一种图像像素值映射方法、成像装置及计算机存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于图像传感器技术领域，涉及一种图像像素值映射方法，通过计算亮度阈值将亮度调节图像的像素点划分为低亮度点，中亮度点和高亮度点；以及根据待映射像素点的像素值和其所在设定邻域内的低、中、高亮度点的比率及映射值，将所述亮度调节图像的各个像素点的像素值映射到[0,2^n

【技术实现步骤摘要】
一种图像像素值映射方法、成像装置及计算机存储介质


[0001]本专利技术涉及图像传感器
，特别是涉及一种图像像素值映射方法、成像装置及计算机存储介质。

技术介绍

[0002]图像传感器广泛应用于视频监控及其他相关领域。在一些交通监控摄像的应用场合，交通信号灯开启后亮度相当于周围的环境，亮度比较亮。图像传感器用作视频监控拍摄包含交通信号灯的场景时，容易出现阴天时光照较弱红色信号灯出现偏色(除红色外，其他颜色通道过爆)，晚上时拍摄会出现红绿灯过曝的问题。产生这个问题的原因主要是目前的图像传感器设计通常是线性的，线性图像传感器所探测的光照范围小，不能够采集低照度环境变化到强光线环境下的全部信号，因此其输出动态范围无法同时满足红绿灯与周围环境的亮度范围。要解决上述问题，需要对图像传感器输出图像的动态范围进行提高，以满足不同场景的应用需求。
[0003]提高图像传感器输出的动态范围通常采用输出两帧图像进行合成，以提高动态范围的模式。具体设计中，两帧图像具有不同的曝光时间，一帧图像的曝光时间长，另一帧图像的曝光时间短。具有长曝光时间的一帧图像可清晰获得低照度场景中的图像细节，短曝光时间的另一帧图像可获得高照度场景中的图像细节。上述两帧图像进行合并处理，能够得到一帧既包含低照度场景也包含高照度场景细节的清晰图像。但两帧合成的实现方式中，需要对第一帧图像读取后进行存储，读取完第二帧图像后再进行合并处理。因此在具体应用中，两帧图像合成会出现运动模糊的问题。
[0004]另有一类用于此场景的图像传感器的解决方案是在一帧曝光过程中对不同区域采用不同的曝光时间，即通过对曝光时间的控制，使输出的一帧图像中包含有不同的曝光，从而解决图像中的过曝问题。然而，现有的图像融合方法是将不同曝光的完整场景图像进行融合，即是用于多帧曝光图像的融合，而在分区曝光的情况下，用来融合的不同曝光图像都只包含场景的一部分，因此现有的图像融合方法不能够满足分区曝光图像融合的需要。
[0005]因此，在图像处理比如上述的图像融合处理过程中，经常需要对图像进行像素值映射后进行后续处理和应用。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于，有必要提供一种图像像素值映射方法、成像装置及计算机存储介质，以实现各种图像处理应用。
[0007]本专利技术还提供一种成像装置，包括处理器和存储器，所述存储器存储有至少一条指令，所述处理器用于读取所述至少一条指令并执行上述的方法。
[0008]本专利技术还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述的方法。
[0009]本专利技术图像像素值映射方法、成像装置及计算机存储介质，通过计算亮度阈值将
亮度调节图像的像素点划分为低亮度点，中亮度点和高亮度点；以及根据待映射像素点的像素值和其所在设定邻域内的低、中、高亮度点的比率及映射值，将所述亮度调节图像的各个像素点的像素值映射到[0,2^n
‑
1]范围内，得到像素值映射图像。本专利技术无需人工干预，能够自动完成图像像素值映射任务，适用于灰度图像和彩色图像，并且适用于连续视频图像的图像像素值映射。。
[0010]为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
[0011]图1为本专利技术一实施例的图像像素值映射方法应用于片内分区曝光图像融合方法的步骤流程图；
[0012]图2为本专利技术一实施例的图像像素值映射方法应用于片内分区曝光图像融合方法的各步骤对应的图像的示意图；
[0013]图3为本专利技术一实施例的亮度调节方法的步骤流程图；
[0014]图4为本专利技术一实施例的像素值映射方法的步骤流程图；
[0015]图5为本专利技术一实施例的色彩饱和度保持方法的步骤流程图；
[0016]图6为本专利技术一实施例的衔接区域过渡处理方法的步骤流程图；
[0017]图7为本专利技术一实施例的衔接区域过渡处理方法中边界像素点的示意图。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]如图1及图2所示，本专利技术一种片内分区曝光图像融合方法，包括以下步骤。
[0020]步骤S100：对原始待调节图像Src进行亮度调节，将原始待调节图像Src划分为若干个曝光分区，指定一曝光分区作为首次调节的参照分区，根据所述参照分区调节相邻曝光分区的亮度，使得不同曝光分区的亮度达到一致，得到亮度调节图像Src_adj。
[0021]步骤S200：对亮度调节图像Src_adj的各个分区进行像素值映射，根据待映射像素点及其所在设定邻域内其他像素点的像素值，将所述亮度调节图像Src_adj的各个像素点的像素值映射到[0,2^n
‑
1]范围内，得到各个分区的像素值映射图像Src_mapping。其中，n为原始待调节图像Src的位宽。在本专利技术实施例中，n为8，因此像素值映射范围为[0,255]。本领域技术人员可以理解，在其他实施例中，n可以取9、10、12等其他的位宽。
[0022]步骤S300：对原始待调节图像Src进行色彩饱和度保持，将大于设定亮度阈值的高亮度像素点的值，赋予像素值映射图像Src_mapping中对应的像素点，并对Src_mapping图像中被赋值的高亮度像素点的边缘像素点与设定邻域内像素点的值进行加权，完成过渡处理，得到色彩饱和度保持图像Src_ret。
[0023]步骤S400：对相邻曝光分区进行衔接区域过渡处理，在相邻的两个曝光分区中，设定以衔接边界为中心的衔接过渡区域，在所述衔接过渡区域内，位于衔接边界一侧的像素
点的像素值调整为原像素值和衔接边界另一侧紧邻衔接边界的边界像素点的像素值的加权之和，完成分区曝光图像的融合。
[0024]在一个实施例中，步骤S300所述色彩饱和度保持不是必须的，可以不对原始待调节图像Src进行色彩饱和度保持处理，直接进行步骤S400的衔接区域过渡处理。
[0025]如图3所示，在一个实施例中，在步骤S100的亮度调节中，以原始待调节图像Src的中间分区作为首次亮度调节的参照分区，具体包括以下步骤。
[0026]步骤S101：选择Src图像的中间分区作为参照分区。
[0027]步骤S102：判断Src是否为灰度图像。
[0028]步骤S103：若Src为灰度图像，将Src图像赋值到灰度原始待调节图像Src_gray，进入步骤S105，否则，进入步骤S104。
[0029]步骤S104：将Src图像利用如下公式(1)转为灰度原始待调节图像Src_gray：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像像素值映射方法，其特征在于，包括以下步骤：计算亮度阈值将亮度调节图像的像素点划分为低亮度点，中亮度点和高亮度点；以及根据待映射像素点的像素值和其所在设定邻域内的低、中、高亮度点的比率及映射值，将所述亮度调节图像的各个像素点的像素值映射到[0，2^n
‑
1]范围内，得到像素值映射图像。2.如权利要求1所述的片内分区曝光图像融合方法，其特征在于，所述计算亮度阈值包括以下步骤：将亮度调节图像转换为灰度亮度调节图像，并通过以下公式计算灰度亮度调节图像的像素值的对数平均值lg_ave：其中，Num为灰度亮度调节图像的像素点总数，Src_adj_gray(x，y)表示灰度亮度调节图像在x行y列的像素值，α为设定参数。3.如权利要求2所述的片内分区曝光图像融合方法，其特征在于，所述计算亮度阈值包括以下步骤：根据以下公式计算亮度阈值Key，即：其中，grayMax和grayMin分别表示灰度亮度调节图像的最大像素值和最小像素值。4.如权利要求1所述的片内分区曝光图像融合方法，其特征在于，所述划分为低亮度点，中亮度点和高亮度点包括以下步骤：根据亮度阈值通过以下公式将归一化亮度调节图像的像素点划分为低亮度点，中亮度点和高亮度点：L
t
＝L
max
‑
[C1+(1
‑
C1)*Key]*(L
max
‑
L
min
)L
h
＝L
min
+[C2+(1
‑
C2)*(1
‑
Key)]*(L
max
‑
L
min
)其中，Key为亮度阈值，C1和C2为设定参数，L
max
和L
min
分别为归一化亮度调节图像的最大值和最小值，归一化亮度调节图像中像素值小于L
t
的像素点为低亮度点，大于L
h
的像素点为高亮度点，介于中间的为中亮度点。5.如权利要求4所述的片内分区曝光图像融合方法，其特征在于，C1的取值范围为0.5～1之间，C2的取值小于C1的值。6.如权利要求5所述的片内分区曝光图像融合方法，其特征在于，C1的取值为0.9，C2的取值为0.6。7.如权利要求1所述的片内分区曝光图像融合方法，其特征在于，所述像素值映射包括以下步骤：若亮度调节图像为灰度图像，则将亮度调节图像归一化，对归一化亮度调节图像的每个像素点，在以其为中心的第一设定邻域内，分别计算该邻域内低、中、高亮度点的比率rate
l
，rate
m
，rate
h
；以及对低、中、高亮度点的像素值利用以下公式进行映射；
其...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏志伟，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：