一種自適應(yīng)黑電平校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自適應(yīng)黑電平校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，具有小尺寸、低功耗、低成本等優(yōu)勢(shì)的CMOS (Comp lemen tar y-meta 1-oxide-semiconductor)圖像傳感器越來(lái)越受市場(chǎng)喜愛(ài)，普遍應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、行車(chē)記錄儀、運(yùn)動(dòng)相機(jī)之類(lèi)的影像產(chǎn)品中。為了使影像更接近人眼的真實(shí)效果，相機(jī)的圖像處理芯片會(huì)對(duì)CMOS圖像傳感器的影像信號(hào)進(jìn)行一系列的處理，其中就包括黑電平校正。
[0003]通常在全黑環(huán)境下，圖像傳感器沒(méi)有感應(yīng)到光線(xiàn)，但此時(shí)的圖像信號(hào)卻不是一個(gè)零值，這就產(chǎn)生了黑電平，傳統(tǒng)的黑電平校正方法是設(shè)定一個(gè)偏移值，將圖像信號(hào)校正為零。然而，由于制作工藝、結(jié)構(gòu)差異等問(wèn)題導(dǎo)致了圖像信號(hào)的各個(gè)顏色通道會(huì)產(chǎn)生不同的黑電平值，并且，相同顏色通道的黑電平隨著曝光時(shí)間、溫度、增益等變化而變化。這種固定一個(gè)偏移值一刀切的校正方式顯然無(wú)法得到令人滿(mǎn)意的圖像效果。
[0004]公開(kāi)號(hào)為CN104735368A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種CMOS傳感器及其圖像中黑電平的調(diào)整方法和裝置，所述方法為:分別計(jì)算CMOS傳感器圖像中每個(gè)顏色通道內(nèi)黑電平的平均值;計(jì)算所述CMOS傳感器圖像中黑電平的目標(biāo)值;分別計(jì)算所述每個(gè)顏色通道內(nèi)所述黑電平平均值和所述黑電平的目標(biāo)值差值的絕對(duì)值，當(dāng)所述差值的絕對(duì)值大于第一閾值時(shí)，對(duì)對(duì)應(yīng)顏色通道內(nèi)的黑電平平均值進(jìn)行模擬調(diào)整；以及當(dāng)所述差值的絕對(duì)值小于所述第一閾值時(shí)，對(duì)對(duì)應(yīng)顏色通道內(nèi)的黑電平平均值進(jìn)行數(shù)字調(diào)整。雖然考慮了不同的顏色通道對(duì)黑電平校正準(zhǔn)確性的影響，但是所考慮的參數(shù)太少，還不夠準(zhǔn)確，圖像質(zhì)量仍有待提尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種能夠根據(jù)不同的曝光時(shí)間、增益，自適應(yīng)校正各個(gè)顏色通道的黑電平的自適應(yīng)黑電平校正方法。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種自適應(yīng)黑電平校正方法，其特征在于，所述方法為:
[0008]SI在不同的曝光時(shí)間和增益下，獲取全黑環(huán)境下的原始圖像，計(jì)算獲取的全黑環(huán)境下的原始圖像中各個(gè)顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值，并存儲(chǔ)；
[0009]S2獲取當(dāng)前圖像，以及當(dāng)前曝光時(shí)間和當(dāng)前增益；
[0010]S3根據(jù)存儲(chǔ)的在不同的曝光時(shí)間和增益下的黑電平校準(zhǔn)值中，用線(xiàn)性插值法計(jì)算當(dāng)前曝光時(shí)間和當(dāng)前增益對(duì)應(yīng)的各個(gè)顏色通道的當(dāng)前黑電平校準(zhǔn)值；
[0011]S4用所述各個(gè)顏色通道的當(dāng)前黑電平校準(zhǔn)值，對(duì)所述當(dāng)前圖像進(jìn)行黑電平校正。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:先計(jì)算和存儲(chǔ)在不同的曝光時(shí)間和增益下，原始圖形的各顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值，再利用線(xiàn)性插值法計(jì)算當(dāng)前曝光時(shí)間和當(dāng)前增益下的各顏色通道的當(dāng)前黑電平校準(zhǔn)值，最后根據(jù)各顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行黑電平校正，充分考慮了曝光時(shí)間和增益對(duì)不通過(guò)顏色通道的黑電平的影響，大大降低曝光時(shí)間和增益對(duì)圖像的對(duì)比度的影響，增強(qiáng)圖像對(duì)比度，提高圖像質(zhì)量，提高圖像適應(yīng)各種不同亮度環(huán)境的能力。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的自適應(yīng)黑電平校正方法的流程圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的步驟SI的具體方法的流程圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的步驟S14的具體方法的流程圖；
[0016]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的步驟S4的具體方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說(shuō)明。
[0018]本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:充分考慮不同的曝光時(shí)間和增益對(duì)不同顏色的黑電平的影響，并用線(xiàn)性插值法計(jì)算當(dāng)前曝光時(shí)間和當(dāng)前增益所對(duì)應(yīng)的不同顏色的黑電平校準(zhǔn)值，提高圖像對(duì)比度的同時(shí)，提高圖像的環(huán)境適應(yīng)能力。
[0019]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖4，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)黑電平校正方法，所述方法為:
[0020]SI在不同的曝光時(shí)間和增益下，獲取全黑環(huán)境下的原始圖像，計(jì)算獲取的全黑環(huán)境下的原始圖像中各個(gè)顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值，并存儲(chǔ)；
[0021]S2獲取當(dāng)前圖像，以及當(dāng)前曝光時(shí)間和當(dāng)前增益；
[0022]S3根據(jù)存儲(chǔ)的在不同的曝光時(shí)間和增益下的黑電平校準(zhǔn)值中，用線(xiàn)性插值法計(jì)算當(dāng)前曝光時(shí)間和當(dāng)前增益對(duì)應(yīng)的各個(gè)顏色通道的當(dāng)前黑電平校準(zhǔn)值；
[0023]S4用所述各個(gè)顏色通道的當(dāng)前黑電平校準(zhǔn)值，對(duì)所述當(dāng)前圖像進(jìn)行黑電平校正。
[0024]進(jìn)一步的，步驟SI中，在不同的曝光時(shí)間和增益下，獲取全黑環(huán)境下的原始圖像，計(jì)算獲取的全黑環(huán)境下的原始圖像中各個(gè)顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值，具體為:
[0025]Sll預(yù)設(shè)最小曝光時(shí)間、最大曝光時(shí)間、最小增益、最大增益、曝光時(shí)間增加閾值、增益增加閾值；
[0026]SI 2將曝光時(shí)間調(diào)至最小曝光時(shí)間，將增益調(diào)至最小增益，并存儲(chǔ)；
[0027]S13獲取全黑環(huán)境下的原始圖像；
[0028]S14計(jì)算獲取的全黑環(huán)境下的原始圖像的各個(gè)顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值，并存儲(chǔ)；
[0029]S15判斷步驟S13和S14中的曝光時(shí)間是否為最大曝光時(shí)間:
[0030]若否，則將曝光時(shí)間調(diào)大一個(gè)曝光時(shí)間增加閾值，執(zhí)行步驟S13;
[0031]若是，則執(zhí)行步驟S16;
[0032]S16判斷步驟S13和S14中的增益是否為最大增益:
[0033]若否，則將增益調(diào)大一個(gè)增益增加閾值，執(zhí)行步驟S13;
[0034]若是，則結(jié)束。
[0035]由上述描述可知，曝光時(shí)間從最小曝光時(shí)間逐漸變大至最大曝光時(shí)間，每次按照曝光時(shí)間增加閾值增大，增益從最小增益逐漸變大至最大增益，每次按照增益增加閾值增大，每次只改變曝光時(shí)間或者只改變?cè)鲆?，并?jì)算全黑環(huán)境下的原始圖像的各顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值，充分考慮全黑環(huán)境下的黑電平本身存在的誤差，以及不同顏色的黑電平存在的差異，方法合理，提高圖像的對(duì)比度和清晰度，提高圖像的環(huán)境適應(yīng)能力。
[0036]進(jìn)一步的，步驟S14中，計(jì)算獲取的全黑環(huán)境下的原始圖像的各個(gè)顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值，具體為:
[0037]S141以像素點(diǎn)為單位，將獲取的全黑環(huán)境下的原始圖像劃分為η個(gè)的L*D窗口；
[0038]S142選取第一個(gè)L*D窗口作為當(dāng)前的L*D窗口 ；
[0039]S143采用中值濾波算法分別計(jì)算出當(dāng)前的L*D窗口內(nèi)的各個(gè)顏色通道的黑電平中值；
[0040]S144判斷當(dāng)前的L*D窗口是否為第η個(gè)的L*D窗口:
[0041]若否，則將下一個(gè)L*D窗口作為當(dāng)前的L*D窗口，執(zhí)行步驟S143;
[0042]若是，則執(zhí)行步驟S145;
[0043]S145用平均值法分別計(jì)算η個(gè)的L*D窗口中各個(gè)顏色通道的黑電平中值平均值；
[0044]S146將所述各個(gè)顏色通道的黑電平中值平均值分別作為各個(gè)顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值。
[0045]由上述描述可知，在計(jì)算全黑環(huán)境下的原始圖像的各顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值時(shí)，采用劃分窗口的方法，將原始圖像劃分為η個(gè)的L*D窗口，其中L為窗口長(zhǎng)度方向所包含的像素點(diǎn)數(shù)目，0為窗口寬度方向所包含的像素點(diǎn)數(shù)目，可降低環(huán)境對(duì)原始圖像的黑電平校準(zhǔn)值計(jì)算的影響；采用中值濾波法計(jì)算各窗口內(nèi)的各顏色通道的黑電平中值，具有良好的濾除噪聲的優(yōu)點(diǎn)，且計(jì)算簡(jiǎn)便，提高數(shù)據(jù)處理速度;各窗口的各顏色通道的黑電平中值計(jì)算出來(lái)后，再采用平均值法計(jì)算各顏色通道的黑電平中值平均值作為各顏色通道的黑電平校準(zhǔn)值，方法合理便捷。
[0046]進(jìn)一步的，最小曝光時(shí)間為1/8000S，最大曝光時(shí)間為180S，最小增益為IX，最大增益為128X。
[0047]由上述描述可知，最小曝光時(shí)間、最大曝光時(shí)間、最小增益、最大增益的取值根據(jù)實(shí)際使用需求確定，均為常用的曝光時(shí)間和增益，則所述方法覆蓋全面，應(yīng)用范圍廣泛。
[0048]進(jìn)一步的，曝光時(shí)間增加閾值為0.5?2倍的當(dāng)前曝光時(shí)間，增益增加閾值為0.5?2倍的當(dāng)前增益。
[0049]由上述描述可知，下一曝光時(shí)間為當(dāng)前曝光時(shí)間的1.5?3倍，下一增益為當(dāng)前增益的1.5?3倍，曝光時(shí)間和增益按照倍數(shù)進(jìn)行增加，符合實(shí)際使用情況，方法合理。
[°05°]進(jìn)一步的，所述原始圖像和當(dāng)前圖像的數(shù)據(jù)格式為bayer pattern。
[0051]由上述描述可知，bayerpattern格式的圖像，每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)一種顏色，貝Ij每個(gè)像素點(diǎn)的像素值即為該像素點(diǎn)的顏色數(shù)值，便于對(duì)圖像的不同顏色的黑電平的校正計(jì)算，方法合理便捷。
[0052]進(jìn)一步的，步驟S4中，用所述各個(gè)顏色通道的當(dāng)前黑電平校準(zhǔn)值，對(duì)所述當(dāng)前圖像進(jìn)行黑電平校正，具體為:
[0053]S41獲取當(dāng)前圖像的每個(gè)像素點(diǎn)的像素值；
[0054]S42將第一個(gè)像素點(diǎn)作為當(dāng)前像素點(diǎn)；
[0055]S43判斷當(dāng)前像素點(diǎn)的像素值是否小于與之相同顏色通道的當(dāng)前黑電平校準(zhǔn)值:
[0056]若是，則將當(dāng)前像素點(diǎn)的像素值賦值為O;
[0057]若否，則將當(dāng)前像素點(diǎn)的像素值賦值為(當(dāng)前像素點(diǎn)的像素值-與之相同顏色通道的當(dāng)前黑電平校準(zhǔn)值)；
[0058]S44判斷當(dāng)前像素點(diǎn)是否為最后一個(gè)像素點(diǎn):
[0059]若否，則將下一個(gè)像素點(diǎn)作為當(dāng)前像素點(diǎn)，執(zhí)行步驟S43;
[0060]若是，則結(jié)束。
[0061]由上述