图像亮度调节方法、装置和存储介质与流程

本申请涉及图像分析技术领域，特别是涉及图像亮度调节方法、装置和存储介质。

背景技术：

在智能交通领域，视频监控技术得到了广泛的应用，视频分析成为智能交通中获取车辆信息、识别车辆违章的重要手段。但是在雨天、黑夜等光线偏暗的环境，拍摄到的视频过暗，车牌区域成像不清晰，很难从视频画面中识别车牌字符。同样的，在正午等光线偏亮的环境下，拍摄到的视频过亮，也很难从视频画面中识别车牌字符。

技术实现要素：

本申请提供图像亮度调节方法、装置和存储介质，以在不同场景模式下，提高车牌区域成像的清晰度，降低从图像中识别车牌字符的难度。

为解决上述技术问题，本申请提供一种图像亮度调节方法，该方法包括：获取包含有车牌的图像；确定所述图像中车牌的亮度；根据所述图像中车牌的亮度确定场景模式；根据所述场景模式对曝光补偿进行调整。

为解决上述技术问题，本申请提供一种图像亮度调节装置，该装置包括获取模块、车牌亮度确定模块、场景模式确定模块和曝光补偿调整模块；

获取模块用于获取包含有车牌的图像；车牌亮度确定模块用于确定所述图像中车牌的亮度；场景模式确定模块用于根据所述图像中车牌的亮度确定场景模式；曝光补偿调整模块用于根据所述场景模式对曝光补偿进行调整。

为解决上述技术问题，本申请提供一种图像亮度调节装置，包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，处理器用于执行计算机程序以实现上述图像亮度调节方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请提供一种存储介质，其中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述图像亮度调节方法的步骤。

本申请图像亮度调节方法先根据车牌的亮度确定场景模式，进而根据场景模式对曝光补偿进行相应的调整，从而将车牌的亮度调至合适亮度值，从而在不同场景模式下，提高车牌区域成像的清晰度，降低从图像中识别车牌字符的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对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的附图。

图1是本申请图像亮度调节方法一实施方式的流程示意图；

图2是本申请图像亮度调节方法另一实施方式的流程示意图；

图3是本申请图像亮度调节装置一实施方式的结构示意图；

图4是本申请图像亮度调节装置另一实施方式的结构示意图；

图5是本申请存储介质一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请所提供的一种图像亮度调节方法、装置和存储介质做进一步详细描述。

具体请参阅图1，图1是本申请图像亮度调节方法一实施方式的流程示意图，本实施方式图像亮度调节方法包括以下步骤。

s101：获取包含有车牌的图像。

其中，图像可以通过摄像装置(如摄像头等)获取。

在本实施例中，可以实时或每隔预设时间段获取图像。但是获取到的图像中不一定包含有车牌，可以通过车辆检测算法判断获取到的图像中是否有车辆，从而可以从获取到的图像中筛选出包含有车辆的图像(即包含有车牌的图像)。

在其他实施例中，检测到车辆，获取图像，从而可以精准地获取到包含有车牌的图像。通过摄像机从拍摄的图像中检测出车辆的图像，目前有多种方式实现，可通过运动物体图像检测方法来获得。可以利用环境的静止特性和车辆的运动特性，采用帧间差分法检测运动中的车辆。帧间差分法包括：将前后两帧图像对应像素点的灰度值相减，在环境亮度变化不大的情况下，如果对应像素灰度相差很小，可以认为此处景物是静止的；如果图像区域某处的灰度变化很大，可以认为这是由于图像中运动物体引起的，将这些区域标记下来，利用这些标记的像素区域，就可以求出运动目标在图像中的位置。

s102：确定图像中车牌的亮度。

可以通过计算图像中车牌区域内的所有像素点的灰度平均值，计算图像中车牌的亮度。

可以理解的是，可以先确定图像中车牌的位置(即确定车牌区域)，然后确定车牌区域的亮度。

在确定图像中车牌的位置过程中，常用的实现方法有：基于形状、基于色调、基于纹理、基于文字特征等方法。首先基于形状，在车牌中因为车牌为形状规格的矩形，所以目的转化为寻找矩形特征，常常是利用车牌长宽比例特征、占据图像的比例等。基于色调，国内的车牌往往是蓝底白字，可以采用图像的色调或者饱和度特征，进入生成二值图，定位车牌位置。基于文字特征往往是根据文字轮廓特征进行识别，原理是基于相邻文字轮廓特征、比例进行定位车牌位置。

s103：根据图像中车牌的亮度确定场景模式。

在图像中车牌的亮度过高时，可以确定场景模式为顺光模式。在图像中车牌的亮度过低时，可以确定场景模式为逆光模式。在图像中车牌的亮度适中时，可以确定场景模式为普通模式。当然，在其他实施例中，也可通过其他方式来确定场景模式。

s104：根据场景模式对曝光补偿进行调整。

在此实施方式中，先根据车牌的亮度确定场景模式，进而根据场景模式对曝光补偿进行相应的调整，从而将车牌的亮度调至合适亮度值，从而在不同场景模式下，提高车牌区域成像的清晰度，降低从图像中识别车牌字符的难度。

具体请参阅图2，图2是本申请图像亮度调节方法另一实施方式的流程示意图，本实施方式图像亮度调节方法包括以下步骤。

s201：获取包含有车牌的图像。

s202：确定图像中车牌的亮度。

s203：根据图像中车牌的亮度确定场景模式。

在本实施例中，以单阈值机制判断场景模式。具体的实现方式可为：车牌的亮度小于第一下限值时，确定车牌的亮度小于第一下限值的连续帧数。在小于第一下限值的连续帧数大于或等于第一预设值时，确定场景模式为逆光场景。在小于第一下限值的连续帧数小于第一预设值时，确定场景模式为普通场景。车牌的亮度大于第一上限值时，确定车牌的亮度大于第一上限值的连续帧数；在大于第一上限值的连续帧数大于或等于第二预设值时，确定场景模式为顺光场景。在小于第一上限值的连续帧数小于第二预设值时，确定场景模式为普通场景。车牌的亮度在第一下限值至第一上限值的范围内时，确定场景模式为普通场景。第一下限值、第一上限值、第一预设值和第二预设值均为判断场景模式所使用的预设值。可以理解的是，第一下限值、第一上限值、第一预设值和第二预设值可以根据实际情况进行调整。第一下限值小于第一上限值。第一预设值和第二预设值可为1～10帧。通过设置第一预设值和第二预设值，可以避免在外界短暂干扰导致获取的车牌亮度急剧变化时连续来回调整图像亮度，防止对曝光补偿的来回调整导致车牌亮度忽明忽暗，提高图像亮度调节的稳定性。

在其他实施例中，可以通过双阈值机制确定场景模式。下述内容以前一帧图像的场景模式的类型为切入点，对双阈值机制进行详细说明。

根据图像的前一帧图像中车牌的亮度确定前一帧图像的场景模式为逆光场景时：在车牌的亮度小于第三下限值时，场景模式为逆光场景；车牌的亮度大于第三下限值时，统计车牌的亮度大于第三下限值的连续帧数；在大于第三下限值的连续帧数超过第三预设值时，场景模式为普通场景；在大于第三下限值的连续帧数小于第三预设值时，场景模式为逆光场景；其中，第三下限值大于第一下限值。

根据图像的前一帧图像中车牌的亮度确定前一帧图像的场景模式为顺光场景时：在车牌的亮度大于第三上限值时，场景模式为顺光场景；车牌的亮度小于第三上限值时，统计车牌的亮度小于第三上限值的连续帧数；在小于第三上限值的连续帧数超过第四预设值时，场景模式为普通场景；在小于第三上限值的连续帧数小于第四预设值时，场景模式为顺光场景，其中，第三上限值小于第一上限值。第三下限值、第三上限值、第三预设值和第四预设值可以根据实际情况进行调整。第三预设值和第四预设值可为1～10帧。可以理解的是，第三下限值小于第三上限值。

根据图像的前一帧图像中车牌的亮度确定前一帧图像的场景模式为普通场景时，与单阈值机制确定场景模式的方法几乎一致。具体的，车牌的亮度小于第一下限值时，确定车牌的亮度小于第一下限值的连续帧数。在小于第一下限值的连续帧数大于或等于第一预设值时，确定场景模式为逆光场景。在小于第一下限值的连续帧数小于第一预设值时，确定场景模式为普通场景。车牌的亮度大于第一上限值时，确定车牌的亮度大于第一上限值的连续帧数；在大于第一上限值的连续帧数大于或等于第二预设值时，确定场景模式为顺光场景。在小于第一上限值的连续帧数小于第二预设值时，确定场景模式为普通场景。车牌的亮度在第一下限值和第一上限值的范围内时，确定场景模式为普通场景。

s204：根据场景模式对曝光补偿进行调整。

其中，在场景模式为逆光场景或顺光场景时，根据车牌的亮度对曝光补偿进行调整。在场景模式为普通场景时，获取图像的亮度，根据图像的亮度和车牌的亮度对曝光补偿进行调整。这样可以在车牌亮度不适中时，优先确保车牌亮度，降低从图像中识别车牌字符的难度，并且在车牌亮度适中时，可以对整体图像亮度进行调整，即在优先保证车牌亮度适中的前提下调节图像的整体亮度。

在本实施例中，在场景模式为普通场景时，在图像的亮度在第二下限值和第二上限值范围内时，说明图像亮度正常，则不需要调整曝光补偿。在图像的亮度小于第二下限值且车牌的亮度小于第四上限值时，可以增加曝光补偿。在图像的亮度大于第二上限值且车牌的亮度大于第四下限值时，可以减小曝光补偿。这样既可以保证车牌的亮度在第四下限值至第四上限值的范围内(即保证车牌亮度适中)，又可以调节图像整体亮度，保证图像整体亮度适中。其中，第四上限值可以等同于场景模式判断过程中使用的第一上限值或第三上限值。当然，第四上限值也可以是除第一上限值和第三上限值以外的任意值，具体可根据实际情况进行调整。第四下限值可以等同于场景模式判断过程中使用的第一下限值或第三下限值。当然，第四下限值也可以是除第一下限值和第三下限值以外的任意值，具体可根据实际情况进行调整。其中，第四下限值小于第四上限值。

在本实施例中，在场景模式为逆光场景或顺光场景时，可以根据场景模式确定曝光补偿的调整值，在根据曝光补偿的调整值对曝光补偿进行调整。具体地，可以先根据场景模式确定亮度目标值；其次确定亮度目标值与车牌的亮度的差值；再次获取预设帧数或预设步长；最后根据预设帧数或预设步长和差值确定曝光补偿的调整值。例如，场景模式为逆光场景时，逆光场景对应的亮度目标值为70，但是图像中车牌的亮度只为30，假如预设步长为5，那预计需使得此次获得的图像的后一帧图像中车牌的亮度比此次获得的图像中车牌的亮度大于5即可，曝光补偿的调整值即为亮度值增加5的对应曝光补偿值。另外，假如预设帧数为4帧，那需要提升的亮度值为10，则曝光补偿的调整值为亮度值增加10的对应曝光补偿值。这样就可以逐步对曝光补偿进行调整，图像亮度随车牌亮度渐进式变化，且调节更稳定，不存在图像亮度忽明忽暗现象。其中，预设帧数可为1-10帧，预设步长可为3-20。每种场景模式均可有对应的亮度目标值。一般，逆光场景的亮度目标值小于顺光场景的亮度目标值。逆光场景时，车牌的亮度大于逆光场景对应的亮度目标值时，可以不需要对曝光补偿进行调整(即也可不需要根据预设帧数或预设步长和差值确定曝光补偿的调整值)。顺光场景时，车牌的亮度小于顺光场景对应的亮度目标值时，可以不根据车牌的亮度对曝光补偿进行调整(即也可不需要根据预设帧数或预设步长和差值确定曝光补偿的调整值)。

其中，在以单阈值机制判断场景模式时，第一下限值≤逆光场景对应的亮度目标值<顺光场景对应的亮度目标值≤第一上限值，这样可以通过调整曝光补偿的方式让顺光场景或逆光场景能够转换为普通场景，从而可以提高车牌区域成像的清晰度，降低从图像中识别出车牌字符的难度。

其中，在以双阈值机制判断场景模式时，第一下限值<第三下限值≤逆光场景对应的亮度目标值<顺光场景对应的亮度目标值≤第三上限值<第一上限值，这样可以通过调整曝光补偿的方式让顺光场景或逆光场景能够转换为普通场景，提高车牌区域成像的清晰度，降低从图像中识别出车牌字符的难度。

当然，在其他实施方式中，在以双阈值机制判断场景模式时，第一下限值<逆光场景对应的亮度目标值≤第三下限值<第三上限值≤顺光场景对应的亮度目标值<第一上限值，即逆光场景和顺光场景对应的亮度目标值可以根据实际情况调整大小，可以位于任意适当的区间内。

s205：获取图像的后一帧图像。

在根据场景模式对曝光补偿进行调整后，获取图像的后一帧图像。

s206：对后一帧图像进行gamma校正。

对曝光补偿调整后获取到的后一帧图像进行gamma校正，可以兼顾图像整体亮度，防止图像亮度过暗或过亮。

在本实施例中，可以先根据后一帧图像中车牌的亮度确定后一帧图像的场景模式。接着根据后一帧图像的场景模式确定gamma校正曲线。最后使用gamma校正曲线对后一帧图像进行gamma校正。其中每种场景模式都有对应的gamma校正曲线，这样可以根据具体的场景模式选择相应的gamma校正曲线，做到对整体图像亮度进行有针对性的调整，使得图像整体亮度均衡。gamma校正曲线大体可为y＝x^gamma，其中，x为后一帧图像中像素点的亮度值，y为经gamma校正的后一帧图像中像素点的亮度值。该图像亮度调节方法实际使用过程中，也可在y＝x^gamma曲线上进行微调以得到每种场景模式对应的gamma校正曲线。其中，逆光场景的gamma校正曲线的gamma值<普通场景的gamma校正曲线的gamma值<顺光场景的gamma校正曲线的gamma值。

上述图像亮度调节方法一般由图像亮度调节装置实现，因而本申请还提出一种图像亮度调节装置。请参阅图3，图3是本申请图像亮度调节装置一实施方式的结构示意图。

图像亮度调节装置10包括获取模块11、车牌亮度确定模块12、场景模式确定模块13和曝光补偿调整模块14。

其中，获取模块11，用于获取包含有车牌的图像；

车牌亮度确定模块12，用于确定图像中车牌的亮度；

场景模式确定模块13，用于根据图像中车牌的亮度确定场景模式；

曝光补偿调整模块14，用于根据场景模式对曝光补偿进行调整。

进一步地，曝光补偿调整模块14可用于在场景模式为逆光场景或顺光场景时，根据车牌的亮度对曝光补偿进行调整。

曝光补偿调整模块14还可用于在场景模式为普通场景时，获取图像的亮度，根据图像的亮度和车牌的亮度对曝光补偿进行调整。

进一步地，曝光补偿调整模块14可用于根据场景模式确定亮度目标值；确定亮度目标值与车牌的亮度的差值；获取预设帧数或预设步长；根据预设帧数或预设步长和差值确定曝光补偿的调整值；根据调整值对曝光补偿进行调整。

进一步地，场景模式确定模块13可用于车牌的亮度小于第一下限值时，确定车牌的亮度小于第一下限值的连续帧数；在小于第一下限值的连续帧数大于或等于第一预设值时，确定场景模式为逆光场景；在小于第一下限值的连续帧数小于第一预设值时，确定场景模式为普通场景；车牌的亮度大于第一上限值时，确定车牌的亮度大于第一上限值的连续帧数；在大于第一上限值的连续帧数大于或等于第二预设值时，确定场景模式为顺光场景；在小于第一上限值的连续帧数小于第二预设值时，确定场景模式为普通场景；车牌的亮度在第一下限值和第一上限值的范围内时，确定场景模式为普通场景。

进一步地，场景模式确定模块13可用于在根据图像的前一帧图像中车牌的亮度确定前一帧图像的场景模式为逆光场景时：在车牌的亮度小于第三下限值时，场景模式为逆光场景；车牌的亮度大于第三下限值时，统计车牌的亮度大于第三下限值的连续帧数；在大于第三下限值的连续帧数超过第三预设值时，场景模式为普通场景；在大于第三下限值的连续帧数小于第三预设值时，场景模式为逆光场景；其中，第三下限值大于第一下限值。

进一步地，场景模式确定模块13可用于在根据图像的前一帧图像中车牌的亮度确定前一帧图像的场景模式为顺光场景时：在车牌的亮度大于第三上限值时，场景模式为顺光场景；车牌的亮度小于第三上限值时，统计车牌的亮度小于第三上限值的连续帧数；在小于第三上限值的连续帧数超过第四预设值时，场景模式为普通场景；在小于第三上限值的连续帧数小于第四预设值时，场景模式为顺光场景，其中，第三上限值小于第一上限值。

进一步地，曝光补偿调整模块14可用于在所述图像的亮度在第二下限值和第二上限值范围内时，不对曝光补偿进行调整；在所述图像的亮度小于所述第二下限值且所述车牌的亮度小于第三上限值时，增加曝光补偿；在所述图像的亮度大于所述第二上限值且所述车牌的亮度大于第三下限值时，减小曝光补偿。

进一步地，获取模块11还可用于获取图像的后一帧图像。

图像亮度调节装置10还包括gamma校正模块。gamma校正模块用于对后一帧图像进行gamma校正。

进一步地，gamma校正模块可用于根据后一帧图像中车牌的亮度确定后一帧图像的场景模式；根据后一帧图像的场景模式确定gamma校正曲线；使用gamma校正曲线对后一帧图像进行gamma校正。

本申请还提出另一种图像亮度调节装置。如图4所示，本实施方式中图像亮度调节装置20包括处理器22和存储器21；存储器21中存储有计算机程序，处理器22用于执行计算机程序以实现如上述图像亮度调节方法中的步骤。

上述图像亮度调节方法的逻辑过程以计算机程序呈现，在计算机程序方面，若其作为独立的软件产品销售或使用时，其可存储在存储介质中，因而本申请提出一种存储介质。请参阅图5，图5是本申请存储介质一实施方式的结构示意图，本实施方式存储介质30中存储有计算机程序31，计算机程序31被处理器执行时实现上述图像亮度调节方法。

该存储介质30具体可以为u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等可以存储计算机程序的介质，或者也可以为存储有该计算机程序的服务器，该服务器可将存储的计算机程序发送给其他装置运行，或者也可以自运行该存储的计算机程序。该存储介质30从物理实体上来看，可以为多个实体的组合，例如多个服务器、服务器加存储器、或存储器加移动硬盘等多种组合方式。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。