CN105812674A - 一种信号灯的颜色修正方法、监控方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种信号灯的颜色修正方法、监控方法及装置，涉及视频监控领域，用以对信号灯失真的图像帧进行颜色修正。在本发明实施例中，获取短曝光参考帧和待处理图像帧；所述短曝光参考帧是在所述待处理图像帧之后拍摄的且所述短曝光参考帧的曝光时间少于常规拍摄的图像帧的曝光时间；确定所述短曝光帧中的信号灯前景区域；根据确定出的信号灯前景区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正；从而对信号灯失真的图像帧进行颜色修正。

Description

一种信号灯的颜色修正方法、监控方法及装置

技术领域

本发明涉及视频监控领域，尤其涉及一种信号灯的颜色修正方法、监控方法及装置。

背景技术

随着电子技术、计算机技术、微加工技术以及新型传感器和存储技术的发展，智能交通监控相机以其高效、智能的优势已经逐渐成为智能交通的主流设备，为智能交通系统能够获取更清晰图像做出了巨大贡献。其中，交通信号灯(以下简称信号灯)监控方案由智能交通监控相机对信号灯所在路口进行监控拍摄，可以对违反交通规则(例如：闯红灯)的车辆进行监控，从而提取出发生闯红灯现象的车辆的违规证据。

在现有技术中，视频图像中的红灯识别方案为：获取任一待处理图像帧的信号灯区域(即：信号灯所在的矩形区域)的平均亮度值并分别获取信号灯区域中各像素点在HSV空间上的H(色调)分量取值、S(饱和度)分量取值和V(亮度)分量取值；对上述各像素点进行依次判断，当该像素点的H分量的取值小于75°、且V分量的取值大于平均亮度值时，则认为该像素点判定为信号灯前景区域中的像素点(此时信号灯的状态为红灯，即：信号灯前景区域为红灯区域、在信号灯检测区域中除红灯区域以外的区域均为信号灯背景区域)；从而确定出该图像帧中的信号灯前景区域，并在RGB空间上对确定出的信号灯前景区域进行颜色修正，最终得到违规车辆监测结果。

然而，在监测视频拍摄和实际监测过程中，由于信号灯通常放置于室外、露天场景，在拍摄时极容易受到外界环境的干扰而导致拍摄出的图像出现严重失真现象，例如：在夜间，由于光照强度低，拍摄出的视频图像中红灯通常偏白色或偏浅黄色；再例如：在日照极强的午间，拍摄出的视频图像中的红灯容易出现过度曝光现象，从而导致拍摄出的图像全部偏白。可见，

可见，一旦出现上述偏色现象和过度曝光现象，就会导致视频图像的严重失真，无法确定视频图像中的信号灯状态(红灯、黄灯或绿灯)，进而无法提取出视频图像中的车辆违规证据。

发明内容

本发明实施例提供一种信号灯的颜色修正方法、监控方法及装置，用以对信号灯失真的图像帧进行颜色修正。

本发明实施例提供一种图像的信号灯颜色的修正方法，该方法包括：

获取短曝光参考帧和待处理图像帧；所述短曝光参考帧是在所述待处理图像帧之后拍摄的且所述短曝光参考帧的曝光时间少于常规拍摄的图像帧的曝光时间；

确定所述短曝光帧中的信号灯前景区域；

根据确定出的信号灯前景区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正；

其中，所述信号灯前景区域用于表示当前信号灯状态。

本发明实施例还提供一种图像的信号灯颜色的修正装置，该装置包括：

采集单元，用于获取短曝光参考帧和待处理图像帧；所述短曝光参考帧是在所述待处理图像帧之后拍摄的且所述短曝光参考帧的曝光时间少于常规拍摄的图像帧的曝光时间；

前景确定单元，用于确定所述短曝光帧中的信号灯前景区域；

颜色修正单元，用于根据确定出的信号灯前景区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正；

其中，所述信号灯前景区域用于表示当前信号灯状态。

从上述技术方案可以看出，在本发明实施例中，采用一个曝光时间较短的短曝光帧作为参考帧，由于短曝光参考帧的曝光时间较短，因此短曝光参考帧中的信号灯颜色信息较为完整且逼真，本发明实施例能够提取出短曝光参考帧中的较真实的信号灯颜色信息，利用短曝光参考帧与待处理图像帧中的信号灯区域进行匹配，从而还原了待处理图像帧中的信号灯颜色，对信号灯失真的图像帧进行颜色修正。

本发明实施例再提供一种信号灯的监控方法，该方法包括：

按照预设策略，采用第一曝光时间和第二曝光时间进行交替拍摄，以采集到在不同曝光时间下拍摄得到的用于表示当前信号灯状态的图像帧。

本发明实施例再提供一种信号灯的监控装置，该装置包括：

获取单元，用于获取预设策略；

图像采集单元，用于按照所述预设策略，采用第一曝光时间和第二曝光时间进行交替拍摄，以采集到在不同曝光时间下拍摄得到的用于表示当前信号灯状态的图像帧。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例能够提供一种由交替拍摄方式，拍摄得到短曝光参考帧的方案，其中，本发明实施例采用不同的曝光时间交替拍摄得到用于表示当前信号灯状态的图像帧；从而使拍摄出的短曝光帧更接近真实信号灯颜色，避免由于过度曝光导致的颜色失真现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种图像的信号灯颜色的修正方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种交替拍摄方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种信号灯监控方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的信号灯颜色的修正方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的图像的信号灯颜色的修正装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的信号灯的监控装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例可以应用于智能交通系统，尤其适用于对信号灯的监控和颜色修正的应用场景。本发明实施例通过降低曝光时间，形成一帧短曝光的图像帧，该短曝光帧中的信号灯颜色信息较为完整而且逼真，背景干扰少，并结合跟随亮度变化的算法阈值，能有效剔除天空、信号灯边框等背景的干扰，而且无需限制信号灯检测区域的大小，能较为完整的提取信号灯中的前景；尤其当红灯时，能够对失真图像帧中的红灯颜色进行修正，减少了信号灯图像帧的颜色失真现象。

图1示出了本发明实施例提供的一种图像的信号灯颜色的修正方法的流程示意图，如图1所示，该方法可以包括：

步骤101：获取短曝光参考帧和待处理图像帧；所述短曝光参考帧是在所述待处理图像帧之后拍摄的且所述短曝光参考帧的曝光时间少于常规拍摄的图像帧的曝光时间。

步骤102：确定所述短曝光帧中的信号灯前景区域。

步骤103：根据确定出的信号灯前景区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正。

其中，所述信号灯前景区域用于表示当前信号灯状态。

可选的，在上述步骤102中，根据所述待处理图像帧的亮度分布情况，在预先生成的用于表示不同亮度分布情况与颜色标准值的对应关系的标准值映射表中查找到与当前亮度分布情况对应的颜色标准值；获取所述短曝光参考帧的信号灯区域中的各像素点的在HSV空间上的分布情况，根据所述各像素点的HSV空间分布情况和查询到的颜色标准值，确定所述短曝光参考帧的信号灯前景区域；其中，所述颜色标准值包括色调H分量的取值范围、饱和度S分量的取值范围和亮度V分量的取值范围。

可选的，在上述步骤102中，对于所述短曝光参考帧的信号灯区域中的一像素点，判断该像素点是否满足如下条件：所述条件为：该像素点在HSV空间上的H分量的取值被包含于颜色标准值的H分量的取值范围中；并且该像素点在HSV空间上的S分量的取值被包含于颜色标准值的S分量的取值范围中；并且该像素点在HSV空间上的V分量的取值被包含于颜色标准值的V分量的取值范围中；将由满足所述条件的各像素点所组成的区域确定为所述短曝光参考帧的信号灯前景区域；其中，所述颜色标准值包括红色标准值、绿色标准值和黄色标准值。

可选的，在上述步骤103中，根据所述短曝光参考帧的信号灯前景区域中的每个像素点，生成对应的信号灯掩码矩阵，所述信号灯掩码矩阵中的每个元素的取值用于表示所述短曝光参考帧中对应位置的像素点的颜色；根据已生成的信号灯掩码矩阵和预设还原模型，对所述待处理图像帧中与所述像素点对应位置上的像素点进行颜色修正。

可选的，在上述步骤102之后，在上述步骤103之前，根据预设的信号灯大小模板，对信号灯前景区域进行匹配，根据匹配结果，得到信号灯前景有效区域；并对所述信号灯前景有效区域进行膨胀处理；在上述步骤103中，根据膨胀处理后的所述信号灯前景有效区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正。

图2示出了本发明实施例提供的一种交替拍摄方法的流程示意图，如图2所示，该方法可以包括：

步骤201：获取预设策略。

步骤202：按照预设策略，采用第一曝光时间和第二曝光时间进行交替拍摄，以采集到在不同曝光时间下拍摄得到的用于表示当前信号灯状态的图像帧。

可选的，在上述步骤202中，所述第二曝光时间是根据采用所述第一曝光时间拍摄得到的图像帧的平均亮度确定。

下面对本发明实施例进行详细描述。

在本发明实施例中，待处理信号灯的图像帧可以为采用常规拍摄的图像帧中的预设信号灯区域，该预设信号灯区域可以预先设定并根据实际情况修改该预设信号灯区域的大小和位置。在信号灯区域中，用于表示当前时刻信号灯的状态的区域为信号灯前景区域，举例来说，若当前时刻信号灯输出红灯，则红灯区域为信号灯前景区域；需要说明的是，信号灯前景区域可以为圆形、椭圆形，还可以为带有方向标识的箭头或其他任意形状或区域。

图3示出了本发明实施例提供的一种信号灯监控方法的流程示意图，如图3所示，该方法可以包括：

步骤301：采用第一曝光时间拍摄得到待处理图像帧。

具体实现时，可以采用第一曝光时间连续拍摄若干待处理信号灯的图像帧，也可以采用第一曝光时间拍摄一待处理信号灯的图像帧；将拍摄得到的待处理信号灯的图像帧作为常规拍摄的图像帧。并统计得到待处理信号灯的图像帧的平均亮度，根据统计得到的待处理信号灯的图像帧的平均亮度，确定拍摄短曝光参考帧所需要的第二曝光时间。其中，采用第一曝光时间连续拍摄的待处理信号灯的图像帧的数量可以根据实际情况进行调整。

举例来说，在本发明实施例中可以预先存储有一映射表，该映射表用于存储待处理信号灯的图像帧的平均亮度与第二曝光时间的对应关系。在统计得到待处理信号灯的图像帧的平均亮度之后，在该映射表中查找到与待处理信号灯的图像帧的平均亮度对应的第二曝光时间，从而根据当前图像帧的平均亮度情况确定拍摄短曝光帧所需的曝光时间。在当前亮度较暗(如：傍晚)时，对应的第二曝光时间可以较长，用以拍摄到最接近当前真实情况的短曝光参考帧；在当前亮度较亮(如：正午)时，对应的第二曝光时间可以较短，用以拍摄到最接近当前真实情况的短曝光参考帧。

步骤302：采用第二曝光时间拍摄得到短曝光参考帧。

具体实现时，采用由待处理信号灯的图像帧的平均亮度确定出的第二曝光时间进行拍摄，得到短曝光参考帧。

需要说明的是，在本发明实施例中，第一曝光时间为常规拍摄所需的曝光时间，第二曝光时间为短曝光拍摄所需的曝光时间；第一曝光时间大于第二曝光时间，且，第一曝光时间可以根据实际情况进行调整。

需要说明的是，本发明实施例中的短曝光参考帧和待处理图像帧是按照所述预设策略，采用第一曝光时间和第二曝光时间进行交替拍摄得到的，以采集到在不同曝光时间下拍摄得到的用于表示当前信号灯状态的图像帧。

可见，本发明实施例采用长短曝光交替的方式进行拍摄，分别得到至少一帧短曝光参考帧和待处理信号灯的图像帧；而且，拍摄短曝光参考帧所需的曝光时间可以由常规拍摄到的待处理信号灯的图像帧确定，也就是说，本发明实施例可以动态的调整拍摄短曝光参考帧的曝光时间，从而使拍摄得到的短曝光参考帧更接近真实情况中的信号灯颜色，避免由于过度曝光造成的信号灯颜色失真。

基于步骤301～步骤302提供的信号灯监控方法，本发明实施例还提供一种图像的信号灯颜色的修正方法；需要说明的是，本发明实施例中的图像的信号灯颜色的修正方法中的短曝光参考帧是在待处理图像帧之后拍摄得到的，且所述短曝光参考帧的曝光时间少于常规拍摄的图像帧的曝光时间。

本发明实施例提供的技术方案主要在两帧数据上做处理，一帧是形成信号灯前景模板的短曝光帧，一帧是待处理信号灯的图像帧，待处理信号灯的图像帧的信号灯根据短曝光帧得到的前景模板进行颜色还原，图4示出了本发明实施例提供的信号灯颜色的修正方法的流程示意图，如图4所示，该方法可以包括：

步骤401：获取短曝光参考帧。

步骤402：将获取到的短曝光参考帧的颜色空间转换到HSV空间。

步骤403：获取待处理信号灯的图像帧。

步骤404：将获取到的待处理信号灯的图像帧的颜色空间转换到HSV空间。

需要说明的是，在本发明实施例中，可以先执行步骤401～步骤402，然后再执行步骤403～步骤404；或者，可以先执行步骤403～步骤404，然后再执行步骤401～步骤402；或者，还可以同时执行步骤401～步骤402和步骤403～步骤404。在执行步骤404之后，继续执行步骤405。

步骤405：统计待处理信号灯的图像帧的平均亮度，根据平均亮度确定颜色标准值和下一个短曝光参考帧的曝光时间。

具体实现时：统计待处理信号灯的图像帧的平均亮度，根据平均亮度更新短曝光参考帧检测红灯前景区域时需要的颜色标准值以及下一个短曝光的曝光值。

举例来说，在不同的亮度下，信号灯本身及周边的颜色信息会有所不同，根据信号灯颜色的变化规律设置了在不同环境亮度下的算法参数，即：在本发明实施例中可以预先存储有一标准值映射表，该标准值映射表用于存储待处理信号灯的图像帧的平均亮度与颜色标准值的对应关系。统计得到待处理信号灯的图像帧的平均亮度之后，在该标准值映射表中查找到与待处理信号灯的图像帧的平均亮度对应的颜色标准值，从而根据当前图像帧的平均亮度情况确定出最接近真实的颜色标准值；

其次，该步骤还根据平均亮度更新下一个短曝光帧的曝光值，如果当前亮度很亮，则维持一个较小的曝光值，使短曝光帧的信号灯不过曝；如果当前亮度很暗，则适当增加曝光时间，使短曝光帧的信号灯亮度不会太暗。这一关键步骤对后续短曝光帧获取信号灯前景模板的结果有着十分重要的影响。

步骤406：判断短曝光参考帧中的各像素点的在HSV空间中的各分量的分布情况是否满足查询到的颜色标准值，若不满足，则执行步骤407；否则，执行步骤408。

具体实现时，根据当前亮度得到算法参数和调整判断信号灯前景策略。在步骤405中，本发明实施例已经根据待处理帧的平均亮度得到了更新后的算法参数，在步骤406中，本发明实施例再根据平均亮度去调整判断信号灯前景的策略。当平均亮度比较大时，环境中的天空可能还比较亮，则加强判断前景的条件，剔除天空等类白色区域的干扰；当平均亮度比较小时，环境可能已经到了晚上，则放宽判断前景的条件，使晚上检测到的前景更完整。这个自适应调整算法参数和策略的方法使得误检和漏检信号灯前景的可能性大大降低。

需要说明的是，所述颜色标准值包括色调H分量的取值范围、饱和度S分量的取值范围和亮度V分量的取值范围。

其中，根据确定出的颜色标准值，确定短曝光参考帧中的信号灯前景区域可以通过如下方式实现：

对于所述短曝光参考帧的信号灯区域中的一像素点，判断该像素点是否满足如下条件：

该像素点在HSV空间上的H分量的取值被包含于颜色标准值的H分量的取值范围中；并且，

该像素点在HSV空间上的S分量的取值被包含于颜色标准值的S分量的取值范围中；并且，

该像素点在HSV空间上的V分量的取值被包含于颜色标准值的V分量的取值范围中；

步骤407：将该像素点标记为信号灯背景。

步骤408：将该像素点标记为信号灯前景。

具体实现时，将由全部标记为信号灯前景的像素点组成的区域确定为所述短曝光参考帧的信号灯前景区域。

需要说明的是，在本发明实施例中，信号灯区域中除前景以外的区域均为信号灯背景区域。

步骤409：对信号灯前景区域进行连通域填充处理。

步骤410：根据预设的信号灯大小模板，对进行连通域填充处理后的信号灯前景区域进行匹配，得到信号灯前景有效区域。

步骤411：对信号灯前景有效区域进行膨胀处理。

具体实现时，通过执行步骤408初步得到信号灯前景模板后，对该模板进行区域处理。首先，通过步骤409对该前景模板进行连通域填充，消除连通域中的空洞，并对连通域进行标记；然后，通过步骤410计算每个连通域的宽高比，剔除宽高比超过一定阈值的区域，因为一般每个信号灯的宽高比不会太大或太小；然后根据统计得到的最大连通域的像素数量，结合算法参数设定的连通域最小像素数量，得到一个最佳的连通域最小像素数量的阈值，根据这个阈值，剔除面积过小的连通域。最后，通过步骤411对前景模板进行膨胀处理，形成最终的信号灯前景模板。

步骤412：生成膨胀处理后的信号灯前景有效区域的信号灯掩码矩阵。

具体实现时，根据膨胀处理后的信号灯前景有效区域中的每一个有效像素点，生成对应的信号灯掩码矩阵，所述信号灯掩码矩阵中的每个元素的不同取值用于表示所述短曝光参考帧中对应位置的像素点的颜色。

举例来说，信号灯掩码矩阵可以为n×m矩阵，其中，n用于表示信号灯前景有效区域中的像素的行，m用于表示表示信号灯前景有效区域中的像素的列，也就是说，信号灯掩码矩阵中每一个元素对应信号灯前景有效区域中的每个像素点；在信号灯掩码矩阵中，可以用不同标识来表征在该位置上的像素点的颜色；例如，当信号灯掩码矩阵中第一行第三列～第一行第七列的元素的取值为0时，该元素对应的在信号灯前景有效区域中的像素点的颜色为黑色(即为信号灯背景区域)；当信号灯掩码矩阵中第七行第三列～第七行第七列的元素的取值为1时，该元素对应的在信号灯前景有效区域中的像素点的颜色为红色(即为信号灯前景区域)。

步骤413：根据已生成的信号灯掩码和预设还原模型，对待处理图像帧中与有效像素点对应位置上的像素点进行颜色修正。

具体实现时，当信号灯前景模板或信号灯掩码形成后，待处理帧根据这个模板或信号灯掩码还原信号灯的颜色信息，该步骤在HSV空间处理，而不是在RGB空间处理，这样处理的优势在于HSV还原红色信息更逼真，而且还原颜色时根据当前像素的HSV信息进行适度的还原，目的是为了保持各个前景像素间的颜色信息差异。

从上述技术方案可以看出，在本发明实施例中，采用一个曝光时间较短的短曝光帧作为参考帧，由于短曝光参考帧的曝光时间较短，因此短曝光参考帧中的信号灯颜色信息较为完整且逼真，本发明实施例能够提取出短曝光参考帧中的较真实的信号灯颜色信息，利用短曝光参考帧与待处理图像帧中的信号灯区域进行匹配，从而还原了待处理图像帧中的信号灯颜色，对信号灯失真的图像帧进行颜色修正。

可见，现有技术的智能交通监控场景中，如何还原信号灯的颜色一直是难点，其形成原因是由于曝光时间过长导致信号灯过曝，表现在红色不再是红色，而是黄色或白色，而当曝光时间减小时，信号灯的颜色就会越来越接近其真实的颜色，而且此时背景的干扰也会减弱。然而，与现有技术的处理方法不同的是，本发明实施例主要在两帧数据上做处理，一帧是形成信号灯前景模板的短曝光帧，一帧是待处理帧(正常曝光帧)，待处理帧的信号灯根据短曝光帧得到的前景模板进行颜色还原。在本发明实施例中，通过降低曝光时间，形成一帧短曝光的图像，该帧图像中的信号灯颜色信息较为完整而且逼真，背景干扰少，根据正常曝光帧中的环境亮度自适应调整短曝光帧中的算法参数阈值，能有效剔除天空、信号灯边框等背景的干扰；然后通过信号灯本身的形状特性来剔除一些不符合要求的区域，无需限制信号灯检测区域的大小，能较为完整的提取信号灯中红灯的前景。最终在正常曝光帧上根据短曝光帧中得到的信号灯前景来做信号灯的颜色还原或颜色修正。

需要说明的是，凡是利用多帧不同曝光时长的图像并包含自适应调整算法参数的信号灯颜色还原方法都属于本发明实施例的代替方案。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种图像的信号灯颜色的修正装置，图5示出了本发明实施例提供的图像的信号灯颜色的修正装置的结构示意图，如图5所示，该装置包括：

采集单元51，用于获取短曝光参考帧和待处理信号灯的图像帧；所述短曝光参考帧是在所述待处理图像帧之后拍摄的且所述短曝光参考帧的曝光时间少于常规拍摄的图像帧的曝光时间；

前景确定单元52，用于确定所述短曝光帧中的信号灯前景区域；

颜色修正单元53，用于根据确定出的信号灯前景区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正；

其中，所述信号灯前景区域用于表示当前信号灯状态。

可选的，所述前景确定单元52具体用于：根据所述待处理图像帧的亮度分布情况，在预先生成的用于表示不同亮度分布情况与颜色标准值的对应关系的标准值映射表中查找到与当前亮度分布情况对应的颜色标准值；获取所述短曝光参考帧的信号灯区域中的各像素点的在HSV空间上的分布情况，根据所述各像素点的HSV空间分布情况和查询到的颜色标准值，确定所述短曝光参考帧的信号灯前景区域；其中，所述颜色标准值包括色调H分量的取值范围、饱和度S分量的取值范围和亮度V分量的取值范围。

可选的，所述前景确定单元52具体用于：对于所述短曝光参考帧的信号灯区域中的一像素点，判断该像素点是否满足如下条件：所述条件为：该像素点在HSV空间上的H分量的取值被包含于颜色标准值的H分量的取值范围中；并且该像素点在HSV空间上的S分量的取值被包含于颜色标准值的S分量的取值范围中；并且该像素点在HSV空间上的V分量的取值被包含于颜色标准值的V分量的取值范围中；将由满足所述条件的各像素点所组成的区域确定为所述短曝光参考帧的信号灯前景区域；其中，所述颜色标准值包括红色标准值、绿色标准值和黄色标准值。

可选的，所述颜色修正单元53具体用于：根据所述短曝光参考帧的信号灯前景区域中的每个像素点，生成对应的信号灯掩码矩阵，所述信号灯掩码矩阵中的每个元素的不同取值用于表示所述短曝光参考帧中对应位置的像素点的颜色；根据已生成的信号灯掩码和预设还原模型，对所述待处理图像帧中与所述像素点对应位置上的像素点进行颜色修正。

可选的，该装置还包括：匹配单元，用于根据预设的信号灯大小模板，对信号灯前景区域进行匹配，根据匹配结果，得到信号灯前景有效区域；并对所述信号灯前景有效区域进行膨胀处理；所述颜色修正单元53还用于：根据膨胀处理后的所述信号灯前景有效区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种信号灯的监控装置，图6示出了本发明实施例提供的信号灯的监控装置的结构示意图，如图6所示，该装置包括：

获取单元61，用于获取预设策略；

图像采集单元62，用于按照所述预设策略，采用第一曝光时间和第二曝光时间进行交替拍摄，以采集到在不同曝光时间下拍摄得到的用于表示当前信号灯状态的图像帧。

可选的，所述第二曝光时间是根据采用所述第一曝光时间拍摄得到的图像帧的平均亮度确定。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器，使得通过该计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令可实现流程图中的一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图的一个流程或多个流程和/或方框图的一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种图像的信号灯颜色的修正方法，其特征在于，该方法包括：

获取短曝光参考帧和待处理图像帧；所述短曝光参考帧是在所述待处理图像帧之后拍摄的且所述短曝光参考帧的曝光时间少于常规拍摄的图像帧的曝光时间；

确定所述短曝光帧中的信号灯前景区域；

根据确定出的信号灯前景区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正；

其中，所述信号灯前景区域用于表示当前信号灯状态。

2.如权利要求1所述的修正方法，其特征在于，所述确定所述短曝光帧中的信号灯前景区域，具体包括：

根据所述待处理图像帧的亮度分布情况，在预先生成的用于表示不同亮度分布情况与颜色标准值的对应关系的标准值映射表中查找到与当前亮度分布情况对应的颜色标准值；

获取所述短曝光参考帧的信号灯区域中的各像素点的在HSV空间上的分布情况，根据所述各像素点的HSV空间分布情况和查询到的颜色标准值，确定所述短曝光参考帧的信号灯前景区域；

其中，所述颜色标准值包括色调H分量的取值范围、饱和度S分量的取值范围和亮度V分量的取值范围。

3.如权利要求2所述的修正方法，其特征在于，所述确定出所述短曝光参考帧的信号灯前景区域，具体包括：

对于所述短曝光参考帧的信号灯区域中的一像素点，判断该像素点是否满足如下条件：

所述条件为：该像素点在HSV空间上的H分量的取值被包含于颜色标准值的H分量的取值范围中；并且

该像素点在HSV空间上的S分量的取值被包含于颜色标准值的S分量的取值范围中；并且

该像素点在HSV空间上的V分量的取值被包含于颜色标准值的V分量的取值范围中；

将由满足所述条件的各像素点所组成的区域确定为所述短曝光参考帧的信号灯前景区域；其中，所述颜色标准值包括红色标准值、绿色标准值和黄色标准值。

4.如权利要求1所述的修正方法，其特征在于，所述根据确定出的信号灯前景区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正，具体包括：

根据所述短曝光参考帧的信号灯前景区域中的每个像素点，生成对应的信号灯掩码矩阵，所述信号灯掩码矩阵中的每个元素的取值用于表示所述短曝光参考帧中对应位置的像素点的颜色；

根据已生成的信号灯掩码矩阵和预设还原模型，对所述待处理图像帧中与所述像素点对应位置上的像素点进行颜色修正。

5.如权利要求1-4中任一项所述的修正方法，其特征在于，在确定信号灯前景区域之后，在对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正之前，还包括：

根据预设的信号灯大小模板，对信号灯前景区域进行匹配，根据匹配结果，得到信号灯前景有效区域；并对所述信号灯前景有效区域进行膨胀处理；

所述根据确定出的信号灯前景区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正，具体包括：

根据膨胀处理后的所述信号灯前景有效区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正。

6.一种信号灯的监控方法，其特征在于，该方法包括：

按照预设策略，采用第一曝光时间和第二曝光时间进行交替拍摄，以采集到在不同曝光时间下拍摄得到的用于表示当前信号灯状态的图像帧。

7.如权利要求6所述的监控方法，其特征在于，所述第二曝光时间是根据采用所述第一曝光时间拍摄得到的图像帧的平均亮度确定。

8.一种图像的信号灯颜色的修正装置，其特征在于，该装置包括：

采集单元，用于获取短曝光参考帧和待处理图像帧；所述短曝光参考帧是在所述待处理图像帧之后拍摄的且所述短曝光参考帧的曝光时间少于常规拍摄的图像帧的曝光时间；

前景确定单元，用于确定所述短曝光帧中的信号灯前景区域；

颜色修正单元，用于根据确定出的信号灯前景区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正；

其中，所述信号灯前景区域用于表示当前信号灯状态。

9.如权利要求8所述的修正装置，其特征在于，所述前景确定单元具体用于：

根据所述待处理图像帧的亮度分布情况，在预先生成的用于表示不同亮度分布情况与颜色标准值的对应关系的标准值映射表中查找到与当前亮度分布情况对应的颜色标准值；获取所述短曝光参考帧的信号灯区域中的各像素点的在HSV空间上的分布情况，根据所述各像素点的HSV空间分布情况和查询到的颜色标准值，确定所述短曝光参考帧的信号灯前景区域；其中，所述颜色标准值包括色调H分量的取值范围、饱和度S分量的取值范围和亮度V分量的取值范围。

10.如权利要求9所述的修正装置，其特征在于，所述前景确定单元具体用于：

对于所述短曝光参考帧的信号灯区域中的一像素点，判断该像素点是否满足如下条件：

所述条件为：该像素点在HSV空间上的H分量的取值被包含于颜色标准值的H分量的取值范围中；并且

该像素点在HSV空间上的S分量的取值被包含于颜色标准值的S分量的取值范围中；并且

该像素点在HSV空间上的V分量的取值被包含于颜色标准值的V分量的取值范围中；

将由满足所述条件的各像素点所组成的区域确定为所述短曝光参考帧的信号灯前景区域；其中，所述颜色标准值包括红色标准值、绿色标准值和黄色标准值。

11.如权利要求8所述的修正装置，其特征在于，所述颜色修正单元具体用于：

根据所述短曝光参考帧的信号灯前景区域中的每个像素点，生成对应的信号灯掩码矩阵，所述信号灯掩码矩阵中的每个元素的取值用于表示所述短曝光参考帧中对应位置的像素点的颜色；根据已生成的信号灯掩码矩阵和预设还原模型，对所述待处理图像帧中与所述像素点对应位置上的像素点进行颜色修正。

12.如权利要求8-11中任一项所述的修正装置，其特征在于，该装置还包括：

匹配单元，用于根据预设的信号灯大小模板，对信号灯前景区域进行匹配，根据匹配结果，得到信号灯前景有效区域；并对所述信号灯前景有效区域进行膨胀处理；

所述颜色修正单元还用于：根据膨胀处理后的所述信号灯前景有效区域，对所述待处理图像帧中相应区域进行颜色修正。

13.一种信号灯的监控装置，其特征在于，该装置包括：

获取单元，用于获取预设策略；

图像采集单元，用于按照所述预设策略，采用第一曝光时间和第二曝光时间进行交替拍摄，以采集到在不同曝光时间下拍摄得到的用于表示当前信号灯状态的图像帧。

14.如权利要求13所述的监控装置，其特征在于，所述第二曝光时间是根据采用所述第一曝光时间拍摄得到的图像帧的平均亮度确定。