CN106412534B - 一种图像亮度调节方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像亮度调节方法及装置，其方法包括：通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像；判断彩色图像是否过度曝光：若彩色图像没有过度曝光，则对黑白图像进行区域分割；将黑白图像进行归一化处理，并将黑白图像进行区域分割得到的区域根据亮度合并为多个区域层；将多个区域层分为亮区和暗区；计算暗区中各区域层与彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到暗区亮度差异值，计算亮区中各区域层与彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到亮区亮度差异值；根据暗区亮度差异值和亮区亮度差异值调节黑白图像的亮度；将进行亮度调节后的黑白图像与彩色图像进行融合。本发明通过调节黑白图像的亮度，解决了融合图像颜色偏色的问题。

Description

一种图像亮度调节方法及装置
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种图像亮度调节方法及装置。
背景技术
随着近些年手机相机功能的快速发展，消费者对拥有更强大功能的相机需求逐渐上升。夜景作为用户常用的拍摄场景，它的效果优化，能有效提升对相机拍照的用户体验。目前业内常用的夜景拍照方式为：使用一个彩色摄像头（RGB）和一个黑白摄像头（MONO）分别进行拍照，通过融合这两个摄像头拍摄的图像来提升夜景效果。
在拍照时，黑白摄像头的亮度、细节、噪声会比彩色摄像头好，因此融合过程中，使用彩色摄像头提供色彩，黑白色相头提供亮度、细节等，从而合成一张亮度、细节和噪声都比彩色摄像头原图像好的结果图像。但是由于彩色和黑白摄像头测光或者曝光参数未调整好之类的原因，很容易出现彩色和黑白图像亮度差异过大，导致融合图像出现比较严重的偏色，影响主观效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种图像亮度调节方法及装置，通过调节黑白图像的亮度，使得黑白图像的亮度往彩色图像的亮度接近，从而解决了融合图像颜色偏色的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种图像亮度调节方法，包括：
通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像；
判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割；
将所述黑白图像进行归一化处理，并将所述黑白图像进行区域分割得到的区域根据亮度合并为多个区域层；
将所述多个区域层分为亮区和暗区；
计算所述暗区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到暗区亮度差异值，以及计算所述亮区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到亮区亮度差异值；
根据所述暗区亮度差异值和亮区亮度差异值调节所述黑白图像的亮度；
将进行亮度调节后的黑白图像与所述彩色图像进行融合。
若所述彩色图像过度曝光，则返回所述彩色图像，并提示融合失败。
所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光。
对所述黑白图像进行区域分割时采用Segment算法。
所述区域层的获取方法为：
将所述黑白图像进行归一化处理；
将归一化后的黑白图像平均分为多个亮度层；
将所述黑白图像区域分割后得到的区域根据所述亮度层合并为多个区域层。
所述亮区和暗区的划分方法为：将所述多个区域层平均分为两部分，其中一部分为亮区，另一部分为暗区。
所述黑白图像的亮度调节方法为：
y1(x) = 5 * x *exp（-14*x）
f(x) = x+LL * y1(x) - LH * y1(1-x)
式中，x为归一化之后的黑白图像各像素的亮度值，f(x)为亮度调节之后的黑白图像各像素的亮度值，LL-暗区亮度差异值，LH-亮区亮度差异值。
一种图像亮度调节装置，包括：
摄像模块，通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像；
曝光检测模块，判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割；
区域分割模块，将所述黑白图像进行归一化处理，并将所述黑白图像进行区域分割得到的区域根据亮度合并为多个区域层，将所述多个区域层分为亮区和暗区；
亮度差异计算模块，计算所述暗区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到暗区亮度差异值，以及计算所述亮区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到亮区亮度差异值；
亮度调节模块，根据所述暗区亮度差异值和亮区亮度差异值调节所述黑白图像的亮度；
融合模块，将进行亮度调节后的黑白图像与所述彩色图像进行融合。
所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光。
所述黑白图像的亮度调节方法为：
y1(x) = 5 * x *exp（-14*x）
f(x) = x+LL * y1(x) - LH * y1(1-x)
式中，x为归一化之后的黑白图像各像素的亮度值，f(x)为亮度调节之后的黑白图像各像素的亮度值，LL-暗区亮度差异值，LH-亮区亮度差异值。
本发明的有益效果是：本发明以彩色图像的亮度为基准，在不影响细节的情况下，将黑白图像的亮度往彩色图像的亮度接近，从而解决了融合图像偏色的问题。
附图说明
图1为本发明中图像亮度调节方法的一个实施例的流程图；
图2为本发明中检测彩色图像是否过曝的流程图；
图3为本发明中图像亮度调节装置的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种图像亮度调节方法，包括以下步骤：
步骤一、通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像。
步骤二、判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割；否则返回所述彩色图像，并提示融合失败。
所述黑白图像进行区域分割时采用Segment算法，以及其他能实现相同功能的算法。
如图2所示，所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值，例如将亮度过曝阈值设置为250；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光，例如，将设置值定为15%。
彩色图像是否过度曝光的检测过程中，可以先将彩色图像转换为YUV格式，再进行亮度过曝阈值的设置；也可以先进行亮度过曝阈值的设置，再将彩色图像转换为YUV格式；还可以，将彩色图像转换为YUV格式和进行亮度过曝阈值的设置同时进行。
步骤三、将所述黑白图像进行归一化处理，并将所述黑白图像进行区域分割得到的区域根据亮度合并为多个区域层。
所述区域层的获取方法为：
将所述黑白图像进行归一化处理；
将归一化后的黑白图像平均分为多个亮度层；
将所述黑白图像区域分割后得到的区域根据所述亮度层合并为多个区域层。
例如，将所述黑白图像归一化到（0,1）中，同时以每隔0.1为分界，将黑白图像分为10层，然后将所述黑白图像区域分割后得到的区域中位于相同亮度层的区域进行合并，得到10个区域层。
步骤四、将所述多个区域层分为亮区和暗区。
所述亮区和暗区的划分方法为：将所述多个区域层平均分为两部分，其中一部分为亮区，另一部分为暗区。
例如，将前文的10个区域层以0.5为界分为亮区和暗区。
步骤五、计算所述暗区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到暗区亮度差异值，以及计算所述亮区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到亮区亮度差异值。
例如，以暗区为例，在（0.0,0.1）这一区域层中，黑白图像的平均亮度为0.05，而彩色图像的平均亮度为0.08，则得到第一层的亮度差异值为0.03，继续累加（0.1,0.2）这一层在黑白图像黑彩色图像的亮度差异值，直到累加完（0.4，0.5）这一次的亮度差异值，得到暗区亮度差异值。
步骤六、根据所述暗区亮度差异值和亮区亮度差异值调节所述黑白图像的亮度。
所述黑白图像的亮度调节方法为：
y1(x) = 5 * x *exp（-14*x）
f(x) = x+LL * y1(x) - LH * y1(1-x)
式中，x为归一化之后的黑白图像各像素的亮度值，f(x)为亮度调节之后的黑白图像各像素的亮度值，LL-暗区亮度差异值，LH-亮区亮度差异值。
步骤七、将进行亮度调节后的黑白图像与所述彩色图像进行融合。
如图3所示，一种图像亮度调节装置,包括摄像模块、曝光检测模块、区域分割模块、亮度差异计算模块、亮度调节模块和融合模块。
所述摄像模块，通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像。
所述曝光检测模块，判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割；否则返回所述彩色图像，并提示融合失败。
所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光。
所述区域分割模块，将所述黑白图像进行归一化处理，并将所述黑白图像进行区域分割得到的区域根据亮度合并为多个区域层，将所述多个区域层分为亮区和暗区。
所述亮度差异计算模块，计算所述暗区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到暗区亮度差异值，以及计算所述亮区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到亮区亮度差异值。
所述亮度调节模块，根据所述暗区亮度差异值和亮区亮度差异值调节所述黑白图像的亮度。
所述黑白图像的亮度调节方法为：
y1(x) = 5 * x *exp（-14*x）
f(x) = x+LL * y1(x) - LH * y1(1-x)
式中，x为归一化之后的黑白图像各像素的亮度值，f(x)为亮度调节之后的黑白图像各像素的亮度值，LL-暗区亮度差异值，LH-亮区亮度差异值。
所述融合模块，将进行亮度调节后的黑白图像与所述彩色图像进行融合。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种图像亮度调节方法，其特征在于,包括：
通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像；
判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割；
将所述黑白图像进行归一化处理，并将所述黑白图像进行区域分割得到的区域根据亮度合并为多个区域层；
将所述多个区域层分为亮区和暗区；
计算所述暗区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到暗区亮度差异值，以及计算所述亮区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到亮区亮度差异值；
根据所述暗区亮度差异值和亮区亮度差异值调节所述黑白图像的亮度,所述黑白图像的亮度调节方法为：
y1(x)＝5*x*exp(-14*x)
f(x)＝x+LL*y1(x)-LH*y1(1-x)
式中，x为归一化之后的黑白图像各像素的亮度值，f(x)为亮度调节之后的黑白图像各像素的亮度值，LL-暗区亮度差异值，LH-亮区亮度差异值；
将进行亮度调节后的黑白图像与所述彩色图像进行融合。
2.根据权利要求1所述的一种图像亮度调节方法，其特征在于,若所述彩色图像过度曝光，则返回所述彩色图像，并提示融合失败。
3.根据权利要求1所述的一种图像亮度调节方法，其特征在于,所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光。
4.根据权利要求1所述的一种图像亮度调节方法，其特征在于,对所述黑白图像进行区域分割时采用Segment算法。
5.根据权利要求1所述的一种图像亮度调节方法，其特征在于,所述区域层的获取方法为：
将所述黑白图像进行归一化处理；
将归一化后的黑白图像平均分为多个亮度层；
将所述黑白图像区域分割后得到的区域根据所述亮度层合并为多个区域层。
6.根据权利要求1所述的一种图像亮度调节方法，其特征在于,所述亮区和暗区的划分方法为：将所述多个区域层平均分为两部分，其中一部分为亮区，另一部分为暗区。
7.一种图像亮度调节装置，其特征在于,包括：
摄像模块，通过黑白和彩色相机，获取同一场景下的黑白和彩色图像；
曝光检测模块，判断所述彩色图像是否过度曝光：若所述彩色图像没有过度曝光，则对所述黑白图像进行区域分割；
区域分割模块，将所述黑白图像进行归一化处理，并将所述黑白图像进行区域分割得到的区域根据亮度合并为多个区域层，将所述多个区域层分为亮区和暗区；
亮度差异计算模块，计算所述暗区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到暗区亮度差异值，以及计算所述亮区中各区域层与所述彩色图像中对应区域的亮度差之和，得到亮区亮度差异值；
亮度调节模块，根据所述暗区亮度差异值和亮区亮度差异值调节所述黑白图像的亮度,所述黑白图像的亮度调节方法为：
y1(x)＝5*x*exp(-14*x)
f(x)＝x+LL*y1(x)-LH*y1(1-x)
式中，x为归一化之后的黑白图像各像素的亮度值，f(x)为亮度调节之后的黑白图像各像素的亮度值，LL-暗区亮度差异值，LH-亮区亮度差异值；
融合模块，将进行亮度调节后的黑白图像与所述彩色图像进行融合。
8.根据权利要求7所述的一种图像亮度调节装置，其特征在于,所述彩色图像是否过度曝光的判断方法为：
将所述彩色图像转换为YUV格式得到第一中间图像；
设置亮度过曝阈值；
统计第一中间图像的亮度通道中亮度超过所述亮度过曝阈值的像素占总像素的比例，若该比例大于设定值，则认为所述彩色图像过度曝光。
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