专利名称：夜景光源检测设备及夜景光源检测方法
技术领域：
本发明涉及夜景光源检测设备及夜景光源检测方法，其用于判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下。
背景技术：
在利用诸如数字照相机或射频摄像机的成像装置进行成像的过程中，在夜景中某些特定光源照射下，往往出现错误的白平衡导致图像色彩失真的结果。夜景光源检测因而可应用于数字照相机及摄像机等成像装置的智能场景识别及自动白平衡控制等功能。美国专利US2009/0153695提出以下夜景检测方法如果所拍摄图像的平均亮度值小于预定阈值，并且其中的高亮区域的面积与全图面积的比值大于预定阈值，则判定该图像属于夜景图像。美国专利US2009/0185055提出的夜景检测方法主要使用下面六种特征1)亮度直方图里的中间值所对应的亮度值；幻亮度直方图的峰值；幻亮度直方图的底部宽度；4) 曝光不足部分占整个亮度直方图的比例力)亮度直方图左半部分的比例；6)用辨别分析所获得的二值化阈值。上述现有的夜景检测技术普遍存在的问题是，单纯的夜景检测只能帮助提供拍摄时所需的摄影参数信息，如曝光时间，感度，光圈的设定。但是夜景中往往存在不同的光源， 它们会引起错误的白平衡，从而使图像色彩失真。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题而做出本发明，本发明涉及图像处理和模式识别，提供了夜景光源检测设备及夜景光源检测方法，用于判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下。本发明的夜景光源检测设备及夜景光源检测方法能够用于诸如数字照相机、视频摄像机等的成像设备，自动判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下。根据本发明的一个方面，提供了用于判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下的夜景光源检测设备，包括像素值获取装置，用于获取输入图像中各个像素的像素值；夜景特征提取装置，与像素值获取装置连接，用于根据像素值获取装置获取的输入图像中各个像素的像素值，来提取输入图像的平均“校正后亮度值”和高“校正后亮度值”的区域面积，作为提取的两个夜景特征；夜景图像检测装置，与夜景特征提取装置连接，用于根据夜景特征提取装置所提取的两个夜景特征，将输入图像判断为夜景图像和非夜景图像；特定颜色检测装置，与夜景图像检测装置连接，用于检测夜景图像检测装置检测到的夜景图像中每个像素是否属于特定颜色；和夜景光源判断装置，与特定颜色检测装置连接，用于根据特定颜色检测装置的特定颜色检测的结果，来判断夜景图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下。在上述夜景光源检测设备中，输入图像为多级彩色图像，像素值包括相应像素的亮度信道值、红色信道值、绿色信道值和蓝色信道值。
在上述夜景光源检测设备中，输入图像为比成像设备最终所成的图像分辨率低的图像。在上述夜景光源检测设备中，夜景特征提取装置包括亮度校正单元，用于对输入图像的每个像素的亮度值进行校正得到“校正后亮度值”；夜景特征计算单元，用于计算已校正的输入图像的平均“校正后亮度值”和高“校正后亮度值”的区域面积，作为提取的两个夜景特征。在上述夜景光源检测设备中，所述夜景图像检测装置用于根据所提取的两个夜景特征来将输入图像判断为夜景图像或非夜景图像，其中，在将输入图像判断为夜景图像的情况下，将该输入图像输出至特定颜色检测装置，在将输入图像判断为非夜景图像的情况下，夜景光源检测设备对该输入图像的处理终止。在上述夜景光源检测设备中，夜景图像检测装置通过利用多个已知夜景样本图像及多个已知非夜景样本图像进行训练而得到分类函数。在上述夜景光源检测设备中，特定颜色检测装置用于根据夜景图像的每个像素的颜色特征来将该夜景图像的每个像素判断为特定颜色像素或非特定颜色像素。在上述夜景光源检测设备中，特定颜色检测装置通过利用多个已知特定颜色样本图像像素及多个已知非特定颜色样本图像像素进行训练而得到分类函数。在上述夜景光源检测设备中，夜景光源判断装置用于根据特定颜色检测的结果来判断夜景图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下，其包括特定颜色区域面积计算单元，用于计算夜景图像中特定颜色区域的面积；特定颜色区域面积判断单元，用于判断该特定颜色区域的面积是否大于预定阈值，其中，如果该特定颜色区域的面积小于预定阈值，则夜景光源判断装置的处理终止；特定颜色区域位置判断单元，用于在该特定颜色区域的面积大于预定阈值的情况下，判断夜景图像中特定颜色区域和高“校正后亮度”区域的位置是否紧邻；其中，在该特定颜色区域和该高“校正后亮度”区域的位置紧邻的情况下，判断夜景图像拍摄于夜景中某些特定光源照射下。根据本发明的另一方面，提供了用于判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下的夜景光源检测方法，包括像素值获取步骤，用于获取输入图像中各个像素的像素值；夜景特征提取步骤，用于根据像素值获取步骤获取的输入图像中各个像素的像素值，来提取输入图像的平均“校正后亮度值”和高“校正后亮度值”的区域面积，作为提取的两个夜景特征；夜景图像检测步骤，用于根据夜景特征提取步骤所提取的两个夜景特征，将输入图像判断为夜景图像和非夜景图像；特定颜色检测步骤，用于检测夜景图像检测步骤检测到的夜景图像中每个像素是否属于特定颜色；以及夜景光源判断步骤，用于根据特定颜色检测步骤的特定颜色检测的结果，来判断夜景图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下。根据本发明实施例的用于判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下的夜景光源检测设备及用于判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下的夜景光源检测方法，可以实施于各种成像设备以判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下，既可以在最终成像之前实施，也可以在对最终所成图像的后处理中实施。通过阅读结合附图考虑的以下本发明的优选实施例的详细描述，将更好地理解本发明的以上和其他目标、特征、优点和技术及工业重要性。
图1是示出按照本发明实施例的夜景光源检测设备的总体框图；图2是示出按照本发明实施例的夜景特征提取装置的结构示意图；图3是示出按照本发明实施例的夜景图像检测装置的功能示意图；图4是示出按照本发明实施例的特定颜色检测装置的功能示意图；图5是示出按照本发明实施例的夜景光源判断装置的功能示意图；图6示出夜景水银灯检测中的绿色检测的示例；图7示出夜景纳灯检测中的橙色检测的示例；图8示出根据本发明另一实施例的夜景光源检测方法的流程图。
具体实施例方式下面结合
本发明的示例性实施例。图1是示出按照本发明实施例的夜景光源检测设备1的总体框图。按照本发明实施例的用于判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下的夜景光源检测设备1包括 像素值获取装置10，用于获取输入图像中各个像素的像素值；夜景特征提取装置11，与像素值获取装置10连接，用于根据像素值获取装置10获取的输入图像中各个像素的像素值， 来提取输入图像的平均“校正后亮度值”和高“校正后亮度值”的区域面积，作为提取的两个夜景特征；夜景图像检测装置12，与夜景特征提取装置11连接，用于根据夜景特征提取装置11所提取的两个夜景特征，将输入图像判断为夜景图像和非夜景图像；特定颜色检测装置13，与夜景图像检测装置12连接，用于检测夜景图像检测装置12所检测到的夜景图像中每个像素是否属于特定颜色；和夜景光源判断装置14，与特定颜色检测装置13连接，用于根据特定颜色检测装置13的特定颜色检测的结果，来判断所述夜景图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下。按照本发明实施例的夜景光源检测设备1可以处理诸如数字照相机、视频摄像机等的成像设备所成的多级彩色图像，像素值获取装置10可以获得多级彩色图像的各个像素的四个信道的像素值，即相应像素的亮度信道值L、红色信道值R、绿色信道值G和蓝色信道值B。R、G、B分别为红色、绿色和蓝色的亮度值，R、G、B及L值均是现有的成像设备可以通过公知技术在图像捕获的过程中自动得到的。像素值获取装置10获取输入图像中各个像素的像素值的信号以用于后续的夜景光源检测处理。由于是为了夜景光源检测的目的，因此可以针对比成像设备最终所成的图像分辨率低的图像，例如监视信号图像来进行处理，这样，由于处理的是比成像设备最终所成的图像分辨率低的图像，可以提高对该图像的处理速度，从而例如可以满足成像设备中实时处理的要求。低分辨率的监视信号图像可以由诸如照相机、摄像机的成像设备自动且直接地测量得到，现实中的例子例如数字照相机、摄像机在拍摄之前在液晶显示屏上所显示的图像，其分辨率低于上述成像设备在同等条件下所拍摄的图像。显然，本发明实施例也可以针对成像设备最终拍摄的图像来实施，本发明的实施例并不意在对此进行限制。图2是示出按照本发明实施例的夜景特征提取装置11的结构示意图。夜景特征提取装置11包括亮度校正单元111，用于与像素值获取装置10连接，根据输入图像的亮度信息和拍摄参数(曝光时间，感度，和光圈)信息，来对输入图像的每个像素的亮度值进行校正，即，计算图像每个像素的“校正后亮度值”；夜景特征计算单元112，与亮度校正装置 111连接，用于基于亮度校正装置111所校正的图像，计算该校正后的图像的平均“校正后亮度值”和高“校正后亮度值”的区域面积，作为提取的两个夜景特征。这里，对像素值获取装置10所获取的输入图像的每个像素的亮度值进行校正是因为像素值获取装置10所获取的输入图像的每个像素的亮度值是数字照相机、摄像机等通过其传感器接收到的图像信号的亮度值，而并不是外界环境的实际亮度值，因此，需要根据生成图像的数字照相机、摄像机等的相关参数对于所获取的亮度值进行校正。 这里，例如，对于通常情况下的数字照相机、摄像机等成像设备来说，在亮度校正装置111中，已知图像某个像素点i的亮度值为Li,曝光时间为t，感度为ISO，光圈为F，则该像素点校正后的亮度值CalibrJji按如下公式计算
权利要求
1.一种用于判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下的夜景光源检测设备，包括像素值获取装置，用于获取输入图像中各个像素的像素值；夜景特征提取装置，与所述像素值获取装置连接，用于根据所述像素值获取装置获取的输入图像中各个像素的像素值，来提取输入图像的平均“校正后亮度值”和高“校正后亮度值”的区域面积，作为提取的两个夜景特征；夜景图像检测装置，与所述夜景特征提取装置连接，用于根据所述夜景特征提取装置所提取的两个夜景特征，将输入图像判断为夜景图像和非夜景图像；特定颜色检测装置，与所述夜景图像检测装置连接，用于检测所述夜景图像检测装置检测到的夜景图像中每个像素是否属于特定颜色；和夜景光源判断装置，与所述特定颜色检测装置连接，用于根据所述特定颜色检测装置的特定颜色检测的结果，来判断所述夜景图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下。
2.按照权利要求1所述的夜景光源检测设备，其中，所述输入图像为多级彩色图像，所述像素值包括相应像素的亮度信道值、红色信道值、绿色信道值和蓝色信道值。
3.按照权利要求1所述的夜景光源检测设备，其中，所述输入图像为比成像设备最终所成的图像分辨率低的图像。
4.按照权利要求1所述的夜景光源检测设备，其中，所述夜景特征提取装置包括亮度校正单元，用于对所述输入图像的每个像素的亮度值进行校正以得到“校正后亮度值，，;夜景特征计算单元，用于计算已校正的输入图像的平均“校正后亮度值”和高“校正后亮度值”的区域面积，作为提取的两个夜景特征。
5.按照权利要求1所述的夜景光源检测设备，其中，所述夜景图像检测装置用于根据所提取的两个夜景特征来将所述输入图像判断为夜景图像或非夜景图像，其中，在将所述输入图像判断为夜景图像的情况下，将所述输入图像输出至所述特定颜色检测装置，且在将所述输入图像判断为非夜景图像的情况下，所述夜景光源检测设备对所述输入图像的处理终止。
6.按照权利要求5所述的夜景光源检测设备，其中，所述夜景图像检测装置通过利用多个已知夜景样本图像及多个已知非夜景样本图像进行训练而得到分类函数。
7.按照权利要求1所述的夜景光源检测设备，其中，所述特定颜色检测装置用于根据夜景图像的每个像素的颜色特征来将所述夜景图像的每个像素判断为特定颜色像素或非特定颜色像素。
8.按照权利要求7所述的夜景光源检测设备，其中，所述特定颜色检测装置通过利用多个已知特定颜色样本图像像素及多个已知非特定颜色样本图像像素进行训练而得到分类函数。
9.按照权利要求1所述的夜景光源检测设备，其中，所述夜景光源判断装置用于根据特定颜色检测的结果来判断所述夜景图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下，其包括特定颜色区域面积计算单元，用于计算夜景图像中特定颜色区域的面积；特定颜色区域面积判断单元，用于判断所述特定颜色区域的面积是否大于预定阈值，页其中，如果所述特定颜色区域的面积小于预定阈值，则所述夜景光源判断装置的处理终止；特定颜色区域位置判断单元，用于在所述特定颜色区域的面积大于预定阈值的情况下，判断夜景图像中特定颜色区域和高“校正后亮度”区域的位置是否紧邻；其中，在所述特定颜色区域和所述高“校正后亮度”区域的位置紧邻的情况下，判断所述夜景图像拍摄于夜景中某些特定光源照射下。
10. 一种用于判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下的夜景光源检测方法， 包括像素值获取步骤，用于获取输入图像中各个像素的像素值；夜景特征提取步骤，用于根据所述像素值获取步骤获取的所述输入图像中各个像素的像素值，来提取输入图像的平均“校正后亮度值”和高“校正后亮度值”的区域面积，作为提取的两个夜景特征；夜景图像检测步骤，用于根据所述夜景特征提取步骤所提取的两个夜景特征，将所述输入图像判断为夜景图像和非夜景图像；特定颜色检测步骤，用于检测所述夜景图像检测步骤检测到的夜景图像中每个像素是否属于特定颜色；和夜景光源判断步骤，用于根据所述特定颜色检测步骤的特定颜色检测的结果，来判断所述夜景图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下。
全文摘要
本发明提供了用于判断图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下的夜景光源检测设备和夜景光源检测方法。该夜景光源检测设备包括像素值获取装置，用于获取输入图像中各个像素的像素值；夜景特征提取装置，用于提取输入图像的平均“校正后亮度值”和高“校正后亮度值”的区域面积，作为提取的两个夜景特征；夜景图像检测装置，用于根据所提取的两个夜景特征，将输入图像判断为夜景图像和非夜景图像；特定颜色检测装置，用于检测夜景图像中每个像素是否属于特定颜色；和夜景光源判断装置，用于根据特定颜色检测的结果，来判断所述夜景图像是否拍摄于夜景中某些特定光源照射下。
文档编号H04N9/73GK102547079SQ20101061190
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者刘童, 师忠超, 王刚, 袁勋, 钟诚 申请人:株式会社理光