背光補償方法和裝置制造方法
【專利摘要】公開了一種背光補償方法和裝置。該背光補償方法包括：將背光圖像的灰度級范圍劃分為背光區間AB、過渡區間BC、以及亮光區間CD三個區間；分別利用不同的補償函數對灰度級處于不同區間的像素的灰度級進行背光補償，其中用于所述三個區間的補償函數均為一次補償函數。本發明能夠提高處于背光區域中的像素的灰度級，同時擴大背光圖像中處于不同灰度級的像素的灰度級之間的差值，從而使得整個視場的可視性增強。
【專利說明】背光補償方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及圖像處理領域，更具體地涉及一種背光補償方法和裝置。
【背景技術】
[0002]在視頻監控系統中，對各種監控對象的信息識別受到光照、天氣條件等的影響。對于其中存在背光區域的監控圖像(這里稱為背光圖像)，背光補償成為一個需要關注的問題。這是因為，背光區域的灰度級過低會導致背光區域的畫面太黑，從而使得背光區域的畫面的細節模糊甚至無法識別。
[0003]背光補償也稱作逆光補償或逆光補正，它可以有效補償攝像機在逆光環境下拍攝時主體畫面黑暗的缺陷。當引入背光補償功能時，可以使監視器上的主體畫面明朗。在背光圖像處理中，處于背光區域中的像素的亮度被改善，并且像素之間的對比度增加。但是，在大多數背光補償方案中，在背光區域中的像素的亮度被改善的同時，亮光區域中的像素的亮度也被改善，這使得整個圖像亮度整體增高，尤其亮光區域容易過渡曝光。雖然在一些其他背光補償方案中，只有背光區域中的像素的亮度被改善，但是這些方案中提取出背光區域的處理也具有非常高的復雜性。
【發明內容】
[0004]鑒于以上所述的一個或多個問題，本發明提供了一種新穎的背光補償方法和裝置。
[0005]根據本發明實施例的背光補償方法包括:將背光圖像的灰度級范圍劃分為背光區間AB、過渡區間BC、以及亮光區間CD三個區間；分別利用不同的補償函數對灰度級處于不同區間的像素的灰度級進行背光補償，其中用于所述三個區間的補償函數均為一次補償函數。
[0006]根據本發明實施例的背光補償裝置包括:區間劃分單元，用于將背光圖像的灰度級范圍劃分為背光區間AB、過渡區間BC、以及亮光區間CD三個區間；以及背光補償單元，用于分別利用不同的補償函數對灰度級處于不同區間的像素的灰度級進行背光補償，其中用于所述三個區間的補償函數均為一次補償函數。
[0007]本發明能夠提高處于背光區域中的像素的灰度級，同時擴大背光圖像中處于不同灰度級的像素的灰度級之間的差值，從而使得整個視場的可視性增強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]從下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】的描述中可以更好地理解本發明，其中:
[0009]圖1示出了根據本發明實施例的背光補償裝置的框圖；
[0010]圖2示出了根據本發明實施例的背光補償方法的流程圖；
[0011]圖3是示出示例性的背光圖像中的像素灰度級的分布狀況的直方圖；[0012]圖4是示出圖3所示的背光圖像的灰度級范圍的區間劃分情況的示意圖；
[0013]圖5是示出用于圖4所示的各個區間中的像素的灰度級的補償函數的示意圖；
[0014]圖6是示出用于確定圖4中所示的過渡區域BC的方法的示意圖；
[0015]圖7a和7b分別是示出背光補償之前的背光圖像和背光補償之后的修正圖像的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將詳細描述本發明各個方面的特征和示例性實施例。下面的描述涵蓋了許多具體細節，以便提供對本發明的全面理解。但是，對于本領域技術人員來說顯而易見的是，本發明可以在不需要這些具體細節中的一些細節的情況下實施。下面對實施例的描述僅僅是為了通過示出本發明的示例來提供對本發明更清楚的理解。本發明絕不限于下面所提出的任何具體配置和算法，而是在不脫離本發明的精神的前提下覆蓋了相關元素、部件和算法的任何修改、替換和改進。
[0017]圖1示出了根據本發明實施例的背光補償裝置的框圖。圖2示出了根據本發明實施例的背光補償方法的流程圖。下面結合圖1和圖2詳細說明根據本發明實施例的背光補償裝置和方法。
[0018]如圖1所示，根據本發明實施例的背光補償裝置包括區間劃分單元102和背光補償單元104。區間劃分單元102將背光圖像的灰度級范圍劃分為背光區間AB、過渡區間BC、以及亮光區間CD三個區間(即，執行步驟S202)。背光補償單元104利用不同的補償函數分別對灰度級處于不同區間的像素的灰度級進行背光補償(即，執行步驟S204)。其中，用于背光區間AB、過渡區間BC、以及亮光區間CD三個區間的補償函數均為一次補償函數。
[0019]下面結合圖3和圖4所示的示例，來說明區間劃分單元102的處理過程。具體地，圖3是示出示例性的背光圖像中的像素灰度級的分布狀況的直方圖。圖4是示出圖3所示的背光圖像的灰度級范圍的劃分情況的示意圖。其中，在圖3和圖4中，橫坐標表示灰度級，縱坐標表示處于相應灰度級的像素的數目。
[0020]如圖4所示，可以將圖3所示灰度級范圍劃分為三個區間:AB區間(背光區間)、BC區間(過渡區間)、以及CD區域(亮光區間)。在這里假設，灰度級處于AB區間的像素處于背光圖像的背光區域中，灰度級處于BC區間的像素處于背光圖像的過渡區域中，并且灰度級處于CD區間的像素處于背光圖像的亮光區域中。另外，從圖3和圖4可以看出，在背光區域中灰度級為Gl的像素的數目最大，為峰值A ;在亮光區域中灰度級為G2的像素的數目最大，為峰值B。
[0021]在背光補償處理中，需要提高處于背光區域中的像素的灰度級，同時擴大背光圖像中處于不同灰度級的像素的灰度級之間的差值。基于以上假設，根據本發明的實施例給出了三個分別適用于背光區域、過渡區域、和亮光區域的一次補償函數n (x)、f2(x)、和f3(x)。下面結合圖5來說明背光補償單元104的處理過程。
[0022]圖5是示出用于圖4所示的各個區間中的像素的灰度級的補償函數的示意圖。為了擴大灰度級范圍，在根據本發明的實施例中使用了從0到255的所有灰度級(S卩，使得經背光補償的背光區間的最小灰度級為0，并使經背光補償的亮光區間的最大灰度級為255)。為了降低過渡區域中的像素的對比度，對灰度級處于過渡區間的像素的灰度級進行背光補償后得到的經背光補償的過渡區間[BI，Cl)需要滿足以下條件:
【權利要求】
1.一種背光補償方法，包括: 將背光圖像的灰度級范圍劃分為背光區間AB、過渡區間BC、以及亮光區間CD三個區間； 分別利用不同的補償函數對灰度級處于不同區間的像素的灰度級進行背光補償，其中用于所述三個區間的補償函數均為一次補償函數。
2.根據權利要求1所述的背光補償方法，其特征在于，對灰度級處于所述過度區間BC的像素的灰度級進行背光補償后得到的經背光補償的過渡區間[BI，Cl)的動態范圍(Cl-Bl)占灰度級0-255的最大動態范圍的比例等同于灰度級處于所述過渡區間BC的像素的數目占所述背光圖像中的像素的總數目的比例。
3.根據權利要求1所述的背光補償方法，其特征在于，對灰度級處于所述亮光區間CD的像素的灰度級進行背光補償后得到的經背光補償的亮光區間[Cl，255]的動態范圍(255-C1)占灰度級0-255的最大動態范圍的比例等同于灰度級處于所述亮光區間CD的像素的數目占所述背光圖像中的像素的總數目的比例。
4.根據權利要求1所述的背光補償方法，其特征在于，對灰度級處于所述背光區間AB的像素的灰度級進行背光補償后得到的經背光補償的背光區間[0，B1]的動態范圍(Bl-O)占灰度級0-255的最大動態范圍的比例等同于灰度級處于所述背光區間AB的像素的數目占所述背光圖像中的像素的總數目的比例。
5.根據權利要求1所述的背光補償方法，其特征在于，所述背光圖像中的灰度級處于所述過渡區間BC的像素的數目占所述背光圖像中的像素的總數目的比例為20%。
6.一種背光補償裝置，包括: 區間劃分單元，用于將背光圖像的灰度級范圍劃分為背光區間AB、過渡區間BC、以及亮光區間CD三個區間；以及 背光補償單元，用于分別利用不同的補償函數對灰度級處于不同區間的像素的灰度級進行背光補償，其中用于所述三個區間的補償函數均為一次補償函數。
7.根據權利要求6所述的背光補償裝置，其特征在于，對灰度級處于所述過度區間BC的像素的灰度級進行背光補償后得到的經背光補償的過渡區間[BI，Cl)的動態范圍(Cl-Bl)占灰度級0-255的最大動態范圍的比例等同于灰度級處于所述過渡區間BC的像素的數目占所述背光圖像中的像素的總數目的比例。
8.根據權利要求6所述的背光補償裝置，其特征在于，對灰度級處于所述亮光區間CD的像素的灰度級進行背光補償后得到的經背光補償的亮光區間[Cl，255]的動態范圍(255-C1)占灰度級0-255的最大動態范圍的比例等同于灰度級處于所述亮光區間CD的像素的數目占所述背光圖像中的像素的總數目的比例。
9.根據權利要求6所述的背光補償裝置，其特征在于，對灰度級處于所述背光區間AB的像素的灰度級進行背光補償后得到的經背光補償的背光區間[0，B1]的動態范圍(Bl-O)占灰度級0-255的最大動態范圍的比例等同于灰度級處于所述背光區間AB的像素的數目占所述背光圖像中的像素的總數目的比例。
10.根據權利要求6所述的背光補償方法，其特征在于，所述背光圖像中的灰度級處于所述過渡區間BC的像素的數目占所述背光圖像中的像素的總數目的比例為20%。
【文檔編號】H04N5/21GK103685867SQ201210337130
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優先權日:2012年9月12日
【發明者】鄭艷 申請人:富士通株式會社