CN108777786A - 一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法 - Google Patents

一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108777786A
CN108777786A CN201810467054.7A CN201810467054A CN108777786A CN 108777786 A CN108777786 A CN 108777786A CN 201810467054 A CN201810467054 A CN 201810467054A CN 108777786 A CN108777786 A CN 108777786A
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
gain
low gain
dynamic range
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810467054.7A
Other languages
English (en)
Inventor
董科研
宋延嵩
赵馨
常帅
张磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun University of Science and Technology
Original Assignee
Changchun University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun University of Science and Technology filed Critical Changchun University of Science and Technology
Priority to CN201810467054.7A priority Critical patent/CN108777786A/zh
Publication of CN108777786A publication Critical patent/CN108777786A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/76—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the image signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range

Abstract

本发明提供一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法，其特征在于：通过测量相机输出的高增益图像与低增益图像的特征转移特性曲线得到图像融合所需要的融合参数，将融合参数带入图像融合公式后得到融合图像，实现像素级图像融合。这种图像融合方法可显著提高相机输出图像的动态范围，同时可以根据动态范围测试结果调整相机输出高增益图像的增益倍数及低增益图像的增益倍数，可以使相机输出图像的动态范围达到大，从而满足不同环境下对相机动态范围的需求，且计算量小，易于硬件实现。

Description

一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法
技术领域
本发明涉及一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法，属于图像处理领域。
技术背景
图像融合技术是通过一个数学模型将来自不同类型或者是相同类型的图像传感器在不同时间或者相同时间产生的源图像进行处理，综合形成一幅特定应用需求的图像的过程。增大图像动态范围的主要方法有硬件扩展法、软件宽展方法。软件扩展法的基本原理是对被摄场景进行多次曝光成像，通过设置不同曝光时间，改变探测器的亮度范围，获取多幅不同曝光度的图像，最后通过软件方法将它们融合成一幅高动态范围图像，恢复场景的细节信息。软件扩展法可分为辐照度重建方法和多曝光图像融合两种方法。而多曝光图像融合根据其融原理又可分为像素级融合、特征级融合、决策级融合三种方法。像素级融合主要针对原始图像数据进行融合，融合前未进行图像综合分析与处理，融合数据准确性最高，能够提供丰富、可靠的细节信息，应用最为广泛。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法。通过对融合图像进行动态范围测试，根据测试结果自动的调整相机的高、低增益系数，从而实现在特定场景下相机输出图像的动态范围达到最大,不但可以提高相机的动态范围，且计算量相对较小，易于硬件实现。
本发明提供的技术方案是这样实现的：一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法，由CMOS相机、高增益图像、低增益图像、低增益控制、高增益控制、低增益光电参数、高增益光电参数、图像融合处理、图像、灰度拉伸、显示图像、调整参数、动态范围测试构成；其特征在于：CMOS相机与低增益控制、高增益控制、高增益图像、低增益图像通过线缆相连；图像融合处理与高增益图像、低增益图像、高增益光电参数、低增益光电参数、图像通过线缆相连；调整参数与低增益控制、高增益控制、动态范围测试通过线缆相连；图像与灰度拉伸、动态范围测试、图像融合处理通过线缆相连；高增益图像与高增益光电参数通过线缆相连；低增益图像与低增益光电参数通过线缆相连；灰度拉伸与显示图像通过线缆相连；
其具体步骤如下：
（1）CMOS相机对景物进行拍照生成高增益图像与低增益图像；
（2）分别对高增益图像与低增益图像进行转移特性曲线测量，得到高增益图像的转换增益KH、低增益图像的转换增益KL；
（3）将高增益图像、低增益图像、转换增益KH、转换增益KL在图像融合处理中完成图像融合得到图像，具体应用到的公式如下：
上式中YHDR融合后的图像，YH为高增益图像，YL为低增益图像，TH为高增益图片和低增益图片进行融合时的阈值；，，OH为高增益的黑电平偏移，OL为低增益的黑电平偏移；
（4）将图像的输出结果送入动态范围测试得到动态范围测试结果；将动态范围测试结果送入参数调整，参数调整输出低增益调整参数VL与高增益调整参数VH；VL送入低增益控制中，VH送入高增益控制中；
（5）低增益控制调整CMOS相机的低增益系数，高增益控制调整CMOS相机的高增益系数；
（6）重复步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5），当动态范围测试输出的动态范围测试结果达到最大值后停止重复；
（7）将图像输送结果送入灰度拉伸，将灰度拉伸输出结果送入显示图像。
通过上述步骤可以自适应调整相机的高增益控制参数与低增益控制参数，当拍摄场景变化时，使相机的动态范围达到最大。
本发明的积极效果是通过测量相机输出的高增益图像与低增益图像的特征转移特性曲线得到图像融合所需要的融合参数，将融合参数带入图像融合公式后得到融合图像，实现像素级图像融合。这种图像融合方法可显著提高相机输出图像的动态范围，同时可以根据动态范围测试结果调整相机输出高增益图像的增益倍数及低增益图像的增益倍数，从而可以使相机输出图像的动态范围达到大，从而满足不同环境下对相机动态范围的需求，且计算量小，易于硬件实现。
附图说明
图1为本发明系统及方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：
CMOS相机芯片：辰芯G2020芯片；图像融合处理器：硬件FPGA；高增益图像增益：10.8倍；低增益图像增益：1.7倍。
实施例1
CMOS相机1、高增益图像3、低增益图像4、低增益控制2、高增益控制5、低增益光电参数6、高增益光电参数7、图像融合处理8、图像9、灰度拉伸10、显示图像11、调整参数12、动态范围测试13如图1所示安置。
CMOS相机1与低增益控制2、高增益控制5、高增益图像3、低增益图像4通过线缆相连；图像融合处理8与高增益图像3、低增益图像4、高增益光电参数7、低增益光电参数6、图像9通过线缆相连；调整参数12与低增益控制2、高增益控制5、动态范围测试13通过线缆相连；图像9与灰度拉伸10、动态范围测试13、图像融合处理8通过线缆相连；高增益图像3与高增益光电参数7通过线缆相连；低增益图像4与低增益光电参数6通过线缆相连；灰度拉伸10与显示图像11通过线缆相连。
实施步骤如下：
（1）CMOS相机1对景物进行拍照生成高增益图像3与低增益图像4；
（2）分别对高增益图像3与低增益图像4进行转移特性曲线测量，得到高增益图像3的转换增益KH、低增益图像4的转换增益KL；
（3）将高增益图像3、低增益图像4、转换增益KH、转换增益KL在图像融合处理8中完成图像融合得到图像9；
（4）将图像9的输出结果送入动态范围测试13得到动态范围测试结果；将动态范围测试结果送入参数调整12，参数调整12输出低增益调整参数VL与高增益调整参数VH；VL送入低增益控制2中，VH送入高增益控制5中；
（5）低增益控制2调整CMOS相机1的低增益系数，高增益控制5调整CMOS相机1的高增益系数；
（6）重复步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5），当动态范围测试13输出的动态范围测试结果达到最大值后停止重复；
（7）将图像9输送结果送入灰度拉伸10，将灰度拉伸10输出结果送入显示图像11。
通过以上步骤可实现相机输出图像动态范围最大。

Claims (1)

1.一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法，由CMOS相机、高增益图像、低增益图像、低增益控制、高增益控制、低增益光电参数、高增益光电参数、图像融合处理、图像、灰度拉伸、显示图像、调整参数、动态范围测试构成；其特征在于：CMOS相机与低增益控制、高增益控制、高增益图像、低增益图像通过线缆相连；图像融合处理与高增益图像、低增益图像、高增益光电参数、低增益光电参数、图像通过线缆相连；调整参数与低增益控制、高增益控制、动态范围测试通过线缆相连；图像与灰度拉伸、动态范围测试、图像融合处理通过线缆相连；高增益图像与高增益光电参数通过线缆相连；低增益图像与低增益光电参数通过线缆相连；灰度拉伸与显示图像通过线缆相连；
其具体步骤如下：
（1）CMOS相机对景物进行拍照生成高增益图像与低增益图像；
（2）分别对高增益图像与低增益图像进行转移特性曲线测量，得到高增益图像的转换增益KH、低增益图像的转换增益KL；
（3）将高增益图像、低增益图像、转换增益KH、转换增益KL在图像融合处理中完成图像融合得到图像，具体应用到的公式如下：
上式中YHDR融合后的图像，YH为高增益图像，YL为低增益图像，TH为高增益图片和低增益图片进行融合时的阈值；，，OH为高增益的黑电平偏移，OL为低增益的黑电平偏移；
（4）将图像的输出结果送入动态范围测试得到动态范围测试结果；将动态范围测试结果送入参数调整，参数调整输出低增益调整参数VL与高增益调整参数VH；VL送入低增益控制中，VH送入高增益控制中；
（5）低增益控制调整CMOS相机的低增益系数，高增益控制调整CMOS相机的高增益系数；
（6）重复步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5），当动态范围测试输出的动态范围测试结果达到最大值后停止重复；
（7）将图像输送结果送入灰度拉伸，将灰度拉伸输出结果送入显示图像；
通过上述步骤可以自适应调整相机的高增益控制参数与低增益控制参数，当拍摄场景变化时，使相机的动态范围达到最大。
CN201810467054.7A 2018-05-16 2018-05-16 一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法 Pending CN108777786A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810467054.7A CN108777786A (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810467054.7A CN108777786A (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108777786A true CN108777786A (zh) 2018-11-09

Family

ID=64027156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810467054.7A Pending CN108777786A (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108777786A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109889743A (zh) * 2019-03-05 2019-06-14 长光卫星技术有限公司 一种高低增益联合存贮的夜光遥感相机大动态范围图像获取方法
CN115953338A (zh) * 2022-12-07 2023-04-11 武汉华中天易星惯科技有限公司 一种提高工业相机动态范围的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101588515A (zh) * 2009-06-30 2009-11-25 北京空间机电研究所 线阵遥感ccd相机动态范围自适应实时调节方法
CN103069453A (zh) * 2010-07-05 2013-04-24 苹果公司 操作设备以捕捉高动态范围图像
CN105450939A (zh) * 2015-11-19 2016-03-30 上海斐讯数据通信技术有限公司 一种高动态范围图像的显示方法及移动终端
CN106973240A (zh) * 2017-03-23 2017-07-21 宁波诺丁汉大学 实现高动态范围图像高清显示的数字照相机成像方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101588515A (zh) * 2009-06-30 2009-11-25 北京空间机电研究所 线阵遥感ccd相机动态范围自适应实时调节方法
CN103069453A (zh) * 2010-07-05 2013-04-24 苹果公司 操作设备以捕捉高动态范围图像
CN105450939A (zh) * 2015-11-19 2016-03-30 上海斐讯数据通信技术有限公司 一种高动态范围图像的显示方法及移动终端
CN106973240A (zh) * 2017-03-23 2017-07-21 宁波诺丁汉大学 实现高动态范围图像高清显示的数字照相机成像方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109889743A (zh) * 2019-03-05 2019-06-14 长光卫星技术有限公司 一种高低增益联合存贮的夜光遥感相机大动态范围图像获取方法
CN115953338A (zh) * 2022-12-07 2023-04-11 武汉华中天易星惯科技有限公司 一种提高工业相机动态范围的方法
CN115953338B (zh) * 2022-12-07 2024-04-16 华中光电技术研究所(中国船舶集团有限公司第七一七研究所) 一种提高工业相机动态范围的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230079875A1 (en) Devices and methods for high dynamic range video
Tocci et al. A versatile HDR video production system
JP7179461B2 (ja) フラッシュ照明画像および周囲照明画像を同時に捕捉するための画像センサ装置および方法
US9179062B1 (en) Systems and methods for performing operations on pixel data
CN106797437A (zh) 使用多个图像的高动态范围图像合成
EP3890308A1 (en) Systems and methods for generating a high-dynamic range (hdr) pixel stream
US20060239579A1 (en) Non Uniform Blending of Exposure and/or Focus Bracketed Photographic Images
CN101600121B (zh) 一种白平衡修正值的计算方法
KR20120073159A (ko) Ｈｄｒｉ(ｈｉｇｈ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ ｉｍａｇｉｎｇ)을 위해 일시적으로 조정된 노출 브라케팅
CN108063932B (zh) 一种光度标定的方法及装置
JP2022501982A (ja) ニューラルネットワークを使用した写真の露出不足補正
CN101399919A (zh) 自动曝光和自动增益调节方法及其装置
CN102420944A (zh) 一种高动态范围图像合成方法及装置
CN103391404A (zh) 自动曝光方法、装置、照相设备和移动终端
CN110636227B (zh) 高动态范围hdr图像合成方法及集成该方法的高速相机
WO2020062393A1 (zh) 一种基于机器学习的初始数据处理方法和系统
US9167174B1 (en) Systems and methods for high-dynamic range images
CN105578021A (zh) 双目相机的成像方法及其装置
CN111986106B (zh) 一种基于神经网络的高动态图像重建方法
US20230156344A1 (en) Systems and methods for generating a high-dynamic range (hdr) pixel stream
CN108777786A (zh) 一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法
CN109166076B (zh) 多相机拼接的亮度调整方法、装置及便携式终端
CN103905738B (zh) 高动态范围图像生成系统及方法
US20190191068A1 (en) Exposure ratio control
TW201536052A (zh) 使用曝光參數量測技術之高動態範圍影像產生方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181109

RJ01 Rejection of invention patent application after publication