本發(fā)明涉及一種用于車載環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡方法和裝置。

背景技術：

隨著圖像技術的不斷發(fā)展，車載環(huán)視系統(tǒng)也得到了大量的應用目前。逐漸，車載環(huán)視系統(tǒng)已經(jīng)成為車輛的標準配置。

車載環(huán)視系統(tǒng)包括安裝在車輛上的多個攝像機，例如，攝像頭的通常數(shù)量為四個。由于多個攝像機的安裝位置存在差異，因此多個攝像機受環(huán)境的影響不同，這樣就會導致經(jīng)過環(huán)視還原后的多個攝像機所對應圖像的亮度存在差異。在車輛行駛的過程中，對應不同攝像機的圖像的亮度差異會更加明顯，如果將亮度不同的多個圖像拼接在一起，就會導致拼接后的圖像給用戶帶來的感受較差。

目前，為了對來自多個攝像頭的圖像進行亮度均衡，環(huán)視系統(tǒng)的產(chǎn)品供應商主要將工作的重點放在采用寬動態(tài)技術對來自多個攝像機的圖像進行調(diào)整。這種寬動態(tài)技術主要是利用硬件進行亮度均衡，采用這種方法，對于圖像亮度的校正量非常有限，因此亮度均衡的效果較差。

此外，在公開號為cn105321151a、名稱為“一種全景圖拼接亮度均衡方法及系統(tǒng)”的專利申請中，公開了一種亮度均衡的方案，該方案能夠根據(jù)各路輸入圖像兩側重疊區(qū)域分別對應的亮度均值差值及兩側重疊區(qū)域分別對應在各路輸入圖像上的位置，計算各路輸入圖像兩側分別對應的亮度修正值，進而對各路輸入圖像的亮度進行修正。該方案雖然在一定程度上實現(xiàn)了亮度的均衡，但是在很多情況下，由于干擾、環(huán)境光線變化等因素，單個攝像機所拍攝圖像的亮度會在短時間內(nèi)出現(xiàn)較大浮動，這樣就導致亮度均衡和拼接后的整體圖像出現(xiàn)非常明顯的亮度變化，影響觀看，降低用戶感受。

針對如何對環(huán)視系統(tǒng)的拼接圖像實現(xiàn)亮度均衡的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現(xiàn)要素：

針對相關技術中的問題，本發(fā)明提出一種用于車載環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡方法，能夠有效實現(xiàn)亮度均衡，而且避免拼接后的圖像出現(xiàn)明顯的亮度變化。

為實現(xiàn)上述目的，提供了一種用于車載環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡方法，用于在拼接由多個攝像頭拍攝的圖像時，對圖像的亮度進行修正，所述亮度均衡方法包括：

根據(jù)所述多個攝像頭拍攝的歷史圖像的亮度變化幅度，將一個攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第一參考圖像；

將位于拍攝所述第一參考圖像的攝像頭相對側的攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第二參考圖像；

對于由其他攝像頭當前拍攝的位于所述第一參考圖像和所述第二參考圖像同側的相鄰圖像，根據(jù)該相鄰圖像的第一亮度差異和第二亮度差異，確定該相鄰圖像的亮度修正值；其中，所述第一亮度差異為：該相鄰圖像與所述第一參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像與所述第一參考圖像的亮度差異；所述第二亮度差異為：該相鄰圖像與所述第二參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像與所述第二參考圖像的亮度差異；

根據(jù)確定的亮度修正值對所述相鄰圖像的像素亮度進行修正。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，根據(jù)所述多個攝像頭拍攝的歷史圖像的亮度變化幅度，將一個攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第一參考圖像包括：

獲取所述多個攝像頭中每個攝像頭拍攝的多個歷史圖像；

確定每個攝像頭拍攝的多個歷史圖像的亮度變化幅度；

將拍攝多個歷史圖像亮度變化幅度最小的攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第一參考圖像。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述第一亮度差異通過以下方式表示：該相鄰圖像與所述第一參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像的亮度均值與所述第一參考圖像的亮度均值的比值；

所述第二亮度差異通過以下方式表示：該相鄰圖像與所述第二參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像的亮度均值與所述第二參考圖像的亮度均值的比值。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，根據(jù)該相鄰圖像的第一亮度差異和第二亮度差異，確定該相鄰圖像的亮度修正值包括：

確定所述第一亮度差異與所述第二亮度差異的差值；

根據(jù)所述差值以及該相鄰圖像的行數(shù)或列數(shù)，確定所述亮度修正值，其中，該修正值為該相鄰圖像中相鄰行或相鄰列像素的亮度比值。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，根據(jù)確定的亮度修正值對所述相鄰圖像的像素亮度進行修正包括：

根據(jù)所述亮度修正值對該相鄰圖像的像素亮度進行逐行或逐列修正。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，進一步包括：對于所述多個攝像頭拍攝的每個當前圖像，預先根據(jù)該當前圖像的中心區(qū)域到邊緣區(qū)域的亮度差異，對該當前圖像的亮度進行調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在確定該相鄰圖像的亮度修正值之前，所述亮度均衡方法進一步包括：

根據(jù)所述第一參考圖像的亮度，對所述第二參考圖像的亮度進行調(diào)整，讓所述第二參考圖像的亮度更接近于所述第一參考圖像的亮度。

為實現(xiàn)上述目的，提供了一種用于車載環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡裝置，用于在拼接由多個攝像頭拍攝的圖像時，對圖像的亮度進行修正，所述亮度均衡裝置包括：

第一確定模塊，用于根據(jù)所述多個攝像頭拍攝的歷史圖像的亮度變化幅度，將一個攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第一參考圖像；

第二確定模塊，將位于拍攝所述第一參考圖像的攝像頭相對側的攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第二參考圖像；

第三確定模塊，用于對由其他攝像頭當前拍攝的位于所述第一參考圖像和所述第二參考圖像同側的相鄰圖像，根據(jù)該相鄰圖像的第一亮度差異和第二亮度差異，確定該相鄰圖像的亮度修正值；其中，所述第一亮度差異為：該相鄰圖像與所述第一參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像與所述第一參考圖像的亮度差異；所述第二亮度差異為：該相鄰圖像與所述第二參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像與所述第二參考圖像的亮度差異；

均衡模塊，用于根據(jù)確定的亮度修正值對所述相鄰圖像的像素亮度進行調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述第一確定模塊用于獲取所述多個攝像頭中每個攝像頭拍攝的多個歷史圖像，并且確定每個攝像頭拍攝的多個歷史圖像的亮度變化幅度，以及用于將拍攝多個歷史圖像亮度變化幅度最小的攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第一參考圖像。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，進一步包括：

亮度調(diào)整模塊，用于在所述第三確定模塊確定該相鄰圖像的亮度修正值之前，根據(jù)所述第一參考圖像的亮度，對所述第二參考圖像的亮度進行調(diào)整，讓所述第二參考圖像的亮度更接近于所述第一參考圖像的亮度。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)以下技術效果：

(1)通過確定第一和第二參考圖像之后進行亮度均衡，能夠參照亮度較為穩(wěn)定的參考圖像對其他攝像頭所拍攝的圖像進行亮度均衡，保證了拼接后圖像的亮度一致性，讓融合過渡區(qū)域更加自然；由于拍攝參考圖像的攝像頭的拍攝的歷史圖像亮度較為穩(wěn)定，所以在基于參考圖像修正其他圖像的亮度時，能夠讓拼接后的圖像整體亮度更加穩(wěn)定，不會出現(xiàn)亮度的明顯變化(避免圖像出現(xiàn)閃爍)，便于用戶觀察，提高了用戶體驗，適用于各種車速、各種環(huán)境光線下的圖像拼接；

(2)通過確定多個攝像頭所拍攝歷史圖像的亮度變化幅度來確定參考圖像，能夠?qū)⒔谂臄z圖像更加穩(wěn)定的攝像頭所拍攝的當前圖像作為參考圖像，這樣，在基于參考圖像調(diào)整其他圖像的亮度時，就能夠讓其他圖像的亮度同樣趨于穩(wěn)定，進而能夠優(yōu)化整體拼接圖像的亮度；

(3)通過將第二參考圖像的亮度調(diào)整為與第一參考圖像的亮度相更加接近，之后再根據(jù)第一參考圖像和第二參考圖像調(diào)整其他相鄰圖像的亮度，能夠避免拼接后的整體圖像在不同的區(qū)域出現(xiàn)較大的亮度差別，進一步保證了拼接后整體圖像的亮度一致性；

(4)通過在拼接前預先修正每個當前圖像，消除每個當前圖像中心到邊緣的亮度差異，能夠避免拼接后的整體圖像中出現(xiàn)亮度的漸變，從而讓拼接后得到整體圖像的效果更好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車載環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車載環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡裝置的框圖。

具體實施方式

此說明性實施方式的描述應與相應的附圖相結合，附圖應作為完整的說明書的一部分。在附圖中，實施例的形狀或是厚度可擴大，并以簡化或是方便標示。再者，附圖中各結構的部分將以分別描述進行說明，值得注意的是，圖中未示出或未通過文字進行說明的元件，為所屬技術領域中的普通技術人員所知的形式。

此處實施例的描述，有關方向和方位的任何參考，均僅是為了便于描述，而不能理解為對本發(fā)明保護范圍的任何限制。以下對于優(yōu)選實施方式的說明會涉及到特征的組合，這些特征可能獨立存在或者組合存在，本發(fā)明并不特別地限定于優(yōu)選的實施方式。本發(fā)明的范圍由權利要求書所界定。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種用于車載環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡方法。

車載環(huán)視系統(tǒng)采用多個攝像頭來拍攝車輛周圍的環(huán)境，本發(fā)明提出的方法可以在對來自多個攝像頭的圖像進行拼接時，對當前圖像的亮度進行修正。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車載環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡方法包括：

步驟s101，根據(jù)多個攝像頭拍攝的歷史圖像的亮度變化幅度，將一個攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第一參考圖像；

步驟s103，將位于拍攝第一參考圖像的攝像頭相對側的攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第二參考圖像；

步驟s105，對于由其他攝像頭拍攝的位于第一參考圖像和第二參考圖像同側的當前的相鄰圖像，根據(jù)該相鄰圖像的第一亮度差異和第二亮度差異，確定該相鄰圖像的亮度修正值；其中，第一亮度差異為：該相鄰圖像與第一參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像與第一參考圖像的亮度差異；第二亮度差異為：該相鄰圖像與第二參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像與第二參考圖像的亮度差異；

步驟s107，根據(jù)確定的亮度修正值對相鄰圖像的像素亮度進行修正。

具體而言，假設車載環(huán)視系統(tǒng)包括4個攝像頭，在步驟s101中，在選擇確定第一參考圖像時，可以首先分別讀取前、后、左、右這4個攝像頭拍攝的多幀歷史圖像，進而確定這4個攝像頭中每個攝像頭拍攝的多幀歷史圖像的亮度變化幅度。如果前攝像頭所拍攝的多幀歷史圖像的亮度變化幅度最小，則將前攝像頭拍攝的當前圖像確定為第一參考圖像。

在步驟s103中，如果將前攝像頭所拍攝的圖像確定為第一參考圖像，則位于前攝像頭相對側的攝像頭為后攝像頭，因此會將后攝像頭拍攝的當前圖像作為第二參考圖像。

在步驟s105中，假設確定前攝像頭拍攝的當前圖像為第一參考圖像，后攝像頭拍攝的當前圖像為第二參考圖像。左攝像頭拍攝的當前圖像位于第一參考圖像和第二參考圖像的左側，因此左攝像頭拍攝的當前圖像即可作為上述相鄰圖像。對于左攝像頭拍攝的當前圖像，可以首先確定其與第一參考圖像相重疊的區(qū)域、以及與第二參考圖像相重疊的區(qū)域；假設，左攝像頭拍攝的當前圖像與第一參考圖像相重疊區(qū)域為區(qū)域a1，左攝像頭拍攝的當前圖像與第二參考圖像相重疊區(qū)域為區(qū)域a2。接下來，將左攝像頭拍攝的當前圖像的區(qū)域a1部分的亮度、與第一參考圖像的區(qū)域a1部分的亮度進行比較，得到第一亮度差異；將左攝像頭拍攝的當前圖像的區(qū)域a2部分的亮度、與第二參考圖像的區(qū)域a2部分的亮度進行比較，得到第二亮度差異?；诘谝涣炼炔町惡偷诙炼炔町?，即可得到對應于左攝像頭所拍攝當前圖像的亮度修正值。

同理，右攝像頭拍攝的當前圖像位于第一參考圖像和第二參考圖像的右側，因此，對于右攝像頭拍攝的當前圖像同樣執(zhí)行類似的處理，即可確定對應于右攝像頭當前拍攝圖像的亮度修正值。

在一個實施例中，第一亮度差異通過以下方式表示：該相鄰圖像與第一參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像的亮度均值與第一參考圖像的亮度均值的比值；類似地，第二亮度差異通過以下方式表示：該相鄰圖像與第二參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像的亮度均值與第二參考圖像的亮度均值的比值。

在一個實施例中，當根據(jù)相鄰圖像的第一亮度差異和第二亮度差異確定該相鄰圖像的亮度修正值時，可以首先確定第一亮度差異與第二亮度差異的差值；根據(jù)差值以及該相鄰圖像的行數(shù)或列數(shù)，確定亮度修正值，其中，該修正值為該相鄰圖像中相鄰行或相鄰列像素的亮度比值。該相鄰圖像的一側與第一參考圖像鄰近，該相鄰圖像的另一側與第二參考圖像鄰近，而上述第一亮度差異與第二亮度差異的差值在一定程度上反映了相鄰圖像這兩側之間的亮度差異。在基于差值和相鄰圖像的行數(shù)或列數(shù)確定亮度修正值時，可以將差值除以行數(shù)或列數(shù)，即，相當于將第一亮度差異和第二亮度差異之間的差值分擔到相鄰圖像的每個行或每個列。

這樣，在基于亮度修正值對相鄰圖像的像素亮度進行修正時，就可以根據(jù)亮度修正值對該相鄰圖像的像素亮度進行逐行或逐列修正。如果第一參考圖像和第二參考圖像為前攝像頭和后攝像頭所拍攝的圖像，則在修正左攝像頭和右攝像頭所拍攝相鄰圖像的亮度時，以逐行的方式進行修正；而如果第一參考圖像和第二參考圖像為左攝像頭和右攝像頭所拍攝的圖像，則在修正前攝像頭和后攝像頭所拍攝相鄰圖像的亮度時，以逐列的方式進行修正。

根據(jù)本發(fā)明的方法可以用于對車載環(huán)視系統(tǒng)所采用的多種攝像頭拍攝的圖像進行亮度均衡。例如，車載環(huán)視系統(tǒng)可以采用魚眼攝像頭，也可以采用其他攝像頭。魚眼攝像頭的中心進光量多，邊緣進光量少，因此在魚眼攝像頭成像后，自圖像中心到圖像邊緣，亮度值遞減(即，圖像的中心較亮，邊緣較暗)，類似地，其他類型的攝像頭，同樣存在類似的問題。在一個實施例中，為了消除單個攝像頭所拍攝圖像的亮度變化，根據(jù)本發(fā)明的亮度均衡方法可以進一步包括：對于多個攝像頭拍攝的每個當前圖像，在確定亮度修正值之前，預先根據(jù)該當前圖像的中心區(qū)域到邊緣區(qū)域的亮度差異，對該當前圖像的亮度進行調(diào)節(jié)。

此外，在確定該相鄰圖像的亮度修正值之前，根據(jù)本發(fā)明實施例的亮度均衡方法可以進一步包括：

根據(jù)第一參考圖像的亮度，對第二參考圖像的亮度進行調(diào)整，讓第二參考圖像的亮度更接近于第一參考圖像的亮度。通過將第二參考圖像的亮度調(diào)整為與第一參考圖像的亮度相更加接近，之后再根據(jù)第一參考圖像和第二參考圖像調(diào)整其他相鄰圖像的亮度，能夠避免拼接后的整體圖像在不同的區(qū)域出現(xiàn)較大的亮度差別，進一步保證了拼接后整體圖像的亮度一致性。

在實際應用中，根據(jù)本發(fā)明實施例的亮度均衡方法可以通過以下步驟實現(xiàn)：

1.根據(jù)攝像頭圖像到環(huán)視圖像的映射關系，在環(huán)視圖像中選取原始相機中心點；

2.環(huán)視的四個單個區(qū)域邊緣亮度增強

2a)選擇模擬中心點，并設定中心k_center系數(shù)值為1

2b)設置前后左右亮度增強最大k_max系數(shù)值

2c)簡化計算，根據(jù)最遠處到中心點的像素距離計算每個像素的的增益值k_pixel

2d)根據(jù)像素距離對每個像素的亮度進行調(diào)整

2e)對環(huán)視的前后攝像頭環(huán)視圖像的邊緣進行亮度增強

2f)對環(huán)視的左右攝像頭環(huán)視圖像的邊緣進行亮度增強

3.根據(jù)車載環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭所拍攝歷史圖像的亮度變化，確定參考圖像；通常情況下，車載環(huán)視系統(tǒng)中的前攝像頭和后攝像頭在安裝后與地面夾度較大、進光量較多、成像效果較為明亮、行駛過程中進光量穩(wěn)定、環(huán)境干擾因素較少，故前后攝像頭所拍攝圖像的亮度變化較小。一方面，根據(jù)安裝情況及環(huán)境情況，可以指定前攝像頭為參考攝像頭，而前攝像頭拍攝的圖像可以作為第一參考圖像。另一方面，可以根據(jù)各個攝像頭所拍攝圖像的亮度變化幅度，實時確定參考攝像頭，并將該攝像頭所拍攝的圖像確定為第一參考圖像。

假設，可以選擇前(后)其中一個作為參考攝像頭，并根據(jù)其拍攝的第一參考圖像的亮度調(diào)整后(前)攝像頭所拍攝的第二參考圖像的亮度，之后確定前后攝像頭與左攝像頭的亮度差比值、以及確定前后攝像頭與右攝像頭的亮度差比值：

3a)計算左前亮度差比值k_lf(左攝像頭與前攝像頭所拍攝圖像的重疊區(qū)域的亮度均值比)，左后亮度差比值k_lb(左攝像頭與后攝像頭所拍攝圖像的重疊區(qū)域的亮度均值比)；

3b)計算右前亮度差比值k_rf(右攝像頭與前攝像頭所拍攝圖像的重疊區(qū)域的亮度均值比)，右后亮度差比值k_rb(右攝像頭與后攝像頭所拍攝圖像的重疊區(qū)域的亮度均值比)；

3c)限制所有的k值不大于1.7，不小于0.7；

3d)依據(jù)k_lf、k_lb和左側的環(huán)視高度，對左側攝像頭環(huán)視部分每行亮度計算相應k_line值(即，逐行修正左攝像頭拍攝圖像的亮度)；

3e)依據(jù)k_rf、k_rb和右側的環(huán)視高度，對右側攝像頭環(huán)視部分每行亮度計算相應k_line值(即，逐行修正右攝像頭拍攝圖像的亮度)；

3f)對環(huán)視左右側部分每行進行亮度計算。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了一種用于車載環(huán)視系統(tǒng)的亮度均衡裝置，用于在拼接由多個攝像頭拍攝的圖像時，對圖像的亮度進行修正。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的亮度均衡裝置包括：

第一確定模塊21，用于根據(jù)多個攝像頭拍攝的歷史圖像的亮度變化幅度，將一個攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第一參考圖像；

第二確定模塊22，將位于拍攝第一參考圖像的攝像頭相對側的攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第二參考圖像；

第三確定模塊23，用于對由其他攝像頭當前拍攝的位于第一參考圖像和第二參考圖像同側的相鄰圖像，根據(jù)該相鄰圖像的第一亮度差異和第二亮度差異，確定該相鄰圖像的亮度修正值；其中，第一亮度差異為：該相鄰圖像與第一參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像與第一參考圖像的亮度差異；第二亮度差異為：該相鄰圖像與第二參考圖像的重疊區(qū)域內(nèi)，該相鄰圖像與第二參考圖像的亮度差異；

均衡模塊24，用于根據(jù)確定的亮度修正值對相鄰圖像的像素亮度進行修正。

在一個實施例中，在確定第一參考圖像時，第一確定模塊21具體用于獲取多個攝像頭中每個攝像頭拍攝的多個歷史圖像，并且確定每個攝像頭拍攝的多個歷史圖像的亮度變化幅度，以及用于將拍攝多個歷史圖像亮度變化幅度最小的攝像頭所拍攝的當前圖像確定為第一參考圖像。

在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的亮度均衡裝置進一步包括：

亮度調(diào)整模塊(未示出)，用于在第三確定模塊23確定該相鄰圖像的亮度修正值之前，根據(jù)第一參考圖像的亮度，對第二參考圖像的亮度進行調(diào)整，讓第二參考圖像的亮度更接近于第一參考圖像的亮度。

綜上所述，借助于本發(fā)明的技術方案，通過確定第一和第二參考圖像之后進行亮度均衡，能夠參照亮度較為穩(wěn)定的參考圖像對其他攝像頭所拍攝的圖像進行亮度均衡，保證了拼接后圖像的亮度一致性，讓融合過渡區(qū)域更加自然；由于拍攝參考圖像的攝像頭的拍攝的歷史圖像亮度較為穩(wěn)定，所以在基于參考圖像修正其他圖像的亮度時，能夠讓拼接后的圖像整體亮度更加穩(wěn)定，不會出現(xiàn)亮度的明顯變化(避免圖像出現(xiàn)閃爍)，便于用戶觀察，提高了用戶體驗，適用于各種車速、各種環(huán)境光線下的圖像拼接。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。