[發明專利]場景自適應的圖像增益調節方法、系統、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 202110242959.6
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112637510A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 祖永祥;字崇德;孫瑞蓮;陳林森;李昀謙
• 申請（專利權）人: 南京智譜科技有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/33;G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營

本發明提供了一種場景自適應的圖像增益調節方法、系統、裝置及電子設備。所述方法包括：獲取探測器輸出的一幀圖像的模擬信號；通過放大器放大所述模擬信號，得到差分模擬信號；將所述差分模擬信號轉化為數字信號，并構建所述數字信號的像素直方圖；判斷像素直方圖中像素值的分布范圍是否超出預設范圍；若是，則丟棄當前幀圖像，并根據該像素值的分布范圍計算出對應的放大倍數，將對應的放大倍數更新為放大器的增益參數；若否，則直接輸出當前幀的圖像。本發明可以獲得像素值分布范圍廣且連續的紅外圖像，有效增強了拍攝場景的圖像細節，圖像的整體質量更好。

技術領域

本發明屬于紅外成像的技術領域，尤其涉及一種場景自適應的圖像增益調節方法、系統、裝置及電子設備。

背景技術

紅外圖像是根據場景熱輻射分布的成像，紅外成像過程中由于受到目標輻射特性、探測器成像性能和環境因素的影響，使得所獲得的原始紅外圖像質量遠遠低于可見光圖像。其中紅外圖像最普遍存在的問題就是目標和背景對比度差。紅外圖像由于其對比度低的問題，對于微小差異的目標往往由于特征不明顯，無法識別或檢測。相關技術在實現過程中在一定程度上須由經驗或者實驗來確定變化函數，并且無法獲得真實的像素值連續分布的圖像，常常會引入圖像階梯噪聲，會過度放大占有較多像素的背景和噪聲，影響圖像細節。

因此，開發一種場景自適應的圖像增益調節方法、系統、裝置及電子設備，可以有效克服上述相關技術中的缺陷，就成為業界亟待解決的技術問題。

發明內容

基于以上現有技術的不足，本發明所解決的技術問題在于提供一種場景自適應的圖像增益調節方法、系統、裝置及電子設備。

第一方面，本發明的實施例提供了一種場景自適應的圖像增益調節方法，包括：獲取探測器輸出的一幀圖像的模擬信號；通過放大器放大所述模擬信號，得到差分模擬信號；將所述差分模擬信號轉化為數字信號，并構建所述數字信號的像素直方圖；判斷像素直方圖中像素值的分布范圍是否超出預設范圍；若是，則丟棄當前幀圖像，并根據該像素值的分布范圍計算出對應的放大倍數，將對應的放大倍數更新為放大器的增益參數；若否，則直接輸出當前幀的圖像。

在上述方法實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的場景自適應的圖像增益調節方法，所述方法還包括：在獲取探測器輸出的第一幀圖像的模擬信號之前，預先設置放大器的增益參數為預設值，以及設置采樣芯片的共模電壓為采樣量程的中間值對應的電壓。

可選的，所述判斷像素直方圖中像素值的分布范圍超出預設范圍之后，放棄當前幀圖像，并根據該像素值的分布范圍計算出對應的放大倍數，將對應的放大倍數更新為放大器的增益參數之前還包括步驟：進一步判斷當前幀的平均像素值對應的第一模擬電壓的值與當前的共模電壓的值是否相等；若否，將所述共模電壓的值更新為所述第一模擬電壓的值。

可選的，所述像素直方圖中像素的分布范圍超出預設范圍，包括：

或

其中，為像素直方圖中的最大像素值；為像素直方圖中的最小像素值；L為預設下限標準；H為預設上限標準。

可選的，所述根據該像素值的分布范圍計算出對應的放大倍數具體包括：根據以下約束條件計算所述放大倍數，相應地，所述約束條件為：

其中，Y為放大倍數。

第二方面，本發明的實施例中提供了一種場景自適應的圖像增益調節系統，包括：

可編程放大器，用于對采集來的圖像的模擬信號進行放大，得到差分模擬信號；

模數轉換芯片，用于將所述差分模擬信號轉換為數字信號；

數模轉換芯片，用于向所述可編程放大器及模數轉換芯片輸出共模電壓；

后端處理器，用于實現如前述方法實施例中任一實施例所述的場景自適應的圖像增益調節方法。