CN107360418A - 一种全景相机颜色一致性评判系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全景相机颜色一致性评判系统及方法，属于图像处理技术领域。该方法包括：S1、利用待测全景相机每个镜头拍摄不同光源下的待评判图像；S2、计算待评判图像中各个镜头的颜色增益直线；在本发明中，通过设定全景相机的颜色一致性检测环境，采集评判图像，计算评判图像的颜色增益值，并拟合成直线，以图片的形式直观的表示，从图片中我们可以快速，准确的描述全景相机的颜色一致性好坏，此外，计算了每个镜头的色差偏移度以及不同光源下的镜头光源色偏，可提供全景相机色差一致性指标参数，从而可有效的评估全景相机在颜色方面的一致性效果，可量化。

Description

一种全景相机颜色一致性评判系统及方法

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种全景相机颜色一致性评判系统及方法。

背景技术

全景相机是指利用多个摄像头同时拍摄空间场景，并实时的输出360度全景视频。全景相机至少拥有两个或两个以上的镜头，其中最核心的技术就是多路视频的实时拼接。

由于全景相机中各个镜头本身的工艺制造缺陷，同一个镜头拍摄的图像在不同的位置颜色差异比较明显，此外，不同镜头之间对颜色也存在差异，再加上全景相机对颜色进行补偿的拼接算法之间的差异，最后导致利用全景相机输出的全景视频存在颜色的一致性问题。即使每个镜头拍摄的场景一样，它输出的全景视频在颜色一致性上问题也非常明显。

目前，对全景相机的颜色一致性效果的评判方法依然是直接采用肉眼观察的方法，这种评判方法存在主观意识判断问题，不同的评判者会得到不同的评判结果，并且这种评判结果无法量化成数字表示。所以，急需一种全景相机颜色一致性效果的评判方法和可量化的评判标准。

发明内容

现有技术中，依然是直接采用肉眼观察的方法评判全景相机的颜色一致性，造成评判结果不统一，且无法量化。为了解决这种问题，本发明提供了一种全景相机颜色一致性评判系统及方法。

本发明提供的一种全景相机颜色一致性评判方法，包括：

S1、利用待测全景相机每个镜头拍摄不同光源下的待评判图像；

S2、计算待评判图像中各个镜头的颜色增益直线；

具体包括：首先将待评判图像内每个镜头在每种光源下拍摄的标准参照物分离出来，对每一个镜头拍摄到的标准参照物，按等间距的方法将其分割成多个待计算区域，分割的待计算区域数量为K；计算每一个镜头所成图像在不同区域的红色增益值和蓝色增益值，依据距离值与对应的红色增益值和蓝色增益值绘制二维的颜色增益离散点；利用最小二乘法，根据所述颜色增益离散点拟合出颜色增益直线。

进一步的，所述全景相机各镜头所处的拍摄环境及拍摄的标准参照物相同。

进一步的，所述标准参照物为白纸、或18％灰卡、或标准白卡，标准参照物充满镜头的整个视野。

进一步的，所述拍摄环境为相同光源的标准色温箱。

进一步的，所述色温箱中标准光源的种类为M种，所述全景相机的镜头个数为N，所述全景相机拍摄的待评判图像为N*M副。

进一步的，所述对每一个镜头拍摄到的标准参照物，按等间距的方法将其分割成多个待计算区域，分割的待计算区域数量为K；计算每一个镜头所成图像在不同区域的红色增益值和蓝色增益值具体为：

首先按等间距的方法将标准参照物图像分割成多个待计算区域，分割的待计算区域数量为K，其中，K的取值范围为10～20；

对于每个待计算区域i(1≤i≤K)，分别计算区域i内所有像素位置上红色分量和、绿色分量和、蓝色分量和；

根据区域i内所有像素位置上红色分量和、绿色分量和、蓝色分量和以计算区域i内各个颜色分量的平均值，计算公式如下：

A_i(r)＝S_i(r)/x

A_i(g)＝S_i(g)/y

A_i(b)＝S_i(b)/z

S_i(r)表示区域i内红色分量之和，S_i(g)表示区域i内绿色分量之和，S_i(b)表示区域i内蓝色分量之和，A_i(r)表示区域i内红色分量的平均值，A_i(g)表示区域i内绿色分量的平均值，A_i(b)表示区域i内蓝色分量的平均值，x，y，z分别表示区域i内红色、绿色、蓝色三种颜色分量的个数；

根据区域i内各分量的平均值计算红色和蓝色分量相对于绿色分量的增益值，计算公式如下：

G_i(r)＝A_i(g)/A_i(r)

G_i(b)＝A_i(g)/A_i(b)；

公式中，G_i(r)，G_i(b)分别表示区域i内红色分量的增益值以及蓝色分量的增益值。

进一步的，该方法还包括，计算每个镜头每种光源下的色差偏移度；

根据每个镜头每种光源下红色和蓝色分量的增益离散点，分别计算红色和蓝色分量最大值与最小值的差，将这两个差值与对应的最小值的比值作为对应镜头标准光源下的色差偏移度。

进一步的，该方法还包括，计算全景相机每个镜头的光源色偏；

具体为：计算每个镜头M种标准光源的色差偏移度的最大值与最小值之差，将这个差值与最小值的比值作为每个镜头的光源色偏。

本发明还提供了一种全景相机颜色一致性评判系统，包括：待测评的全景相机，与全景相机镜头数相等的标准参照物及标准色温箱，颜色增益直线计算模块；

所述每个标准参照物及标准色温箱对准全景相机的每个镜头，所述全景相机的每个镜头采集不同光源下的待评判图像；

所述颜色增益直线计算模块计算待评判图像中各个镜头的颜色增益直线；

具体包括：首先将待评判图像内每个镜头在每种光源下拍摄的标准参照物分离出来，对每一个镜头拍摄到的标准参照物，按等间距的方法将其分割成多个待计算区域，分割的待计算区域数量为K；计算每一个镜头所成图像在不同区域的红色增益值和蓝色增益值，依据所述距离值与对应的红色增益值和蓝色增益值绘制二维的颜色增益离散点；利用最小二乘法，根据所述颜色增益离散点拟合出颜色增益直线。

在本发明中，通过设定全景相机的颜色一致性检测环境，采集评判图像，计算评判图像的颜色增益值，并拟合成直线，以图片的形式直观的表示，从图片中我们可以快速，准确的描述全景相机的颜色一致性好坏，此外，计算了每个镜头的色差偏移度以及不同光源下的镜头光源色偏，可提供全景相机色差一致性指标参数，从而可有效的评估全景相机在颜色方面的一致性效果，可量化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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是本发明实施例提供的一种全景相机颜色一致性评判方法流程图；

图2是本发明实施例提供的采集多种色温下图像的图像采集装置结构示意图；

图3是本发明实施例提供的颜色增益直线示意图；

图4是本发明一种全景相机颜色一致性评判系统结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1所示，本发明提供的一种全景相机颜色一致性评判方法包括以下步骤：

S1：利用待测全景相机每个镜头拍摄不同光源下的待评判图像；

在本发明的实施例中，所述全景相机各镜头所处的拍摄环境及拍摄的标准参照物相同。所述拍摄环境为相同光源的标准色温箱。将与全景相机的镜头数量相同的等同的标准光源灯箱以及等同的标准参照物分别置于所述全景相机镜头前。

在本发明的实施例中，优选的，所述标准参照物为白纸、或18％灰卡、或标准白卡，标准参照物的大小需要根据是否充满镜头的整个视野为准，在具体应用中，也可以采用任何等同的参照物，并不用于限制本发明。

为便于更好的理解本发明实施例提供的技术方案，下面通过一个例子进行介绍。

全景相机一般含有至少两个以上的摄像头，本发明实施例中需要测定的全景相机包含有N个镜头，其中N为大于等于2的整数。在进行颜色一致性评判时，优选的，可采用M种标准光源模式，其中M为大于1的整数，如图2所示，全景相机的采用四个镜头2，1～M为采用的M种标准光源种类，由图可知，每种光源模式下有4个相同的标准光源灯箱1，分别正对着全景相机的每个镜头的中心。

在本发明的实施例中，所述全景相机的镜头均匀分布在一个正方体上，每个镜头的中心正对着一个标准光源灯箱。与全景相机的镜头对应的所有灯箱是一样的，每个灯箱上装有一个标准参照物，所有的标准参照物也是相同的，从而可以确保所有的镜头处于一个光照等同、参照物等同的环境下。

利用全景相机拍摄待评判图像时，将全景相机以及与每个摄像头对准的N个标准光源一起放置于一个房间中，确保全景相机处于全黑的环境内，利用全景相机拍摄一张待评判图像，然后将全景相机放置于另一种标准光源的灯箱内，确保配置与第一次采图的环境一样，再拍摄一张待评判图像，由于有M种光源类型，则所述全景相机拍摄的待评判图像为N*M张，选取的光源种类越多，色差一致性计算结果越准确。

S2：获取待评判图像的颜色增益拟合曲线；

根据采集的待评判图像，获取待评判图像中每一个镜头所拍摄的标准参照物，统计每一个镜头所成图像在不同位置下的颜色平均值及颜色增益值，依据所述距离值与对应的颜色增益值绘制二维的颜色增益离散点；利用最小二乘法，根据所述的颜色增益离散点拟合出一条直线，绘制的直线越接近水平线，说明全景相机的色差一致性就越好，绘制的直线越偏离水平线，说明全景相机的色差一致性越差。

在本发明的实施例中，具体的实施步骤如下：

对于待评判图像，首先将待评判图像内每个镜头在每种光源下拍摄的标准参照物分离出来，然后对每一个镜头拍摄到的标准参照物，首先按等间距的方法将标准参照物图像分割成多个待计算区域，分割的待计算区域数量为K，其中，K的取值范围为10至20；然后，对于每个待计算区域i(1≤i≤K)，分别计算区域i内所有位置上红色分量和、绿色分量和、蓝色分量和。

根据区域i内所有像素位置上红色分量和、绿色分量和、蓝色分量和以计算区域i内各个颜色分量的平均值，计算公式如下：

A_i(r)＝S_i(r)/x

A_i(g)＝S_i(g)/y

A_i(b)＝S_i(b)/z

S_i(r)表示区域i内红色分量之和，S_i(g)表示区域i内绿色分量之和，S_i(b)表示区域i内蓝色分量之和，A_i(r)表示区域i内红色分量的平均值，A_i(g)表示区域i内绿色分量的平均值，A_i(b)表示区域i内蓝色分量的平均值，x，y，z分别表示区域i内红色、绿色、蓝色三种颜色分量的个数；

根据区域i内各分量的平均值计算红色和蓝色分量相对于绿色分量的增益值，计算公式如下：

G_i(r)＝A_i(g)/A_i(r)

G_i(b)＝A_i(g)/A_i(b)

公式中，G_i(r)，G_i(b)分别表示区域i内红色分量的增益值以及蓝色分量的增益值。

利用所述方法分别计算出各个区域内各个颜色值的增益值，得到该镜头的红色与蓝色分量增益离散点，然后分别对蓝色分量和红色分量的离散点利用最小二乘法拟合出两条直线，如图3所示，直线1表示红色分量离散点拟合出来的一条直线，直线2表示蓝色分量拟合出来的一条直线。在本发明的实施例中，全景相机有4个镜头，采用了M种光源类型，所以一共有4*M副这样的直线图，8M条直线。将拟合出来的直线作为单个镜头色差一致性的评判指标，在同种光源下，当拟合的两条直线之间越平行，镜头的色差一致性越好，理想情况下，拟合出来的两条直线应该都是水平的直线；当各个镜头拟合出来的同种颜色分量的直线越接近，全景相机镜头之间的颜色一致性就越好。

除了直接采用各个镜头的颜色增益直线来判断全景相机的一致性，还可以采用每个镜头每种光源下的色差偏移度、或者全景相机每个镜头的光源色偏来评价全景相机的一致性。本发明还包括：

S3：计算每个镜头每种光源下的色差偏移度；

步骤S2得到了各个镜头的不同区域中红色和蓝色分量的增益离散点，即单个镜头所成图像的不同位置下红色和蓝色分量的增益离散点，根据各个镜头红色和蓝色分量的增益离散点，分别计算红色和蓝色分量最大值与最小值的差，将这两个差值与对应的最小值的比值作为对应标准光源下的每个镜头的色差偏移度，将该色差偏移度作为色差一致性的评判指标参数。同种光源下，每个镜头的色差偏移度越小，则该镜头的色差一致性越好，理想情况下，每种光源所计算得到的色差偏移度的值应该为零；不同镜头之间的色差偏移度值越接近，则全景相机的镜头之间的颜色一致性越好。

S4：计算全景相机每个镜头的光源色偏；

计算每个镜头每种光源下的色差偏移度后，对M种标准光源，计算这M种标准光源的色差偏移度的最大值与最小值之差，将这个差值与最小值的比值作为每个镜头的光源色偏，将该光源色偏作为镜头之间颜色一致性的评判参数，全景相机各个镜头的光源色偏越接近，全景相机的颜色一致性越好，反之，各个镜头的光源色偏相差越大，全景相机的颜色一致性越差。

综上所述，在本发明的一些可行性的实施方案中，通过设定全景相机的颜色一致性检测环境，采集评判图像，计算评判图像的颜色增益值，并拟合成直线，以图片的形式直观的表示，从图片中我们可以快速，准确的描述全景相机的颜色一致性好坏，此外，计算了每个镜头的色差偏移度以及不同光源下的镜头光源色偏，可提供全景相机色差一致性指标参数，从而可有效的评估全景相机在颜色方面的一致性效果，可量化。

为了更好的实施本发明实施例的上述方案，下面还提供用于配合实施上述方案的系统。

如图4所示，为本发明实施例提供的一种全景相机颜色一致性评判的系统。所述系统包括：

待测评的全景相机41，与全景相机镜头数相等的标准参照物及标准色温箱42，颜色增益直线计算模块43；

所述每个标准参照物及标准色温箱42对准全景相机41的每个镜头，所述全景相机41的每个镜头采集不同光源下的待评判图像；

所述颜色增益直线计算模块43计算待评判图像中各个镜头的颜色增益直线；

具体包括：首先将待评判图像内每个镜头在每种光源下拍摄的标准参照物分离出来，对每一个镜头拍摄到的标准参照物，按等间距的方法将其分割成多个待计算区域，分割的待计算区域数量为K；计算每一个镜头所成图像在不同区域的红色增益值和蓝色增益值，依据所述距离值与对应的红色增益值和蓝色增益值绘制二维的颜色增益离散点；利用最小二乘法，根据所述颜色增益离散点拟合出颜色增益直线。

另外，该系统还包括：镜头色差偏移度获取模块44，用于根据每个镜头每种光源下红色和蓝色分量的增益离散点，分别计算红色和蓝色分量最大值与最小值的差，将这两个差值与对应的最小值的比值作为对应镜头标准光源下的色差偏移度。

光源色偏获取模块45，用于计算每个镜头M种标准光源的色差偏移度的最大值与最小值之差，将这个差值与最小值的比值作为每个镜头的光源色偏。

综上，本发明实施例全景相机颜色一致性评判系统，在本发明的一些可行的实施方案中，通过设定全景相机的颜色一致性检测环境，采集评判图像，计算评判图像的颜色增益离散点，并拟合成直观的图像表示，从图像中我们可以快速，准确的描述全景相机的颜色一致性好坏，此外，计算了每个镜头的色差偏移度以及不同光源下的镜头光源色偏，可提供全景相机色差一致性指标参数，从而可有效的评估全景相机在颜色方面的一致性效果，可量化。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种全景相机颜色一致性评判方法，其特征在于，包括：

S1、利用待测全景相机每个镜头拍摄不同光源下的待评判图像；

S2、计算待评判图像中各个镜头的颜色增益直线；

具体包括：首先将待评判图像内每个镜头在每种光源下拍摄的标准参照物分离出来，对每一个镜头拍摄到的标准参照物，按等间距的方法将其分割成多个待计算区域，分割的待计算区域数量为K；计算每一个镜头所成图像在不同区域的红色增益值和蓝色增益值，依据距离值与对应的红色增益值和蓝色增益值绘制二维的颜色增益离散点；利用最小二乘法，根据所述颜色增益离散点拟合出颜色增益直线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全景相机各镜头所处的拍摄环境及拍摄的标准参照物相同。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标准参照物为白纸、或18％灰卡、或标准白卡，标准参照物充满镜头的整个视野。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拍摄环境为相同光源的标准色温箱。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述色温箱中标准光源的种类为M种，所述全景相机的镜头个数为N，所述全景相机拍摄的待评判图像为N*M副。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每一个镜头拍摄到的标准参照物，按等间距的方法将其分割成多个待计算区域，分割的待计算区域数量为K；计算每一个镜头所成图像在不同区域的红色增益值和蓝色增益值具体为：

首先按等间距的方法将标准参照物图像分割成多个待计算区域，分割的待计算区域数量为K，其中，K的取值范围为10～20；

对于每个待计算区域i(1≤i≤K)，分别计算区域i内所有像素位置上红色分量和、绿色分量和、蓝色分量和；

根据区域i内所有像素位置上红色分量和、绿色分量和、蓝色分量和以计算区域i内各个颜色分量的平均值，计算公式如下：

A_i(r)＝S_i(r)/x

A_i(g)＝S_i(g)/y

A_i(b)＝S_i(b)/z

S_i(r)表示区域i内红色分量之和，S_i(g)表示区域i内绿色分量之和，S_i(b)表示区域i内蓝色分量之和，A_i(r)表示区域i内红色分量的平均值，A_i(g)表示区域i内绿色分量的平均值，A_i(b)表示区域i内蓝色分量的平均值，x，y，z分别表示区域i内红色、绿色、蓝色三种颜色分量的个数；

根据区域i内各分量的平均值计算红色和蓝色分量相对于绿色分量的增益值，计算公式如下：

G_i(r)＝A_i(g)/A_i(r)

G_i(b)＝A_i(g)/A_i(b)；

公式中，G_i(r)，G_i(b)分别表示区域i内红色分量的增益值以及蓝色分量的增益值。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括，计算每个镜头每种光源下的色差偏移度；

根据每个镜头每种光源下红色和蓝色分量的增益离散点，分别计算红色和蓝色分量最大值与最小值的差，将这两个差值与对应的最小值的比值作为对应镜头标准光源下的色差偏移度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括，计算全景相机每个镜头的光源色偏；

具体为：计算每个镜头M种标准光源的色差偏移度的最大值与最小值之差，将这个差值与最小值的比值作为每个镜头的光源色偏。

9.一种全景相机颜色一致性评判系统，其特征在于，包括：待测评的全景相机，与全景相机镜头数相等的标准参照物及标准色温箱，颜色增益直线计算模块；

所述每个标准参照物及标准色温箱对准全景相机的每个镜头，所述全景相机的每个镜头采集不同光源下的待评判图像；

所述颜色增益直线计算模块计算待评判图像中各个镜头的颜色增益直线；

具体包括：首先将待评判图像内每个镜头在每种光源下拍摄的标准参照物分离出来，对每一个镜头拍摄到的标准参照物，按等间距的方法将其分割成多个待计算区域，分割的待计算区域数量为K；计算每一个镜头所成图像在不同区域的红色增益值和蓝色增益值，依据所述距离值与对应的红色增益值和蓝色增益值绘制二维的颜色增益离散点；利用最小二乘法，根据所述颜色增益离散点拟合出颜色增益直线。