CN109308690A - 一种图像亮度均衡方法及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像亮度均衡方法及终端，涉及图像处理技术领域。其中方法包括：获取图像亮度归一化的累积直方图方程；对所述归一化的累积直方图方程进行逆运算；将逆运算后获得的方程与预设的高斯函数做卷积运算，得到所述图像的亮度转换方程；根据所述亮度转换方程调整所述图像的亮度。本发明可以减缓视频中图像亮度的急剧变化，提升视频观赏的舒适度。

Description

一种图像亮度均衡方法及终端
技术领域
本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种图像亮度均衡方法及终端。
背景技术
由于拍摄场景光照条件、拍摄时图像的曝光时间等差异，导致摄像机采集到的图像存在一定的亮度差异，在将摄像机采集到的图像拼接成视频后，视频中某些相邻帧之间的亮度差异可能会发生跳变，使得视频中图像的亮度过渡不自然，严重影响了观众的视觉感受。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种图像亮度均衡方法及终端，以解决上述视频中某些相邻帧之间的亮度差异可能会发生跳变，使得视频中图像的亮度过渡不自然，严重影响了观众的视觉感受的问题。
本发明第一方面提供了一种图像亮度均衡方法，包括：
获取图像亮度归一化的累积直方图方程；
对所述归一化的累积直方图方程进行逆运算；
将逆运算后获得的方程与预设的高斯函数做卷积运算，得到所述图像的亮度转换方程；
根据所述亮度转换方程调整所述图像的亮度。
本发明第二方面提供了一种终端，包括：
初始方程获取单元，用于获取图像亮度归一化的累积直方图方程；
逆运算单元，用于对所述归一化的累积直方图方程进行逆运算；
转换方程获取单元，用于将逆运算后获得的方程与预设的高斯函数做卷积运算，得到所述图像的亮度转换方程；
图像亮度调整单元，根据所述亮度转换方程调整所述图像的亮度。
本发明第三方面提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述图像亮度均衡方法的步骤。
本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述图像亮度均衡方法的步骤。
本发明与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明通过获取图像亮度归一化的累积直方图方程；对所述归一化的累积直方图方程进行逆运算；将逆运算后获得的方程与预设的高斯函数做卷积运算，得到所述图像的亮度转换方程；根据所述亮度转换方程调整所述图像的亮度，从而可以减缓视频中图像亮度的急剧变化，提升视频观赏的舒适度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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是本发明第一实施例提供的一种图像亮度均衡方法的示意流程图；
图2是本发明第一实施例提供的一种图像亮度均衡方法中步骤S101的具体实现流程图；
图3是本发明第二实施例提供的一种终端的示意性框图；
图4是本发明第二实施例提供的一种终端中初始方程获取单元的示意图；
图5是本发明第三实施例提供的一种终端的示意性框图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1是本发明第一实施例提供的一种图像亮度均衡方法的示意流程图。参见图1所示，本实施例提供的一种图像亮度均衡方法，包括：
步骤S101，获取图像亮度归一化的累积直方图方程。
其中，所述累积直方图的横向表示图像的亮度，纵向表示图像中亮度小于某一数值的像素的数量。
参见图2，是本发明第一实施例中步骤S101的具体实现流程图。如图2所示，步骤S101具体包括：
步骤S201，获取所述图像上各个像素点的R、G、B值；
步骤S202，根据各个像素点的R、G、B值，计算得到各个像素点的亮度值；
步骤S203，根据各个像素点的亮度值，统计得到所述图像亮度的累积直方图方程；
步骤S204，对所述累积直方图方程进行归一化处理，得到所述归一化的累积直方图方程
其中，N是第i帧图像中的像素数，Ii(x)是第x个像素的亮度，Hi(n)是第i帧图像中亮度小于数值n的像素所占的比例。
所述归一化的累积直方图的横向表示图像的亮度，纵向表示图像中亮度小于某一数值的像素的数量所占的像素比例。
优选的，在本实施例中，步骤S202具体包括：
按照方程：计算得出各个像素点的亮度值；
其中，Ii(x)表示第i帧图像中第x个像素点的亮度，表示第i帧图像中第x个像素点在R通道上的像素数值，表示第i帧图像中第x个像素点在G通道上的像素数值，表示第i帧图像中第x个像素点在B通道上的像素数值。
需要说明的是，上述计算图像中像素亮度的方式仅为本发明实施例提供的一种较佳实现方式，并不用于限定本发明，在其他实施例中还可以通过其他方式获取图像中像素点的亮度，例如：可通过对像素点在R、G、B三个分量上的数值求平均值，将该平均值作为该像素点的亮度，其均在本发明保护范围内。
步骤S102，对所述归一化的累积直方图方程进行逆运算。
在本实施例中，若那么其进行逆运算后得到的方程即为：
步骤S103，将逆运算后获得的方程与预设的高斯函数做卷积运算，得到所述图像的亮度转换方程。
其中，所述预设的高斯函数为与该图像前几帧图像的亮度相关的函数，具体为：在将逆运算后获取的方程与所述预设的高斯函数进行卷积运算后得到的亮度转换方程如下：
其中，σ是一选定的实数，k是一正整数，是归一化系数，fi(m)表示第i帧图像中亮度为m的像素点的转换后的亮度，Hj(m)是第j帧图像中亮度小于数值m的像素所占的比例。
步骤S104，根据所述亮度转换方程调整所述图像的亮度。
在本实施例中，根据所述亮度转换方程调整所述图像的亮度包括：
依次根据所述亮度转换方程计算图像中各个像素点的输出亮度，并根据计算出的各个像素点的输出亮度实时调整所述图像的亮度；或者，
根据所述亮度转换方程计算图像中各个像素点的输出亮度；
根据所述图像中各个像素点的输出亮度生成亮度转换表；
根据所述亮度转换表调整所述图像的亮度。
其中，根据所述亮度转换表调整所述图像的亮度包括：
查找所述图像中各个像素点所对应的输出亮度，分别根据各个像素点所对应的输出亮度计算获得各个像素点输出时所对应的R、G、B值，根据所述各个像素点输出时所对应的R、G、B值对所述图像进行输出处理，以使输出图像的亮度与视频中前一帧图像的亮度之间的差异保持在一定范围内，避免使观众感觉到亮度跳变的问题。
以上可以看出，实施例提供的一种图像亮度均衡方法由于通过获取图像亮度归一化的累积直方图方程；对所述归一化的累积直方图方程进行逆运算；将逆运算后获得的方程与预设的高斯函数做卷积运算，得到所述图像的亮度转换方程；根据所述亮度转换方程计算得到所述图像的亮度转换表；根据所述亮度转换表调整所述图像的亮度，从而可以使处理后的视频中每一帧图像的亮度均与其前后若干帧的图像亮度分布相关，减缓了视频中图像亮度的急剧变化，提升视频观赏的舒适度。
图3是本发明第二实施例提供的一种终端的示意性框图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。
参见图3所示，本实施例提供的一种终端3，包括：
初始方程获取单元31，用于获取图像亮度归一化的累积直方图方程；
逆运算单元32，用于对所述归一化的累积直方图方程进行逆运算；
转换方程获取单元33，用于将逆运算后获得的方程与预设的高斯函数做卷积运算，得到所述图像的亮度转换方程；
图像亮度调整单元34，根据所述亮度转换方程调整所述图像的亮度。
可选的，参见图4所示，在本发明第二实施例中，所述初始方程获取单元31包括：
RGB值获取单元41，用于获取所述图像上各个像素点的R、G、B值；
亮度值计算单元42，用于根据各个像素点的R、G、B值，计算得到各个像素点的亮度值；
直方图获取单元43，用于根据各个像素点的亮度值，统计得到所述图像亮度的累积直方图方程；
归一化处理单元44，用于对所述累积直方图方程进行归一化处理，得到所述归一化的累积直方图方程其中，N是第i帧图像中的像素数，Ii(x)是第x个像素的亮度，Hi(n)是第i帧图像中亮度小于数值n的像素所占的比例。
可选的，所述亮度值计算单元42具体用于：
按照方程：计算得出各个像素点的亮度值；
其中，Ii(x)表示第i帧图像中第x个像素点的亮度，表示第i帧图像中第x个像素点在R通道上的像素数值，表示第i帧图像中第x个像素点在G通道上的像素数值，表示第i帧图像中第x个像素点在B通道上的像素数值。
可选的，所述亮度转换方程为：其中σ是一选定的实数，k是一正整数，是归一化系数，fi(m)表示第i帧图像中亮度为m的像素点的转换后的亮度。
需要说明的是，本发明实施例提供的上述终端中的各个单元，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
因此，可以看出，本发明实施例提供的终端同样可以使处理后的视频中每一帧图像的亮度均与其前后若干帧的图像亮度分布相关，减缓了视频中图像亮度的急剧变化，提升视频观赏的舒适度。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图5是本发明第三实施例提供的终端的示意图。如图5所示，该实施例的终端5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S105。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块31至35的功能。
示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成初始方程获取单元、逆运算单元、转换方程获取单元、转换表获取单元以及图像亮度调整单元，各单元具体功能如下：
初始方程获取单元，用于获取图像亮度归一化的累积直方图方程；
逆运算单元，用于对所述归一化的累积直方图方程进行逆运算；
转换方程获取单元，用于将逆运算后获得的方程与预设的高斯函数做卷积运算，得到所述图像的亮度转换方程；
图像亮度调整单元，根据所述亮度转换方程调整所述图像的亮度。
所述终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端5的示例，并不构成对终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述终端5的内部存储单元，例如终端5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端5的外部存储设备，例如所述终端5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，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单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，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单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种图像亮度均衡方法，其特征在于，包括：
获取图像亮度归一化的累积直方图方程；
对所述归一化的累积直方图方程进行逆运算；
将逆运算后获得的方程与预设的高斯函数做卷积运算，得到所述图像的亮度转换方程；
根据所述亮度转换方程调整所述图像的亮度。
2.如权利要求1所述的图像亮度均衡方法，其特征在于，所述获取图像亮度归一化的累积直方图方程包括：
获取所述图像上各个像素点的R、G、B值；
根据各个像素点的R、G、B值，计算得到各个像素点的亮度值；
根据各个像素点的亮度值，统计得到所述图像亮度的累积直方图方程；
对所述累积直方图方程进行归一化处理，得到所述归一化的累积直方图方程其中，N是视频中第i帧图像中的像素数，Ii(x)是第x个像素的亮度，Hi(n)是第i帧图像中亮度小于数值n的像素所占的比例。
3.如权利要求2所述的图像亮度均衡方法，其特征在于，所述根据各个像素点的R、G、B值，计算得到各个像素点的亮度值包括：
按照方程：计算得出各个像素点的亮度值；
其中，Ii(x)表示第i帧图像中第x个像素点的亮度，表示第i帧图像中第x个像素点在R通道上的像素数值，表示第i帧图像中第x个像素点在G通道上的像素数值，表示第i帧图像中第x个像素点在B通道上的像素数值。
4.如权利要求1所述的图像亮度均衡方法，其特征在于，所述亮度转换方程为：其中σ是一选定的实数，k是一正整数，是归一化系数，fi(m)表示第i帧图像中亮度为m的像素点的转换后的亮度，Hj(m)是第j帧图像中亮度小于数值m的像素所占的比例。
5.一种终端，其特征在于，包括：
初始方程获取单元，用于获取图像亮度归一化的累积直方图方程；
逆运算单元，用于对所述归一化的累积直方图方程进行逆运算；
转换方程获取单元，用于将逆运算后获得的方程与预设的高斯函数做卷积运算，得到所述图像的亮度转换方程；
图像亮度调整单元，根据所述亮度转换方程调整所述图像的亮度。
6.如权利要求5所述的终端，其特征在于，所述初始方程获取单元包括：
RGB值获取单元，用于获取所述图像上各个像素点的R、G、B值；
亮度值计算单元，用于根据各个像素点的R、G、B值，计算得到各个像素点的亮度值；
直方图获取单元，用于根据各个像素点的亮度值，统计得到所述图像亮度的累积直方图方程；
归一化处理单元，用于对所述累积直方图方程进行归一化处理，得到所述归一化的累积直方图方程其中，N是视频中第i帧图像中的像素数，Ii(x)是第x个像素的亮度，Hi(n)是第i帧图像中亮度小于数值n的像素所占的比例。
7.如权利要求6所述的终端，其特征在于，所述亮度值计算单元具体用于：
按照方程：计算得出各个像素点的亮度值；
其中，Ii(x)表示第i帧图像中第x个像素点的亮度，表示第i帧图像中第x个像素点在R通道上的像素数值，表示第i帧图像中第x个像素点在G通道上的像素数值，表示第i帧图像中第x个像素点在B通道上的像素数值。
8.如权利要求5所述的终端，其特征在于，所述亮度转换方程为：其中σ是一选定的实数，k是一正整数，是归一化系数，fi(m)表示第i帧图像中亮度为m的像素点的转换后的亮度。
9.一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述图像亮度均衡方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述图像亮度均衡方法的步骤。
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