CN110248109A - 一种成像信息处理方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种成像信息处理方法、系统及存储介质，本发明可广泛应用于视觉系统领域，包括：视觉传感器模块、图像信号处理模块、MCU模块。视觉传感器模块用于获取图像信息；图像信号处理模块与视觉传感器模块电连接，用于根据所述图像信息进行图像信号处理；MCU模块与图像信号处理模块电连接和所述图像信号处理模块控制视觉传感器模块，以实现自适应背光补偿。本发明通过以上方法、装置及系统克服了现有技术中逆光、过曝、曝光不足、偏色等的缺陷，实现了在特殊条件下依然能够获得良好图像的效果。
Description
技术领域
本发明涉及视觉系统领域，尤其涉及一种成像信息处理方法、系统及存储介质。
背景技术
AE：英文Automatic Exposure的缩写，释义为自动曝光；
随着计算机技术、电子通信技术和网络技术的飞速发展，身份识别的重要性日益凸显。视觉图像作为身份识别的重要途径，给人们带来了众多信息，视觉图像的质量严重影响着视觉效果。
现有技术中，识别成像时候会出现逆光、过曝、曝光不足、偏色等问题。
由于使用的图像处理方法、装置及系统的限制，无法实现成像的清晰、准确的效果。随着技术的发展，对成像信息处理的要求越来越高。
针对上述问题，本发明提供了一种成像信息处理方法、系统及存储介质。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种成像信息处理系统，能够解决视觉图像源在成像过程中出现的逆光、过曝、曝光不足、偏色等问题，保证视觉图像源在逆光、黑色和白色反差等特殊条件下依然能够获得良好的成像效果。
为此，本发明所采用的技术方案是：
第一方面，本发明提供一种成像信息处理系统，包括：
视觉传感器模块、图像信号处理模块、MCU模块；
其中视觉传感器模块用于获取图像信息，图像信号处理模块与所述视觉传感器模块电连接，用于根据图像信息进行图像信号处理；MCU模块与图像信号处理模块电连接，和所述图像信号处理模块控制视觉传感器模块，以实现自适应背光补偿。
进一步地，还包括IR-CUT，所述IR-CUT模块用于过滤所述视觉传感器模块接收的光波；模块包括驱动单元、红外截止或吸收滤光片与全透光谱滤光片；所述驱动单元用于控制所述红外截止或吸收滤光片与全透光谱滤光片切换。
进一步地，还包括LED补光模块，所述LED补光模块包括LED灯组，所述LED灯组由9个LED灯组成；所述LED补光模块输入端与所述MCU模块的输出端电连接，用于根据所述MCU模块的输出指令对成像体进行补光。
进一步地，所述视觉传感器模块采用CMOS视觉传感器，所述CMOS视觉传感器的型号为AR0130CS。
进一步地，所述图像信号处理模块采用DSP芯片，所述DSP芯片的型号为AP0100CS，可与CMOS视觉传感器产品结合，使成像具有高分辨率和标准动态范围(SDR)或宽动态范围(WDR)。
第二方面，本发明提供一种成像信息处理方法，包括以下步骤：
S1:视觉传感器模块获取图像信息；
S2:图像信号处理模块对所述图像信息进行图像信号处理；
S3:MCU模块通过读取所述图像信号处理模块处理后图片进行平均亮度判断；
S4:根据MCU模块的判断结果进行AE算法处理和自适应背光补偿处理；
S5:MCU模块写入视觉传感器参数并输出图像；
进一步，上述S4之前执行以下步骤：
S41:当所述MCU模块判断平均亮度过低则启动LED补光模块和IR-CUT模块，否则执行上述步骤S4；
进一步，S41中的所述IR-CUT模块根据成像后图片的曝光值，转化为对应的照度，所述IR-CUT模块根据照度控制红外截止或吸收滤光片与全透光谱滤光片进行切换，白天所述IR-CUT模块切换成红外截止滤光片工作；晚上切换成全透滤光片工作。
进一步，S4实现包括以下步骤：
S42:所述图像信号处理模块获取一帧图像是否处于背光状态；
S43:将图像分割成若干块区域，通过赋予各区域亮度累加值不同的权值将曝光重点放在屏幕中央；
S44:判断图像亮度值是否大于阈值，若是执行S43，若否则执行S45；
S45:根据平均曝光值调整AE曝光参数，读取各区域独立的曝光值，匹配人脸目标值，定位人脸目标；
S46:结合人脸目标值阈值设定调整目标区域曝光，在逆光条件下获得成像图像。
第三方面，本发明提供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可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行第二方面中所述的方法。
本发明的有益效果是：
本发明通过采用自适应背光补偿，克服了当背面有强光时主体曝光不足而变黑，从而产生背光图像的缺陷。另外采用IR-CUT模块，相当于给CMOS视觉传感器戴个“眼镜”，滤除人眼不可见的红外光，克服现有技术中存在偏色技术问题，实现了视觉传感器“看见”的图像与人眼看到的图像一致的效果，实现了使整幅图像的自然性和平滑性的效果。
本发明还通过对成像信息进行伽马校正的处理，提高了图像对比度，实现了在特殊条件下依然能够获得良好图像的效果。
附图说明
图1是一种成像信息处理系统的实施例的结构框图；
图2是一种成像信息处理方法实施例的流程图；
图3是一种成像信息处理系统的自适应背光补偿处理的流程图；
图4是一种成像信息处理系统的人脸目标值阈值分段设定坐标图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，一种成像信息处理系统，包括：视觉传感器模块、图像信号处理模块、MCU模块、IR-CUT模块以及LED补光模块；所述视觉传感器模块用于获取图像信息；所述图像信号处理模块与所述视觉传感器模块电连接，用于根据所述图像信息进行图像信号处理；所述MCU模块与所述图像信号处理模块电连接，和所述图像信号处理模块控制视觉传感器模块，以实现自适应背光补偿。
本申请采用直方图均衡化方法与自动曝光相结合的方法完成背光补偿，图像分割成25块区域，通过赋予各区域亮度累加值不同的权值将曝光重点放在屏幕中央，通过AE调整曝光参数；读取各区域独立的曝光值，匹配人脸目标值，定位人脸目标。如图4所示，横坐标代表亮度增益值，纵坐标代表AE亮度值，曲线1代表人脸图像曝光值，曲线2代表人脸图像AE目标亮度值，曲线1和曲线2越接近为越好。
还包括IR-CUT，所述IR-CUT模块用于过滤所述视觉传感器模块接收的光波；模块包括驱动单元、红外截止或吸收滤光片与全透光谱滤光片；所述驱动单元用于控制所述红外截止或吸收滤光片与全透光谱滤光片切换；IR-CUT模块切换方式采用自适应；白天IR-CUT模块切换成红外截止滤光片工作，晚上切换成全透滤光片工作。
还包括LED补光模块，所述LED补光模块包括LED灯组，所述LED灯组由9个LED灯组成；所述LED补光模块输入端与所述MCU模块的输出端电连接，用于根据所述MCU模块的输出指令对成像体进行补光。在视觉成像过程中背面有强光，会导致主体曝光不足而变黑，从而导致背光图像的产生。这时便需要对图像进行背光补偿处理，对感兴趣的区域利用LED补光模块中的LED灯进行亮度提高，保证整幅图像的自然性和平滑性。
所述视觉传感器模块采用1/3英寸、130万像素CMOS视觉传感器，图像信号处理模块采用强化视觉效果的图像处理DSP芯片，DSP芯片的型号为AP0100CS，以YUV422低8位视频信号输出。所述MCU模块通过读取所述视觉传感器模块成像后图片的曝光值，转化为对应的照度，进行对IR-CUT模块控制。
如图2所示，一种成像信息处理方法，
S1:视觉传感器模块获取图像信息；
S2:图像信号处理模块对所述图像信息进行图像信号处理；
S3:MCU模块通过读取所述图像信号处理模块处理后图片进行平均亮度判断；
S4:根据MCU模块的判断结果进行AE算法处理和自适应背光补偿处理；
S5:MCU模块写入视觉传感器参数并输出图像；
S4之前执行以下步骤：
S41:当所述MCU模块判断平均亮度过低则启动LED补光模块和IR-CUT模块，否则如图3所示执行上述步骤S4；
S4实现包括以下步骤：
S42:所述图像信号处理模块获取一帧图像是否处于背光状态；
S43:将图像分割成若干块区域，通过赋予各区域亮度累加值不同的权值将曝光重点放在屏幕中央；
S44:判断图像亮度值是否大于阈值，若是执行S43，若否则执行S45；
S45:根据平均曝光值调整AE曝光参数，读取各区域独立的曝光值，匹配人脸目标值，定位人脸目标；
S46:结合人脸目标值阈值设定调整目标区域曝光，在逆光条件下获得成像图像。
一种成像信息处理方法，还包括伽马校正。
所述伽马校正是对图像的伽玛曲线进行编辑，以对图像进行非线性色调编辑的方法，检出图像信号中的深色部分和浅色部分，并使两者比例增大，从而提高图像对比度效果。对图像中有一个像素，进行伽马校正执行如下步骤：
S1：归一化：将像素值转换为0～1之间的实数。
S2：预补偿：根据公式,求出像素归一化后的数据以1/gamma为指数的对应值。
S3：反归一化：将经过预补偿的实数值反变换为0～255之间的整数值。
本发明提供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可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行以上如图2中所述的方法。
如图4所示，横坐标代表亮度增益值，纵坐标代表AE亮度值，曲线1代表人脸图像曝光值，曲线2代表人脸图像AE目标亮度值，曲线1和曲线2越接近为越好。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种成像信息处理系统，其特征在于，包括：视觉传感器模块、图像信号处理模块、MCU模块；
所述视觉传感器模块用于获取图像信息；
所述图像信号处理模块与所述视觉传感器模块电连接，用于根据所述图像信息进行图像信号处理；
所述MCU模块与所述图像信号处理模块电连接，和所述图像信号处理模块控制视觉传感器模块，以实现自适应背光补偿。
2.根据权利要求1所述的一种成像信息处理系统，其特征在于，还包括IR-CUT，所述IR-CUT模块用于过滤所述视觉传感器模块接收的光波；所述模块包括驱动单元、红外截止或吸收滤光片与全透光谱滤光片；所述驱动单元用于控制所述红外截止或吸收滤光片与全透光谱滤光片切换。
3.根据权利要求1所述的一种成像信息处理系统，其特征在于，所述图像信号处理模块采用DSP芯片，所述DSP芯片的型号为AP0100CS。
4.一种成像信息处理方法，其特征在于，包括：
视觉传感器模块获取图像信息；
图像信号处理模块对所述图像信息进行图像信号处理；
MCU模块通过读取所述图像信号处理模块处理后图片进行平均亮度判断，根据MCU模块的判断结果进行AE算法处理和自适应背光补偿处理；
MCU模块写入视觉传感器参数并输出图像。
5.根据权利要求4所述的一种成像信息处理方法，其特征在于，所述MCU模块的判断结果进行AE算法处理和自适应背光补偿处理之前包括：
MCU模块根据所述图像信号处理模块处理后的图像信息的平均亮度进行判断；
当所述MCU模块判断平均亮度过低则启动LED补光模块和IR-CUT模块，否则进行AE算法处理和自适应背光补偿处理。
6.根据权利要求5所述的一种成像信息处理方法，其特征在于，所述MCU模块判断平均亮度过低则启动LED补光模块和IR-CUT模块中的IR-CUT模块根据成像后图片的曝光值，转化为对应的照度，所述IR-CUT模块根据照度控制红外截止或吸收滤光片与全透光谱滤光片进行切换，白天所述IR-CUT模块切换成红外截止滤光片工作；晚上切换成全透滤光片工作。
7.根据权利要求6所述的一种成像信息处理方法，其特征在于，所述MCU模块的判断结果进行AE算法处理和自适应背光补偿处理包括：
所述图像信号处理模块判断AE算法处理后的图像是否处于背光状态；
将图像分割成若干块区域，通过赋予各区域亮度累加值不同的权值将曝光重点放在屏幕中央；
判断图像亮度值是否大于阈值，若是执行上述步骤，若否则执行下述步骤；
根据平均曝光值调整AE曝光参数，读取各区域独立的曝光值，匹配人脸目标值，定位人脸目标；
结合人脸目标值阈值设定调整目标区域曝光，在逆光条件下获得成像图像。
8.根据权利要求6所述的一种成像信息处理方法，其特征在于，所述图像算法处理还包括伽马校正算法处理。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求4至8任一项所述的方法。
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