[發明專利]在圖像采集設備中進行天空檢測的裝置和方法

有效

• 申請號: 200910147779.9
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101930533A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 袁勛;李滔;師忠超;王剛
• 申請（專利權）人: 株式會社理光
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T5/00;H04N5/225
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 黃小臨

技術領域

本發明涉及圖像處理和模式識別，更具體地，本發明涉及一種在圖像采集設備中進行天空檢測的裝置和方法。

背景技術

對于在例如照相機、攝像機等的圖像采集設備中進行天空檢測的技術，現有技術中存在一些方法，例如在美國專利US6,504,951(Jiebo?Luo?et?al.)中提出了一種在圖像中進行天空檢測的方法。該方法首先根據顏色進行天空像素的分類，然后在可能的天空像素中提取聯通區域，消除那些紋理大于一定閾值的區域，最后計算剩下區域的飽和度衰減梯度，將衰減梯度符合預設閾值的區域保留作為最終的天空區域。

在Jiebo?Luo，and?Stephen?P.?A?physical?model-based?approach?to?detecting?sky?in?photographic?images(在拍攝的圖像中進行天空檢測的基于物理模型的方法)，IEEE?Trans?on?Image?Processing，2002中提出了一種基于物理模型的天空檢測方法。該方法包含三個步驟：基于顏色的分類，區域提取，基于物理模型的天空簽名驗證。

上述天空檢測方法的計算復雜度較高，無法進行實時天空檢測，并且這些方法都是僅基于圖像的像素信息，而沒有充分利用圖像采集設備的有用信息。

發明內容

本發明的公開提供了在圖像采集設備中進行實時天空檢測的算法，其充分利用了圖像的像素信息、圖像采集設備上的距離圖、和圖像的方向信息等。

根據本發明的一個方面，提供了一種在圖像采集設備中進行天空檢測的裝置，包括：圖像采集單元，采集彩色圖像信息；顏色特征提取單元，對采集到的圖像的每個像素提取顏色特征；距離測量單元，測量采集到的圖像的每個像素到鏡頭的距離；第一分類單元，基于該顏色特征，將采集到的圖像的每個像素分類為天空像素和非天空像素；和第二分類單元，基于上述距離和第一分類單元的結果，進一步將采集到的圖像的每個像素分類為天空像素和非天空像素。

根據本發明的一個方面，圖像采集單元包括用于采集圖像信號的L通道、R通道、G通道和B通道。

根據本發明的一個方面，顏色特征提取單元提取圖像的每個像素的R通道、G通道、和B通道的顏色數值作為該顏色特征。

根據本發明的一個方面，距離測量單元還包括：拍攝控制單元，進行控制以使用不同的對焦距離拍攝圖像；和計算單元，計算圖像中每個像素在不同對焦距離下的多個對比度，得到多個對比度中的最大值所對應的對焦距離，并由該對焦距離得出該像素到鏡頭的上述距離。

根據本發明的一個方面，第一分類單元使用的分類器通過在一定量的、標注好的天空像素和非天空像素上訓練得到。

根據本發明的一個方面，對于每個像素，如果在第一分類單元中被分類為天空像素，并且在距離測量單元中測出的距離的值代表無限遠，則將該像素分類為天空像素；否則，如果在第一分類單元中被分類為非天空像素，或者在距離測量單元中測出的距離的值代表有限距離，則將該像素分類為非天空像素。

根據本發明的一個方面，在圖像采集設備中進行天空檢測的裝置還包括：方向測量單元，測量采集到的圖像的方向信息；和第三分類單元，基于方向測量單元和第二分類單元的結果，進一步將采集到的圖像的每個像素分類為天空像素和非天空像素。

根據本發明的一個方面，圖像的方向信息包括向上、向下、向左、向右。

根據本發明的一個方面，第三分類單元還包括：區域生長單元，根據第二分類單元輸出的分類結果進行區域生長，生成候選的天空區域；和合并單元，根據該方向信息進行判斷，其中如果該候選的天空區域包含在圖像方向上頂部的像素點，則將候選的天空區域中的所有像素劃分為天空像素，否則將候選的天空區域中的所有像素劃分為非天空像素。

根據本發明的另一個方面，提供了一種用于在圖像采集設備中進行天空檢測的方法，包括：圖像采集步驟，采集彩色圖像信息；顏色特征提取步驟，對采集到的圖像的每個像素提取顏色特征；距離測量步驟，測量采集到的圖像的每個像素到鏡頭的距離；第一分類步驟，基于該顏色特征，將采集到的圖像的每個像素分類為天空像素和非天空像素；和第二分類步驟，基于所測量的像素到鏡頭的距離和第一分類步驟的結果，進一步將采集到的圖像的每個像素分類為天空像素和非天空像素。

根據本發明的另一個方面，該方法還包括：方向測量步驟，測量采集到的圖像的方向信息；和第三分類步驟，基于方向測量步驟和第二分類步驟的結果，進一步將采集到的圖像的每個像素分類為天空像素和非天空像素。