CN105245785A

CN105245785A - 一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法

Info

Publication number: CN105245785A
Application number: CN201510487514.9A
Authority: CN
Inventors: 贺徵廷; 程自清
Original assignee: Shenzhen Dacheng Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Dacheng Technology Development Co Ltd
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2016-01-13

Abstract

本发明公开了一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法。该方法包括：获取重叠区域内相邻摄像头YUV中的Y分量明亮值，计算得到所述相邻摄像头的亮度差；根据所述亮度差，调整所述重叠区域内左右摄像头亮度值，使重叠区域内相邻摄像头采集的像素亮度一致；计算所述重叠区域内相邻摄像头的像素亮度的加权平均数，根据所述亮度差，调整左右非重叠区域内的像素亮度值；根据所述亮度差，调整所有摄像头的亮度采集参数，使重叠区域内相邻摄像头采集的原始亮度像素参数一致。本发明中，实现了自动、准确、实时的亮度平衡，使得由多个摄像头采集的画面像是从一个摄像头拍出来的一样。

Description

一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法

技术领域

本发明涉及汽车全景摄像头技术领域，尤其涉及一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法。

背景技术

汽车全景摄像头技术，通过利用车身前后左右4个广角摄像头提取车身周围的图像信号，经过处理单元矫正图像的鱼眼畸变，再进行视角变换将图像转换成俯视图，最后将四幅图像旋转拼接，生成一个车身周围的俯视视频图像。由于4个摄像头自身的光学特性以及所处的光线环境不完全相同，导致采集到的图像的亮度也不完全相同。为了得到满意的显示效果，在生成车身周围俯视图之前，需要对4个摄像头采集的图像进行亮度调整。

发明内容

本发明提供了一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法，实现了自动、准确、实时的亮度平衡，使得由多个摄像头采集的画面像是从一个摄像头拍出来的一样。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法，其特征在于，该方法包括：

获取重叠区域内相邻摄像头YUV中的Y分量明亮值，计算得到所述相邻摄像头的亮度差；

根据所述亮度差，调整所述重叠区域内左右摄像头的采集像素的亮度值，使重叠区域内相邻摄像头采集的像素亮度一致；

计算所述重叠区域内相邻摄像头的像素亮度的加权平均数，根据所述亮度差，调整左右非重叠区域内的像素亮度值；

根据所述亮度差，调整所有摄像头的亮度采集参数，使重叠区域内相邻摄像头采集的原始亮度像素参数一致。

所述计算得到相邻摄像头的亮度差，具体包括：

根据重叠区域内相邻摄像头YUV中的Y分量明亮值，建立所述重叠区域内的亮度直方图，并最终得到所述重叠区域内相邻摄像头的亮度直方图顶点差。

所述方法还包括：实时调节每个摄像头所摄取图像的部分像素Y值，使每个摄像头的亮度保持一致。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：

本发明实施例中，提供了一种独特的亮度平衡调节方法，一方面调整显示区像素的亮度值，使得显示亮度在不同摄像头采集区域自然过渡；另一方面调节各个摄像头的亮度采集参数，使不同摄像头采集的原始亮度数据尽可能一致。本发明通过对汽车全景摄像头采集图像的过程进行亮度平衡处理后，使由多个摄像头采集的画面犹如从一个摄像头拍出来的一样自然。

附图说明

图1为本发明的一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法的实际使用环境示意图；

图2为本发明的一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法的应用系统结构示意图；

图3为本发明的一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法的工作流程框图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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的一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，为本发明实施例提出的一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法的应用系统及工作流程示意图，该方法包括：

获取重叠区域内相邻摄像头YUV中的Y分量明亮值，计算得到相邻摄像头的亮度差；

根据亮度差，调整重叠区域内左右摄像头的亮度值，使重叠区域内相邻摄像头采集的亮度像素参数一致；

计算所述重叠区域内相邻摄像头的亮度像素参数的加权平均数。根据所述亮度差，调整左右非重叠区域内相邻摄像头的亮度值；

根据所述亮度差，调整所有摄像头的采集参数，使其原始亮度像素参数一致。

计算得到相邻摄像头的亮度差，具体包括：

根据重叠区域内相邻摄像头YUV中的Y分量明亮值，建立重叠区域内的亮度直方图，并最终得到重叠区域内相邻摄像头的亮度直方图顶点差。

该方法还包括：实时调节每个摄像头所摄取图像的部分像素Y值，使每个摄像头的亮度保持一致。

下面结合具体实施过程，对本发明的工作流程做进一步说明：

该方法包括以下步骤

步骤1：求重叠区域亮度直方图

对每个重叠区域，求相邻摄像头获得图像的亮度直方图。

例如，对于前左重叠区，前摄像头摄取图像在此区域的亮度直方图表示为

H_UL,F(x),x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

其中X₀，X₁，…，X_i，…，X_N-1顺序为N级离散化的图像亮度值，且X₀对应图像亮度值域的极小值，X_N-1对应图像亮度值域的极大值。

对于前左重叠区，左摄像头摄取图像在此区域的亮度直方图表示为

H_UL,L(x),x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

对于前右重叠区，前摄像头摄取图像在此区域的亮度直方图表示为

H_UR,F(x),x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

对于前右重叠区，右摄像头摄取图像在此区域的亮度直方图表示为

H_UR,R(x),x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

对于后左重叠区，后摄像头摄取图像在此区域的亮度直方图表示为

H_BL,B(x),x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

对于后左重叠区，左摄像头摄取图像在此区域的亮度直方图表示为

H_BL,L(x),x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

对于后右重叠区，后摄像头摄取图像在此区域的亮度直方图表示为

H_BR,B(x),x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

对于后右重叠区，右摄像头摄取图像在此区域的亮度直方图表示为

H_BR,R(x),x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

步骤2：对重叠区域，求相邻摄像头亮度直方图顶点差

对每个重叠区域，获得相邻亮度直方图的顶点的差，其中，

前左重叠区中：

H_UL,F(x)的直方图顶点表示为

P_UL,F＝max{H_UL,F(x)},x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

H_UL,L(x)的直方图顶点表示为

P_UL,L＝max{H_UL,L(x)},x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

前摄像头和左摄像头亮度直方图顶点差表示为

D_UL＝P_UL,F–P_UL,L

前右重叠区中：

H_UR,F(x)的直方图顶点表示为

P_UR,F＝max{H_UR,F(x)},x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

H_UR,R(x)的直方图顶点表示为

P_UR,R＝max{H_UR,R(x)},x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

前摄像头和右摄像头亮度直方图顶点差表示为

D_UR＝P_UR,F–P_UR,R

后左重叠区中：

H_BL,B(x)的直方图顶点表示为

P_BL,B＝max{H_BL,B(x)},x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

H_BL,L(x)的直方图顶点表示为

P_BL,L＝max{H_BL,L(x)},x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

后摄像头和左摄像头亮度直方图顶点差表示为

D_BL＝P_BL,B–P_BL,L

后右重叠区中：

H_BR,F(x)的直方图顶点表示为

P_BR,F＝max{H_BR,B(x)},x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

H_BR,R(x)的直方图顶点表示为

P_BR,R＝max{H_BR,R(x)},x∈{X_i|i＝0，1，…，N-1}

后摄像头和右摄像头亮度直方图顶点差表示为

D_BR＝P_BR,B–P_BR,R

步骤3：对重叠区域，根据上述步骤2的结果，调整左右摄像头像素亮度

对每个重叠区域，根据获得的直方图顶点差，平移左右摄像头的直方图，从而使此重叠区域的相应摄像头摄取图像的亮度匹配。

对于前左重叠区由左摄像头所获取图像，如某个像素的原始亮度值为X_i，则调整后的新灰度值X_j,，计算方式如下

X_j＝max{X₀,min{X_N–1，X_i+D_UL}},i＝0，1，…，N-1

对于后左重叠区由左摄像头所获取图像，如某个像素的原始亮度值为X_i，则调整后的新灰度值X_j,计算方式如下

X_j＝max{X₀,min{X_N–1，X_i+D_BL}},i＝0，1，…，N-1

对于前右重叠区由左摄像头所获取图像，如某个像素的原始亮度值为X_i，则调整后的新灰度值X_j,计算方式如下

X_j＝max{X₀,min{X_N–1，X_i+D_UR}},i＝0，1，…，N-1

对于后右重叠区由左摄像头所获取图像，如某个像素的原始亮度值为X_i，则调整后的新灰度值X_j,计算方式如下

X_j＝max{X₀,min{X_N–1，X_i+D_BR}},i＝0，1，…，N-1

步骤4：对重叠区域，对相邻摄像像素头亮度作加权平均

对每个重叠区域，对相应两个摄像头的亮度数据进行加权平均，从而使此重叠区域显示的亮度均匀过渡。

由于在步骤3中对左右摄像头亮度的调整，重叠区域相邻摄像头的获得像素亮度已经比较接近。此步骤进一步对相邻摄像头亮度根据像素位置进行加权平均，使该区域的亮度过渡更自然平衡。

假设前左重叠区和后左重叠区之间共有M行像素，对此区域的每一行像素，其亮度调整量需要从前到左均匀过渡。

对于前摄像头，假设此区域的第k排像素(k＝0,1,2,…M-1)中某一像素的亮度为X_F,i。

对于左摄像头，假设此区域的第k排像素(k＝0,1,2,…M-1)中某一像素的亮度为X_L,i。

假设加权平均后的像素亮度结果为X_UL,i，则其计算公式为

X_UL,i＝[X_F,i*(M-1-k)+X_L,i*k]/(M-1),i＝0，1，…，N-1

对于前右重叠区，后左重叠区和后右重叠区，起亮度的加权平均计算类似。

步骤5：对左右摄像头摄取图像的其余区域，作亮度处理

对于左右摄像头摄取图像的其余显示区域，根据和前后摄像头的直方图的顶点差，调整其余像素的亮度值，使得前后像素均匀过渡。

对于左摄像头，前左重叠区的像素亮度被整体调整了D_UL，后左重叠区域的像素亮度被整体调整了D_BL。假设前左重叠区和后左重叠区之间共有M行像素，对此区域的每一行像素，其亮度调整量需要从D_UL均匀过渡到D_BL。

假设此区域的第k排像素(k＝0,1,2,…M-1)中某一像素的亮度为X_i，其亮度的调整公式为

X_j＝max{X₀,min{X_N–1，X_i+k*(D_BL-D_UL)/M+D_UL}},i＝0，1，…，N-1

对于右摄像头，前右重叠区的像素亮度被整体调整了D_UR，后右重叠区域的像素亮度被整体调整了D_BR。假设前右重叠区和后右重叠区之间共有M行像素，对此区域的每一行像素，其亮度调整量需要从D_UR均匀过渡到D_BR。

假设此区域的第k排像素(k＝0,1,2,…M-1)中某一像素的亮度为Xi，其亮度的调整公式为

X_j＝max{X₀,min{X_N–1，X_i+k*(D_BR-D_UR)/M+D_UR}},i＝0，1，…，N-1

步骤6：根据上述步骤2的结果，调整前后左右摄像头亮度相关的采集参数

此步骤根据步骤2的结果，调节摄像头采集模块内和硬件相关的硬件参数，使各个摄像头原始采集图像的亮度尽可能一致，从而使显示图像更自然。

假设对每个摄像头采集模块，其亮度参数的最小值、中间值和最大值分别表示为

M_min,M_mid,M_max

一般而言，M_mid为适用于大部分场景的亮度参数值。

对于前、后、左、右摄像头采集模块，当前的待调整的亮度参数值表示为

V_F,V_B,V_L,V_R

调整后的亮度参数值表示为V’_F,V’_B,V’_L,V’_R

每次参数调整的步长表示为s。步长设置可根据M_max、M_min、调整频率f，和调整收敛时间t来设置。

s＝(M_max–M_min)/f*t

例如，如要求调整在1秒钟收敛，则t＝1。对一般摄像头采集模块，调整频率为30(每秒30次)，M_max＝255，M_min＝0，则s＝(255-0)/30*1＝8

亮度参数调整阈值表示为T。

步骤6.1：调整V_L为临时参数V”_L,V_R为临时参数V”_R

V”_L和V”_R为中间计算结果。此步骤的目的是根据步骤2的结果，调整左右摄像头的亮度参数，使其亮度接近前摄像头。

对左摄像头

if(P_UL,F–P_UL,L)>T，thenV”_L＝V_L+s

elseif(P_UL,F–P_UL,L)<(–T)，thenV”_L＝V_L–s

else,thenV”_L＝V_L

对右摄像头

if(P_UR,F,–P_UR,R)>T，thenV”_R＝V_R+s

elseif(P_UR,F,–P_UR,R)<(–T)，thenV”_R＝V_R–s

else,thenV”_R＝V_R

步骤6.2：调整V_B为V’‘_B

此步骤的目的是调整后摄像头的亮度参数，使其亮度接近左右摄像头的平均值

if[(P_BL,B+P_BR,B)–(P_BL,L+P_BR,R)]>T，thenV”_B＝V_B–s

elseif[(P_BL,B+P_BR,B)–(P_BL,L+P_BR,R)]<(–T)，thenV”_B＝V_B+s

else,thenV”_B＝V_B

步骤6.3：统一调整V_F,V”_B,V”_L,V”_R

步骤6.1和6.2的调整都以前摄像头的亮度为参照，调整后、左和右摄像头的亮度参数，使其亮度逼近前摄像头。此步骤根据前摄像头的亮度参数，和后、左、右摄像头的亮度参数，是其接近参数中间值M_mid。

if[(V”_B+V”_L+V”_R)/3+V_F]/2>(M_mid+s),then

V”_F＝V_F–s

V”_B＝V”_B–s

V”_L＝V”_L–s

V”_R＝V”_R–s

elseif[(V”_B+V”_L+V”_R)/3+V_F]/2<(M_mid–s),then

V”_F＝V_F+s

V”_B＝V”_B+s

V”_L＝V”_L+s

V”_R＝V”_R+s

else,then

V”_F＝V_F

V”_B＝V”_B

V”_L＝V”_L

V”_R＝V”_R

最后，确认将V”_F、V”_B、V”_L、V”_R调整到亮度参数范围内。

V^’ _F＝max{M_min，min{M_max，V”_F}},

V^’ _B＝max{M_min，min{M_max，V”_B}},

V^’ _L＝max{M_min，min{M_max，V”_L}},

V^’ _R＝max{M_min，min{M_max，V”_R}},

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

通过本发明实施例的技术方案，本发明提供了一种独特的亮度平衡调节方法，一方面调整显示区像素的亮度值，使得显示亮度在不同摄像头采集区域自然过渡；另一方面调节各个摄像头的亮度采集参数，使不同摄像头采集的原始亮度数据尽可能一致。本发明通过对汽车全景摄像头采集图像的过程进行亮度平衡处理后，使由多个摄像头采集的画面犹如从一个摄像头拍出来的一样自然。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种汽车全景摄像头的亮度平衡调解方法，其特征在于，该方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算得到相邻摄像头的亮度差，具体包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

实时调节每个摄像头所摄取图像的部分像素Y值，使每个摄像头的亮度保持一致。