CN108198161A - 一种双摄像头图像的融合方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双摄像头图像的融合方法，包括：提取预定格式的目标彩色图像的第一亮度信息及颜色信息，黑白图像的第二亮度信息；将第一亮度信息与第二亮度信息融合后与颜色信息进行融合，并将融合后的图像转换为RGB格式的融合图像。可见，在本方案中，在双摄像头图片进行融合时，会将彩色图像的亮度信息与黑白图像的亮度信息进行融合，并将融合后的亮度信息与颜色信息进行融合生成最终的图像，将这种方式应用在内窥镜***中，可以解决内窥镜***的图像亮度不高、远景偏暗、图像动态范围小、细节模糊等问题，提高了融合图像的清晰度；本发明还公开了一种双摄像头图像的融合装置、设备及计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及图像融合技术领域，更具体地说，涉及一种双摄像头图像的融合方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，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)+黑白摄像头(MONO)，通过融合两个摄像头图像来提升夜景效果。目前融合RGB彩色图像和MONO黑白图像时，只提取了RGB彩色图像的边缘细节，RGB彩色图像的亮度信号被丢弃，使得融合的图像没有充分利用双摄像头(RGB+MONO)的特性，因此将该融合手段应用到医疗设备领域时，不能很好的解决内窥镜***中亮度不高，远景偏暗的情况。
因此，如何融合RGB彩色图像及MONO黑白图像，避免内窥镜***生成的图像亮度不高、噪声大以及图像不清晰，是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双摄像头图像的融合方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以实现融合RGB彩色图像及MONO黑白图像，解决内窥镜***中图像亮度不高、噪声大、图像不清晰的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种双摄像头图像的融合方法，包括：
将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像；
提取所述目标彩色图像的第一亮度信息及颜色信息，提取MONO黑白图像的第二亮度信息；
将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息；
将所述第三亮度信息与所述颜色信息进行融合，并将融合后的图像转换为RGB格式的融合图像。
其中，所述将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息，包括：
将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行高动态金字塔融合，生成第三亮度信息。
其中，所述将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息，包括：
将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行基于小波变换的高动态融合，生成第三亮度信息。
其中，所述将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像，包括：
将RGB格式的彩色图像转换为HSI格式、HSV格式、YCbCr格式中的任意一种预定格式的目标彩色图像。
一种双摄像头图像的融合装置，包括：
第一格式转换模块，用于将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像；
信息提取模块，用于提取所述目标彩色图像的第一亮度信息及颜色信息，提取MONO黑白图像的第二亮度信息；
第一融合模块，用于将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息；
第二融合模块，用于将所述第三亮度信息与所述颜色信息进行融合；
第二格式转换模块，用于将融合后的图像转换为RGB格式的融合图像。
其中，所述第一融合模块包括：
第一融合单元，用于将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行高动态金字塔融合，生成第三亮度信息。
其中，所述第一融合模块包括：
第二融合单元，用于将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行基于小波变换的高动态融合，生成第三亮度信息。
其中，所述第一格式转换模块具体用于：
将RGB格式的彩色图像转换为HSI格式、HSV格式、YCbCr格式中的任意一种预定格式的目标彩色图像。
一种双摄像头图像的融合设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的双摄像头图像的融合方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的双摄像头图像的融合方法的步骤。
通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种双摄像头图像的融合方法，包括：将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像；提取所述目标彩色图像的第一亮度信息及颜色信息，提取MONO黑白图像的第二亮度信息；将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息；将所述第三亮度信息与所述颜色信息进行融合，并将融合后的图像转换为RGB格式的融合图像。
可见，在本方案中，在双摄像头图片进行融合时，会将彩色图像的亮度信息与黑白图像的亮度信息进行融合，并将融合后的亮度信息与颜色信息进行融合生成最终的图像，将这种方式应用在内窥镜***中，可以解决内窥镜***的图像亮度不高、远景偏暗、图像动态范围小、细节模糊等问题，提高了融合图像的清晰度；本发明还公开了一种双摄像头图像的融合装置、设备及计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种双摄像头图像的融合方法流程示意图；
图2为本发明实施例公开的图像融合流程示意图；
图3为本发明实施例公开的一种双摄像头图像的融合装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种双摄像头图像的融合方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以实现融合RGB彩色图像及MONO黑白图像，解决内窥镜***中图像亮度不高、噪声大、图像不清晰的问题。
参见图1，本发明实施例提供的一种双摄像头图像的融合方法，包括：
S101、将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像；
具体的，在本方案中，为了将内窥镜***中双摄像头拍摄的RGB彩色图像和MONO黑白图像进行融合，需要将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像，从而实现将彩色图像的亮度分量和颜色分量进行分离，以便利用彩色图片的亮度信息及颜色信息执行后续操作。
S102、提取所述目标彩色图像的第一亮度信息及颜色信息，提取MONO黑白图像的第二亮度信息；
具体的，本方案中的彩色图像以及黑白图像，可以是在内窥镜***中实时采集的图像，即接收到图像融合指令后，实时采集两个摄像头拍摄的图像进行融合；也可以是预先缓存的图像，即接收到图像融合指令后，从缓存的图像中获取对应的彩色图片及黑白图像，并进行融合。
需要说明的是，目前方案中进行图像的融合时，没有考虑彩色图像的亮度信息，因此对于内窥镜***来说，生成的图像会出现亮度不高等问题，因此在本方案中，彩色图片进行格式转换后，需要分离并提取目标彩色图像的第一亮度信息I1，分离并提取目标彩色图像的颜色信息HS，进而分离并提取黑白图像的第二亮度信息I2，从而提高融合后图像的亮度。
S103、将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息；
S104、将所述第三亮度信息与所述颜色信息进行融合，并将融合后的图像转换为RGB格式的融合图像。
参见图2，为本实施例提供的图像融合流程示意图，在本方案中，提取第一亮度信息I1及第二亮度信息I2后，需要将第一亮度信息I1及第二亮度信息I2进行融合，生成第三亮度信息I3，进而通过将第三亮度信息I3与颜色信息HS组合在一起，实现第三亮度信息I3与颜色信息HS的融合，从而得到最终的内窥镜图像。需要说明的是，彩色图像一开始进行了格式转换，因此进行融合后，需要再次进行格式转换，从而生成RGB格式的融合图像。
可以看出，本方案在对双摄像头拍摄的图片进行融合时，会将彩色图像的亮度信息与黑白图像的亮度信息进行融合，并将融合后的亮度信息与颜色信息进行融合生成最终的图像，将这种方式应用在内窥镜***中，可以解决内窥镜***的图像亮度不高、远景偏暗、图像动态范围小、细节模糊等问题，提高了融合图像的清晰度
基于上述实施例，在本实施例中，所述将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息，包括：
将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行高动态金字塔融合，生成第三亮度信息；或者，
将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行基于小波变换的高动态融合，生成第三亮度信息。
具体的，将第一亮度信息与第二亮度信息进行融合时，可以通过高动态金字塔融合或者基于小波变换的高动态融合的方式，当然也可以通过其他方式进行融合，在本方案中并不具体限定。在本实施例中，提供一种通过高动态金字塔融合方法对第一亮度信息和第二亮度信息进行融合的方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1：计算第一亮度信息和第二亮度信息的对比度和曝光度因子；步骤2：根据对比度和曝光度因子计算每个像素权重，每个像素的权重构成一幅权重图像；步骤3：对第一亮度信息和第二亮度信息分别进行多尺度高斯金字塔分解，对权重图像进行拉普拉斯分解；步骤4：然后在各个尺度上，第一亮度信息和第二亮度信息乘以各自的权重，然后相加得到金字塔图像；步骤5：多尺度上对金字塔图像进行重构。通过上述步骤，即可实现将第一亮度信息与第二亮度信息融合，从而生成第三亮度信息，以便通过该第三亮度信息与颜色信息进行融合，生成最终的融合图像。
基于上述任意融合方法的实施例，在本实施例中，所述将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像，包括：
将RGB格式的彩色图像转换为HSI格式、HSV格式、YCbCr格式中的任意一种预定格式的目标彩色图像。
具体的，在本实施例中，预定格式可以为HSI格式、HSV格式、YCbCr格式中的任意一者，当前本方案也可以转换为能起到同样效果的其他格式，在此并不具体限定，进以HSI格式、HSV格式、YCbCr格式为例对本方案进行描述。
如果预定格式为HSI格式，则本方案的融合方法具体为：获取RGB彩色图像和MONO黑白图像，把RGB彩色图像转化成HSI格式，分离HSI格式的RGB彩色图像的亮度信息I1，分离HSI格式的RGB彩色图像的颜色信息HS；将MONO黑白图像的亮度信息I2和RGB彩色图像的亮度信息I1进行高动态金字塔融合，得到融合后的亮度信息I3；将融合得到的亮度信息I3和RGB彩色图像的色彩信息HS进行融合，并将融合后的HSI格式图像转换为RGB格式图像，从而得到最终的内窥镜图像。
如果预定格式为HSV格式，则本方案的融合方法具体为：将RGB彩色图像转换成HSV空间；分离HSV格式的RGB彩色图像的亮度信息V1，将MONO黑白图像的亮度信息V2和RGB彩色图像的亮度信息V1进行高动态金字塔融合，得到融合后的亮度信息V3，将融合得到的亮度信息V3和RGB彩色图像的色彩信息HS进行融合，并将融合后的HSV格式图像转换为RGB格式图像，从而得到最终的内窥镜图像。
如果预定格式为YCbCr格式，则本方案的融合方法具体为：将RGB彩色图像转换成YCbCr空间；分离YCbCr格式的RGB彩色图像的亮度信息Y1，将MONO黑白图像的亮度信息Y2和RGB彩色图像的亮度信息Y1进行高动态金字塔融合，得到融合后的亮度信息Y3，将融合得到的亮度信息Y3和RGB彩色图像的色彩信息CbCr进行融合，并将融合后的YCbCr格式图像转换为RGB格式图像，从而得到最终的内窥镜图像。
由于MONO黑白摄像头没有拜耳滤镜，得到的图像在亮度、细节和噪声等方面比RGB彩色摄像头好，因此本方案通过使用RGB摄像头提供色彩，MONO摄像头提供亮度、细节等，从而能够合成一张动态范围大，亮度高，细节丰富的内镜图像。
下面对本发明实施例提供的融合装置进行介绍，下文描述的融合装置与上文描述的融合装置方法可以相互参照。
参见图3，本发明实施例提供的一种双摄像头图像的融合装置，包括：
第一格式转换模块100，用于将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像；
信息提取模块200，用于提取所述目标彩色图像的第一亮度信息及颜色信息，提取MONO黑白图像的第二亮度信息；
第一融合模块300，用于将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息；
第二融合模块400，用于将所述第三亮度信息与所述颜色信息进行融合；
第二格式转换模块500，用于将融合后的图像转换为RGB格式的融合图像。
其中，所述第一融合模块包括：
第一融合单元，用于将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行高动态金字塔融合，生成第三亮度信息。
其中，所述第一融合模块包括：
第二融合单元，用于将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行基于小波变换的高动态融合，生成第三亮度信息。
其中，所述第一格式转换模块具体用于：
将RGB格式的彩色图像转换为HSI格式、HSV格式、YCbCr格式中的任意一种预定格式的目标彩色图像。
本发明实施例还公开了一种双摄像头图像的融合设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的双摄像头图像的融合方法的步骤。
本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的双摄像头图像的融合方法的步骤。
具体的，该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上可以看出，本发明实施例提供的一种双摄像头图像的融合方法、装置、设备及计算机可读存储介质，在双摄像头图片进行融合时，会将彩色图像的亮度信息与黑白图像的亮度信息进行融合，并将融合后的亮度信息与颜色信息进行融合生成最终的图像，将这种方式应用在内窥镜***中，可以解决内窥镜***的图像亮度不高、远景偏暗、图像动态范围小、细节模糊等问题，提高了融合图像的清晰度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种双摄像头图像的融合方法，其特征在于，包括：
将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像；
提取所述目标彩色图像的第一亮度信息及颜色信息，提取MONO黑白图像的第二亮度信息；
将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息；
将所述第三亮度信息与所述颜色信息进行融合，并将融合后的图像转换为RGB格式的融合图像。
2.根据权利要求1所述的融合方法，其特征在于，所述将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息，包括：
将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行高动态金字塔融合，生成第三亮度信息。
3.根据权利要求2所述的融合方法，其特征在于，所述将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息，包括：
将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行基于小波变换的高动态融合，生成第三亮度信息。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的融合方法，其特征在于，所述将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像，包括：
将RGB格式的彩色图像转换为HSI格式、HSV格式、YCbCr格式中的任意一种预定格式的目标彩色图像。
5.一种双摄像头图像的融合装置，其特征在于，包括：
第一格式转换模块，用于将RGB格式的彩色图像转换为预定格式的目标彩色图像；
信息提取模块，用于提取所述目标彩色图像的第一亮度信息及颜色信息，提取MONO黑白图像的第二亮度信息；
第一融合模块，用于将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息融合，生成第三亮度信息；
第二融合模块，用于将所述第三亮度信息与所述颜色信息进行融合；
第二格式转换模块，用于将融合后的图像转换为RGB格式的融合图像。
6.根据权利要求5所述的融合装置，其特征在于，所述第一融合模块包括：
第一融合单元，用于将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行高动态金字塔融合，生成第三亮度信息。
7.根据权利要求6所述的融合装置，其特征在于，所述第一融合模块包括：
第二融合单元，用于将所述第一亮度信息与所述第二亮度信息进行基于小波变换的高动态融合，生成第三亮度信息。
8.根据权利要求5至7中任意一项所述的融合装置，其特征在于，所述第一格式转换模块具体用于：
将RGB格式的彩色图像转换为HSI格式、HSV格式、YCbCr格式中的任意一种预定格式的目标彩色图像。
9.一种双摄像头图像的融合设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的双摄像头图像的融合方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的双摄像头图像的融合方法的步骤。
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