專利名稱：車載夜視圖像的增強(qiáng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理方法，尤其是車載夜視圖像的增強(qiáng)方法。
背景技術(shù)：
夜視技術(shù)用于拓展駕駛員夜間行駛視野范圍，及時(shí)有效地探測(cè)前方行人，車輛等障礙物，提高夜間駕駛安全。常用的車載夜視技術(shù)有主動(dòng)式紅外夜視技術(shù)和被動(dòng)式熱成像技術(shù)。主動(dòng)紅外夜視圖像具有圖像清晰，對(duì)比度大，利于觀察的特點(diǎn)。被動(dòng)式熱成像技術(shù)探測(cè)距離更遠(yuǎn)，但成像不及主動(dòng)式紅外夜視技術(shù)清晰。強(qiáng)光抑制是主動(dòng)式紅外夜視技術(shù)發(fā)展的最大瓶頸，當(dāng)對(duì)面有強(qiáng)光尤其是對(duì)面汽車遠(yuǎn)光燈照射時(shí)，夜視圖像中出現(xiàn)巨大光斑，駕駛員無法看清前方和周邊環(huán)境。巨大光斑產(chǎn)生的原因主要是攝像采集系統(tǒng)的過度曝光和夜視圖像增強(qiáng)算法對(duì)局部強(qiáng)光的過度增強(qiáng)，強(qiáng)光范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)大，強(qiáng)光周邊信息丟失，夜視系統(tǒng)無法清晰顯示前方和周邊信息。解決上述問題的途徑大體分為兩種一為調(diào)節(jié)攝像頭的曝光度，一為對(duì)局部光源采用圖像處理算法弱化。曝光度過大，使強(qiáng)光部分過度曝光，光源周邊信息丟失；曝光過小，雖然可以獲得燈光周邊細(xì)節(jié)信息，但距燈光遠(yuǎn)距離圖像細(xì)節(jié)信息過暗或無法成像。光源弱化中，最主要的問題是強(qiáng)光源的檢測(cè)定位。由于夜視圖像的特殊性，經(jīng)典的Hough變換很難精確定位圓心。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服夜視圖像成像中單一攝像頭過曝光導(dǎo)致的光源周邊信息丟失和欠曝光引起的圖像細(xì)節(jié)信息過暗或無法成像的缺點(diǎn)，提供一種車載夜視圖像的增強(qiáng)方法，該方法通過多個(gè)安裝在不同位置的攝像頭同時(shí)采集同一場(chǎng)景的圖像，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)解碼、濾波、配準(zhǔn)、色調(diào)映射和直方圖修正一系列處理后，能夠有效增強(qiáng)車載夜視圖像。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種車載夜視圖像的增強(qiáng)方法，其特征在于包括以下步驟(I)圖像采集及解碼，同時(shí)通過五個(gè)攝像頭實(shí)時(shí)采集同一場(chǎng)景圖像，并將采集的圖像輸入視頻解碼芯片進(jìn)行解碼；(2)圖像雙邊濾波，雙邊濾波器的核函數(shù)擴(kuò)展到二維，利用兩個(gè)高斯平滑函數(shù)分別考察鄰域像素在位置上和強(qiáng)度數(shù)值上與當(dāng)前像素點(diǎn)之間的相似性，獲得鄰域像素的權(quán)重；(3)圖像配準(zhǔn)，糾正位置不同的多個(gè)攝像頭同一時(shí)刻所采集圖像的形變；(4)圖像色調(diào)映射，將圖像配準(zhǔn)處理后的圖像輸入數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)進(jìn)行色調(diào)映射處理；( 5 )直方圖修正，將圖像中數(shù)量較小的灰度值進(jìn)行合并，使圖像整體亮度向高亮區(qū)域 移動(dòng)，其過程為(5. I)選擇初始調(diào)整灰度，灰度調(diào)節(jié)從較大值開始，逐漸向低灰度調(diào)整；(5. 2)對(duì)低像素?cái)?shù)灰度進(jìn)行合并，通過計(jì)算灰度直方圖，將像素?cái)?shù)較小的灰度合并到同一個(gè)灰度內(nèi)，直到該灰度像素累加值大于閾值；
(5. 3)灰度拉伸求取直方圖修正后圖像最大值和最小值，將灰度拉伸至
區(qū)間。所述步驟(3)中，以其中一個(gè)攝像頭的圖像為參考圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，圖像配準(zhǔn)算法使用FPGA實(shí)現(xiàn)。該方法采用多圖像融合，使不清晰的單一圖像經(jīng)本法處理后得到明顯增強(qiáng)，車載夜視圖像動(dòng)態(tài)范圍明顯改善，夜視圖像中的過曝光引起的光斑消失或明顯弱化，強(qiáng)光周邊信息清楚，夜視系統(tǒng)能夠清晰顯示前方和周邊信息，駕駛員可以看清前方和周邊環(huán)境；此夕卜，通過DSP與FPGA相結(jié)合的硬件實(shí)現(xiàn)方法，圖像配準(zhǔn)操作在FPGA上實(shí)現(xiàn)，圖像色調(diào)映射操作在DSP中進(jìn)行，提高了本方法執(zhí)行的速度和實(shí)時(shí)性。


圖I為本發(fā)明所述車載夜視圖像增強(qiáng)方法的實(shí)施流程圖。圖2為多個(gè)攝像頭布置示意圖。圖3為直方圖修正后圖像的直方圖分布示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明參見圖I實(shí)施流程圖，本發(fā)明所提供的車載夜視圖像的增強(qiáng)方法包括如下的各個(gè)步驟I.圖像采集及解碼為解決圖像過曝光和欠曝光問題，采用多攝像頭圖像采集方案，通過五個(gè)攝像頭實(shí)時(shí)采集同一場(chǎng)景圖像，并將其輸入視頻解碼芯片解碼。2.圖像雙邊濾波輸入圖像經(jīng)雙邊濾波器進(jìn)行濾波，以去除噪聲。雙邊濾波器的核函數(shù)擴(kuò)展到二維，即利用了兩個(gè)高斯平滑函數(shù)來分別考察鄰域像素在位置上和強(qiáng)度數(shù)值上與當(dāng)前像素點(diǎn)之間的相似性，從而獲得鄰域像素的權(quán)重。雙邊濾波器的輸出可以表示為
權(quán)利要求
1.一種車載夜視圖像的增強(qiáng)方法，其特征在于包括以下步驟 (1)圖像采集及解碼，同時(shí)通過五個(gè)攝像頭實(shí)時(shí)采集同一場(chǎng)景圖像，并將采集的圖像輸入視頻解碼芯片進(jìn)行解碼； (2)圖像雙邊濾波，雙邊濾波器的核函數(shù)擴(kuò)展到二維，利用兩個(gè)高斯平滑函數(shù)分別考察鄰域像素在位置上和強(qiáng)度數(shù)值上與當(dāng)前像素點(diǎn)之間的相似性，獲得鄰域像素的權(quán)重； (3)圖像配準(zhǔn)，糾正位置不同的多個(gè)攝像頭同一時(shí)刻所采集圖像的形變； (4)圖像色調(diào)映射，將圖像配準(zhǔn)處理后的圖像輸入數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)進(jìn)行色調(diào)映射處理； (5)直方圖修正，將圖像中數(shù)量較小的灰度值進(jìn)行合并，使圖像整體亮度向高亮區(qū)域移動(dòng)，其過程為 (5. I)選擇初始調(diào)整灰度，灰度調(diào)節(jié)從較大值開始，逐漸向低灰度調(diào)整； (5. 2)對(duì)低像素?cái)?shù)灰度進(jìn)行合并，通過計(jì)算灰度直方圖，將像素?cái)?shù)較小的灰度合并到同一個(gè)灰度內(nèi)，直到該灰度像素累加值大于閾值； (5. 3)灰度拉伸求取直方圖修正后圖像最大值和最小值，將灰度拉伸至
區(qū)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車載夜視圖像的增強(qiáng)方法，其特征在于 所述步驟(3)中，以其中一個(gè)攝像頭的圖像為參考圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，圖像配準(zhǔn)算法使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車載夜視圖像的增強(qiáng)方法，該方法通過多個(gè)安裝在不同位置的攝像頭同時(shí)采集同一場(chǎng)景的圖像，采用多圖像融合，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)解碼、濾波、配準(zhǔn)、色調(diào)映射和直方圖修正一系列處理后，使不清晰的單一圖像經(jīng)本法處理后得到明顯增強(qiáng)，能夠有效增強(qiáng)車載夜視圖像，車載夜視圖像動(dòng)態(tài)范圍明顯改善，夜視圖像中的過曝光引起的光斑消失或明顯弱化，強(qiáng)光周邊信息清楚，夜視系統(tǒng)能夠清晰顯示前方和周邊信息，駕駛員可以看清前方和周邊環(huán)境；此外，通過DSP與FPGA相結(jié)合的硬件實(shí)現(xiàn)方法，圖像配準(zhǔn)操作在FPGA上實(shí)現(xiàn)，圖像色調(diào)映射操作在DSP中進(jìn)行，提高了本方法執(zhí)行的速度和實(shí)時(shí)性。
文檔編號(hào)G06T5/40GK102708549SQ20121014968
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者陳軍 申請(qǐng)人:陳軍