[發明專利]低照度場景下基于背景建模的圖像亮度提升方法及裝置

有效

• 申請號: 201310577044.6
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN104660954B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 雷軍;吳貽剛;朱豪;王新偉;赫大偉;廖方誠;關淑菊
• 申請（專利權）人: 深圳力維智聯技術有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T5/00
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

本發明公開了一種低照度場景下基于背景建模的圖像亮度提升方法及裝置。本發明提供的方法及裝置分別通過對高照度（例如白天）的場景進行背景建模（例如采用高斯分布）以及對低照度場景（例如夜間）進行運動檢測背景建模，并用得到的白天背景對夜間背景進行修正，并在將夜間場景的運動目標提取出來之后，再將所述運動目標融合進修正后的夜間背景之中，完成修正后的夜間場景下的視頻圖像。采用本發明，可以使得視頻監控攝像機在夜間無法捕捉的細節得以恢復，從而使得視頻監控的夜間畫面亮度顯著提高，細節辨識度增加，進而便于人工判讀。

技術領域

本發明涉及視頻監控技術領域，具體而言，涉及一種低照度場景下基于背景建模的圖像亮度提升方法及裝置。

背景技術

在低照度場景下，例如在夜晚等照度較低的情況之下，視頻監控攝像機傳回的視頻圖像的亮度通常較低，對比度也隨之下降，不便于人工判讀。現有技術中通常采用直方圖變換法以及Retinex算法進行圖像亮度的增強處理，其中：

直方圖變換法，通過加大直方圖的動態范圍使夜間畫面對比度增加，從而使畫面細節辨識度增加，但該算法由于僅僅利用當前幀圖像信息，無法恢復由于照度過低損失的細節。

Retinex算法，其相應的Retinex理論指出物體的顏色是由物體對不同波段光線的反射能力決定的，而不是由物體在光源照射下反射光強度的絕對值決定的。該算法通過計算圖像像素之間的相對亮度和色彩關系，對圖像中的像素點顏色值進行校正，從而恢復物體本身的顏色，該算法比直方圖變換法更符合人眼的視覺特點，但該算法同樣地也只是利用了當前幀圖像信息，并不能改善因為照度過低、信息不足的畫面細節。

由此可見，上述直方圖變換法以及Retinex算法在進行圖像亮度增強時，僅僅利用圖像本身的信息進行亮度增強，在圖像本身包含有效信息的情況下其能有效改善圖像亮度，但是對那些本身就信息不足的細節，由于沒有足夠的信息，此時采用上述兩種圖像增強處理方法就無法有效地進行亮度提升。

發明內容

為了解決視頻監控攝像機在環境照度不足的情況下，例如夜間，傳回的監控畫面亮度較暗，不便于人工判讀的問題，本發明實施例的目的在于提供一種低照度場景下基于背景建模的圖像亮度提升方法及裝置。

為了達到本發明的目的，本發明實施例采用以下技術方案實現：

一種低照度場景下基于背景建模的圖像亮度提升方法，其包括：

在環境照度高于預設的第一門限值時，采集至少一幀第一圖像，并依據該第一圖像進行背景建模，得到高照度背景圖像，以及，在環境照度低于預設的第二門限值時，采集至少一幀第二圖像，并依據該第二圖像進行背景建模，得到低照度背景圖像；

將所述高照度背景圖像以及低照度背景圖像分別轉換到HSV色彩空間，并利用高照度背景圖像修正低照度背景圖像；

依據至少一預設的運動目標分割算法得到所述第二圖像中的運動目標信息；

將所述運動目標信息融合疊加至所述修正后的低照度背景圖像之上，得到低照度場景下的亮度增強處理圖像。

優選地，依據所述第一圖像進行背景建模得到高照度背景圖像的步驟包括：

對采集的N幀第一圖像的每個像素點分別計算其亮度值Y(i,j)，并統計其亮度值Y(i,j)等于亮度變量γ的次數k(γ)。

采用如下數學式計算像素點的亮度值Y(i,j)等于亮度變量γ的概率密度p(Y(i,j)=γ)：

在概率密度p(Y(i,j)=γ)取得最大值時，將對應的亮度變量γ確認為每個像素點(i,j)的高照度場景背景值BrightBG(i,j)，以此得到高照度背景圖像BrightBG。