图像处理方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本技术涉及图像处理领域，尤其图像处理方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.车牌识别，是近来随着计算机识别技术所发展起来的一种识别技术，其通过将汽车牌照从复杂背景中提取出来，能够实现对车辆身份自动识别，被广泛应用在各种车辆管理场景中。在夜间条件下，为了提高车牌的能见度，在卡口位置处一般会有一束灯光照射到车辆车牌上，由于不同的车辆停在卡口的位置不尽相同，而灯光的光线方向是固定的，会导致车牌图像的光照不均匀，影响车牌识别的准确率。
3.要解决该问题，需收集不同情况下的光照不均匀的车牌图像用作训练数据，对车牌识别模型进行训练，以使车牌识别模型能够学习到各种情况下的车牌图像的图像特征。


技术实现要素：

4.本技术提供图像处理方法、装置、设备及存储介质，以得到光照不均匀的图像。
5.第一方面，提供一种图像处理方法，包括：
6.获取待处理图像，并确定所述待处理图像中的光照像素点，所述待处理图像为正常受光的图像，所述光照像素点为预设点光源对应的中心像素点；
7.计算所述待处理图像中的各个像素点与所述光照像素点之间的像素距离，并根据所述像素距离确定所述各个像素点对应的光照变换系数，其中，所述光照变换系数与所述像素距离负相关；
8.根据所述各个像素点对应的光照变换系数对所述各个像素点进行光照变换，以得到所述待处理图像对应的光照变换图像。
9.在该技术方案中，在获取到正常受光的图像后，通过该正常受光的图像中的光照像素点，并根据该正常受光的图像中的各像素点与该光照像素点的像素距离确定各像素点的光照变换系数，最后根据各像素点的光照变换系数对各个像素点进行光照变换，得到正常受光的图像对应的光照变换图像。由于是根据像素点与光照像素点之间的像素距离来确定像素点的光照变换系数，且光照变换系数与像素点与光照像素点之间的像素距离负相关，因此，根据光照变换系数对像素点进行光照变换得到的光照变换图像能够符合点光源照射的特性，从而可得到光照不均匀的图像。通过此种方式对正常受光的车牌图像进行多次处理，则可以得到多张光照不均匀的车牌图像，完成对车牌图像的数据扩充，有助于训练得到更精准的车牌识别模型。并且，通过图像处理的方式来得到光照不均匀的图像，还能省去人工收集的麻烦。
10.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述像素距离确定所述各个像素点对应的光照变换系数，包括：获取所述待处理图像对应的第一光照变换常数；根据所述像素距离、所述第一光照变换常数，基于预设系数计算公式计算得到所述各个像素点对
应的光照变换系数；所述预设计算系数计算公式为：其中，k为光照变换系数，d为像素距离，e用于指示所述待处理图像的尺寸，r用于指示所述预设点光源的照射半径，r为第一光照变换常数。通过根据预设系数计算公式计算得到各个像素点的光照变换系数，能够使得计算得到的光照变换系数更为合理。
11.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述获取所述待处理图像对应的第一光照变换常数，包括：从第一预设范围中随机选择一个数值，作为所述第一光照变换常数。通过随机选择数值来作为第一光照变换常数，这样可以保证光照的随机性，从而得到多种情况下的光照不均匀的图像。
12.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述各个像素点对应的光照变换系数对所述各个像素点进行光照变换，以得到所述待处理图像对应的光照变换图像，包括：获取所述待处理图像对应的第二光照变换常数；根据所述各个像素点对应的光照变换系数和所述第二光照变换常数，基于亮度变换公式计算得到所述各个像素点对应的光照变换结果；所述亮度变换公式为：p2(x，y)＝k*p1(x，y)+c，其中，p1(x，y)为光照变换之前的像素值，p2(x，y)为光照变换结果，k为光照变换系数，c为第二光照变换常数；根据所述各个像素点对应的光照变换结果，得到所述光照变换图像。通过基于亮度变换公式对各个像素点的像素值进行光照变换得到光照变换结果，能够使得光照变换结果符合光照变换特性，进而使得光照变换图像更为自然合理。
13.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述各个像素点对应的光照变换结果，得到所述光照变换图像，包括：如果目标像素点对应的光照变换结果小于第一像素阈值，则将所述目标像素点对应的光照变换结果修改为所述第一像素阈值，所述目标像素点为所述待处理图像中的像素点，所述第一像素阈值为像素值范围中的最小像素值；如果所述目标像素点对应的光照变换结果大于第二像素阈值，则将所述目标像素对应的光照变换结果修改为所述第二像素阈值，所述第二像素阈值为所述像素值范围中的最大像素值。通过对像素点对应的光照变换结果进行修改，能够使得光照变换结果符合图像的灰度等级。
14.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述获取所述待处理图像对应的第二光照变换常数，包括：从第二预设范围中随机选择一个数值，作为所述第二光照变换常数。通过随机选择数值来作为第二光照变换常数，这样可以保证光照的随机性，从而得到多种情况下的光照不均匀的图像。
15.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述确定所述待处理图像中的光照像素点，包括：随机选择所述待处理图像中的一个像素点作为所述光照像素点。通过随机选择像素点来作为光照像素点，这样可以保证光照的随机性，从而得到多种情况下的光照不均匀的图像。
16.第二方面，提供一种图像处理装置，包括：
17.图像获取模块，用于获取待处理图像，并确定所述待处理图像中的光照像素点，所述待处理图像为正常受光的图像，所述光照像素点为预设点光源对应的中心像素点；
18.系数确定模块，用于计算所述待处理图像中的各个像素点与所述光照像素点之间的像素距离，并根据所述像素距离确定所述各个像素点对应的光照变换系数，其中，所述光
照变换系数与所述像素距离负相关；
19.变换模块，用于根据所述各个像素点对应的光照变换系数对所述各个像素点进行光照变换，以得到所述待处理图像对应的光照变换图像。
20.第三方面，提供一种计算机设备，包括存储器以及一个或多个处理器，所述存储器连接至所述一个或多个处理器，一个或多个处理器用于执行存储在存储器中的一个或多个计算机程序，一个或多个处理器在执行一个或多个计算机程序时，使得该计算机设备实现上述第一方面的图像处理方法。
21.第四方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，上述程序指令当被处理器执行时使上述处理器执行上述第一方面的图像处理方法。
22.本技术可以实现如下技术效果：由于是根据像素点与光照像素点之间的像素距离来确定像素点的光照变换系数，且光照变换系数与像素点与光照像素点之间的像素距离负相关，因此，根据光照变换系数对像素点进行光照变换得到的光照变换图像能够符合点光源照射的特性，从而可得到光照不均匀的图像。通过此种方式对正常受光的车牌图像进行多次处理，则可以得到多张光照不均匀的车牌图像，完成对车牌图像的数据扩充，有助于训练得到更精准的车牌识别模型。并且，通过图像处理的方式来得到光照不均匀的图像，还能省去人工收集的麻烦。
附图说明
23.图1为本技术实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图；
24.图2是本技术实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图；
25.图3是本技术实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
27.本技术的技术方案可适用于车牌识别场景，具体可应用于在车牌识别场景中对车牌图像进行处理，实现对车牌图像的数据扩充，从而得到不同情况下的光照不均匀的车牌图像，用作训练车牌识别模型的训练数据，省去人工收集的麻烦，并且，还能够解决人工收集的训练数据不够充分的问题。其中，本技术的技术方案可以应用于计算机设备，包括但不限于终端设备、笔记本电脑、台式电脑等。
28.首先参见图1，图1为本技术实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图，该方法可以应用于任意一种计算机设备上。如图1所示，该方法包括如下步骤：
29.s101，获取待处理图像。
30.这里，待处理图像为正常受光的图像，也即光照均匀的图像；例如，待处理图像可以为自然光(太阳光)照射下所拍摄的图像。具体地，待处理图像可以为正常受光的车牌图像。具体实现中，可以从云端或者本地获取待处理图像。
31.s102，确定待处理图像中的光照像素点。
32.这里，光照像素点是指预设点光源对应的中心像素点，光照像素点为待处理图像中的一个像素点。其中，预设点光源对应的中心像素点，是指点光源照射在待处理图像所处
平面上时该点光源在待处理图像上的投射点。在实际的照射场景中，由于点光源照射在待处理图像所在平面上时会产生发散而导致待处理图像的亮度不均匀，点光源在待处理图像上的投射点的亮度一般会高于待处理图像中的其他像素点的亮度。
33.具体地，可以根据用户选择，将用户指定的待处理图像中的一个像素点作为光照像素点。可选地，也可以随机选择待处理图像中的一个像素点作为光照像素点，以增加点光源照射的随机性，通过多次随机选择光照像素点，可得到多种随机情况下的光照不均匀的图像，避免人工收集光照不均匀的图像不具有随机性的情况出现。
34.在一些可能的情况中，为了得到尽可能多的情况下光照不均匀的图像，可以将待处理图像中的每个像素点逐一作为光照像素点，以此得到尽可能多的光照像素点。
35.s103，计算待处理图像中的各个像素点与光照像素点之间的像素距离。
36.这里，像素距离是指两个像素点在待处理图像上的距离，像素距离越大，则说明两个像素点在待处理图像上的距离相隔越远，像素距离越小，则说明两个像素点在待处理图像上的距离相隔越近。
37.具体地，可以根据如下公式计算待处理图像中的各个像素点与光照像素点之间的像素距离：
[0038][0039]
其中，d为像素距离，xi为待处理图像中的第i个像素点在待处理图像中的横坐标，yi为待处理图像中的第i个像素点在待处理图像中的纵坐标，1≤i≤n，n为待处理图像包含的像素点个数，x为光照像素点在待处理图像中的横坐标，y为光照像素点在待处理图像中的纵坐标。
[0040]
将待处理图像中的每个像素点各自在待处理图像中的位置坐标和光照像素点在待处理图像中的位置坐标代入上述公式，可计算得到待处理图像中的每个像素点对应的像素距离。
[0041]
s104，根据待处理图像中的各个像素点与光照像素点之间的像素距离，确定待处理图像中的各个像素点对应的光照变换系数。
[0042]
这里，光照变换系数为亮度调整的增益参数，用于控制图像的对比度；光照变换系数越大，则说明图像的对比度越高，光照变换系数越低，则说明对比度越低。其中，光照变换系数与像素距离负相关，即像素距离越大，光照变换系数越小，像素距离越小，光照变换系数越大。光照变换系数与像素距离负相关，能够使得依据光照变换系数变换得到的像素点的亮度符合点光源照射的特性。
[0043]
在一种可行的实施方式中，可以通过如下步骤a1-a2确定待处理图像中的各个像素点对应的光照变换系数。
[0044]
a1、获取待处理图像对应的第一光照变换常数。
[0045]
其中，第一光照变换常数为亮度调整的增益参数基准，第一光照变换常数可以对应于相机的放大倍率，其中，相机的放大倍率是指物体通过透镜在焦平面上的成像大小与物体实际大小的比值。
[0046]
具体地，可以从第一预设范围中随机选择一个数值，作为第一光照变换常数。第一预设范围可以为预设的对比度调整范围，第一预设范围可以对应于能够清楚成像的放大倍
率范围。例如，第一预设范围可以为[5，10]。通过从第一预设范围中随机选择数值来作为第一光照变换常数，这样可以保证光照的随机性，从而得到多种随机情况下的光照不均匀的图像。
[0047]
a2、根据待处理图像中的各个像素点与光照像素点之间的像素距离和第一光照变换常数，基于预设系数计算公式计算得到待处理图像中的各个像素点对应的光照变换系数。
[0048]
这里，预设系数计算公式为：其中，k为光照变换系数，d为像素距离，e用于指示待处理图像的尺寸，r用于指示预设点光源的照射半径，r为第一光照变换常数。
[0049]
具体地，e可以为待处理图像的长度和宽度的平均值，即e＝(w+h)/2；r可以设定为1。
[0050]
在根据待处理图像的尺寸计算得到e后，可以将第一光照变换常数、待处理图像中的每个像素点对应的像素距离以及r代入上述预设系数计算公式，则可以得到待处理图像中的各个像素点对应的光照变换系数。
[0051]
通过根据预设系数计算公式，以第一光照变换常数为对比度调整的基准参数，能够使得光照变换系数更为合理。
[0052]
s105，根据待处理图像中的各个像素点对应的光照变换系数，对待处理图像中的各个像素点进行光照变换，以得到待处理图像对应的光照变换图像。
[0053]
在一种可行的实施方式中，可以通过如下步骤b1-b3对待处理图像中的各个像素点进行光照变换，得到待处理图像对应的光照变换图像。
[0054]
b1、获取待处理图像对应的第二光照变换常数。
[0055]
这里，第二光照变换常数为亮度调整的偏置参数，用于控制图像的亮度。
[0056]
具体地，可以从第二预设范围中随机选择一个数值，作为第二光照变换常数。第二预设范围可以为预设的亮度调整范围。例如，第二预设范围可以为[-10，10]。通过随机选择数值来作为第二光照变换常数，这样可以保证光照的随机性，从而得到多种随机情况下的光照不均匀的图像。
[0057]
b2、根据待处理图像中的各个像素点对应的光照变换系数和第二光照变换常数，基于亮度变换公式计算得到待处理图像中的各个像素点对应的光照变换结果。
[0058]
这里，亮度变换公式为：2(x，y)＝k*p1(x，y)+c，其中，p1(x，y)为光照变换之前的像素值，p2(x，y)为光照变换结果，k为光照变换系数，c为第二光照变换常数。将第二光照变换常数、待处理图像中的每个像素点对应的光照变换系数代入上述亮度变换公式，则可以得到待处理图像中的各个像素点对应的光照变换结果。
[0059]
b3、根据待处理图像中的各个像素点对应的光照变换结果，得到光照变换图像。
[0060]
这里，由于像素点的像素值范围为0～255，在得到待处理图像中的各个像素点对应的光照变换结果后，可以判断各个像素点的光照变换结果是否在像素值范围内，对于光照变换结果在像素值范围内的像素点，不做处理。对于光照变换结果不在像素值范围内的目标像素点，如果目标像素点对应的光照变换结果小于第一像素阈值，则将目标像素点对应的光照变换结果修改为第一像素阈值，第一像素阈值为像素值范围中的最小像素值，即为0；如果目标像素点对应的光照变换结果大于第二像素阈值，则将目标像素对应的光照变
换结果修改为第二像素阈值，第二像素阈值为像素值范围中的最大像素值，即为255。通过对每个像素点的光照变换结果逐一进行判断和处理，得到的最终的图像即为光照变换图像。通过对像素点对应的光照变换结果进行修改，能够使得光照变换结果符合图像的灰度等级。
[0061]
通过基于亮度变换公式对各个像素点的像素值进行光照变换得到光照变换结果，能够使得光照变换结果符合光照变换特性，进而使得光照变换图像更为自然合理。
[0062]
在图1所示的技术方案中，在获取到正常受光的图像后，通过该正常受光的图像中的光照像素点，并根据该正常受光的图像中的各像素点与该光照像素点的像素距离确定各像素点的光照变换系数，最后根据各像素点的光照变换系数对各个像素点进行光照变换，得到正常受光的图像对应的光照变换图像。由于是根据像素点与光照像素点之间的像素距离来确定像素点的光照变换系数，且光照变换系数与像素点与光照像素点之间的像素距离负相关，因此，根据光照变换系数对像素点进行光照变换得到的光照变换图像能够符合点光源照射的特性，从而可得到光照不均匀的图像。通过此种方式对正常受光的车牌图像进行多次处理，则可以得到多张光照不均匀的车牌图像，完成对车牌图像的数据扩充，有助于训练得到更精准的车牌识别模型。并且，通过图像处理的方式来得到光照不均匀的图像，还能省去人工收集的麻烦。
[0063]
参见图2，图2是本技术实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图。如图2所示，该图像处理装置20包括：
[0064]
图像获取模块201，用于获取待处理图像，并确定所述待处理图像中的光照像素点，所述待处理图像为正常受光的图像，所述光照像素点为预设点光源对应的中心像素点；
[0065]
系数确定模块202，用于计算所述待处理图像中的各个像素点与所述光照像素点之间的像素距离，并根据所述像素距离确定所述各个像素点对应的光照变换系数，其中，所述光照变换系数与所述像素距离负相关；
[0066]
变换模块203，用于根据所述各个像素点对应的光照变换系数对所述各个像素点进行光照变换，以得到所述待处理图像对应的光照变换图像。
[0067]
在一种可能的设计中，上述系数确定模块202具体用于：获取所述待处理图像对应的第一光照变换常数；根据所述像素距离、所述第一光照变换常数，基于预设系数计算公式计算得到所述各个像素点对应的光照变换系数；所述预设计算系数计算公式为：其中，k为光照变换系数，d为像素距离，e用于指示所述待处理图像的尺寸，r用于指示所述预设点光源的照射半径，r为第一光照变换常数。
[0068]
在一种可能的设计中，上述系数确定模块202具体用于：从第一预设范围中随机选择一个数值，作为所述第一光照变换常数。
[0069]
在一种可能的设计中，上述变换模块203具体用于：获取所述待处理图像对应的第二光照变换常数；根据所述各个像素点对应的光照变换系数和所述第二光照变换常数，基于亮度变换公式计算得到所述各个像素点对应的光照变换结果；所述亮度变换公式为：p2(x，y)＝k*p1(x，y)+c，其中，p1(x，y)为光照变换之前的像素值，p2(x，y)为光照变换结果，k为光照变换系数，c为第二光照变换常数；根据所述各个像素点对应的光照变换结果，得到所述光照变换图像。
[0070]
在一种可能的设计中，上述变换模块203具体用于：如果目标像素点对应的光照变换结果小于第一像素阈值，则将所述目标像素点对应的光照变换结果修改为所述第一像素阈值，所述目标像素点为所述待处理图像中的像素点，所述第一像素阈值为像素值范围中的最小像素值；如果所述目标像素点对应的光照变换结果大于第二像素阈值，则将所述目标像素对应的光照变换结果修改为所述第二像素阈值，所述第二像素阈值为所述像素值范围中的最大像素值。
[0071]
在一种可能的设计中，上述变换模块203具体用于：从第二预设范围中随机选择一个数值，作为所述第二光照变换常数。
[0072]
在一种可能的设计中，上述图像获取模块201具体用于：随机选择所述待处理图像中的一个像素点作为所述光照像素点。
[0073]
需要说明的是，图2对应的实施例中未提及的内容可参见前述方法实施例的描述，这里不再赘述。
[0074]
上述装置，在获取到正常受光的图像后，通过该正常受光的图像中的光照像素点，并根据该正常受光的图像中的各像素点与该光照像素点的像素距离确定各像素点的光照变换系数，最后根据各像素点的光照变换系数对各个像素点进行光照变换，得到正常受光的图像对应的光照变换图像。由于是根据像素点与光照像素点之间的像素距离来确定像素点的光照变换系数，且光照变换系数与像素点与光照像素点之间的像素距离负相关，因此，根据光照变换系数对像素点进行光照变换得到的光照变换图像能够符合点光源照射的特性，从而可得到光照不均匀的图像。通过此种方式对正常受光的车牌图像进行多次处理，则可以得到多张光照不均匀的车牌图像，完成对车牌图像的数据扩充，有助于训练得到更精准的车牌识别模型。并且，通过图像处理的方式来得到光照不均匀的图像，还能省去人工收集的麻烦。
[0075]
参见图3，图3是本技术实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，该计算机设备30包括处理器301、存储器302。存储器302连接至处理器301，例如通过总线连接至处理器301。
[0076]
处理器301被配置为支持该计算机设备30执行上述方法实施例中的方法中相应的功能。该处理器301可以是中央处理器(central processing unit，cpu)，网络处理器(network processor，np)，硬件芯片或者其任意组合。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)，可编程逻辑器件(programmable logic device，pld)或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，cpld)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，fpga)，通用阵列逻辑(generic array logic，gal)或其任意组合。
[0077]
存储器302用于存储程序代码等。存储器302可以包括易失性存储器(volatile memory，vm)，例如随机存取存储器(random access memory，ram)；存储器302也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如只读存储器(read-only memory，rom)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)；存储器302还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0078]
处理器301可以调用所述程序代码以执行以下操作：
[0079]
获取待处理图像，并确定所述待处理图像中的光照像素点，所述待处理图像为正
常受光的图像，所述光照像素点为预设点光源对应的中心像素点；
[0080]
计算所述待处理图像中的各个像素点与所述光照像素点之间的像素距离，并根据所述像素距离确定所述各个像素点对应的光照变换系数，其中，所述光照变换系数与所述像素距离负相关；
[0081]
根据所述各个像素点对应的光照变换系数对所述各个像素点进行光照变换，以得到所述待处理图像对应的光照变换图像。
[0082]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使所述计算机执行如前述实施例所述的方法。
[0083]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
[0084]
以上所揭露的仅为本技术较佳实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利范围，因此依本技术权利要求所作的等同变化，仍属本技术所涵盖的范围。