CN113840048A - 一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明需要解决的技术问题是提供一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，该方法在初始镜头阴影补偿系数的基础上，通过调整不同增益下的初始镜头阴影补偿系数的比例，从而自适应的调整应用在四角上的镜头阴影补偿系数，提高画质。本发明以初始镜头阴影补偿系数为基础，通过调整不同增益下的初始镜头阴影补偿系数的比例，从而自适应的调整应用在四角上的镜头阴影补偿系数，提高画质，使摄像头在任意增益下，均可获得信噪比高的高画质图像，尤其在亮度偏低的暗态环境下采用高增益拍摄，颜色逼真，噪点小，细节清晰完善，画质好。

Description

一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法

技术领域

本发明属于摄像技术领域，具体涉及一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法。

背景技术

摄像头作为一种影像输入设备，被广泛的应用到相机拍摄、手机视频、安防监控等领域，获取大千世界的人物，景物等信息都是由摄像头模组来进行获取。摄像头模组的生产加工过程实际上是各个功能物料堆积组合的过程，通常摄像头模组由镜头，音圈马达，红外滤光片，感光芯片，PCB电路板等组成，由于摄像头模组的这个堆叠过程中需要用到不同功能的单体物料，每个单体物料之间又不能保证有良好的一致性，随着终端客户对图像效果的要求越来越高，所以在产品卖到消费者手中前，摄像头模组会经过平台的一个调试画质效果的过程，而镜头校正就是其中一个很重要的流程，最终目的是矫正镜头中心与边角通光量不一致造成的亮度阴影和芯片各通道感光不均勾造成的色彩阴影，而该过程是通过补偿低亮度像素的增益来实现，这个补偿带来的影响就是在暗态下本身亮度偏低，在整体提高亮度时，由于加上了镜头校正(系数)的增益，使得噪点增多，画质不好。特别是sensor品质不好的情况下容易出现彩色噪点。而目前行业内做法一般是在暗态下把整体亮度降低，这样使得中心亮度也一起降低。

在高像素时代，消费者对画质要求也越来越高，因此客户对不同亮度下的信噪比都有一个标准范围要求，这样需要对摄像头画面亮度的调整提出新的解决方案，以使其在不同亮度下满足信噪比的要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，该方法在初始镜头阴影补偿系数的基础上，通过调整不同增益下的初始镜头阴影补偿系数的比例，从而自适应的调整应用在四角上的镜头阴影补偿系数，提高画质。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，所述方法是将摄像头在不同增益下获取图像的信噪比与设定阈值进行比较，如果信噪比低于设定阈值，则降低该摄像头的初始镜头阴影补偿系数，从而使该摄像头在不同增益下获取图像的信噪比满足要求，所述摄像头是已经进行过镜头阴影校正的摄像头。

所述智能调整摄像头画面四角亮度的方法，具体包括以下步骤：

S1、将摄像头在实验室标准光源下进行镜头阴影校正，获取初始镜头阴影补偿系数；

S2、用经过镜头阴影校正的摄像头，获取某一增益下的图像；

S3、计算该增益下所获得图像各镜头阴影校正区域的信噪比；

S4、将该增益下所获图像中各镜头阴影校正区域的信噪比与设定阈值进行比较，如果信噪比低于设定阈值，则降低镜头阴影校正区域的亮度值，并重新获取图像；

S5、重复以上步骤S3-S4，直至该增益下所获图像的信噪比不低于设定阈值，根据此时镜头阴影校正区域的亮度值，计算新补偿系数。

进一步的，步骤S1中获取初始镜头阴影补偿系数后，将其存储在DSP的片内存储器中。

进一步的，步骤S5中计算新补偿系数后，将其存储在DSP的片内存储器中。

进一步的，所述片内存储器为OTP存储器或FLASH存储器。

进一步的，步骤S4中降低镜头阴影校正区域的亮度值，每次降低的亮度值为Step，所述Step为降低亮度的步长，其可根据摄像头中影像传感器的尺寸、解像力的不同进行调整。

进一步的，步骤S5中新补偿系数的计算基于如下公式：

新补偿系数＝(1-n*Step/该增益下亮度初始设置值)*初始镜头阴影补偿系数，

其中n为≥1的自然数，是降低亮度值的次数，n*Step小于该增益下亮度初始设置值，所述该增益下亮度初始设置值小于100％亮度值，假设100％亮度值为64，则该增益下亮度值小于64。

进一步的，镜头阴影校正方法为同心圆法或网格法。

进一步的，所述同心圆法中同心圆以镜头阴影图像的亮度中心为圆心，由内向外，同心圆间距与镜头阴影图像的亮度渐变曲率成正比，即同心圆中心稀疏，边缘密集。

进一步的，所述网格法中网格密度由中心稀疏向四角逐渐密集，由中心向四角的密集度与镜头阴影图像的亮度渐变曲率成正比。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明以初始镜头阴影补偿系数为基础，通过调整不同增益下的初始镜头阴影补偿系数的比例，从而自适应的调整应用在四角上的镜头阴影补偿系数，提高画质，使摄像头在任意增益下，均可获得信噪比高的高画质图像，尤其在亮度偏低的暗态环境下采用高增益拍摄，颜色逼真，噪点小，细节清晰完善，画质好。

具体实施方式

下面结合实施例对发明做进一步详细描述：

本发明是一种摄像头画面四角亮度的智能调整方法，本方法是在镜头阴影校正的前提下，对初始镜头阴影补偿系数进行调整。所述的初始镜头阴影补偿系数是通过镜头阴影校正获取，对补偿系数的调整方法是设置一个信噪比阈值，摄像头应用(读取)不同亮度(增益)下的镜头阴影补偿系数，获取不同增益下图像的信噪比，将其与设定阈值进行比较，如果信噪比低于设定阈值，则降低该摄像头的镜头阴影补偿系数，从而使该摄像头在不同增益下获取图像的信噪比满足要求，所述摄像头是已经进行过镜头阴影校正的摄像头。比如：在8X增益(某一亮度)下，通过应用该增益下初始镜头阴影补偿系数，最后确认补偿后的图片信噪比是否在阈值范围内，如果低于阈值，则降低初始镜头阴影补偿系数的比例，使得信噪比在阈值范围内。

实施例1

本发明所述的智能调整摄像头画面四角亮度的方法，具体包括以下步骤：

S1、将摄像头在实验室标准光源下进行镜头阴影校正，获取初始镜头阴影补偿系数，所初始镜头阴影补偿系数是标准光源不同亮度下的一组数据；

S2、用上述步骤S1中经过镜头阴影校正的摄像头，获取某一增益下的图像；

S3、计算该增益下所获得图像各镜头阴影校正区域(进行过校正的阴影区域)的信噪比；

S4、将该增益下所获图像中各镜头阴影校正区域的信噪比与设定阈值进行比较，如果信噪比低于设定阈值，则降低镜头阴影校正区域的亮度值，并重新获取图像；其中，设定阈值是指信噪比阈值，通常指客户对图像画质信噪比的要求，即SNR(Signal to NoiseRatio)，又称为讯噪比。反映摄像头成像的抗干扰能力，反应在画质上就是画面是否干净无噪点。一般来说，信噪比越高，说明图像中的噪点越少。通常情况下，信噪比大于50db，代表画质较好，大于60db，表明画质细腻，无噪点。本发明中设定的阈值不能唯一缺的，因为不同的客户对画质的要求不同；

S5、重复以上步骤S3-S4，直至该增益下所获图像的信噪比不低于设定阈值，根据此时镜头阴影校正区域的亮度值，计算新补偿系数。

对于本实施例，上述步骤S4中降低镜头阴影校正区域的亮度值，降低多少合适呢，原则上是降低一定亮度后，重新获取的图像的信噪比既能满足客户要求，又不至于影响阴影校正的效果。因此每次降低的亮度值设定为Step，所述Step为降低亮度的步长，其可根据摄像头中影像传感器的尺寸、解像力的不同等进行调整。

上述步骤S5中新补偿系数的计算基于如下公式：

新补偿系数＝(1-n*Step/该增益下亮度初始设置值)*初始镜头阴影补偿系数，

其中n为≥1的自然数，是步骤S3-S4的重复次数，也是降低亮度值的次数，n*Step是降低的总的亮度值，其应该小于该增益下亮度初始设置值，所述该增益下亮度初始设置值应该小于100％亮度值，假设100％亮度值为64(该值不是固定值，也可以是256,1024、4096等等其他的数值，只要便于计算机计算就行)，则该增益下亮度值小于64。假设在8X增益下亮度值设置为32，则最后实际应用在四角的亮度增益是初始镜头阴影补偿系数的50％。

新补偿系数的计算公式推导(举例说明)：

如原始未校正前的四角亮度为40％，校正后的四角亮度和90％，那么8X增益下亮度值设置为32后的最终四角亮度则为：40％+(90％-40％)*(32/64)＝65％＝40％+初始镜头阴影补偿系数*(32/64)。

假设100％亮度值为64，在8X增益下亮度值设置为32，原始未校正前的四角亮度为40％，计算该增益下所获得图像的信噪比，其低于设定阈值，通过降低亮度n次后信噪比满足要求，每次降低亮度步长为Step，则当前8X增益下的最终四角亮度为40％+初始镜头阴影补偿系数*(32-n*Step)/64，由于当前8X增益下的最终四角亮度是在8X增益下获得的，在实际应用中，8X增益下的最终四角亮度是要在新补偿系数的基础上乘以8X增益下系数的，因此当前8X增益下的最终四角亮度＝40％+新补偿系数*(32/64),则新补偿系数*(32/64)＝初始镜头阴影补偿系数*(32-n*Step)/64，新补偿系数＝初始镜头阴影补偿系数*(32-n*Step)/32＝初始镜头阴影补偿系数*(1-n*Step/32)，因为32是8X增益下亮度初始设置值，为了使公式适用各种增益和各种100％亮度值假设，最终，新补偿系数＝(1-n*Step/该增益下亮度初始设置值)*初始镜头阴影补偿系数。

对于本实施例，由于画面四角亮度调整是在初始镜头阴影补偿系数的基础上进行的，因此需要先进行镜头阴影校正，本实施例采用的镜头阴影校正方法为同心圆法或网格法。所述同心圆法中同心圆以镜头阴影图像的亮度中心为圆心，由内向外，同心圆间距与镜头阴影图像的亮度渐变曲率成正比，即同心圆中心稀疏，边缘密集。所述网格法中网格密度由中心稀疏向四角逐渐密集，由中心向四角的密集度与镜头阴影图像的亮度渐变曲率成正比。

对于本实施例，步骤S1中获取镜头阴影补偿系数后，将其进行存储，其存储在DSP的片内存储器中，该片内存储器可以是OTP存储器，也可以是FLASH存储器。上述基于初始镜头阴影补偿系数的处理方法的程序也存储于DSP，实际工作时，DSP根据用户设定的增益，计算新的补偿系数进行补偿，满足摄像头信噪比的要求。其与市售摄像头相比，增加了增益下的补偿校正，使画质更好，没有噪点。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例步骤S5中计算新补偿系数后，将其存储在DSP的片内存储器中，所述片内存储器为OTP存储器或FLASH存储器。其步骤S1中获取的镜头阴影补偿系数不进行存储，整个镜头阴影校正过程是在校正平台上进行，获取初始镜头阴影补偿系数后，同样在校正平台上，对各增益下的初始镜头阴影补偿系数进行调整，获得新补偿系数，使其满足摄像头在增益下的信噪比要求，使画质更好，没有噪点。摄像头在经过镜头阴影校正，初始镜头阴影补偿系数调整后，再将其获得的新补偿系数进行存储，这样可以大大减少摄像头实际使用是的计算量，提高其性能。

当然，在上述的整个过程中，获取的初始镜头阴影补偿系数也可以先进行存储，此时，存储器选择FLASH存储器。

本发明在初始镜头阴影补偿系数的基础上，通过调整不同增益下的初始镜头阴影补偿系数的比例，从而自适应的调整应用在四角上的镜头阴影补偿系数，提高画质，使摄像头在暗态环境拍摄时，采用高增益时，将摄像头画面的四角区域亮度进行适当比例的校正(提高亮度)，有效避免了噪声的引入，有效的改善了高增益下的画质效果，满足了客户对高画质的要求。

Claims (10)

1.一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，其特征在于：所述方法是将摄像头在不同增益下获取图像的信噪比与设定阈值进行比较，如果信噪比低于设定阈值，则降低该摄像头的初始镜头阴影补偿系数，从而使该摄像头在不同增益下获取图像的信噪比满足要求，所述摄像头是已经进行过镜头阴影校正的摄像头。

2.根据权利要求1所述的一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，具体包括以下步骤：

S1、将摄像头在实验室标准光源下进行镜头阴影校正，获取初始镜头阴影补偿系数；

S2、用经过镜头阴影校正的摄像头，获取某一增益下的图像；

S3、计算该增益下所获得图像各镜头阴影校正区域的信噪比；

S4、将该增益下所获图像中各镜头阴影校正区域的信噪比与设定阈值进行比较，如果信噪比低于设定阈值，则降低镜头阴影校正区域的亮度值，并重新获取图像；

S5、重复以上步骤S3-S4，直至该增益下所获图像的信噪比不低于设定阈值，根据此时镜头阴影校正区域的亮度值，计算新补偿系数。

3.根据权利要求2所述的一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，其特征在于：步骤S1中获取初始镜头阴影补偿系数后，将其存储在DSP的片内存储器中。

4.根据权利要求2所述的一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，其特征在于：步骤S5中计算新补偿系数后，将其存储在DSP的片内存储器中。

5.根据权利要求3或4所述的一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，其特征在于：所述片内存储器为OTP存储器或FLASH存储器。

6.根据权利要求5所述的一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，其特征在于：步骤S4中降低镜头阴影校正区域的亮度值，每次降低的亮度值为Step，所述Step为降低亮度的步长，其可根据摄像头中影像传感器的尺寸、解像力的不同进行调整。

7.根据权利要求6所述的一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，其特征在于：步骤S5中新补偿系数的计算基于如下公式：

新补偿系数=（1-n*Step/该增益下亮度初始设置值）*初始镜头阴影补偿系数，

其中n为≥1的自然数，是降低亮度值的次数，n*Step小于该增益下亮度初始设置值，所述该增益下亮度初始设置值小于100%亮度值，假设100%亮度值为64，则该增益下亮度值小于64。

8.根据权利要求7所述的一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，其特征在于：镜头阴影校正方法为同心圆法或网格法。

9.根据权利要求8所述的一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，其特征在于：所述同心圆法中同心圆以镜头阴影图像的亮度中心为圆心，由内向外，同心圆间距与镜头阴影图像的亮度渐变曲率成正比，即同心圆中心稀疏，边缘密集。

10.根据权利要求8所述的一种智能调整摄像头画面四角亮度的方法，其特征在于：所述网格法中网格密度由中心稀疏向四角逐渐密集，由中心向四角的密集度与镜头阴影图像的亮度渐变曲率成正比。