[發(fā)明專利]一種全景環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110880913.7
• 申請(qǐng)日: 2021-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113781317B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林耀榮;曾贊云;鄭曉雯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 詹麗紅

1.一種全景環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡方法，其特征在于，所述亮度均衡方法包括以下步驟：

S1、圖像格式轉(zhuǎn)換：將輸入的全景環(huán)視系統(tǒng)的P個(gè)相機(jī)的環(huán)視鳥瞰圖轉(zhuǎn)換為YUV格式，得到P個(gè)相機(jī)的輸入視圖I_m，對(duì)應(yīng)的Y、U、V分量分別為其中m為相機(jī)索引，m＝0,1,…,P-1；

S2、塊平均降采樣：只考慮亮度Y分量，相機(jī)索引為m的相機(jī)的輸入視圖與相鄰相機(jī)n的輸入視圖的重疊區(qū)域圖像記為Ω_mn，其中，n為按順時(shí)針?lè)较虻南乱粋€(gè)相機(jī)索引，n≡(m+1)mod?P，符號(hào)“mod”表示求模運(yùn)算，符號(hào)“≡”表示求模運(yùn)算中的恒等于；相機(jī)n的輸入視圖與相鄰相機(jī)m的輸入視圖的重疊區(qū)域圖像記為Ω_nm，對(duì)每組相鄰相機(jī)的重疊區(qū)域圖像Ω_mn和Ω_nm分別分塊，每個(gè)子塊大小為N×N個(gè)像素，取每個(gè)子塊的平均值作為對(duì)應(yīng)子塊的輸出，得到由子塊的平均值組成的降采樣圖像Ф_mn和Ф_nm；

S3、樣本選擇，選擇差異小于指定閾值的內(nèi)點(diǎn)，獲得樣本索引集合；基于每組相鄰相機(jī)重疊區(qū)域的降采樣圖像Ф_mn和Ф_nm的對(duì)應(yīng)像素灰度值的差異，選擇差異小于指定閾值的內(nèi)點(diǎn)的坐標(biāo)組成樣本索引集合S_mn：

S_mn＝{[i,j]|(Ф_mn[i,j]-Ф_nm[i,j])²Th,[i,j]∈[1,M_mn]×[1,M_mn]}

其中，i、j分別表示圖像的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，[i,j]表示圖像的坐標(biāo)，Ф_mn[i,j]表示降采樣圖像Ф_mn對(duì)應(yīng)坐標(biāo)[i,j]的像素灰度值，Ф_nm[i,j]表示降采樣圖像Ф_nm對(duì)應(yīng)坐標(biāo)[i,j]的像素灰度值，Th表示內(nèi)點(diǎn)閾值，N_mn和M_mn分別表示降采樣圖像Ф_mn和Ф_nm的列數(shù)和行數(shù)；

S4、計(jì)算P個(gè)相機(jī)的最優(yōu)加性增益使得調(diào)整后的相鄰相機(jī)重疊區(qū)域的降采樣圖像Ф_mn和Ф_nm的對(duì)應(yīng)內(nèi)點(diǎn)像素灰度值的均方誤差最小，滿足以下公式：

其中，g_m為第m個(gè)相機(jī)的加性增益，表示第m個(gè)相機(jī)的最優(yōu)加性增益；

S5、加性增益模型亮度均衡預(yù)處理，每個(gè)相機(jī)的輸入視圖的Y分量加上最優(yōu)加性增益進(jìn)行亮度均衡預(yù)處理，公式如下：

其中，表示第m個(gè)輸入視圖的Y分量經(jīng)最優(yōu)加性增益預(yù)處理后的輸出視圖；

S6、修正降采樣圖像，每個(gè)降采樣圖像Ф_mn和Ф_nm分別加上對(duì)應(yīng)的最優(yōu)加性增益，公式如下：

其中，和分別表示降采樣圖像Ф_mn和Ф_nm經(jīng)最優(yōu)加性增益修正后的降采樣圖像；

S7、更新樣本索引集合，使用步驟S3中方法重新獲得相鄰相機(jī)重疊區(qū)域的修正降采樣圖像和的內(nèi)點(diǎn)的樣本索引集合滿足以下公式：

其中，表示修正降采樣圖像對(duì)應(yīng)坐標(biāo)[i,j]的像素灰度值，表示修正降采樣圖像對(duì)應(yīng)坐標(biāo)[i,j]的像素灰度值；

S8、計(jì)算最優(yōu)映射曲線函數(shù)，第m個(gè)相機(jī)的映射曲線函數(shù)y＝T_m(x)將[0,255]之間的輸入像素值x映射到[0,255]之間的輸出值y，P個(gè)相機(jī)的最優(yōu)映射曲線函數(shù)T_m()通過(guò)最優(yōu)化下面的公式得到：

其中，T_m()表示第m個(gè)相機(jī)的映射曲線函數(shù)，表示對(duì)應(yīng)的最優(yōu)映射曲線函數(shù)，β為懲罰因子，約束映射曲線函數(shù)的輸入值和輸出值的偏離程度；

S9、最優(yōu)映射曲線函數(shù)亮度均衡后處理，對(duì)P個(gè)相機(jī)的最優(yōu)加性增益預(yù)處理視圖通過(guò)最優(yōu)映射曲線函數(shù)進(jìn)行亮度均衡后處理，得到輸出環(huán)視鳥瞰圖的Y分量公式如下：

最后得到P個(gè)相機(jī)經(jīng)亮度均衡處理后的輸出環(huán)視鳥瞰圖的Y、U、V分量分別為