车载图像的虚拟曝光处理方法、车载图像拼接处理方法及图像处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种车载图像的虚拟曝光处理方法、车载图像拼接处理方法及图像处理装置，具体包括对可见光相机拍摄的图像进行虚拟曝光处理，通过在对大气强度和传输率进行改进，使其获取清晰的图像。通过本发明专利技术提供技术方案，能够克服在光照不足时，车灯、路灯强光源存在造成局部图像失真从而导致图像成像效果差的技术问题，使处理后的图像更为平滑，成像效果更好。

【技术实现步骤摘要】
车载图像的虚拟曝光处理方法、车载图像拼接处理方法及图像处理装置
本专利技术涉及汽车领域，尤其涉及车载图像的虚拟曝光处理方法、车载图像拼接处理方法及图像处理装置。
技术介绍
在车辆辅助驾驶领域，一般采用可见光摄像机作为车辆前方的成像设备。但是，多数的目标检测技术都是基于日间行车的情况，日间行车时光照相对充足、均匀，摄像头采集的视频数据中噪声较少，智能算法能够成功应用于场景，实现高效的目标检测，为驾驶员提供辅助的驾驶决策。可见光摄像机在夜间经常由于曝光条件不好的时候成像质量特别差，在路灯设施不太完善等情况下(比如乡村道路上)尤其明显。在夜晚光线不好的情况下，驾驶员无法通过肉眼看清周围的环境，可见光摄像机因为曝光不足，成像效果不好，也无法给驾驶员提供较好的图像效果。所以，驾驶员常常因为无法及时觉察前方的行人、车辆以及路面缺陷等情况而发生交通事故。为了更好了提高相机的成像效果，专利CN105991938A提供一种虚拟曝光方法，在虚拟曝光方法中，在计算图像复原模型的过程中，其t(x,y)接近0时，会直接导致该区域的颜色发生严重失真。另外，在车载摄像头的应用场景下，在光照不足的情况下，都需要打开车灯进行道路照明，其光照强度受制于车灯、道路两旁的路灯等影响，其大气光照强度A的计算方式是取“将所述灰度图像按预设的分割顺序，切割成为预设数量的灰度图像块，所述分割顺序包括从上至下、从左至右；当所述灰度图像块小于预设尺寸时，获取各个所述灰度图像块的亮度的均值和方差；选取所述均值最大且所述方差最小的所述灰度图像块中像素点的亮度，作为大气光照强度”，这种计算方式在无灯光干扰的情况下是可行的，但是在照明不良时，灯较多时，采用这种以像素点的亮度最大值作为大气光照强度的方法会使得过分估计提高了大气光照强度的估值，使得最终的成像效果差。例如，在具有灯光的位置的光强会大于无灯光的位置，在采用这种方法估计时，会以灯光位置的强度估计成当前的大气光照强度，使得当前估计值偏移真实值较多。因此，在光线不足的条件下，如何以较准确获取大气光照强度和传输速率以获取较好的虚拟曝光图像处理技术是当前汽车需要解决的难题。
技术实现思路
针对传统，基于现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种车载图像的虚拟曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，获取可见光相机拍摄的图像，步骤S2，对获取的图像进行反转，生成反转图像；步骤S3，获取大气光照强度；步骤S4，获取所述灰度图像的传输率；步骤S5，根据预先配置图像复原模型、所述反转图像、所述大气光照强度以及所述传输率，生成复原图像；所述步骤S3中，大气光照强度的一种获取方式获取包括：以预设的分块为单位，分块计算大气光照强度，以块内的平均值作为该块最终的大气光照强度AΨk：上式中，AΨk表示在Ψk局内区域的大气光照强度，|Ψk|表示Ψk局内区域内所有像素点的总数；Id(x,y)为Ψk局部区域内所有像素的差异值；ak,bk为Ψk局部区域内的系数；(x,y)表示像素的二维坐标；差异值定义为从反转图像中获取的最大通图像值和最小通道图像值的差值。一种车载图像的虚拟曝光方法，进一步地，反转图像中获取最大通图像值的计算方式为：Imax(x,y)＝max{Irevert_R(x,y)，Irevert_G(x,y)，Irevert_B(x,y)}反转图像中获取最小通图像值的计算方式为：Imin(x,y)＝min{Irevert_R(x,y)，Irevert_G(x,y)，Irevert_B(x,y)}；差异值的计算公式：Id(x,y)＝Imax(x,y)-Imin(x,y)；上式中，Irevert_R(x,y)，Irevert_G(x,y)，Irevert_B(x,y)分别表示反转图像R，G，B通道的值。一种车载图像的虚拟曝光方法，进一步地，ak,bk的计算步骤包括：通过建立局部区域Ψk中像素点的大气光照强度与差异值的关系式，然后建立大气强度A(x,y)与反转图像的亮度之间目标函数E(ak,bk)，通过线性回归或最小二乘法，求解目标函数获得最小值的条件下的ak,bk；bk＝μk-ak*μk上式中，μk，σk分别为在预设的Ψk局部区域内所有像素的差异值Id(x,y)的均值和方差，I(x,y)为反转图像的像素的亮度,为Ψk局部区域内所有像素的I(x,y)的平均值，|Ψk|为Ψk局部区域内所有像素的总数；λ为误差调节因子。一种车载图像的虚拟曝光方法，进一步地，所述步骤S3中，大气光照强度的另外一种获取方式获取包括：获取最大通道的图像，具体包括在获取RGB反转图像中，像素点的最大值组成的图像：Im＝max{Irevert_R(x,y)，Irevert_G(x,y)，Irevert_B(x,y)}从最大通道图像中，对像素点的亮度按照大小进行排序，选取亮度前0.1～10％的像素点，然后选取的像素点同样的位置选择原始图像的亮度并计算像素点的亮度的平均值作为大气光照强度。一种车载图像的虚拟曝光方法，进一步地，步骤S4中，传输率的一种获取方式包括：步骤S41，获取反转图像的灰度图像：Igray(x,y)＝0.3*Irevert_R(x,y)+0.59*Irevert_G(x,y)+0.11Irevert_B(x,y)步骤S42，对灰度图像进行分块；步骤S43，以块为单位，根据大气光照强度A和公式将当前块的传输率t(x,y)分别设置为0.1至0.9之间的多个数值并分别计算得到相应的J(x,y)，然后获取使得图像对比度得到最大值的J(x,y)记为t1(x,y)对比度的计算公式为：其中，J(x,y)为通过预设的传输率生成的复原图像，为复原图像的共模变量，N为J(x,y)对应每个块像素点的个数；步骤S44，当前块的传输率其中，p(x,y)表示校正因子，定义:一种车载图像的虚拟曝光方法，进一步地，传输率的另一种获取方式包括:步骤S4A，获取光源区域的最大通道对应的传输率tLR与非光源区域的最小通道对应的传输率tNR，其计算公式分别为：上式中，Ic(x,y)表示反转图像在具有LR或NRΨk区域内中像素的r,g,b通道的值，Ψk表示以像素k为中心的局部区域；Ac(x,y)为Ψk区域内中每个像素的r,g,b通道的大气强度；步骤S4B，获取亮度感知系数α(x,y)；步骤S4C，计算最终传输率t(x,y)：t(x,y)＝tLR(x,y)*α(x,y)+tNR(x,y)*(1-α(x,y)一种车载图像的虚拟曝光方法，进一步地，步骤S5中，复原图像的获取具体包括：根据复原公式分别将三通道的值Irevert_R(x,y)，Irevert_G(x,y)，Irevert_B(x,y)和大气光照强度A(x,y)以及传输率t(x,y)代入后得到复原图像Jrevert(x,y)三通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载图像的虚拟曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1，获取可见光相机拍摄的图像；/n步骤S2，对获取的图像进行反转，生成反转图像；/n步骤S3，获取大气光照强度；/n步骤S4，获取所述灰度图像的传输率；/n步骤S5，根据预先配置图像复原模型、所述反转图像、所述大气光照强度以及所述传输率，生成复原图像；/n所述步骤S3中，大气光照强度的一种获取方式获取包括：以预设的分块为单位，分块计算大气光照强度，以块内的平均值作为该块最终的大气光照强度A

【技术特征摘要】
1.一种车载图像的虚拟曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，获取可见光相机拍摄的图像；
步骤S2，对获取的图像进行反转，生成反转图像；
步骤S3，获取大气光照强度；
步骤S4，获取所述灰度图像的传输率；
步骤S5，根据预先配置图像复原模型、所述反转图像、所述大气光照强度以及所述传输率，生成复原图像；
所述步骤S3中，大气光照强度的一种获取方式获取包括：以预设的分块为单位，分块计算大气光照强度，以块内的平均值作为该块最终的大气光照强度AΨk：



上式中，AΨk表示在Ψk局内区域的大气光照强度，|Ψk|表示Ψk局内区域内所有像素点的总数；Id(x，y)为Ψk局部区域内所有像素的差异值；ak，bk为Ψk局部区域内的系数；(x，y)表示像素的二维坐标；
差异值定义为从反转图像中获取的最大通图像值和最小通道图像值的差值。


2.如权利要求1所述的一种车载图像的虚拟曝光方法，其特征在于，反转图像中获取最大通图像值的计算方式为：Imax(x，y)＝max{Irevert_R(x，y)，Irevert_G(x，y)，Irevert_B(x，y)}
反转图像中获取最小通图像值的计算方式为：Imin(x，y)＝min{Irevert_R(x，y)，Irevert_G(x，y)，Irevert_B(x，y)}；
差异值的计算公式：Id(x，y)＝Imax(x，y)-Imin(x，y)；
上式中，Irevert_R(x，y)，Irevert_G(x，y)，Irevert_B(x，y)分别表示反转图像R，G，B通道的值。


3.如权利要求1所述的一种车载图像的虚拟曝光方法，其特征在于，ak，bk的计算步骤包括：通过建立局部区域Ψk中像素点的大气光照强度与差异值的关系式，然后建立大气强度A(x，y)与反转图像的亮度之间目标函数E(ak，bk)，通过线性回归或最小二乘法，求解目标函数获得最小值的条件下的ak，bk；



bk＝μk-ak*μk
上式中，μk，σk分别为在预设的Ψk局部区域内所有像素的差异值Id(x，y)的均值和方差，I(x，y)为反转图像的像素的亮度，为Ψk局部区域内所有像素的I(x，y)的平均值，|Ψk|为Ψk局部区域内所有像素的总数；λ为误差调节因子。


4.如权利要求1所述的一种车载图像的虚拟曝光方法，其特征在于，所述步骤S3中，大气光照强度的另外一种获取方式获取包括：获取最大通道的图像，具体包括在获取RGB反转图像中，像素点的最大值组成的图像：
Im＝max{Irevert_R(x，y)，Irevert_G(x，y)，Irevert_B(x，y)}
从最大通道图像中，对像素点的亮度按照大小进行排序，选取亮度前0.1～10％的像素点，然后选取的像素点同样的位置选择原始图像的亮度并计算像素点的亮度的平均值作为大气光照强度。


5.如权利要求1所述的一种车载图像的虚拟曝光方法，其特征在于，步骤S4中，传输率的一种获取方式包括：
步骤S41，获取反转图像的灰度图像：
Igray(x，y)＝0.3*Irevert_R(x，y)+0.59*Irevert_G(x，y)+0.11Irevert_B(x，y)
步骤S42，对灰度图像进行分块；
步骤S43，以块为单位，根据大气光照强度A和公式将当前块的传输率t(x，y)分别设置为0.1至0.9之间的多个数值并分别计算得到相应的J(x，y)，然后获取使得图像对比度得到最大值的J(x，y)记为t1(x，y)
对比度的计算公式为：



其中，J(x，y)为通过预设的传输率生成的复原图像，为复原图像的共模变量，N为J(x，y)对应每个块像素点的个数；
步骤S44，当前块的传输率
其中，p(x，y)表示校正因子，定义：


6.如权利要求1所述的一种车载图像的虚拟曝...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖文平，石川，
申请(专利权)人：上海赫千电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31