CN109523491A - 用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于环视辅助泊车的环视光照均一化的方法和装置，该方法的步骤包括：实时提取环视辅助泊车系统合成的拼接融合图像，判断拼接融合图像中是否具有重叠区域；若拼接融合图像具有重叠区域，则从环视辅助泊车系统中提取拼接融合图像对应的合成前的初始图像；计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数，利用计算得到的补偿系数对应对初始图像进行光照补偿，实现光照均一化；对光照均一化后的图像再次进行拼接融合，用于环视辅助泊车。通过本发明，能够解决均一化矫正过程中，校正系数被干扰的问题，始得多路图像完成均匀的过度，达到完整的均一化效果。

Description

用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法和装置

技术领域

本发明属于环视辅助泊车技术领域，具体涉及一种用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法和装置。

背景技术

随着汽车的普及，汽车行驶安全和停车受到了司机的重视。在停车时，由于车辆盲区较多，导致司机无法判断车周围有没有物体以及车位情况，导致停车困难。尽管目前车辆大部分都配备了倒车摄像头，但是无法观察车身周围的情况。所以360度环视系统可以解决这个问题，通过在车身前后左右安装四个鱼眼摄像头，通过图像拼接算法，可以合成一个全景图像。如图1所示。

由于四路鱼眼摄像头在CMOS传感器的噪音，快门速度，曝光时间抖动等之间存在一定的差异，特别是在感光度上也有很大差异。与此同时，由于每个摄像头装置在车身的前后左右四个方向，对于汽车来说每个方向的场景光照亮度都存在不同，有的地方光度非常亮，有的却十分阴暗，这就导致图像拼接后的图像会产生很大的颜色和亮度差异。目前大多数都采用增益的算法来补偿全局最强差异，但是由于车辆行驶过程中由于环境的变化使得得到的干扰是随机的，而这些随机的干扰会对校正系数产生干扰，进而影响均一化效果。

发明内容

本发明为解决上述不足而提出以下技术方案：本发明提供了一种用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法，包括：

实时提取车载监控环视辅助泊车系统合成的拼接融合图像，判断拼接融合图像中是否具有重叠区域；

若拼接融合图像具有重叠区域，则从环视辅助泊车系统中提取拼接融合图像对应的合成前的初始图像；

计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数，利用计算得到的补偿系数对应对初始图像进行光照补偿，实现光照均一化；

对光照均一化后的图像再次进行拼接融合，用于环视辅助泊车。

其中，在判断拼接融合图像中是否具有重叠区域的步骤之后，还包括判断拼接融合图像中的重叠区域的图像光照是否均一。

其中，计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数的步骤中，包括步骤：

对提取的初始图像进行编号，编号为是s₁、s₂、s₃……s_i；其中，s_i-1、s_i为相邻的、具有重叠区域的图像；

计算s_i-1和s_i的之间的补偿系数a_c,j，用于补偿S_i；

分别计算每两幅相邻的初始图像的补偿系数，对全部的初始图像进行光照补偿。

其中，补偿系数的计算公式为：

其中C_c,j(P)是C颜色通道中像素P经过伽马校正的值，是图像i的像素平均值。

其中，在计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数的步骤之后，还包括步骤：通过高斯滤波的方法，对补偿系数进行处理，得到符合高斯分布的系数；

△g＝g(i+1)-g(i)

g(i+1)＝g(i)+△g*f(x)

其中，Δg是两帧初始图像的补偿系数差值，f(x)是高斯分布函数，μ＝0，σ为经验值，通常取0.2～0.5，g(i+1)为符合高斯分布的补偿系数。

本发明为解决上述不足而提出以下技术方案：本发明提供了一种用于环视辅助泊车的环视光照均一化装置，包括：

判断模块，连接至环视辅助泊车系统的存储数据库，用于实时提取环视辅助泊车系统合成的拼接融合图像，判断拼接融合图像中是否具有重叠区域；并在判定拼接融合图像具有重叠区域时，从环视辅助泊车系统中提取拼接融合图像对应的合成前的初始图像；

计算模块，用于计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数，利用计算得到的补偿系数对应对初始图像进行光照补偿，实现光照均一化；

传输模块，用于将光照均一化后的图像发送到环视辅助泊车系统，用以再次进行拼接融合。

其中，所述判断模块还用于判断拼接融合图像中的重叠区域的图像光照是否均一。

其中，所述计算模块计算的步骤包括：

对提取的初始图像进行编号，编号为是s₁、s₂、s₃……s_i；其中，s_i-1、s_i为相邻的、具有重叠区域的图像；

计算s_i-1和s_i的之间的补偿系数a_c,j，用于补偿S_i；

分别计算每两幅相邻的初始图像的补偿系数，对全部的初始图像进行光照补偿。

其中，补偿系数的计算公式为：

其中C_c,j(P)是C颜色通道中像素P经过伽马校正的值，是图像i的像素平均值。

其中，所述计算模块还进行通过高斯滤波的方法，对补偿系数进行处理，得到符合高斯分布的系数的计算步骤；

△g＝g(i+1)-g(i)

g(i+1)＝g(i)+△g*f(x)

其中，Δg是两帧初始图像的补偿系数差值，f(x)是高斯分布函数，μ＝0，σ为经验值，通常取0.2～0.5，g(i+1)为符合高斯分布的补偿系数。

相对于现有技术，本发明的用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法的步骤包括：实时提取环视辅助泊车系统合成的拼接融合图像，判断拼接融合图像中是否具有重叠区域；若拼接融合图像具有重叠区域，则从环视辅助泊车系统中提取拼接融合图像对应的合成前的初始图像；计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数，利用计算得到的补偿系数对应对初始图像进行光照补偿，实现光照均一化；对光照均一化后的图像再次进行拼接融合，用于环视辅助泊车。通过本发明，能够解决均一化矫正过程中，校正系数被干扰的问题，始得多路图像完成均匀的过度，达到完整的均一化效果。

附图说明

图1是现有技术全景图像合成的示意图。

图2是本发明提供的一种用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法的流程示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

参阅图2，图2是本发明提供的一种用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法的流程示意图。该方法的步骤包括：

S110：实时提取环视辅助泊车系统合成的拼接融合图像，判断拼接融合图像中是否具有重叠区域。

环视辅助泊车在车辆行驶及停放过程中已被广泛应用，目前主流监控方式是在车身周围安装鱼眼摄像头，将多个鱼眼摄像头拍摄的图像合成环视全景图像。如图1所示，即为设置4个鱼眼摄像头，并进行图像融合的实施例。但是由于鱼眼摄像头在CMOS传感器的噪音，快门速度，曝光时间抖动等之间存在一定的差异，特别是在感光度上也有很大差异，而且不同方位的光照存在差异，最终导致合成的环视全景图像在拼接融合位置产生很大的颜色和亮度差异。

在本发明中，首先从环视辅助泊车系统中获取拼接融合图像。环视辅助泊车系统将鱼眼摄像头拍摄的不同角度的图像合成环视全景图像，即本发明所需的拼接融合图像。该图像合成后通常被存储于环视辅助泊车系统的存储数据库中，实时的从车载监控环视辅助泊车系统的存储数据库中提取合成的拼接融合图像，并针对图像进行判断，判断拼接融合图像中是否有重叠区域。本发明中的鱼眼摄像头设置为4个，设置于车身的前后左右，每一鱼眼摄像头拍摄的图像为其所处方位的图像，通过拼接算法，将四幅图像合成为环视全景图像，这四幅图像在拼接时，在相互连接的位置可能形成0-4个重叠区域。在本步骤中，实时的从环视辅助泊车系统中获取到拼接融合图像后，通过对比连接位置的色彩特征，确定当前拼接融合图像中是否有重叠区域。在判断拼接融合图像中是否有重叠区域的步骤之后，进一步判断拼接融合图像中的重叠区域的图像光照是否均一。虽然在拼接融合图像是由四幅不同的图像拼接形成，但是若在拍摄时，由于拍摄的位置相互靠近，光线条件相同时，拼接后形成的拼接融合图像的重叠区域图像光照均一，则说明该拼接融合图像的图像光照是均一的，无需进行后续处理，则继续从车载监控系统中提取下一帧拼接融合图像进行本步骤的判断。若判断结果为否，则进入下一步骤。

S120：若拼接融合图像具有重叠区域，则从环视辅助泊车系统中提取拼接融合图像对应的合成前的初始图像。

在判定拼接融合图像中有图像关照不均一的重叠区域时，继续从车载监控系统的存储数据库中获取该拼接融合图像对应的全部初始图像。在本实施方式中，设置4个鱼眼摄像头拍摄初始图像，则提取四个鱼眼摄像头拍摄的初始图像，进入下一步骤。

S130：计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数，利用计算得到的补偿系数对应对初始图像进行光照补偿，实现光照均一化。

在提取到全部初始图像后，对全部初始图像进行编号，编号为是s₁s₃、s₃……s_i；其中，s_i-1、s_i为相邻的、具有重叠区域的图像。对应本实施方式，初始图像编号为s₁、s₂、s₃、s₄。分别对应4个鱼眼摄像头拍摄的初始图像，具体s₁、s₂、s₃、s₄分别分别对应位于车辆前、右、后、左的鱼眼摄像头拍摄的原始图像。

编号完成后，计算相邻的两幅初始图像s_i-1和s_i之间的补偿系数，用于对初始图像s_i进行补偿。对应到本实施方式中，分别计算s₁与s₂、s₂与s₃、s₃与s₄及s₄与s₁之间补偿系数，分别用以对s₂、s₃、s₄、s₁的初始图像进行补偿。

在本发明中，补偿系数的计算公式为：

其中C_c,j(P)是C颜色通道中像素P经过伽马校正的值，是图像i的像素平均值。

进一步，在求取补偿系数之后，通过高斯滤波的方法，对补偿系数进行处理，得到符合高斯分布的系数。

具体计算公式如下：

△g＝g(i+1)-g(i)

g(i+1)＝g(i)+△g*f(x)

其中，Δg是两帧初始图像的补偿系数差值，f(x)是高斯分布函数，μ＝0，σ为经验值，通常取0.2～0.5，g(i+1)为符合高斯分布的补偿系数。

求得符合高斯分布的补偿系数后，对应对相应的初始图像进行补偿，得到图像光照均一化的环视全景图像。

S140：对光照均一化后的图像再次进行拼接融合，用于环视辅助泊车。

将图像光照均一化的环视全景图像发送到环视辅助泊车系统，利用车载监控系统的图像拼接融合设备对图像进行拼接融合，得到图像光照均一化的环视全景图像。

进一步，本发明还提供了一种用于环视辅助泊车的环视光照均一化装置，包括：

判断模块，连接至环视辅助泊车系统的存储数据库，用于实时提取环视辅助泊车系统合成的拼接融合图像，判断拼接融合图像中是否具有重叠区域；并在判定拼接融合图像具有重叠区域时，从环视辅助泊车系统中提取拼接融合图像对应的合成前的初始图像。

判断模块还用于判断拼接融合图像中的重叠区域的图像光照是否均一。

计算模块，用于计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数，利用计算得到的补偿系数对应对初始图像进行光照补偿，实现光照均一化。

计算模块计算的步骤包括：

对提取的初始图像进行编号，编号为是s₁、s₂、s₃……s_i；其中，s_i-1、s_i为相邻的、具有重叠区域的图像；

计算s_i-1和s_i的之间的补偿系数a_c,j，用于补偿S_i；

分别计算每两幅相邻的初始图像的补偿系数，对全部的初始图像进行光照补偿。

其中，补偿系数的计算公式为：

其中C_c,j(P)是C颜色通道中像素P经过伽马校正的值，是图像i的像素平均值。

计算模块还进行通过高斯滤波的方法，对补偿系数进行处理，得到符合高斯分布的系数的计算步骤；

△g＝g(i+1)-g(i)

g(i+1)＝g(i)+△g*f(x)

其中，Δg是两帧初始图像的补偿系数差值，f(x)是高斯分布函数，μ＝0，σ为经验值，通常取0.2～0.5，g(i+1)为符合高斯分布的补偿系数。

传输模块，用于将光照均一化后的图像发送到环视辅助泊车系统，用以再次进行拼接融合。

传输模块将图像光照均一化的环视全景图像发送到环视辅助泊车系统，利用环视辅助泊车系统的图像拼接融合设备对图像进行拼接融合，得到图像光照均一化的环视全景图像，用于环视辅助泊车。

相对于现有技术，本发明的用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法的步骤包括：实时提取环视辅助泊车系统合成的拼接融合图像，判断拼接融合图像中是否具有重叠区域；若拼接融合图像具有重叠区域，则从环视辅助泊车系统中提取拼接融合图像对应的合成前的初始图像；计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数，利用计算得到的补偿系数对应对初始图像进行光照补偿，实现光照均一化；对光照均一化后的图像再次进行拼接融合，用于环视辅助泊车。通过本发明，能够解决均一化矫正过程中，校正系数被干扰的问题，始得多路图像完成均匀的过度，达到完整的均一化效果。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用所述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法，其特征在于，包括：

实时提取环视辅助泊车系统合成的拼接融合图像，判断拼接融合图像中是否具有重叠区域；

若拼接融合图像具有重叠区域，则从环视辅助泊车系统中提取拼接融合图像对应的合成前的初始图像；

计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数，利用计算得到的补偿系数对应对初始图像进行光照补偿，实现光照均一化；

对光照均一化后的图像再次进行拼接融合，用于环视辅助泊车。

2.根据权利要求1所述的用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法，其特征在于，在判断拼接融合图像中是否具有重叠区域的步骤之后，还包括判断拼接融合图像中的重叠区域的图像光照是否均一。

3.根据权利要求1所述的用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法，其特征在于，计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数的步骤中，包括步骤：

对提取的初始图像进行编号，编号为是s₁、s₂、s₃……s_i；其中，s_i-1、s_i为相邻的、具有重叠区域的图像；

计算s_i-1和s_i的之间的补偿系数a_c,j，用于补偿S_i；

分别计算每两幅相邻的初始图像的补偿系数，对全部的初始图像进行光照补偿。

4.根据权利要求3所述的用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法，其特征在于，补偿系数的计算公式为：

其中C_c,j(P)是C颜色通道中像素P经过伽马校正的值，是图像i的像素平均值。

5.根据权利要求4所述的用于环视辅助泊车的环视光照均一化方法，其特征在于，在计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数的步骤之后，还包括步骤：通过高斯滤波的方法，对补偿系数进行处理，得到符合高斯分布的系数；

△g＝g(i+1)-g(i)

g(i+1)＝g(i)+△g*f(x)

其中，Δg是两帧初始图像的补偿系数差值，f(x)是高斯分布函数，μ＝0，σ为经验值，通常取0.2～0.5，g(i+1)为符合高斯分布的补偿系数。

6.一种用于环视辅助泊车的环视光照均一化装置，其特征在于，包括：

判断模块，连接至环视辅助泊车系统的存储数据库，用于实时提取环视辅助泊车系统合成的拼接融合图像，判断拼接融合图像中是否具有重叠区域；并在判定拼接融合图像具有重叠区域时，从环视辅助泊车系统中提取拼接融合图像对应的合成前的初始图像；

计算模块，用于计算每两幅具有重叠区域的初始图像的补偿系数，利用计算得到的补偿系数对应对初始图像进行光照补偿，实现光照均一化；

传输模块，用于将光照均一化后的图像发送到环视辅助泊车系统，用以再次进行拼接融合。

7.根据权利要求6所述的用于环视辅助泊车的环视光照均一化装置，其特征在于，所述判断模块还用于判断拼接融合图像中的重叠区域的图像光照是否均一。

8.根据权利要求6所述的用于环视辅助泊车的环视光照均一化装置，其特征在于，所述计算模块计算的步骤包括：

对提取的初始图像进行编号，编号为是s₁、s₂、s₃……s_i；其中，s_i-1、s_i为相邻的、具有重叠区域的图像；

计算s_i-1和s_i的之间的补偿系数a_c,j，用于补偿S_i；

分别计算每两幅相邻的初始图像的补偿系数，对全部的初始图像进行光照补偿。

9.根据权利要求8所述的用于环视辅助泊车的环视光照均一化装置，其特征在于，补偿系数的计算公式为：

其中C_c,j(P)是C颜色通道中像素P经过伽马校正的值，是图像i的像素平均值。

10.根据权利要求9所述的用于环视辅助泊车的环视光照均一化装置，其特征在于，所述计算模块还进行通过高斯滤波的方法，对补偿系数进行处理，得到符合高斯分布的系数的计算步骤；

△g＝g(i+1)-g(i)

g(i+1)＝g(i)+△g*f(x)

其中，Δg是两帧初始图像的补偿系数差值，f(x)是高斯分布函数，μ＝0，σ为经验值，通常取0.2～0.5，g(i+1)为符合高斯分布的补偿系数。