基于红外补光的车辆图像处理方法及相关设备技术

本发明专利技术公开了基于红外补光的车辆图像处理方法及相关设备，方法包括：采用图像处理器创建两条

【技术实现步骤摘要】
基于红外补光的车辆图像处理方法及相关设备


[0001]本专利技术涉及图像处理
，更具体地说是基于红外补光的车辆图像处理方法及相关设备
。

技术介绍

[0002]目前的智能车牌摄像机在夜间光照不足的情况下，为了提高车牌亮度及不影响行车安全，一般会采用红外灯补光
。
即使采用了红外补光，在诸如无路灯照明的场景里，目前的智能车牌抓拍摄像机的整体监控画面亮度都比较暗，通常只能保证车牌区域的亮度合适，除此之外的背景区域画面亮度很低，难以得到除了车牌之外车辆的特征，更遑论提取行人
、
非机动车等物体的行为信息
。
[0003]目前的智能车牌抓拍摄像机在夜晚光照不足的场景下，整体画面亮度较低，主要有两方面的原因
。
一方面，由于车辆运动速度较快，为了尽可能减弱车辆运动可能造成的车牌模糊，目前车牌抓拍摄像机的曝光时间通常不超过
1/500
秒
。
此时难以通过延长曝光时间来提升画面亮度
。
另一方面，红外补光开启时，车牌区域容易过曝
。
[0004]目前大部分车牌使用逆反射材料
。
逆反射材料，也称作反光材料，是一种能够将光线沿其入射方向回归反射的新型光学材料
。
在光照不足的夜晚，红外补光照射到车牌后，因车牌的反光特性会从车牌直接反射回抓拍摄像机，强烈的回归反射光很容易使图像传感器上的车牌区域像素达到饱和状态，从而导致车牌区域过曝
。
此时，背景区域对红外光的反射强度却比较低，以致车牌过曝时背景却较暗
。
[0005]为了解决上述的夜间红外场景下车牌区域亮度合适，背景区域亮度较暗导致的除车牌外其他监控信息难以获取的问题，一般采取架设多台摄像机，摄像机之间分工合作的办法
。
其中一部分专用于车牌抓拍，另一部分专用于道路监控，比如提取行人
、
车辆
、
非机动车的结构化信息等
。
这种方法的硬件成本较高
。
[0006]为了降低硬件成本，出现了基于一台装配单个图像传感器的车牌抓拍摄像机的长短曝光技术和图像融合技术，使得车牌和背景都能被看清
。
但是，此种长短曝光技术多是控制图像传感器交替出现长短曝光画面，即长短曝光不是同一时刻进行的
。
在车速较快的情况下，这两种不是同一时刻获取的长短曝画面融合后的车牌区域容易出现光晕
、
混叠
、
错位等问题，反而降低了车牌的辨识度
。
[0007]为了解决这种单个图像传感器长短曝光画面融合后可能造成的车牌辨识度下降问题，又出现了基于一台装配多个图像传感器的车牌抓拍摄像机，其中各个图像传感器的曝光时间或曝光增益有明显差异
。
此种拍摄设备可以在同一时刻拍摄长短曝光画面，较好改善了长短曝画面融合后的车牌区域容易出现光晕
、
混叠
、
错位等现象，成本相对多个摄像机也较低，但是多个图像传感器之间需要同步，图像传感器及其搭配的光学系统的一致性要比较好，生产过程中的装配精度要求较高，且每台摄像机在出厂前都要校正各个图像传感器的成像位置，生产成本和硬件成本依然较高
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供基于红外补光的车辆图像处理方法及相关设备，旨在不影响车牌特征信息的辨识度的前提下，提高背景区域的亮度，避免车速较快时长短曝画面融合后可能出现的光晕
、
混叠
、
错位等造成的车牌特性信息丢失的问题，同时降低硬件成本
。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了基于红外补光的车辆图像处理方法，包括：
[0011]调整摄像机至红外夜视状态，开启红外补光灯，并将图像传感器配置为线性工作模式；
[0012]采用图像处理器创建两条
ISP
通道，并设定两条
ISP
通道的数字增益初始值，所述两条
ISP
通道分别为低增益通道和高增益通道；
[0013]将图像传感器输出的
Bayer
图像送入至低增益通道，通过调整低增益通道的数字增益对低增益通道输出的
YUV
图像进行车牌检测，并将车牌检测成功时的数字增益值作为低增益通道的数字增益值；
[0014]从图像传感器输出的
Bayer
图像中统计出车牌区域和背景区域的平均亮度，并将车牌区域和背景区域的平均亮度的比值作为高增益通道的数字增益值，所述车牌区域包括被车牌完全覆盖区域和被车牌部分覆盖区域，所述高增益通道的数字增益值不低于所述低增益通道的数字增益值；
[0015]根据低增益通道的数字增益值并利用低增益通道对图像传感器输出的
Bayer
图像进行处理，以得到第一路
YUV
图像，以及根据高增益通道的数字增益值并利用高增益通道对图像传感器输出的
Bayer
图像进行处理，以得到第二路
YUV
图像；
[0016]将所述第一路
YUV
图像和所述第二路
YUV
图像融合，以得到合成的
YUV
图像
。
[0017]其进一步技术方案为：所述从图像传感器输出的
Bayer
图像中统计出车牌区域和背景区域的平均亮度，并将车牌区域和背景区域的平均亮度的比值作为高增益通道的数字增益值，所述车牌区域包括被车牌完全覆盖区域和被车牌部分覆盖区域，所述高增益通道的数字增益值不低于所述低增益通道的数字增益值包括：
[0018]将图像传感器输出的
Bayer
图像平均分割成
M
行
N
列的方块，统计每一个方块的平均像素值；
[0019]设置各方块的权重；
[0020]根据方块的平均像素值和对应的权重，计算车牌区域和背景区域的平均亮度；
[0021]根据车牌区域和背景区域的平均亮度计算高增益通道的数字增益值
。
[0022]其进一步技术方案为：所述将图像传感器输出的
Bayer
图像平均分割成
M
行
N
列的方块，统计每一个方块的平均像素值中，每一个方块的平均像素值的计算公式如下：
[0023][0024]其中，
V(i)
表示方块中第
i
个像素的像素值，
P
为单个方块内包含像素的总数量，
V
ave
为每一个方块的平均像素值
。
[0025]其进一步技术方案为：所述设置各方块的权重，包括：
[0026]设定车牌区域对应的方块的最大权重值；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于红外补光的车辆图像处理方法，其特征在于，包括：调整摄像机至红外夜视状态，开启红外补光灯，并将图像传感器配置为线性工作模式；采用图像处理器创建两条
ISP
通道，并设定两条
ISP
通道的数字增益初始值，所述两条
ISP
通道分别为低增益通道和高增益通道；将图像传感器输出的
Bayer
图像送入至低增益通道，通过调整低增益通道的数字增益对低增益通道输出的
YUV
图像进行车牌检测，并将车牌检测成功时的数字增益值作为低增益通道的数字增益值；从图像传感器输出的
Bayer
图像中统计出车牌区域和背景区域的平均亮度，并将车牌区域和背景区域的平均亮度的比值作为高增益通道的数字增益值，所述车牌区域包括被车牌完全覆盖区域和被车牌部分覆盖区域，所述高增益通道的数字增益值不低于所述低增益通道的数字增益值；根据低增益通道的数字增益值并利用低增益通道对图像传感器输出的
Bayer
图像进行处理，以得到第一路
YUV
图像，以及根据高增益通道的数字增益值并利用高增益通道对图像传感器输出的
Bayer
图像进行处理，以得到第二路
YUV
图像；将所述第一路
YUV
图像和所述第二路
YUV
图像融合，以得到合成的
YUV
图像
。2.
根据权利要求1所述的基于红外补光的车辆图像处理方法，其特征在于，所述从图像传感器输出的
Bayer
图像中统计车牌区域和背景区域的平均亮度，并将车牌区域和背景区域的平均亮度的比值作为高增益通道的数字增益值，所述车牌区域包括被车牌完全覆盖区域和被车牌部分覆盖区域，所述高增益通道的数字增益值不低于所述低增益通道的数字增益值，包括：将图像传感器输出的
Bayer
图像平均分割成
M
行
N
列的方块，统计每一个方块的平均像素值；设置各方块的权重；根据方块的平均像素值和对应的权重，计算车牌区域和背景区域的平均亮度；根据车牌区域和背景区域的平均亮度计算高增益通道的数字增益值
。3.
根据权利要求2所述的基于红外补光的车辆图像处理方法，其特征在于，所述将图像传感器输出的
Bayer
图像平均分割成
M
行
N
列的方块，统计每一个方块的平均像素值中，每一个方块的平均像素值的计算公式如下：其中，
V(i)
表示方块中第
i
个像素的像素值，
P
为单个方块内包含像素的总数量，
V
ave
为每一个方块的平均像素值
。4.
根据权利要求2所述的基于红外补光的车辆图像处理方法，其特征在于，所述设置各方块的权重，包括：设定车牌区域对应的方块的最大权重值；计算车牌区域对应的方块的权重，所述被车牌完全覆盖区域对应的方块的权重大于所述被车牌部分覆盖区域对应的方块的权重；根据车牌区域对应的方块的权重计算背景区域对应的方块的权重，所述被车牌部分覆盖区域对应的方块的权重大于所述背景区域对应的方块的权重，且所述背景区域对应的方
块的权重至多为
1。5.
根据权利要求4所述的基于红外补光的车辆图像处理方法，其特征在于，所述计算车牌区域对应的方块的权重，所述被车牌完全覆盖区域对应的方块的权重大于所述被车牌部分覆盖区域对应的方块的权重中，车牌区域对应的方块的权重计算公式为：其中，
P
in
(j)
为车牌区域对应的方块中第
j
块的像素总数，
W0为车牌区域对应的方块的最大权重值，
W
in
(j)
为车牌区域对应的方块中第
j
块的权重值
。6.
根据权利要求5所述的基于红外补光的车辆图像处理方法，其特征在于，所述根据车牌区域对应的方块的权重计算背景区域对应的方块的权重，所述被车牌部分覆盖区域对...

【专利技术属性】
技术研发人员：古明江，肖阳芬，谢统生，李骊，
申请(专利权)人：深圳市同为数码科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：