CN105704382B - 一种多通道ccd摄像机图像校正方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多通道CCD摄像机图像校正方法和装置，其中，所述方法包括：在系统调试阶段，确定一个预设增益段的理想加权脉宽值；根据理想加权脉宽值和预设采样点数，获取各通道的采样点数据；按照预置规则对预设增益段下、预设色彩亮度分量的期望亮度采样区间进行分段，获得若干亮度段；根据落入每个亮度段的数值区间内的采样点数据，确定预设色彩亮度分量在各个亮度段对应的线性拟合参数；选择一个CCD采样通道作为校正图像色彩亮度的基准通道，根据线性拟合参数确定其他CCD采样通道相对基准通道的校正参数。采用本申请提供的图像校正方法获得的拼接图像均匀性良好，提高了多通道CCD图像采集系统输出的图像质量。

Description

一种多通道CCD摄像机图像校正方法和装置

技术领域

本发明涉及数字图像处理技术领域，特别涉及一种多通道CCD摄像机图像校正方法和装置。

背景技术

目前，高清网络摄像机在安防监控、平安城市、智能交通等领域得到了广泛应用。高清网络摄像机主要使用具备优良的感光性、低噪点等特点的CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合元件)图像传感器作为图像采集传感器。由于受CCD的工艺限制，若要获取大面阵、高帧率的高分辨图像，需要采用多通道摄像机进行图像拼接。

在多通道CCD拼接图像中，由于CCD面阵工艺导致的像元相应差异，各个通道间的增益、暗电流、走线等因素的影响，多通道拼接完成后的图像不同区域在亮度和色度上略有偏差，存在明显的非均匀性。因此针对智能交通对图像质量的高要求，必须对各个通道间图像的偏色、亮度等非均匀性差异进行消除校正。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多通道CCD摄像机图像校正方法和装置，提高拼接图像的均匀性。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种多通道CCD摄像机图像校正方法，应用于设置有矫正筒的多通道CCD图像采集系统，所述矫正筒用于在所述CCD摄像机采集图像时提供参考光源，所述图像校正方法包括：

在系统调试阶段，确定一个预设增益段的理想加权脉宽值，所述加权脉宽值决定所述参考光源的频闪亮度；

根据所述理想加权脉宽值和预设采样点数，获取各通道的采样点数据，其中，每个所述采样点数据包括：所述理想加权脉宽值与对应的采样点的色彩亮度分量；

按照预置规则对所述预设增益段下、预设色彩亮度分量的期望亮度采样区间进行分段，获得若干亮度段，其中，所述预置规则为：每个所述亮度段内，所述预设色彩亮度分量的量化统计值与所述理想加权脉宽值之间呈线性关系；

根据落入每个所述亮度段的数值区间内的采样点数据，确定所述预设色彩亮度分量在各个所述亮度段对应的线性拟合参数；

选择一个CCD采样通道作为校正图像色彩亮度的基准通道，根据所述线性拟合参数确定其他CCD采样通道相对基准通道的校正参数。

可选地，在系统调试阶段，所述矫正筒的加权脉冲宽度值与色彩亮度分量的亮度统计值呈比例关系，通过初始化设置的加权脉宽值与色彩亮度分量的期望亮度统计值，以及获取的实际亮度统计值来计算一个理想加权脉宽值。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种多通道CCD摄像机图像校正方法，应用于设置有矫正筒的多通道CCD图像采集系统，所述矫正筒用于在所述CCD摄像机采集图像时提供参考光源，所述图像校正方法包括：

将所述CCD摄像机实际使用的增益区间划分为若干个增益段；

采用权利要求上述实施例提供的方法，获取各增益段下各通道对应的校正参数，确定图像采集系统的系统校正参数集合，其中，所述系统校正参数集合中的每一个校正参数对应一组配置信息，所述配置信息包括：通道标识、增益段信息、在每个增益下划分亮度曲线的亮度段信息和色彩亮度分量信息；

获取各通道采集的原始图像信息，所述原始图像信息由色彩亮度分量值构成，每个所述色彩量度分量值对应一个像元信息，其中，所述像元信息包括：通道标识、增益参数和原始量化值；

根据每个所述色彩亮度分量值对应的像元信息查询所述系统校正参数集合，获得每个所述色彩亮度分量值对应相同增益段下、相同亮度段的目标校正参数；

根据每个色彩亮度分量值的原始量化值和对应的目标校正参数，计算每个所述色彩量度分量值的校正量化值；

根据所述每个色彩亮度分量值的校正量化值，输出校正后多通道CCD摄像机采集的拼接图像。

可选地，所述根据每个所述色彩亮度分量值对应的像元信息查询所述系统校正参数集合，获得每个所述色彩亮度分量值对应相同增益段下、相同亮度段的目标校正参数；包括：

根据一个色彩亮度分量值的通道标识查询所述系统校正参数集合，确定第一参数查询范围；

根据所述色彩亮度分量值的增益参数查询所述第一参数查询范围，确定第二参数查询范围；

根据所述色彩亮度分量值对应的色彩亮度分量查询所述第二参数查询范围，确定第三参数查询范围；

根据所述色彩亮度分量值的原始量化值查询所述第三参数查询范围，确定所述目标校正参数。

可选地，根据每个色彩亮度分量值的原始量化值和对应的目标校正参数，计算每个所述色彩量度分量值的校正量化值，包括：

根据所述原始图像信息中一个色彩亮度分量值的原始量化值和所述目标校正参数，利用公式：y＝a*y₀+b，计算校正量化值；其中，y表示校正后的量化值，(a，b)表示所述目标校正参数，y₀表示所述原始图像信息中一个色彩亮度分量值的原始量化值。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种多通道CCD摄像机图像校正装置，应用于设置有矫正筒的多通道CCD图像采集系统，所述矫正筒用于在所述CCD摄像机采集图像时提供参考光源，其特征在于，所述图像校正装置包括：

加权脉宽值确定单元，用于在系统调试阶段，确定一个预设增益段的理想加权脉宽值，所述加权脉宽值决定所述参考光源的频闪亮度；

采样点数据获取单元，用于根据所述理想加权脉宽值和预设采样点数，获取各通道的采样点数据，其中，每个所述采样点数据包括：所述理想加权脉宽值与对应的采样点的色彩亮度分量；

亮度段划分单元，用于按照预置规则，对所述预设增益段下、预设色彩亮度分量的期望亮度采样区间进行分段，获得若干亮度段，其中，所述预置规则为：每个所述亮度段内，所述预设色彩亮度分量的量化统计值与所述理想加权脉宽值之间呈线性关系；

拟合参数确定单元，用于根据落入每个所述亮度段的数值区间内的采样点数据，确定所述预设色彩亮度分量在各个所述亮度段对应的线性拟合参数；

校正参数确定单元，选择一个CCD采样通道作为校正图像色彩亮度的基准通道，根据所述线性拟合参数确定其他CCD采样通道相对基准通道的校正参数。

可选的，所述加权脉宽值确定单元，具体用于在系统调试阶段，所述矫正筒的加权脉冲宽度值与色彩亮度分量的亮度统计值呈比例关系，通过初始化设置的加权脉宽值与色彩亮度分量的期望亮度统计值，以及获取的实际亮度统计值来计算一个理想加权脉宽值。

根据本申请实施例的第四方面，提供了一种多通道CCD摄像机图像校正装置，所述装置包括：

增益段划分模块，用于将所述CCD摄像机实际使用的增益区间划分为若干个增益段；

校正参数确定模块，用于根据权利要求6或7所述的装置，获取各增益段下各通道对应的校正参数，确定图像采集系统的系统校正参数集合，其中，所述系统校正参数集合中的每一个校正参数对应一组配置信息，所述配置信息包括：通道标识、增益段信息、在每个增益下划分亮度曲线的亮度段信息和色彩亮度分量信息；

图像采集模块，用于获取各通道采集的原始图像信息，所述原始图像信息由色彩亮度分量值构成，每个所述色彩量度分量值对应一个像元信息，其中，所述像元信息包括：通道标识、增益参数和原始量化值；

参数查询模块，用于根据每个所述色彩亮度分量值对应的像元信息查询所述系统校正参数集合，获得每个所述色彩亮度分量值对应相同增益段下、相同亮度段的目标校正参数；

计算模块，用于根据每个色彩亮度分量值的原始量化值和对应的目标校正参数，计算每个所述色彩量度分量值的校正量化值；

校正图像输出模块，用于根据所述每个色彩亮度分量值的校正量化值，输出校正后多通道CCD摄像机采集的拼接图像。

可选的，所述参数查询模块包括：

第一确定单元，用于根据一个色彩亮度分量值的通道标识查询所述系统校正参数集合，确定第一参数查询范围；

第二确定单元，用于根据所述色彩亮度分量值的增益参数所述第一参数查询范围，确定第二参数查询范围；

第三确定单元，用于根据所述色彩亮度分量值对应的色彩亮度分量查询所述第二参数查询范围，确定第三参数查询范围；

目标参数确定单元，用于根据所述色彩亮度分量值的原始量化值查询所述第三参数查询范围，确定所述目标校正参数。

可选的，所述计算模块，具体用于根据所述原始图像信息中一个色彩亮度分量值的原始量化值和所述目标校正参数，利用公式：y＝a*y₀+b，计算校正量化值；其中，y表示校正后的量化值，(a，b)表示所述目标校正参数，y₀表示所述原始图像信息中一个色彩亮度分量值的原始量化值。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例提供的多通道CCD摄像机图像校正的方法，在系统调试阶段，首先采用以下方法确定一个增益段对应的校正参数集合：通过矫正筒提供的参考光源确定一个增益段的理想加权脉宽值；结合预设采样点数获取理想拟合采样点数据；将该增益段下所述理想加权脉宽值对应的低亮度非线性区域划分为若干亮度段，使各亮度段内色彩亮度分量的统计值与所述理想加权脉宽值呈线性关系；进而根据落入每个所述亮度段的数值区间内的采样点数据，确定所述预设色彩亮度分量在各个所述亮度段对应的线性拟合参数；选择一个CCD采样通道作为校正图像色彩亮度的基准通道，根据所述线性拟合参数确定其他CCD采样通道相对基准通道的校正参数。然后，依据上述方法确定每个增益段对应的校正参数结合，进而获得系统校正参数集合。

在图像校正阶段，首先根据原始图像信息中的色彩亮度分量值的像元信息匹配上述系统校正参数集合，确定目标校正参数；之后根据色彩亮度分量的原始量化值和所述目标校正参数，确定色彩亮度分量值的校正量化值。根据各通道相对于基准通道的色彩亮度分量值的校正量化值，输出校正后的拼接图像。采用本申请提供的多通道CCD摄像机图像校正方法获得的拼接图像可以达到各通道间无亮度差、无色差的效果，且确保了校正后拼接图像的保真度，提高了拼接图像的均匀性，进而提高的多通道CCD图像采集系统的输出图像质量。

附图说明

图1是本申请根据一示例性实施例示出的一种CCD输出的数字图像的结构示意图；

图2是本申请根据一示例性实施例示出的一种多通道CCD摄像机图像校正的场景示意图；

图3是本申请根据一示例性实施例示出的一种多通道CCD摄像机图像校正的方法流程图；

图4是本申请根据一示例性实施例示出的另一种多通道CCD摄像机图像校正的方法流程图；

图5是本申请提供的多通道CCD摄像机图像校正的装置所在设备的一种硬件结构图；

图6是本申请根据一示例性实施例示出的一种多通道CCD摄像机图像校正的装置框图；

图7是本申请根据一示例性实施例示出的一种多通道CCD摄像机图像校正的装置框图；

图8是本申请根据一示例性实施例示出的另一种多通道CCD摄像机图像校正的装置框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请中可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在介绍本申请之前，结合图1所示的CCD输出的数字图像的结构示意图，对CCD图像采集芯片输出的原始数据作简单介绍：在CCD摄像机中，由CCD图像采集芯片输出的原始数字图像数据为RAW格式数据，每一个像素点的数字图像信息由四个色彩亮度分量Gr、R、Gb、B的量化值表示。如图1所示，示意性地，假设一幅2×2大小的图像，包括四个像素点：P11、P12、P21、P22。以像素点P11为例，CCD输出的RAW格式图像数据中，像素点P11的图像信息由四个色彩亮度分量Gr、R、Gb、B的量化值表示。因此，上述2×2大小的图像共包括：4个Gr量化值、4个R量化值、4个Gb量化值、4个B量化值。也就是说CCD芯片输出的RAW格式图像数据是由上述四个色彩亮度分量的量化值构成。由上可知，CCD输出的一帧符合预期的图像中，每个色彩亮度分量的量化值均落入一个期望亮度取值范围内。

参照图2根据一示例性实施例示出的一种多通道CCD摄像机图像校正方法的应用场景示意图，本申请提供的图像校正方法应用于设置有矫正筒的多通道CCD图像采集系统中。该多通道CCD图像采集系统包括：具有多个模数转换通道的CCD摄像机100和矫正筒200。所述CCD摄像机100采用CCD作为图像传感器。所述矫正筒可以为所述CCD摄像机提供发光均匀、亮度可调的参考光源，以便CCD摄像机在上述参考光源的补偿下采集到理想图像。在系统调试阶段，所述CCD摄像机100和所述矫正筒200通信连接，可以将实际采集图像与期望图像之间的差距反馈给矫正筒的控制单元201，使控制单元201调整加权脉宽值，进而驱动发光单元202发射出期望亮度的参考光，根据上述闭环反馈控制过程控制矫正筒200发出符合预期频闪亮度的参考光。在所述参考光的亮度和CCD摄像机模数转换器的增益参数的共同作用下，输出理想色彩亮度的图像。

本申请中，一个通道输出的图像数据的量化值数据的形成过程为：在参考光提供照明条件下，被摄物体反射的光信号经CCD传感器的光电转换模块转换成模拟电信号；上述模拟电信号经过模拟电路的放大电路按照预设增益放大后，经过模数转换模块转换成数字电信号，形成一个通道输出图像数据的量化值。如上所述，CCD输出的一帧图像数据由四个色彩亮度分量的量化值构成。

参照图3根据一示例性实施例示出的一种多通道CCD摄像机图像校正方法的流程图，可以包括：

步骤11，将所述CCD摄像机实际使用的增益区间划分为若干个增益段；

假设，CCD摄像机各通道的实际使用增益区间为0～9dB，可以根据经验将上述增益区间划分为5段，比如，第一增益段：0dB；第二增益段：3dB；第三增益段：6dB；第四增益段：9dB。

步骤12，获取每个增益段下、各通道对应的校正参数，确定图像采集系统的系统校正参数集合；

本申请实施例中，可以逐个确定每个增益段下各通道对应的校正参数，进而得到上述系统校正参数集合。

参照图4根据一示例性实施例示出的另一种多通道CCD摄像机图像校正方法的流程图，上述步骤12可以包括：

步骤121、在系统调试阶段，确定一个预设增益段的理想加权脉宽值；

本申请中，理想加权脉宽值决定所述参考光源的频闪亮度。

本申请实施例中，在系统调试阶段，所述矫正筒的加权脉冲宽度值与色彩亮度分量的亮度统计值呈比例关系，通过初始化设置的加权脉宽值与色彩亮度分量的期望亮度统计值，以及获取的实际亮度统计值来计算一个理想加权脉宽值。

假设CCD摄像机设置有A、B、C、D四个通道，根据相关知识可知，每个通道输出的原始图像数据为RAW格式数据，包括Gr、R、Gb、B四个色彩亮度分量。

假设A通道输出了一帧10×10大小的图像数据，以该图像数据中的色彩分量Gr的量化统计值为例，假设在增益段0dB下，矫正筒的初始化加权脉宽值为X1，CCD摄像机统计的实际Gr量化值的统计值为Xgr，则，A通道0dB增益下对应的理想加权脉宽值X可以采用以下公式(1)计算：

X＝(X1*Egr)/Xgr……(公式1)

其中，Xgr为Gr分量的实际亮度统计值；(0，Egr)表示增益段0dB下通道A中Gr分量的期望亮度采样区间。

步骤122、根据所述理想加权脉宽值和预设采样点数，获取各通道的采样点数据；

每个采样点数据包括：上述理想加权脉宽值与对应的采样点的色彩亮度分量。

也就是说预设通道对应的每个所述采样点数据为在所述预设增益段、预设曝光量下、采集的原始参考图像在四个色彩亮度分量的量化值的平均值；其中，曝光量＝曝光时间*参考光亮度，其中，矫正筒的脉宽值决定了参考光源的频闪亮度。

以10×10个像素点的Gr分量统计值为例，假设预设采样点数为200，根据上述理想加权脉宽值X，矫正筒的脉宽值从1开始每次累加X，共200次，记录四个通道每次统计的10×10个像素点Gr分量的平均值。上述采样点数据的Gr分量值可以表示为：

表一

在矫正筒的输出脉宽值为X的情况下，A通道第一个采样点的值GrA1可以采用以下公式表示：

其中，GrA1表示在矫正筒输出脉宽值为X的情况下，通道A采集的10×10个像素点的Gr分量的实际亮度统计值。

同理，A通道第二采样点GrA2表示在矫正筒脉输出宽值为2X的情况下，采集的10×10个像素点Gr分量的实际亮度统计值。

以此类推，获得A通道200个采样点的Gr分量的亮度统计值GrA1～GrA200；B通道200个采样点的Gr分量的亮度统计值GrB1～GrB200；C通道200个采样点的Gr分量的亮度统计值GrC1～GrC200；D通道200个采样点的Gr分量的亮度统计值GrD1～GrD200。

步骤123、按照预置规则对所述预设增益段下、预设色彩亮度分量的期望亮度采样区间进行分段，获得若干亮度段；

本申请实施例中，由于一个通道输出理想图像是由增益参数和参考光的亮度共同决定的。因此，在参考光亮度确定的情况下，即矫正筒的理想加权脉宽值确定的情况下，一个预设增益段下各个色彩亮度采样分量分别对应一个期望亮度采样区间。

仍以上述A通道0dB增益段为例，根据经验统计，Gr分量的期望亮度采样区间为(0～Egr)，可以表示为：

通道	色彩亮度分量	预设增益段	期望亮度采样区间
				A	Gr	0dB	(0～Egr)

表二

按照预置规则，划分期望亮度采样区间，获得若干亮度段。亮度段的划分规则为：每个亮度段内，Gr分量的量化统计值与理想加权脉宽值呈线性关系。

本申请中，各色彩亮度分量的亮度段的划分规则可以根据经验而设置。

步骤124，根据落入每个所述亮度段的数值区间内的采样点数据，确定所述预设色彩亮度分量在各个所述亮度段对应的线性拟合参数；

本申请中，上述步骤124可以包括：步骤A，根据所述亮度段的数值区间，确定落入所述数值区间内的采样点的色彩亮度分量值，获得各亮度段对应的采样点集合；

相关技术研究表明：在相同曝光量下，随着增益系数的增大，采集图像的整体亮度呈非线性增加。对应本申请提供的图像采集系统，上述特性等同于：每个增益段的低亮度区域，采样点的色彩分量统计值与理想加权脉宽值呈非线性关系。

为此，本申请将上述低亮度非线性区域进行划分，获得若干亮度段，使每个亮度段内，采样点的色彩分量统计值与理想加权脉宽值之间呈线性关系。

参照表二，假设根据经验，预设增益段下的期望亮度采样区间(0～Egr)中(0～Egr/6)属于低亮度非线性区域。

将上述低亮度非线性区域划分为6个亮度段，各亮度段的数值区间分别为：0～Egr1；Egr1～Egr2；Egr2～Egr3；Egr3～Egr4；Egr4～Egr5；Egr5～Egr6。

根据上述亮度段划分对上述表一中A通道Gr分量的实际亮度统计值进行归类，得到若干采样点集合。比如：

属于第一亮度段0～Egr1的采样点集合为：{GrA1、GrA2、GrA3}；

属于第二亮度段Egr1～Egr2的采样点集合为：{Gr4、Gr5、Gr6、Gr7}；

属于第三亮度段Egr2～Egr3的采样点集合：{Gr8、Gr9、Gr10、Gr11、Gr12}；

属于第四亮度段Egr3～Egr4的采样点集合：{Gr13、Gr14、Gr15、Gr16、Gr17、Gr18}；

属于第五亮度段Egr4～Egr5的采样点集合：{Gr19、Gr20、Gr21、Gr22、Gr23、Gr24、Gr25}

属于第六亮度段Egr5～Egr6的采样点集合：{Gr26、Gr27、Gr28、Gr29、Gr30、Gr31、Gr32}。

同理，根据上述亮度段的数值区间，对B、C、D通道的采样点数据的Gr分量统计值进行归类，此处不再赘述。

步骤B、根据采样点集合中每个色彩亮度分量统计值与所述理想加权脉宽值的对应关系，确定各个所述色彩亮度分量对应的线性拟合参数；

其中，获取一个所述亮度段下的合采样点数据对应的线性拟合参数的过程如下：

根据表一，通道A在第一亮度段，根据Gr分量统计值与理想加权脉宽值的对应关系，可以获取数组：(X、GrA1)、(2X、GrA2)、(3X、GrA3)；

根据以上数组进行最小二乘法线性拟合，得到线性拟合方程：

y₁＝a₁*x+b₁……公式(3)

其中，x为理想加权脉宽值，y₁表示第一亮度段A通道Gr分量的实际亮度统计值，(a₁，b₁)表示通道A采集的Gr分量在第一亮度段内、对应的线性拟合参数。

同理，B通道：通过数据组(X、GrB1)、(2X、GrB2)、(3X、GrB3)、(4X、GrB4)进行最小二乘法线性拟合，得到线性拟合方程：

y₂＝a₂*x+b₂……公式(4)

其中，x为理想加权脉宽值，y₂表示第一亮度段内、B通道Gr分量的实际亮度统计值，(a₂，b₂)表示通道B采集的Gr分量在第一亮度段内、对应的线性拟合参数。

同理，C通道：通过数据组(X、GrC1)、(2X、GrC2)、(3X、GrC3)、(4X、GrC4)进行最小二乘法线性拟合，得到线性拟合方程：

y₃＝a₃*x+b₃……公式(5)

其中，x为理想加权脉宽值，y₃表示第一亮度段内、C通道Gr分量的实际亮度统计值，(a₃，b₃)表示通道C采集的Gr分量在第一亮度段内、对应的线性拟合参数。

同理，D通道：通过数据组(X、GrD1)、(2X、GrD2)、(3X、GrD3)、(4X、GrD4)进行最小二乘法线性拟合，得到线性拟合方程：

y₄＝a₄*x+b₄……公式(6)

其中，x为理想加权脉宽值，y₄表示第一亮度段内、C通道Gr分量的实际亮度统计值，(a₄，b₄)表示通道D采集的Gr分量在第一亮度段内、对应的线性拟合参数。

上述0dB增益段下，获取的各线性拟合参数与计算条件的关系可以表示为：

表三

步骤125、选择一个CCD采样通道作为校正图像色彩亮度的基准通道，根据所述线性拟合参数确定其他CCD采样通道相对基准通道的校正参数。

假设，以通道A的在第一亮度段的Gr分量值为基准；通过以下公式：

可得：

代入上述公式(3)中，可得：

与y＝a*x+b对比，可得：

在第一亮度段，通道B拟合靠拢通道A的校正参数为：a＝a1/a2，b＝b1-a1*b2/a2，即：

同理，在第一亮度段，通道C拟合靠拢通道A的校正参数为：

同理，在第一亮度段，通道D拟合靠拢通道A的校正参数为：

综上，增益0dB下，色彩亮度分量Gr对应的、各通道拟合靠拢通道A的校正参数，可以表示为：

表四

类似地，按照上述计算方法可得：0dB增益下、第一亮度段内、其它色彩分量R、Gb、B对应的校正参数。

进而统计得到：0dB增益、第一亮度段内，各通道在各色彩亮度分量的校正参数，可以表示为：

表五

依此类推，获得第一增益段0dB下、第二至第六亮度段内，各色彩亮度分量对应的校正参数。

重复上述步骤，计算其他增益段下、各亮度段、各亮度色彩分量对应的校正参数，最终获得系统校正参数集合。将上述系统校正参数集合保存至后端处理器FPGA中。

最后确定的系统校正参数集合中包括N个元素，每个元素表示一个通道的预设增益段下、一个预设亮度区间内、一个色彩亮度分量对应的校正参数。即，每一个校正参数对应一组配置信息；所述配置信息包括：通道标识、色彩亮度分量信息、所属增益段信息、在每个增益下划分亮度曲线的亮度段信息。其中，上述色彩亮度分量信息是指色彩亮度分量Gr、R、Gb、B中的任一项。

本申请实施例中，每一个校正参数可以表示为数组：(a，b)。其中，a表示一段拟合线段的斜率，b表示该线段的截距。

需要说明的是，本申请实施例中，根据各通道采集图像亮度与理想图像亮度的接近程度，选择基准通道。不同增益段下、不同亮度段内确定的基准通道可能不同。

步骤13、获取各通道采集的原始图像信息；如图1所示，所述原始图像信息由色彩亮度分量值构成，每个所述色彩量度分量值对应一个像元信息，其中，所述像元信息包括：通道标识、增益参数和原始量化值。

步骤14、根据每个所述色彩亮度分量值对应的像元信息查询所述系统校正参数集合，获得每个所述色彩亮度分量值对应相同增益段下、相同亮度段的目标校正参数；

参照图4根据一示例性实施例示出的另一种多通道CCD摄像机图像校正方法的流程图，本申请一实施例中，步骤14可以包括：

步骤141、根据一个色彩亮度分量值的通道标识查询所述系统校正参数集合，确定第一参数查询范围；

假设原始图像信息中一个像素点的Gr分量值为Gri，其对应的配置信息为：通道B、增益参数g1、量化值为256；

后端处理器FPGA根据Gri的通道标识B，查询系统校正参数集合，获得通道B对应的校正参数，确定为第一参数查询范围。

步骤142、根据所述色彩亮度分量值的增益参数查询所述第一参数查询范围，确定第二参数查询范围；

后端处理器FPGA可以根据Gri的增益参数g1匹配上述第一参数查询范围，根据g1所属的增益段，在上述第一参数查询范围的基础上进一步缩小参数查询范围，确定第二参数查询范围。

步骤143、根据所述色彩亮度分量值对应的色彩亮度分量查询所述第二参数查询范围，确定第三参数查询范围；

在上述步骤142的基础上，后端处理器FPGA可以继续根据Gri的的色彩亮度分量Gr匹配上述第二参数查询范围，在上述第二参数查询范围的基础上进一步缩小查询范围，确定第三参数查询范围。

步骤143、根据所述色彩亮度分量值的原始量化值查询所述第三参数查询范围，确定所述目标校正参数。

最后，在上述步骤142的基础上，根据Gri的原始量化值256，进一步匹配所述第三参数查询范围的亮度段，最终确定目标校正参数。

步骤15、根据每个色彩亮度分量值的原始量化值和对应的目标校正参数，计算每个所述色彩量度分量值的校正量化值；

具体为：根据所述原始图像信息中的一个色彩亮度分量值的原始量化值和所述目标校正参数，利用公式：y＝a*y₀+b，计算校正量化值；其中，y表示校正后的量化值，(a，b)表示所述目标校正参数，y₀表示所述原始图像信息的色彩亮度分量的原始量化值。

如上，将上述Gri分量的原始量化值256，代入公式：y＝a*y₀+b，获得校正后的量化值。

依此类推，获得各通道采集的原始图像信息中各个色彩亮度分量值对应的校正值，使各通道校正后的图像量化值与基准通道采集的图像量化值接近或一致。

步骤16、根据所述每个色彩亮度分量值的校正量化值，输出校正后多通道CCD摄像机采集的拼接图像。

后端处理器FPGA根据校正后的各通道对应的图像量化值，输出均匀性良好的大幅面拼接图像。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

与本申请提供的一种多通道CCD摄像机图像校正的方法实施例相对应，本申请还提供了一种多通道CCD摄像机图像校正装置及校正图像的设备的实施例。

本申请提供的多通道CCD摄像机图像校正装置的实施例可以应用在各种计算设备上，装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图5所示，为本申请提供的校正拼接图像的装置所在设备的一种硬件结构图，除了图5所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的设备通常根据该设备的实际功能，还可以包括其他硬件，图5中不再一一示出。其中，所述处理器被配置为：

在系统调试阶段，确定一个预设增益段的理想加权脉宽值，所述加权脉宽值决定所述参考光源的频闪亮度；

根据所述理想加权脉宽值和预设采样点数，获取各通道的采样点数据，其中，每个所述采样点数据包括：所述理想加权脉宽值与对应的采样点的色彩亮度分量；

按照预置规则对所述预设增益段下、预设色彩亮度分量的期望亮度采样区间进行分段，获得若干亮度段，其中，所述预置规则为：每个所述亮度段内，所述预设色彩亮度分量的量化统计值与所述理想加权脉宽值之间呈线性关系；

根据落入每个所述亮度段的数值区间内的采样点数据，确定所述预设色彩亮度分量在各个所述亮度段对应的线性拟合参数；

选择一个CCD采样通道作为校正图像色彩亮度的基准通道，根据所述线性拟合参数确定其他CCD采样通道相对基准通道的校正参数。

图6根据一示例性实施例示出了一种多通道CCD摄像机图像校正装置的结构框图，设置于包括矫正筒的多通道CCD图像采集系统，所述矫正筒用于为图像采集提供参考光源，其中，所述装置001可以包括：

加权脉宽值确定单元21，用于在系统调试阶段，确定一个预设增益段的理想加权脉宽值，所述加权脉宽值决定所述参考光源的频闪亮度；

在本申请另一实施例中，所述加权脉宽值确定单元21，具体用于在系统调试阶段，所述矫正筒的加权脉冲宽度值与色彩亮度分量的亮度统计值呈比例关系，通过初始化设置的加权脉宽值与色彩亮度分量的期望亮度统计值，以及获取的实际亮度统计值来计算一个理想加权脉宽值。

采样点数据获取单元22，用于根据所述理想加权脉宽值和预设采样点数，获取各通道的采样点数据，其中，每个所述采样点数据包括：所述理想加权脉宽值与对应的采样点的色彩亮度分量；

亮度段划分单元23，用于按照预置规则，对所述预设增益段下、预设色彩亮度分量的期望亮度采样区间进行分段，获得若干亮度段，其中，所述预置规则为：每个所述亮度段内，所述预设色彩亮度分量的量化统计值与所述理想加权脉宽值之间呈线性关系；

拟合参数确定单元24，用于根据落入每个所述亮度段的数值区间内的采样点数据，确定所述预设色彩亮度分量在各个所述亮度段对应的线性拟合参数；

校正参数确定单元25，选择一个CCD采样通道作为校正图像色彩亮度的基准通道，根据所述线性拟合参数确定其他CCD采样通道相对基准通道的校正参数。

图7根据一示例性实施例示出了一种多通道CCD摄像机图像校正装置，所述装置包括：

增益段划分模块31，用于将所述CCD摄像机实际使用的增益区间划分为若干个增益段；

校正参数确定模块32，用于根据上述实施例提供的多通道CCD摄像机图像校正装置001，获取各增益段下各通道对应的校正参数，确定图像采集系统的系统校正参数集合，其中，所述系统校正参数集合中的每一个校正参数对应一组配置信息，所述配置信息包括：通道标识、增益段信息、在每个增益下划分亮度曲线的亮度段信息和色彩亮度分量信息；

图像采集模块33，用于获取各通道采集的原始图像信息，所述原始图像信息由色彩亮度分量值构成，每个所述色彩量度分量值对应一个像元信息，其中，所述像元信息包括：通道标识、增益参数和原始量化值；

参数查询模块34，用于根据每个所述色彩亮度分量值对应的像元信息查询所述系统校正参数集合，获得每个所述色彩亮度分量值对应相同增益段下、相同亮度段的目标校正参数；

计算模块35，用于根据每个色彩亮度分量值的原始量化值和对应的目标校正参数，计算每个所述色彩量度分量值的校正量化值；

在本申请另一实施例中，计算模块可以具体用于根据所述原始图像信息中一个色彩亮度分量值的原始量化值和所述目标校正参数，利用公式：y＝a*y₀+b，计算校正量化值；其中，y表示校正后的量化值，(a，b)表示所述目标校正参数，y₀表示所述原始图像信息中一个色彩亮度分量值的原始量化值。

校正图像输出模块36，用于根据所述每个色彩亮度分量值的校正量化值，输出校正后多通道CCD摄像机采集的拼接图像。

参照图8根据一示例性实施例示出了另一种多通道CCD摄像机图像校正装置的结构框图，在图7所示实施例的基础上，参数查询模块34可以包括：

第一确定单元341，用于根据一个色彩亮度分量值的通道标识查询所述系统校正参数集合，确定第一参数查询范围；

第二确定单元342，用于根据所述色彩亮度分量值的增益参数所述第一参数查询范围，确定第二参数查询范围；

第三确定单元343，用于根据所述色彩亮度分量值对应的色彩亮度分量查询所述第二参数查询范围，确定第三参数查询范围；

目标参数确定单元344，用于根据所述色彩亮度分量值的原始量化值查询所述第三参数查询范围，确定所述目标校正参数。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

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

Claims (10)

1.一种多通道CCD摄像机图像校正方法，其特征在于，应用于设置有矫正筒的多通道CCD图像采集系统，所述矫正筒用于在所述CCD摄像机采集图像时提供参考光源，所述图像校正方法包括：

在系统调试阶段，确定一个预设增益段的理想加权脉宽值，所述加权脉宽值决定所述参考光源的频闪亮度；

根据所述理想加权脉宽值和预设采样点数，获取各通道的采样点数据，其中，每个所述采样点数据包括：所述理想加权脉宽值与对应的采样点的色彩亮度分量；

按照预置规则对所述预设增益段下、预设色彩亮度分量的期望亮度采样区间进行分段，获得若干亮度段，其中，所述预置规则为：每个所述亮度段内，所述预设色彩亮度分量的量化统计值与所述理想加权脉宽值之间呈线性关系；

根据落入每个所述亮度段的数值区间内的采样点数据，确定所述预设色彩亮度分量在各个所述亮度段对应的线性拟合参数；

选择一个CCD采样通道作为校正图像色彩亮度的基准通道，根据所述线性拟合参数确定其他CCD采样通道相对基准通道的校正参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在系统调试阶段，所述矫正筒的加权脉冲宽度值与色彩亮度分量的亮度统计值呈比例关系，通过初始化设置的加权脉宽值与色彩亮度分量的期望亮度统计值，以及获取的实际亮度统计值来计算一个理想加权脉宽值。

3.一种多通道CCD摄像机图像校正方法，其特征在于，应用于设置有矫正筒的多通道CCD图像采集系统，所述矫正筒用于在所述CCD摄像机采集图像时提供参考光源，所述图像校正方法包括：

将所述CCD摄像机实际使用的增益区间划分为若干个增益段；

采用权利要求1或2所述的方法，获取各增益段下各通道对应的校正参数，确定图像采集系统的系统校正参数集合，其中，所述系统校正参数集合中的每一个校正参数对应一组配置信息，所述配置信息包括：通道标识、增益段信息、在每个增益下划分亮度曲线的亮度段信息和色彩亮度分量信息；

获取各通道采集的原始图像信息，所述原始图像信息由色彩亮度分量值构成，每个所述色彩量度分量值对应一个像元信息，其中，所述像元信息包括：通道标识、增益参数和原始量化值；

根据每个所述色彩亮度分量值对应的像元信息查询所述系统校正参数集合，获得每个所述色彩亮度分量值对应相同增益段下、相同亮度段的目标校正参数；

根据每个色彩亮度分量值的原始量化值和对应的目标校正参数，计算每个所述色彩量度分量值的校正量化值；

根据所述每个色彩亮度分量值的校正量化值，输出校正后多通道CCD摄像机采集的拼接图像。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述色彩亮度分量值对应的像元信息查询所述系统校正参数集合，获得每个所述色彩亮度分量值对应相同增益段下、相同亮度段的目标校正参数；包括：

根据一个色彩亮度分量值的通道标识查询所述系统校正参数集合，确定第一参数查询范围；

根据所述色彩亮度分量值的增益参数查询所述第一参数查询范围，确定第二参数查询范围；

根据所述色彩亮度分量值对应的色彩亮度分量查询所述第二参数查询范围，确定第三参数查询范围；

根据所述色彩亮度分量值的原始量化值查询所述第三参数查询范围，确定所述目标校正参数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据每个色彩亮度分量值的原始量化值和对应的目标校正参数，计算每个所述色彩量度分量值的校正量化值，包括：

根据所述原始图像信息中一个色彩亮度分量值的原始量化值和所述目标校正参数，利用公式：y＝a*y₀+b，计算校正量化值；其中，y表示校正后的量化值，(a，b)表示所述目标校正参数，y₀表示所述原始图像信息中一个色彩亮度分量值的原始量化值。

6.一种多通道CCD摄像机图像校正装置，应用于设置有矫正筒的多通道CCD图像采集系统，所述矫正筒用于在所述CCD摄像机采集图像时提供参考光源，其特征在于，所述图像校正装置包括：

加权脉宽值确定单元，用于在系统调试阶段，确定一个预设增益段的理想加权脉宽值，所述加权脉宽值决定所述参考光源的频闪亮度；

采样点数据获取单元，用于根据所述理想加权脉宽值和预设采样点数，获取各通道的采样点数据，其中，每个所述采样点数据包括：所述理想加权脉宽值与对应的采样点的色彩亮度分量；

亮度段划分单元，用于按照预置规则，对所述预设增益段下、预设色彩亮度分量的期望亮度采样区间进行分段，获得若干亮度段，其中，所述预置规则为：每个所述亮度段内，所述预设色彩亮度分量的量化统计值与所述理想加权脉宽值之间呈线性关系；

拟合参数确定单元，用于根据落入每个所述亮度段的数值区间内的采样点数据，确定所述预设色彩亮度分量在各个所述亮度段对应的线性拟合参数；

校正参数确定单元，选择一个CCD采样通道作为校正图像色彩亮度的基准通道，根据所述线性拟合参数确定其他CCD采样通道相对基准通道的校正参数。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述加权脉宽值确定单元，具体用于在系统调试阶段，所述矫正筒的加权脉冲宽度值与色彩亮度分量的亮度统计值呈比例关系，通过初始化设置的加权脉宽值与色彩亮度分量的期望亮度统计值，以及获取的实际亮度统计值来计算一个理想加权脉宽值。

8.一种多通道CCD摄像机图像校正装置，其特征在于，所述装置包括：

增益段划分模块，用于将所述CCD摄像机实际使用的增益区间划分为若干个增益段；

校正参数确定模块，用于根据权利要求6或7所述的装置，获取各增益段下各通道对应的校正参数，确定图像采集系统的系统校正参数集合，其中，所述系统校正参数集合中的每一个校正参数对应一组配置信息，所述配置信息包括：通道标识、增益段信息、在每个增益下划分亮度曲线的亮度段信息和色彩亮度分量信息；

图像采集模块，用于获取各通道采集的原始图像信息，所述原始图像信息由色彩亮度分量值构成，每个所述色彩量度分量值对应一个像元信息，其中，所述像元信息包括：通道标识、增益参数和原始量化值；

参数查询模块，用于根据每个所述色彩亮度分量值对应的像元信息查询所述系统校正参数集合，获得每个所述色彩亮度分量值对应相同增益段下、相同亮度段的目标校正参数；

计算模块，用于根据每个色彩亮度分量值的原始量化值和对应的目标校正参数，计算每个所述色彩量度分量值的校正量化值；

校正图像输出模块，用于根据所述每个色彩亮度分量值的校正量化值，输出校正后多通道CCD摄像机采集的拼接图像。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述参数查询模块包括：

第一确定单元，用于根据一个色彩亮度分量值的通道标识查询所述系统校正参数集合，确定第一参数查询范围；

第二确定单元，用于根据所述色彩亮度分量值的增益参数所述第一参数查询范围，确定第二参数查询范围；

第三确定单元，用于根据所述色彩亮度分量值对应的色彩亮度分量查询所述第二参数查询范围，确定第三参数查询范围；

目标参数确定单元，用于根据所述色彩亮度分量值的原始量化值查询所述第三参数查询范围，确定所述目标校正参数。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于根据所述原始图像信息中一个色彩亮度分量值的原始量化值和所述目标校正参数，利用公式：y＝a*y₀+b，计算校正量化值；其中，y表示校正后的量化值，(a，b)表示所述目标校正参数，y₀表示所述原始图像信息中一个色彩亮度分量值的原始量化值。