一種實(shí)時(shí)處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)及融合方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種實(shí)時(shí)處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)及融合方法，該系統(tǒng)包括曝光控制模塊、攝像頭等采集工具、圖像緩沖模塊、圖像融合模塊等。所述曝光控制模塊通過(guò)與攝像頭的交互，控制攝像頭按照曝光時(shí)間的不同依次輸出多曝光圖像。圖像緩沖模塊用于將攝像頭拍攝的圖像保存下來(lái)，每次存儲(chǔ)一個(gè)場(chǎng)景的幾幅不同曝光值的圖像。圖像融合模塊負(fù)責(zé)從緩存中讀取多曝光圖像，進(jìn)行融合處理。所述融合方法主要從圖像序列的優(yōu)化、熵值計(jì)算的優(yōu)化、高斯加權(quán)融合的優(yōu)化幾個(gè)方面對(duì)圖像進(jìn)行優(yōu)化，可以大幅減少內(nèi)存的使用，簡(jiǎn)化運(yùn)算的步驟，并減少運(yùn)算時(shí)間，提高算法運(yùn)行的效率。
【專利說(shuō)明】一種實(shí)時(shí)處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)及融合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，更具體的涉及一種實(shí)時(shí)處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)及融合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]真實(shí)的世界涵蓋了很寬廣的亮度范圍，比如，中午日光的亮度可以達(dá)到深夜月光亮度的一千萬(wàn)倍。實(shí)際的自然場(chǎng)景的亮度范圍可以高達(dá)14個(gè)數(shù)量級(jí)，而普通照相機(jī)卻只能采集到很窄的亮度范圍，約為4個(gè)數(shù)量級(jí)，這對(duì)于圖像采集是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，即使配備精準(zhǔn)的自動(dòng)曝光模塊，也不可避免的會(huì)出現(xiàn)過(guò)度曝光和曝光不足的現(xiàn)象，尤其是對(duì)于高動(dòng)態(tài)的場(chǎng)景(HDR)。
[0003]為了解決過(guò)度曝光和曝光不足的問(wèn)題，圖像融合(Image Fusion)技術(shù)被引入,來(lái)獲取高動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的所有信息。圖像融合技術(shù)是指，首先采集到針對(duì)同一場(chǎng)景進(jìn)行不同曝光的一組圖像，然后將這組圖像通過(guò)融合算法進(jìn)行處理，最終組合成一副幾乎包含場(chǎng)景中所有信息的圖像，如圖1所示。
[0004]在目前的圖像融合技術(shù)中，有些方法可以通過(guò)將一組圖像序列進(jìn)行融合后得到一副高動(dòng)態(tài)的圖像，但是這樣的高動(dòng)態(tài)圖像并不能在顯示器中正常顯示，需要進(jìn)行高動(dòng)態(tài)到低動(dòng)態(tài)的映射，才能夠看到效果，這個(gè)過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，并且融合的效果與后期的映射處理息息相關(guān)。
[0005]T.Mertens使用了圖像金字塔對(duì)圖像進(jìn)行分層，并使用圖像質(zhì)量的參數(shù)作為權(quán)重，逐層進(jìn)行融合，由于這種方法使用了圖像金字塔，所以計(jì)算量很大，并且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些人工處理的痕跡。
[0006]A.Goshtasby描述了一種分塊融合的方法。在這種方法中，首先需要對(duì)圖像分塊，并逐塊計(jì)算權(quán)重，之后再對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行加權(quán)得到最終的融合圖像。這種方法可以得到較好的融合效果，但同樣計(jì)算量較大。
[0007]以上兩種方法，在靜態(tài)圖像的融合中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，但是，由于其自身的種種缺陷與不足，均無(wú)法滿足我們所要實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)處理的要求。因此，需要提供一種更好的圖像處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)及融合方法。通過(guò)對(duì)圖像分塊融合算法的優(yōu)化，能夠旨在大幅縮短此算法的用時(shí)，以提高其執(zhí)行效率，使其能夠良好地應(yīng)用于實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案。
[0010]一種實(shí)時(shí)處理的快速圖像分塊融合方法包括如下步驟:
[0011]①獲取針對(duì)同一場(chǎng)景的一組不同曝光值的圖像I (x，y)。使用過(guò)少的圖像，無(wú)法得到足夠的動(dòng)態(tài)范圍，而使用過(guò)多的圖像會(huì)降低處理效率。因此本發(fā)明將獲取的圖片數(shù)量?jī)?yōu)化為3幅左右。圖2、圖3即說(shuō)明這種情況。
[0012]②將每張圖像進(jìn)行分塊,每塊均為d χ d像素,則每張圖像分為n,*n。塊,其中,η,、nc分別表示橫向、縱向的分塊數(shù)。
[0013]③計(jì)算每個(gè)塊的熵值。本發(fā)明中所使用的熵值計(jì)算公式為:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)時(shí)處理的快速圖像分塊融合方法，其特征在于，該融合方法包括如下步驟: 1)獲取針對(duì)同一場(chǎng)景的一組不同曝光值的圖像I(X，y)； 2)將每張圖像進(jìn)行分塊，每塊均為dχ d像素，則每張圖像分為njn。塊，其中，nr、n。分別表示橫向、縱向的分塊數(shù)； 3)分別計(jì)算每個(gè)塊的熵值和Cpr值，所述熵值為:
2.一種實(shí)時(shí)處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 曝光控制模塊，用于控制攝像頭按照曝光時(shí)間的不同依次輸出多組曝光圖像； 圖像緩沖模塊，用于將攝像頭拍攝的圖像保存下來(lái)，每次存儲(chǔ)一個(gè)場(chǎng)景的幾幅不同曝光值的圖像； 圖像融合模塊，用于將圖像緩沖模塊讀取多組曝光圖像，并對(duì)該曝光圖像進(jìn)行融合處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實(shí)時(shí)處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)，其特征在于，所述多組曝光圖像為Tn幀,Tn~t幀,Tn+t幀，其中:n為圖像的組號(hào)，t為曝光時(shí)間差，Tn+t、Τη、Tn-t為3個(gè)不同的曝光時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實(shí)時(shí)處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像融合處理的方法為: 1)獲取針對(duì)同一場(chǎng)景的一組不同曝光值的圖像I(x，y)； 2)將每張圖像進(jìn)行分塊，每塊均為dχ d像素，則每張圖像分為njn。塊，其中，nr、n。分別表示橫向、縱向的分塊數(shù)； 3)分別計(jì)算每個(gè)塊的熵值和Cpr值，所述熵值為:
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103942807SQ201410196025
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】周曉波, 范逵, 劉桑 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)