[发明专利]识别可变照明条件下反射物体的方法和执行该方法的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于识别处于可变照明条件下的反射物体的方法，以及一种用于执行该方法的系统，这允许通过在高度可变照明条件下用摄像机捕获图像来识别物体。

背景技术

现有技术中常见的是通过用至少一个摄像机捕获和处理所获得的反射物体的图像来识别处于可变照明条件下的反射物体的方法。

在可变照明条件下，好的图像质量时通过适当地适配镜头的参数(例如镜头孔径和/或曝光时间)来实现的。通常，在CCD型摄像机中，镜头始终保持打开，并且曝光是通过控制摄像机读取时间和像素刷新率来控制的。

然而，当待要识别的物体(例如车辆牌照或人脸)处于运动中时，这一适配的速度不足以及时捕获待要识别的物体。

一种公知的解决方案包括：基于正在捕获的场景的亮度测量值来自动确定用于捕获的最佳参数。

这一方法已被摄影行业广泛接受，但它在使用所谓的人造视觉系统来自动分析图像时具有限制。

在这样的情况中，用于捕获该场景的图像的理想参数对于该图像的分析并非一定有用。

具体而言，当针对该应用的所关注的物体或区域具有非常不同于该场景的平均亮度的照明条件时，它们是不适合的。

尽管存在旨在制造具有宽动态范围的图像传感器的技术途径，但它们的目标一般是获得该场景的最佳图像，而并不试图在所有情况下都以高质量显示所关注的物体。

要想针对一个物体确定一个场景的理想曝光时间，仅知道环境亮度是不够的，给定该理想曝光时间取决于下列参数：

-该场景的环境亮度，其取决于光源以及在该场景的其他要素上的反射；

-光源的位置，例如太阳的位置；和/或

-该物体的反射系数，其在深暗物体和光亮物体之间非常不同。

已提出了多种解决方案来解决这一问题，这些解决方案通常包括应用包括了如下阶段的方法：

-预测能够影响所获得的图像的质量的照明条件；

-把摄像机的曝光时间和/或孔径适配到所预测的照明条件；

-使用摄像机来获得该反射物体的至少一个图像；

用于随后的处理以识别所搜寻的物体。

通常，如果该系统的响应速度(换言之，对图像的捕获和处理)要求允许，则对照明范围做出假设，以用不同的曝光时间来捕获多个图像，使得然后自动选择那些提供了待要识别的物体的最多信息的图像。

然而，由于高速移动的物体上的太阳光反射的极端变化(从城间公路上夜晚时的全黑，到夏天中午时的高强度辐射)，新应用(尤其是户外应用)提出了挑战。

而且，光的这一可变性的局限在于，实际上不可能针对平均照明测量值来正确地适配摄像机的参数。

为了解决这一问题，已经基于试图预测牌照上的光反射条件的智能传感器，或者使用环境光传感器的系统，提出了解决方案。

这些预测系统还可以包括多曝光系统，所述多曝光系统使用高速图像捕获摄像机。

在申请人已经开发出的这些系统中，存在连接至高速百万像素摄像机的FPGA器件。这两个元件的组合允许，针对例如四个曝光时间的组，在一千的区域中捕获并分析大量图像。

这一多曝光途径提供了同一场景的具有不同曝光参数的大量图像，从物体识别的观点从中选择最佳样本。

这一多曝光技术可以与前述预测技术相结合，以确定摄像机参数，例如选择一组曝光时间及提高获得高质量图像的机会，以识别物体。

然而，尽管存在这一现有范围选择，申请人已经能够证实，使用可用的技术，最大数目物体的识别尚不理想，因此有必要对现有技术进行改进。

发明内容

为此，本发明通过如下方法来解决该问题：以不同曝光时间高速捕获多个图像及使用图像分析算法在所有图像中搜寻物体，以最终构建一个新图像，在该新图像中所有所关注的物体都以最佳方式可见以供应用。

具体地，本发明通过如下方法实现所提出的目标，所述方法用于通过用至少一个摄像机捕获和处理所获得的反射物体的图像来识别处在可变照明条件下的反射物体，所述方法包括下列步骤：

-预测能够影响所获得的图像的质量的照明条件；

-把所述摄像机的曝光时间和/或孔径适配到所预测的照明条件；

-使用所述摄像机来获得所述反射物体的至少一个图像；

所述方法的特征在于，预测能够影响所获得的图像的质量的照明条件包括下列子步骤：

-确定所述摄像机镜头的方向的方位角；

-确定所述摄像机的地理位置；