CN106570838B - 一种图像亮度优化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像亮度优化方法及装置，其方法包括：通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像；判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割得到分割区域；对黑白图像进行亮度调节：对于任一分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值，将所述黑白图像各像素的亮度乘以该像素所在区域对应的区域亮度比值；将亮度调节后的黑白图像和所述彩色图像进行融合。本发明通过对黑白图像进行亮度调节，使亮度调节后的黑白图像的亮度与彩色图像的亮度一致，解决了融合后图像偏色的问题。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种图像亮度优化方法及装置。
背景技术
随着近些年手机相机功能的快速发展，消费者对拥有更强大功能的相机需求逐渐上升。夜景作为用户常用的拍摄场景，它的效果优化，能有效提升对相机拍照的用户体验。目前业内常用的夜景拍照方式为：使用一个彩色摄像头（RGB）和一个黑白摄像头（MONO）分别进行拍照，通过融合这两个摄像头拍摄的图像来提升夜景效果。
在夜景拍照中，黑白摄像头的亮度、细节、噪声会比彩色摄像头好，因此在融合过程中，使用彩色摄像头提供色彩，黑白摄像头提供亮度、细节等，从而合成一张亮度、细节和噪声都比彩色摄像头拍摄的原图像好的结果图像。但是由于彩色图像和黑白图像分别由不同摄像头、不同曝光、测光参数下生成结果图像，所以很容易出现彩色图像和黑白图像之间存在亮度差，导致融合图像存在偏色情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种图像亮度优化方法及装置，通过对黑白图像进行亮度调节，使亮度调节后的黑白图像的亮度与彩色图像的亮度一致，解决了融合后图像偏色的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种图像亮度优化方法，包括：
通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像；
判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割得到分割区域；
对黑白图像进行亮度调节：对于任一分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值，将所述黑白图像各像素的亮度乘以该像素所在区域对应的区域亮度比值；
将亮度调节后的黑白图像和所述彩色图像进行融合。
所述图像亮度优化方法还包括：对黑白和彩色图像进行清晰度判断，去除彩色图像清晰度高于黑白图像的分割区域。
所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光。
对所述黑白图像进行区域分割时采用Segment算法。
所述黑白图像的亮度调节方法为：
对于任一分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值；
将各分割区域的区域亮度比例保存在黑白图像的第一掩码图像对应坐标位置下，得到第二掩码图像；
将所述黑白图像的各分割区域中各像素的亮度乘以该分割区域在第二掩码图像中对应的区域保存的区域亮度比值。
所述图像亮度优化方法还包括：对所述第一掩码图像进行高斯模糊。
一种图像亮度优化装置，包括：
摄像模块，通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像；
曝光检测模块，判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割得到分割区域；
亮度调节模块，对于任一分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值，将所述黑白图像各像素的亮度乘以该像素所在区域对应的区域亮度比值，得到亮度调节后的黑白图像；
融合模块，将亮度调节后的黑白图像和所述彩色图像进行融合。
所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光。
所述亮度调节模块包括：
亮度比值计算单元，对于任一分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值；
掩码图像生成单元，将各分割区域的区域亮度比例保存在黑白图像的第一掩码图像对应坐标位置下，得到第二掩码图像；
亮度调节单元，将所述黑白图像的各分割区域中各像素的亮度乘以该分割区域在第二掩码图像中对应的区域保存的区域亮度比值，得到亮度调节后的黑白图像。
所述亮度调节模块还包括：
高斯模块，对所述第一掩码图像进行高斯模糊；
清晰度检测模块, 对黑白和彩色图像进行清晰度判断，去除彩色图像清晰度高于黑白图像的分割区域。
本发明的有益效果是：本发明通过对黑白图像进行亮度调节，使亮度调节后的黑白图像的亮度与彩色图像的亮度一致，解决了融合后图像偏色的问题。
附图说明
图1为本发明中图像亮度优化方法的一个实施例的流程图；
图2为本发明中检测彩色图像是否过曝的流程图；
图3为本发明中亮度调节后的黑白图像的获取方法的流程图；
图4为本发明中图像亮度优化装置的一个实施例的示意图；
图5为本发明中亮度调节模块的示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种图像亮度优化方法，包括以下步骤：
步骤一、通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像。
步骤二、判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割；否则返回所述彩色图像，并提示融合失败。
所述黑白图像进行区域分割时采用Segment算法，以及其他能实现相同功能的算法。
如图2所示，所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值，例如将亮度过曝阈值设置为250；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光，例如，将设置值定为15%。
彩色图像是否过度曝光的检测过程中，可以先将彩色图像转换为YUV格式，再进行亮度过曝阈值的设置；也可以先进行亮度过曝阈值的设置，再将彩色图像转换为YUV格式；还可以，将彩色图像转换为YUV格式和进行亮度过曝阈值的设置同时进行。
步骤三、对黑白和彩色图像进行清晰度判断，去除彩色图像清晰度高于黑白图像的分割区域：
在一个实施例中，该步骤包括：
分别对彩色和黑白图像做小波变换，抽取出对应高频信息，并对各自的高频信息做二值化操作，得到彩色图像高频图和黑白图像高频图。例如，图像高频区域表示为255，低频区域表示为0。
根据前面图像分割区域，分别叠加彩色图像高频图和黑白图像高频图对应区域像素值。像素值高的一方，表示为在区域高频细节更好的一方。根据该方式，将彩色图像细节比黑白图像好的区域筛选和剔除掉，只对剩余的分割区域进行操作。
步骤四、根据清晰度判断结果，对黑白图像进行亮度调节：对于任一剩余分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值，将所述黑白图像各像素的亮度乘以该像素所在区域对应的区域亮度比值，得到亮度调节后的黑白图像。
如图3所示，所述亮度调节后的黑白图像的获取方法为：
对于剩余任一分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值，其计算公式为：区域亮度比值=彩色图像中对应区域的平均亮度/分割区域的平均亮度；
将剩余各分割区域的区域亮度比例保存在黑白图像的第一掩码图像对应坐标位置下，得到第二掩码图像；
对所述第二掩码图像进行高斯模糊，避免后面融合时候出现分割区域与分割区域直接断层的现象；
将所述黑白图像的各分割区域中各像素的亮度乘以该分割区域在第二掩码图像中对应的区域保存的区域亮度比值，得到亮度调节后的黑白图像。
步骤四、将亮度调节后的黑白图像和所述彩色图像进行融合。
如图4所示，一种图像亮度优化装置，包括摄像模块、曝光检测模块、清晰度检测模块、亮度调节模块和融合模块。
所述摄像模块，通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像。
所述曝光检测模块，判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割得到分割区域；否则返回所述彩色图像，并提示融合失败。
所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值，例如将亮度过曝阈值设置为250；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光，例如，将设置值定为15%。
所述清晰度检测模块，对黑白和彩色图像进行清晰度判断，去除彩色图像清晰度高于黑白图像的分割区域；
在一个实施例中，清晰度检测的方法为：
分别对彩色和黑白图像做小波变换，抽取出对应高频信息，并对各自的高频信息做二值化操作，得到彩色图像高频图和黑白图像高频图。例如，图像高频区域表示为255，低频区域表示为0。
根据前面图像分割区域，分别叠加彩色图像高频图和黑白图像高频图对应区域像素值。像素值高的一方，表示为在区域高频细节更好的一方。根据该方式，将彩色图像细节比黑白图像好的区域筛选和剔除掉，只对剩余的分割区域进行操作。
所述亮度调节模块，对于任一剩余分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值，将所述黑白图像各像素的亮度乘以该像素所在区域对应的区域亮度比值，得到亮度调节后的黑白图像。
如图5所示，所述亮度调节模块包括：
亮度比值计算单元，对于任一剩余分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值；
掩码图像生成单元，将各分割区域的区域亮度比例保存在黑白图像的第一掩码图像对应坐标位置下，得到第二掩码图像；
亮度调节单元，将所述黑白图像的剩余分割区域中各像素的亮度乘以该分割区域在第二掩码图像中对应的区域保存的区域亮度比值，得到亮度调节后的黑白图像。
所述亮度调节模块还包括高斯模块，对所述第一掩码图像进行高斯模糊。
所述融合模块，将亮度调节后的黑白图像和所述彩色图像进行融合。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种图像亮度优化方法，其特征在于，包括：
通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像；
判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割得到分割区域；
对黑白图像进行亮度调节：对于任一分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值，将所述黑白图像各像素的亮度乘以该像素所在区域对应的区域亮度比值；
将亮度调节后的黑白图像和所述彩色图像进行融合；
所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光。
2.根据权利要求1所述的一种图像亮度优化方法，其特征在于，所述图像亮度优化方法还包括：对黑白和彩色图像进行清晰度判断，去除彩色图像清晰度高于黑白图像的分割区域。
3.根据权利要求1所述的一种图像亮度优化方法，其特征在于，对所述黑白图像进行区域分割时采用Segment算法。
4.一种图像亮度优化装置，其特征在于，包括：
摄像模块，通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像；
曝光检测模块，判断所述彩色图像是否过度曝光，将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；设置亮度过曝阈值；统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光；若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割得到分割区域；
亮度调节模块，对于任一分割区域，计算彩色图像中对应区域的平均亮度和该分割区域的平均亮度之比得到区域亮度比值，将所述黑白图像各像素的亮度乘以该像素所在区域对应的区域亮度比值，得到亮度调节后的黑白图像；
融合模块，将亮度调节后的黑白图像和所述彩色图像进行融合。
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