CN111343388A - 一种曝光时间的确定方法、装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种曝光时间的确定方法、装置,所述方法包括:获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间;确定图像的中心区域的亮度;确定图像的感兴趣区域的亮度;如果中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及当前曝光时间,确定目标曝光时间。采用本方案确定的曝光时间采集图像时,可以兼顾图像中的感兴趣区域的亮度及中心区域的亮度,能在满足人眼的舒适度同时实现感兴趣目标的跟踪。
Description
技术领域
本发明涉及摄像机技术领域,特别是涉及一种曝光时间的确定方法、装置。
背景技术
为了使图像采集设备采集的图像实现图像亮度最优化,需要在采集图像的过程中调整图像采集设备的参数。图像采集设备所采集的图像的亮度由场景光强、光圈大小、曝光时间及信号增益决定。
在自然情况下,场景光强由自然光决定,无法进行控制。信号增益会增大噪声,通常采取默认值。因此一般通过控制光圈大小及曝光时间来控制进入图像采集设备的曝光量,从而调整图像亮度使其更加接近合适的亮度。由于光圈大小调整范围较小,因此对光圈大小的调整步长为固定值,主要对曝光时间进行调整以改变图像亮度。
目前的曝光时间调整方法中,有两种常见方式,其中一种为只针对图像中的感兴趣区域的亮度进行曝光时间的调整,而忽略中心区域对人眼造成的不适感受。另一种为只针对中心区域的亮度进行曝光时间的调整,而忽略感兴趣区域的亮度,无法实现跟踪感兴趣目标。显然,这两种方式不能兼顾图像中的感兴趣区域的亮度和中心区域的亮度,不能在满足人眼的舒适度同时实现跟踪感兴趣目标。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种曝光时间的确定方法、装置,以使采集的图像在满足人眼的舒适度同时能够实现跟踪感兴趣的目标。具体技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提供了一种曝光时间的确定方法,所述方法包括:
获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间;
确定所述图像的中心区域的亮度;
确定所述图像的感兴趣区域的亮度;
如果所述中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,所述感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间。
可选的,所述根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间的步骤,包括:
根据所述当前曝光时间和第一区域的亮度及其对应的预设亮度区间确定曝光时间区间;其中,所述第一区域为所述中心区域或所述感兴趣区域中的一个区域;
根据所述当前曝光时间和第二区域的亮度及其对应的预设亮度区间的关系确定期望曝光时间;其中,所述第二区域为所述中心区域或所述感兴趣区域中的另一个区域;
依据所述期望曝光时间与所述曝光时间区间之间的关系,确定图像采集设备的目标曝光时间。
可选的,所述依据所述期望曝光时间与所述曝光时间区间之间的关系,确定图像采集设备的目标曝光时间的步骤,包括:
如果所述期望曝光时间属于所述曝光时间区间,确定所述图像采集设备的目标曝光时间为所述期望曝光时间;
如果所述期望曝光时间不属于所述曝光时间区间,将与所述期望曝光时间最近的所述曝光时间区间的极限值确定为所述图像采集设备的目标曝光时间。
可选的,所述第一区域为中心区域,所述第二区域为感兴趣区域。
可选的,所述根据所述当前曝光时间和第一区域的亮度及其对应的预设亮度区间确定曝光时间区间的步骤,包括:
根据所述中心区域的亮度、所述当前曝光时间及所述中心区域对应的预设亮度区间的下限,确定曝光时间区间的下限;
根据所述中心区域的亮度、所述当前曝光时间及所述中心区域对应的预设亮度区间的上限,确定曝光时间区间的上限。
可选的,所述根据所述当前曝光时间和第二区域的亮度及其对应的预设亮度区间的关系确定期望曝光时间的步骤,包括:
其中,T为所述图像采集设备的期望曝光时间,t为所述当前曝光时间,ρ为预设步长调节参数,(a,b)为所述感兴趣区域对应的预设亮度区间,Bω为所述图像的感兴趣区域的亮度。
可选的,所述中心区域包括多个子区域;
所述确定所述图像的中心区域的亮度的步骤,包括:
根据各个子区域之间的亮度差值确定所述各个子区域的亮度权重;
根据所述各个子区域的亮度权重及亮度,确定所述图像的中心区域的亮度。
可选的,所述多个子区域包括中心内区、中心中区及中心外区;
所述根据各个子区域之间的亮度差值确定所述各个子区域的亮度权重的步骤,包括:
计算所述中心中区与所述中心内区的第一亮度差值及所述中心外区与所述中心中区的第二亮度差值;
根据所述第一亮度差值及所述第二亮度差值,确定所述中心内区、所述中心中区及所述中心外区的亮度权重。
可选的,所述计算所述中心中区与所述中心内区的第一亮度差值及所述中心外区与所述中心中区的第二亮度差值的步骤,包括:
如果所述中心内区的平均亮度大于所述中心中区的平均亮度,确定第一亮度差值为所述中心内区的平均亮度与所述中心中区的平均亮度的差值;
如果所述中心内区的平均亮度不大于所述中心中区的平均亮度,确定第一亮度差值为0;
如果所述中心中区的平均亮度大于所述中心外区的平均亮度,确定第二亮度差值为所述中心中区的平均亮度与所述中心外区的平均亮度的差值;
如果所述中心中区的平均亮度不大于所述中心外区的平均亮度,确定第二亮度差值为0。
可选的,所述根据所述第一亮度差值及所述第二亮度差值,确定所述中心内区、所述中心中区及所述中心外区的亮度权重的步骤,包括:
其中,ΔB12为所述第一亮度差值,ΔB23为所述第二亮度差值,ω1、ω2和ω3分别为所述中心内区、所述中心中区及所述中心外区的亮度权重,α1、α2、β1、β2为预设的调节参数。
可选的,所述确定所述图像的感兴趣区域的亮度的步骤,包括:
将所述图像划分为多个图像区域;
根据每个图像区域的像素点的灰度值确定每个图像区域的灰度重心坐标;
以每个灰度重心坐标为中心,确定预设大小的多个感兴趣区域;
根据每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度,确定所述图像的感兴趣区域的亮度。
可选的,所述根据每个图像区域的像素点的灰度值确定每个图像区域的灰度重心坐标的步骤,包括:
利用预设窗口遍历每个图像区域的像素点,得到每个像素点对应的当前窗口内的最大灰度值及最小灰度值;
根据所述最大灰度值及所述最小灰度值,确定每个像素点对应的灰度梯度变化率;
基于每个图像区域的每个像素点对应的灰度梯度变化率,以及每个图像区域的每个像素点的横、纵坐标确定每个图像区域的灰度重心坐标。
可选的,所述根据所述最大灰度值及所述最小灰度值,确定每个像素点对应的灰度梯度变化率的步骤,包括:
根据公式Δf(x,y)=[fmax(x,y)-fmin(x,y)]/fmax(x,y)计算每个像素点对应的灰度梯度变化率;
所述基于每个图像区域的每个像素点对应的灰度梯度变化率,以及每个图像区域的每个像素点的横、纵坐标确定每个图像区域的灰度重心坐标的步骤,包括:
其中,(xw,yw)为图像区域的灰度重心坐标,fmax(x,y)为所述最大灰度值,fmin(x,y)为所述最小灰度值,M为图像区域的像素点的行数,N为图像区域的像素点的列数,Δf(x,y)为所述灰度梯度变化率。
可选的,所述根据每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度,确定所述图像的感兴趣区域的亮度的步骤,包括:
根据每个感兴趣区域的图像熵值及所有感兴趣区域的图像熵值的加和,确定每个感兴趣区域的权重;
根据每个感兴趣区域的平均亮度以及权重,计算所有感兴趣区域的加权亮度,将所述加权亮度作为所述图像的感兴趣区域的亮度。
可选的,在所述根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间的步骤之后,所述方法还包括:
如果所述目标曝光时间为所述曝光时间区间的上限或下限,根据预设补偿参数对目标曝光时间进行调整,得到实际曝光时间;
如果所述目标曝光时间属于所述曝光时间区间,将所述目标曝光时间确定为实际曝光时间;
控制所述图像采集设备采用所述实际曝光时间采集下一张图像。
第二方面,本发明实施例提供了一种曝光时间的确定装置,所述装置包括:
图像获取模块,用于获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间;
中心亮度确定模块,用于确定所述图像的中心区域的亮度;
感兴趣亮度确定模块,用于确定所述图像的感兴趣区域的亮度;
目标曝光时间确定模块,用于如果所述中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,所述感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间。
可选的,所述目标曝光时间确定模块包括:
曝光时间区间确定子模块,用于根据所述当前曝光时间和第一区域的亮度及其对应的预设亮度区间确定曝光时间区间;其中,所述第一区域为所述中心区域或所述感兴趣区域中的一个区域;
期望曝光时间确定子模块,用于根据所述当前曝光时间和第二区域的亮度及其对应的预设亮度区间的关系确定期望曝光时间;其中,所述第二区域为所述中心区域或所述感兴趣区域中的另一个区域;
目标曝光时间确定子模块,用于依据所述期望曝光时间与所述曝光时间区间之间的关系,确定图像采集设备的目标曝光时间。
可选的,所述目标曝光时间确定子模块包括:
第一目标曝光时间确定单元,用于如果所述期望曝光时间属于所述曝光时间区间,确定所述图像采集设备的目标曝光时间为所述期望曝光时间;
第二目标曝光时间确定单元,用于如果所述期望曝光时间不属于所述曝光时间区间,将与所述期望曝光时间最近的所述曝光时间区间的极限值确定为所述图像采集设备的目标曝光时间。
可选的,所述第一区域为中心区域,所述第二区域为感兴趣区域。
可选的,所述曝光时间区间确定子模块包括:
曝光时间区间下限确定单元,用于根据所述中心区域的亮度、所述当前曝光时间及所述中心区域对应的预设亮度区间的下限,确定曝光时间区间的下限;
曝光时间区间上限确定单元,用于根据所述中心区域的亮度、所述当前曝光时间及所述中心区域对应的预设亮度区间的上限,确定曝光时间区间的上限。
可选的,所述期望曝光时间确定子模块包括:
其中,T为所述图像采集设备的期望曝光时间,t为所述当前曝光时间,ρ为预设步长调节参数,(a,b)为所述感兴趣区域对应的预设亮度区间,Bω为所述图像的感兴趣区域的亮度。
可选的,所述中心区域包括多个子区域;
所述中心亮度确定模块包括:
亮度权重确定子模块,用于根据各个子区域之间的亮度差值确定所述各个子区域的亮度权重;
中心亮度确定子模块,用于根据所述各个子区域的亮度权重及亮度,确定所述图像的中心区域的亮度。
可选的,所述多个子区域包括中心内区、中心中区及中心外区;
所述亮度权重确定子模块包括:
亮度差值计算单元,用于计算所述中心中区与所述中心内区的第一亮度差值及所述中心外区与所述中心中区的第二亮度差值;
亮度权重确定单元,用于根据所述第一亮度差值及所述第二亮度差值,确定所述中心内区、所述中心中区及所述中心外区的亮度权重。
可选的,所述亮度差值计算单元包括:
第一亮度差值计算子单元,用于如果所述中心内区的平均亮度大于所述中心中区的平均亮度,确定第一亮度差值为所述中心内区的平均亮度与所述中心中区的平均亮度的差值;
第二亮度差值计算子单元,用于如果所述中心内区的平均亮度不大于所述中心中区的平均亮度,确定第一亮度差值为0;
第三亮度差值计算子单元,用于如果所述中心中区的平均亮度大于所述中心外区的平均亮度,确定第二亮度差值为所述中心中区的平均亮度与所述中心外区的平均亮度的差值;
第四亮度差值计算子单元,用于如果所述中心中区的平均亮度不大于所述中心外区的平均亮度,确定第二亮度差值为0。
可选的,所述亮度权重确定单元包括:
其中,ΔB12为所述第一亮度差值,ΔB23为所述第二亮度差值,ω1、ω2和ω3分别为所述中心内区、所述中心中区及所述中心外区的亮度权重,α1、α2、β1、β2为预设的调节参数。
可选的,所述感兴趣亮度确定模块包括:
图像划分子模块,用于将所述图像划分为多个图像区域;
灰度重心坐标确定子模块,用于根据每个图像区域的像素点的灰度值确定每个图像区域的灰度重心坐标;
感兴趣区域确定子模块,用于以每个灰度重心坐标为中心,确定预设大小的多个感兴趣区域;
感兴趣亮度确定子模块,用于根据每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度,确定所述图像的感兴趣区域的亮度。
可选的,所述灰度重心坐标确定子模块包括:
灰度值计算单元,用于利用预设窗口遍历每个图像区域的像素点,得到每个像素点对应的当前窗口内的最大灰度值及最小灰度值;
灰度梯度变化率计算单元,用于根据所述最大灰度值及所述最小灰度值,确定每个像素点对应的灰度梯度变化率;
灰度重心坐标确定单元,用于基于每个图像区域的每个像素点对应的灰度梯度变化率,以及每个图像区域的每个像素点的横、纵坐标确定每个图像区域的灰度重心坐标。
可选的,所述灰度梯度变化率计算单元包括:
重心坐标灰度梯度变化率计算子单元,用于根据公式Δf(x,y)=[fmax(x,y)-fmin(x,y)]/fmax(x,y)计算每个像素点对应的灰度梯度变化率;
所述灰度重心坐标确定单元包括:
其中,(xw,yw)为图像区域的灰度重心坐标,fmax(x,y)为所述最大灰度值,fmin(x,y)为所述最小灰度值,M为图像区域的像素点的行数,N为图像区域的像素点的列数。
可选的,所述感兴趣亮度确定子模块包括:
权重确定单元,用于根据每个感兴趣区域的图像熵值及所有感兴趣区域的图像熵值的加和,确定每个感兴趣区域的权重;
感兴趣亮度确定单元,用于根据每个感兴趣区域的平均亮度以及权重,计算所有感兴趣区域的加权亮度,将所述加权亮度作为所述图像的感兴趣区域的亮度。
可选的,所述装置还包括:
实际曝光时间确定模块,用于在所述根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间之后,如果所述目标曝光时间为所述曝光时间区间的上限或下限,根据预设补偿参数对目标曝光时间进行调整,得到实际曝光时间;如果所述目标曝光时间属于所述曝光时间区间,将所述目标曝光时间确定为实际曝光时间;
图像采集控制模块,用于控制所述图像采集设备采用所述实际曝光时间采集下一张图像。
第三方面,本发明实施例提供了一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器、通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述任一所述的曝光时间的确定方法步骤。
第四方面,本发明实施例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内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的曝光时间的确定方法步骤。
本发明实施例所提供的方案中,电子设备可以获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间,确定图像的中心区域的亮度,再确定图像的感兴趣区域的亮度,如果中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及当前曝光时间,确定目标曝光时间,以使图像采集设备以该目标曝光时间采集图像时,该图像的中心区域的亮度在其对应的预设亮度区间内,感兴趣区域的亮度在其对应的预设亮度区间内。可见,采用本方案确定的曝光时间采集图像时,可以兼顾图像中的感兴趣区域的亮度及中心区域的亮度,能在满足人眼的舒适度同时实现感兴趣目标的跟踪。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种曝光时间的确定方法的流程图;
图2为图1所示实施例中步骤S104的一种具体流程图;
图3为本发明实施例所提供的图像的中心区域的一种示意图;
图4为图1所示实施例中步骤S103的一种具体流程图;
图5为本发明实施例所提供的感兴趣区域的一种示意图;
图6为图4所示实施例中步骤S402的一种具体流程图;
图7为本发明实施例所提供的图像区域划分方式的一种示意图;
图8为本发明实施例所提供的一种曝光时间的确定装置的结构示意图;
图9为本发明实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图像的中心区域即为图像中位于中心位置的区域,其无论是否包含感兴趣的目标,对人眼的主观感受都有比较大的影响,当中心区域过曝或欠曝时,会使人眼在观看图像时产生不适感。而图像中的感兴趣区域即为包括感兴趣目标的区域,例如,感兴趣目标为一辆车,那么图像中包括该车辆的区域即为感兴趣区域。当感兴趣区域过曝或欠曝时,会使得无法获得感兴趣目标的准确信息,无法实现跟踪感兴趣目标。因此,如何即能保证图像的中心区域的合适亮度,又可以兼顾使感兴趣区域的亮度达到合适值是一个重要的问题。
为了使图像采集设备所采集的图像在满足人眼的舒适度同时能够实现跟踪感兴趣目标,本发明实施例提供了一种曝光时间的确定方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
下面首先对本发明实施例所提供的一种曝光时间的确定方法进行介绍。
本发明实施例所提供的一种曝光时间的确定方法可以应用于任意需要确定图像采集设备的曝光时间的电子设备,例如,可以为电脑、手机、处理器等,也可以为图像采集设备本身,在此不做具体限定。为了描述方便,后续简称电子设备。
如图1所示,一种曝光时间的确定方法,所述方法包括:
S101,获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间;
S102,确定所述图像的中心区域的亮度;
S103,确定所述图像的感兴趣区域的亮度;
S104,如果所述中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,所述感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间。
可见,本发明实施例所提供的方案中,电子设备可以获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间,确定图像的中心区域的亮度,再确定图像的感兴趣区域的亮度,如果中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及当前曝光时间,确定目标曝光时间,以使图像采集设备以该目标曝光时间采集图像时,该图像的中心区域的亮度在其对应的预设亮度区间内,感兴趣区域的亮度在其对应的预设亮度区间内。可见,采用本方案确定的曝光时间采集图像时,可以兼顾图像中的感兴趣区域的亮度及中心区域的亮度,能在满足人眼的舒适度同时实现感兴趣目标的跟踪。
在上述步骤S101中,为了确定图像采集设备的当前曝光时间是否合适,电子设备可以获取图像采集设备采集的图像及图像采集设备的当前曝光时间。如果电子设备为图像采集设备,那么其便可以获取自身采集的图像及当前曝光时间。如果电子设备为图像采集设备以外的电子设备,那么电子设备可以与图像采集设备通信连接,以获取图像采集设备采集的图像及图像采集设备的当前曝光时间。
获取图像采集设备采集的图像后,电子设备可以执行上述步骤S102,即确定图像的中心区域的亮度。其中,中心区域可以为图像中以图像中心点为中心点,长、宽为预设值的矩形区域。在一种实施方式中,电子设备可以获取中心区域中所有像素点的亮度值,进而将所有像素点的亮度值的平均值确定为图像的中心区域的亮度。
在上述步骤S103中,电子设备可以确定图像的感兴趣区域的亮度。其中,感兴趣区域为图像中的包括感兴趣目标的区域,也就是包括追踪目标的区域。例如,包括车、人、建筑等的区域。在一种实施方式中,电子设备可以获取感兴趣区域中所有像素点的亮度值,进而将所有像素点的亮度值的平均值确定为图像的感兴趣区域的亮度。
为了确定是否需要进行曝光时间的调节,电子设备可以判断中心区域的亮度是否属于其对应的预设亮度区间,以及判断感兴趣区域的亮度是否属于其对应的预设亮度区间。为了方便描述及方案清楚,后续将图像的中心区域对应的预设亮度区间称为预设目标亮度区间,将图像的感兴趣区域对应的预设亮度区间称为预设目标亮度区间。
其中,该预设中心亮度区间为满足人眼适应度要求的图像亮度区间。中心区域的亮度超过该预设中心亮度区间的最大值,则可以认为中心区域过曝,中心区域的亮度低于该预设中心亮度区间的最小值,则可以认为中心区域过暗,属于欠曝状态,中心区域的亮度在预设中心亮度区间内,则可以认为中心区域的亮度处在人眼可接受的范围内。
同理的,预设目标亮度区间为满足目标追踪要求的图像亮度区间。感兴趣区域的亮度超过该预设目标亮度区间的最大值,则可以认为感兴趣区域过曝,感兴趣区域的亮度低于该预设目标亮度区间的最小值,则可以认为感兴趣区域过暗,属于欠曝状态,感兴趣区域的亮度在预设目标亮度区间内,则可以认为感兴趣区域的亮度处在满足目标追踪要求的范围内。其中,预设中心亮度区间与预设目标亮度区间可以相同,也可以不同,在此不做具体限定。
所以,如果中心区域的亮度属于预设中心亮度区间,感兴趣区域的亮度属于预设目标亮度区间,那么说明此时中心区域的亮度以及感兴趣区域的亮度均处在合适范围内,那么便可以不对曝光时间进行调节。
如果中心区域的亮度不属于预设中心亮度区间,和/或,感兴趣区域的亮度不属于预设目标亮度区间,那么说明此时中心区域的亮度,和/或,感兴趣区域的亮度不在合适范围内,那么此时便需要对曝光时间进行调节,电子设备便可以执行上述步骤S104。
在步骤S104中,电子设备可以根据中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及当前曝光时间,确定目标曝光时间,图像采集设备采用该目标曝光时间进行图像采集所获得的图像,其中心区域的亮度属于预设中心亮度区间,感兴趣区域的亮度属于预设目标亮度区间。也就是说,该目标曝光时间属于上述曝光时间区间,以使图像采集设备采集的图像的中心区域的亮度属于预设中心亮度区间的同时,感兴趣区域的亮度属于预设目标亮度区间。这样,图像采集设备采用目标曝光时间采集图像时,便可以兼顾图像中的感兴趣区域的亮度及中心区域的亮度,能在满足人眼的舒适度同时实现感兴趣目标的跟踪。
作为本发明实施例的一种实施方式,如图2所示,上述根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间的步骤,可以包括:
S201,根据所述当前曝光时间和第一区域的亮度及其对应的预设亮度区间确定曝光时间区间;
其中,第一区域为中心区域或感兴趣区域中的一个区域。电子设备可以根据中心区域的亮度、当前曝光时间及预设中心亮度区间,确定曝光时间区间,或者,根据感兴趣区域的亮度、当前曝光时间及预设目标亮度区间,确定曝光时间区间。
如果第一区域为中心区域,那么图像采集设备采用该曝光时间区间内的曝光时间进行图像采集所获得的图像,其中心区域的亮度属于预设中心亮度区间。也就是说,该曝光时间区间用于限制曝光时间,以使图像采集设备采集的图像的中心区域的亮度属于预设中心亮度区间。
如果第一区域为感兴趣区域,那么图像采集设备采用该曝光时间区间内的曝光时间进行图像采集所获得的图像,其感兴趣区域的亮度属于预设目标亮度区间。也就是说,该曝光时间区间用于限制曝光时间,以使图像采集设备采集的图像的感兴趣区域的亮度属于预设目标亮度区间。
S202,根据所述当前曝光时间和第二区域的亮度及其对应的预设亮度区间的关系确定期望曝光时间;
其中,第二区域为中心区域或感兴趣区域中的另一个区域,也就是说,如果上述第一区域为中心区域,那么第二区域便为感兴趣区域;如果上述第一区域为感兴趣区域,那么第二区域便为中心区域。
如果第二区域为感兴趣区域,那么电子设备可以根据感兴趣区域的亮度与预设目标亮度区间的关系及当前曝光时间确定期望曝光时间,对于该期望曝光时间来说,图像采集设备采用该期望曝光时间内的曝光时间采集图像,所获得的图像的感兴趣区域的亮度在预设目标亮度区间内,可以达到更加合适的亮度,便于进行目标跟踪等。
如果第二区域为中心区域,那么电子设备可以根据中心区域的亮度与预设中心亮度区间的关系及当前曝光时间确定期望曝光时间,对于该期望曝光时间来说,图像采集设备采用该期望曝光时间内的曝光时间采集图像,所获得的图像的中心区域的亮度在预设中心亮度区间内,可以达到更加合适的亮度。
S203,依据所述期望曝光时间与所述曝光时间区间之间的关系,确定图像采集设备的目标曝光时间。
由于为了保证图像采集设备所采集的图像的中心区域的亮度在上述预设中心亮度区间内,感兴趣区域的亮度在上述预设目标亮度区间内,所以目标曝光时间需要同时满足期望曝光时间及上述曝光时间区间的要求,那么,电子设备便可以根据期望曝光时间及上述曝光时间区间之间的关系,确定图像采集设备的目标曝光时间。
可见,在本实施例中,电子设备可以根据当前曝光时间和第一区域的亮度及其对应的预设亮度区间确定曝光时间区间,根据当前曝光时间和第二区域的亮度及其对应的预设亮度区间的关系确定期望曝光时间,进而,依据期望曝光时间与曝光时间区间之间的关系,确定图像采集设备的目标曝光时间。这样,可以使图像采集设备采用目标曝光时间采集得到的图像的中心区域的亮度在预设中心亮度区间内,感兴趣区域的亮度在预设目标亮度区间内,可以感兴趣区域的亮度达到更加合适的亮度,便于进行目标跟踪等。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述依据所述期望曝光时间与所述曝光时间区间之间的关系,确定图像采集设备的目标曝光时间的步骤,可以包括:
如果所述期望曝光时间属于所述曝光时间区间,确定所述图像采集设备的目标曝光时间为所述期望曝光时间;如果所述期望曝光时间不属于所述曝光时间区间,将与所述期望曝光时间最近的所述曝光时间区间的极限值确定为所述图像采集设备的目标曝光时间。
其中,T*为图像采集设备的目标曝光时间,(ta,tb)为曝光时间区间。
为了使图像的感兴趣区域可以达到预设目标亮度的同时,保证图像的中心区域的亮度在预设中心区域内,所以电子设备在确定上述期望曝光时间后,可以根据上式对期望曝光时间进行调整得到目标曝光时间。
如果期望曝光时间不属于曝光时间区间,第一种情况,期望曝光时间小于曝光时间区间的最小值,那么目标曝光时间为曝光时间区间的最小值ta,以保证图像的中心区域的亮度在预设中心亮度区间内,同时保证图像的感兴趣区域的亮度在预设目标亮度区间内。第二种情况,期望曝光时间大于曝光时间区间的最大值,那么目标曝光时间为曝光时间区间的最大值tb,以保证图像的中心区域的亮度在预设中心亮度区间内,同时保证图像的感兴趣区域的亮度在预设目标亮度区间内。
如果期望曝光时间在曝光时间区间内,说明图像采集设备以期望曝光时间采集图像时,可以保证图像的中心区域的亮度在预设中心亮度区间内,同时保证图像的感兴趣区域的亮度在预设目标亮度区间内,那么目标曝光时间即可以为期望曝光时间。
可见,在本实施例中,如果期望曝光时间属于曝光时间区间,可以确定图像采集设备的目标曝光时间为期望曝光时间,如果期望曝光时间不属于曝光时间区间,可以将与期望曝光时间最近的所述曝光时间区间的极限值确定为图像采集设备的目标曝光时间,这样电子设备可以快速准确地确定目标曝光时间,使图像的感兴趣区域可以达到预设目标亮度的同时,保证图像的中心区域的亮度在预设中心区域内。
作为本发明实施例的一种实施方式,由于中心区域位于图像的中央,位置较为突出,对人眼的舒适度影响较大,所以上述第一区域可以为中心区域,上述第二区域可以为感兴趣区域,这样,电子设备可以确定曝光时间区间以使图像采集设备采集的图像的中心区域的亮度在预设中心亮度区间内,然后确定期望曝光时间以使图像采集设备采集的图像的感兴趣区域的亮度在预设目标亮度区间内,进而,依据期望曝光时间与曝光时间区间之间的关系,确定目标曝光时间,使图像采集设备采集的图像的中心区域的亮度及感兴趣区域的亮度同时满足要求。
在一种实施方式中,由于图像中的感兴趣区域需要用于目标跟踪等,所以对其清晰度等要求可能更高,所以为了保证图像的感兴趣区域的亮度更加适合,上述预设中心亮度区间包括预设目标亮度区间。也就是说,预设目标亮度区间小于预设中心亮度区间,范围更小。
针对上述第一区域为中心区域,第二区域为感兴趣区域的情况而言,作为本发明实施例的一种实施方式,上述根据所述当前曝光时间和第一区域的亮度及其对应的预设亮度区间确定曝光时间区间的步骤,可以包括:
根据所述中心区域的亮度、所述当前曝光时间及所述中心区域对应的预设亮度区间的下限,确定曝光时间区间的下限;根据所述中心区域的亮度、所述当前曝光时间及所述中心区域对应的预设亮度区间的上限,确定曝光时间区间的上限。
其中,Bc为图像的中心区域的亮度,t为图像采集设备的当前曝光时间,(a0,b0)为上述预设中心亮度区间。
为了使图像采集设备采用最终得到的目标曝光时间采集图像时,图像的中心区域的亮度可以在上述预设中心亮度区间(a0,b0)内,以满足人眼的视觉舒适感,电子设备可以确定曝光时间区间[ta,tb],最终确定的目标曝光时间需要在该曝光时间区间[ta,tb]内。
如果当前曝光时间为t,中心区域的亮度为Bc,那么想要将中心区域的亮度从Bc调整至a0,可知曝光时间需要调整为同理的,想要将中心区域的亮度从Bc调整至b0,可知曝光时间需要调整为所以,曝光时间区间即为[ta,tb]。
针对上述第二区域为中心区域,第一区域为感兴趣区域的情况而言,也可以按照上述公式确定曝光时间区间[ta,tb],在这种情况下,Bc为图像的感兴趣区域的亮度,(a0,b0)为上述预设目标亮度区间。
可见,在本实施例中,电子设备可以根据上述公式快速准确确定曝光时间区间[ta,tb],以使图像采集设备采用最终得到的目标曝光时间采集图像时,图像的中心区域的亮度可以在上述预设中心亮度区间(a0,b0)内,满足人眼的视觉舒适感。
针对上述第一区域为中心区域,第二区域为感兴趣区域的情况而言,作为本发明实施例的一种实施方式,上述根据所述当前曝光时间和第二区域的亮度及其对应的预设亮度区间的关系确定期望曝光时间的步骤,可以包括:
其中,T为图像采集设备的期望曝光时间,t为当前曝光时间,ρ为预设步长调节参数,(a,b)为预设目标亮度区间,Bω为图像的感兴趣区域的亮度。预设步长调节参数ρ可以根据经验和实际图像应用场景确定,在此不做具体限定。
当图像的感兴趣区域的亮度在预设目标亮度区间内时,说明此时感兴趣区域的亮度较为合适,那么便可以确定期望曝光时间为当前曝光时间。
针对上述第二区域为中心区域,第一区域为感兴趣区域的情况而言,也可以按照上述公式确定期望曝光时间,在这种情况下,(a,b)为所述中心区域对应的预设亮度区间,Bω为所述图像的中心区域的亮度。
可见,在本实施例中,电子设备可以根据上述公式快速准确地确定期望曝光时间,以使图像采集设备采用最终得到的目标曝光时间采集图像时,图像的感兴趣区域的亮度可以在上述预设目标亮度区间内,满足追踪目标物体的需求。
为了减轻图像亮度变化带来的震荡导致的中心区域的亮度确定不准确的问题,作为本发明实施例的一种实施方式,上述中心区域可以包括多个子区域。例如,电子设备可以将图像的中心区域划分为多个子区域,对于子区域的划分方式以及子区域的数量和大小在此不做具体限定。
相应的,上述确定所述图像的中心区域的亮度的步骤,可以包括:
根据各个子区域之间的亮度差值确定所述各个子区域的亮度权重;根据所述各个子区域的亮度权重及亮度,确定所述图像的中心区域的亮度。
各个子区域之间的亮度差值反映了各个子区域的亮度之间的差异,也就是反映了各个子区域的亮度变化带来的震荡程度,因此电子设备可以根据各个子区域之间的亮度差值确定各个子区域的亮度权重。进而,根据各个子区域的亮度权重及亮度,确定图像的中心区域的亮度,例如,可以采用各个子区域的亮度的加权平均值作为图像的中心区域的亮度等。
可见,在本实施例中,上述中心区域可以包括多个子区域,电子设备可以根据各个子区域之间的亮度差值确定各个子区域的亮度权重,进而根据各个子区域的亮度权重及亮度,确定图像的中心区域的亮度,可以减轻图像亮度变化带来的震荡导致的中心区域的亮度确定不准确的问题。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述多个子区域可以包括中心内区、中心中区及中心外区。
电子设备可以将图像的中心区域划分为三个区域,分别为中心内区、中心中区及中心外区。在一种实施方式中,电子设备可以将图像的中心区域中的最中心一部分区域划分为中心内区,将中心内区向周围扩展后的得到区域去掉中心内区的部分区域规划分为中心中区,剩余部分即为中心外区。例如,如图3所示的示意图,图像的中心区域300包括中心内区301,中心中区302及中心外区303。
相应的,上述根据各个子区域之间的亮度差值确定所述各个子区域的亮度权重的步骤,可以包括:
计算所述中心中区与所述中心内区的第一亮度差值及所述中心外区与所述中心中区的第二亮度差值;根据所述第一亮度差值及所述第二亮度差值,确定所述中心内区、所述中心中区及所述中心外区的亮度权重。
电子设备可以计算中心中区与中心内区的第一亮度差值,以及中心外区与中心中区的第二亮度差值。作为一种实施方式,电子设备可以计算中心中区、中心内区以及中心外区的平均亮度,进而,将中心中区的片的平均亮度减去中心内区的平均亮度的差值作为第一亮度差值。同理的,将中心外区的片的平均亮度减去中心中区的平均亮度的差值作为第二亮度差值。
确定了上述第一亮度差值及第二亮度差值后,电子设备可以根据第一亮度差值及第二亮度差值确定中心内区、中心中区及中心外区的亮度权重。由于第一亮度差值及第二亮度差值越大,说明中心区域的亮度变化越大,那么在确定中心内区、中心中区及中心外区的亮度权重时,对于亮度变化小的区域则可以分配高一些的权重,对于亮度变化小的区域则可以分配低一些的权重,以减轻中心区域的亮度变化带来的影响。
进而,电子设备可以根据中心内区、中心中区及中心外区的亮度权重及亮度,确定图像的中心区域的亮度。可以采用下述公式计算得到图像的中心区域的亮度:
Bc=ω1·B1+ω2·B2+ω3·B3
其中,B1为中心内区的平均亮度,B2为中心中区的平均亮度,B3为中心外区的平均亮度,ω1、ω2和ω3分别为中心内区、中心中区及中心外区的亮度权重。
例如,中心内区、中心中区及中心外区的平均亮度分别为128、55及23,中心内区、中心中区及中心外区的亮度权重分别为0.6、0.3及0.1,那么图像的中心区域的亮度Bc=ω1·B1+ω2·B2+ω3·B3=128×0.6+55×0.3+23×0.1=95.6。
可见,在本实施例中,图像的中心区域可以包括中心内区、中心中区及中心外区,进而电子设备可以计算中心中区与中心内区的第一亮度差值及中心外区与中心中区的第二亮度差值,根据第一亮度差值及第二亮度差值,确定中心内区、中心中区及中心外区的亮度权重。采用变化的亮度权重确定中心区域的亮度,可以减轻图像亮度变化带来的震荡导致的中心区域的亮度确定不准确的问题。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述计算所述中心中区与所述中心内区的第一亮度差值及所述中心外区与所述中心中区的第二亮度差值的步骤,可以包括:
如果所述中心内区的平均亮度大于所述中心中区的平均亮度,确定第一亮度差值为所述中心内区的平均亮度与所述中心中区的平均亮度的差值;如果所述中心内区的平均亮度不大于所述中心中区的平均亮度,确定第一亮度差值为0;如果所述中心中区的平均亮度大于所述中心外区的平均亮度,确定第二亮度差值为所述中心中区的平均亮度与所述中心外区的平均亮度的差值;如果所述中心中区的平均亮度不大于所述中心外区的平均亮度,确定第二亮度差值为0。
其中,ΔB12为第一亮度差值,ΔB23为第二亮度差值,B1为中心内区的平均亮度,B2为中心中区的平均亮度,B3为中心外区的平均亮度。当B1>B2时,说明中心中区的平均亮度小于中心内区的平均亮度,中心内区较亮,电子设备可以确定第一亮度差值ΔB12=B1-B2;当B1≤B2时,说明中心中区的平均亮度不小于中心内区的平均亮度,此时为了增大中心中区的亮度权重,同时保证中心内区的亮度权重不会过低,电子设备则可以确定第一亮度差值ΔB12=0。
同样的,当B2>B3时,说明中心中区的平均亮度大于中心外区的平均亮度,中心中区较亮,电子设备可以确定第二亮度差值ΔB23=B2-B3;当B2≤B3时,说明中心中区的平均亮度不大于中心外区的平均亮度,此时为了增大中心外区的亮度权重,同时保证中心中区的亮度权重不会过低,电子设备则可以确定第二亮度差值ΔB23=0。
可见,在本实施例中,电子设备可以根据中心内区、中心中区及中心外区的平均亮度差异确定图像的中心区域的亮度是否符合人眼视觉习惯,进而确定第一亮度差值及第二亮度差值,以使后续根据第一亮度差值及第二亮度差值确定亮度权重更加合适。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述根据所述第一亮度差值及所述第二亮度差值,确定所述中心内区、所述中心中区及所述中心外区的亮度权重的步骤,可以包括:
其中,ΔB12为第一亮度差值,ΔB23为第二亮度差值,ω1、ω2和ω3分别为中心内区、中心中区及中心外区的亮度权重,α1、α2、β1、β2为预设的调节参数。这些预设的调节参数可以根据实际经验进行确定,本发明实施例在此不做具体限定。
可见,在本实施例中,电子设备可以根据上述第一亮度差值及第二亮度差值为中心内区、中心中区及中心外区分配亮度权重,而不是采用固定的权重,这样可以根据中心区域的亮度变化情况分配亮度权重,减轻图像亮度震荡带来的影响,起到平滑亮度的作用。
作为本发明实施例的一种实施方式,如图4所示,上述确定所述图像的感兴趣区域的亮度的步骤,可以包括:
S401,将所述图像划分为多个图像区域;
为了确定图像中哪些区域包括有效信息,这些包括有效信息的区域很可能是图像中的感兴趣区域,所以电子设备首先可以将图像划分为多个图像区域,以方便计算。
其中,具体划分的图像区域的数量本发明实施例在此不做具体限定,可以根据图像的大小等因素确定。
S402,根据每个图像区域的像素点的灰度值确定每个图像区域的灰度重心坐标;
接下来电子设备可以确定每个图像区域的灰度重心坐标,在一种实施方式中,电子设备可以遍历每个图像区域中的像素点,进而根据每个图像区域中的像素点的灰度值确定每个图像区域的灰度重心坐标。
其中,灰度重心坐标即为每个图像区域中的像素点的灰度值的分布的中心点,也就是说,如果将像素点的灰度值看作图像区域的质量分布,那么每个图像区域的灰度重心坐标即为该图像区域的重心。
S403,以每个灰度重心坐标为中心,确定预设大小的多个感兴趣区域;
由于图像中的一些部分并不包括有用信息,同时上述灰度重心坐标表示其对应的图像区域的像素值分布在其周围,每个图像区域中包括有用信息的部分应该分布在灰度重心坐标周围,所以电子设备可以以每个灰度重心坐标为中心,确定预设大小的多个感兴趣区域,这些感兴趣区域即为包括有用信息的区域。
其中,预设大小可以根据图像区域的大小等因素确定,例如,可以为200×200、100×100、200×100等,在此不做具体限定。
如图5所示,将图像划分为9个图像区域,电子设备确定该9个图像区域的灰度重心坐标分别为灰度重心坐标501-灰度重心坐标509。那么电子设备便可以以每个灰度重心坐标为中心,确定预设大小的9个感兴趣区域,即感兴趣区域A-感兴趣区域I。
S404,根据每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度,确定所述图像的感兴趣区域的亮度。
由于图像的熵值越大,图像的灰度直方图分布越均匀,图像越清晰,并且所包含的信息量也很大,因此,电子设备可以根据每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度,确定图像的感兴趣区域的亮度。
可见,在本实施例中,电子设备可以将图像划分为多个图像区域,确定每个图像区域的灰度重心坐标,进而以每个灰度重心坐标为中心,确定预设大小的多个感兴趣区域,根据每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度,确定图像的感兴趣区域的亮度。这样,电子设备可以根据每个图像区域的像素点的灰度值及感兴趣区域的图像熵值确定图像的感兴趣区域的亮度,使得结果更加准确。
作为本发明实施例的一种实施方式,如图6所示,上述根据每个图像区域的像素点的灰度值确定每个图像区域的灰度重心坐标的步骤,可以包括:
S601,利用预设窗口遍历每个图像区域的像素点,得到每个像素点对应的当前窗口内的最大灰度值及最小灰度值;
电子设备可以利用预设窗口遍历每个图像区域的像素点,进而得到每个像素点对应的当前窗口内的最大灰度值及最小灰度值。其中,预设窗口的大小可以根据图像区域的大小等因素确定,在此不做具体限定。
如图7所示,假设将图像划分为9个图像区域,以图像区域701为例,电子设备利用预设窗口702遍历图像区域701中的像素点。对于像素点703来说,fmax(x,y)即为预设窗口702中的像素点的最大灰度值,fmin(x,y)即为预设窗口702中的像素点的最小灰度值。
S602,根据所述最大灰度值及所述最小灰度值,确定每个像素点对应的灰度梯度变化率;
梯度变化率的含义为:像素点(x,y)所对应的预设窗口内的像素点的最大灰度值与像素点的最小灰度值的差值,与最大灰度值的比值。其表征了像素点(x,y)所对应的预设窗口内的像素点的灰度值的变化程度。
S603,基于每个图像区域的每个像素点对应的灰度梯度变化率,以及每个图像区域的每个像素点的横、纵坐标确定每个图像区域的灰度重心坐标。
由于梯度变化率表征了像素点(x,y)所对应的预设窗口内的像素点的灰度值的变化程度,所以电子设备便可以基于每个图像区域的每个像素点对应的灰度梯度变化率,以及每个图像区域的每个像素点的横、纵坐标确定每个图像区域的像素点的灰度值的分布的中心点,也就是灰度重心坐标。
可见,在本实施例中,电子设备可以利用预设窗口遍历每个图像区域的像素点,得到每个像素点对应的当前窗口内的最大灰度值及最小灰度值,根据最大灰度值及最小灰度值,确定每个像素点对应的灰度梯度变化率,进而基于每个图像区域的每个像素点对应的灰度梯度变化率,以及每个图像区域的每个像素点的横、纵坐标确定每个图像区域的灰度重心坐标。这样可以根据像素点的灰度值的变化程度确定每个图像区域的灰度重心坐标,提高后续确定图像的感兴趣区域的亮度的准确度。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述根据所述最大灰度值及所述最小灰度值,确定每个像素点对应的灰度梯度变化率的步骤,可以包括:
根据公式Δf(x,y)=[fmax(x,y)-fmin(x,y)]/fmax(x,y)计算每个像素点对应的灰度梯度变化率。
相应的,上述基于每个图像区域的每个像素点对应的灰度梯度变化率,以及每个图像区域的每个像素点的横、纵坐标确定每个图像区域的灰度重心坐标的步骤,可以包括:
其中,(xw,yw)为图像区域的灰度重心坐标,fmax(x,y)为最大灰度值,fmin(x,y)为最小灰度值,M为图像区域的像素点的行数,N为图像区域的像素点的列数。
对于一个图像区域来说,其灰度重心坐标中的横坐标也就是该图像区域中所有像素点的梯度变化率与纵坐标的乘积之和,与所有像素点的梯度变化率之和的比值。灰度重心坐标中的纵坐标也就是该图像区域中所有像素点的梯度变化率与横坐标的乘积之和,与所有像素点的梯度变化率之和的比值。
可见,在本实施例中,电子设备可以根据上述公式确定每个像素点对应的灰度梯度变化率,可以根据像素点的灰度值的变化程度确定每个图像区域的灰度重心坐标,提高后续确定图像的感兴趣区域的亮度的准确度。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述根据每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度,确定所述图像的感兴趣区域的亮度的步骤,可以包括:
根据每个感兴趣区域的图像熵值及所有感兴趣区域的图像熵值的加和,确定每个感兴趣区域的权重;根据每个感兴趣区域的平均亮度以及权重,计算所有感兴趣区域的加权亮度,将所述加权亮度作为所述图像的感兴趣区域的亮度。
确定了上述多个感兴趣区域后,电子设备便可以计算每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度。其中,电子设备可以获取每个感兴趣区域的每个像素点的亮度,进而确定每个图像区域的平均亮度。
电子设备可以利用以下公式计算每个感兴趣区域的图像熵值:
其中,k表示图像的灰度级数,pj为该感兴趣区域内的灰度级j出现的概率,j为属于[1,k]的正整数。
由于图像熵值越高,表示该区域包括的信息量越大,所以电子设备可以根据每个感兴趣区域的图像熵值及所有感兴趣区域的图像熵值的加和,确定每个感兴趣区域的权重。
其中,Ei为感兴趣区域i的图像熵值,ωi为感兴趣区域i的权重,Bi为感兴趣区域i的平均亮度,Bω为图像的感兴趣区域的亮度,i为属于[1,p]的正整数,p为灰度重心坐标的数量,也就是感兴趣区域的数量。
电子设备每个感兴趣区域的图像熵值后,可以根据公式确定每个感兴趣区域的权重,可见,感兴趣区域i的权重为感兴趣区域i的图像熵值与所有感兴趣区域的图像熵值之和的比值,那么图像熵值小的感兴趣区域对应的权重便越小。也就是说,包括信息量小的感兴趣区域的权重越小,而包含信息量大的感兴趣区域的图像熵值高,那么其权重也就越大。
确定了每个感兴趣区域的权重后,电子设备便可以根据公式 计算图像的感兴趣区域的亮度。可见,图像的感兴趣区域的亮度为所有感兴趣区域的权重与平均亮度的乘积的总和,也就是所有感兴趣区域的加权亮度,这样,包含信息量大的感兴趣区域的图像熵值高,权重大,在图像的感兴趣区域的亮度中所占的比重也越大,符合图像实际状况。
可见,在本实施例中,电子设备可以根据公式确定每个感兴趣区域的权重,进而根据公式计算图像的感兴趣区域的亮度。这样,包含信息量大的感兴趣区域的图像熵值高,权重大,在图像的感兴趣区域的亮度中所占的比重也越大,使得电子设备确定的感兴趣区域的亮度更加准确。
作为本发明实施例的一种实施方式,在上述根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间的步骤之后,上述方法还可以包括:
如果所述目标曝光时间为所述曝光时间区间的上限或下限,根据预设补偿参数对目标曝光时间进行调整,得到实际曝光时间;如果所述目标曝光时间属于所述曝光时间区间,将所述目标曝光时间确定为实际曝光时间;控制所述图像采集设备采用所述实际曝光时间采集下一张图像。
其中,ts为实际曝光时间,(ta,tb)为曝光时间区间,εa0、εb0为预设补偿参数。
为了保证图像采集设备采集下一张图像时,能够确保曝光时间在曝光时间区间内,电子设备可以预设补偿参数,进而根据目标曝光时间及预设补偿参数确定实际曝光时间,其中,预设补偿参数可以根据目标曝光时间及实际图像采集设备的使用场景等因素确定,在此不做具体限定。
如果目标曝光时间与曝光时间区间最小值ta相同,那么为了避免误差,确保目标曝光时间在曝光时间区间内,可以确定实际曝光时间ts=ta+εa0。如果目标曝光时间与曝光时间区间最大值tb相同,那么为了避免误差,确保目标曝光时间在曝光时间区间内,可以确定实际曝光时间ts=tb-εb0。如果目标曝光时间在曝光时间区间内,那么可以确定实际曝光时间ts=T*,即实际曝光时间即为目标曝光时间。
确定了实际曝光时间后,电子设备可以控制图像采集设备采用该实际曝光时间采集下一张图像。这样,采集所得到的下一张图像的中心区域的亮度即可以在预设中心亮度区间内,感兴趣区域的亮度可以在预设目标亮度区间内。
如果电子设备即为图像采集设备,那么电子设备便可以采用实际曝光时间采集下一张图像;如果电子设备为与图像采集设备通信连接的其他电子设备,那么电子设备便可以发送实际曝光时间至图像采集设备,以使图像采集设备采用采用实际曝光时间采集下一张图像。
可见,在本实施例中,在确定图像采集设备的目标曝光时间之后,电子设备可以根据上述公式确定实际曝光时间,进而控制图像采集设备采用该实际曝光时间采集下一张图像,保证图像采集设备采集下一张图像时,能够确保曝光时间在曝光时间区间内。
相应于上述曝光时间的确定方法,本发明实施例还提供一种曝光时间的确定装置。
下面对本发明实施例所提供的一种曝光时间的确定装置进行介绍。
如图8所示,一种曝光时间的确定装置,所述装置包括:
图像获取模块810,用于获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间;
中心亮度确定模块820,用于确定所述图像的中心区域的亮度;
感兴趣亮度确定模块830,用于确定所述图像的感兴趣区域的亮度;
目标曝光时间确定模块840,用于如果所述中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,所述感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间。
可见,本发明实施例所提供的方案中,电子设备可以获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间,确定图像的中心区域的亮度,再确定图像的感兴趣区域的亮度,如果中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及当前曝光时间,确定目标曝光时间,以使图像采集设备以该目标曝光时间采集图像时,该图像的中心区域的亮度在其对应的预设亮度区间内,感兴趣区域的亮度在其对应的预设亮度区间内。可见,采用本方案确定的曝光时间采集图像时,可以兼顾图像中的感兴趣区域的亮度及中心区域的亮度,能在满足人眼的舒适度同时实现感兴趣目标的跟踪。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述目标曝光时间确定模块可以包括:
曝光时间区间确定子模块(图8中未示出),用于根据所述当前曝光时间和第一区域的亮度及其对应的预设亮度区间确定曝光时间区间;
其中,所述第一区域为所述中心区域或所述感兴趣区域中的一个区域。
期望曝光时间确定子模块(图8中未示出),用于根据所述当前曝光时间和第二区域的亮度及其对应的预设亮度区间的关系确定期望曝光时间;
其中,所述第二区域为所述中心区域或所述感兴趣区域中的另一个区域。
目标曝光时间确定子模块(图8中未示出),用于依据所述期望曝光时间与所述曝光时间区间之间的关系,确定图像采集设备的目标曝光时间。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述目标曝光时间确定子模块可以包括:
第一目标曝光时间确定单元(图8中未示出),用于如果所述期望曝光时间属于所述曝光时间区间,确定所述图像采集设备的目标曝光时间为所述期望曝光时间;
第二目标曝光时间确定单元(图8中未示出),用于如果所述期望曝光时间不属于所述曝光时间区间,将与所述期望曝光时间最近的所述曝光时间区间的极限值确定为所述图像采集设备的目标曝光时间。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述第一区域可以为中心区域,上述第二区域可以为感兴趣区域。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述曝光时间区间确定子模块可以包括:
曝光时间区间下限确定单元(图8中未示出),用于根据所述中心区域的亮度、所述当前曝光时间及所述中心区域对应的预设亮度区间的下限,确定曝光时间区间的下限;
曝光时间区间上限确定单元(图8中未示出),用于根据所述中心区域的亮度、所述当前曝光时间及所述中心区域对应的预设亮度区间的上限,确定曝光时间区间的上限。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述期望曝光时间确定子模块可以包括:
其中,T为所述图像采集设备的期望曝光时间,t为所述当前曝光时间,ρ为预设步长调节参数,(a,b)为所述感兴趣区域对应的预设亮度区间,Bω为所述图像的感兴趣区域的亮度。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述中心区域可以包括多个子区域;
上述中心亮度确定模块820可以包括:
亮度权重确定子模块(图8中未示出),用于根据各个子区域之间的亮度差值确定所述各个子区域的亮度权重;
中心亮度确定子模块(图8中未示出),用于根据所述各个子区域的亮度权重及亮度,确定所述图像的中心区域的亮度。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述多个子区域可以包括中心内区、中心中区及中心外区;
上述亮度权重确定子模块可以包括:
亮度差值计算单元(图8中未示出),用于计算所述中心中区与所述中心内区的第一亮度差值及所述中心外区与所述中心中区的第二亮度差值;
亮度权重确定单元(图8中未示出),用于根据所述第一亮度差值及所述第二亮度差值,确定所述中心内区、所述中心中区及所述中心外区的亮度权重。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述亮度差值计算单元可以包括:
第一亮度差值计算子单元(图8中未示出),用于如果所述中心内区的平均亮度大于所述中心中区的平均亮度,确定第一亮度差值为所述中心内区的平均亮度与所述中心中区的平均亮度的差值;
第二亮度差值计算子单元(图8中未示出),用于如果所述中心内区的平均亮度不大于所述中心中区的平均亮度,确定第一亮度差值为0;
第三亮度差值计算子单元(图8中未示出),用于如果所述中心中区的平均亮度大于所述中心外区的平均亮度,确定第二亮度差值为所述中心中区的平均亮度与所述中心外区的平均亮度的差值;
第四亮度差值计算子单元(图8中未示出),用于如果所述中心中区的平均亮度不大于所述中心外区的平均亮度,确定第二亮度差值为0。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述亮度权重确定单元可以包括:
其中,ΔB12为所述第一亮度差值,ΔB23为所述第二亮度差值,ω1、ω2和ω3分别为所述中心内区、所述中心中区及所述中心外区的亮度权重,α1、α2、β1、β2为预设的调节参数。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述感兴趣亮度确定模块830可以包括:
图像划分子模块(图8中未示出),用于将所述图像划分为多个图像区域;
灰度重心坐标确定子模块(图8中未示出),用于根据每个图像区域的像素点的灰度值确定每个图像区域的灰度重心坐标;
感兴趣区域确定子模块(图8中未示出),用于以每个灰度重心坐标为中心,确定预设大小的多个感兴趣区域;
感兴趣亮度确定子模块(图8中未示出),用于根据每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度,确定所述图像的感兴趣区域的亮度。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述灰度重心坐标确定子模块可以包括:
灰度值计算单元(图8中未示出),用于利用预设窗口遍历每个图像区域的像素点,得到每个像素点对应的当前窗口内的最大灰度值及最小灰度值;
灰度梯度变化率计算单元(图8中未示出),用于根据所述最大灰度值及所述最小灰度值,确定每个像素点对应的灰度梯度变化率;
灰度重心坐标确定单元(图8中未示出),用于基于每个图像区域的每个像素点对应的灰度梯度变化率,以及每个图像区域的每个像素点的横、纵坐标确定每个图像区域的灰度重心坐标。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述灰度梯度变化率计算单元可以包括:
灰度梯度变化率计算子单元(图8中未示出),用于根据公式Δf(x,y)=[fmax(x,y)-fmin(x,y)]/fmax(x,y)计算每个像素点对应的灰度梯度变化率;
上述灰度重心坐标确定单元可以包括:
其中,(xw,yw)为图像区域的灰度重心坐标,fmax(x,y)为所述最大灰度值,fmin(x,y)为所述最小灰度值,M为图像区域的像素点的行数,N为图像区域的像素点的列数。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述感兴趣亮度确定子模块可以包括:
权重确定单元(图8中未示出),用于根据每个感兴趣区域的图像熵值及所有感兴趣区域的图像熵值的加和,确定每个感兴趣区域的权重;
感兴趣亮度确定单元(图8中未示出),用于根据每个感兴趣区域的平均亮度以及权重,计算所有感兴趣区域的加权亮度,将所述加权亮度作为所述图像的感兴趣区域的亮度。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述装置还可以包括:
实际曝光时间确定模块(图8中未示出),用于在所述根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间之后,如果所述目标曝光时间为所述曝光时间区间的上限或下限,根据预设补偿参数对目标曝光时间进行调整,得到实际曝光时间;如果所述目标曝光时间属于所述曝光时间区间,将所述目标曝光时间确定为实际曝光时间;
图像采集控制模块(图8中未示出),用于控制所述图像采集设备采用所述实际曝光时间采集下一张图像。
本发明实施例还提供了一种电子设备,如图9所示,电子设备可以包括处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线904,其中,处理器901,通信接口902,存储器903通过通信总线904完成相互间的通信,
存储器903,用于存放计算机程序;
处理器901,用于执行存储器903上所存放的程序时,实现上述任一实施例所述的曝光时间的确定方法。
可见,本发明实施例所提供的方案中,电子设备可以获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间,确定图像的中心区域的亮度,再确定图像的感兴趣区域的亮度,如果中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及当前曝光时间,确定目标曝光时间,以使图像采集设备以该目标曝光时间采集图像时,该图像的中心区域的亮度在其对应的预设亮度区间内,感兴趣区域的亮度在其对应的预设亮度区间内。可见,采用本方案确定的曝光时间采集图像时,可以兼顾图像中的感兴趣区域的亮度及中心区域的亮度,能在满足人眼的舒适度同时实现感兴趣目标的跟踪。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如至少一个磁盘存储器。可选的,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(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。
本发明实施例还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内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的曝光时间的确定方法。
可见,本发明实施例所提供的方案中,计算机程序被处理器执行时,可以获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间,确定图像的中心区域的亮度,再确定图像的感兴趣区域的亮度,如果中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及当前曝光时间,确定目标曝光时间,以使图像采集设备以该目标曝光时间采集图像时,该图像的中心区域的亮度在其对应的预设亮度区间内,感兴趣区域的亮度在其对应的预设亮度区间内。可见,采用本方案确定的曝光时间采集图像时,可以兼顾图像中的感兴趣区域的亮度及中心区域的亮度,能在满足人眼的舒适度同时实现感兴趣目标的跟踪。
需要说明的是,对于上述装置、电子设备及计算机可读存储介质实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
进一步需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (16)
1.一种曝光时间的确定方法,其特征在于,所述方法包括:
获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间;
确定所述图像的中心区域的亮度;
确定所述图像的感兴趣区域的亮度;
如果所述中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,所述感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间的步骤,包括:
根据所述当前曝光时间和第一区域的亮度及其对应的预设亮度区间确定曝光时间区间;其中,所述第一区域为所述中心区域或所述感兴趣区域中的一个区域;
根据所述当前曝光时间和第二区域的亮度及其对应的预设亮度区间的关系确定期望曝光时间;其中,所述第二区域为所述中心区域或所述感兴趣区域中的另一个区域;
依据所述期望曝光时间与所述曝光时间区间之间的关系,确定图像采集设备的目标曝光时间。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述依据所述期望曝光时间与所述曝光时间区间之间的关系,确定图像采集设备的目标曝光时间的步骤,包括:
如果所述期望曝光时间属于所述曝光时间区间,确定所述图像采集设备的目标曝光时间为所述期望曝光时间;
如果所述期望曝光时间不属于所述曝光时间区间,将与所述期望曝光时间最近的所述曝光时间区间的极限值确定为所述图像采集设备的目标曝光时间。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一区域为中心区域,所述第二区域为感兴趣区域。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前曝光时间和第一区域的亮度及其对应的预设亮度区间确定曝光时间区间的步骤,包括:
根据所述中心区域的亮度、所述当前曝光时间及所述中心区域对应的预设亮度区间的下限,确定曝光时间区间的下限;
根据所述中心区域的亮度、所述当前曝光时间及所述中心区域对应的预设亮度区间的上限,确定曝光时间区间的上限。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述中心区域包括多个子区域;
所述确定所述图像的中心区域的亮度的步骤,包括:
根据各个子区域之间的亮度差值确定所述各个子区域的亮度权重;
根据所述各个子区域的亮度权重及亮度,确定所述图像的中心区域的亮度。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述多个子区域包括中心内区、中心中区及中心外区;
所述根据各个子区域之间的亮度差值确定所述各个子区域的亮度权重的步骤,包括:
计算所述中心中区与所述中心内区的第一亮度差值及所述中心外区与所述中心中区的第二亮度差值;
根据所述第一亮度差值及所述第二亮度差值,确定所述中心内区、所述中心中区及所述中心外区的亮度权重。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述计算所述中心中区与所述中心内区的第一亮度差值及所述中心外区与所述中心中区的第二亮度差值的步骤,包括:
如果所述中心内区的平均亮度大于所述中心中区的平均亮度,确定第一亮度差值为所述中心内区的平均亮度与所述中心中区的平均亮度的差值;
如果所述中心内区的平均亮度不大于所述中心中区的平均亮度,确定第一亮度差值为0;
如果所述中心中区的平均亮度大于所述中心外区的平均亮度,确定第二亮度差值为所述中心中区的平均亮度与所述中心外区的平均亮度的差值;
如果所述中心中区的平均亮度不大于所述中心外区的平均亮度,确定第二亮度差值为0。
11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述图像的感兴趣区域的亮度的步骤,包括:
将所述图像划分为多个图像区域;
根据每个图像区域的像素点的灰度值确定每个图像区域的灰度重心坐标;
以每个灰度重心坐标为中心,确定预设大小的多个感兴趣区域;
根据每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度,确定所述图像的感兴趣区域的亮度。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述根据每个图像区域的像素点的灰度值确定每个图像区域的灰度重心坐标的步骤,包括:
利用预设窗口遍历每个图像区域的像素点,得到每个像素点对应的当前窗口内的最大灰度值及最小灰度值;
根据所述最大灰度值及所述最小灰度值,确定每个像素点对应的灰度梯度变化率;
基于每个图像区域的每个像素点对应的灰度梯度变化率,以及每个图像区域的每个像素点的横、纵坐标确定每个图像区域的灰度重心坐标。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述根据所述最大灰度值及所述最小灰度值,确定每个像素点对应的灰度梯度变化率的步骤,包括:
根据公式Δf(x,y)=[fmax(x,y)-fmin(x,y)]]/fmax(x,y)计算每个像素点对应的灰度梯度变化率;
所述基于每个图像区域的每个像素点对应的灰度梯度变化率,以及每个图像区域的每个像素点的横、纵坐标确定每个图像区域的灰度重心坐标的步骤,包括:
其中,(xw,yw)为图像区域的灰度重心坐标,fmax(x,y)为所述最大灰度值,fmin(x,y)为所述最小灰度值,M为图像区域的像素点的行数,N为图像区域的像素点的列数,Δf(x,y)为所述灰度梯度变化率。
14.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述根据每个感兴趣区域的图像熵值及平均亮度,确定所述图像的感兴趣区域的亮度的步骤,包括:
根据每个感兴趣区域的图像熵值及所有感兴趣区域的图像熵值的加和,确定每个感兴趣区域的权重;
根据每个感兴趣区域的平均亮度以及权重,计算所有感兴趣区域的加权亮度,将所述加权亮度作为所述图像的感兴趣区域的亮度。
15.如权利要求1-14任一项所述的方法,其特征在于,在所述根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间的步骤之后,所述方法还包括:
如果所述目标曝光时间为所述曝光时间区间的上限或下限,根据预设补偿参数对目标曝光时间进行调整,得到实际曝光时间;
如果所述目标曝光时间属于所述曝光时间区间,将所述目标曝光时间确定为实际曝光时间;
控制所述图像采集设备采用所述实际曝光时间采集下一张图像。
16.一种曝光时间的确定装置,其特征在于,所述装置包括:
图像获取模块,用于获取图像采集设备采集的图像及当前曝光时间;
中心亮度确定模块,用于确定所述图像的中心区域的亮度;
感兴趣亮度确定模块,用于确定所述图像的感兴趣区域的亮度;
目标曝光时间确定模块,用于如果所述中心区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,和/或,所述感兴趣区域的亮度不属于其对应的预设亮度区间,根据所述中心区域的亮度及其对应的预设亮度区间、所述感兴趣区域的亮度及其对应的预设亮度区间以及所述当前曝光时间,确定目标曝光时间。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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