CN110084856A - 标定图像的亮度调整方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种标定图像的亮度调整方法、装置、电子设备及存储介质。亮度调整方法包括：在原始图像的周围分别选取多个第一区域和在原始图像的中心选取第二区域，原始图像包括多个像素点，每个第一区域的中心至第二区域的中心的距离均相等；计算多个第一区域的第一平均灰度和第二区域的第二平均灰度；计算任一第一区域的中心与第二区域的中心之间的第一距离；根据第一平均灰度、第二平均灰度、第一距离、每个像素点的第一像素值及每个像素点与第二区域的中心之间的第二距离计算每个像素点的第二像素值以生成标定图像。本申请实施方式的亮度调整方法，可以提升标定图像的亮度均一性，从而有利于提升摄像头的标定精度。

Description

标定图像的亮度调整方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及摄像头标定技术，特别涉及一种标定图像的亮度调整方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立摄像头成像的几何模型，并由此重建和识别物体。这些几何模型就是摄像头参数。通常，摄像头参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称为摄像头标定。

在摄像头拍摄的过程中，由于摄像头的镜头遮挡，感光元件中间区域光线多边缘光线少，导致图像亮度不均匀(中间较亮，四周偏暗)，这称为镜头暗影(Lens Shading)。在相关技术中，通过拍摄纯色的面板来对镜头暗影进行矫正处理。然而，在摄像头标定的过程中，通常不会对镜头暗影进行处理。这会导致标定图像的边缘部分不清晰，从而导致标定精度下降。

发明内容

本申请的实施方式提供了一种标定图像的亮度调整方法、装置、电子设备及存储介质。

本申请实施方式的标定图像的亮度调整方法包括：在原始图像的周围分别选取多个第一区域和在所述原始图像的中心选取第二区域，所述原始图像包括多个像素点，每个所述第一区域的中心至所述第二区域的中心的距离均相等；计算所述多个第一区域的第一平均灰度和所述第二区域的第二平均灰度；计算任一所述第一区域的中心与所述第二区域的中心之间的第一距离；根据所述第一平均灰度、所述第二平均灰度、所述第一距离、每个所述像素点的第一像素值及每个所述像素点与所述第二区域的中心之间的第二距离计算每个所述像素点的第二像素值以生成标定图像。

本申请实施方式的标定图像的亮度调整装置包括选取模块和计算模块，所述选取模块用于在原始图像的周围分别选取多个第一区域和在所述原始图像的中心选取第二区域，所述原始图像包括多个像素点，每个所述第一区域的中心至所述第二区域的中心的距离均相等，所述计算模块用于计算所述多个第一区域的第一平均灰度和所述第二区域的第二平均灰度，及用于计算任一所述第一区域的中心与所述第二区域的中心之间的第一距离，以及用于根据所述第一平均灰度、所述第二平均灰度、所述第一距离、每个所述像素点的第一像素值及每个所述像素点与所述第二区域的中心之间的第二距离计算每个所述像素点的第二像素值以生成标定图像。

本申请实施方式的电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现上述实施方式所述的亮度调整方法。

本申请实施方式的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时，实现上述实施方式所述的亮度调整方法。

本申请实施方式的标定图像的亮度调整方法、装置、电子设备及存储介质，通过计算每个像素点的第二像素值来调整图像亮度以生成标定图像，可以提升标定图像的亮度均一性，从而有利于提升摄像头的标定精度。

本申请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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/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是本申请实施方式的亮度调整方法的流程示意图；

图2是本申请实施方式的标定板的图案示意图；

图3是本申请实施方式的标定板的另一图案示意图；

图4是本申请实施方式的标定板的又一图案示意图；

图5是本申请实施方式的原始图像示意图；

图6是本申请实施方式的亮度调整方法的另一流程示意图；

图7是本申请实施方式的标定图像示意图；

图8是本申请实施方式的亮度调整装置的模块示意图；

图9是本申请实施方式的电子设备的模块示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

请参阅图1，本申请实施方式的标定图像的亮度调整方法包括：

步骤S10：在原始图像的周围分别选取多个第一区域102和在原始图像的中心选取第二区域104，原始图像包括多个像素点，每个第一区域102的中心至第二区域104的中心的距离均相等；

步骤S20：计算多个第一区域102的第一平均灰度和第二区域104的第二平均灰度；

步骤S30：计算任一第一区域102的中心与第二区域104的中心之间的第一距离；

步骤S40：根据第一平均灰度、第二平均灰度、第一距离、每个像素点的第一像素值及每个像素点与第二区域104的中心之间的第二距离计算每个像素点的第二像素值以生成标定图像。

本申请实施方式的标定图像的亮度调整方法，通过计算每个像素点的第二像素值来调整图像亮度以生成标定图像，可以提升标定图像的亮度均一性，从而有利于提升摄像头的标定精度。

在步骤S10中，原始图像通过摄像头拍摄带有固定间距图案阵列平板(即标定板)获得。请参阅图2-图4，标定板的图案可以是黑白棋盘格图案、实心圆阵列图案或带有圆斑的黑白格子图案。拍摄图2或图3所示的标定板获得的原始图像包括多个重复图案，拍摄图4所示的标定板获得的原始图像包括多个相似图案。原始图像可以呈矩形、圆形、椭圆形等。

在图5的示例中，原始图像呈矩形。获得原始图像后，在原始图像的四个角分别选取第一区域102和在原始图像的中心选取第二区域104以用于估计原始图像从中间到四周边缘的亮度变化趋势。也即是说，选取了四个形状大小相同的第一区域102。第二区域104包含原始图像中心区域的若干像素点，第二区域104的中心即原始图像的中心。

在其他实施例中，原始图像呈圆形。获得原始图像后，在原始图像的圆周分别选取四个第一区域102和在原始图像的中心选取第二区域104以用于估计原始图像从中间到圆周边缘的亮度变化趋势。四个第一区域102的中心连线组成正方形，第二区域104的中心为正方形的中心。

当原始图像包括多个重复图案时，第一区域102至少包括一个重复图案，第二区域104至少包括一个重复图案。例如，原始图像的内容为黑白棋盘格图案，每个第一区域102至少包括一个黑格和一个白格，第二区域104至少包括一个黑格和一个白格。当原始图像包括多个相似图案时，第一区域102至少包括一个相似图案，第二区域104至少包括一个相似图案。在图5的示例中，原始图像的内容为带有圆斑的黑白格子图案，每个第一区域102至少包括一个黑色格子和一个白色格子，第二区域104至少包括一个黑色格子和一个白色格子。

需要说明的是，第一区域102与第二区域104的形状大小可以相同，也可以不同。第一区域102或第二区域104的形状可以是矩形、方形、圆形或椭圆形等。在图5中，点P1、P2、P3、P4分别是四个第一区域102的中心，点O是第二区域104的中心(即原始图像的中心)。

在步骤S20中，第一区域102的个数为四个，四个第一区域102的像素点的个数之和为N1，N1个像素点的灰度值之和为S1。第二区域104的像素点的个数为N2，N2个像素点的灰度值之和为S2。当原始图像为灰度图像时，第一平均灰度＝S1/N1，第二平均灰度＝S2/N2。当原始图像为彩色图像时，需要将彩色图像转换为灰度图像，然后再计算第一平均灰度和第二平均灰度。

在一个例子中，可以将原始图像的RGB色彩空间转换带亮度通道的图像模型如HSI，然后只对亮度通道进行处理即可。其中，R、G、B分别是像素点的红绿蓝通道的值，H、S、I分别是像素点的色调通道、饱和度通道、亮度通道的值。I通道代表亮度，单独提取出来就是灰度图像。其中，亮度通道的值

在步骤S30中，由于每个第一区域102的中心至第二区域104的中心的距离均相等，即P1、P2、P3、P4中任意一点至点O的距离均相等。因此，计算第一距离，可以计算P1、P2、P3、P4中任意一点至点O的距离。

在步骤S40中，当原始图像为灰度图像时，像素点的第一像素值即为原始灰度图像中像素点的灰度值，像素点的第二像素值即为目标灰度值。当原始图像为彩色图像时，需要将彩色图像转换为灰度图像，像素点的第一像素值即为转换获得的灰度图像中像素点的灰度值，像素点的第二像素值即为目标灰度值。

请参阅图6，步骤S40包括：

步骤S42：根据第一平均灰度、第二平均灰度及第一距离计算图像变化率；

步骤S44：根据第一平均灰度、图像变化率、每个像素点的第一像素值及第二距离计算每个像素点的第二像素值以生成标定图像。

具体地，步骤S42采用以下条件式：K＝(A2-A1)/B，其中，K为图像变化率，A2为第二平均灰度，A1为第一平均灰度，B为第一距离。步骤S44采用以下条件式：Dx＝A1/(A1-(Bx*K))*Cx，其中，Dx为像素点的第二像素值，A1为第一平均灰度，Bx为第二距离，K为图像变化率，Cx为像素点的第一像素值。

可以理解，Cx为像素点的第一像素值，A1/(A1-(Bx*k))相当于一个增益，目的是为了求出标定图像对应像素点的第二像素值以使标定图像周围边缘区域的亮度和中间区域的亮度接近。A1/(A1-(Bx*k))是一个线性的补偿，距离原始图像中心O越远，A1/(A1-(Bx*k))的值越大。计算出原始图像中每个像素点的第二像素值后，生成标定图像，如图7所示。与原始图像相比，标定图像的亮度更均匀且四周边缘区域明亮清晰。如此，标定图像亮度均匀，有利于提升摄像头的标定精度。

需要说明的是，本申请实施方式的亮度调整方法可应用于具备摄像头的电子设备或具备摄像头的车辆等需要做摄像头标定的产品。电子设备包括但不限于移动终端、平板电脑、个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)、便携设备、可穿戴设备等。摄像头可以为长焦摄像头、短焦摄像头、广角摄像头、黑白摄像头或彩色摄像头。

请参阅图8，标定图像的亮度调整装置10包括选取模块12和计算模块14。选取模块12用于在原始图像的周围分别选取多个第一区域102和在原始图像的中心选取第二区域104。原始图像包括多个像素点。每个第一区域102的中心至第二区域104的中心的距离均相等。计算模块14用于计算多个第一区域102的第一平均灰度和第二区域104的第二平均灰度，及用于计算任一第一区域102的中心与第二区域104的中心之间的第一距离，以及用于根据第一平均灰度、第二平均灰度、第一距离、每个像素点的第一像素值及每个像素点与第二区域104的中心之间的第二距离计算每个像素点的第二像素值以生成标定图像。

也即是说，上述实施方式的亮度调整方法的步骤S10可由选取模块12实现，步骤S20、步骤S30和步骤S40可由计算模块14实现。

本申请实施方式的标定图像的亮度调整装置10，通过计算每个像素点的第二像素值来调整图像亮度以生成标定图像，可以提升标定图像的亮度均一性，从而有利于提升摄像头20的标定精度。

可以理解，亮度调整装置10可独立设置，摄像头20与亮度调整装置10电连接以传输原始图像。亮度调整装置10也可直接设置于需要做摄像头20标定的产品(电子设备或车辆)中。

需要说明的是，上述实施方式的亮度调整方法的解释说明和有益效果也适用于本实施方式的亮度调整装置10，为避免冗余，在此不再详细展开。

在某些实施方式中，计算模块14用于根据第一平均灰度、第二平均灰度及第一距离计算图像变化率，及用于根据第一平均灰度、图像变化率、每个像素点的第一像素值及第二距离计算每个像素点的第二像素值以生成标定图像。

也即是说，上述实施方式的亮度调整方法的步骤S42和步骤S44可由计算模块14实现。

在某些实施方式中，计算模块14用于采用以下条件式计算图像变化率：K＝(A2-A1)/B，其中，K为图像变化率，A2为第二平均灰度，A1为第一平均灰度，B为第一距离。

在某些实施方式中，计算模块14用于采用以下条件式计算像素点的第二像素值：Dx＝A1/(A1-(Bx*K))*Cx，其中，Dx为像素点的第二像素值，A1为第一平均灰度，Bx为第二距离，K为图像变化率，Cx为像素点的第一像素值。

在某些实施方式中，原始图像呈矩形。选取模块12用于在原始图像的四个角分别选取第一区域102和在原始图像的中心选取第二区域104。

在某些实施方式中，原始图像包括多个重复图案，第一区域102至少包括一个重复图案，第二区域104至少包括一个重复图案。

在某些实施方式中，原始图像包括多个相似图案，第一区域102至少包括一个相似图案，第二区域104至少包括一个相似图案。

请参阅图9，本申请实施方式的电子设备100包括存储器110和处理器120。存储器110存储有计算机程序，处理器120执行程序时，实现上述任一实施方式的亮度调整方法。

本申请实施方式的电子设备100，通过计算每个像素点的第二像素值来调整图像亮度以生成标定图像，可以提升标定图像的亮度均一性，从而有利于提升摄像头130的标定精度。

存储器110可用于存储计算机程序，处理器120通过运行或执行存储在存储器110内的计算机程序，以及调用存储在存储器110内的数据，实现电子设备100的各种功能。计算机程序包括计算机程序代码。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。

存储器110包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能)等。存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本)等。此外，存储器110可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、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)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器120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120也可以是任何常规的处理器等。处理器120是电子设备100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备100的各个部分。

需要说明的是，上述实施方式的亮度调整方法的解释说明和有益效果也适用于本实施方式的电子设备100，为避免冗余，在此不再详细展开。

在本实施方式中，电子设备100可以是手机、平板电脑或者个人数字助理或穿戴式设备等。以手机为例，手机可包括，但不仅限于，存储器110、处理器120、摄像头130。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是本申请用于实现亮度调整方法的手机的示例，并不构成对手机的限定。手机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。例如手机还可以包括显示器140、射频电路150、音频电路160以及电源170。其中，存储器110、摄像头130、显示器140、射频电路150、音频电路160以及电源170分别与处理器120电性连接。

显示器140可以用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示器140可以包括显示面板，在一些实施例中，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、或者有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等形式来配置显示面板。

射频电路150可以用于收发射频信号，以通过无线通信与网络设备或其他电子设备100建立无线通讯，与网络设备或其他电子设备100之间收发信号。

音频电路160可以用于通过扬声器、传声器提供用户与手机之间的音频接口。

电源170可以用于给手机的各个部件供电。在一些实施例中，电源170可以通过电源管理系统与处理器120逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

本申请实施方式的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。程序被处理器执行时，实现上述任一实施方式的亮度调整方法。

可以理解，计算机程序包括计算机程序代码。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。计算机可读存储介质可以包括：能够携带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)以及软件分发介质等。

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申请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。在本申请的描述中，“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特定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，并且本申请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，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种标定图像的亮度调整方法，其特征在于，包括：

在原始图像的周围分别选取多个第一区域和在所述原始图像的中心选取第二区域，所述原始图像包括多个像素点，每个所述第一区域的中心至所述第二区域的中心的距离均相等；

计算所述多个第一区域的第一平均灰度和所述第二区域的第二平均灰度；

计算任一所述第一区域的中心与所述第二区域的中心之间的第一距离；

根据所述第一平均灰度、所述第二平均灰度、所述第一距离、每个所述像素点的第一像素值及每个所述像素点与所述第二区域的中心之间的第二距离计算每个所述像素点的第二像素值以生成标定图像。

2.如权利要求1所述的亮度调整方法，其特征在于，根据所述第一平均灰度、所述第二平均灰度、所述第一距离、每个所述像素点的第一像素值及每个所述像素点与所述第二区域的中心之间的第二距离计算每个所述像素点的第二像素值以生成标定图像，包括：

根据所述第一平均灰度、所述第二平均灰度及所述第一距离计算图像变化率；

根据所述第一平均灰度、所述图像变化率、每个所述像素点的第一像素值及所述第二距离计算每个所述像素点的第二像素值以生成所述标定图像。

3.如权利要求2所述的亮度调整方法，其特征在于，根据所述第一平均灰度、所述第二平均灰度及所述第一距离计算图像变化率，采用以下条件式：

K＝(A2-A1)/B，

其中，K为所述图像变化率，A2为所述第二平均灰度，A1为所述第一平均灰度，B为所述第一距离。

4.如权利要求3所述的亮度调整方法，其特征在于，根据所述第一平均灰度、所述图像变化率、每个所述像素点的第一像素值及所述第二距离计算每个所述像素点的第二像素值以生成所述标定图像，采用以下条件式：

Dx＝A1/(A1-(Bx*K))*Cx，

其中，Dx为所述像素点的第二像素值，A1为所述第一平均灰度，Bx为所述第二距离，K为所述图像变化率，Cx为所述像素点的第一像素值。

5.如权利要求1所述的亮度调整方法，其特征在于，所述原始图像呈矩形，在原始图像的周围分别选取多个第一区域和在所述原始图像的中心选取第二区域，包括：

在所述原始图像的四个角分别选取所述第一区域和在所述原始图像的中心选取所述第二区域。

6.如权利要求1所述的亮度调整方法，其特征在于，所述原始图像包括多个重复图案，所述第一区域至少包括一个所述重复图案，所述第二区域至少包括一个所述重复图案。

7.如权利要求1所述的亮度调整方法，其特征在于，所述原始图像包括多个相似图案，所述第一区域至少包括一个所述相似图案，所述第二区域至少包括一个所述相似图案。

8.一种标定图像的亮度调整装置，其特征在于，包括选取模块和计算模块，所述选取模块用于在原始图像的周围分别选取多个第一区域和在所述原始图像的中心选取第二区域，所述原始图像包括多个像素点，每个所述第一区域的中心至所述第二区域的中心的距离均相等，所述计算模块用于计算所述多个第一区域的第一平均灰度和所述第二区域的第二平均灰度，及用于计算任一所述第一区域的中心与所述第二区域的中心之间的第一距离，以及用于根据所述第一平均灰度、所述第二平均灰度、所述第一距离、每个所述像素点的第一像素值及每个所述像素点与所述第二区域的中心之间的第二距离计算每个所述像素点的第二像素值以生成标定图像。

9.如权利要求8所述的亮度调整装置，其特征在于，所述计算模块用于根据所述第一平均灰度、所述第二平均灰度及所述第一距离计算图像变化率，及用于根据所述第一平均灰度、所述图像变化率、每个所述像素点的第一像素值及所述第二距离计算每个所述像素点的第二像素值以生成所述标定图像。

10.如权利要求8所述的亮度调整装置，其特征在于，所述原始图像呈矩形，所述选取模块用于在所述原始图像的四个角分别选取所述第一区域和在所述原始图像的中心选取所述第二区域。

11.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现权利要求1-7任一项所述的亮度调整方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现权利要求1-7任一项所述的亮度调整方法。