图像暗角自适应补偿方法和装置与流程

文档序号:11180961阅读:374来源:国知局
图像暗角自适应补偿方法和装置与流程

本发明涉及图像处理的技术领域,具体而言,涉及一种图像暗角自适应补偿方法和装置。



背景技术:

晕影是在摄影和光学中,出现图像周围的亮度或饱和度比中心区域低的现象,即为光学镜头在成像过程中,光线到达摄像机传感器不同位置的不同角度引起亮度向画面角落径向变暗的现象。

一般情况下,光向摄像机传感器中心直角投射,而远离中心则入射角减少,光线到达传感器边缘必须经过更长的距离,光线强度逐渐变小,导致最终成像时图像的四个角会偏暗。

在工业应用中,目前对晕影的解决方法一般是从硬件方面进行改善,通过设计特别的透镜和滤镜来控制暗角,但是其成本高昂,不利于工业生产。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于克服目前晕影的解决方法是从硬件方面进行改善,导致成本高昂,不利于工业生产的缺陷,提供了一种图像暗角自适应补偿方法,包括以下步骤:

从拍摄图像中提取亮度图像;

建立用于亮度调整的掩模;

根据所述掩模对所述亮度图像进行亮度补偿,生成亮度补偿图像;

对所述亮度补偿图像进行颜色空间合成和重建,得合成重建图像。

优选地,所述根据所述掩模对所述亮度图像进行亮度补偿,生成亮度补偿图像,包括:

计算所述亮度图像的补偿系数;

判断所述补偿系数是否达到预设阈值;

若否,根据所述掩模则进行线性补偿,并返回执行所述计算所述亮度图像的四周暗角与中心区域平均亮度的比值的步骤;

若是,则生成亮度补偿图像。

优选地,所述计算所述亮度图像的补偿系数,包括:

获取所述亮度图像的四周暗角平均亮度值与中心区域平均亮度值;

计算所述四周暗角平均亮度值与所述中心区域平均亮度值的比值,得补偿系数。

优选地,所述从拍摄图像中提取亮度图像,包括:

对所述拍摄图像进行lab空间分解,得到空间分解图像;

根据所述空间分解图像提取所述亮度图像。

优选地,所述对所述亮度补偿图像进行颜色空间合成和重建,得合成重建图像,包括:

将所述亮度补偿图像与所述空间分解图像进行lab颜色空间合成,得合成重建图像。

此外,为解决上述问题,本发明还提供一种图像暗角自适应补偿装置,包括:提取模块、建立模块、补偿模块和合成模块;

所述提取模块,用于从拍摄图像中提取亮度图像;

所述建立模块,用于建立用于亮度调整的掩模;

所述补偿模块,用于根据所述掩模对所述亮度图像进行亮度补偿,生成亮度补偿图像;

所述合成模块,用于对所述亮度补偿图像进行颜色空间合成和重建,得合成重建图像。

优选地,还包括:计算模块和判断模块;

所述计算模块,用于计算所述亮度图像的补偿系数;

所述判断模块,用于判断所述补偿系数是否达到预设阈值;

所述补偿模块,还用于若否,根据所述掩模则进行线性补偿,并返回执行所述计算所述亮度图像的四周暗角与中心区域平均亮度的比值的步骤;

所述建立模块,还用于若是,则生成亮度补偿图像。

优选地,还包括:获取模块;

所述获取模块,用于获取所述亮度图像的四周暗角平均亮度值与中心区域平均亮度值;

所述计算模块,还用于计算所述四周暗角平均亮度值与所述中心区域平均亮度值的比值,得补偿系数。

优选地,包括:分解模块;

所述分解模块,用于对所述拍摄图像进行lab空间分解,得到空间分解图像;

所述提取模块,还用于根据所述空间分解图像提取所述亮度图像。

优选地,所述合成模块,还用于将所述亮度补偿图像与所述空间分解图像进行lab颜色空间合成,得合成重建图像。

本发明所提供的一种图像暗角自适应补偿方法,包括:从拍摄图像中提取亮度图像;建立用于亮度调整的掩模;根据所述掩模对所述亮度图像进行亮度补偿,生成亮度补偿图像;对所述亮度补偿图像进行颜色空间合成和重建,得合成重建图像。本发明通过由拍摄图像中分解出的亮度图像,根据掩模对亮度图像进行线性补偿后再合并和重建图像,从图像算法上对暗角进行校正,从而实现对图像暗角的进行自适应的补偿,解决了光学镜头成像晕影的问题;避免了现有技术中解决晕影的方法成本高昂的问题。

附图说明

应当理解的是,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为本发明图像暗角自适应补偿方法的一实施例的流程示意图;

图2为本发明图像暗角自适应补偿方法的二实施例的流程示意图;

图3为本发明图像暗角自适应补偿方法的二实施例中的所述计算所述亮度图像的补偿系数步骤的细化流程示意图;

图4为本发明图像暗角自适应补偿方法的三实施例的流程示意图;

图5为本发明图像暗角自适应补偿方法的四实施例的流程示意图;

图6为本发明图像暗角自适应补偿装置的一实施例的功能模块示意图。

具体实施方式

在下文中,将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例,并且可在其中做出调整和改变。然而,应理解:不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图,而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中,可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在,并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外,如在本公开的各种实施例中所使用,术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合,并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本公开的各种实施例中,表述“或”或“a或/和b中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如,表述“a或b”或“a或/和b中的至少一个”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件,不过可不限制相应组成元件。例如,以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如,第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置,尽管二者都是用户装置。例如,在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下,第一元件可被称为第二元件,同样地,第二元件也可被称为第一元件。

应注意到:如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件,则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件,并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地,当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时,可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如,人工智能电子装置)。

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用,单数形式意在也包括复数形式,除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义,除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

本发明提供一种图像暗角自适应补偿方法。

参照图1,图1为本发明图像暗角自适应补偿方法的一实施例的流程示意图。

在一实施例中,所述图像暗角自适应补偿方法包括:

步骤s100,从拍摄图像中提取亮度图像;

本发明提供一种图像暗角自适应补偿方法。首先,对目标图像进行拍摄从而获取到拍摄图像,其次,在进行对上述拍摄的图像进行分解和从中提取亮度图像的过程。

步骤s200,建立用于亮度调整的掩模;

需要理解的是,掩模,即为图像掩模技术,用选定的图像、图形或物体,对处理的图像(全部或局部)进行遮挡,来控制图像处理的区域或处理过程。用于覆盖的特定图像或物体称为掩模或模板。光学图像处理中,掩模可以是胶片、滤光片等。数字图像处理中,掩模为二维矩阵数组,有时也用多值图像。数字图像处理中,图像掩模主要用于:①提取感兴趣区,用预先制作的感兴趣区掩模与待处理图像相乘,得到感兴趣区图像,感兴趣区内图像值保持不变,而区外图像值都为0。②屏蔽作用,用掩模对图像上某些区域作屏蔽,使其不参加处理或不参加处理参数的计算,或仅对屏蔽区作处理或统计。③结构特征提取,用相似性变量或图像匹配方法检测和提取图像中与掩模相似的结构特征。④特殊形状图像的制作。

掩模是一种图像滤镜的模板,实用掩模经常处理的是遥感图像。当提取道路或者河流,或者房屋时,通过一个n*n的矩阵来对图像进行像素过滤,然后将我们需要的地物或者标志突出显示出来。这个矩阵就是一种掩模。

上述,在本实施例中,建立用于亮度调整的掩模即为根据光线通过圆形镜头投射到矩形传感器的成像过程,建立对应的数学模型,作为进一步进行亮度调整的掩模。

步骤s300,根据所述掩模对所述亮度图像进行亮度补偿,生成亮度补偿图像;

根据上述生成的掩模对亮度图像进行亮度补偿,补偿过程可以为线性的补偿,也可以为非线性的补偿。

步骤s400,对所述亮度补偿图像进行颜色空间合成和重建,得合成重建图像。

在本实施例中,图像暗角自适应补偿方法括:从拍摄图像中提取亮度图像;建立用于亮度调整的掩模;根据所述掩模对所述亮度图像进行亮度补偿,生成亮度补偿图像;对所述亮度补偿图像进行颜色空间合成和重建,得合成重建图像。本发明通过由拍摄图像中分解出的亮度图像,根据掩模对亮度图像进行线性补偿后再合并和重建图像,从图像算法上对暗角进行校正,从而实现对图像暗角的进行自适应的补偿,解决了光学镜头成像晕影的问题;避免了现有技术中解决晕影的方法成本高昂的问题。

参照图2,图2为本发明图像暗角自适应补偿方法的二实施例的流程示意图。

基于上述一实施例,所述根据所述掩模对所述亮度图像进行亮度补偿,生成亮度补偿图像,包括:

步骤s310,计算所述亮度图像的补偿系数;

对亮度图像的补偿系数进行计算,所述补偿系数为非预设数值,具体的根据所获取的亮度图像进行进一步的计算,作为进一步进行亮度补偿的计算辅助系数。

步骤s311,获取所述亮度图像的四周暗角平均亮度值与中心区域平均亮度值;

通过算法对所述亮度图像的不同区域的亮度值进行获取。其中所述四周暗角平均亮度,具体可以为亮度图像的四个角的单一坐标进行获取,也可以为对四个角的多个坐标的区域亮度进行获取,并进行求平均值计算;中心区域平均亮度值同上,可以为对中心区域指定单一坐标区域进行亮度值获取,也可以为对中心区域多个指定的坐标区域进行亮度值的获取,再进一步的求平均值计算。

步骤s312,计算所述四周暗角平均亮度值与所述中心区域平均亮度值的比值,得补偿系数。

补偿系数为用于对图像进行补偿的依据,通过计算四周暗角平均亮度值与中心区域平均亮度值的比值,求得补偿系数。

步骤s320,判断所述补偿系数是否达到预设阈值;

上述,预设阈值为本实施例中预设的对于亮度图像进行补偿的最大阈值,该阈值可以为常量,也可以为依据所拍摄图像或亮度图像得出的最大阈值的变量,依据不同的图像的亮度的不同进行设置。

步骤s330,若否,根据所述掩模则进行线性补偿,并返回执行所述计算所述亮度图像的四周暗角与中心区域平均亮度的比值的步骤;

在当前的亮度图像的补偿系数小于预设的阈值时,则判断为对当前的亮度图像的补偿不足,则需要进一步的补偿后的亮度图像进行进一步的亮度补偿的操作;再次进行亮度补偿后,返回上一步中的重新获取图像的四周暗角平均亮度值和中心区域平均亮度值并计算补偿系数的步骤;当补偿系数小于预设阈值,则需循环执行获取亮度值、计算补偿系数并进行与预设阈值比较的步骤。

步骤s340,若是,则生成亮度补偿图像。

当亮度图像的补偿系数大于或等于预设阈值时,则停止进行亮度补偿的过程,直接输出补偿后的亮度图像,生成亮度补偿图像。

在本实施例中,运用预设算法对获取到的亮度图像进行亮度补偿,具体的,包括对亮度图像的四周暗角平均亮度和中心区域平均亮度的比值进行计算得补偿系数,将补偿系数与预设阈值进行比较,判断补偿系数是否达到预设的阈值,当补偿系数小于预设阈值,则继续进行亮度补偿,并执行重新计算补偿系数进行与与设阈值比较的步骤;当补偿系数大于等于预设阈值,则停止进行亮度补偿,直接输出亮度补偿图像。通过预设算法对亮度图像进行补偿,从而实现对图像的暗角进行自适应补偿的效果,算法简单有效,提高了图像亮度补偿的效率。

参照图3,图3为本发明图像暗角自适应补偿方法的三实施例的流程示意图。

基于上述一实施例,所述从拍摄图像中提取亮度图像,包括:

步骤s110,对所述拍摄图像进行lab空间分解,得到空间分解图像;

lab模式是由国际照明委员会(cie)于1976年公布的一种色彩模式。

rgb模式是一种发光屏幕的加色模式,cmyk模式是一种颜色反光的印刷减色模式。而lab模式既不依赖光线,也不依赖于颜料,它是cie组织确定的一个理论上包括了人眼可以看见的所有色彩的色彩模式。lab模式弥补了rgb和cmyk两种色彩模式的不足。因此,这种色彩混合后将产生明亮的色彩。模式所定义的色彩最多,且与光线及设备无关并且处理速度与rgb模式同样快,比cmyk模式快很多。因此,可以放心大胆的在图象编辑中使用lab模式。而且,lab模式在转换成cmyk模式时色彩没有丢失或被替换。因此,最佳避免色彩损失的方法是:应用lab模式编辑图象,再转换为cmyk模式打印输出。

上述,对所述拍摄图像进行lab空间分解,得到空间分解图像,即为对拍摄图像的lab空间分解成3个通道的图像,分别为明度通道(亮度通道),即l通道;另外两个为a和b的色彩通道,a通道包括的颜色是从深绿色(底亮度值)到灰色(中亮度值)再到亮粉红色(高亮度值);b通道则是从亮蓝色(底亮度值)到灰色(中亮度值)再到黄色(高亮度值)。因此,这种色彩混合后将产生明亮的色彩。

步骤s120,根据所述空间分解图像提取所述亮度图像。

在对所述拍摄图像进行lab空间分解后,得到了lab的3个通道的图像,分别为明度通道(亮度通道),另外两个为a和b的色彩通道,将其中的明度通道的图片进行提取,得到亮度图像。通过lab模式对图像进行分解,从而将图像的色彩(a、b通道)与亮度(亮度通道)区别开来,单独对亮度通道的亮度图像进行亮度补偿操作,减少颜色通道对亮度补偿操作的干扰。

参照图4,图4为本发明图像暗角自适应补偿方法的四实施例的流程示意图。

基于上述三实施例,所述对所述亮度补偿图像进行颜色空间合成和重建,得合成重建图像,包括:

步骤s410,将所述亮度补偿图像与所述空间分解图像进行lab颜色空间合成,得合成重建图像。

上述,将所述亮度补偿图像与所述空间分解图像进行lab颜色空间合成,得合成重建图像,即为将进行亮度补偿后的亮度补偿图像与之前对亮度图像进行lab空间分解时得到的a通道和b通道的色彩通道的图像进行合成,组成合成后的合成重建图像,从而使去掉色彩通道的亮度补偿图像增加色彩通道,完成亮度补偿的过程。

进一步的,本发明还提供一种图像暗角自适应补偿装置。

参照图5,图5为本发明图像暗角自适应补偿装置的一实施例的功能模块示意图。

在一实施例中,所述图像暗角自适应补偿装置包括:提取模块10、建立模块20、补偿模块30、合成模块40、计算模块50、判断模块60、获取模块70和分解模块80;

所述提取模块10,用于从拍摄图像中提取亮度图像;

本发明提供一种图像暗角自适应补偿方法。首先,对目标图像进行拍摄从而获取到拍摄图像,其次,在进行对上述拍摄的图像运用提取模块10进行分解和从中提取亮度图像的过程。

所述建立模块20,用于建立用于亮度调整的掩模;

所述补偿模块30,用于根据所述掩模对所述亮度图像进行亮度补偿,生成亮度补偿图像;

所述合成模块40,用于对所述亮度补偿图像进行颜色空间合成和重建,得合成重建图像。

上述,在本实施例中,建立用于亮度调整的掩模即为根据光线通过圆形镜头投射到矩形传感器的成像过程,建立对应的数学模型,作为进一步进行亮度调整的掩模。

所述计算模块50,用于计算所述亮度图像的补偿系数;

对亮度图像的补偿系数进行计算,所述补偿系数为非预设数值,具体的根据所获取的亮度图像进行进一步的计算,作为进一步进行亮度补偿的计算辅助系数。

所述判断模块60,用于判断所述补偿系数是否达到预设阈值;

上述,预设阈值为本实施例中预设的对于亮度图像进行补偿的最大阈值,该阈值可以为常量,也可以为依据所拍摄图像或亮度图像得出的最大阈值的变量,依据不同的图像的亮度的不同进行设置。

所述补偿模块30,还用于若否,根据所述掩模则进行线性补偿,并返回执行所述计算所述亮度图像的四周暗角与中心区域平均亮度的比值的步骤;

在当前的亮度图像的补偿系数小于预设的阈值时,则判断为对当前的亮度图像的补偿不足,则需要进一步的补偿后的亮度图像进行进一步的亮度补偿的操作;再次进行亮度补偿后,返回上一步中的重新获取图像的四周暗角平均亮度值和中心区域平均亮度值并计算补偿系数的步骤;当补偿系数小于预设阈值,则需循环执行获取亮度值、计算补偿系数并进行与预设阈值比较的步骤。

所述建立模块20,还用于若是,则生成亮度补偿图像。

当亮度图像的补偿系数大于或等于预设阈值时,则停止进行亮度补偿的过程,直接输出补偿后的亮度图像,生成亮度补偿图像。

在本实施例中,运用预设算法对获取到的亮度图像进行亮度补偿,具体的,包括对亮度图像的四周暗角平均亮度和中心区域平均亮度的比值进行计算得补偿系数,将补偿系数与预设阈值进行比较,判断补偿系数是否达到预设的阈值,当补偿系数小于预设阈值,则继续进行亮度补偿,并执行重新计算补偿系数进行与与设阈值比较的步骤;当补偿系数大于等于预设阈值,则停止进行亮度补偿,直接输出亮度补偿图像。通过预设算法对亮度图像进行补偿,从而实现对图像的暗角进行自适应补偿的效果,算法简单有效,提高了图像亮度补偿的效率。

所述获取模块70,用于获取所述亮度图像的四周暗角平均亮度值与中心区域平均亮度值;

通过算法对所述亮度图像的不同区域的亮度值进行获取。其中所述四周暗角平均亮度,具体可以为亮度图像的四个角的单一坐标进行获取,也可以为对四个角的多个坐标的区域亮度进行获取,并进行求平均值计算;中心区域平均亮度值同上,可以为对中心区域指定单一坐标区域进行亮度值获取,也可以为对中心区域多个指定的坐标区域进行亮度值的获取,再进一步的求平均值计算。

所述计算模块50,还用于计算所述四周暗角平均亮度值与所述中心区域平均亮度值的比值,得补偿系数。

补偿系数为用于对图像进行补偿的依据,通过计算四周暗角平均亮度值与中心区域平均亮度值的比值,求得补偿系数。

所述分解模块80,用于对所述拍摄图像进行lab空间分解,得到空间分解图像;

lab模式是由国际照明委员会(cie)于1976年公布的一种色彩模式。

rgb模式是一种发光屏幕的加色模式,cmyk模式是一种颜色反光的印刷减色模式。而lab模式既不依赖光线,也不依赖于颜料,它是cie组织确定的一个理论上包括了人眼可以看见的所有色彩的色彩模式。lab模式弥补了rgb和cmyk两种色彩模式的不足。因此,这种色彩混合后将产生明亮的色彩。模式所定义的色彩最多,且与光线及设备无关并且处理速度与rgb模式同样快,比cmyk模式快很多。因此,可以放心大胆的在图象编辑中使用lab模式。而且,lab模式在转换成cmyk模式时色彩没有丢失或被替换。因此,最佳避免色彩损失的方法是:应用lab模式编辑图象,再转换为cmyk模式打印输出。

上述,对所述拍摄图像进行lab空间分解,得到空间分解图像,即为对拍摄图像的lab空间分解成3个通道的图像,分别为明度通道(亮度通道),即l通道;另外两个为a和b的色彩通道,a通道包括的颜色是从深绿色(底亮度值)到灰色(中亮度值)再到亮粉红色(高亮度值);b通道则是从亮蓝色(底亮度值)到灰色(中亮度值)再到黄色(高亮度值)。因此,这种色彩混合后将产生明亮的色彩。

所述提取模块10,还用于根据所述空间分解图像提取所述亮度图像。

在对所述拍摄图像进行lab空间分解后,得到了lab的3个通道的图像,分别为明度通道(亮度通道),另外两个为a和b的色彩通道,将其中的明度通道的图片进行提取,得到亮度图像。通过lab模式对图像进行分解,从而将图像的色彩(a、b通道)与亮度(亮度通道)区别开来,单独对亮度通道的亮度图像进行亮度补偿操作,减少颜色通道对亮度补偿操作的干扰。

所述合成模块40,还用于将所述亮度补偿图像与所述空间分解图像进行lab颜色空间合成,得合成重建图像。

上述,将所述亮度补偿图像与所述空间分解图像进行lab颜色空间合成,得合成重建图像,即为将进行亮度补偿后的亮度补偿图像与之前对亮度图像进行lab空间分解时得到的a通道和b通道的色彩通道的图像进行合成,组成合成后的合成重建图像,从而使去掉色彩通道的亮度补偿图像增加色彩通道,完成亮度补偿的过程。

应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

申请人声明,本发明通过上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程。并且即不意味着本发明应依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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