一种图像处理方法和系统与流程

本发明实施例涉及图像处理处理技术领域，尤其涉及一种图像处理方法和系统，具体涉及在高速运动的场景下的一种图像处理方法和系统。

背景技术：

随着科学技术的发展，航拍技术有了新的突破，航拍技术也逐渐被普遍的应用到各个领域。

在现有技术中，当拍摄装置处于高速运动的场景下，由于拍摄装置的快门频率低于人眼，因此拍照快门被按下后，进入光感应器材的光亮有限，因此经过数字解析后的色彩容易失真。

因此，如何确保在高速运动的场景下，获取真实色彩的图像成了亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种图像处理方法和系统，用以解决现有技术中存在图像色彩失真的问题。

根据本发明实施例的一个方面，本发明实施例提供了一种图像处理方法，所述方法包括：

获取图像中的每个像素点相对于拍摄装置的相对移动速度；

获取每个所述像素点对应的多普勒频偏；

将每个所述像素点对应的灰度值分别进行傅里叶频率变换处理，得到与每个所述像素点对应的频谱；

确定目标像素点，所述目标像素点为相对移动速度大于预设的速度阈值的像素点；

根据所述多普勒频偏和所述频谱，对所述目标像素点进行补偿处理。

进一步地，所述获取每个所述像素点对应的多普勒频偏，具体包括：

基于式1获取所述多普勒频偏fm，式1：

fm＝v1*cosa*f/v2；

其中，v1为所述相对移动速度，a为所述拍摄装置与被拍摄物体之间的夹角，f为所述拍摄装置的快门速度，v2为所述拍摄装置拍照时发射的光波的传输速度。

进一步地，当所述光波对应的频率变高时，则所述根据所述多普勒频偏和所述频谱，对所述目标像素点进行补偿处理，具体包括：

获取小于所述速度阈值的相对移动速度对应的静止像素点的灰度信息；

基于所述灰度信息，从所述静止像素点中提取最大的蓝色通道值对应的静止像素点；

基于所述最大的蓝色通道值对应的静止像素点的频谱和，所述目标像素点对应的多普勒频偏，对所述目标像素点进行补偿处理。

进一步地，所述基于所述最大的蓝色通道值对应的静止像素点的频谱和，所述目标像素点对应的多普勒频偏，对所述目标像素点进行补偿处理，具体包括：

选取满足式2滤波器，对所述目标像素点进行补偿处理，式2：

其中,ωc＝b+fm1，ω为选取的滤波器的频率,b为所述最大的蓝色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1所述目标像素点对应的多普勒频偏。

进一步地，当所述光波对应的频率变低时，则所述根据所述多普勒频偏和所述频谱，对所述目标像素点进行补偿处理，具体包括：

获取小于所述速度阈值的相对移动速度对应的静止像素点的灰度信息；

基于所述灰度信息，从所述静止像素点中提取最大的红色通道值对应的静止像素点；

基于所述最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱和，所述目标像素点对应的多普勒频偏，对所述目标像素点进行补偿处理。

进一步地，当a小于90°时，则所述基于所述最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱和，所述目标像素点对应的多普勒频偏，对所述目标像素点进行补偿处理，具体包括：

选取满足式3滤波器，对所述目标像素点进行补偿处理，式3：

其中,ωc＝r+fm1，ω为选取的滤波器的频率，n为选取的滤波器的阶数,r为所述最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1所述目标像素点对应的多普勒频偏。

进一步地，当a大于90°时，则所述基于所述最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱和，所述目标像素点对应的多普勒频偏，对所述目标像素点进行补偿处理，具体包括：

选取满足式4滤波器，对所述目标像素点进行补偿处理，式4：

其中,ωc＝r-fm1，ω为选取的滤波器的频率,n为选取的滤波器的阶数,r为所述最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1所述目标像素点对应的多普勒频偏。

根据本发明实施例的另一个方面，本发明实施例还提供了一种图像处理系统，所述系统包括：获取模块，变换模块，确定模块，补偿模块，其中，

所述获取模块用于：获取图像中的每个像素点相对于拍摄装置的相对移动速度，并获取每个所述像素点对应的多普勒频偏；

所述变换模块用于：将每个所述像素点对应的灰度值分别进行傅里叶频率变换处理，得到与每个所述像素点对应的频谱；

所述确定模块用于：确定目标像素点，所述目标像素点为相对移动速度大于预设的速度阈值的像素点；

所述补偿模块用于：根据所述多普勒频偏和所述频谱，对所述目标像素点进行补偿处理。

进一步地，所述获取模块具体用于：

基于式1获取所述多普勒频偏fm，式1：

fm＝v1*cosa*f/v2；

其中，v1为所述相对移动速度，a为所述拍摄装置与被拍摄物体之间的夹角，f为所述拍摄装置的快门速度，v2为所述拍摄装置拍照时发射的光波的传输速度。

进一步地，当所述光波对应的频率变高时，则所述补偿模块具体用于：

获取小于所述速度阈值的相对移动速度对应的静止像素点的灰度信息；

基于所述灰度信息，从所述静止像素点中提取最大的蓝色通道值对应的静止像素点；

基于所述最大的蓝色通道值对应的静止像素点的频谱和，所述目标像素点对应的多普勒频偏，对所述目标像素点进行补偿处理。

进一步地，所述补偿模块具体用于：

选取满足式2滤波器，对所述目标像素点进行补偿处理，式2：

其中,ωc＝b+fm1，ω为选取的滤波器的频率,b为所述最大的蓝色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1所述目标像素点对应的多普勒频偏。

进一步地，当所述光波对应的频率变低时，则所述补偿模块具体用于：

获取小于所述速度阈值的相对移动速度对应的静止像素点的灰度信息；

基于所述灰度信息，从所述静止像素点中提取最大的红色通道值对应的静止像素点；

基于所述最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱和，所述目标像素点对应的多普勒频偏，对所述目标像素点进行补偿处理。

进一步地，当a小于90°时，则所述补偿模块具体用于：

选取满足式3滤波器，对所述目标像素点进行补偿处理，式3：

其中,ωc＝r+fm1，ω为选取的滤波器的频率，n为选取的滤波器的阶数,r为所述最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1所述目标像素点对应的多普勒频偏。

进一步地，当a大于90°时，则所述补偿模块具体用于：

选取满足式4滤波器，对所述目标像素点进行补偿处理，式4：

其中,ωc＝r-fm1，ω为选取的滤波器的频率,n为选取的滤波器的阶数,r为所述最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1所述目标像素点对应的多普勒频偏。

本发明实施例的有益效果在于，由于采用了获取图像中的每个像素点相对于拍摄装置的相对移动速度，获取每个像素点对应的多普勒频偏，将每个像素点对应的灰度值分别进行傅里叶频率变换处理，得到与每个像素点对应的频谱，将相对移动速度大于预设的速度阈值的像素点确定为目标像素点，根据多普勒频偏和频谱，对目标像素点进行补偿处理的技术方案，避免了现有技术中图像色彩容易失真的技术问题，实现了确保在高速运动的场景下，获取真实色彩的图像的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种图像处理系统的模块示意图；

附图标记：

1、获取模块；2、变换模块；3、确定模块；4、补偿模块。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明实施例提供了一种图像处理方法和系统。

根据本发明实施例的一个方面，本发明实施例提供了一种图像处理方法。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。

如图1所示，该方法包括：

s1：获取图像中的每个像素点相对于拍摄装置的相对移动速度。

可以理解的是，图像是由拍摄装置拍摄得到的。拍摄装置包括照相机，手机等能够进行获取图像的设备。当在高速运动的场景下对某物体进行拍照时，拍摄装置与物体之间会存在相对移动速度。

在该步骤中，可通过在拍摄装置上安装超声波收发装置，通过向被拍摄物体发射已知频率的超声波，接收被拍摄物体的反射波的频率，计算得到相对移动速度。

s2：获取每个像素点对应的多普勒频偏。

优选地，s2具体包括：

基于式1获取多普勒频偏fm，式1：

fm＝v1*cosa*f/v2；

其中，v1为相对移动速度，a为拍摄装置与被拍摄物体之间的夹角，f为拍摄装置的快门速度，v2为拍摄装置拍照时发射的光波的传输速度。

在该步骤中，可基于超声波发射波方向、相对移动速度以及拍摄装置的运动方向，得到拍摄装置与被拍摄物体之间的夹角。

s3：将每个像素点对应的灰度值分别进行傅里叶频率变换处理，得到与每个像素点对应的频谱。

如，先对图像进行模数转换处理，转换处理后会得到每个像素点的灰度值，再将每个像素点对应的灰度值进行傅里叶频率变换处理，从而得到每个像素点对应的频谱。具体地，灰度值包括r值(红色通道值)，g值，b值(蓝色通道值)。

s4：确定目标像素点，目标像素点为相对移动速度大于预设的速度阈值的像素点。

s5：根据多普勒频偏和频谱，对目标像素点进行补偿处理。

速度阈值可根据具体情况进行设定。速度阈值越小，需要进行补偿的像素点就越多，则补偿后的图像会更清晰。当然，速度阈值必然会大于0。

在一种可能实现的技术方案中，当光波对应的频率变高，即光波发生蓝移时，则s5具体包括：

s5-1：获取小于速度阈值的相对移动速度对应的静止像素点的灰度信息。

如果被拍摄物体相对拍摄装置是反向运动，且被拍摄物体在拍照装置的前方，但相对速度小于拍摄终端。则光线频率变高，则光波发生蓝移。

在该步骤中，当某个像素的相对移动速度小于速度阈值时，则说明该像素点相对是静止的，所以将该像素点定义为静止像素点，并获取该静止像素点的灰度信息。

s5-2：基于所述灰度信息，从静止像素点中提取最大的蓝色通道值对应的静止像素点。

如：共有m个静止像素点，每个静止像素点对有其对应的灰度信息，即每个静止像素点都会有其对应的蓝色通道值。则在m个蓝色通道值中提取最大的蓝色通道值，以便确定与最大的蓝色通道值对应的静止像素点。

s5-3：基于最大的蓝色通道值对应的静止像素点的频谱和，目标像素点对应的多普勒频偏，对目标像素点进行补偿处理。

优选地，s5-3具体包括：选取满足式2滤波器，对所述目标像素点进行补偿处理，式2：

其中,ωc＝b+fm1，ω为选取的滤波器的频率,b为最大的蓝色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1所述目标像素点对应的多普勒频偏。

在一种可能实现的技术方案中，当光波对应的频率变低，即光波发生红移时，则s5具体包括：

s5-11：获取小于速度阈值的相对移动速度对应的静止像素点的灰度信息。

s5-12：基于灰度信息，从静止像素点中提取最大的红色通道值对应的静止像素点；

s5-13：基于最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱和，目标像素点对应的多普勒频偏，对目标像素点进行补偿处理。

优选地，当a小于90°，即当被拍摄物体相对拍摄装置同向运动，且被拍摄物体的移动速度大于拍摄装置的移动速度，光线频率变低时，则s5-13具体包括：

选取满足式3滤波器，对目标像素点进行补偿处理，式3：

其中,ωc＝r+fm1，ω为选取的滤波器的频率，n为选取的滤波器的阶数,r为最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1所述目标像素点对应的多普勒频偏。

优选地，当a大于90°，即当被拍摄物体相对拍摄装置反向运动，且被拍摄物体的在拍摄装置的后方，光线频率变低时，则s5-13具体包括：

选取满足式4滤波器，对目标像素点进行补偿处理，式4：

其中,ωc＝r-fm1，ω为选取的滤波器的频率,n为选取的滤波器的阶数,r为最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1目标像素点对应的多普勒频偏。

关于n确定：在没有补偿前，选取静止像素点与被拍摄物体的频移点所对应的频谱中的10个频率高点，分别计算静止像素点与被拍摄物提的频移点的10个频率点对应的r,g,b平均值:记录为r2,g2,b2以及r3,g3,b3，再通过计算r2,g2,b2以及r3,g3,b3的差x来决定n，x越大n越大，x越小n越小(即差距越大，需要用越精细的滤波器滤波)。

可实现性论证：

目前高铁时速300km/h而gsm制式的电磁波频率900mhz，根据公式1最大多普勒频移为249hz。本实施例中的“航拍”指的是高速卫星或者火箭航拍而非日常理解的低空无人机低速航拍或者手机移动拍照，卫星移动速度7.9km/s，光速3*108m/s,现有技术光感频率8000次/s都很正常。得出多普勒频移为0.21hz。因此0.21/8000远大于249/900m，因此本实施例在现实中可实现。

根据本发明实施例的另一个方面，本发明实施例还提供了一种图像处理系统。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种图像处理系统的模块示意图。

如图2所示，该系统包括：获取模块，变换模块，确定模块，补偿模块，其中，获取模块用于：获取图像中的每个像素点相对于拍摄装置的相对移动速度，并获取每个像素点对应的多普勒频偏；

变换模块用于：将每个像素点对应的灰度值分别进行傅里叶频率变换处理，得到与每个像素点对应的频谱；

确定模块用于：确定目标像素点，目标像素点为相对移动速度大于预设的速度阈值的像素点；

补偿模块用于：根据多普勒频偏和频谱，对目标像素点进行补偿处理。

在一种可能实现的技术方案中，获取模块具体用于：

基于式1获取多普勒频偏fm，式1：

fm＝v1*cosa*f/v2；

其中，v1为相对移动速度，a为拍摄装置与被拍摄物体之间的夹角，f为拍摄装置的快门速度，v2为拍摄装置拍照时发射的光波的传输速度。

在一种可能实现的技术方案中，当光波对应的频率变高，即光波发生蓝移时，则补偿模块具体用于：

获取小于速度阈值的相对移动速度对应的静止像素点的灰度信息。

基于灰度信息，从静止像素点中提取最大的蓝色通道值对应的静止像素点。

基于最大的蓝色通道值对应的静止像素点的频谱和，目标像素点对应的多普勒频偏，对目标像素点进行补偿处理。

优选地，补偿模块具体用于：

选取满足式2滤波器，对目标像素点进行补偿处理，式2：

其中,ωc＝b+fm1，ω为选取的滤波器的频率,b为最大的蓝色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1目标像素点对应的多普勒频偏。

在一种可能实现的技术方案中，当光波对应的频率变低，即光波发生红移时，则补偿模块具体用于：

获取小于速度阈值的相对移动速度对应的静止像素点的灰度信息。

基于灰度信息，从静止像素点中提取最大的红色通道值对应的静止像素点。

基于最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱和，目标像素点对应的多普勒频偏，对目标像素点进行补偿处理。

优选地，当a小于90°时，则补偿模块具体用于：

选取满足式3滤波器，对目标像素点进行补偿处理，式3：

其中,ωc＝r+fm1，ω为选取的滤波器的频率，n为选取的滤波器的阶数,r为最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1目标像素点对应的多普勒频偏。

优选地，当a大于90°时，则补偿模块具体用于：

选取满足式4滤波器，对所述目标像素点进行补偿处理，式4：

其中,ωc＝r-fm1，ω为选取的滤波器的频率,n为选取的滤波器的阶数,r为最大的红色通道值对应的静止像素点的频谱，fm1目标像素点对应的多普勒频偏。

本发明实施例通过获取图像中的每个像素点相对于拍摄装置的相对移动速度，获取每个像素点对应的多普勒频偏，将每个像素点对应的灰度值分别进行傅里叶频率变换处理，得到与每个像素点对应的频谱，确定目标像素点，目标像素点为相对移动速度大于预设的速度阈值的像素点，根据多普勒频偏和频谱，对目标像素点进行补偿处理的技术方案，避免了现有技术中图像色彩容易失真的技术问题，实现了确保在高速运动的场景下，获取真实色彩的图像的技术效果。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

还应理解，在本发明各实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。