CN105225254A - 一种自动追踪局部目标的曝光方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种自动追踪局部目标的曝光方法，包括以下步骤：获取包括待识别局部目标的当前帧整体图像；在所述当前帧整体图像中，实时定位所述待识别局部目标，并获取与所述待识别局部目标相对应的当前帧局部图像；计算所述当前帧局部图像的最佳曝光量；按照所述最佳曝光量对前一帧整体图像进行整体曝光。当待识别局部目标在整个获取窗口内处于不断移动和变化中时，用上一帧得到的最佳曝光量应用在当前一帧实时获取的整体图像中的待识别目标相对应的局部图像上。这样的话，在最终得到的整个图像中，待识别目标的曝光情况就是最佳的。

Description

一种自动追踪局部目标的曝光方法及系统

技术领域

本发明涉及智能图像识别技术领域，特别是涉及一种自动追踪局部目标的曝光方法及系统。

背景技术

根据日常使用相机的经验，我们知道如果拍摄时的光线欠佳，得到的图像往往较暗，分辨率不高，这是因为进入相机的曝光量不够。但是如果拍摄时有炫光或强光照射在被拍摄的物体上时，得到的图像又会过亮，同样也分辨率较差。通常相机均具备曝光算法，针对不同的拍摄光线，通过调整曝光量，获得曝光合理的图像。

现有技术中，相机具备标准自动曝光算法，例如平均测光模式和点测光模式等。平均测光模式以拍摄窗口内的整体画面的为曝光量控制对象，照顾画面整体曝光量平衡，在逆光场景下，会导致整个画面的曝光均不准确，获得的图像整体较暗。点测光模式仅对进入拍摄窗口内固定的中心区域处，对应的局部目标的亮度进行测量，最终使得得到的图像的中心位置的曝光量最佳，而整体图像的曝光可能欠佳。可用于强烈逆光下，希望仅对整个画面的中心局部进行较强曝光的场景。

上述自动曝光算法针对的均为静态目标。而在智能监控中的人脸识别，智能交通中的车牌识别等智能监控领域中的相机需要获取的是运动中目标的图像。由于目标物在拍摄窗口内的位置处于快速变动中，如果应用点测光模式的话，目标物会快速从中心位置移动至图像采集画面的其他位置，也就是对此时的中心位置的非目标物进行测光，进而对整体图像曝光的话，目标物的曝光量不是最佳的，达不到得到清晰的目标物图像的监控目的。

综上所述，如何使得拍摄窗口中的运动的局部运动目标的合理曝光，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种自动追踪局部目标的曝光方法及系统，以解决现有技术中拍摄中，画面窗口中的局部运动目标曝光不合理的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种自动追踪局部目标的曝光方法，包括以下步骤：

获取包括待识别局部目标的当前帧整体图像；

在所述当前帧整体图像中，定位所述待识别局部目标，并获取与所述待识别局部目标相对应的当前帧局部图像；

计算所述当前帧局部图像的最佳曝光量；

按照所述最佳曝光量对前一帧整体图像进行整体曝光。

优选的，在上述自动追踪局部目标的曝光方法中，所述实时定位所述待识别局部目标包括：

确定所述待识别局部目标在第一帧整体图像中的坐标后，确定所述待识别局部目标的轮廓尺寸特征。

优选的，在上述自动追踪局部目标的曝光方法中，所述在所述当前帧整体图像中，实时定位所述待识别局部目标，并获取与所述待识别局部目标相对应的当前帧局部图像，包括：

在第一帧整体图像中，定位所述识别目标，并获取与所述待识别局部目标相对应的第一帧局部图像；

获取所述当前帧整体图像，并在所述当前帧整体图像中设置一个与所述第一帧局部图像大小相等的局部窗口，判断所述局部窗口内的图像是否接近所述第一帧局部图像；

若是，则获取所述局部窗口内的图像作为所述当前帧局部图像；

优选的，在上述自动追踪局部目标的曝光方法中，在所述获取包括待识别局部目标的当前帧整体图像之前，还包括：

检测图像采集窗口内是否采集到待识别目标；

若是，获取包括所述待识别局部目标的当前帧整体图像。

优选的，在上述自动追踪局部目标的曝光方法中，所述获取所述当前帧整体图像，并在所述当前帧整体图像中设置一个与所述第一帧局部图像大小相等的局部窗口，判断所述局部窗口内的图像是否接近所述第一帧局部图像包括：

根据所述局部窗口内的图像与所述第一帧局部图像的相似度来判断两者是否接近，若所述相似度达到95％,则判断两者接近。

本发明还提供一种与上述曝光方法相对应的自动追踪局部目标的曝光系统，包括：

整体图像获取模块，用于获取包括待识别局部目标的当前帧整体图像；

局部目标定位模块，用于在所述当前帧整体图像中，实时定位所述待识别局部目标；

局部目标图像获取模块，用于获取与所述待识别局部目标相对应的当前帧局部图像；

数据处理模块，用于计算所述当前帧局部图像的最佳曝光量；

曝光控制模块，用于按照所述最佳曝光量对前一帧整体图像进行整体曝光。

优选的，在上述自动追踪局部目标的曝光系统中，还包括：图像检测模块，用于检测图像采集窗口内是否采集到待识别目标。

通过上述的技术方案可知，本发明提供的上述自动追踪局部目标的曝光方法的工作过程为：将对局部目标的曝光调整按一帧为时间单位进行连续测光，而且在每一帧中都实时定位所述待识别局部目标的位置及当前的特征，并实时计算当前帧局部图像的最佳曝光量。当待识别局部目标在整个获取窗口内处于不断移动和变化中时，用上一帧得到的最佳曝光量应用在当前一帧实时获取的整体图像中的待识别目标相对应的局部图像上。这样的话，经过前几帧的不断测光和曝光量的调整，可将曝光量调整并维持在最合理的数值上。在最终得到的整个图像中，待识别目标的曝光情况就是最佳的。

同时，本发明还提供了一种自动追踪局部目标的曝光系统，用于实现上述自动追踪局部目标的曝光方法的上述工作过程。

因此，本发明提供的一种自动追踪局部目标的曝光方法及系统，能解决现有技术中拍摄中，图像采集窗口中的局部运动目标曝光不合理的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为现有的点测光曝光方法的操作示意图；

图2为本发明实施例提供的自动追踪局部目标的曝光方法的操作示意图；

图3为本发明实施例提供的自动追踪局部目标的曝光方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的自动追踪局部目标的曝光系统的结构示意图。

其中：

1-图像检测模块，2-整体图像获取模块，3-局部目标定位模块，4-局部目标图像获取模块，5-数据处理模块，6-曝光控制模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参见图1，该图为现有的点测光曝光方法的操作示意图。图1表示想要采集到的是一头正在奔跑中的猎豹的图像，当应用点测光曝光方法时，可以对始终位于图像中心的灰色圆形内的最佳曝光量进行测算，且以当前测算的曝光量对整体图像曝光，就能保证位于灰色圆形内的图像中心的局部图像曝光最佳。假设想要使得猎豹头面部的曝光最佳。当如图所述，从图像采集器窗口中看到的灰色圆形内恰好是猎豹的头面部时按下快门拍摄，可是由于猎豹在窗口中的快速奔跑，得到的照片上的中心处很可能已经不是此时看到的猎豹的头面部，可能会是颈部，即得到的整体图像中颈部曝光量最佳。因此当实际中需要对运动目标的局部图像要求清晰曝光时，现有的点测光曝光方法显然已经不适用。而本发明提供的自动追踪局部目标的曝光方法可以很好的满足这些方面的需求，下面将对本发明提供的曝光方法做详细介绍。

参见图2，为本发明实施例提供的一种自动追踪局部目标的曝光方法的操作示意图。如图所示的方框为图像采集器窗口内始终跟踪所要清晰曝光的猎豹的头面部移动的局部窗口。曝光方法如下：

在步骤S101中，获取包括待识别局部目标的当前帧整体图像。

结合图1，即图像采集器获取包括想要获得最佳曝光量的头面部的当前猎豹的整体图像。在对焦的过程中，将焦点中心移动至头面部，并将此整体图像传送至相机中的图像处理单元。

在步骤S102中，在所述当前帧整体图像中，实时定位所述待识别局部目标，并获取与所述待识别局部目标相对应的当前帧局部图像。

当上述图像处理单元接收到上述整体图像后，继续获取上述整体图像的下一帧整体图像，在当前一帧的整体图像中，猎豹的头面部的位置可能与其上述整体图像中的位置已经发生变化，如何在当前图像中提取出头面部的图像是是否定位合理的关键，这可以包括以下的步骤：在第一帧整体图像中，先确定头面部的坐标后，再确定头面部的轮廓尺寸特征，并获取与头面部相对应的第一帧头面部图像。然后，在此后获取的每一帧整体图像中，设置一个与第一帧头面部图像大小相等的局部窗口，并判断所述局部窗口内的图像是否接近所述第一帧局部图像。

可以根据所述局部窗口内的图像与所述第一帧局部图像的相似度来判断两者是否接近，若所述相似度达到95％,则判断两者接近。而相似度的判断可以根据两者的色度、亮度、饱和度、像素等有关参数根据一定的算法比对后而得出。当相似度达标标，则获取所述局部窗口内的图像作为所述当前帧的头面部图像。

依照上述步骤S102的方法，在每一帧整体图像中，都能提取出待识别的头面部头像，也就是说在每一帧组成的曝光时长内，局部窗口始终追踪头面部位置而在图像采集窗口内实时移动，这有利于以下步骤中测光的准确性。

在步骤S103中，计算所述当前帧局部图像的最佳曝光量。

也就是说计算每一帧整体图像中局部窗口追踪到的每一帧头面部图像的最佳曝光量。

在步骤S104中，按照所述最佳曝光量对前一帧整体图像进行整体曝光。

因为猎豹处于不断运动变化中，在所述获取包括头面部图像的的当前帧整体图像之前，还包括：

检测图像采集窗口内是否采集到猎豹图像；

若是，则获取包括所述头面部图像的的当前帧整体图像。

这样做的目的是保证每一帧整体图像中均包含头面部图像，否则，最终调整的最佳曝光量的精确度就会受到影响。

通过上述的技术方案可知，本发明提供的上述自动追踪局部目标的曝光方法的工作过程为：将对头面部图像的按一帧为时间单位进行连续测光，而且在每一帧中都实时定位所述头面部的位置及轮廓尺寸特征，并实时计算当前帧头面部图像的最佳曝光量。用上一帧得到的最佳曝光量应用在当前一帧的头面部的局部图像上。这样的话，经过前几帧的不断测光和曝光量的调整，可将曝光量调整并维持在最合理的数值上。当整个曝光时间结束后，将一定数量的帧数对曝光量的调整后，得到猎豹头面部的曝光最佳的整体图像。

因此，本发明提供的一种自动追踪局部目标的曝光方法及系统，能解决现有技术中拍摄中，图像采集窗口中的局部运动目标曝光不合理的问题。

同时，本发明还提供了一种自动追踪局部目标的曝光系统，用于实现上述自动追踪局部目标的曝光方法的上述工作过程。

一种自动追踪局部目标的曝光系统，包括：

整体图像获取模块2，用于获取包括待识别局部目标的当前帧整体图像；

局部目标定位模块3，用于在所述当前帧整体图像中，实时定位所述待识别局部目标；

局部目标图像获取模块4，用于获取与所述待识别局部目标相对应的当前帧局部图像；

数据处理模块5，用于计算所述当前帧局部图像的最佳曝光量；

曝光控制模块6，用于按照所述最佳曝光量对前一帧整体图像进行整体曝光。

在上述的自动追踪局部目标的曝光系统中，还包括：图像检测模块1，用于检测图像采集窗口内是否采集到待识别目标。

对于，上述自动追踪局部目标的曝光系统的曝光过程，可以参考前述本发明提供的自动追踪局部目标的曝光方法的部分中的相关说明，在此不再赘述。

上述曝光控制模块可以包括曝光时间控制模块、感光度调节模块、光圈控制模块以及补光灯触发模块。通过对各个模块的综合控制，来将猎豹头面部的曝光量调整到最佳值，获得运动中头面部清晰曝光的猎豹图像。

本发明提供的上述曝光方法和曝光系统可以应用在智能监控中的人脸识别、车辆识别等多个领域。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自动追踪局部目标的曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取包括待识别局部目标的当前帧整体图像；

在所述当前帧整体图像中，实时定位所述待识别局部目标，并获取与所述待识别局部目标相对应的当前帧局部图像；

计算所述当前帧局部图像的最佳曝光量；

按照所述最佳曝光量对前一帧整体图像进行整体曝光。

2.根据权利要求1所述的自动追踪局部目标的曝光方法，其特征在于，所述实时定位所述待识别局部目标包括：

确定所述待识别局部目标在第一帧整体图像中的坐标后，确定所述待识别局部目标的轮廓尺寸特征。

3.根据权利要求2所述的自动追踪局部目标的曝光方法，其特征在于，所述在所述当前帧整体图像中，实时定位所述待识别局部目标，并获取与所述待识别局部目标相对应的当前帧局部图像，包括：

在第一帧整体图像中，定位所述识别目标，并获取与所述待识别局部目标相对应的第一帧局部图像；

获取所述当前帧整体图像，并在所述当前帧整体图像中设置一个与所述第一帧局部图像大小相等的局部窗口，判断所述局部窗口内的图像是否接近所述第一帧局部图像；

若是，则获取所述局部窗口内的图像作为所述当前帧局部图像。

4.根据权利要求1所述的自动追踪局部目标的曝光方法，其特征在于，在所述获取包括待识别局部目标的当前帧整体图像之前，还包括：

检测图像采集窗口内是否采集到待识别目标；

若是，获取包括所述待识别局部目标的当前帧整体图像。

5.根据权利要求3所述的自动追踪局部目标的曝光方法，其特征在于，所述获取所述当前帧整体图像，并在所述当前帧整体图像中设置一个与所述第一帧局部图像大小相等的局部窗口，判断所述局部窗口内的图像是否接近所述第一帧局部图像包括：

根据所述局部窗口内的图像与所述第一帧局部图像的相似度来判断两者是否接近，若所述相似度达到95％,则判断两者接近。

6.一种自动追踪局部目标的曝光系统，其特征在于，包括：

整体图像获取模块，用于获取包括待识别局部目标的当前帧整体图像；

局部目标定位模块，用于在所述当前帧整体图像中，实时定位所述待识别局部目标；

局部目标图像获取模块，用于获取与所述待识别局部目标相对应的当前帧局部图像；

数据处理模块，用于计算所述当前帧局部图像的最佳曝光量；

曝光控制模块，用于按照所述最佳曝光量对前一帧整体图像进行整体曝光。

7.根据权利要求6所述的自动追踪局部目标的曝光系统，其特征在于，还包括：图像检测模块，用于检测图像采集窗口内是否采集到待识别目标。