CN113452923A - 根据环境条件调整影像的处理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

一种根据环境条件调整影像的处理方法及其系统，根据环境条件调整影像的处理方法包含：撷取一影像的一环境参数，根据环境参数判断影像的场景模式，再根据场景模式估算影像的一亮度校正参数，以及进行一影像区域判定，以取得一影像区域及影像区域的一区域亮度，并根据影像区域、区域亮度与亮度校正参数进行影像的亮度校正，以维持影像品质。利用本发明的根据环境条件调整影像的处理方法及其系统，可针对不同环境下的影像进行对应的影像处理流程，以适切地进行每一影像的亮度校正，进而改善影像品质，并适应性的维持影像品质。

Description

根据环境条件调整影像的处理方法及其系统

本申请是分案申请，原申请的申请号为201910104146.3，申请日为2019年2月1日，发明名称为“根据环境条件调整影像的处理方法及其系统”。

技术领域

本发明有关一种影像处理技术，特别是关于一种根据环境条件调整影像的处理方法及其系统。

背景技术

车用影像记录器用于记录行车的座标位置，记录车况、资料，并记录行车路径影像，当事故发生时可通过汽車上所装设的车用影像记录器来确认事发当时的状况，以厘清肇事的责任。

在一般的车用影像记录器中，取像装置在撷取影像时利用自动曝光单元来自动调整快门速度和感光度(ISO值)，使影像具有固定的亮度，然而，此种维持固定亮度的影像记录方式，在夜间时就容易发生所取得的影像中出现车子主体清晰，背景却模糊过暗的现象，无法确保整体影像品质。

发明内容

有鉴于此，本案提出一种根据环境条件调整影像的处理方法及其系统，以适应性的维持影像品质。

在一实施例中，一种根据环境条件调整影像的处理方法，包含先撷取一影像的一环境参数、根据环境参数判断影像所属的场景模式、根据场景模式估算影像的一亮度校正参数以及进行一影像区域判定，以取得一影像区域及影像区域的一区域亮度，并根据影像区域、区域亮度与亮度校正参数进行影像的亮度校正。

在一些实施例中，当场景模式为一暗色模式时，亮度校正对影像的影像区域以外的背景进行伽玛校正。

在一实施例中，一种根据环境条件调整影像的处理系统包含一取像单元、一场景决定单元、一影像区域判定单元以及一影像校正单元。取像单元用来撷取至少一影像，并取得影像的一环境参数。场景决定单元与影像区域判定单元信号连接取像单元。场景决定单元根据环境参数判断影像的一场景模式，并根据场景模式产生一亮度校正参数。影像区域判定单元对影像进行一影像区域判定，以取得一影像区域及影像区域的一区域亮度。影像校正单元信号连接场景决定单元与影像区域判定单元，以根据上述的影像区域、区域亮度与亮度校正参数对影像进行亮度校正。

在一些实施例中，当场景决定单元对影像的场景模式判断为一暗色模式时，亮度校正对影像的影像区域以外的背景进行伽玛校正。

综上所述，由于撷取的影像会随着变动的环境而改变，因此针对不同环境下的影像进行对应的影像处理流程，以适切地进行每一影像的亮度校正，进而达到维持影像品质的功效者。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的影像处理系统的示意图。

图2为根据本发明一实施例根据伽玛值将场景模式分成四个区段的示意图。

图3为根据本发明一实施例的影像处理方法的流程示意图。

图4为根据本发明另一实施例的影像处理方法的流程示意图。

图5为根据本发明再一实施例的影像处理方法的流程示意图。

图6为根据本发明一实施例于进行伽玛校正的曲线示意图。

图7为根据本发明另一实施例于进行伽玛校正的曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供的根据环境条件调整影像的处理系统，包括：一取像单元，其撷取至少一影像，并取得影像的一环境参数；一场景决定单元，信号连接取像单元，根据环境参数判断影像的一场景模式，并根据场景模式产生一亮度校正参数；一影像区域判定单元，信号连接取像单元，影像区域判定单元对影像进行一影像区域判定，以取得一影像区域及影像区域的一区域亮度；一影像校正单元，信号连接场景决定单元与影像区域判定单元，根据影像区域、区域亮度与亮度校正参数对影像进行亮度校正。

可选的，在场景决定单元对影像的场景模式判断为一暗色模式时，亮度校正对影像的影像区域以外的背景进行伽玛校正。

可选的，区域亮度为影像区域的平均亮度。

可选的，根据环境条件调整影像的处理系统还包括：一自动曝光单元，对影像的撷取环境进行自动曝光，以供取像单元在自动曝光单元提供的补光下撷取影像并提供环境参数给取像单元。

可选的，环境参数为取得影像时的一快门速度及一感光度。

可选的，亮度校正参数为一伽玛校正值，以还原影像亮度。

图1为根据本发明一实施例的影像处理系统的示意图。请参阅图1所示，根据环境条件调整影像的处理系统10包括一取像单元12、一场景决定单元14、一影像区域判定单元16、一影像校正单元18以及一自动曝光单元20。

取像单元12自外部撷取至少一影像，并取得此影像的一环境参数，自动曝光单元20信号连接取像单元12，自动曝光单元20对影像的撷取环境进行自动曝光，以提供取像单元12在自动曝光单元20提供的补光下撷取影像并提供环境参数给取像单元12。在一些实施例中，取像单元12为一光耦合元件(Charge coupled Device，CCD)或是一互补式金氧半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)等的影像感测元件。

在一些实施例中，环境参数为取得上述影像时的一快门速度及一感光度，也即取像单元12在取得影像的当下，自动曝光单元20对撷取环境进行自动曝光时得到的实际数值。

场景决定单元14信号连接取像单元12，以根据环境参数判断该影像所属的场景模式，并根据此场景模式产生一亮度校正参数，在一实施例中，亮度校正参数为一伽玛校正值，用以还原影像亮度。影像区域判定单元16信号连接至取像单元12，影像区域判定单元16对撷取的影像进行一影像区域判定，以取得一影像区域及该影像区域的一区域亮度。影像校正单元18信号连接场景决定单元14和影像区域判定单元16，使影像校正单元18可以根据前述取得的影像区域、区域亮度与亮度校正参数对影像进行亮度校正，以将影像还原成肉眼感知到的真实原景的亮度。在一些实施例中，区域亮度为影像区域判定单元16取得的影像区域的平均亮度，且影像区域可为影像的全部区域或是影像的局部区域。

在一些实施例中，影像校正单元18可为一影像信号处理晶片(ISP)。

另外，本影像处理系统10还具有一测光单元22，信号连接影像区域判定单元16及影像校正单元18，当影像区域判定单元16将影像区域的位置与大小提供给测光单元22，测光单元22可以对影像区域进行测光，使影像区域得到最佳的曝光，以根据影像区域来估算目前画面的亮度，进而维持最佳的区域亮度。

在一些实施例中，经过影像校正单元18校正完成的影像会再经过一影像压缩单元24对影像进行压缩处理为影像资料，以利于后端储存之用，然后影像压缩单元24压缩后的影像资料则会再输出至储存单元或是其他外部装置储存。

在一些实施例中，可以根据环境参数中的快门速度及感光度来决定不同的场景模式，请同时参阅图2所示，由于快门速度与感光度(ISO)会正比于曝光值，曝光值和阿伐(alpha，α)值会正比于伽玛(gamma，γ)值或是每一曝光值对应到一个伽玛值以建立对照表(look up table，LUT)，其中阿伐值为一转换变数，表示不同曝光值对应到不同的伽玛值，如下列关系式所示：

快门速度(秒)╳感光度＝曝光值

曝光值╳阿伐值＝伽玛值

或LUT(曝光值)＝伽玛值

所以通过前述的关系式，可以从快门速度与感光度推知伽玛值的大小，再根据此伽玛值来决定影像所属的场景模式。在此图2中，依据伽玛值将场景模式分成四个区段，此区段的数目不限于此，区段数目愈多效果愈好，可依使用者或系统调整更多区段数目。在本实施例中，这四个区段根据伽玛值由小到大分别是强光正午模式(Gamma＝0.35)、白天模式(Gamma＝0.45)、黎明黄昏模式(Gamma＝0.55)以及暗色(夜晚)模式(Gamma＝0.65)，暗色模式包含夜晚模式以及在其他场景模式但亮度不足的场景环境(伽玛值大于等于0.65)。

其中，在场景决定单元14对影像的场景模式判断为暗色模式时，影像校正单元18在进行亮度校正时，会对影像中的影像区域以外的背景进行伽玛校正，以还原背景亮度。在一实施例中，于场景模式为暗色模式时，判定影像区域为局部区域，则影像区域判定单元16会取得影像区域及影像区域的区域亮度，使影像校正单元18根据影像区域、区域亮度、亮度校正参数对影像区域以外的背景进行亮度校正，使影像中影像区域周围的亮度与与影像区域内的亮度相当，以将整张影像还原成真实原景的亮度，而不会在主体(影像区域)与背景(影像区域以外的区域)亮度上出现差异，导致背景模糊过暗的情况发生。

在一些实施例中，上述的取像单元12、影像校正单元18、自动曝光单元20、测光单元22、影像压缩单元24等内建于一取像装置中，例如相机、摄影机；上述的场景决定单元14及影像区域判定单元16则可以建置于车用影像记录器中或是车辆的车机系统中。在另外一些实施例中，取像单元12、场景决定单元14、影像区域判定单元16、影像校正单元18、自动曝光单元20、测光单元22及影像压缩单元24也可整合于同一取像装置中实现。

本发明实施例提供的根据环境条件调整影像的处理方法，包括：撷取一影像的一环境参数；根据环境参数判断影像的一场景模式；根据场景模式估算影像的一亮度校正参数；进行一影像区域判定，以取得一影像区域及影像区域的一区域亮度，以及根据影像区域、影像区域的区域亮度与亮度校正参数进行影像的亮度校正。

可选的，于场景模式为一暗色模式时，亮度校正对影像的影像区域以外的背景进行伽玛校正。

可选的，在取得区域亮度的步骤中，计算影像区域的平均亮度，以作为区域亮度。

可选的，影像经过一自动曝光程序，以取得环境参数。

可选的，环境参数为取得影像时的一快门速度及一感光度。

可选的，亮度校正参数为一伽玛校正值，以还原影像亮度。

可选的，在估算影像的亮度校正参数的步骤中，其将影像还原成肉眼感知到的真实原景的亮度。

接着，根据环境条件调整影像的处理方法，请参照图1至图3所示，撷取一影像的环境参数(如步骤S10)，利用一取像单元12撷取影像，并通过自动曝光单元20对影像进行一自动曝光程序，以取得影像的快门速度及感光度等环境参数。场景决定单元14根据环境参数来判断影像的场景模式(如步骤S12)，以判断此影像属于何种场景模式，例如强光正午模式、白天模式、黎明黄昏模式或是暗色模式等。不管为何种场景模式，场景决定单元14都会根据场景模式估算影像的亮度校正参数(如步骤S14)，以取得每一影像的伽玛校正值。接续进行影像区域判定(如步骤S16)，利用影像区域判定单元16取得影像中影像区域及影像区域的区域亮度，最后再利用影像校正单元18根据影像区域、区域亮度与亮度校正参数对该影像进行亮度校正。在一实施例中，在取得区域亮度的步骤中，影像区域判定单元16配合测光单元22来估算此影像区域的平均亮度，以作为区域亮度。

在一些实施例中，请参阅图4所示，在如步骤S14所示取得影像的亮度校正参数(伽玛校正值)之后，影像校正单元18还可根据亮度校正参数先对整体的影像进行亮度校正(如步骤S15)，以将影像还原成肉眼感知到的真实原景的亮度，然后再接续进行步骤S16的影像区域判定步骤，其余步骤则与前述图3所示实施例的方法相同，故不再赘述。

在一些实施例中，为了更清楚本案的影像处理方法的完整流程，在此将影像区域设定为具有前车存在的局部区域，称之为前车区域，以前车区域为实施例来详细说明。请参阅图1、图2及图5所示，撷取若干个影像的环境参数(如步骤S20)，利用取像单元12依序撷取每一影像，并通过自动曝光单元20对每一影像进行一自动曝光程序，以取得每一影像对应的快门速度及感光度等环境参数。场景决定单元14会根据环境参数来判断影像所属的场景模式(如步骤S21)，举例来说，场景模式可为强光正午模式、白天模式、黎明黄昏模式或是暗色模式等，但不以此为限。不管为何种场景模式，场景决定单元14都会根据场景模式估算每一影像对应的亮度校正参数(如步骤S22)，以取得每一影像的伽玛校正值。在取得影像的亮度校正参数之后，影像校正单元18会根据亮度校正参数先对每一影像的全部画面进行亮度校正(如步骤S23)，以将每一影像还原成肉眼感知到的真实原景的亮度。由于已经在前述步骤S21中已得知每一影像对应的场景模式，所以接着会判断影像是否为暗色模式(如步骤S24)，若影像不是属于暗色模式，则结束此影像的校正处理流程(如步骤S27)，若影像属于暗色模式，则影像区域判定单元16会先进行前车区域判定(如步骤S25)，利用影像区域判定单元16取得影像中的前车区域及前车区域的区域亮度，其中区域亮度为前车区域的平均亮度，且可以通过测光单元22来取得。最后再利用影像校正单元18根据前车区域、区域亮度与亮度校正参数对影像进行背景亮度校正(如步骤S26)，也就是对前车区域以外的背景区域进行伽玛校正，使影像中前车区域周围的亮度与前车区域内的亮度相当，进而将整张影像还原成真实原景的亮度，而不会在前车区域与前车区域以外的背景亮度上出现差异，导致车子清晰周围背景模糊的情况发生。属于暗色模式的每一影像在完成背景亮度校正步骤后，即可结束此影像的校正处理流程(如步骤S27)。

在一些实施例中，在影像被判定属于暗色模式时，亮度校正对影像的前车区域以外的背景(前车区域周围的亮度)进行伽玛校正，请参阅图6所示，虚线表示还没有调整前的背景亮度，实线表示调整后的背景亮度，以前车区域亮度L为基准，可以看到输入的影像根据亮度比例进行调整，例如将25％亮度向上调亮为50％亮度、50％亮度向上调亮为90％亮度，以根据比例进行伽玛校正。再请参阅图7所示，虚线表示调整前的背景亮度，实线表示调整后的背景亮度，以前车区域亮度L为基准，可以看到输入的影像根据伽玛值等于0.3的伽玛曲线(γ＝0.3)将亮度向上调亮，以根据伽玛值进行伽玛校正来调整背景亮度。在一实施例中，伽玛值可以为预先设定好的参数，例如，根据装机前的量测事先建立的参数。

因此，由于撷取的影像会在变动的环境下不断改变，例如，将本案应用在车用影像记录器上时，随着车辆移动，所撷取的影像所在环境也会随之改变，故本案可针对不同环境下的影像进行对应的影像处理流程，以适切地进行每一影像的亮度校正，进而改善影像品质，并适应性的维持影像品质。再者，本案提供给所需的特殊应用来使用时，可以确保该应用获得最佳的效果，例如，当本案应用于警车上的车用影像记录器时，可以确保录制的影像全部皆为清晰的画面，无车子清晰周围背景模糊过暗的情况发生，以避免事件发生时，会因为影像内的部分区域不清晰而导致事件无法厘清的情事发生，故可确保使用在警车上的应用可以获得最佳的效果。

以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。换言之，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种根据环境条件调整影像的处理方法，其特征在于，包括：

撷取一影像的一环境参数；

根据该环境参数判断该影像的一场景模式；

根据该场景模式估算该影像的一亮度校正参数；

进行一影像区域判定，以取得一影像区域及该影像区域的一区域亮度，以及根据该影像区域、该影像区域的该区域亮度与该亮度校正参数进行该影像的亮度校正。

2.如权利要求1所述的根据环境条件调整影像的处理方法，其特征在于，于该场景模式为一暗色模式时，该亮度校正对该影像的该影像区域以外的背景进行伽玛校正。

3.如权利要求1所述的根据环境条件调整影像的处理方法，其特征在于，在取得该区域亮度的步骤中，计算该影像区域的平均亮度，以作为该区域亮度。

4.如权利要求1所述的根据环境条件调整影像的处理方法，其特征在于，该影像经过一自动曝光程序，以取得该环境参数。

5.如权利要求4所述的根据环境条件调整影像的处理方法，其特征在于，该环境参数为取得该影像时的一快门速度及一感光度。

6.如权利要求1所述的根据环境条件调整影像的处理方法，其特征在于，该亮度校正参数为一伽玛校正值，以还原该影像亮度。

7.如权利要求1或6所述的根据环境条件调整影像的处理方法，其特征在于，在估算该影像的该亮度校正参数的步骤中，其将该影像还原成肉眼感知到的真实原景的亮度。

8.一种根据环境条件调整影像的处理系统，其特征在于，包括：

一取像单元，其撷取至少一影像，并取得该影像的一环境参数；

一场景决定单元，信号连接该取像单元，根据该环境参数判断该影像的一场景模式，并根据该场景模式产生一亮度校正参数；

一影像区域判定单元，信号连接该取像单元，该影像区域判定单元对该影像进行一影像区域判定，以取得一影像区域及该影像区域的一区域亮度；

一影像校正单元，信号连接该场景决定单元与该影像区域判定单元，根据该影像区域、该区域亮度与该亮度校正参数对该影像进行亮度校正。

9.如权利要求8所述的根据环境条件调整影像的处理系统，其特征在于，在该场景决定单元对该影像的该场景模式判断为一暗色模式时，该亮度校正对该影像的该影像区域以外的背景进行伽玛校正。

10.如权利要求8所述的根据环境条件调整影像的处理系统，其特征在于，该区域亮度为该影像区域的平均亮度。

11.如权利要求8所述的根据环境条件调整影像的处理系统，其特征在于，还包括：

一自动曝光单元，对该影像的撷取环境进行自动曝光，以供该取像单元在该自动曝光单元提供的补光下撷取该影像并提供该环境参数给该取像单元。

12.如权利要求11所述的根据环境条件调整影像的处理系统，其特征在于，该环境参数为取得该影像时的一快门速度及一感光度。

13.如权利要求8所述的根据环境条件调整影像的处理系统，其特征在于，该亮度校正参数为一伽玛校正值，以还原该影像亮度。

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