一种镜头阴影校正方法、系统及电子设备与流程

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种镜头阴影校正方法、系统及电子设备。

背景技术

镜头阴影校正是为了解决由于镜头对于光学折射不均匀导致的镜头周围出现阴影的情况。镜头阴影可以细分为亮度阴影(lumashading)和颜色阴影(colorshading)。lumashading指的是由于镜头的光学特性导致传感器(sensor)影像区的边缘区域接受的光强比中心小，导致中心和四角亮度不一致的现象。colorshading指的是由于各种颜色的波长不同，经过透镜的折射，折射角度的不一致导致了颜色阴影的不一致。

为了解决上述两种阴影(shading)，目前已有的算法也分为两大类，一类是基于对像素点的亮度信息进行统计、分析，进行多项式函数拟合或其他非线性拟合，另一类是基于对像素点的颜色信息(r,g,b)进行统计、分析，分颜色通道进行多项式函数拟合或其他非线性拟合。

已有的技术可能存在最亮点偏移中心处，在边缘处的衰减情况偏离光的衰减规律，局部缺陷点影响调试等问题。适用范围受到较大的限制，不能很好地解决多种摄像头的镜头阴影校正问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种镜头阴影校正方法、系统及电子设备，旨在解决现有技术中无法解决多种摄像头的镜头阴影校正的技术问题。

为此，在本发明的一个方面，本发明提供了一种镜头阴影校正方法，包括以下步骤：

s1、获取图像并将所述图像拆分为四个颜色分量图；

s2、获取每个颜色分量图的基准矩阵，根据所述基准矩阵获得灰度基准值；

s3、将每个分量图划分成固定大小的格子，获得每一个格子的第一灰度均值；

s4、根据灰度基准值以及第一灰度均值获得镜头阴影校正的比例系数表；

s5、根据所述比例系数表进行镜头阴影校正。

优选地，在所述步骤s2中，根据所述基准矩阵获得灰度基准值具体为：

s21、获得所述基准矩阵的第一灰度中值；

s22、根据所述第一灰度中值与所述基准矩阵中的每个点的灰度值的差值的绝对值，对所述基准矩阵进行灰度校正；

s23、根据灰度校正后的基准矩阵获得第二灰度均值，作为所述灰度基准值。

优选地，在所述步骤s2和所述步骤s3之间，还包括，将所述灰度基准值赋值给所述基准矩阵的中心点。

优选地，在所述步骤s3中，获得每一个格子的第一灰度均值具体为：

s31、获得所述格子的子基准矩阵；

s32、获得所述子基准矩阵的第二灰度中值；

s33、根据所述第二灰度中值与所述子基准矩阵中的每个点的灰度值的差值的绝对值，对所述子基准矩阵进行灰度校正；

s34、根据灰度校正后的子基准矩阵获得第三灰度均值，作为所述格子的第一灰度均值。

优选地，在所述步骤s3中，将每个分量图划分成固定大小的格子时，如果分量图的边缘不满足固定大小的格子的尺寸，则通过复制边缘灰度值进行扩展。

优选地，所述步骤s4具体为：对所述灰度基准值以及第一灰度均值的商值进行归一化，获得镜头阴影校正的比例系数表。

优选地，所述步骤s5具体为：获得待校正图像，根据待校正图像的像素点的个数以及待校正像素点获得待校正像素点所处的格子的位置，根据待校正像素点所处的格子的位置从所述比例系数表中获得待校正像素点对应的比例系数，通过对所述待校正像素点的像素值以及其对应的比例系数的乘积进行归一化，完成镜头阴影校正。

作为进一步优选地，在所述步骤s5中，如果待校正像素点位于格子之间，则其对应的比例系数通过对最邻近的四个格子的比例系数进行双线性插值得到。

在本发明的另一个方面，本发明还提供了一种镜头阴影校正系统，包括颜色分量图获取模块、灰度基准值获取模块、第一灰度值获取模块、比例系数表获取模块以及镜头阴影校正模块；

所述颜色分量图获取模块用于获取图像并将所述图像拆分为四个颜色分量图；

所述灰度基准值获取模块用于获取每个颜色分量图的基准矩阵，根据所述基准矩阵获得灰度基准值；

所述第一灰度值获取模块用于将每个分量图划分成固定大小的格子，获得每一个格子的第一灰度均值；

所述比例系数表获取模块用于根据灰度基准值以及第一灰度均值获得镜头阴影校正的比例系数表；

所述镜头阴影校正模块用于根据所述比例系数表进行镜头阴影校正。

在本发明的另一个方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器以及包含上述镜头阴影校正模块的处理器。

本发明提供的一种镜头阴影校正方法、系统及电子设备，采用改进的网格校正法，可以获得每个颜色分量图的多个网格的比例系数表，具有去亮度中心化，更好地校正边缘处的阴影，避开固有的局部缺陷点的影响等优点，且本发明适用于多种镜头的阴影校正，适用范围不受限制的优点。

附图说明

图1是本发明实施例一中提供的镜头阴影校正方法流程图；

图2是本发明实施例一中将图像拆分为四个颜色分量图的示意图；

图3是本发明实施例一中根据所述基准矩阵获得灰度基准值的方法流程图；

图4是本发明实施例一中基准矩阵及其中心点的示意图；

图5是本发明实施例一中获得每一个格子的第一灰度均值的方法流程图；

图6是本发明实施例一中处在格子之间的待校正像素点pxy的示意图；

图7是本发明实施例二中提供的镜头阴影校正系统结构图。

其中，1-颜色分量图获取模块；2-灰度基准值获取模块；3-第一灰度值获取模块；4-比例系数表获取模块；5-镜头阴影校正模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明属于颜色阴影校正，应用在颜色域(即bayer域)，采用改进的网格校正法，具有去亮度中心化，更好地校正边缘处的阴影，避开固有的局部缺陷点的影响等优点。

在本发明的实施例一中，本发明提供了一种镜头阴影校正方法，如图1所示，包括以下步骤：

s1、获取图像并将所述图像拆分为四个颜色分量图；

s2、获取每个颜色分量图的基准矩阵，根据所述基准矩阵获得灰度基准值；

s3、将每个分量图划分成固定大小的格子，获得每一个格子的第一灰度均值；

s4、根据灰度基准值以及第一灰度均值获得镜头阴影校正的比例系数表；

s5、根据所述比例系数表进行镜头阴影校正。

在所述步骤s1之前，还包括：将辉度箱设置为白光源，档位设置为lv10，设置好传感器合适的曝光值后，用传感器平贴对准辉度箱的中心区域，截取raw图，所述raw图作为所述步骤s1中的图像。

在本发明的具体实施例中，所述辉度箱的型号为lsb-111bat。

所述raw图为从cmossensor直接得到的bayer格式的图片数据源。

所述步骤s1具体为：将raw图中的像素点按奇行奇列、奇行偶列、偶行奇列、偶行偶列的位置关系拆分为四个颜色分量图。如图2所示，左边为bayer格式中的rg/gb格式，奇行为rg颜色分量间隔排布，偶行为gb颜色分量间隔排布，由于附近的颜色干扰(cmos中的串扰)，奇行和偶行的g分量存在一定的差异，将raw图按照位置关系拆分为四个颜色分量，以方便进行校正处理。

如图3所示，在所述步骤s2中，根据所述基准矩阵获得灰度基准值具体为：

s21、获得所述基准矩阵的第一灰度中值；

s22、根据所述第一灰度中值与所述基准矩阵中的每个点的灰度值的差值的绝对值，对所述基准矩阵进行灰度校正；

s23、根据灰度校正后的基准矩阵获得第二灰度均值，作为所述灰度基准值。

所述步骤s22具体为：获得所述第一灰度中值与所述基准矩阵中的每个点的灰度值的差值的绝对值，判断所述绝对值是否大于预设的阈值，是则将该点的灰度值赋值为所述第一灰度中值。

在所述步骤s2中，所述基准矩阵的大小为5×5矩阵。

在所述步骤s2和所述步骤s3之间，还包括，将所述灰度基准值赋值给所述基准矩阵的中心点。

所述基准矩阵的中心点如图4所示。

如图5所示，在所述步骤s3中，获得每一个格子的第一灰度均值具体为：

s31、获得所述格子的子基准矩阵；

s32、获得所述子基准矩阵的第二灰度中值；

s33、根据所述第二灰度中值与所述子基准矩阵中的每个点的灰度值的差值的绝对值，对所述子基准矩阵进行灰度校正；

s34、根据灰度校正后的子基准矩阵获得第三灰度均值，作为所述格子的第一灰度均值。

在本发明的具体实施例中，所述子基准矩阵的大小为5×5矩阵。

在所述步骤s3中，将每个分量图划分成固定大小的格子时，如果分量图的边缘不满足固定大小的格子的尺寸，则通过复制边缘灰度值进行扩展。

所述步骤s4具体为：对所述灰度基准值以及第一灰度均值的商值进行归一化，获得镜头阴影校正的比例系数表。

在所述步骤s4中，获得比例系数的公式为：rate_x＝(int)(grey_mid/grey_x×256)，其中，x表示格子的编号，rate_x表示编号为x的格子的比例系数，grey_mid表示灰度基准值，grey_x表示编号为x的格子对应的第一灰度均值，且grey_mid和grey_x的类型为double类型。

所述步骤s5具体为：获得待校正图像，根据待校正图像的像素点的个数以及待校正像素点获得待校正像素点所处的格子的位置，根据待校正像素点所处的格子的位置从所述比例系数表中获得待校正像素点对应的比例系数，通过对所述待校正像素点的像素值以及其对应的比例系数的乘积进行归一化，完成镜头阴影校正。

在所述步骤s4和所述步骤s5之间，还包括：将四个颜色分量图的比例系数表按照预设的顺序配置到硬件中，所述硬件可以为视频处理芯片。

所述待校正图像是根据视频处理芯片获得的图像。

所述待校正像素点可以是所述待校正图像的任一个像素点。

在所述步骤s5中，如果待校正像素点位于格子之间，则其对应的比例系数通过对最邻近的四个格子的比例系数进行双线性插值得到。

如图6所示，点pxy为位于格子之间的待校正像素点，且其所在行数为x，所在列数为y，p00、p01、p10、p11表示点pxy最邻近的四个格子的比例系数，w＝64、h＝32表示格子的大小为64×32，则通过双线性插值获得待校正像素点pxy对应的比例系数的公式为：pxy＝(p00×(64-x)×(32-y)+p01×x×(32-y)+p10×(64-x)×y+p11×x×y)/(64×32)。

在本发明的实施例二中，本发明还提供了一种镜头阴影校正系统，如图7所示，包括颜色分量图获取模块1、灰度基准值获取模块2、第一灰度值获取模块3、比例系数表获取模块4以及镜头阴影校正模块5；所述颜色分量图获取模块1的第一输出端连接所述灰度基准值获取模块2的输入端，所述颜色分量图获取模块1的第二输出端连接所述第一灰度值获取模块3的输入端，所述灰度基准值获取模块2的输出端连接所述比例系数表获取模块4的第一输入端，所述第一灰度值获取模块3的输出端连接所述比例系数表获取模块4的第二输入端，所述比例系数表获取模块4的输出端连接所述镜头阴影校正模块5的输入端。

所述颜色分量图获取模块1用于获取图像并将所述图像拆分为四个颜色分量图；

所述灰度基准值获取模块2用于获取每个颜色分量图的基准矩阵，根据所述基准矩阵获得灰度基准值；

所述第一灰度值获取模块3用于将每个分量图划分成固定大小的格子，获得每一个格子的第一灰度均值；

所述比例系数表获取模块4用于根据灰度基准值以及第一灰度均值获得镜头阴影校正的比例系数表；

所述镜头阴影校正模块5用于根据所述比例系数表进行镜头阴影校正。

在本发明的实施例三中，本发明提供了一种电子设备，包括存储器以及包含如上述镜头阴影校正模块的处理器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。