專(zhuān)利名稱(chēng)：一種攝像機(jī)圖像處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理方法及裝置，特別是一種攝像機(jī)圖像處理方法及裝置。
背景技術(shù)：
由于大氣中的灰塵、煙、霧的影響，大部分的實(shí)際室外場(chǎng)景下，光線(xiàn)在進(jìn)入攝像機(jī)鏡頭前都呈發(fā)散狀，這就導(dǎo)致拍攝的圖像嚴(yán)重退化，分辨率和對(duì)比度降低，使得整個(gè)圖像或視頻畫(huà)面看起來(lái)不夠鮮艷，表現(xiàn)力不強(qiáng)。目前對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的解決有兩種途徑圖像復(fù)原和圖像增強(qiáng)。圖像復(fù)原方法通過(guò)對(duì)圖像退化原因的分析，建立圖像退化的物理模型，反演退化過(guò)程，得到退化前的圖像。圖像增強(qiáng)方法一般不考慮圖像退化原因，只是針對(duì)當(dāng)前圖像，利用直方圖拉伸等方法進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域，下面的物理模型被廣泛應(yīng)用在室外場(chǎng)景的成像中I(x) = J(x)t(x)+A(l-t (χ))其中，I是實(shí)際拍攝到的圖像，J是場(chǎng)景的真實(shí)圖像，A表示大氣環(huán)境圖像，t表示場(chǎng)景真實(shí)圖像在最終實(shí)際成像中所占的比例系數(shù)。圖像復(fù)原的目的，就是通過(guò)實(shí)際拍攝到的圖像I，恢復(fù)出場(chǎng)景的真實(shí)圖像J。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種圖像處理方法及裝置。它可以針對(duì)室外場(chǎng)景的高清攝像機(jī)拍攝的畫(huà)面，增強(qiáng)其色彩表現(xiàn)力，使得在灰塵、煙、霧等渾濁天氣條件下拍攝的圖像也能呈現(xiàn)艷麗的色彩。本發(fā)明的技術(shù)方案一種攝像機(jī)圖像處理方法，其特點(diǎn)是，包括以下步驟①?gòu)膶?shí)際拍攝的圖像(I)中篩選出該場(chǎng)景下的大氣環(huán)境成像(A)；②求取場(chǎng)景真實(shí)圖像(J)在實(shí)際拍攝的圖像(最終實(shí)際成像)中所占的比例系數(shù) ⑴；③根據(jù)公式I(x) = JOOt(X)+A (l-t(X))，從實(shí)際拍攝的圖像(I)中復(fù)原出場(chǎng)景真實(shí)圖像(J)。上述的攝像機(jī)圖像處理方法中，所述步驟①，篩選大氣環(huán)境成像(A)的方法為從實(shí)際拍攝的圖像(I)的RGB數(shù)據(jù)源中篩選出飽和度低于閾值的像素，并從中選出灰度值較高的前10%像素，計(jì)算其對(duì)應(yīng)的RGB均值，以此作為大氣環(huán)境成像(A)的值。大氣環(huán)境成像 (A)用(4、Ag、Ab)表示，4表示R通道環(huán)境成像值，Ag表示G通道環(huán)境成像值，Ab表示B通道環(huán)境成像值。前述的攝像機(jī)圖像處理方法中，所述步驟②，求取比例系數(shù)(t)的方法是基于場(chǎng)景真實(shí)圖像(J)中R、G、B三個(gè)通道中的最小通道的值為零，并根據(jù)公式I(X) =J(X) t(X)+A(l-t(X))，得出 t(x) = 14\!^11(100)/^，其中時(shí)11(100)為實(shí)際拍攝的圖像(I) 在R、G、B三個(gè)通道中的最小通道的值，k為大于0小余1的平衡常數(shù)。
前述的攝像機(jī)圖像處理方法中，所述飽和度的閾值為0. 3。前述的攝像機(jī)圖像處理方法中，所述平衡常數(shù)(k)的值為0. 7。一種攝像機(jī)圖像處理裝置，其特點(diǎn)是，包括RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)實(shí)際拍攝的圖像的RGB數(shù)據(jù)源；大氣環(huán)境成像模塊，與RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器相連，用于獲取大氣環(huán)境成像；成像系數(shù)模塊，與RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器和大氣環(huán)境成像模塊相連，用于獲得成像系數(shù)；圖像復(fù)原模塊，與成像系數(shù)模塊、RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器和大氣環(huán)境成像模塊相連，用于將實(shí)際拍攝的圖像復(fù)原為場(chǎng)景真實(shí)圖像。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以攝像機(jī)實(shí)際拍攝的圖像為基礎(chǔ)，分析得出大氣環(huán)境成像值，并得出一定的成像比例系數(shù)，從而可以將實(shí)際拍攝的圖像中的大氣環(huán)境造成的影響去除，即去除了陰霾，可使最后呈現(xiàn)出與場(chǎng)景真實(shí)圖像相近的圖像，其色彩表現(xiàn)力更強(qiáng)。因此使用本發(fā)明的方法和裝置可使得在灰塵、煙、霧等渾濁天氣條件下拍攝的圖像也能呈現(xiàn)艷麗的色彩。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明步驟①的流程圖；圖3是本發(fā)明步驟②的流程圖；圖4是本發(fā)明步驟③的流程圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例的效果對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明限制的依據(jù)。實(shí)施例。一種攝像機(jī)圖像處理方法，包括以下步驟①?gòu)膶?shí)際拍攝的圖像I中篩選出該場(chǎng)景下的大氣環(huán)境成像A ；②求取場(chǎng)景真實(shí)圖像J在實(shí)際拍攝的圖像(最終實(shí)際成像)中所占的比例系數(shù)t ；
③根據(jù)公式I (χ) = J (x) t (χ) +A (1-t (χ))，從實(shí)際拍攝的圖像I中復(fù)原出場(chǎng)景真實(shí)圖像J。所述步驟①，篩選大氣環(huán)境成像A的方法為從實(shí)際拍攝的圖像I的RGB數(shù)據(jù)源中篩選出飽和度低于閾值的像素，并從中選出灰度值較高的前10%像素，計(jì)算其對(duì)應(yīng)的RGB 均值，以此作為大氣環(huán)境成像A的值。大氣環(huán)境成像A用(\、Ag、Ab)表示，Ar表示R通道大氣環(huán)境成像值，Ag表示G通道大氣環(huán)境成像值，Ab表示B通道大氣環(huán)境成像值。所述步驟②，求取比例系數(shù)t的方法是基于場(chǎng)景真實(shí)圖像J中R、G、B三個(gè)通道中的最小通道的值為零，并根據(jù)公式I(X) = J(X)t(X)+A(l-t(X))，得出t(x)= 1-kXmin (I (χ)) /Α，其中min (I (χ))為實(shí)際拍攝的圖像I在R、G、B三個(gè)通道中的最小通道的值，k為大于0小余1的平衡常數(shù)。實(shí)現(xiàn)上述方法的一種攝像機(jī)圖像處理裝置，包括
RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器11，用于存儲(chǔ)實(shí)際拍攝的圖像的RGB數(shù)據(jù)源；大氣環(huán)境成像模塊12，與RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器11相連，用于獲取大氣環(huán)境成像；成像系數(shù)模塊13，與RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器11和大氣環(huán)境成像模塊12相連，用于獲得成像系數(shù)；圖像復(fù)原模塊14，與成像系數(shù)模塊13、RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器11和大氣環(huán)境成像模塊 12相連，用于將實(shí)際拍攝的圖像復(fù)原為場(chǎng)景真實(shí)圖像。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的在大氣環(huán)境成像模塊12完成的步驟①的詳細(xì)步驟如圖2所示(S21)讀取原始RGB圖像數(shù)據(jù)。(S22)利用RGB數(shù)據(jù)，求取每個(gè)像素點(diǎn)的飽和度值，飽和度求取公式如下所示Gmax = max(R、B、G)(2)其中，Cmin表示當(dāng)前像素R、G、B的最小值，Cfflax表示當(dāng)前像素R、G、B的最大值，S表示當(dāng)前像素的飽和度值。(S23)飽和度值與經(jīng)驗(yàn)閾值比較(本優(yōu)選實(shí)施例將此閾值設(shè)為0. 3)，如果飽和度小于經(jīng)驗(yàn)閾值，認(rèn)為該像素點(diǎn)是有效像素，保留該像素，進(jìn)入統(tǒng)計(jì)流程。如果飽和度值大于經(jīng)驗(yàn)閾值，忽略該像素，繼續(xù)讀取下一像素。(S24)統(tǒng)計(jì)經(jīng)S23篩選后的有效像素點(diǎn)數(shù)目，求取灰度直方圖并分別累計(jì)其中最大10%像素對(duì)應(yīng)的R、G、B三個(gè)通道的值，公式如下Ra = Ra+RGa = Ga+GBa = Ba+B (3)Vnum = Vnum+1其中，Ra表示R通道累計(jì)值，Ga表示G通道累計(jì)值，Ba表示B通道累計(jì)值，Vmm表示像素點(diǎn)數(shù)目。(S25)利用如下公式求取環(huán)境成像Ar、Ag、Ab值A(chǔ)g = GJNnmi(4)其中，4表示R通道大氣環(huán)境成像值，Ag表示G通道大氣環(huán)境成像值，Ab表示B通道大氣環(huán)境成像值。如圖3所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例在成像系數(shù)模塊13上完成步驟②的詳細(xì)步驟如下(S31)讀取原始RGB圖像數(shù)據(jù)。(S32)求取每個(gè)像素R、G、B的最小值。(S33)求取每個(gè)像素的成像系數(shù)t(x)。由公式(1)可知，像素的成像系數(shù)與場(chǎng)景的真實(shí)像素值以及大氣環(huán)境值相關(guān)。整理公式I(x) = J(x) t (χ)+A(1-t (χ)) (1)可得公式(5)如下1-t (χ) = I (χ)/A-J (χ) Xt (χ)/A (5)對(duì)公式(5)分別取I(X)和J(X)中R、G、B分量中的最小值，推出公式(6)Ι-t (χ) = min (I (χ)) /A_min (J (χ)) /A (6)
其中，min(I(X))表示實(shí)際拍攝到的圖像I中χ位置上的像素R、G、B三通道的最小值，min(J(x))表示場(chǎng)景的真實(shí)圖像J中χ位置上的像素R、G、B三通道的最小值。假設(shè)場(chǎng)景真實(shí)圖像中R、G、B三個(gè)通道中的最小通道的值趨于零，即min(J(x))趨于零，考慮到將min (JOO)強(qiáng)制置為0對(duì)等式的影響，我們?cè)黾右粋€(gè)常數(shù)參數(shù)k(0<k< 1) 來(lái)平衡，因此公式(6)轉(zhuǎn)變?yōu)閠(x) = l-kXmin(I(x))/A(7)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，我們將k設(shè)為0. 7。如圖4所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例在圖像復(fù)原模塊14上完成步驟③的詳細(xì)步驟如下(S41)讀取原始RGB圖像數(shù)據(jù)。(S42)讀取各像素點(diǎn)成像系數(shù)數(shù)據(jù)t (χ)。(S43)復(fù)原出真實(shí)場(chǎng)景圖像。由公式(1)可推出J(X) = (I (χ)-A)/t (χ)+A(8)為避免t(x)值過(guò)小造成J(x)溢出，增加對(duì)公式(8)中t(x)項(xiàng)的限制，改寫(xiě)為J(x) = (I (χ)-A)/max (t (χ)，0· 1)+A(9)利用公式(9)，即可復(fù)原出真實(shí)場(chǎng)景圖像。本發(fā)明的方法和裝置可使得在灰塵、煙、霧等渾濁天氣條件下拍攝的圖像也能呈現(xiàn)艷麗的色彩。如圖5所示，左側(cè)圖片為為經(jīng)處理的圖像，右側(cè)為經(jīng)本發(fā)明方法處理后的圖像。
權(quán)利要求
1.一種攝像機(jī)圖像處理方法，其特征在于，包括以下步驟①?gòu)膶?shí)際拍攝的圖像(I)中篩選出該場(chǎng)景下的大氣環(huán)境成像(A)；②求取場(chǎng)景真實(shí)圖像(J)在實(shí)際拍攝的圖像中所占的比例系數(shù)(t)；③根據(jù)公式I(X)= JOOt(X)+A (l-t(X))，從實(shí)際拍攝的圖像(I)中復(fù)原出場(chǎng)景真實(shí)圖像(J)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像機(jī)圖像處理方法，其特征在于，所述步驟①，篩選大氣環(huán)境成像(A)的方法為從實(shí)際拍攝的圖像(I)的RGB數(shù)據(jù)源中篩選出飽和度低于閾值的像素，并從中篩選灰度值較高的前10%像素，獲得其對(duì)應(yīng)的RGB均值，以此作為大氣環(huán)境成像 (A)的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像機(jī)圖像處理方法，其特征在于，所述步驟②，求取比例系數(shù)⑴的方法是基于場(chǎng)景真實(shí)圖像(J)中R、G、B三個(gè)通道中的最小通道的值為零，并根據(jù)公式 I(X) = J(X)t(X)+A(l-t(X))，得出 t(x) = 1-kXmin (I(X))/A，其中 min(I (χ))為實(shí)際拍攝的圖像(I)在R、G、B三個(gè)通道中的最小通道的值，k為大于0小于1的平衡常數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像機(jī)圖像處理方法，其特征在于所述飽和度的閾值為0. 3。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像機(jī)圖像處理方法，其特征在于所述平衡常數(shù)(k)的值為 0. 7。
6.一種攝像機(jī)圖像處理裝置，其特征在于，包括RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器(11)，用于存儲(chǔ)實(shí)際拍攝的圖像的RGB數(shù)據(jù)源； 大氣環(huán)境成像模塊(12)，與RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器(11)相連，用于獲取大氣環(huán)境成像； 成像系數(shù)模塊(13)，與RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器(11)和大氣環(huán)境成像模塊(1 相連，用于獲得成像系數(shù)；圖像復(fù)原模塊(14)，與成像系數(shù)模塊(13)、RGB數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)器(11)和大氣環(huán)境成像模塊(12)相連，用于將實(shí)際拍攝的圖像復(fù)原為場(chǎng)景真實(shí)圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種攝像機(jī)圖像處理方法及裝置，以攝像機(jī)實(shí)際拍攝的圖像為基礎(chǔ)，分析得出大氣環(huán)境成像值，并計(jì)算出一定的成像比例系數(shù)，從而可以將實(shí)際拍攝的圖像中的大氣環(huán)境造成的影響去除，即去除了陰霾，可使最后呈現(xiàn)出與場(chǎng)景真實(shí)圖像相近的圖像，其色彩表現(xiàn)力更強(qiáng)。因此使用本發(fā)明的方法和裝置可使得在灰塵、煙、霧等渾濁天氣條件下拍攝的圖像也能呈現(xiàn)艷麗的色彩。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102368330SQ20111032680
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者凌云, 葉劍, 孫向華, 張真, 李文德, 謝旭明, 陳曉明 申請(qǐng)人:杭州藏愚科技有限公司