一種實時處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)及融合方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種實時處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)及融合方法，該系統(tǒng)包括曝光控制模塊、攝像頭等采集工具、圖像緩沖模塊、圖像融合模塊等。所述曝光控制模塊通過與攝像頭的交互，控制攝像頭按照曝光時間的不同依次輸出多曝光圖像。圖像緩沖模塊用于將攝像頭拍攝的圖像保存下來，每次存儲一個場景的幾幅不同曝光值的圖像。圖像融合模塊負責從緩存中讀取多曝光圖像，進行融合處理。所述融合方法主要從圖像序列的優(yōu)化、熵值計算的優(yōu)化、高斯加權融合的優(yōu)化幾個方面對圖像進行優(yōu)化，可以大幅減少內存的使用，簡化運算的步驟，并減少運算時間，提高算法運行的效率。
【專利說明】一種實時處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)及融合方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領域，更具體的涉及一種實時處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)及融合方法。
【背景技術】
[0002]真實的世界涵蓋了很寬廣的亮度范圍，比如，中午日光的亮度可以達到深夜月光亮度的一千萬倍。實際的自然場景的亮度范圍可以高達14個數量級，而普通照相機卻只能采集到很窄的亮度范圍，約為4個數量級，這對于圖像采集是一個很大的挑戰(zhàn)，即使配備精準的自動曝光模塊，也不可避免的會出現(xiàn)過度曝光和曝光不足的現(xiàn)象，尤其是對于高動態(tài)的場景(HDR)。
[0003]為了解決過度曝光和曝光不足的問題，圖像融合(Image Fusion)技術被引入,來獲取高動態(tài)場景的所有信息。圖像融合技術是指，首先采集到針對同一場景進行不同曝光的一組圖像，然后將這組圖像通過融合算法進行處理，最終組合成一副幾乎包含場景中所有信息的圖像，如圖1所示。
[0004]在目前的圖像融合技術中，有些方法可以通過將一組圖像序列進行融合后得到一副高動態(tài)的圖像，但是這樣的高動態(tài)圖像并不能在顯示器中正常顯示，需要進行高動態(tài)到低動態(tài)的映射，才能夠看到效果，這個過程過于復雜，并且融合的效果與后期的映射處理息息相關。
[0005]T.Mertens使用了圖像金字塔對圖像進行分層，并使用圖像質量的參數作為權重，逐層進行融合，由于這種方法使用了圖像金字塔，所以計算量很大，并且經常會出現(xiàn)一些人工處理的痕跡。
[0006]A.Goshtasby描述了一種分塊融合的方法。在這種方法中，首先需要對圖像分塊，并逐塊計算權重，之后再對每個像素點進行加權得到最終的融合圖像。這種方法可以得到較好的融合效果，但同樣計算量較大。
[0007]以上兩種方法，在靜態(tài)圖像的融合中具有重要的應用價值，但是，由于其自身的種種缺陷與不足，均無法滿足我們所要實現(xiàn)的實時處理的要求。因此，需要提供一種更好的圖像處理方法。

【發(fā)明內容】

[0008]針對以上現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種實時處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)及融合方法。通過對圖像分塊融合算法的優(yōu)化，能夠旨在大幅縮短此算法的用時，以提高其執(zhí)行效率，使其能夠良好地應用于實時圖像處理系統(tǒng)。
[0009]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案。
[0010]一種實時處理的快速圖像分塊融合方法包括如下步驟:
[0011]①獲取針對同一場景的一組不同曝光值的圖像I (x，y)。使用過少的圖像，無法得到足夠的動態(tài)范圍，而使用過多的圖像會降低處理效率。因此本發(fā)明將獲取的圖片數量優(yōu)化為3幅左右。圖2、圖3即說明這種情況。
[0012]②將每張圖像進行分塊,每塊均為d χ d像素,則每張圖像分為n,*n。塊,其中,η,、nc分別表示橫向、縱向的分塊數。
[0013]③計算每個塊的熵值。本發(fā)明中所使用的熵值計算公式為:
[0014]
【權利要求】
1.一種實時處理的快速圖像分塊融合方法，其特征在于，該融合方法包括如下步驟: 1)獲取針對同一場景的一組不同曝光值的圖像I(X，y)； 2)將每張圖像進行分塊，每塊均為dχ d像素，則每張圖像分為njn。塊，其中，nr、n。分別表示橫向、縱向的分塊數； 3)分別計算每個塊的熵值和Cpr值，所述熵值為:
2.一種實時處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 曝光控制模塊，用于控制攝像頭按照曝光時間的不同依次輸出多組曝光圖像； 圖像緩沖模塊，用于將攝像頭拍攝的圖像保存下來，每次存儲一個場景的幾幅不同曝光值的圖像； 圖像融合模塊，用于將圖像緩沖模塊讀取多組曝光圖像，并對該曝光圖像進行融合處理。
3.根據權利要求2所述的一種實時處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)，其特征在于，所述多組曝光圖像為Tn幀,Tn~t幀,Tn+t幀，其中:n為圖像的組號，t為曝光時間差，Tn+t、Τη、Tn-t為3個不同的曝光時間。
4.根據權利要求2所述的一種實時處理的快速圖像分塊融合系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像融合處理的方法為: 1)獲取針對同一場景的一組不同曝光值的圖像I(x，y)； 2)將每張圖像進行分塊，每塊均為dχ d像素，則每張圖像分為njn。塊，其中，nr、n。分別表示橫向、縱向的分塊數； 3)分別計算每個塊的熵值和Cpr值，所述熵值為:
【文檔編號】G06T7/00GK103942807SQ201410196025
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權日:2014年5月9日
【發(fā)明者】周曉波, 范逵, 劉桑 申請人:北京交通大學