。本調(diào)節(jié)模塊40通過計算出的通道增益參與圖像亮度均衡計算，能夠更好地 調(diào)節(jié)圖像的亮度。
[0083]請參照圖5,在一具體的實施例中，所述預(yù)處理模塊10具體包括增益單元11、數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換單元12以及數(shù)據(jù)壓縮單元13。
[0084]增益單元11，用于對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的圖像數(shù)據(jù)進行亮度均衡處理，得 到初步處理的圖像數(shù)據(jù);該增益單元11將輸入的圖像數(shù)據(jù)rawdata_i乘以對應(yīng)的亮度均衡 系數(shù)gain得到初步處理的圖像數(shù)據(jù)rawdata_o。另外，本實施例中統(tǒng)計周期為20s內(nèi)的亮度 均值，以減小亮度瞬間突變對亮度變化正確判斷的影響。
[0085]數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元12,用于將初步處理的圖像數(shù)據(jù)進行空間轉(zhuǎn)換得到與N個通道對應(yīng) 的RGB數(shù)據(jù);經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元12處理得到12位的RGB數(shù)據(jù)，為了便于在FPGA上實現(xiàn)，還需要對 12位的RGB數(shù)據(jù)壓縮成10位的RGB數(shù)據(jù)。
[0086]數(shù)據(jù)壓縮單元13,用于根據(jù)色調(diào)映射算法對RGB數(shù)據(jù)進行壓縮處理形成待拼接的 圖像數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)壓縮時，可能在一定程度上引起圖像偏色出現(xiàn)偽色，尤其是圖像較暗的區(qū) 域，為了減少數(shù)據(jù)信息的丟失，優(yōu)選為在數(shù)據(jù)空間轉(zhuǎn)換的過程中引入根據(jù)色調(diào)映射算法 tonemapping可將12位的RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成10位的RGB，通過查表的方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)位壓縮。 [0087]請參照圖6,在一具體的實施例中，所述提取模塊20具體包括還原單元21、提取單 元22以及統(tǒng)計單元23。
[0088]還原單元21，用于從待拼接的圖像數(shù)據(jù)還原出預(yù)處理前與N個通道對應(yīng)輸入圖像 的RGB數(shù)據(jù)；
[0089]提取單元22，用于將每一 RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成YUV數(shù)據(jù)，并從YUV數(shù)據(jù)中提取亮度數(shù)據(jù)Y 作為每一幀圖像的圖像亮度數(shù)據(jù)；
[0090] 統(tǒng)計單元23,用于根據(jù)圖像中圖像亮度數(shù)據(jù)的不同亮度，將圖像分成低亮區(qū)、中亮 區(qū)、高亮區(qū)三個區(qū)域、以及相鄰?fù)ǖ乐袌D像重疊的區(qū)域，并統(tǒng)計當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)對應(yīng)區(qū)域的 亮度均值。通過該統(tǒng)計單元23可以統(tǒng)計出的低亮區(qū)域lh_low_light_average、中亮區(qū)域lh_ normal_l ight_average、高亮區(qū)域的亮度均值 lh_high_l ight_average、整體亮度均值 lh_ 11區(qū)111：_3￥6^86，以及通道的圖像重疊區(qū)的亮度均值(31^_118111：_3￥6^861，(31^」18111：_ average2〇
[0091] 在一具體的實施例中，所述判斷模塊30包括選取單元、計算單元以及判斷單元。
[0092] 該判斷單元，用于判斷相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度差異是否超出預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾 值范圍。
[0093] 選取單元，用于選取設(shè)定亮度最高的通道增益作為參考通道增益；
[0094]計算單元，用于對參考通道增益進行歸一化處理，并計算出剩余通道的通道增益。 為了使圖像重疊區(qū)亮度變化平滑過渡，需要滿足條件：
[0095] chx_light_average2*gainx^ch(x+l)_light_averagel*gain(x+l),
[0096] 如此，在設(shè)定一個通道的增益后，剩余通道的增益可以根據(jù)上述公式求出。進一步 的，還可以對計算出來的爭增益做一個排序，找到最大增益gain_max和最小增益和gain_ min，以及平均增益值gain_ave，其中，
[0097] gain_max=MAX(gainO,gainl,.....gainN)；
[0098] gain_min=MIN(gainO,gainl,. . .gainN)；
[0099] gain_ave = (gainO+gainl+. · .+gainN)/(N+l) 〇
[0?00]優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)模塊40具體包括劃分單元及調(diào)節(jié)單元，
[0101] 劃分單元，用于將通道增益與通道當(dāng)前增益之間增益區(qū)間分成若干等份，得到每 一等份的亮度調(diào)節(jié)值；
[0102] 調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)逼近算法對通道當(dāng)前增益進行逐步調(diào)節(jié)，以使下一周期內(nèi)經(jīng)N 個通道輸入的每一幀圖像的亮度均衡。
[0103] 該劃分單元將計算出的通道增益gainx_new與通道當(dāng)前增益gainx_cur之間的差 值分成若干個等份(即每一等分為一個步長pace )，并且通過計算單元按逼近算法計算亮度 增益值由gainx_cur逐步平滑逼近gainx_new，設(shè)計步長的長短可以根據(jù)用戶的要求設(shè)計 (以num表示步數(shù)），一幀設(shè)置為一個步長計算時間，只需保證在20s時間內(nèi)完成逼近即可。 [0104]綜上所述，本發(fā)明提供的基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡裝置，通過采用以 上閉環(huán)系統(tǒng)的亮度均衡方法，能夠?qū)D像各通道亮度和亮暗過度區(qū)可能出現(xiàn)的偽色進行實 時校正，因而能夠更好地調(diào)節(jié)圖像亮度均衡性避免偽色現(xiàn)象產(chǎn)生，因而增強圖像的顯示效 果。
[0105]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技 術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方法，其特征在于，包括如下步驟： 對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行預(yù)處理，得到待拼接的圖像數(shù)據(jù)，其 中，N彡2,且N為整數(shù)； 從所有待拼接的圖像數(shù)據(jù)中還原出N幀圖像的圖像亮度數(shù)據(jù)，以及統(tǒng)計當(dāng)前統(tǒng)計周期 內(nèi)各通道圖像的亮度均值數(shù)據(jù)； 判斷相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度差異是否超出預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾值范圍，若是則選取設(shè) 定亮度的通道增益作為參考通道增益，根據(jù)參考通道增益計算出剩余通道的亮度增益； 根據(jù)亮度增益對下一周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行亮度均衡調(diào)節(jié)。2. 如權(quán)利要求1所述的基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方法，其特征在于，所述對 設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行預(yù)處理，得到待拼接的圖像數(shù)據(jù)的步驟，具體 包括： 對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的圖像數(shù)據(jù)進行增益處理，得到初步處理的圖像數(shù)據(jù)； 將初步處理的圖像數(shù)據(jù)進行空間轉(zhuǎn)換得到與N個通道對應(yīng)的RGB數(shù)據(jù)； 根據(jù)色調(diào)映射算法對RGB數(shù)據(jù)進行壓縮處理形成待拼接的圖像數(shù)據(jù)。3. 如權(quán)利要求2所述的基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方法，其特征在于，所述從 所有待拼接的圖像數(shù)據(jù)中還原出N幀圖像的圖像亮度數(shù)據(jù)，以及統(tǒng)計當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)各通 道圖像的亮度均值數(shù)據(jù)的步驟，具體包括： 從待拼接的圖像數(shù)據(jù)還原出預(yù)處理前與N個通道對應(yīng)的輸入圖像的RGB數(shù)據(jù)； 將每一 RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成YUV數(shù)據(jù)，并從YUV數(shù)據(jù)中提取亮度數(shù)據(jù)Y作為每一幀圖像的圖像 亮度數(shù)據(jù)； 根據(jù)圖像中圖像亮度數(shù)據(jù)的不同亮度，將圖像分成低亮區(qū)、中亮區(qū)、高亮區(qū)三個區(qū)域、 以及相鄰?fù)ǖ乐袌D像重疊的區(qū)域，并統(tǒng)計當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)對應(yīng)區(qū)域的亮度均值。4. 如權(quán)利要求3所述的基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方法，其特征在于，所述選 取設(shè)定亮度的通道增益作為參考通道增益，根據(jù)參考通道增益計算出剩余通道的亮度增益 的步驟，具體包括： 選取設(shè)定亮度最高的通道增益作為參考通道增益； 對參考通道增益進行歸一化處理，并計算出剩余通道的亮度增益。5. 如權(quán)利要求1至4任一項所述的基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡方法，其特征在 于，所述根據(jù)亮度增益對下一周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行亮度均衡調(diào)節(jié)的步 驟，具體包括： 將通道增益與通道當(dāng)前增益之間的增益區(qū)間分成若干等份，得到每一等份的亮度調(diào)節(jié) 值； 根據(jù)逼近算法對通道增益進行逐步調(diào)節(jié)，以使下一周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖 像的亮度均衡。6. -種基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡裝置，其特征在于，包括： 預(yù)處理模塊，用于對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行預(yù)處理，得到待拼接 的圖像數(shù)據(jù)，其中，N多2,且N為整數(shù)； 提取模塊，用于從所有待拼接的圖像數(shù)據(jù)中還原出N幀圖像的圖像亮度數(shù)據(jù)，以及統(tǒng)計 當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)各通道圖像的亮度均值數(shù)據(jù)； 判斷模塊，用于判斷相鄰?fù)ǖ赖膱D像亮度差異是否超出預(yù)設(shè)的圖像亮度差異閾值范 圍，若是則選取設(shè)定亮度的通道增益作為參考通道增益，根據(jù)參考通道增益計算出剩余通 道的通道增益； 調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)通道增益對下一周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的每一幀圖像進行亮度均 衡調(diào)節(jié)。7. 如權(quán)利要求6所述的基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡裝置，其特征在于，所述預(yù) 處理模塊具體包括： 增益單元，用于對設(shè)定周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸入的圖像數(shù)據(jù)進行增益處理，得到初步處理 的圖像數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用于將初步處理的圖像數(shù)據(jù)進行空間轉(zhuǎn)換得到與N個通道對應(yīng)的RGB數(shù) 據(jù)； 數(shù)據(jù)壓縮單元，用于根據(jù)色調(diào)映射算法對RGB數(shù)據(jù)進行壓縮處理以形成待拼接的圖像 數(shù)據(jù)。8. 如權(quán)利要求7所述的基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡裝置，其特征在于，所述提 取模塊具體包括： 還原單元，用于從待拼接的圖像數(shù)據(jù)還原出與預(yù)處理前N個通道對應(yīng)輸入圖像的RGB數(shù) 據(jù)； 提取單元，用于將每一 RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成YUV數(shù)據(jù)，并從YUV數(shù)據(jù)中提取亮度數(shù)據(jù)Y作為每 一幀圖像的圖像亮度數(shù)據(jù)； 統(tǒng)計單元，用于根據(jù)圖像中圖像亮度數(shù)據(jù)的不同亮度，將圖像分成低亮區(qū)、中亮區(qū)、高 亮區(qū)三個區(qū)域、以及相鄰?fù)ǖ乐袌D像重疊的區(qū)域，并統(tǒng)計當(dāng)前統(tǒng)計周期內(nèi)對應(yīng)區(qū)域的亮度 均值。9. 如權(quán)利要求8所述的基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡裝置，其特征在于，所述判 斷模塊包括： 選取單元，用于選取設(shè)定亮度最高的通道增益作為參考通道增益； 計算單元，用于對參考通道增益進行歸一化處理，并計算出剩余通道的通道增益。10. 如權(quán)利要求6至9任一項所述的基于多輸入通道的拼接圖像亮度均衡裝置，其特征 在于，所述調(diào)節(jié)模塊具體包括： 劃分單元，用于將通道增益與通道當(dāng)前增益之間的增益區(qū)間分成若干等份，得到每一 等份的亮度調(diào)節(jié)值； 調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)逼近算法對通道增益進行逐步調(diào)節(jié)，以使下一周期內(nèi)經(jīng)N個通道輸 入的每一幀圖像的亮度均衡。
【文檔編號】H04N7/18GK105898230SQ201610340994
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】劉囿余, 劉付輝生, 范鐵道
【申請人】深圳英飛拓科技股份有限公司