[发明专利]一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接的系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理和视频处理领域，属于多路摄像头视频拼接之前的减小亮度和色偏 范畴，尤其涉及一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接的系统。

背景技术

随着当今多媒体技术的飞速发展，使用数码相机、摄像机、手机等设备来获取视频和 图像信息越来越广泛，然而人们时常需要获得宽视角、大场景的全景图像满足特定应用，这 些设备无法满足获得宽视角视频的需求。一些硬件设备如鱼眼镜头和广角镜头虽然可以获得 全景图像，但是这些设备价格昂贵，不适合广泛应用。视频拼接技术是将多路视频采集设备 采集到的视频序列，拼接合成一路宽景甚至全景的视频，这是一种基于图像配准算法的实时 视频处理技术，这种方法可以提高人们对事物和场景的辨别、感知和监控能力，能够广泛应 用与多个领域。

然而在实际环境中，由于摄像头所处的位置不同，导致其周围光照情况互不相同，得到 的视频中色彩和亮度也互不相同，这使得拼接后得到的视频会出现空间上亮度和色彩不自然 的现象，甚至在两幅图像拼接处出现缝隙，为了解决这个问题，需要在配准之前对多路视频 进行亮度和色彩校正，通常采用白平衡算法对视频进行预处理。

图像的亮度可以由YUV格式中的Y分量表征，Y分量的平均值越大，图像整体亮度越高， 而色彩校正需要将输入YUV格式转换为RGB格式，因此系统采用了简单的线性亮度调整算法 先进行亮度调整，再对调整完的图像进行色彩校正。

近年来，针对图像色彩恒常性问题，研究者们提出了很多算法，如经典的灰度世界算法、 完美反射算法等，JoostvandeWeijer和TheoGevers等提出一种基于灰度边缘(gray-edge) 的白平衡理论和算法，该方法在传统的灰度世界算法理论的基础上，提出图像的边缘差分的 平均值是无色偏的假设，即在一般自然图像中，如果有足够多的颜色，那么它们差分图像的 平均值是一个常量。该算法能够产生比传统灰度世界等算法更好的效果，但是计算量也相对 复杂。通常白平衡算法是为了还原图像的色彩，消除色偏，使图像更接近人眼的习惯，而我 们为了满足拼接的需要，必须调整其中一路视频的RGB通道值，使之与另一路更接近，这可 以通过改进算法的解决。

由于视频预处理的目的是使得多路视频亮度和色彩相近，如何在综合考虑SoC系统对拼 接质量和效果需求下，提出一种改进型的视频拼接系统，并在此基础上实现两路视频间的亮 度和色彩一致性调整，然后根据调整后的视频帧完成拼接融合操作，还存在很多需要解决的 问题。(1)需要性能优化的算法，使得运算速度能够提高。(2)以其中一路为参考，调整另 一路的亮度分量使之与参考帧亮度相同(3)灰度边缘白平衡算法能够将图像的RGB三个通道 的值修正的更加接近平均值，但要使得多路视频之间色彩相近，不能让每路视频的色彩修正 值接近各自的平均值，而需要选择其中一路作为参考，修正其它各路视频的RGB通道值尽可 能的接近该参考帧的值。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接 的系统，该系统及方法是对视频拼接SoC系统中，选择其中一路视频图像作为参考帧，基于 灰度边缘的白平衡算法和线性亮度调整算法，对输入目标帧进行预处理，提出一种调整多路 输入视频使它们色彩和亮度保持一致的方法，从而使得拼接融合后的图像色彩和明暗变换更 加均匀和自然。

为了解决现有技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接的系统，包括：图像采集模块接收两路的YUV 格式视频信号，并将一路作为目标帧和另一路为参考帧发送给数据同步模块；所述数据同步 模块将目标帧和参考帧场的行场信号和像素时钟信号同步向系统提供所需的时钟域，同时对 两路视频进行相位同步；

如果需要对图像进行基础参数计算时，则令数据处理核Cal_en＝1；存储器中存入两路视 频各一帧的Y分量的数据和RGB格式的数据，启动数据处理核根据存储器中的数据计算色彩 增益参数r、g、b和均值差参数D以及拼接仿射参数；所述数据处理核将参数r、g、b发 送给目标色调调整模块，所述数据处理核将均值差参数D发送亮度调整模块，同时所述数据 处理核还将仿射参数发送给视频融合模块；