處理高動態(tài)范圍全景圖的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及處理高動態(tài)范圍全景圖的方法和裝置，更具體地說，涉及通過利用原始全景圖作為參考值來壓縮高動態(tài)范圍全景圖的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前單個相機通常難以捕捉到一個場景的全方位畫面，市場上流行的卡片式數(shù)碼相機通常采用焦距為35-38mm的鏡頭，這類鏡頭可以提供62°的畫面視角，而較為高端焦距的28_廣角鏡頭也只能提供76°的視角。雖然6-16_的短焦距超廣角魚眼鏡頭視角可以達到220°?230°，但帶來的代價是畫面的扭曲與變形。為了更容易地獲得一個場景的全方位畫面，可以采用全景圖的拼接技術(shù)。將相機進行平移、旋轉(zhuǎn)或角度變換針對一個場景拍攝多幅圖像或一段視頻，然后通過相應(yīng)算法進行跟蹤、拼接、融合等步驟從而實現(xiàn)針對整個場景的恢復，這個過程被稱為全景圖拼接。
[0003]此外，普通相機無法捕捉到現(xiàn)實場景中的整個亮度變化范圍?，F(xiàn)實場景中的高低亮度比可以達到10000:1，相比之下通用的圖像文件如聯(lián)合圖像專家組(JPEG)能表示的亮度范圍僅為[0，255]。在自動曝光模式下相機在不同的光照條件里會通過改變光圈大小和曝光時間來改變曝光值，此時在不同光照下真實場景的亮度范圍到圖像表示的亮度范圍并非線性映射的過程。因此，在全景圖拍攝過程中，由于光照不同使得多幅圖像之間或視頻不同幀之間的曝光值不同，使圖像之間的亮度不一致，從而在拼接邊緣出現(xiàn)明顯的拼接痕跡。
[0004]為了解決在全景圖的拼接邊緣出現(xiàn)明顯的拼接痕跡的問題，采用梯度場重建方法來產(chǎn)生高動態(tài)范圍(HDR)全景圖，其中，高動態(tài)范圍(HDR)全景圖指的是全景圖中的部分像素的亮度值超過[0，255]的范圍的全景圖。
[0005]然而，由于HDR全景圖不能被直接顯示或者打印，因此需要將HDR全景圖壓縮為低動態(tài)范圍(LDR)全景圖，此外，由于HDR全景圖到LDR全景圖的壓縮是非線性的，故可能產(chǎn)生較大失真。因此，需要一種可以去除全景圖拼接痕跡并減少全景圖失真的全景圖處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種可以去除全景圖拼接痕跡并減少全景圖失真的全景圖的處理方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種一種處理高動態(tài)范圍(HDR)全景圖的方法，所述方法包括:計算高動態(tài)范圍HDR全景圖的亮度圖像與和HDR全景圖對應(yīng)的原始全景圖的亮度圖像之間的差值圖像；去除所述差值圖像中的亮度值跳變以獲得補償圖像；基于補償圖像來獲得低動態(tài)范圍(LDR)全景圖。
[0008]亮度圖像的亮度值可以為RGB顏色空間中的亮度值。
[0009]獲得LDR全景圖的步驟可包括:將HDR全景圖的亮度圖像減去補償圖像來獲得修正亮度圖像，并使用修正亮度圖像來獲得LDR全景圖。
[0010]使用修正亮度圖像來獲得LDR全景圖的步驟可包括:將所述修正亮度圖像中的每個像素或像素塊的亮度值與閾值范圍進行比較，如果所述修正亮度圖像中不存在亮度值超過閾值范圍的像素或像素塊，則使用所述修正亮度圖像中的每個像素或像素塊的亮度值來設(shè)置HDR全景圖中的對應(yīng)像素或?qū)?yīng)像素塊的亮度值，從而獲得LDR全景圖。
[0011]如果所述修正亮度圖像中存在亮度值超過閾值范圍的像素或像素塊，則可將該像素或像素塊的亮度值重新設(shè)置為預定值，并使用像素或像素塊的亮度值被重新設(shè)置后的修正亮度圖像中的每個像素或像素塊的亮度值來設(shè)置HDR全景圖中的對應(yīng)像素或?qū)?yīng)像素塊的亮度值，從而獲得LDR全景圖。
[0012]如果所述修正亮度圖像中存在亮度值超過閾值范圍的像素或像素塊，則可將所述修正亮度圖像中的所有像素或像素塊的亮度值范圍整體縮小，使得亮度值范圍被整體縮小后的修正亮度圖像中不存在亮度值超過閾值范圍的像素或像素塊，并使用亮度值范圍被整體縮小后的修正亮度圖像中的每個像素或像素塊的亮度值來設(shè)置HDR全景圖中的對應(yīng)像素或?qū)?yīng)像素塊的亮度值，從而獲得LDR全景圖。
[0013]去除差值圖像中的亮度值跳變的步驟可包括:利用高斯平滑濾波器對所述差值圖像進行平滑來去除差值圖像中的亮度值跳變，以獲得補償圖像。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種處理高動態(tài)范圍(HDR)全景圖的裝置，所述裝置包括:計算單元，計算高動態(tài)范圍(HDR)全景圖的亮度圖像與和HDR全景圖對應(yīng)的原始全景圖的亮度圖像之間的差值圖像；圖像處理單元，去除所述差值圖像中的亮度值跳變以獲得補償圖像；低動態(tài)范圍(LDR)圖像獲得單元，基于補償圖像來獲得LDR全景圖。
[0015]亮度圖像的亮度值可以為RGB顏色空間中的亮度值。
[0016]所述LDR圖像獲得單元可將HDR全景圖的亮度圖像減去補償圖像來獲得修正亮度圖像，并使用該修正亮度圖像來獲得LDR全景圖。
[0017]所述LDR圖像獲得單元可將所述修正亮度圖像中的每個像素或像素塊的亮度值與閾值范圍進行比較，如果所述修正亮度圖像中不存在亮度值超過閾值范圍的像素或像素塊，則LDR圖像獲得單元使用所述修正亮度圖像中的每個像素或像素塊的亮度值來設(shè)置HDR全景圖中的對應(yīng)像素或?qū)?yīng)像素塊的亮度值，從而獲得LDR全景圖。
[0018]如果所述修正亮度圖像中存在亮度值超過閾值范圍的像素或像素塊，則LDR圖像獲得單元可將該像素或像素塊的亮度值重新設(shè)置為預定值，并使用像素或像素塊的亮度值被重新設(shè)置后的修正亮度圖像中的每個像素或像素塊的亮度值來設(shè)置HDR全景圖中的對應(yīng)像素或?qū)?yīng)像素塊的亮度值，從而獲得LDR全景圖。
[0019]如果所述修正亮度圖像中存在亮度值超過閾值范圍的像素或塊，則LDR圖像獲得單元可將所述修正亮度圖像中的所有像素或像素塊的亮度值范圍整體縮小，使得亮度值范圍被整體縮小后的修正亮度圖像中不存在亮度值超過閾值范圍的像素或像素塊，并使用亮度值范圍被整體縮小后的修正亮度圖像中的每個像素或像素塊的亮度值來設(shè)置HDR全景圖中的對應(yīng)像素或?qū)?yīng)像素塊的亮度值，從而獲得LDR全景圖。
[0020]所述圖像處理單元可利用高斯平滑濾波器對所述差值圖像進行平滑來去除差值圖像中的亮度值跳變，以獲得補償圖像。
[0021]有益效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，可以在去除全景圖拼接痕跡的同時減少全景圖的失真，從而獲得較好的壓縮效果。
【附圖說明】
[0023]通過下面結(jié)合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中:
[0024]圖1A示出通過拼接相機捕捉的關(guān)鍵幀而獲得的全景圖的示圖；
[0025]圖1B示出圖1A中示出的全景圖的拼接邊緣；
[0026]圖2A是示出原始全景圖的亮度圖像的亮度值的曲線圖；
[0027]圖2B是示出根據(jù)梯度場重建生成的HDR全景圖的亮度圖像的亮度值的曲線圖；
[0028]圖3示出根據(jù)本發(fā)明實施例的處理HDR全景圖的方法的流程圖；
[0029]圖4A示出根據(jù)本發(fā)明實施例的HDR全景圖的亮度圖像與原始全景圖的亮度圖像的亮度值之差的曲線圖；
[0030]圖4B示出根據(jù)本發(fā)明實施例對圖4A示出的曲線進行平滑后獲得的補償量的曲線圖；
[0031]圖5示出根據(jù)本發(fā)明實施例的基于補償量曲線壓縮HDR全景圖而獲得的LDR全景圖的亮度圖像的亮度值的曲線圖；
[0032]圖6示出根據(jù)本發(fā)明實施例的處理HDR全景圖的裝置的框圖。
【具體實施方式】
[0033]現(xiàn)將詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標號指示相同的部件。以下將通過參照附圖來說明所述實施例，以便解釋本發(fā)明。然而應(yīng)理解，所描述的實施例只