一种全景图像的光照补偿方法和系统与流程

技术特征：

1.一种全景图像的光照补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤J1：计算拼接全景图像序列的判断统计量，所述判断统计量包括peak(Pic_n)、disa(Pic_n)、disb(Pic_n)、disc(Pic_n)；

步骤J2:将peak(Pic_n)降序排列，记为peak₁、peak₂、…、peak_n…、peak_N，其对应第一、第二、第三分布参数记为disa₁、disa₂、…、disa_N，disb₁、disb₂、…、disb_N，disc₁、disc₂、…、disc_N，其对应的图像记为img₁、img₂、…、img_N；

步骤J3：判断如果disc₁<Thres₁，则进入全局光照补偿模式；否则进入局部光照补偿模式；Thres₁为第一判定阈值；

步骤J4：对光照补偿后的拼接全景图像序列，进行常规的全景图像拼接。

其中，表示第n个图像亮度k分布值，k表示亮度值；disa(Pic_n)、disb(Pic_n)、disc(Pic_n)分别表示Pic_n的第一、第二、第三分布参数；Pic_n表示图像序列中的第n个图像；peak(Pic_n)表示Pic_n的峰值参数；peak_n表示将Pic_n的峰值参数降序排列后，其中第n个峰值参数。

2.如权利要求1所述的全景图像的光照补偿方法，其特征在于，所述计算拼接全景图像序列的判断统计量包括：

计算

其中，0≤k≤255,1≤n≤N,N为拼接全景图像序列的图像数量；sum(变量|条件)表示对满足条件的变量求和；n表示图像序列号；y_n(i,j)表示Pic_n第i行第j列像素的亮度值，i，j表示像素位于图像的行坐标、列坐标；1≤i≤height、1≤j≤width；width、height分别表示图像的长宽分辨率；

计算拼接全景图像序列的判断统计量参数集；

disc(Pic_n)＝disa(Pic_n)-disb(Pic_n)

其中，peak(Pic_n)表示Pic_n的峰值参数；max(变量|条件)、min(变量|条件)分别表示对满足条件的变量求最大、最小值；arc max(变量|自变量条件)表示变量为最大值时对应的自变量值，表示求的最大值，然后获取此时对应的k值，即为表达式的值。

3.如权利要求1所述的全景图像的光照补偿方法，其特征在于，

局部光照补偿模式具体为：

Step40：获取img_N第一、第二参考图像；第一参考图像为img_N左侧拼接图像，第二参考图像为img_N右侧拼接图像；

Step41：计算补偿参数；

ref_max＝max(ref1_y(i,j),ref2_y|区域条件1)

区域条件1：

ref1_y(i,j)∈第一参考图像右侧1/2区域或者ref2_y(i,j)∈第二参考图像左侧1/2区域；

ref1_y(i,j)表示第一参考图像第i行第j列像素的亮度值；

ref2_y(i,j)表示第二参考图像第i行第j列像素的亮度值

ref_min＝min(ref1_y(i,j),ref2_y|区域条件2)

区域条件2：

ref1_y(i,j)∈第一参考图像右侧1/2区域或者ref2_y(i,j)∈第二参考图像左侧1/2区域

其中，ref_max、ref_min表示补偿参数1、补偿参数2；max(变量|条件)、min(变量|条件)分别表示对满足条件的变量求最大、最小值；表示第N个图像亮度k分布值；max_N、min_N表示补偿参数3、补偿参数4；

Step42：利用补偿参数，对img_N图像进行光照补偿，然后进入步骤J4；

4.如权利要求3所述的全景图像的光照补偿方法，其特征在于，

所述获取img_N第一、第二参考图像具体为：

Case1:当已知图像拍摄位置时，直接获取img_N的第一、第二参考图像；

Case2：当未知拼接全景图像序列的位置关系时，则通过下述方法获取第一、第二参考图像；

获取第一参考图像：

步骤A1：计算diff_n＝std(y_N(i,j)-y_n(i,j+width/2)|int(N/2)≤n≤N)，std(变量|条件)表示对满足条件的变量求均方差，int表示取整运算；y_N(i,j)表示Pic_N第i行第j列像素的亮度值；Pic_N表示图像序列中的第N个图像；y_n(i,j+width/2)表示Pic_n第i行第j+width/2列像素的亮度值；

步骤A2：min_K(diff_n|int(N/2)≤n≤N)，表示求dif_nf序列里最小的K个值，1≤K≤5；

步骤A3：步骤A2中最小的K个值对应的图像集设置为备选集合，然后对备选集合里面的图像使用公知的图像特征匹配，找出最终的img_N的第一参考图像；

获取第二参考图像：

步骤B1：计算diff_n＝std(y_N(i,j+width/2)-y_n(i,j)|int(N/2)≤n≤N)；

步骤B2：min_K(diff_n|int(N/2)≤n≤N)，表示求diff_n序列里最小的K个值，1≤K≤5；

步骤B3：步骤B2中最小的K个值对应的图像集设置为备选集合，然后对备选集合里面的图像使用公知的图像特征匹配，找出最终的img_N的第二参考图像。

5.如权利要求1所述的全景图像的光照补偿方法，其特征在于，

所述全局光照补偿模式具体包括：

Step51：对img₁、img₂、…、img_N-1的图像先进行光照补偿；

Thres₂为第二判定阈值，Thres₂≤min(disa_n-peak_n,peak_n-disb_n)/2，min(变量1,变量2)表示求变量1与变量2中的最小值；拉伸y_n(i,j)为任何线性或者非线性的单调递增函数；压缩y_n(i,j)为任何线性或者非线性的单调递增减函数；peak_n表示将Pic_n的峰值参数降序排列后，其中第n个峰值参数；

Step52：对img_N进行光照补偿，然后进入步骤J4；

Case1:当已知图像拍摄位置时，直接获取img_N的第一、第二参考图像；然后，利用光照补偿后的第一、第二参考图像，使用Step41-Step42的方法，对img_N进行光照补偿，然后进入步骤J4；

Case2：未知拼接全景图像序列的位置关系时，则可首先利用未进行光照补偿的拼接全景图像序列通过Step40里Case2的方法获取img_N的第一、第二参考图像；然后，利用光照补偿后的第一、第二参考图像，使用Step41-Step42的方法，对img_N进行光照补偿，然后进入步骤J4。

6.一种全景图像的光照补偿系统，其特征在于，所述系统包括：

判断统计量计算装置，用于计算拼接全景图像序列的判断统计量；

所述判断统计量包括peak(Pic_n)、disa(Pic_n)、disb(Pic_n)、disc(Pic_n)；其中，peak(Pic_n)表示Pic_n的峰值参数；表示第n个图像亮度k分布值，k表示亮度值；disa(Pic_n)、disb(Pic_n)、disc(Pic_n)分别表示Pic_n的第一、第二、第三分布参数；Pic_n表示图像序列中的第n个图像；

峰值参数降序排列模块，用于对图像的峰值参数进行降序排列，获取降序排列后的图像峰值参数序列，以及其对应的第一分布参数序列、第二分布参数序列、第三分布参数序列,以及对应的图像序列；

具体为：将peak(Pic_n)降序排列，记为peak₁、peak₂、…、peak_n…、peak_N，其对应第一、第二、第三分布参数记为disa₁、disa₂、…、disa_N，disb₁、disb₂、…、disb_N，disc₁、disc₂、…、disc_N，其对应的图像记为img₁、img₂、…、img_N；

Pic_n表示图像序列中的第n个图像；peak(Pic_n)表示Pic_n的峰值参数；peak_n表示将Pic_n的峰值参数降序排列后，其中第n个峰值参数；

第一判断处理模块，用于判断如果disc₁<Thres₁，则进入全局光照补偿装置；否则进入局部光照补偿装置。其中，Thres₁为第一判定阈值Thres₁≤100；

局部光照补偿装置，用于对img_N进行局部光照补偿；

全局光照补偿装置，用于降序排列后的图像峰值参数序列对应的图像序列进行全局光照补偿；

全景图像拼接模块，用于对光照补偿后的拼接全景图像序列，进行常规的全景图像拼接。

7.如权利要求6所述的全景图像的光照补偿系统，其特征在于，所述判断统计量计算装置还包括：

图像亮度分布值计算模块，用于计算

其中，表示第n个图像亮度k分布值,这个亮度值＝k，0≤k≤255,1≤n≤N,N为拼接全景图像序列的图像数量；sum(变量|条件)表示对满足条件的变量求和；n表示图像序列号，Pic_n表示图像序列中的第n个图像，y_n(i,j)表示Pic_n第i行第j列像素的亮度值，i，j表示像素位于图像的行坐标、列坐标；1≤i≤height、1≤j≤width；width、height分别表示图像的长宽分辨率；

判断统计量参数集计算模块，用于计算拼接全景图像序列的判断统计量参数集；

disc(Pic_n)＝disa(Pic_n)-disb(Pic_n)。

其中，peak(Pic_n)表示Pic_n的峰值参数；max(变量|条件)、min(变量|条件)分别表示对满足条件的变量求最大、最小值；arc max(变量|自变量条件)表示变量为最大值时对应的自变量值，表示求的最大值，然后获取此时对应的k值，即为表达式的值；disa(Pic_n)、disb(Pic_n)、disc(Pic_n)分别表示第一、第二、第三分布参数。

8.如权利要求6所述的全景图像的光照补偿系统，其特征在于，

所述局部光照补偿装置还包括：

局部参考图像获取模块，用于获取img_N第一、第二参考图像；其中，第一参考图像为img_N左侧拼接图像，第二参考图像为img_N右侧拼接图像；

第一补偿参数计算模块，用于计算补偿参数；

ref_max＝max(ref1_y(i,j),ref2_y(i,j)|区域条件1)

区域条件1：

ref1_y(i,j)∈第一参考图像右侧1/2区域或者ref2_y(i,j)∈第二参考图像左侧1/2区域；

ref1_y(i,j)表示第一参考图像第i行第j列像素的亮度值；

ref2_y(i,j)表示第二参考图像第i行第j列像素的亮度值

ref_min＝min(ref1_y(i,j),ref2_y(i,j)|区域条件2)

区域条件2：

ref1_y(i,j)∈第一参考图像右侧1/2区域或者ref2_y(i,j)∈第二参考图像左侧1/2区域

ref_max、ref_min表示补偿参数1、补偿参数2；max(变量|条件)、min(变量|条件)分别表示对满足条件的变量求最大、最小值；表示第N个图像亮度k分布值,max_N、min_N表示补偿参数3、补偿参数4；

第一光照补偿模块，用于利用补偿参数，对img_N图像进行光照补偿，然后进入全景图像拼接模块；

y_N(i,j)表示Pic_N第i行第j列像素的亮度值。

9.如权利要求8所述的全景图像的光照补偿系统，其特征在于，

局部参考图像获取模块之中，用于获取img_N第一、第二参考图像，具体为：

Case1:当已知图像拍摄位置时，直接获取img_N的第一、第二参考图像；

Case2：当未知拼接全景图像序列的位置关系时，通过下述方法获取第一、第二参考图像；

获取第一参考图像：

步骤A1：计算diff_n＝std(y_N(i,j)-y_n(i,j+width/2)|int(N/2)≤n≤N)，std(变量|条件)表示对满足条件的变量求均方差，int表示取整运算；y_N(i,j)表示Pic_N第i行第j列像素的亮度值；Pic_N表示图像序列中的第N个图像；y_n(i,j+width/2)表示Pic_n第i行第j+width/2列像素的亮度值；

步骤A2：min_K(diff_n|int(N/2)≤n≤N)，表示求diff_n序列里最小的K个值，1≤K≤5；

步骤A3：步骤A2中最小的K个值对应的图像集设置为备选集合，然后对备选集合里面的图像使用公知的图像特征匹配，找出最终的img_N的第一参考图像；

获取第二参考图像：

步骤B1：计算diff_n＝std(y_N(i,j+width/2)-y_n(i,j)|int(N/2)≤n≤N)；

步骤B2：min_K(diff_n|int(N/2)≤n≤N)，表示求diff_n序列里最小的K个值，1≤K≤5；

步骤B3：步骤B2中最小的K个值对应的图像集设置为备选集合，然后对备选集合里面的图像使用公知的图像特征匹配，找出最终的img_N的第二参考图像。

10.如权利要求6所述的全景图像的光照补偿系统，其特征在于，

所述全局光照补偿装置，用于先对img₁、img₂、…、img_N-1的图像采用第一方式进行光照补偿；再对img_N利用第二方式进行光照补偿；然后进入全景图像拼接模块；

第一方式为：

Thres₂为第二判定阈值，Thres₂≤min(disa_n-peak_n,peak_n-disb_n)/2，min(变量1,变量2)表示求变量1与变量2中的最小值；拉伸y_n(i,j)为线性或者非线性的单调递增函数；压缩y_n(i,j)为线性或者非线性的单调递增减函数；peak_n表示将Pic_n的峰值参数降序排列后，其中第n个峰值参数；

第二方式为：

Case1:当已知图像拍摄位置时，直接获取img_N的第一、第二参考图像；然后，利用光照补偿后的第一、第二参考图像，使用第一补偿参数计算模块和第一光照补偿模块，对img_N进行光照补偿，然后进入全景图像拼接模块；

Case2：未知拼接全景图像序列的位置关系时，则可首先利用未进行光照补偿的拼接全景图像序列通过局部参考图像获取模块里Case2的方法获取img_N的第一、第二参考图像；然后，利用光照补偿后的第一、第二参考图像，使用第一补偿参数计算模块和第一光照补偿模块，对img_N进行光照补偿，然后进入全景图像拼接模块。