一种车载成像设备的图像调节方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明适用于图像调节领域，提供了一种车载成像设备的图像调节方法和装置，该方法包括：获取由成像传感器采集的初始图像，并统计所述初始图像的亮度信息和梯度信息；确定所述初始图像的运动状态信息及确定所述初始图像的亮度变化状态信息；根据所述初始图像的运动状态信息进行自动曝光增益调节，根据所述初始图像的亮度变化信息调节自动曝光速度，根据所述亮度信息进行图像细节调节。本发明根据所述运动状态信息进行自动曝光增益调节，根据所述初始图像的亮度变化信息调节自动曝光速度，根据所述亮度信息进行图像的细节调节，从而提高图像质量，使得数字成像设备满足车载成像系统中的安防成像的需求。
【专利说明】一种车载成像设备的图像调节方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于图像调节领域，尤其涉及一种车载成像设备的图像调节方法和装置。
【背景技术】
[0002] 车载成像设备，即安装于车辆上的摄像机。通过所述车载成像设备，可用于监控车 辆前方车辆的车牌、车辆、人物或其它需要关注的物体。从而能够完成对重要的位置区域进 行监控，并自动记录车辆行驶过程中的相关信息，可便于以后的查证使用。
[0003]目前使用的车载成像设备，一般为分辨率较低的模拟成像设备。随着对成像质量 要求的越来越高以及数字成像设备的普及，急切需要将分辨率高的数字成像设备应用到车 载成像系统中。
[0004] 但是，由于数字成像设备一般用于背景比较固定、相对运动较小、运动物体比较单 一的场景，而车载成像的目标物一般相对运动速度较快，在将数字成像设备应用到车载成 像系统中时，容易造成相对运动较大的感兴趣区域的图像拖影严重、清晰度差，无法满足数 字成像设备在车载成像系统中的安防成像的需求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种车载成像设备的图像调节方法和装置，以解决现有技 术将数字成像设备应用到车载成像系统中时，容易造成相对运动较大的感兴趣区域的图像 清晰度差，无法满足数字成像设备在车载成像系统中的安防成像的需求的问题。
[0006] 本发明是这样实现的，一种车载成像设备的图像调节方法，所述方法包括：
[0007] 获取由成像传感器采集的初始图像，并统计所述初始图像的亮度信息和梯度信 息；
[0008] 根据所述梯度信息确定所述初始图像的运动状态信息，根据所述初始图像的亮度 信息以及在初始图像前的图像的亮度信息，确定所述初始图像的亮度变化状态信息；
[0009] 根据所述初始图像的运动状态信息进行自动曝光增益调节，根据所述初始图像的 亮度变化信息调节自动曝光速度，根据所述亮度信息进行图像细节调节。
[0010] 本发明的另一目的在于提供一种车载成像设备的图像调节装置，所述装置包括：
[0011] 获取统计单元，用于获取由成像传感器采集的初始图像，并统计所述初始图像的 亮度信息和梯度信息；
[0012] 状态信息确定单元，用于根据所述梯度信息确定所述初始图像的运动状态信息， 根据所述初始图像的亮度信息以及在初始图像前的图像的亮度信息，确定所述初始图像的 亮度变化状态信息；
[0013] 第一调节单元，用于根据所述初始图像的运动状态信息进行自动曝光增益调节， 根据所述初始图像的亮度变化信息调节自动曝光速度，根据所述亮度信息进行图像细节调 To
[0014] 在本发明中，在获取成像传感器采集的初始图像，统计得到所述初始图像的亮度 信息和梯度信息，根据所述梯度信息进行确定初始图像的运动状态信息，根据所述亮度信 息确定所述初始图像的亮度变化信息，并根据所述运动状态信息进行自动曝光增益调节， 根据所述初始图像的亮度变化信息调节自动曝光速度，根据所述亮度信息进行图像的细节 调节，从而提高图像质量，使得数字成像设备满足车载成像系统中的安防成像的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本发明实施例提供的车载成像设备的图像调节方法的实现流程图；
[0016] 图2是本发明实施例提供的图像感光度调节的实现流程图；
[0017] 图3是本发明实施例提供的根据所述初始图像的亮度变化信息调节自动曝光速 度的实现流程图；
[0018] 图4为本发明实施例提供的根据所述亮度信息进行图像细节调节的实现流程图；
[0019] 图5为本发明实施例提供的车载成像设备的图像调节装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020] 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。
[0021] 本发明实施例的主要目的在于解决现有技术中，数字安防成像设备大多用于普通 的视频监控场所，主要针对图像的背景比较固定且简单，图像中的对象相对于摄像机相对 运动较小的，图像中的运动物体比较单一的场景。如果将数字安防成像设备用于车载视频 监控中，则容易出现以下问题：
[0022] 第一，数字成像设备的图像抗干扰能力差。数字成像设备容易受到图像内容的干 扰，在相对运动较快的过程中，容易造成图像中的感兴趣区域出现闪动的问题。
[0023] 第二，自动曝光控制的快速调节及稳定性问题，数字成像设备一般在2?3秒中能 将图像调节稳定即可，在车载相对运动较快时，容易造成几秒钟的盲视问题。
[0024] 第三，逆光及背光补偿等问题。数字成像设备主要关注的是整体图像效果，而车载 视频鉴控成像设备关注的是区域性的问题。
[0025] 为解决上述问题，本发明提出了一种车载成像设备的图像调节方法，所述方法包 括：获取由成像传感器采集的初始图像，并统计所述初始图像的亮度信息和梯度信息；根 据所述梯度信息确定所述初始图像的运动状态信息，根据所述初始图像的亮度信息以及在 初始图像前的图像的亮度信息，确定所述初始图像的亮度变化状态信息；根据所述初始图 像的运动状态信息进行自动曝光增益调节，根据所述初始图像的亮度变化信息调节自动曝 光速度，根据所述亮度信息进行图像细节调节。
[0026] 本发明通过统计得到图像的运动状态信息进行自动曝光增益调节，从而克服因相 对运动过快而造成图像闪动、拖影、抖动的模糊缺陷。通过根据所述初始图像的亮度变化信 息调节自动曝光速度，从而克服数字成像设备在相对运动较快时出现盲视问题的缺陷。通 过根据所述亮度信息进行图像细节调节，从而得到所关注区域的清晰图像，使数字成像设 备满足车载成像系统的要求。下面结合附图进一步说明。
[0027] 图1示出了本发明实施例提供的车载成像设备的图像调节方法的实现流程，详述 如下：
[0028] 在步骤S101中，获取由成像传感器采集的初始图像，并统计所述初始图像的亮度 信息和梯度信息。
[0029] 具体的，本发明实施例中所述的成像设备，可以采用ISP(英文全称为Image SignalProcessing，中文全称为图像信号处理单元）或者外挂FPGA(英文全称为Field- ProgrammableGateArray，中文全称为现场可编程门阵列）完成本发明实施例中所述的图 像调节方法。通过所述ISP或者FPGA实时统计所需要的亮度值以及梯度信息。
[0030] 所述成像传感器，即图像传感器，又叫感光元件，是组成数字摄像头的重要组成部 分。根据元件的不同，可分为CCD(英文全称为ChargeCoupledDevice，中文全称为电荷親 合元件）和CMOS(英文全称为ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，中文全称为金 属氧化物半导体元件）两大类。
[0031] 其中，CCD是应用在摄影摄像方面的高端技术元件，CMOS则应用于较低影像品质 的产品中，它的优点是制造成本较CCD更低，功耗也低得多。尽管在技术上有较大的不同， 但C⑶和CMOS两者性能差距不是很大。
[0032] 所述初始图像，也即由图像传感器获取的图像，并未经过图像的调节处理，在运动 较快的场景下，也就会出现本发明【背景技术】中所提到的图像容易出现闪动、拖影或者抖动 的问题。
[0033] 通过所述ISP或者FPGA对所述初始图像进行统计，统计得到所述初始图像的亮度 信息和梯度信息。
[0034] 所述亮度信息是指画面的明亮程度，单位是堪德拉每平米（cd/m2)或称nits，也 就是每平方公尺分之烛光。
[0035] 所述初始图像的梯度信息，假设图像的函数f(x，y)在点（x，y)的梯度（即一阶微 分）是一个具有大小和方向的矢量，设Gx，Gy分别表示沿x方向和y方向的梯度，那么这个 梯度矢量可以表示为：
【权利要求】
1. 一种车载成像设备的图像调节方法，其特征在于，所述方法包括： 获取由成像传感器采集的初始图像，并统计所述初始图像的亮度信息和梯度信息； 根据所述梯度信息确定所述初始图像的运动状态信息，根据所述初始图像的亮度信息 以及在初始图像前的图像的亮度信息，确定所述初始图像的亮度变化状态信息； 根据所述初始图像的运动状态信息进行自动曝光增益调节，根据所述初始图像的亮度 变化信息调节自动曝光速度，根据所述亮度信息进行图像细节调节。
2. 根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述初始图像的运动状态信息进 行自动曝光增益调节步骤具体包括： 根据预先设置的成像增益值与图像的运动状态信息的强弱的对应关系，查找当前确定 的图像的运动状态信息所对应的成像增益值，在图像的运动状态越强时，增加成像增益值。
3. 根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述根据所述初始图像的运动状态信息 进行自动曝光增益调节步骤之后，所述方法还包括： 获取所述初始图像的感光度； 根据预设的初始图像的感光度与调整参数的对应关系，相应的调整宽动态技术D-WDR 的强度，或者调整去雾算法的强度，或者调节时域滤波强度，或者调节空域滤波的强度。
4. 根据权利要求1所述方法，所述根据所述初始图像的亮度变化信息调节自动曝光速 度步骤具体包括： 建立图像的亮度变化速度与自动曝光调节速度的对应关系表； 根据所述对应关系表，查找所述初始图像的亮度变化信息，选择相应的自动曝光调节 速度进行自动曝光调节，在亮度变化速度越快时，相应的提高自动曝光调节速度。
5. 根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述亮度信息进行图像细节调节 步骤包括： 获取所述初始图像的亮度值超过预定值的像素点； 判断所述像素点构成的区域的面积是否超过预定面积值； 如果所述像素点构成的区域的面积超过预定值时，开启强逆光补偿或者根据所述区域 的面积增大宽动态技术D-WDR强度值。
6. -种车载成像设备的图像调节装置，其特征在于，所述装置包括： 获取统计单元，用于获取由成像传感器采集的初始图像，并统计所述初始图像的亮度 信息和梯度信息； 状态信息确定单元，用于根据所述梯度信息确定所述初始图像的运动状态信息，根据 所述初始图像的亮度信息以及在初始图像前的图像的亮度信息，确定所述初始图像的亮度 变化状态信息； 第一调节单元，用于根据所述初始图像的运动状态信息进行自动曝光增益调节，根据 所述初始图像的亮度变化信息调节自动曝光速度，根据所述亮度信息进行图像细节调节。
7. 根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述调节单元具体用于： 根据预先设置的成像增益值与图像的运动状态信息的强弱的对应关系，查找当前确定 的图像的运动状态信息所对应的成像增益值，在图像的运动状态越强时，增加成像增益值。
8. 根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括： 感光度获取单元，用于获取所述初始图像的感光度； 第二调节单元，用于根据预设的初始图像的感光度与调整参数的对应关系，相应的调 整宽动态技术D-WDR的强度，或者调整去雾算法的强度，或者调节时域滤波强度，或者调节 空域滤波的强度。
9. 根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述调节单元包括： 对应关系建立子单元，用于建立图像的亮度变化速度与自动曝光调节速度的对应关系 表； 查找选择子单元，用于根据所述对应关系表，查找所述初始图像的亮度变化信息，选择 相应的自动曝光调节速度进行自动曝光调节，在亮度变化速度越快时，相应的提高自动曝 光调节速度。
10. 根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述调节单元包括： 像素点获取子单元，用于获取所述初始图像的亮度值超过预定值的像素点； 面积值判断子单元，用于判断所述像素点构成的区域的面积是否超过预定面积值； 调节子单元，用于如果所述像素点构成的区域的面积超过预定值时，开启强逆光补偿 或者根据所述区域的面积增大宽动态技术D-WDR强度值。
【文档编号】H04N17/00GK104506780SQ201410827224
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】刘文涛, 邓宝华 申请人:深圳市锐明视讯技术有限公司