CN106251306A - 一种低照度图像的处理方法及装置 - Google Patents

一种低照度图像的处理方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于图像处理技术领域，提供了一种低照度图像的处理方法，包括：步骤S1，根据正常照度区间[YB,YA]内的相关值分别拟合用于计算低照度图像的RGB各分量调节系数的函数，各个所述函数以亮度值为输入变量，以该亮度值情况下RGB各分量值的调节系数为输出变量；步骤S2，当亮度值在低照度区间[YC,YB]时，根据拟合的各个函数分别计算对应的RGB各分量的调节系数；步骤S3，根据计算的调节系数值，调节低照度图像的RGB各分量值。本发明提供的方法将低照度情况与正常照度情况对应起来，能更精确处理低照度情况的图像。

Description

一种低照度图像的处理方法及装置
技术领域
本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种低照度图像的处理方法及装置。
背景技术
医用探测器一般都会配备传感器进行图像采集，传感器采集的图像需要经过图像处理器的处理，才能达到可供用户观看的效果。处理过程如图1所示。RAW域图像数据输入后经过RAW域图像处理单元11处理，将处理后的RAW域图像数据发送给Demosaic计算单元12。Demosaic计算单元12将RAW域图像数据转换为RGB域图像数据，并将转换后的RGB域图像数据发送给RGB域图像处理单元13。RGB域图像处理单元13对RGB域图像数据进行处理，将处理后的RGB域图像数据发送给RGB转YUV计算单元14。RGB转YUV计算单元14将RGB域图像数据转换为YUV域图像数据，并将转换后的YUV域图像数据发送给YUV域图像处理单元15。YUV域图像处理单元15对YUV域图像数据进行处理后输出YUV格式图像信号。
随着对图像质量的要求越来越高，对低照度情况下的处理也有了越来越高的要求。低照度情况下亮度很低，而且面临许多不同场景、不同环境的情况，使得处理起来更加困难，以上对图像的处理方法已经不能满足对低照度图像的处理要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种低照度图像的处理方法及装置，旨在将低照度情况与正常照度情况对应起来，更精确地处理低照度情况下的图像。
本发明提供了一种低照度图像的处理方法，包括：
步骤S1，在正常照度区间[YB,YA]内，记录亮度值等于YA的情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为基准图像值；当亮度值处于YA与YB之间时，记录每种亮度值情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为该亮度值情况下的参考图像值；
根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数，各个所述函数以亮度值为输入变量，以该亮度值情况下RGB各分量值的调节系数为输出变量；
步骤S2，当亮度值在低照度区间[YC,YB]时，根据拟合的各个函数分别计算对应的RGB各分量的调节系数；
步骤S3，根据计算的调节系数值，调节低照度图像的RGB各分量值。
进一步地，所述步骤S1中，所述根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数具体包括：
步骤S11，指定待拟合函数的类型；
步骤S12，根据基准图像值和参考图像值去计算参考图像的RGB各分量值的调节系数，并利用参考图像对应的亮度值和所述RGB各分量值的调节系数来根据指定的待拟合函数的类型，分别计算出各函数的系数，进而得到各确定的函数。
进一步地，所述步骤S11具体为：指定若干待拟合函数的类型；
所述步骤S12之后还包括：
步骤S13，利用确定的函数计算出参考图像的调节系数来调节对应的参考图像值，并通过比较调节后的参考图像值与基准图像值的差值，来选取差值最小情况对应的一组函数作为用于计算低照度图像的RGB各分量调节系数的函数。
进一步地，所述步骤S12中，所述根据基准图像值和参考图像值去计算参考图像的RGB各分量值的调节系数具体为：
利用基准图像RGB分量值分别除以参考图像RGB分量值，即得该亮度下的参考图像的RGB各分量对应的调节系数。
本发明还提供了一种低照度图像的处理装置，包括：
函数拟合单元，用于在正常照度区间[YB,YA]内，记录亮度值等于YA的情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为基准图像值；当亮度值处于YA与YB之间时，记录每种亮度值情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为该亮度值情况下的参考图像值；根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数，各个所述函数以亮度值为输入变量，以该亮度值情况下RGB各分量值的调节系数为输出变量；
RGB调节系数计算单元，用于在亮度值处于低照度区间[YC,YB]时，根据拟合的各个函数分别计算对应的RGB各分量的调节系数；
RGB调节单元，用于根据计算的调节系数值，调节低照度图像的RGB各分量值。
进一步地，所述函数拟合单元具体包括：
函数类型指定单元，用于指定待拟合函数的类型；
函数系数计算单元，用于根据基准图像值和参考图像值去计算参考图像的RGB各分量值的调节系数，并利用参考图像对应的亮度值和所述RGB各分量值的调节系数来根据指定的待拟合函数的类型，分别计算出各函数的系数，进而得到各确定的函数。
进一步地，所述函数类型指定单元，具体用于指定若干待拟合函数的类型；
所述函数拟合单元还包括：
函数筛选单元，用于利用确定的函数计算出参考图像的调节系数来调节对应的参考图像值，并通过比较调节后的参考图像值与基准图像值的差值，来选取差值最小情况对应的一组函数作为用于计算低照度图像的RGB各分量调节系数的函数。
进一步地，所述函数系数计算单元具体用于：
利用基准图像RGB分量值分别除以参考图像RGB分量值，即得该亮度下的参考图像的RGB各分量对应的调节系数；并利用参考图像对应的亮度值和所述RGB各分量值的调节系数来根据指定的待拟合函数的类型，分别计算出各函数的系数，进而得到各确定的函数。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明提供的一种低照度图像的处理方法及装置，根据正常照度区间的相关值拟合出以亮度值为输入变量，以该亮度值情况下RGB的3个分量分别对应的调节系数为输出变量的3个函数；并利用拟合出的3个函数分别计算低照度区间内RGB各分量的调节系数；根据计算的调节系数值，调节低照度区间内图像的RGB各分量值。本发明提供的方法将低照度情况与正常照度情况对应起来，能更精确处理低照度情况的图像。
附图说明
图1是现有技术提供的利用图像处理器对采集的图像进行处理的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种低照度图像的处理方法的流程示意图；
图3是是本发明实施例提供的一种拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数的具体方法的流程示意图；
图4是是本发明实施例提供的另一种拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数的具体方法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种低照度图像的处理装置的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种包含低照度图像整个处理过程的处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的主要实现思想为：根据正常照度区间的相关值拟合出用于计算低照度图像的RGB各分量值调节系数的函数。所述函数以亮度值为输入变量，以该亮度值情况下RGB各分量分别对应的调节系数为输出变量；所述RGB的每个分量分别对应一个调节系数，即分别对应一个输出变量，也即分别对应一个函数。并利用拟合出的函数分别计算低照度区间内RGB各分量的调节系数；根据计算的调节系数值，分别对应调节低照度区间内图像的RGB各分量值。
下面举一具体实施例介绍这种低照度图像的处理方法，其实现流程示意图如图2所示，具体包括：
步骤S1，在正常照度区间[YB,YA]内，记录亮度值等于YA的情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为基准图像值；当亮度值处于YA与YB之间时，记录每种亮度值情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为该亮度值情况下的参考图像值；
进一步地，所述区间[YB,YA]内，图像的照度值稍低，但图像仍可辨别。
进一步地，YB＜YA。
根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数，各个所述函数以亮度值为输入变量，以该亮度值情况下RGB各分量值的调节系数为输出变量；
详细地，RGB的3个分量R、G、B分别对应3个拟合函数f(x)R、f(x)G、f(x)B。
步骤S2，当亮度值在低照度区间[YC,YB]时，根据拟合的各个函数分别计算对应的RGB各分量的调节系数；
进一步地，YC＜YB。
具体地，拟合的函数f(x)R、f(x)G、f(x)B分别以亮度值为输入变量，以RGB的3个分量R、G、B对应的调节系数为输出变量；利用拟合的函数即可计算出亮度值在低照度区间[YC,YB]内时，RGB各分量R、G、B对应的调节系数。
步骤S3，根据计算的调节系数值，调节低照度图像的RGB各分量值。
本实施例提供的方法将低照度情况与正常照度情况对应起来，能更精确处理低照度情况的图像。
下面举一具体实施例介绍根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数的具体方法，其实现流程示意图如图3所示，具体包括：
步骤S11，指定待拟合函数的类型；
比如，指定为线性函数f(x)＝kx+m或抛物线函数f(x)＝ax2+bx+c等等。以下拟合过程就是计算函数系数(k、m或a、b、c)的过程。
步骤S12，根据基准图像值和参考图像值去计算参考图像的RGB各分量值的调节系数，并利用参考图像对应的亮度值和所述RGB各分量值的调节系数来根据指定的待拟合函数的类型，分别计算出各函数的系数，进而得到各确定的函数。
所述步骤S12中，所述根据基准图像值和参考图像值去计算参考图像的RGB各分量值的调节系数具体为：
利用基准图像RGB分量值分别除以参考图像RGB分量值，即得该亮度下的参考图像的RGB各分量对应的调节系数。
本实施例利用上述方法拟合函数，可使在处理低照度图像过程中，将低照度情况与正常照度情况对应起来，从而能更精确处理低照度情况的图像。
下面再举一具体实施例介绍根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数的具体方法，其实现流程示意图如图4所示，具体包括：
步骤S11＇，指定若干待拟合函数的类型；
比如，指定为线性函数f(x)＝kx+m或抛物线函数f(x)＝ax2+bx+c等等。以下拟合过程就是计算函数系数(k、m或a、b、c)的过程。
步骤S12＇，根据基准图像值和参考图像值去计算参考图像的RGB各分量值的调节系数，并利用参考图像对应的亮度值和所述RGB各分量值的调节系数来根据指定的待拟合函数的类型，分别计算出各函数的系数，进而得到各确定的函数。
具体地，上述拟合过程就是计算函数系数的过程。
所述步骤S12＇中，所述根据基准图像值和参考图像值去计算参考图像的RGB各分量值的调节系数具体为：
利用基准图像RGB分量值分别除以参考图像RGB分量值，即得该亮度下的参考图像的RGB各分量对应的调节系数。
步骤S13＇，利用确定的函数计算出参考图像的调节系数来调节对应的参考图像值，并通过比较调节后的参考图像值与基准图像值的差值，来选取差值最小情况对应的一组函数作为用于计算低照度图像的RGB各分量调节系数的函数。
具体地，所述步骤S13＇为从上述步骤S12＇得到的若干函数中，选取差值最小情况下对应的函数作为最终计算低照度情况下RGB各分量调节系数的函数。
具体地，利用确定的函数计算出正常照度区间[YB,YA]内，某亮度值对应的RGB各分量值(即参考图像值)的调节系数，并利用所述调节系数来调节对应亮度值的RGB各分量值，得到调节后的参考图像值；并将所述调节后的参考图像值与基准图像值比较，来筛选出差值最小情况对应的一组函数。
本实施例利用上述方法拟合函数，可使在处理低照度图像过程中，将低照度情况与正常照度情况对应起来，从而能更精确处理低照度情况的图像。
下面举一具体实施例介绍这种低照度图像的处理装置，其结构示意图如图5所示，具体包括：
函数拟合单元21，用于在正常照度区间[YB,YA]内，记录亮度值等于YA的情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为基准图像值；当亮度值处于YA与YB之间时，记录每种亮度值情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为该亮度值情况下的参考图像值；
进一步地，所述区间[YB,YA]内，图像的照度值稍低，但图像仍可辨别。
进一步地，YB＜YA。
根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数，各个所述函数以亮度值为输入变量，以该亮度值情况下RGB各分量值的调节系数为输出变量；
详细地，RGB的3个分量R、G、B分别对应3个拟合函数f(x)R、f(x)G、f(x)B。
RGB调节系数计算单元22，用于在亮度值处于低照度区间[YC,YB]时，根据拟合的各个函数分别计算对应的RGB各分量的调节系数；
进一步地，YC＜YB。
具体地，拟合的函数f(x)R、f(x)G、f(x)B分别以亮度值为输入变量，以RGB的3个分量R、G、B对应的调节系数为输出变量；利用拟合的函数即可计算出亮度值在低照度区间[YC,YB]内时，RGB各分量R、G、B对应的调节系数。
RGB调节单元23，用于根据计算的调节系数值，调节低照度图像的RGB各分量值。
本实施例提供的装置用于将低照度情况与正常照度情况对应起来，能更精确处理低照度情况的图像。
下面举一具体实施例介绍这种包含低照度图像整个处理过程的处理装置的结构示意图，如图6所示，具体包括：
RAW域图像处理单元31、Demosaic计算单元32、第一RGB转YUV计算单元33、RGB调节系数计算单元22、函数拟合单元21、RGB调节单元23、RGB域图像处理单元34、第二RGB转YUV计算单元35、YUV域图像处理单元36。
具体地，各单元功能如下：
RAW域图像数据输入后经过RAW域图像处理单元31处理，将处理后的RAW域图像数据发送给Demosaic计算单元32。Demosaic计算单元32将RAW域图像数据转换为RGB域图像数据，并将转换后的RGB域图像数据发送给第一RGB转YUV计算单元33、RGB调节系数计算单元22和RGB调节单元23。第一RGB转YUV计算单元23将RGB域数据转为YUV域数据，得到亮度值Y，并将亮度值Y发送给RGB调节系数计算单元22。
RGB调节系数计算单元22用于根据RGB域图像数据和亮度值Y数据按照函数拟合单元21提供的函数计算亮度值处于低照度区间[YC,YB]时，亮度值对应的RGB的各分量调节系数，并将调节系数发送给RGB调节单元23。
具体地，所述函数拟合单元21的拟合函数过程如下：
所述函数拟合单元21，用于在正常照度区间[YB,YA]内，记录亮度值等于YA的情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为基准图像值；当亮度值处于YA与YB之间时，记录每种亮度值情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为该亮度值情况下的参考图像值；
进一步地，所述区间[YB,YA]内，图像的照度值稍低，但图像仍可辨别。
进一步地，YB＜YA。
根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数，各个所述函数以亮度值为输入变量，以该亮度值情况下RGB各分量值的调节系数为输出变量。
进一步地，RGB调节单元23按照以下规则用于对RGB数据进行调节：
取亮度值YC(YC小于YB)作为最低调节亮度值，当亮度值Y处于YC与YB之间时，按照拟合的函数计算RGB各分量的调节系数，根据计算出的调节系数值，调节图像的RGB各分量值。当亮度值Y小于YC时则认为亮度过低，无法调节，按原值输出。
进一步地，RGB调节单元23把调节后(无法调节时输出原值)的RGB各分量值发送给RGB域图像处理单元34。
RGB域图像处理单元34对RGB域图像数据进行处理，将处理后的RGB域图像数据发送给第二RGB转YUV计算单元35。第二RGB转YUV计算单元35将RGB域图像数据转换为YUV域图像数据，并将转换后的YUV域图像数据发送给YUV域图像处理单元36。YUV域图像处理单元36对YUV域图像数据进行处理后输出；即完成了对图像的处理。
本实施例提供的装置用于将低照度情况与正常照度情况对应起来，能更精确处理低照度情况的图像。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低照度图像的处理方法，其特征在于，包括：
步骤S1，在正常照度区间[YB,YA]内，记录亮度值等于YA的情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为基准图像值；当亮度值处于YA与YB之间时，记录每种亮度值情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为该亮度值情况下的参考图像值；
根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数，各个所述函数以亮度值为输入变量，以该亮度值情况下RGB各分量值的调节系数为输出变量；
步骤S2，当亮度值在低照度区间[YC,YB]时，根据拟合的各个函数分别计算对应的RGB各分量的调节系数；
步骤S3，根据计算的调节系数值，调节低照度图像的RGB各分量值。
2.如权利要求1所述的低照度图像的处理方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数具体包括：
步骤S11，指定待拟合函数的类型；
步骤S12，根据基准图像值和参考图像值去计算参考图像的RGB各分量值的调节系数，并利用参考图像对应的亮度值和所述RGB各分量值的调节系数来根据指定的待拟合函数的类型，分别计算出各函数的系数，进而得到各确定的函数。
3.如权利要求2所述的低照度图像的处理方法，其特征在于，所述步骤S11具体为：指定若干待拟合函数的类型；
所述步骤S12之后还包括：
步骤S13，利用确定的函数计算出参考图像的调节系数来调节对应的参考图像值，并通过比较调节后的参考图像值与基准图像值的差值，来选取差值最小情况对应的一组函数作为用于计算低照度图像的RGB各分量调节系数的函数。
4.如权利要求2所述的低照度图像的处理方法，其特征在于，所述步骤S12中，所述根据基准图像值和参考图像值去计算参考图像的RGB各分量值的调节系数具体为：
利用基准图像RGB分量值分别除以参考图像RGB分量值，即得该亮度下的参考图像的RGB各分量对应的调节系数。
5.一种低照度图像的处理装置，其特征在于，包括：
函数拟合单元，用于在正常照度区间[YB,YA]内，记录亮度值等于YA的情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为基准图像值；当亮度值处于YA与YB之间时，记录每种亮度值情况下图像静态区域各个像素点的RGB各分量值，作为该亮度值情况下的参考图像值；根据基准图像值和各个参考图像值，分别拟合用于计算RGB各分量调节系数的函数，各个所述函数以亮度值为输入变量，以该亮度值情况下RGB各分量值的调节系数为输出变量；
RGB调节系数计算单元，用于在亮度值处于低照度区间[YC,YB]时，根据拟合的各个函数分别计算对应的RGB各分量的调节系数；
RGB调节单元，用于根据计算的调节系数值，调节低照度图像的RGB各分量值。
6.如权利要求5所述的低照度图像的处理装置，其特征在于，所述函数拟合单元具体包括：
函数类型指定单元，用于指定待拟合函数的类型；
函数系数计算单元，用于根据基准图像值和参考图像值去计算参考图像的RGB各分量值的调节系数，并利用参考图像对应的亮度值和所述RGB各分量值的调节系数来根据指定的待拟合函数的类型，分别计算出各函数的系数，进而得到各确定的函数。
7.如权利要求6所述的低照度图像的处理装置，其特征在于，所述函数类型指定单元，具体用于指定若干待拟合函数的类型；
所述函数拟合单元还包括：
函数筛选单元，用于利用确定的函数计算出参考图像的调节系数来调节对应的参考图像值，并通过比较调节后的参考图像值与基准图像值的差值，来选取差值最小情况对应的一组函数作为用于计算低照度图像的RGB各分量调节系数的函数。
8.如权利要求6所述的低照度图像的处理装置，其特征在于，所述函数系数计算单元具体用于：
利用基准图像RGB分量值分别除以参考图像RGB分量值，即得该亮度下的参考图像的RGB各分量对应的调节系数；并利用参考图像对应的亮度值和所述RGB各分量值的调节系数来根据指定的待拟合函数的类型，分别计算出各函数的系数，进而得到各确定的函数。
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