一种针对多镜头拍摄的曝光补偿调整方法技术

本发明专利技术公开了一种针对多镜头拍摄的曝光补偿调整方法，包括三个步骤：1、对多相机拍照的重合区域进行标定；2、根据基准相机与相邻相机间的亮度通道平均差值

An Exposure Compensation Adjustment Method for Multi-lens Shooting

The invention discloses an exposure compensation adjustment method for multi-lens photography, which comprises three steps: 1. calibrating the overlapping area of multi-camera photography; 2. average difference of brightness channel between reference camera and adjacent camera;

【技术实现步骤摘要】
一种针对多镜头拍摄的曝光补偿调整方法
本专利技术涉及一种曝光补偿调整方法，特别涉及一种针对相机等多镜头拍摄时的曝光补偿调整方法，属于相机或手机的自动曝光和图像质量评价领域。
技术介绍
多镜头成像过程主要包括全景图拼接、多目视觉、多焦距拍摄等。针对这种多镜头成像功能需要对多个拍照过程进行曝光补偿的统一调整，以实现不同相机拍摄的图像在曝光程度上保持一致。目前，多镜头拍摄时曝光补偿调整方法主要包括以下三种：1)基于离线标定的方法在拍摄前，对所有相机都做一次基于标识物的曝光补偿调整，在多镜头拍摄过程中，只要启用多镜头拍摄功能，则每个镜头的曝光调整参量都以标定参数进行调整，从而实现曝光条件一致的目的。2)基于测光系统的自动调整方法通过外部光强传感器感知不同区域的光强，根据不同的光强情况来调整各个位置上相机的曝光补偿标准，实现多镜头拍照时曝光条件一致的目的。3)基于图像分析的自动调整方法通过分析每幅图像的整体特性，估算出每幅图像的曝光差异，根据差异统一调整曝光补偿值，完成曝光条件一致的要求。上述方式存在的问题：1)离线标定方法没有适应特性，泛化能力弱，针对不同的场景不能提供与场景有关的曝光调整反馈，可能会得到整体过度补偿或者欠曝的情况发生。2)仅采用光强传感器给出光补偿调整值，会出现不自然的过渡情况，因为传感器对光的敏感性与相机拍摄过程中对光的敏感性存在差异，简单的感光元器件无法准确评估复杂的光路分布，达不到曝光条件一致的目的。3)基于图像分析的自动调整方法，其难点在于分析的特征或者对象选择，现有的评估特征主要是每个相机拍摄图像中心位置的灰度与边界处灰度的差异值，每个相机拍摄图像的平均值或者其它统计特征，这些特征简单但是代表性差，稍微复杂的特征选择或者提取方法又难以实现实时的曝光调整，达不到理想的曝光调整效果。为使多镜头拍照时各角度相机的曝光条件保持一致，设计一种全新的针对多镜头拍摄的曝光补偿调整方法就成为本专利技术想要解决的问题。
技术实现思路
鉴于上述现有情况，在多个拍摄相机相对位置固定的前提下，提供一种多镜头拍摄时的实时曝光补偿调整方法，给出每个相机最优的曝光补偿调整策略，使多相机拍摄出的图像不会受到光照条件的改变而发生变化，达到不同位置相机拍的照片经曝光调整后与一个相机多次、多角度拍照进行拼接后的图像效果相同的目的。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种针对多镜头拍摄的曝光补偿调整方法，具体步骤包括：步骤1、对多相机拍照的重合区域进行标定，标定过程包括：步骤1-1、设有个相机，每个相机的拍摄图像为，i为相机标号，。步骤1-2、设空间位置相邻的相机之间的重合区域的坐标集合，，，分别为重合区域的高、宽的最大值。步骤1-3、设标号为j的相机拍摄的图像在图像坐标系下的重合图像与图像的空间交集图像，j为相机标号，。步骤1-4、设标号为i的相机拍摄的图像在图像坐标系下的重合图像与图像的空间交集图像。步骤1-5、利用空间位置相邻的相机进行有规律图像标志信息的实景拍摄，提取拍摄图像的RTS不变特征，包括SIFT、HARRIS、SURF或者HOG特征，利用提取到的特征做特征匹配，得到匹配特征点位置描述，根据匹配特征点位置描述估算、与。步骤1-6、在每个相机周围绑定和安放宽动态、低分辨率的红外相机。步骤1-7、设重合区域和的宽度为，设重合区域和的高度为，和分别表示在不同坐标系下重合区域处的亮度值，根据下列公式计算和在亮度通道的平均差值：。步骤1-8、根据和的图像信息，在红外相机拍摄的图像中找到对应的重合区域和，根据下列公式计算和间灰度图像的平均差值：，其中，和的宽度分别为，和的高度分别为，和分别表示在不同坐标系下重合区域处的灰度值。步骤1-9、返回步骤1-3，直至所有相机与其相邻相机的重合区域以及其对应的红外相机与相邻红外相机的重合区域全部标定完成，然后进入步骤2。步骤2、根据和进行曝光差异判定，判定过程包括：a)确定最小的两个相机，选择这两个相机所拍摄图像的亮度均值最接近128的图像为基准图像，确定该相机为基准相机。b)若且时，将被确定最小的两个相机中的非基准相机作为新的基准相机，计算新的基准相机与相邻相机对应的和值，否则，直接进入步骤c)。c)当且时，进入步骤3。d)当且的平均亮度大于，比较所有相机的和，统计出现这种情况的相机数量；i、若数量超过整体相机数量的，不需做相机曝光调整；ii、若数量未超过整体相机数量的，进入步骤3。e)当且的平均亮度小于，比较所有相机的和，统计出现这种情况的相机数量；i、若数量超过整体相机数量的，不需做相机曝光调整；ii、若数量未超过整体相机数量的，进入步骤3。f)若且时，重新定义基准相机，将基准相机的相邻相机作为新的基准相机，计算新的基准相机和相邻相机间的和值，重复步骤c）至步骤f），直至所有相机调整完成，相机曝光调整过程结束；其中，代表数量级比例因子，；为相机间亮度敏感门限阈值，；为亮度门限阈值，的取值范围为250—255；为比例阈值，的取值范围为0.6—0.8；为亮度门限阈值，的取值范围是0—5。步骤3、基于曝光差异的相机进行曝光调整，具体调整过程如下：g)设相机的曝光补偿调节参量为，。h)计算基准相机与相邻相机间的图像亮度平均差；若大于0，则的取值范围定为0—1，利用二分法找到使最小的、取值在0以上的；若小于0，则的取值范围定为-1—0，利用二分法找到使最小的、取值在0以下的。i)利用得到的值对基准相机的相邻相机进行曝光补偿调整，然后以曝光补偿调整后的相邻相机作为新的基准相机，计算新的基准相机与相邻相机间的图像亮度平均差和，重复步骤c)至步骤f），直至所有相机调整完成。本专利技术所述的一种针对多镜头拍摄的曝光补偿调整方法的有益效果包括：1、基于重合区域标定判定、调整曝光，不需要做基于全局图像的统计特征分析，提高了分析效率；2、利用宽动态红外相机判定是否需要做曝光调整，极大地省去了不必要的调整环节，且可以处理欠曝或者过曝情况，保证了适应各类环境下的相机曝光调整需要；3、整体调整过程中采用的是简单的局部统计特征，对实时处理以及嵌入式处理都没有限制，可实现性强。具体实施方式本方法基于多相机曝光统计技术体系进行综合与调整，使用了宽动态的红外相机来辅助测定光强，同时利用镜头间的灰度差异做最终曝光调整。其主要包括三个部分：1、对多相机拍照的重合区域进行标定；2、根据基准相机与相邻相机间的亮度通道平均差值和灰度图像平均差值进行曝光差异判定；3、对具有曝光差异的相机进行曝光调整。下面以C个位置固定的相机组成的多相机拍照过程为例，对本专利技术所述的一种针对多镜头拍摄的曝光补偿调整方法作进一步的详细描述：一种针对多镜头拍摄的曝光补偿调整方法，具体步骤包括：步骤1、对多相机拍照的重合区域进行标定，标定过程包括：步骤1-1、设有个相机，每个相机的拍摄图像为，i为相机标号，。在进行曝光调整前，需要先将C个相机的位置相对固定，使相机间形成固定的位置和相邻关系，为后续拍摄图像的位置和重合区域判断提供必要的前提条件。步骤1-2、设空间位置相邻的相机之间的重合区域的坐标集合，，，分别为重合区域的高、宽的最大值。空间位置相邻的相机指的是实际拍摄过程中空间位置相邻的相机，并不是下标意义上的符号或数字相邻。步骤1-3、设标号为j的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对多镜头拍摄的曝光补偿调整方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1、对多相机拍照的重合区域进行标定，标定过程包括：步骤1‑1、设有

【技术特征摘要】
1.一种针对多镜头拍摄的曝光补偿调整方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1、对多相机拍照的重合区域进行标定，标定过程包括：步骤1-1、设有个相机，每个相机的拍摄图像为，i为相机标号，；步骤1-2、设空间位置相邻的相机之间的重合区域的坐标集合，，，分别为重合区域的高、宽的最大值；步骤1-3、设标号为j的相机拍摄的图像在图像坐标系下的重合图像与图像的空间交集图像，j为相机标号，；步骤1-4、设标号为i的相机拍摄的图像在图像坐标系下的重合图像与图像的空间交集图像；步骤1-5、利用空间位置相邻的相机进行有规律图像标志信息的实景拍摄，提取拍摄图像的RTS不变特征，包括SIFT、HARRIS、SURF或者HOG特征，利用提取到的特征做特征匹配，得到匹配特征点位置描述，根据匹配特征点位置描述估算、与；步骤1-6、在每个相机周围绑定和安放宽动态、低分辨率的红外相机；步骤1-7、设重合区域和的宽度为，设重合区域和的高度为，和分别表示在不同坐标系下重合区域处的亮度值，根据下列公式计算和在亮度通道的平均差值：；步骤1-8、根据和的图像信息，在红外相机拍摄的图像中找到对应的重合区域和，根据下列公式计算和间灰度图像的平均差值：，其中，和的宽度分别为，和的高度分别为，和分别表示在不同坐标系下重合区域处的灰度值；步骤1-9、返回步骤1-3，直至所有相机与其相邻相机的重合区域以及其对应的红外相机与相邻红外相机的重合区域全部标定完成，然后进入步骤2；步骤2、根据和进行曝光差异判定，判定过程包括：a)确定最小的两个相机，选择这两个相机所拍摄图像的亮度均值最接近128的...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖志梁，陶亮，王道宁，张亚东，
申请(专利权)人：北京易诚高科科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11