CN108989696B - 基于热度图的自动曝光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于热度图的自动曝光方法，包括以下步骤：S1:采用运动热度统计获取热度图；S2:对所述热度图进行测光。根据本发明的基于热度图的自动曝光方法，即根据目标在图像中活跃度测光，活跃度越高的像素，其在统计图像平均亮度时所占比重越大。该算法解决了在复杂光照下目标过亮或过暗的问题，确保目标亮度适中，达到自动曝光的真正的目的。

Description

基于热度图的自动曝光方法
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于热度图的自动曝光方法。
背景技术
自动曝光是指相机根据拍摄环境光的照度，自动调整相机的快门、增益与光圈，使得拍摄的图像亮度适中，该算法是相机的必备算法之一，经过多年的发展，本身已很成熟。要实现自动曝光，就需要测光，即评测当前画面的亮度是否适中，一般的方法是统计全图或者某个窗口区域的平均亮度。但对于环境光复杂的场景，画面中一些区域很亮，一些区域却很暗，而当拍摄目标只处于亮区或暗区时，基于全图或者窗口区域去测光，往往造成拍摄目标的亮度过暗或过量，没有达到拍摄的目的。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
有鉴于此，本发明需要提供一种基于热度图的自动曝光方法，解决了在复杂光照下目标过亮或过暗的问题，确保目标亮度适中，达到自动曝光的真正的目的。
根据本发明实施例的基于热度图的自动曝光方法，包括以下步骤：S1:采用运动热度统计获取热度图；
S2：根据以下公式对所述热度图进行测光：
Yav＝∑(y(i，j)*Fh(i，j))/∑Fh(i，j)
其中，其中Yav为根据热度图统计出的全图平均亮度值，y(i，j)为图像像素的亮度值，Fh(i，j)为热度图；S3：测光完成后，根据当前图像帧的所述全图平均亮度值和目标亮度进行曝光控制。
根据本发明的实施例的基于热度图的自动曝光方法，即根据目标在图像中活跃度测光，活跃度越高的像素，其在统计图像平均亮度时所占比重越大。该算法解决了在复杂光照下目标过亮或过暗的问题，确保目标亮度适中，达到自动曝光的真正的目的。
另外，根据本发明上述实施例的基于热度图的自动曝光方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，步骤S1中包含以下具体步骤：
S11：逐像素计算当前帧与背景帧得到差分图像；
S12：对所述差分图像进行二值化得到二值化图像；
S13：对所述二值化图像做腐蚀运算，滤掉小于预订值的块和噪点；
S14：单位时间内逐像素统计所述二值化图像，获得热度图。
根据本发明的一个实施例，步骤S11中通过以下公式获得差分图象：
Fd(i，j)＝|Fc(i，j)-Fb(i，j)|
其中，Fc(i，j)当前帧图像，Fb(i，j)为背景图像，Fd(I，j)为差分图像，i、j为像素坐标。
根据本发明的一个实施例，步骤S12采用以下公式对所述差分图像二值化：
Figure GDA0003165288360000031
其中，Fe(i，j)为二值化图像，Fd(i，j)为差分图像，th为阈值、常数。
根据本发明的一个实施例，步骤S13采用以下公式做腐蚀运算：
Fcr(i，j)＝θFe(i，j)
其中，Fcr(i，j)为做了腐蚀运算的二值化图像，Fe(i，j)为二值化图像。
根据本发明的一个实施例，步骤S14采用以下公式获取热度图：
Figure GDA0003165288360000033
其中，Fh(i，j)为热度图，Fcr(i，j)为做了腐蚀运算的二值化图像，t为统计时间，一般为一整天或一星期。
根据本发明的一个实施例，步骤S3中，按照以下条件进行曝光控制：
Figure GDA0003165288360000032
其中，Yobj为设定的目标亮度，常数。thy为设定的目标亮度范围门限，常数。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的实施例的基于热度图的自动曝光方法的流程图。
图2是根据本发明的实施例的基于热度图的自动曝光方法的采用运动热度统计获取热度图的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，根据本发明的实施例的基于热度图的自动曝光方法，包括以下步骤：
S1：采用运动热度统计获取热度图。需要说明的是，热度是指目标在图像中某个位置的活跃度，基于热度测光是指图像活跃度越高的像素，其在统计图像平均亮度时所占比重越大。因此，本发明的热度图根据运动热度统计。
S2：根据以下公式(1)对所述热度图进行测光，
Yav＝∑(y(i，j)*Fh(i，j))/∑Fh(i，j) (1)
其中，其中Yav为根据热度图统计出的全图平均亮度值，y(i，j)为图像像素的亮度值，Fh(i，j)为热度图。
S3：测光完成后，根据当前图像帧的所述全图平均亮度值和目标亮度进行曝光控制。
根据本发明的实施例的基于热度图的自动曝光方法，即根据目标在图像中活跃度测光，活跃度越高的像素，其在统计图像平均亮度时所占比重越大。该算法解决了在复杂光照下目标过亮或过暗的问题，确保目标亮度适中，达到自动曝光的真正的目的。
如图2所示，为了提高自动曝光效率，根据本发明的一个实施例，步骤S1中可以包含以下步骤：S11：逐像素计算当前帧与背景帧的差分图像。S12：对所述差分图像二值化。S13：对所述二值化图像做腐蚀运算，滤掉小于预订值的块和噪点。S14：单位时间内逐像素统计做腐蚀运算后的二值化图像，获得热度图。
进一步地，根据本发明的一个实施例，步骤S11中可以通过以下公式(2)获得差分图象：
Fd(i，j)＝|Fc(i，j)-Fb(i，j)| (2)
其中，Fc(i，j)当前帧图像，Fb(i，j)为背景图像，Fd(i，j)为差分图像，i、j为像素坐标。
进一步地，根据本发明的一个实施例，步骤S12可以采用以下公式(3)对所述差分图像二值化：
Figure GDA0003165288360000051
其中，Fe(i，j)为二值化图像，Fd(i，j)为差分图像，th为阈值、常数。
进一步地，根据本发明的一个实施例，步骤S13采用以下公式(4)做腐蚀运算：
Fcr(i，j)＝θFe(i，j) (4)
其中，Fcr(i，j)为做了腐蚀运算的二值化图像，Fe(i，j)为二值化图像。
进一步地，根据本发明的一个实施例，步骤S14采用以下公式(5)获取热度图：
Figure GDA0003165288360000062
其中，Fh(i，j)为热度图，Fcr(i，j)为做了腐蚀运算的二值化图像，t为统计时间，一般为一整天或一星期。
进一步地，根据本发明的一个实施例，步骤S3中，按照以下条件进行曝光控制：
Figure GDA0003165288360000061
其中，Yobj为设定的目标亮度，常数。thy为设定的目标亮度范围门限，常数。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种基于热度图的自动曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采用运动热度统计获取热度图，采用以下公式获取热度图：
Figure FDA0003165288350000011
其中，Fh(i，j)为热度图，Fcr(i，j)为做了腐蚀运算的二值化图像，t为统计时间，统计时间设为一整天或一星期；
步骤S1中包含以下具体步骤：
S11：逐像素计算当前帧与背景帧得到差分图像；
S12：对所述差分图像进行二值化得到二值化图像；
S13：对所述二值化图像做腐蚀运算，滤掉小于预订值的块和噪点；
S14：单位时间内逐像素统计腐蚀运算后的所述二值化图像，获得热度图；
S2：根据以下公式对所述热度图进行测光：
Yav＝∑(y(i，j)*Fh(i，j))/∑Fh(i，j)
其中，其中Yav为根据热度图统计出的全图平均亮度值，y(i，j)为图像像素的亮度值，Fh(i，j)为热度图；
S3：测光完成后，根据当前图像帧的所述全图平均亮度值和目标亮度进行曝光控制。
2.根据权利要求1所述的基于热度图的自动曝光方法，其特征在于，步骤S11中通过以下公式获得差分图象：
Fd(i，j)＝|Fc(i，j)-Fb(i，j)|
其中，Fc(i，j)当前帧图像，Fb(i，j)为背景图像，Fd(I，j)为差分图像，i、j为像素坐标。
3.根据权利要求1所述的基于热度图的自动曝光方法，其特征在于，步骤S12采用以下公式对所述差分图像二值化：
Figure FDA0003165288350000021
其中，Fe(i，j)为二值化图像，Fd(i，j)为差分图像，th为阈值、常数。
4.根据权利要求1所述的基于热度图的自动曝光方法，其特征在于，步骤S13采用以下公式做腐蚀运算：
Fcr(i，j)＝θ Fe(i，j)
其中，Fcr(i，j)为做了腐蚀运算的二值化图像，Fe(i，j)为二值化图像。
5.根据权利要求1所述的基于热度图的自动曝光方法，其特征在于，步骤S3中，按照以下条件进行曝光控制：
Figure FDA0003165288350000022
其中，Yobj为设定的目标亮度，常数，thy为设定的目标亮度范围门限，常数。
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