CN104618691A - 一种全景亮度平衡调节系统及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全景亮度平衡调节系统，包括摄像区域内相互连接的摄像机，还包括用于采集视频数据的采集模块、用于从采集的视频数据中获取YUV颜色编码数据和亮度参数的获取模块、用于调整摄像机的亮度参数的处理模块和用于将全景画面进行显示的全景显示模块；本发明还涉及一种全景亮度平衡调节方法；本发明解决在多个摄像机画面拼接成一幅全景画面时因受光照影响而导致的亮度不统一问题，通过不断的获取相邻摄像机YUV中的Y分量明亮值，并计算出亮度差，进行由粗到细的调整，使得多个摄像机的亮度保持一致，实现了全自动、精确、快速的亮度平衡，大大改善了全景监控画面的质量，完美的实现了由多个摄像机拼接的画面犹如一个摄像机拍出来的一样自然。

Description

一种全景亮度平衡调节系统及调节方法

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，尤其涉及一种全景亮度平衡调节系统及调节方法。

背景技术

YUV是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法，其中“Y”表示明亮度(Luminance或Luma)，也就是灰阶值，而“U”和“V”表示的则是色度(Chrominance或Chroma)；多个摄像机画面拼接成一幅全景画面时常因受光照影响而导致的亮度不统一，目前行业中通过人工反复设置各个前端设备的亮度参数来实现，操作繁琐、速度慢、效果不佳、且当环境改变后需重新调整参数，不适用于环境多变的场景，特别是移动场景效果极差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全景亮度平衡调节系统及调节方法，解决在多个摄像机画面拼接成一幅全景画面时因受光照影响而导致的亮度不统一问题，实现了由多个摄像机拼接的画面犹如一个摄像机拍出来的一样自然。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种全景亮度平衡调节系统，包括摄像区域内相互连接的摄像机，还包括采集模块、获取模块、处理模块和全景显示模块；

所述采集模块，用于从连接的各台摄像机上采集视频数据；

所述获取模块，用于从采集的视频数据中获取YUV颜色编码数据和亮度参数，并确定相连接的两台摄像机重叠的视频区域；

所述处理模块，用于计算各台摄像机的YUV颜色编码数据中Y分量平均值，并将重叠的视频区域内的相连接的第一摄像机和第二摄像机的Y分量平均值进行比较，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值大于设定的阀值，则计算亮度调整值，并调整第二摄像机的亮度参数，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值小于设定的阀值，则发送显示指令至全景显示模块中；

所述全景显示模块，用于接收到显示指令后，将全景画面进行显示。

本发明的有益效果是：解决在多个摄像机画面拼接成一幅全景画面时因受光照影响而导致的亮度不统一问题，通过不断的获取相邻摄像机YUV中的Y分量明亮值，并计算出亮度差，进行由粗到细的调整，使得多个摄像机的亮度保持一致，实现了全自动、精确、快速的亮度平衡，大大的改善了全景监控画面的质量，完美的实现了由多个摄像机拼接的画面犹如一个摄像机拍出来的一样自然。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括开启模块和关闭模块，所述开启模块与所述摄像机连接，所述关闭模块分别与所述全景显示模块、获取模块和摄像机连接；

所述开启模块，用于启动程序，并对各台摄像机进行连接设置；

所述关闭模块，用于检测所述全景显示模块是否完成显示全景画面后，并根据需要决定是否将摄像机退出程序，如果退出，则断开摄像机连接并关闭，如果不退出，则控制所述获取模块继续对采集的视频数据进行处理。

进一步，所述处理模块包括计算单元、比较单元和调整单元，

所述计算单元，用于计算各台摄像机的YUV颜色编码数据中Y分量平均值，并将各个Y分量平均值发送至比较单元中；

所述比较单元，用于存储设定的阀值，并将重叠的视频区域内相连接的第一摄像机和第二摄像机的Y分量平均值进行比较，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值大于设定的阀值，则发送调整指令至所述调整单元中，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值小于设定的阀值，则发送显示指令至全景显示模块中；

所述调整单元，用于接收调整指令，并以第一摄像机Y分量平均值为准，计算出亮度调整值，再调整第二摄像机的亮度参数。

进一步，所述计算亮度调整值的具体方法为，计算重叠视频区域内第一摄像机的Y分量平均值与第二摄像机Y分量平均值的差值，再加上第二摄像机的亮度参数。

进一步，计算所述Y分量平均值的具体方法为，各视频数据中Y分量的总和除以该视频数据中的像素点数，

利用公式计算：

$S=\frac{\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}E(i,j)}{m\·n}$

其中S是Y分量平均值，E是Y分量总和,m，n分别表示视频矩阵的行数和列数，i，j表示是第i行，第j列。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种全景亮度平衡调节方法，包括如下步骤：

步骤A：启动程序，并对各台摄像机进行连接设置；

步骤B：从连接的各台摄像机上采集视频数据；

步骤C：从采集的视频数据中获取YUV颜色编码数据和亮度参数，并确定相连接的两台摄像机重叠的视频区域；

步骤D：计算各台摄像机的YUV颜色编码数据中Y分量平均值，并发送；

步骤E：将重叠的视频区域内相连接的第一摄像机和第二摄像机的Y分量平均值进行比较，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值大于设定的阀值，则执行步骤F，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值均小于设定的阀值，则执行步骤G；

步骤F：以第一摄像机Y分量平均值为准，计算出亮度调整值，再调整第二摄像机的亮度参数，再执行步骤C；

步骤G：发送显示指令；

步骤H：将全景画面进行显示；

步骤I：是否将摄像机退出程序，如果确定退出，则执行步骤J，否则，则执行步骤C；

步骤J：断开摄像机连接并关闭。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述计算亮度调整值的具体方法为，计算重叠视频区域内第一摄像机的Y分量平均值与第二摄像机Y分量平均值的差值，再加上第二摄像机的亮度参数。

进一步，计算所述Y分量平均值的具体方法为，各视频数据中Y分量的总和除以该视频数据中的像素点数，

利用公式计算：

$S=\frac{\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}E(i,j)}{m\·n}$

其中S是Y分量平均值，E是Y分量总和,m，n分别表示视频矩阵的行数和列数，i，j表示是第i行，第j列。

附图说明

图1为本发明全景亮度平衡调节系统的模块框图；

图2为本发明全景亮度平衡调节方法的方法流程图。

附图中，各标记所代表的部件名称如下：

1、采集模块，2、获取模块，3、处理模块，4、全景显示模块，5、开启模块，6、关闭模块，7、摄像机，301、计算单元，303、比较单元，303、调整单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种全景亮度平衡调节系统，包括摄像区域内相互连接的摄像机7，还包括采集模块1、获取模块2、处理模块3和全景显示模块4；

所述采集模块1，用于从连接的各台摄像机7上采集视频数据；

所述获取模块2，用于从采集的视频数据中获取YUV颜色编码数据和亮度参数，并确定相连接的两台摄像机7重叠的视频区域；

所述处理模块3，用于计算各台摄像机7的YUV颜色编码数据中Y分量平均值，并将重叠的视频区域内的相连接的第一摄像机和第二摄像机的Y分量平均值进行比较，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值大于设定的阀值，则计算亮度调整值，并调整第二摄像机的亮度参数，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值小于设定的阀值，则发送显示指令至全景显示模块4中；

所述全景显示模块4，用于接收到显示指令后，将全景画面进行显示。

还包括开启模块5和关闭模块6，所述开启模块5与所述摄像机7连接，所述关闭模块6分别与所述全景显示模块4、获取模块2和摄像机7连接；

所述开启模块5，用于启动程序，并对各台摄像机7进行连接设置；

所述关闭模块6，用于检测所述全景显示模块4是否完成显示全景画面，并根据需要决定是否将摄像机7退出程序，如果退出，则断开摄像机7连接并关闭，如果不退出，则控制所述获取模块2继续对采集的视频数据进行处理。

所述处理模块3包括计算单元301、比较单元302和调整单元303，

所述计算单元301，用于计算各台摄像机7的YUV颜色编码数据中Y分量平均值，并将各个Y分量平均值发送至比较单元中；

所述比较单元302，用于存储设定的阀值，并将重叠的视频区域内的相连接第一摄像机和第二摄像机的Y分量平均值进行比较，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值大于设定的阀值，则发送调整指令至所述调整单元303中，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值小于设定的阀值，则发送显示指令至全景显示模块4中；

所述调整单元303，用于接收调整指令，并以第一摄像机Y分量平均值为准，计算出亮度调整值，再调整第二摄像机的亮度参数。

所述计算亮度调整值的具体方法为，所述计算亮度调整值的具体方法为，计算重叠视频区域内第一摄像机的Y分量平均值与第二摄像机Y分量平均值的差值，再加上第二摄像机的亮度参数。

计算所述Y分量平均值的具体方法为，各视频数据中Y分量的总和除以该视频数据中的像素点数，

利用公式计算：

$S=\frac{\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}E(i,j)}{m\·n}$

其中S是Y分量平均值，E是Y分量总和,m，n分别表示视频矩阵的行数和列数，i，j表示是第i行，第j列。

如图2所示，一种全景亮度平衡调节方法，包括如下步骤：

步骤A：启动程序，并对各台摄像机进行连接设置；

步骤B：从连接的各台摄像机上采集视频数据；

步骤C：从采集的视频数据中获取YUV颜色编码数据和亮度参数，并确定相连接的两台摄像机重叠的视频区域；

步骤D：计算各台摄像机的YUV颜色编码数据中Y分量平均值，并发送；

步骤E：将重叠的视频区域内的相连接的第一摄像机和第二摄像机的Y分量平均值进行比较，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值大于设定的阀值，则执行步骤F，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值均小于设定的阀值，则执行步骤G；

步骤F：以第一摄像机Y分量平均值为准，计算出亮度调整值，再调整第二摄像机的亮度参数，再执行步骤C；

步骤G：发送显示指令；

步骤H：将全景画面进行显示；

步骤I：是否将摄像机退出程序，如果确定退出，则执行步骤J，否则，则执行步骤C；

步骤J：断开摄像机连接并关闭。

所述计算亮度调整值的具体方法为，计算重叠视频区域内第一摄像机的Y分量平均值与第二摄像机Y分量平均值的差值，再加上第二摄像机的亮度参数。

计算所述Y分量平均值的具体方法为，各视频数据中Y分量的总和除以该视频数据中的像素点数，

利用公式计算：

$S=\frac{\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}E(i,j)}{m\·n}$

其中S是Y分量平均值，E是Y分量总和,m，n分别表示视频矩阵的行数和列数，i，j表示是第i行，第j列。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全景亮度平衡调节系统，包括摄像区域内相互连接的摄像机(7)，其特征在于，还包括采集模块(1)、获取模块(2)、处理模块(3)和全景显示模块(4)；

所述采集模块(1)，用于从连接的各台摄像机(7)上采集视频数据；

所述获取模块(2)，用于从采集的视频数据中获取YUV颜色编码数据和亮度参数，并确定相连接的两台摄像机(7)重叠的视频区域；

所述处理模块(3)，用于计算各台摄像机(7)的YUV颜色编码数据中Y分量平均值，并将重叠的视频区域内相连接的第一摄像机和第二摄像机的Y分量平均值进行比较，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值大于设定的阀值，则计算亮度调整值，并调整第二摄像机的亮度参数，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值小于设定的阀值，则发送显示指令至全景显示模块(4)中；

所述全景显示模块(4)，用于接收到显示指令后，将全景画面进行显示。

2.根据权利要求1所述的全景亮度平衡调节系统，其特征在于，还包括开启模块(5)和关闭模块(6)，所述开启模块(5)与所述摄像机(7)连接，所述关闭模块(6)分别与所述全景显示模块(4)、获取模块(2)和摄像机(7)连接；

所述开启模块(5)，用于启动程序，并对各台摄像机(7)进行连接设置；

所述关闭模块(6)，用于检测所述全景显示模块(4)是否完成显示全景画面，并根据需要决定是否将摄像机(7)退出程序，如果退出，则断开摄像机(7)连接并关闭，如果不退出，则控制所述获取模块(2)继续对采集的视频数据进行处理。

3.根据权利要求1所述的全景亮度平衡调节系统，其特征在于，所述处理模块(3)包括计算单元(301)、比较单元(302)和调整单元(303)，

所述计算单元(301)，用于计算各台摄像机(7)的YUV颜色编码数据中Y分量平均值，并将各个Y分量平均值发送至比较单元中；

所述比较单元(302)，用于存储设定的阀值，并将重叠的视频区域内相连接的第一摄像机和第二摄像机的Y分量平均值进行比较，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值大于设定的阀值，则发送调整指令至所述调整单元(303)中，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值小于设定的阀值，则发送显示指令至全景显示模块(4)中；

所述调整单元(303)，用于接收调整指令，并以第一摄像机Y分量平均值为准，计算出亮度调整值，再调整第二摄像机的亮度参数。

4.根据权利要求1或3所述的全景亮度平衡调节系统，其特征在于，所述计算亮度调整值的具体方法为，计算重叠视频区域内第一摄像机的Y分量平均值与第二摄像机Y分量平均值的差值，再加上第二摄像机的亮度参数。

5.根据权利要求1所述的全景亮度平衡调节系统，其特征在于，计算所述Y分量平均值的具体方法为，各视频数据中Y分量的总和除以该视频数据中的像素点数，

利用公式计算：

$S=\frac{\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}E(i,j)}{m\·n}$

其中S是Y分量平均值，E是Y分量总和,m，n分别表示视频矩阵的行数和列数，i，j表示是第i行，第j列。

6.一种全景亮度平衡调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：启动程序，并对各台摄像机进行连接设置；

步骤B：从连接的各台摄像机上采集视频数据；

步骤C：从采集的视频数据中获取YUV颜色编码数据和亮度参数，并确定相连接的两台摄像机重叠的视频区域；

步骤D：计算各台摄像机的YUV颜色编码数据中Y分量平均值，并发送；

步骤E：将重叠的视频区域内相连接的第一摄像机和第二摄像机的Y分量平均值进行比较，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值大于设定的阀值，则执行步骤F，如果重叠视频区域内的两个Y分量平均值的差值均小于设定的阀值，则执行步骤G；

步骤F：以第一摄像机Y分量平均值为准，计算出亮度调整值，再调整第二摄像机的亮度参数，再执行步骤C；

步骤G：发送显示指令；

步骤H：将全景画面进行显示；

步骤I：是否将摄像机退出程序，如果确定退出，则执行步骤J，否则，则执行步骤C；

步骤J：断开摄像机连接并关闭。

7.根据权利要求6所述的全景亮度平衡调节方法，其特征在于，所述计算亮度调整值的具体方法为，计算重叠视频区域内第一摄像机的Y分量平均值与第二摄像机Y分量平均值的差值，再加上第二摄像机的亮度参数。

8.根据权利要求6或7所述的全景亮度平衡调节方法，其特征在于，计算所述Y分量平均值的具体方法为，各视频数据中Y分量的总和除以该视频数据中的像素点数，

利用公式计算：

$S=\frac{\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}E(i,j)}{m\·n}$

其中S是Y分量平均值，E是Y分量总和,m，n分别表示视频矩阵的行数和列数，i，j表示是第i行，第j列。