一種基于歷史幀圖像均值統(tǒng)計(jì)的智能增強(qiáng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種視頻增強(qiáng)算法，特別是涉及一種基于歷史幀圖像均值統(tǒng)計(jì)的智能增強(qiáng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在安防領(lǐng)域，大多數(shù)相機(jī)里面已經(jīng)集成了可調(diào)節(jié)亮度、對(duì)比度等增強(qiáng)算法，然而，這些功能需要手動(dòng)調(diào)整，無(wú)法滿(mǎn)足復(fù)雜多變的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境。尤其是在攝像頭較多的情況下，手動(dòng)調(diào)節(jié)每個(gè)攝像頭的做法費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對(duì)視頻的歷史幀圖像均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析得到下一幀是否需要進(jìn)行增強(qiáng)的智能增強(qiáng)方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種基于歷史幀圖像均值統(tǒng)計(jì)的智能增強(qiáng)方法，包括以下步驟:
[0005]SI:抓取輸入視頻流中的每一幀圖像；
[0006]S2:計(jì)算每一幀圖像均值；
[0007]計(jì)算每一幀圖像均值都是在當(dāng)前幀上計(jì)算得到的，當(dāng)抓取到視頻流的第一幀后，計(jì)算第一幀圖像均值，并對(duì)標(biāo)識(shí)位flag初始化，初始化方法如下:
[0008](I)當(dāng)?shù)谝粠瑘D像均值小于第一閾值Xl，則flag = O;
[0009](2)當(dāng)?shù)谝粠瑘D像均值大于第二閾值X2，則flag = I;
[0010]其中，標(biāo)識(shí)位flag是一個(gè)設(shè)定的符號(hào)，其值為O或者I，其存放位置可以是寄存器，也可以是圖像任何一個(gè)位置；
[0011 ] S3:除第一幀外，檢測(cè)到上一幀圖像的標(biāo)識(shí)位flag信息:
[0012](I)上一幀標(biāo)識(shí)位 flag= =0:
[0013]在視頻流中，當(dāng)檢測(cè)到上一幀標(biāo)識(shí)位flag為O時(shí)，表明上一幀圖像沒(méi)有增強(qiáng)處理，則統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀之前連續(xù)N幀圖像均值(需要存儲(chǔ)連續(xù)N幀圖像均值于寄存器中)是否均小于第一閾值Xl，如果滿(mǎn)足要求，則進(jìn)入自適應(yīng)伽馬增強(qiáng)處理，根據(jù)當(dāng)前幀圖像均值選擇相應(yīng)伽馬值進(jìn)行伽馬增強(qiáng)處理，并將當(dāng)前幀的標(biāo)識(shí)位flag設(shè)為I;否則直接輸出結(jié)果，并將標(biāo)識(shí)位flag設(shè)為O;
[0014](2)上一幀標(biāo)識(shí)位 f Iag= = 1:
[0015]在視頻流中，當(dāng)檢測(cè)到上一幀標(biāo)識(shí)位flag為I時(shí)，表明上一幀圖像已經(jīng)進(jìn)行過(guò)增強(qiáng)處理，則統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀之前連續(xù)N幀圖像均值(需要存儲(chǔ)連續(xù)N幀圖像均值于寄存器中)是否均大于第二閾值X2，如果滿(mǎn)足要求，則退出增強(qiáng)處理并直接輸出結(jié)果，并將當(dāng)前幀的標(biāo)識(shí)位flag設(shè)為O;否則保持之前的狀態(tài)不變，繼續(xù)進(jìn)行增強(qiáng)處理，根據(jù)當(dāng)前幀圖像均值選擇相應(yīng)伽馬值進(jìn)行伽馬增強(qiáng)處理，并將標(biāo)識(shí)位flag設(shè)為I。
[0016]所述第一閾值XI的取值范圍為:0.15*H?0.31*H，第二閾值X2的取值范圍為:0.23*H?0.55*H，其中，H為視頻流亮度分量的位深。
[0017]所述自適應(yīng)伽馬增強(qiáng)處理為多組伽馬增強(qiáng)處理，將多組伽馬值與不同照度環(huán)境一一對(duì)應(yīng)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為:
[0018]gama= (0.5*Μ+6.4)/64
[0019]其中，M為圖像均值，表示不同照度環(huán)境，gama為伽馬值，0.5為增益系數(shù)，6.4為偏移系數(shù)，64為歸一化系數(shù)，當(dāng)圖像均值范圍在[0，64]區(qū)間變化時(shí)，其伽馬值的范圍為[0.1，
0.6]o
[°02°]所述伽瑪增強(qiáng)的方法為:F(x，y)=f (x，y)gama，其中，f (x，y)為原始圖像，F(xiàn)(x，y)為增強(qiáng)圖像，gama為伽馬值。
[0021]統(tǒng)計(jì)連續(xù)多幀圖像均值的步驟中求圖像均值的方法可以是全局均值、分塊均值、區(qū)域均值。
[0022]所述N的計(jì)算方法為:
[0023]N=t*fps
[0024]其中小為幀數(shù)，t為時(shí)間單位(S)，一般取值為[O，3600]，fps為視頻幀率。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)，在夜間等低照度環(huán)境中，需要增強(qiáng)時(shí)，可以通過(guò)算法自適應(yīng)的開(kāi)啟增強(qiáng)功能，在光線較強(qiáng)的情況下自動(dòng)關(guān)閉增強(qiáng)功能，使許多低照度增強(qiáng)類(lèi)算法可以通過(guò)該智能模式自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉。
[0026]本發(fā)明主要是統(tǒng)計(jì)視頻圖像的亮度值，通過(guò)該統(tǒng)計(jì)量來(lái)判斷視頻圖像是否需要做增強(qiáng)調(diào)節(jié)，該統(tǒng)計(jì)量是基于真實(shí)圖像的觀察與實(shí)驗(yàn)得到的，通過(guò)設(shè)定兩個(gè)閾值Xl和X2，使得增強(qiáng)的開(kāi)啟不受外界干擾影響。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，存在以下優(yōu)勢(shì):
[0028](I)智能增強(qiáng)框架整體穩(wěn)定可靠。
[0029](2)傳統(tǒng)的圖像亮度調(diào)節(jié)算法用一組曲線(伽馬值是固定值)進(jìn)行調(diào)節(jié)，效果較差且應(yīng)用范圍有限，本發(fā)明將多組伽馬值與不同照度環(huán)境一一對(duì)應(yīng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整環(huán)境中的增強(qiáng)效果。
[0030](3)傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)算法硬件實(shí)現(xiàn)較難，而伽馬調(diào)節(jié)可以采用查表實(shí)現(xiàn)，相比于傳統(tǒng)的直方圖增強(qiáng)方法，速度快且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
[0031](4)相對(duì)于硬件的自動(dòng)增益方法，伽馬調(diào)節(jié)使圖像更柔和。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0034]如圖1所示，一種基于歷史幀圖像均值統(tǒng)計(jì)的智能增強(qiáng)方法，包括以下步驟:
[0035]S1:抓取輸入視頻流中的每一幀圖像；
[0036]S2:計(jì)算每一幀圖像均值；
[0037]計(jì)算每一幀圖像均值都是在當(dāng)前幀上計(jì)算得到的，當(dāng)抓取到視頻流的第一幀后，計(jì)算第一幀圖像均值，并對(duì)flag初始化，初始化方法如下:
[0038](I)當(dāng)?shù)谝粠瑘D像均值小于第一閾值Xl Jljflag = O;
[0039](2)當(dāng)?shù)谝粠瑘D像均值大于第二閾值X2 Jljflag = I;
[0040]注:flag是一個(gè)設(shè)定的符號(hào)，其值為O或者I，其存放位置可以是寄存器，也可以是圖像任何一個(gè)位置；
[0041 ] S3:除第一幀外，檢測(cè)到上一幀圖像的標(biāo)識(shí)位flag信息:
[0042](I)上一幀標(biāo)識(shí)位 f Iag==O:
[0043]在視頻流中，當(dāng)檢測(cè)到上一幀標(biāo)識(shí)位flag為O時(shí)，表明上一幀圖像沒(méi)有增強(qiáng)處理，則統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀之前連續(xù)N幀圖像均值(需要存儲(chǔ)連續(xù)N幀圖像均值于寄存器中)是否均小于第一閾值Xl，如果滿(mǎn)足要求，則進(jìn)入自適應(yīng)伽馬增強(qiáng)處理，根據(jù)當(dāng)前幀圖像均值選擇相應(yīng)伽馬值進(jìn)行伽馬增強(qiáng)處理，并將當(dāng)前幀的標(biāo)識(shí)位flag設(shè)為I;否則直接輸出結(jié)果，并將標(biāo)識(shí)位