CN107005680B - 一种感兴趣区域切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于车载监控领域，提供了一种感兴趣区域切换方法及装置，该方法包括：获取曝光前一帧的图像；输出图像的各分区亮度值、低于第一设定阈值的像素累加数、高于第二设定阈值的像素累加数，生成评测数据；根据评测数据以及预设的照度评测区域分布表，生成多个照度评测区域的特征值；根据多个照度评测区域的特征值、正常照度与低照度下的差异化特征，判断车辆所处环境的照度；根据照度的判断结果切换当前曝光图像的感兴趣区域，根据图像的内容及切换的感兴趣区域，生成权重表，通过权重表控制感兴趣区域曝光。本发明使得监控要求区域和智能算法所关注的图像部分，在细节上突出，利于识别及异常判断，同时使得感兴趣区域不过曝且细节清楚。

Description

一种感兴趣区域切换方法及装置

技术领域

本发明属于车载监控领域，尤其涉及一种感兴趣区域切换方法及装置。

背景技术

随着车载前置成像设备的普及，很多车辆上都安装有车载前置成像设备，车载前置成像设备主要安装在车内侧朝外的正前方，具有行车记录仪的功能，可用于监控行车过程中车辆正前方、左右两侧的行车情况，记录行车过程中前进方向的所有影像。其目的主要是为了在发生交通事故时有效取证，同时也可以记录下你自驾游沿途的美丽景色以及行车轨迹，另外还要为占道抓拍、车牌识别等智能算法提供可靠数据。

然而，现有车载前置成像设备，易受照度的影响，照度变化时，无法在保证整体图像清楚的前提下，避免出现感兴趣区域产生局部过曝或是曝光不足的情况，降低了适用范围，不利于车载前置成像设备的推广应用。其原因在于，现有车载前置成像设备通常是采用单点局部的感兴趣区域评测或是全局的感兴趣区域评测方法，如需保证整体图像清楚，则会出现感兴趣区域产生局部过曝或是曝光不足的情况，比较难适应车外任何照度及场景下对于智能算法等的特别要求，例如，在正午太阳下容易产生局部过曝的情况，在低照度下容易产生车辆两侧区域曝光不足的情况，因此降低了适用范围，不利于车载前置成像设备的推广应用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种感兴趣区域切换方法，旨在解决现有车载前置成像设备，易受照度的影响，照度变化时，无法在保证整体图像清楚的前提下，避免出现感兴趣区域产生局部过曝或是曝光不足的情况，降低了适用范围，不利于车载前置成像设备的推广应用的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种感兴趣区域切换方法，包括：

获取曝光前一帧的图像；

输出所述图像的各分区亮度值、低于第一设定阈值的像素累加数、高于第二设定阈值的像素累加数，生成评测数据；

根据所述评测数据以及预设的照度评测区域分布表，生成多个照度评测区域的特征值；

根据所述多个照度评测区域的特征值、正常照度与低照度下的差异化特征，判断车辆所处环境的照度；

根据所述照度的判断结果切换当前曝光图像的感兴趣区域，根据所述当前曝光图像的内容及切换的感兴趣区域，生成权重表，通过所述权重表控制所述感兴趣区域曝光。

本发明实施例的另一目的在于提供一种感兴趣区域切换装置，包括：

图像获取模块，用于获取曝光前一帧的图像；

输出获取模块，用于输出所述图像的各分区亮度值、低于第一设定阈值的像素累加数、高于第二设定阈值的像素累加数，生成评测数据；

特征值生成模块，用于根据所述评测数据以及预设的照度评测区域分布表，生成多个照度评测区域的特征值；

照度判断模块，用于根据所述多个照度评测区域的特征值、正常照度与低照度下的差异化特征，判断车辆所处环境的照度；

曝光模块，用于根据所述照度的判断结果切换当前曝光图像的感兴趣区域，根据所述当前曝光图像的内容及切换的感兴趣区域，生成权重表，通过所述权重表控制所述感兴趣区域曝光。

在本发明实施例中，根据所述照度的判断结果切换当前曝光图像的感兴趣区域，根据所述当前曝光图像的内容及切换的感兴趣区域，生成权重表，通过所述权重表控制所述感兴趣区域曝光，解决了现有车载前置成像设备，易受照度的影响，照度变化时，无法在保证整体图像清楚的前提下，避免出现感兴趣区域产生局部过曝或是曝光不足的情况，降低了适用范围，不利于车载前置成像设备的推广应用的问题，其有益效果在于两方面，一方面，自适应切换当前曝光图像的感兴趣区域，使监控要求区域或是智能算法所关注的图像部分细节上突出，利于识别及异常判断，另一方面，能够实时判断当前的环境照度，针对不同的照度下切换到不同的感兴趣区域，通过权重表变换主体加权来得到自动曝光的平均亮度，使得感兴趣区域不过曝且细节清楚，同时使得整体图像亮度满足人眼的主观感受。

附图说明

图1是本发明实施例提供的感兴趣区域切换方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的多个照度评测区域较佳的样例图；

图3是本发明实施例提供的感兴趣区域切换方法步骤S104的实现流程图；

图4是本发明实施例提供的感兴趣区域切换方法步骤S105的实现流程图；

图5是本发明实施例提供的第一权重表较佳的样例图；

图6是本发明实施例提供的第二权重表较佳的样例图；

图7是本发明实施例提供的配置权重表的实现流程图；

图8是本发明实施例提供的感兴趣区域切换装置的结构框图。

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。

实施例一

图1是本发明实施例提供的感兴趣区域切换方法的实现流程图，详述如下：

在步骤S101中，获取曝光前一帧的图像；

步骤S101，具体为：

在行车过程中，获取当前曝光图像前一帧的图像。在步骤S102中，输出所述图像的各分区亮度值、低于第一设定阈值的像素累加数、高于第二设定阈值的像素累加数，生成评测数据；

在步骤S103中，根据所述评测数据以及预设的照度评测区域分布表，生成多个照度评测区域的特征值；

其中，步骤S103，具体为：

预设的评测区域分布，将整个图像划分为多个区域；

选择预设数量的区域作为多个照度评测区域；

根据所述评测数据，统计并生成多个照度评测区域的特征值。

其中，所述特征值包括亮度比值和亮度均值中的至少一种。

其中，根据所述评测数据，统计并生成多个照度评测区域的特征值，具体为：

分别统计每个照度评测区域中高于第一阈值照度的像素个数，生成每个照度评测区域对应的高阈值照度像素累加数；

分别统计每个照度评测区域中低于第二阈值照度的像素个数，生成每个照度评测区域对应的低阈值照度像素累加数；

将每个照度评测区域对应的高阈值照度像素累加数和低阈值照度像素累加数相比，生成每个照度评测区域对应的亮度比值；

采用设定的曝光增益，获取每个照度评测区域的像素亮度，并根据像素亮度以及像素个数，生成各个照度评测区域对应的亮度均值。

其中，所述第一阈值照度和所述第二预设阈值照度的阈值不同。

在步骤S104中，根据所述多个照度评测区域的特征值、正常照度与低照度下的差异化特征，判断车辆所处环境的照度；

在步骤S105中，根据所述照度的判断结果切换当前曝光图像的感兴趣区域，根据所述当前曝光图像的内容及切换的感兴趣区域，生成权重表，通过所述权重表控制所述感兴趣区域曝光。

其中，步骤S105，具体为：

根据所述照度的判断结果，在当前曝光图像中，将默认兴趣区域切换为所述判断结果对应的感兴趣区域，根据所述感兴趣区域分配所述当前曝光图像中主体亮度评估的权重值，生成权重表，通过所述权重表变换主体加权，得到自动曝光的平均亮度，根据所述平均亮度控制所述感兴趣区域曝光。

其中，感兴趣区域包括但不限于监控要求区域、智能算法所关注的图像部分细节。

在本发明实施例中，获取正常照度与低照度下的差异化特征，并且根据车载成像的实际内容及不同的照度下感兴趣区域切换来生成不同的权重表控制曝光，使车载成像设备在不同的照度下均满足行车监控及智能算法的需要。

实施例二

本发明实施例描述了多个照度评测区域组成，详述如下：

所述多个照度评测区域包括正前方区域、图像中心区域及车辆两侧区域。

参考图2，图2是本发明实施例提供的多个照度评测区域较佳的样例图。

上方的两个THR0、中间的THR1以及下方的两个THR2，为代表性的五个区域小窗口。

其中，THR0表示正前方区域，即车辆正前方的区域。

其中，THR1表示图像中心区域。

其中，THR2表示车辆两侧区域。

实施例三

图3是本发明实施例提供的感兴趣区域切换方法步骤S104的实现流程图，详述如下：

S301，判断所述多个照度评测区域的亮度比值是否均处于设定范围内；

S302，当所述多个照度评测区域的亮度比值均处于设定范围内时，判断车辆所处环境的照度为正常照度；

S303，当所述多个照度评测区域的亮度比值均不处于设定范围内，且正前方区域对应的亮度均值高于车辆两侧区域对应的亮度均值时，判断车辆所处环境的照度为低照度；

其中，亮度比值为高阈值照度像素累加数和低阈值照度像素累加数相比的值；

其中，亮度均值为像素亮度以及像素个数相比的值。

实施例四

图4是本发明实施例提供的感兴趣区域切换方法步骤S105的实现流程图，详述如下：

S401，当所述判断结果为正常照度时，将默认感兴趣区域切换为图像中心区域及车辆两侧区域，根据所述当前曝光图像的内容、图像中心区域及车辆两侧区域，分配所述当前曝光图像中主体亮度评估的权重值，生成第一权重表，通过所述第一权重表控制所述图像中心区域及车辆两侧区域的曝光，所述第一权重表包括图像中心区域及车辆两侧区域对应的第一权重值，图像中心区域下方对应的第二权重值，所述第一权重值高于所述第二权重值；

S402，当所述判断结果为低照度时，将默认感兴趣区域切换为图像中心区域，根据所述当前曝光图像的内容及图像中心区域，分配所述当前曝光图像中主体亮度评估的权重值，生成第二权重表，通过所述第二权重表控制所述图像中心区域的曝光，所述第二权重表包括图像中心区域对应的第三权重值，其它区域对应的第四权重值，所述第三权重值高于所述第四权重值，其它区域为除图像中心区域以外的区域；

其中，所述第一权重表包括图像中心区域及车辆两侧区域对应的第一权重值，图像中心区域下方对应的第二权重值，所述第一权重值高于所述第二权重值；

其中，所述第二权重表包括图像中心区域对应的第三权重值，其它区域对应的第四权重值，所述第三权重值高于所述第四权重值，其它区域为除图像中心区域以外的区域。

参考图5，图5是本发明实施例提供的第一权重表较佳的样例图。

参考图6，图6是本发明实施例提供的第二权重表较佳的样例图。

实施例五

图7是本发明实施例提供的配置权重表的实现流程图，详述如下：

S701，建立并存储所述正常照度与所述第一权重表的对应关系；

S702，建立并存储所述低照度与所述第二权重表的对应关系。

实施例六

本实施例主要描述了在实际应用中，感兴趣区域切换方法的较佳实施流程，详述如下：

1、如图2所示，为减少软件运算的代价，将整个图像划分为多个子窗口，然后选择具有代表性的五个区域小窗口作为环境判断主要依据部分，利用FPGA统计单独统计每个窗口的直方图数据、大于THR0的像素总数和亮度加和数、小于阈值THR1的像数总数和亮度加和数及各评测窗口的亮度均值。

2、主体区域定义和判断。车载监控摄像机，一般安装于前玻璃下，监控前方路面的情况，所以一般定义五个窗口去评测应该选择的主体区域。如图2所示，THR0位置在图像的正上方，一般采集到的数据为天空部分，这一部分实际上并不是我们所关注的东西，可以相对弱化其权重。图像正前面的某个范围和车两侧，如THR1和THR2所示的位置为我们在正常照度下主要监测的部分，一般要求能够拍清楚前面车辆的运动情况，包括越线及车牌的情况。所以正前方是需要重点考虑的情况，车辆两侧则是相对次要的位置，主要作为车辆碰撞或是碰瓷的依据。

基于这样的情况，我们生成了权重表1，中心及车辆两侧进行主要曝光，中心方框下方的权重可以降至极低，因为该区域一般为镜头的非对焦区域，权重过高会影响图像整体亮度的评估。而在低照度下，车辆的远近光灯开启，车的正前方为图像亮度区域的主体部分，而车两侧的受光实际上为车前灯的反射光或是侧漏光，只要对正前方曝光得当，则车辆两侧的亮度仍可在接受范围内，如权重表2，中心大面积重点曝光而另外四块区域给予相对较小的权重，来保证中心清晰的同时四周不至于过暗。

3、感兴趣区域切换设定方法的特征值为五个区域的高阈值照度像素累加数CNTHR0、低阈值像素照度的累加数CNTL0，单位曝光增益下的亮度均值(T’)。用R(CNTHR0/CNTL0)及T’来衡量当前照度下是否曝光正常。当各个窗口的比值和T’都在某个限定范围内，判定为正常状态，使用权重表1分配主体权重进行曝光。当正前方区域T’远高于两侧区域T’的并且R_中>R_上、R_中>R_下部分时且R_上、R_下均小于某一阈值时，表示当前状态为低照度且车前方有外部补光的状态，切换到权重表2进行曝光评测，并适当降低曝光补偿值，防止正面过曝现象。

其中，使用本发明的算法应用于车载前置成像设备上，可以使感兴趣区域曝光正常，智能算法等要求的感兴趣区域细节清楚，不仅可达到行车记录仪的监控效果，还能为后端智能算法提供稳定可靠的数据源，减小智能算法处理的难度。

实施例七

图8是本发明实施例提供的感兴趣区域切换装置的结构框图，该装置可以运行于具有车载成像设备中。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参照图8，该感兴趣区域切换装置，包括：

一种感兴趣区域切换装置，其特征在于，包括：

图像获取模块81，用于获取曝光前一帧的图像；

输出获取模块82，用于输出所述图像的各分区亮度值、低于第一设定阈值的像素累加数、高于第二设定阈值的像素累加数，生成评测数据；

特征值生成模块83，用于根据所述评测数据以及预设的照度评测区域分布表，生成多个照度评测区域的特征值；

照度判断模块84，用于根据所述多个照度评测区域的特征值、正常照度与低照度下的差异化特征，判断车辆所处环境的照度；

曝光模块85，用于根据所述照度的判断结果切换当前曝光图像的感兴趣区域，根据所述当前曝光图像的内容及切换的感兴趣区域，生成权重表，通过所述权重表控制所述感兴趣区域曝光。

作为本实施例的一种实现方式，在所述感兴趣区域切换装置中，所述多个照度评测区域包括正前方区域、图像中心区域及车辆两侧区域。

作为本实施例的一种实现方式，在所述感兴趣区域切换装置中，所述照度判断模块，还包括：

判断单元，用于判断所述多个照度评测区域的亮度比值是否均处于设定范围内；

正常照度判断单元，用于当所述多个照度评测区域的亮度比值均处于设定范围内时，判断车辆所处环境的照度为正常照度；

低照度曝光单元，用于当所述多个照度评测区域的亮度比值均不处于设定范围内，且正前方区域对应的亮度均值高于车辆两侧区域对应的亮度均值时，判断车辆所处环境的照度为低照度；其中，亮度比值为高阈值照度像素累加数和低阈值照度像素累加数相比的值；其中，亮度均值为像素亮度以及像素个数相比的值。

作为本实施例的一种实现方式，在所述感兴趣区域切换装置中，所述曝光模块，包括：

第一曝光单元，用于当所述判断结果为正常照度时，将默认感兴趣区域切换为图像中心区域及车辆两侧区域，根据所述当前曝光图像的内容、图像中心区域及车辆两侧区域，分配所述当前曝光图像中主体亮度评估的权重值，生成第一权重表，通过所述第一权重表控制所述图像中心区域及车辆两侧区域的曝光，所述第一权重表包括图像中心区域及车辆两侧区域对应的第一权重值，图像中心区域下方对应的第二权重值，所述第一权重值高于所述第二权重值；

第二曝光单元，用于当所述判断结果为低照度时，将默认感兴趣区域切换为图像中心区域，根据所述当前曝光图像的内容及图像中心区域，分配所述当前曝光图像中主体亮度评估的权重值，生成第二权重表，通过所述第二权重表控制所述图像中心区域的曝光，所述第二权重表包括图像中心区域对应的第三权重值，其它区域对应的第四权重值，所述第三权重值高于所述第四权重值，其它区域为除图像中心区域以外的区域；

其中，所述第一权重表包括图像中心区域及车辆两侧区域对应的第一权重值，图像中心区域下方对应的第二权重值，所述第一权重值高于所述第二权重值；

其中，第二权重表包括图像中心区域对应的第三权重值，其它区域对应的第四权重值，所述第三权重值高于所述第四权重值，其它区域为除图像中心区域以外的区域。

作为本实施例的一种实现方式，所述感兴趣区域切换装置，还包括：

第一权重表配置模块，用于建立并存储所述正常照度与所述第一权重表的对应关系；

第二权重表配置模块，用于建立并存储所述低照度与所述第二权重表的对应关系。

本发明实施例提供的装置可以应用在前述对应的方法实施例中，详情参见上述实施例的描述，在此不再赘述。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现。所述的程序可以存储于可读取存储介质中，所述的存储介质，如随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、电可擦写可编程存储器、寄存器等。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种感兴趣区域切换方法，其特征在于，包括：

获取曝光前一帧的图像；

输出所述图像的各分区亮度值、低于第一设定阈值的像素累加数、高于第二设定阈值的像素累加数，生成评测数据；

根据所述评测数据以及预设的照度评测区域分布表，生成多个照度评测区域的特征值；其中，所述特征值包括亮度比值和亮度均值中的至少一种；

根据所述多个照度评测区域的特征值、正常照度与低照度下的差异化特征，判断车辆所处环境的照度；具体地，判断所述多个照度评测区域的亮度比值是否均处于设定范围内，当所述多个照度评测区域的亮度比值均处于设定范围内时，判断车辆所处环境的照度为正常照度，当所述多个照度评测区域的亮度比值均不处于设定范围内，且正前方区域对应的亮度均值高于车辆两侧区域对应的亮度均值时，判断车辆所处环境的照度为低照度，其中，所述亮度比值为高阈值照度像素累加数和低阈值照度像素累加数相比的值，所述亮度均值为像素亮度以及像素个数相比的值；

根据所述照度的判断结果切换当前曝光图像的感兴趣区域，根据所述当前曝光图像的内容及切换的感兴趣区域，生成权重表，通过所述权重表控制所述感兴趣区域曝光。

2.如权利要求1所述的感兴趣区域切换方法，其特征在于，所述多个照度评测区域包括正前方区域、图像中心区域及车辆两侧区域。

3.如权利要求1所述的感兴趣区域切换方法，其特征在于，所述根据所述照度的判断结果切换当前曝光图像的感兴趣区域，根据所述当前曝光图像的内容及切换的感兴趣区域，生成权重表，通过所述权重表控制所述感兴趣区域曝光，具体为：

当所述判断结果为正常照度时，将默认感兴趣区域切换为图像中心区域及车辆两侧区域，根据所述当前曝光图像的内容、图像中心区域及车辆两侧区域，分配所述当前曝光图像中主体亮度评估的权重值，生成第一权重表，通过所述第一权重表控制所述图像中心区域及车辆两侧区域的曝光，所述第一权重表包括图像中心区域及车辆两侧区域对应的第一权重值，图像中心区域下方对应的第二权重值，所述第一权重值高于所述第二权重值；

当所述判断结果为低照度时，将默认感兴趣区域切换为图像中心区域，根据所述当前曝光图像的内容及图像中心区域，分配所述当前曝光图像中主体亮度评估的权重值，生成第二权重表，通过所述第二权重表控制所述图像中心区域的曝光，所述第二权重表包括图像中心区域对应的第三权重值，其它区域对应的第四权重值，所述第三权重值高于所述第四权重值，其它区域为除图像中心区域以外的区域。

4.如权利要求3所述感兴趣区域切换方法，其特征在于，所述感兴趣区域切换方法，还包括：

建立并存储所述正常照度与所述第一权重表的对应关系；

建立并存储所述低照度与所述第二权重表的对应关系。

5.一种感兴趣区域切换装置，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于获取曝光前一帧的图像；

输出获取模块，用于输出所述图像的各分区亮度值、低于第一设定阈值的像素累加数、高于第二设定阈值的像素累加数，生成评测数据；

特征值生成模块，用于根据所述评测数据以及预设的照度评测区域分布表，生成多个照度评测区域的特征值；其中，所述特征值包括亮度比值和亮度均值中的至少一种；

照度判断模块，用于根据所述多个照度评测区域的特征值、正常照度与低照度下的差异化特征，判断车辆所处环境的照度；所述照度判断模块，还包括：

判断单元，用于判断所述多个照度评测区域的亮度比值是否均处于设定范围内；

正常照度判断单元，用于当所述多个照度评测区域的亮度比值均处于设定范围内时，判断车辆所处环境的照度为正常照度；

低照度曝光单元，用于当所述多个照度评测区域的亮度比值均不处于设定范围内，且正前方区域对应的亮度均值高于车辆两侧区域对应的亮度均值时，判断车辆所处环境的照度为低照度；

其中，所述亮度比值为高阈值照度像素累加数和低阈值照度像素累加数相比的值，所述亮度均值为像素亮度以及像素个数相比的值；

曝光模块，用于根据所述照度的判断结果切换当前曝光图像的感兴趣区域，根据所述当前曝光图像的内容及切换的感兴趣区域，生成权重表，通过所述权重表控制所述感兴趣区域曝光。

6.如权利要求5所述感兴趣区域切换装置，其特征在于，所述多个照度评测区域包括正前方区域、图像中心区域及车辆两侧区域。

7.如权利要求5所述感兴趣区域切换装置，其特征在于，所述曝光模块，包括：

第一曝光单元，用于当所述判断结果为正常照度时，将默认感兴趣区域切换为图像中心区域及车辆两侧区域，根据所述当前曝光图像的内容、图像中心区域及车辆两侧区域，分配所述当前曝光图像中主体亮度评估的权重值，生成第一权重表，通过所述第一权重表控制所述图像中心区域及车辆两侧区域的曝光，所述第一权重表包括图像中心区域及车辆两侧区域对应的第一权重值，图像中心区域下方对应的第二权重值，所述第一权重值高于所述第二权重值；

第二曝光单元，用于当所述判断结果为低照度时，将默认感兴趣区域切换为图像中心区域，根据所述当前曝光图像的内容及图像中心区域，分配所述当前曝光图像中主体亮度评估的权重值，生成第二权重表，通过所述第二权重表控制所述图像中心区域的曝光，所述第二权重表包括图像中心区域对应的第三权重值，其它区域对应的第四权重值，所述第三权重值高于所述第四权重值，其它区域为除图像中心区域以外的区域；

其中，所述第一权重表包括图像中心区域及车辆两侧区域对应的第一权重值，图像中心区域下方对应的第二权重值，所述第一权重值高于所述第二权重值；

其中，第二权重表包括图像中心区域对应的第三权重值，其它区域对应的第四权重值，所述第三权重值高于所述第四权重值，其它区域为除图像中心区域以外的区域。

8.如权利要求7所述感兴趣区域切换装置，其特征在于，所述感兴趣区域切换装置，还包括：

第一权重表配置模块，用于建立并存储所述正常照度与所述第一权重表的对应关系；

第二权重表配置模块，用于建立并存储所述低照度与所述第二权重表的对应关系。