一种基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法技术

本发明专利技术涉及一种基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法。包括以下步骤：通过处理测试图像得到ISP寄存器的配置参数，将所述参数配置到寄存器中；根据像素点坐标和相应的贝塞尔曲线系数，对每个颜色通道的数值进行矫正，输出矫正后的值。本发明专利技术首先，可以利用较少的寄存器实现精度较高的拟合。其次，能够解决因为不同颜色通道镜头阴影衰减程度不同导致的偏色问题。以前的镜头阴影矫正矫正不解决这个问题，即使有偏色矫正模块的ISP也只能被动寻找色彩不一致的区域容易误将不该矫正的颜色消除或者应该矫正的偏色分不出。本方法从根本上解决在成像阶段因不同颜色镜头阴影衰减不一致产生的偏色问题，使图像质量明显提高、后续处理变简单。

【技术实现步骤摘要】
一种基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法（一）
本专利技术属于数字图像信号处理领域，特别涉及一种基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法。（二）
技术介绍
当今人们的安全意识越来越高，对于安防监控系统的画质要求也越来越高。在镜头成像过程中，因为光线经过许多镜片的折射，所以影像多少会产生一些边角失光的现像，图像会出现中心比边角暗的情况。另外，光线中红、绿、蓝光的折射率不同，也会导致图像四周偏色的情况。这就要求有一种合适的镜头阴影矫正方法来解决这些问题。镜头阴影矫正主要是在数字图像处理（ISP）过程中进行，该模块一般都会使用硬件电路实现。镜头阴影矫正一般先拍摄一幅纯白画面，根据图像不同区域的亮度情况，为每个区域像素数值乘一定系数。如何划分坐标区域也有多种方法，例如专利US8472712，将图像划分为m*n个区域，存储每个区域顶点的矫正系数，根据这些系数计算出区域内部每个像素的矫正系数。另外，还有一些在图像中心点画圆圈，每个圆圈分配不同的矫正系数，画的圆圈数量越多，效果越好，但是占用资源也越多。这些方法需要的寄存器资源过多，需要存储大量位置点的系数，占用大量的硬件逻辑资源，并且无法解决不同颜色通道衰减不一致导致的色彩偏差的问题，需要额外引入偏色矫正模块。（三）
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法，该基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法应用于安防视频监控设备、手机相机等数码产品中，利用基于贝塞尔曲线拟合的矫正系数，分别对raw格式图像数据R、Gr、Gb、B颜色通道进行镜头阴影矫正。使矫正后的图像亮度均匀、并消除明显的偏色现象。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法，其特征在于：包括以下步骤：通过处理测试图像得到ISP寄存器的配置参数，将所述参数配置到寄存器中；根据像素点坐标和相应的贝塞尔曲线系数，对每个颜色通道的数值进行矫正，输出矫正后的值。具体包括以下步骤：配置步骤：（1）镜头紧贴dnp灯箱，拍摄抓取一幅纯白的raw格式图像；（2）对图像进行分析，得出成像中心点；（3）对于raw格式图像数据R、Gr、Gb、B颜色通道，x轴和y轴方向分别以中心点为中心分别在两侧建立贝塞尔曲线拟合，使测试图像经过x轴和y轴矫正后叠加值满足数值均匀的特点；（4）将得出的参数配置到寄存器中；硬件模块实现的过程：（5）根据进入模块像素点相对中心点位置及所属色彩通道选择贝塞尔曲线系数；（6）根据当前像素点位置坐标和贝塞尔曲线系数分别计算x轴和y轴的矫正系数；（7）将x轴和y轴矫正系数相加；（8）限制矫正系数的范围，与像素值相乘进行矫正，结果与原像素值相加得到矫正后的像素值；（9）限制矫正后的像素值在允许的范围内，输出结果。根据权利要求2所述的基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法，其特征在于：贝塞尔曲线系数的获取过程通过c程序或者matlab来实现。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术首先，可以利用较少的寄存器实现精度较高的拟合。利用cos4函数已经被证实不太符合实际衰减规律，利用整张图像的mesh坐标又太耗费资源，贝塞尔曲线已经在计算机程序处理图像中广泛应用，能在利用资源较少的情况下实现比较精确地矫正。（2）其次，能够解决因为不同颜色通道镜头阴影衰减程度不同导致的偏色问题。以前的镜头阴影矫正矫正不解决这个问题，即使有偏色矫正模块的ISP也只能被动寻找色彩不一致的区域容易误将不该矫正的颜色消除或者应该矫正的偏色分不出。（3）本方法从根本上解决在成像阶段因不同颜色镜头阴影衰减不一致产生的偏色问题，使图像质量明显提高、后续处理变简单。（四）具体实施方式本专利技术实际使用作为ISP芯片的一个子模块，实现矫正的过程为定制集成电路。该模块功能为：根据进入数据所属的通道和位置信息给每个点的像素值赋以不同x轴系数和y轴系数，将矫正数据叠加再和原始值求和得到矫正后像素值。贝塞尔曲线系数的获取过程可以通过c程序或者matlab来实现。以matlab为例：（1）中心点为镜头成像中心点，即均匀自然光线成像的原始调试图像以（x0,y0）为中心某个较小范围内像素平均值最大。（2）以（x0,y0）为中心，分别对四个通道处理。（3）将最终矫正系数看作x轴方向和y轴方向校正系数的叠加，正负半轴各一组三阶贝塞尔曲线系数。从边界到中心取最少6行的数据，利用matlab求解非其次方程得出拟合结果最优的系数。（4）对（3）中求解时，可以设置目标像素值为带有轻微衰减的非均匀图像数值来保留一定的中心亮边角暗效果。（5）将得到的系数和中心点坐标配置到硬件模块中，由硬件模块实现实时矫正。硬件模块为自主设计定制ISP芯片中的一个子模块，固定实现四中阐述的模块功能。对某一产品的镜头和sensor，其型号搭配通常是固定的，镜头阴影衰减也是固定的，所以一个批次的产品只需要配置一组参数。因使用不同镜头成像特点不同和sensor感光特性不同造成的差异，可以通过对不同搭配的配置进行调整。本方法既保证了配置灵活，一般情况下也无需对单个产品做一次参数获取过程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法，其特征在于：包括以下步骤：通过处理测试图像得到ISP寄存器的配置参数，将所述参数配置到寄存器中；根据像素点坐标和相应的贝塞尔曲线系数，对每个颜色通道的数值进行矫正，输出矫正后的值。

【技术特征摘要】
1.一种基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法，其特征在于：包括以下步骤：通过处理测试图像得到ISP寄存器的配置参数，将所述参数配置到寄存器中；根据像素点坐标和相应的贝塞尔曲线系数，对每个颜色通道的数值进行矫正，输出矫正后的值。2.根据权利要求1所述的基于贝塞尔曲线的摄像机镜头阴影矫正方法，其特征在于：具体包括以下步骤：（1）镜头紧贴dnp灯箱，拍摄抓取一幅纯白的raw格式图像；（2）对图像进行分析，得出成像中心点；（3）对于raw格式图像数据R、Gr、Gb、B颜色通道，x轴和y轴方向分别以中心点为中心分别在两侧建立贝塞尔曲线拟合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗宗，赵春亮，
申请(专利权)人：济南中维世纪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37