一种图像均衡方法及装置与流程

本发明涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种图像均衡方法及装置。

背景技术：

在vr视频拍摄时，各个相机面向不同的方向，每个方向的光照不同。因此，即使在物理参数上将各个相机的曝光度调整一致，实际拍摄时面向不同方向的相机拍摄出来的图片，图像重叠区域的曝光度与色彩会存在差异，这将导致在拼接缝附近可以明显看到两幅图像之间有亮度和色彩上的差异。现有的解决方法是通过手动调整单个相机的曝光补偿与色彩，使得图片在拼接区域附近亮度基本接近。但是这种方法的缺点在于需要依次对每个相机的参数进行调整，过程繁琐，而且无法达到平滑过渡的效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种图像均衡方法及装置，以改善上述问题。

本发明较佳实施例提供一种图像均衡方法，该方法包括：

确定待拼接的第一图像与第二图像之间的重叠区域；

分别获取所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中至少一个颜色通道的亮度补偿参数，所述至少一个颜色通道包括预设颜色空间中的至少一个颜色通道；

通过将所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中每个像素点的至少一个颜色通道乘以该通道相应的亮度补偿参数对两幅图像进行均衡。

本发明较佳实施例提供一种图像均衡装置，该装置包括：

重叠区域确定模块，用于确定待拼接的第一图像与第二图像之间的重叠区域；

补偿参数获取模块，用于分别获取所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中至少一个颜色通道的亮度补偿参数，所述至少一个颜色通道包括预设颜色空间中的至少一个颜色通道；

图像均衡模块，用于通过将所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中每个像素点的至少一个颜色通道乘以该通道相应的亮度补偿参数对两幅图像进行均衡。

本发明实施例提供的图像均衡方法及装置，在确定待拼接的第一图像与第二图像之间的重叠区域后，分别获取所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中至少一个颜色通道的亮度补偿参数，再通过将所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中每个像素点的至少一个颜色通道乘以该通道相应的亮度补偿参数对两幅图像进行均衡，这种方式能够实现图像在拼接区域亮度和色彩的基本一致，达到拼接缝附近平滑过渡的效果，自动校正，无需人工参与，均衡效率高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种执行图像均衡方法的图像处理设备的方框示意图；

图2为本发明实施例提供的一种图像均衡方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种图像均衡装置的功能模块框图。

图标：100-图像处理设备；110-图像均衡装置；120-存储器；130-处理器；140-显示单元；1102-重叠区域确定模块；1104-补偿参数获取模块；1106-图像均衡模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。另外应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，是本发明实施例提供的一种执行图像均衡方法的图像处理设备100的方框示意图。该图像处理设备100包括图像均衡装置110、存储器120、处理器130以及显示单元140。

所述存储器120、处理器130、显示单元140各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述图像均衡装置110包括至少一个可以软件或固件的形式存储于所述存储器中或固化在所述图像处理设备100的操作系统中的软件功能模块。所述处理器130用于执行存储器120中存储的可执行模块，例如所述图像均衡装置110包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，存储器120可以是，但不限于，随机存取存储器，只读存储器，可擦除只读存储器等。其中，存储器120用于存储程序，所述处理器130在接收到执行指令后，执行所述程序，本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的图像处理设备100所执行的方法可以应用于处理器130中，或者由处理器130实现。

处理器130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器130可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。

显示单元140在所述图像处理设备100与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元140可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器进行计算和处理。

请参阅图2，是本发明实施例提供的一种图像均衡方法的流程图。所应说明的是，本实施例提供的方法不以图2及以下所述的具体顺序为限制。下面将对图2中示出的各步骤进行详细阐述。

步骤s101，确定待拼接的第一图像与第二图像之间的重叠区域。

本实施例中，作为一种实施方式，确定所述第一图像与第二图像之间重叠区域的操作过程可以是：首先，提取两幅图像之间的关联特征点，根据提取到的关联特征点的坐标位置关系，计算出两幅图像的几何位置映射矩阵；然后，将第一图像中每个像素点的坐标向量乘以所述几何位置映射矩阵的逆矩阵，以使第一图像映射到第二图像的几何坐标空间中；最后，根据两幅图像在同一几何坐标空间的坐标位置重叠关系，确定两幅图像的像素重叠区域。

步骤s103，分别获取所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中至少一个颜色通道的亮度补偿参数。

本实施例中，所述至少一个颜色通道是指预设颜色空间中的至少一个颜色通道。所述预设颜色空间可以是，但不限于，计算机图形颜色空间中的rgb、cmy、cmyk、hsv等颜色空间，或者是例如cie的与设备无关的颜色空间，再或者是电视系统的颜色空间，如europeany'u'v'、americany'i'q'等。除rgb颜色空间外的几乎所有的颜色空间都是从rgb颜色空间导出的，而且各颜色空间之间可以相互转换。所以，本实施例中，不失一般性地，将以rgb颜色空间为例进行阐述。

所述rgb颜色空间包括r(红)、g(绿)、b(蓝)三个颜色通道。因此，所述至少一个颜色通道包括红、绿、蓝三色通道中的至少一个。另外，可以理解的是，所述第一图像的重叠区域是指第一图像上与所述第二图像的像素重叠的区域。同理地，所述第二图像的重叠区域是指第二图像上与所述第一图像的像素重叠的区域。

作为一种实施方式，针对第一图像获取的亮度补偿参数所对应的颜色通道与针对第二图像获取的亮度补偿参数所对应的颜色通道存在至少一个相同的通道。例如可以针对第一图像的重叠区域中的红、蓝颜色通道获取亮度补偿参数。同时，针对第二图像的重叠区域中的红颜色通道、或者红、蓝颜色通道，或者绿、蓝颜色通道，再或者是红、绿、蓝颜色通道获取亮度补偿参数。

进一步优选地，本实施例中可以分别在所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中，针对所述红、绿、蓝三色通道获取所述亮度补偿参数。

作为一种实施方式，分别在两幅图像的重叠区域中，针对相同的颜色通道获取所述亮度补偿参数的过程可以是，依次对红、绿、蓝三色通道(顺序可以互换)重复执行下述操作：

首先，对所述第一图像和第二图像进行伽马校正。在计算图像重叠区域中每个颜色通道的颜色平均值之前，对图像进行伽马校正(gamma校正)，可以有效防止图像曝光过度，否则均衡过后的图片可能存在过曝。理论上，伽马校正处理在图像本身没有过曝的情况下，不需要添加，但是在实际使用场景中，如果不进行伽马校正，均衡之后的图片普遍存在过亮或过暗的问题。

其次，伽马校正后，计算所述第一图像的重叠区域中一颜色通道的颜色平均值，以及计算所述第二图像的重叠区域中相同颜色通道的颜色平均值。

最后，根据所述重叠区域的像素点数目以及上述计算出的两个颜色平均值，利用高斯牛顿法最小化两幅图像中该颜色通道的修正亮度误差，获取所述第一图像的重叠区域中该颜色通道的亮度补偿参数和所述第二图像的重叠区域中该颜色通道的亮度补偿参数。

进一步地，本实施例中可以通过以下方式进行所述伽马校正以及获取该颜色通道的亮度补偿参数，下面不失一般性地，以获取r颜色通道的亮度补偿参数为例进行说明。

根据计算式：计算两幅图像的重叠区域中r颜色通道的修正亮度误差。然后，利用高斯牛顿法最小化该修正亮度误差，求得上式中的gi和gj。

其中：n＝2表示待拼接的图像数目，即本实施例中的第一图像和第二图像；nij表示第i图像和第j图像的重叠区域中像素点的总数目；表示所述第i图像的重叠区域中r颜色通道的颜色平均值；表示所述第j图像的重叠区域中r颜色通道的颜色平均值；imedian表示两幅图像中r颜色通道的颜色平均值的中值，包含该imedian的约束项用于进行伽马校正，使待拼接图像的颜色趋于中间值，避免图像过亮或过暗；gi表示所述第i图像的重叠区域中r颜色通道的亮度补偿参数；gj表示所述第j图像的重叠区域中r颜色通道的亮度补偿参数；σn和σm表示r颜色通道的颜色误差，两者通常都取值为10；σg表示亮度补偿参数的标准差，通常取值为0.1。

再例如，以g颜色通道为例，需要计算第一图像的重叠区域中g颜色通道的颜色平均值、第二图像的重叠区域中g颜色通道的颜色平均值、以及上述两个颜色平均值的中值后，将获取的计算结果带入上述计算式中，再利用高斯牛顿法求解出两幅图像中g颜色通道的亮度补偿参数。

需要说明的是，当所述预设空间非rgb颜色空间时，可以根据该预设空间与rgb颜色空间的转换关系适应性的改变上述的计算式，其实现原理与上述相同，在此不再赘述。

步骤s105，通过将所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中每个像素点的至少一个颜色通道乘以该通道相应的亮度补偿参数对两幅图像进行均衡。

作为一种实施方式，求取了第一图像、第二图像的重叠区域中r颜色通道的亮度补偿参数g1和g2后，将第一图像的重叠区域中每个像素点的r颜色通道都乘以亮度补偿参数g1以对第一图像进行均衡，以及将第二图像的重叠区域中每个像素点的r颜色通道都乘以亮度补偿参数g2以对第二图像进行均衡。

作为另一种实施方式，本实施例中可以分别在所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中，针对所述红、绿、蓝三色通道获取所述亮度补偿参数。而后，将第一图像的重叠区域中每个像素点的红、绿、蓝颜色通道分别一一对应地乘以获得的红、绿、蓝三色通道的亮度补偿参数以对第一图像进行均衡；以及，将第二图像的重叠区域中每个像素点的红、绿、蓝颜色通道分别一一对应地乘以获得的红、绿、蓝三色通道的亮度补偿参数以对第二图像进行均衡。

请参阅图3，是本发明实施例提供的一种图像均衡装置110的功能模块框图。该图像均衡装置110包括重叠区域确定模块1102、补偿参数获取模块1104和图像均衡模块1106。下面将对图3中示出的各功能模块进行详细阐述。

所述重叠区域确定模块1102，用于确定待拼接的第一图像与第二图像之间的重叠区域。

本实施例中，可以根据两幅图像中关联特征点的坐标位置关系确定所述重叠区域。例如，根据所述关联特征点的坐标位置关系计算两幅图像的几何位置映射矩阵，将第一图像中每个像素点的坐标向量乘以所述几何位置映射矩阵的逆矩阵使第一图像映射到第二图像的几何坐标空间中，然后再根据两幅图像中像素点坐标位置的重叠关系，确定出两幅图像的像素重叠区域。

所述补偿参数获取模块1104，用于分别获取所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中至少一个颜色通道的亮度补偿参数，所述至少一个颜色通道包括预设颜色空间中的至少一个颜色通道。

作为一种实施方式，可以分别在所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中，针对至少一个相同的颜色通道获取所述亮度补偿参数。

进一步地，作为一种实施方式，可以分别在所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中，针对所述预设颜色空间中的所有颜色通道获取所述亮度补偿参数。

关于该补偿参数获取模块1104的具体操作方法可参照上述对图2所示的步骤s103的详细描述，在此不再一一赘述。

所述图像均衡模块1106，用于通过将所述第一图像的重叠区域、所述第二图像的重叠区域中每个像素点的至少一个颜色通道乘以该通道相应的亮度补偿参数对两幅图像进行均衡。关于该图像均衡模块1106的具体操作方法可参照上述对图2所示的步骤s105的详细描述，在此不再一一赘述。

以上各模块可以是由软件代码实现，此时，上述的各模块可存储于图像处理设备100的存储器内。以上各模块同样可以由硬件例如集成电路芯片实现。

本发明实施例所提供的图像均衡装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。