專利名稱：一種在逆光條件下進行拍攝的方法及裝置、一種攝像機的制作方法
技術領域：
本發明涉及圖像捕獲技術領域，尤其涉及一種在逆光拍攝條件下進行拍攝的方法及裝置、以及一種采用該裝置的攝像機。
背景技術：
使用攝像機進行拍攝時，無論是在室內或室外，均可能發生逆光拍攝的情形。此逆光拍攝往往使得被拍攝物過暗，而背景過亮，使得所得到的圖像無法清晰地看出被拍攝物。 例如，采用道路監控攝像機在道路上全天候拍攝過往車輛時，在某一時間段會遇到逆光拍攝的問題，此時相對于攝像機所迎對的強烈入射光線，車輛的正面光線則較暗淡，且由于攝像機迎對強烈的入射光線，攝像機的感光控制環節將會控制傳感器以非常短的時間曝光， 在非常短的曝光條件下，車輛正面在畫面中會顯得非常黑暗(此時車輛正面稱為背光面)， 以至于會使得在車輛正面的車牌會看不清，不利于道路監控。另外，如圖1所示，攝像機的拍攝視野10與自動曝光測光區域11通常相對于車輛12比較寬，因此，測光區域中的亮度變化不足以判斷其中是否有車輛經過。并且，由于拍攝視野在畫面中所占的畫幅要大于車輛(即被拍攝物)，在逆光情況下，攝像機是按照拍攝視野的光線狀況曝光，這使得被拍攝物曝光不充分繼而導致被拍攝物的背光面很暗而且沒有細節。因此，如何判斷是否有被拍攝物進入拍攝視野、以及如何對進入拍攝視野的被拍攝物進行逆光拍攝以獲得較佳質量的拍攝圖像，是業界持續努力的方向，尤其對于道路監控而言這更是亟待解決的問題。
發明內容
根據本發明實施例的一個方面，提供一種在逆光條件下進行拍攝的方法，包括正常拍攝步驟，按自動曝光方式進行拍攝得到原始圖像數據，特殊拍攝步驟，根據對原始圖像數據的處理結果進行曝光參數調整，根據調整后的曝光參數進行拍攝。所述特殊拍攝步驟包括分塊步驟，將所述原始圖像數據中與自動曝光的測光區域對應的區域按預定個數分塊；判斷步驟，根據各塊的第一顏色特征量判斷是否有被拍攝物進入測光區域；曝光調整步驟，當判斷有被拍攝物進入測光區域，根據各塊的第二顏色特征量調整曝光時間；拍攝步驟，根據調整后的曝光時間進行拍攝。所述判斷步驟包括第一特征量計算子步驟，分別計算所述各塊在HSI色彩空間的色飽和度分布；變化判斷子步驟，判斷所述各塊的色飽和度分布是否存在變化，如果是， 則表明有被拍攝物進入測光區域。所述曝光調整步驟包括第二特征量計算子步驟，當判斷有被拍攝物進入測光區域，分別計算所述各塊的光強度的平均值的變化值，從所述各塊的光強度的平均值的變化值中選出變化值的最大值；曝光時間調整子步驟，根據所述最大值調整曝光時間，使曝光后得到的與該最大值對應的塊光強度的平均值等于所述最大值和與該最大值對應的塊的光強度的平均值之和。
所述各塊在HSI色彩空間的色飽和度分布包括將計算得到的各塊的色飽和度按預定步長作出直方圖分布；所述分塊步驟將所述測光區域對應的區域根據被拍攝物的移動方向按預定個數分塊。根據本發明實施例的另一個方面，提供一種在逆光條件下進行拍攝的裝置，包括 正常拍攝模塊，用于按自動曝光方式進行拍攝得到原始圖像數據；特殊拍攝模塊，用于根據對原始圖像數據的處理結果進行曝光參數調整，根據調整后的曝光參數進行拍攝。所述特殊拍攝模塊包括分塊模塊，用于將測光區域按預定個數分塊；判斷模塊， 用于根據各塊的第一顏色特征量判斷是否有被拍攝物進入測光區域；曝光調整模塊，用于當判斷有被拍攝物進入測光區域，根據各塊的第二顏色特征量調整曝光時間；拍攝模塊，用于根據調整后的曝光時間進行拍攝。所述判斷模塊包括第一特征量計算子模塊，用于分別計算所述各塊在HSI色彩空間的色飽和度分布；變化判斷子模塊，用于判斷所述各塊的色飽和度分布是否存在變化， 如果是，則表明有被拍攝物進入測光區域。所述曝光調整模塊包括第二特征量計算子模塊，用于當判斷有被拍攝物進入測光區域，分別計算所述各塊的光強度的平均值的變化值，從所述各塊的光強度的平均值的變化值中選出變化值的最大值；曝光時間調整子模塊，用于根據所述最大值調整曝光時間， 使曝光后得到的與該最大值對應的塊光強度的平均值等于所述最大值和與該最大值對應的塊的光強度的平均值之和。根據本發明實施例的又一個方面，提供一種攝像機，該攝像機中使用如上所述的在逆光條件下進行拍攝的裝置。本發明的有益效果是將拍攝過程分為正常拍攝和特殊拍攝兩個步驟，根據正常拍攝得到的圖像數據進行分析，根據分析結果調整曝光時間再重新拍攝，從而達到在逆光拍攝條件下也能清楚地拍攝到被拍攝物的背光面。
圖1為攝像機拍攝視野與曝光測光區域示意圖；圖2為將測光區域分塊的示意圖；圖3為一種實施例的逆光條件下進行拍攝的裝置的結構示意圖；圖4為一種實施例的逆光條件下進行拍攝的方法的流程示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結合附圖對本發明作進一步詳細說明。如圖3所示，一種實施例的逆光條件下進行拍攝的裝置包括正常拍攝模塊和特殊拍攝模塊，正常拍攝模塊用于按自動曝光方式進行拍攝得到原始圖像數據；特殊拍攝模塊用于根據對原始圖像數據的處理結果進行曝光參數調整，根據調整后的曝光參數進行拍攝。這里，正常拍攝模塊為本領域技術人員所熟知的正常拍攝方式，即根據攝像機中設定的自動曝光等方式進行拍攝以得到原始圖像數據。特殊拍攝模塊包括分塊模塊301、判斷模塊 303、曝光調整模塊305和拍攝模塊307。對于分塊模塊301，其用于將原始圖像數據中與自動曝光的測光區域對應的區域按預定個數分塊；實施例中將測光區域根據被拍攝物的移動方向按預定個數進行分塊，例如分為8塊，如圖2所示。對于判斷模塊303，其用于根據各塊的第一顏色特征量判斷是否有被拍攝物進入測光區域；具體而言，判斷模塊303包括用于分別計算各塊在HSI色彩空間的色飽和度分布的第一特征量計算子模塊以及用于判斷各塊的色飽和度分布是否存在變化的變化判斷子模塊，如果判斷到存在變化，則表明有被拍攝物進入測光區域。對于曝光調整模塊305，其用于當判斷有被拍攝物進入測光區域，根據各塊的第二顏色特征量調整曝光時間；具體而言，曝光調整模塊305包括第二特征量計算子模塊和曝光時間調整子模塊，第二特征量計算子模塊用于當判斷有被拍攝物進入測光區域，分別計算各塊的光強度的平均值的變化值，從各塊的光強度的平均值的變化值中選出變化值的最大值；而曝光時間調整子模塊則用于根據該最大值調整曝光時間，使曝光后得到的與該最大值對應的塊光強度的平均值等于該最大值和與該最大值對應的塊的光強度的平均值之和。拍攝模塊307則根據調整后的曝光時間進行拍攝。基于上述逆光條件下進行拍攝的裝置的實施例，另一種實施例提供了對應的逆光條件下進行拍攝的方法，包括按自動曝光方式進行拍攝得到原始圖像數據的正常拍攝步驟以及特殊拍攝步驟，特殊拍攝步驟根據對原始圖像數據的處理結果進行曝光參數調整，根據調整后的曝光參數進行拍攝。特殊拍攝步驟包括判斷步驟，根據各塊的第一顏色特征量判斷是否有被拍攝物進入測光區域；曝光調整步驟，當判斷有被拍攝物進入測光區域，根據各塊的第二顏色特征量調整曝光時間；拍攝步驟，根據調整后的曝光時間進行拍攝。各步驟與前述逆光條件下進行拍攝的裝置實施例的各模塊一一對應。以下以道路監控中在逆光拍攝條件下拍攝車輛為例，通過將測光區域按車輛駛入方向分為若干塊，計算各塊中圖像發生的變化，并據此控制攝像機的曝光，從而達到清楚拍攝被拍攝物的背光面的目的，如圖4所示，該方法實施例的處理流程包括步驟S401，將測光區域按車輛駛入方向分為若干塊；步驟S402，將各塊的圖像數據由RGB色彩空間轉換為HSI色彩空間；應理解，正常拍攝步驟中進行拍攝得到的并非是可視的圖像，而是以拜耳格式存在的圖像數據，這些圖像數據呈現出來的是RGB色彩空間的信息。轉換方法可采用本領域技術人員所知悉的轉換算法，常用的RGB轉換到HSI的算法如下式所示
權利要求
1.一種在逆光條件下進行拍攝的方法，其特征在于，包括 正常拍攝步驟，按自動曝光方式進行拍攝得到原始圖像數據；特殊拍攝步驟，根據對原始圖像數據的處理結果進行曝光參數調整，根據調整后的曝光參數進行拍攝。
2.如權利要求1所述的逆光拍攝的方法，其特征在于，所述特殊拍攝步驟包括 分塊步驟，將所述原始圖像數據中與自動曝光的測光區域對應的區域按預定個數分塊；判斷步驟，根據各塊的第一顏色特征量判斷是否有被拍攝物進入測光區域； 曝光調整步驟，當判斷有被拍攝物進入測光區域，根據各塊的第二顏色特征量調整曝光時間；拍攝步驟，根據調整后的曝光時間進行拍攝。
3.如權利要求3所述的逆光拍攝的方法，其特征在于，所述判斷步驟包括 第一特征量計算子步驟，分別計算所述各塊在HSI色彩空間的色飽和度分布；變化判斷子步驟，判斷所述各塊的色飽和度分布是否存在變化，如果是，則表明有被拍攝物進入測光區域。
4.如權利要求2或3所述的逆光拍攝的方法，其特征在于，所述曝光調整步驟包括 第二特征量計算子步驟，當判斷有被拍攝物進入測光區域，分別計算所述各塊的光強度的平均值的變化值，從所述各塊的光強度的平均值的變化值中選出變化值的最大值；曝光時間調整子步驟，根據所述最大值調整曝光時間，使曝光后得到的與該最大值對應的塊光強度的平均值等于所述最大值和與該最大值對應的塊的光強度的平均值之和。
5.如權利要求2-4任一項所述的逆光拍攝的方法，其特征在于，所述各塊在HSI色彩空間的色飽和度分布包括將計算得到的各塊的色飽和度按預定步長作出直方圖分布；所述分塊步驟將所述測光區域對應的區域根據被拍攝物的移動方向按預定個數分塊。
6.一種在逆光條件下進行拍攝的裝置，其特征在于，包括正常拍攝模塊，用于按自動曝光方式進行拍攝得到原始圖像數據； 特殊拍攝模塊，用于根據對原始圖像數據的處理結果進行曝光參數調整，根據調整后的曝光參數進行拍攝。
7.如權利要求6所述的逆光拍攝的裝置，其特征在于，所述特殊拍攝模塊包括 分塊模塊，用于將測光區域按預定個數分塊；判斷模塊，用于根據各塊的第一顏色特征量判斷是否有被拍攝物進入測光區域； 曝光調整模塊，用于當判斷有被拍攝物進入測光區域，根據各塊的第二顏色特征量調整曝光時間；拍攝模塊，用于根據調整后的曝光時間進行拍攝。
8.如權利要求7所述的逆光拍攝的裝置，其特征在于，所述判斷模塊包括第一特征量計算子模塊，用于分別計算所述各塊在HSI色彩空間的色飽和度分布； 變化判斷子模塊，用于判斷所述各塊的色飽和度分布是否存在變化，如果是，則表明有被拍攝物進入測光區域。
9.如權利要求7或8所述的逆光拍攝的裝置，其特征在于，所述曝光調整模塊包括 第二特征量計算子模塊，用于當判斷有被拍攝物進入測光區域，分別計算所述各塊的光強度的平均值的變化值，從所述各塊的光強度的平均值的變化值中選出變化值的最大值；曝光時間調整子模塊，用于根據所述最大值調整曝光時間，使曝光后得到的與該最大值對應的塊光強度的平均值等于所述最大值和與該最大值對應的塊的光強度的平均值之禾口。
10. 一種攝像機，其特征在于，包括如權利要求6-9任一項所述的在逆光條件下進行拍攝的裝置。
全文摘要
一種在逆光條件下進行拍攝的方法及裝置、一種攝像機。本發明公開了一種在逆光條件下進行拍攝的裝置，包括正常拍攝模塊，用于按自動曝光方式進行拍攝得到原始圖像數據；特殊拍攝模塊，用于根據對原始圖像數據的處理結果進行曝光參數調整，根據調整后的曝光參數進行拍攝。本發明通過將拍攝過程分為正常拍攝和特殊拍攝兩個步驟，根據正常拍攝得到的圖像數據進行分析，根據分析結果調整曝光時間再重新拍攝，從而達到在逆光拍攝條件下也能清楚地拍攝到被拍攝物的背光面。
文檔編號H04N5/235GK102547132SQ20111045936
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者蔡靜 申請人:蔡靜