[發明專利]一種視頻圖像照度分布估計方法

無效

• 申請號: 200810147862.1
• 申請日: 2008-12-15
• 公開（公告）號: CN101510306A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 袁梓瑾;吳亞東;李慧然
• 申請（專利權）人: 四川虹微技術有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/40
• 代理公司: 北京市路盛律師事務所
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明涉及視頻增強技術領域，具體來講，涉及一種視頻圖像照度分布估計方法。

背景技術

在視頻圖像增強處理系統中，對圖像的亮度分布進行均衡、映射、校正等處理是用以增強圖像質量很重要的一類技術手段。如直方圖均衡、色域映射、gamma校正等常用技術。然而對圖像進行增強處理，往往需要對當前待處理的視頻圖像亮度分布進行估計。

現有視頻圖像亮度分布估計技術主要有兩大類：一類是局部亮度分布估計技術，另一類是全局亮度分布估計技術。

局部亮度分布估計的典型代表是自適應直方圖均衡技術，為自適應圖像各個局部的亮度分布特征，局部地統計圖像亮度灰度分布，從而計算在該圖像局部所使用的均衡參數，從而達到自適應的直方圖均衡目標。

全局亮度分布估計的一種典型方法是如圖1所示，將圖像分為5個區域一次編號為0、1、2、3、4。對于彩色圖像需要先應用以下常用亮度分量公式計算出亮度：

Luminance＝0.27red+0.67green+0.06blue????(1)

其中，red、green、blue分別代表彩色圖像紅綠藍三色分量。

依據公式(1)計算出每個像素的亮度值后，按圖1所示分區依次計算出每個分區的亮度算數平均值。一種可能圖像亮度分布的計算結果如圖2所示。依據圖2所示的圖像亮度均值分布結果，可以大致判斷出圖像左上角明亮，右下角較暗。進而可以依據這些數據均定隨后使用圖像增強技術，如直方圖均衡、色域映射等處理時的具體參數。

依據現有技術的視頻圖像亮度分布估計進行圖像亮度分布校正的技術方案有一個根本的缺陷。具體來說，現有技術方案亮度分布估計的基礎是依據公式(1)進行的逐像素點亮度值計算，其成像過程如圖3、4所示。在圖3中，光源101發出的光束102入射到場景物體104的表面105后，經過場景物體104吸納一部分入射光，漫反射一部分入射光，最后一束反射光103進入攝像機。在圖4中，物體反射光103經過攝像機鏡頭后的光束201投射到攝像機感光器表面202上，感光信號經過模數轉換203和必要的攝像機圖像處理流程204后最終輸出場景104的數字圖像形式205。場景物體104最終的數字圖像一般以每個像素R/G/B三個通道逐像素表示的方式輸出和存儲。

由圖3、4可以看出，公式(1)計算出的亮度值只反應了物體表面反射光束103的亮度水平，卻并不能直接反應光源101投射到物體104的入射光束102，即光照的亮度狀態。事實上，就一般自然圖像成像場景來說，場景物體表面反射率在空間上會劇烈躍式變化，而現實中的光源照度一般只會在空間發生緩慢連續變化。所以現有傳統視頻圖像亮度分布估計技術的缺陷是只反應料場景物體表面反射率在空間上劇烈的不規則變化，而場景物體表面反射率在空間上的變化是需要保留記錄的場景物體有用信息，而由于光源照度變化導致的圖像亮度不均衡才是需要處理的部分

發明內容

本發明的目的在于克服現有視頻圖像亮度分布估計的不足，提供一種能更好地估計出視頻圖像采集場景的照度分布和變化特征，從而使隨后的圖像增強處理的參數調整更為準確的視頻圖像照度分布估計方法。

為達到上述發明目的，本發明的視頻圖像照度分布估計方法，包括以下步驟：

(1)、計算出原始圖像相應的亮度灰度圖像；

(2)、使用基于圖像梯度值的邊緣檢測方法檢測并繪制出亮度灰度圖像的邊緣圖像；

(3)、在亮度灰度圖像的基礎上，計算出梯度圖像和梯度向量圖像；

(4)、根據梯度圖像，計算出梯度圖像的梯度閥值；根據邊緣圖像以及梯度閥值對梯度向量圖像進行梯度篩選，如果梯度向量圖像中的某像素點相應梯度圖像位置上的梯度幅度大于梯度閥值或邊緣圖像指示該位置存在于邊緣，則把梯度向量圖像中的某像素點的梯度向量設置為零，否則，保持；

(5)、對篩選后的梯度向量圖像進行照度圖像重建，得到照度圖像；

(6)、根據照度圖像進行照度分布估計，得到視頻圖像照度分布估計。

在本發明中，經過梯度篩選，去掉梯度幅度大于梯度閥值或邊緣存在部分的梯度向量影響，經對篩選后的梯度向量圖像進行照度圖像重建，得到照度圖像，可以有效去除場景表面反射率劇烈變化對圖像照度分布統計帶來的影響，從而準確地估計出視頻圖像采集場景中光源照度的特征和分布變化。本發明得到的視頻圖像照度分布估計可以為后續圖像增強處理，如直方圖均衡、色域映射、gamma校正等結合，進而達到視頻圖像質量的增強效果。

附圖說明

圖1是現有技術全局亮度分布估計示意圖；

圖2是圖1所示分區計算出的亮度均值分布圖；