[发明专利]车载夜视图像的强光弱化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理方法，尤其是车载夜视图像的强光弱化方法。

背景技术

近年来，随着汽车工业的发展和公路的飞速扩展，汽车保有量迅速增加。据美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的统计，夜间行车比例在整个公路交通运输中只占四分之一，但发生的死亡事故却占了一半。究其原因，除了车况和驾驶技术的影响，夜晚视线不好是最主要的原因。如何提高驾驶员、乘客及第三方的安全，已成为近年来人们越来越关心的话题。

普通汽车前大灯近光灯的照射范围只有30米远，所以车灯光线没有直接照射到的地方，驾驶员很难看清楚或根本看不见。远光灯虽然可以改善这种状况，但由于影响逆向车道驾驶员的视线，只能在特定的情况下使用。车载红外夜视成像技术目前已成为保证夜间行车安全的关键因素之一，它能在夜间或低亮度条件下，将不可见辐射加以转变或将微弱的夜天光增强，成为人眼可以感受的可见光。常用的车载夜视技术有主动式红外夜视技术和被动式热成像技术。主动红外夜视图像具有图像清晰，对比度大，利于观察的特点。

主动式红外夜视技术存在的最大缺点在于当对面有强光尤其是对面汽车远光灯照射时，夜视图像中出现巨大光斑，驾驶员无法看清前方和周边环境。巨大光斑产生的原因主要是摄像采集系统的过度曝光和夜视图像增强算法对局部强光的过度增强，使强光范围得到进一步扩大，强光周边信息丢失，夜视系统无法清晰显示前方和周边信息。

发明内容

本发明的目的是为克服夜视图像增强算法对局部强光过度增强，使强光范围进一步扩大，强光周边信息丢失，夜视系统无法清晰显示前方周边信息的缺点，提供一种车载夜视图像的强光弱化方法，该方法通过精确检测定位图像强光源，并对强光源进行弱化处理，同时保持强光源与周边邻域的平滑过度，有效改变图像动态范围，彻底解决夜视图像增强算法对局部强光的过度增强，夜视图像强光周边信息丢失的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种车载夜视图像的强光弱化方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）高亮度区域提取；

（2）形态学腐蚀；

（3）灯光检测及圆心定位，其过程为：

（3.1）高亮像素点统计，通过图像中全部高亮像素点数量N判断是否进行强光弱化处理；

（3.2）随机点选择，得A点；

（3.3）水平方向搜索，得B、C点，取二者中点D点；

（3.4）垂直方向搜索，得E、F点，取二者中点O点；

（3.5）候选圆心计算和判断；

（4）灯光弱化。

所述步骤（3）中候选圆心满足以下条件：

|d1-d2|＜αmin﹝d1，d2﹞，

a＜αmin﹝d1，d2﹞＜b，

其中α为圆的不规则因子，a、b为候选圆心所在圆的半径，d1为B、O两点之间距离，d2为E、O两点之间距离。

所述步骤（4）中灯光弱化采用全局弱化，灯光弱化映射函数为：

其中（u₀,v₀）为图像灯光圆心，δ为尺度因子，β为强光弱化因子，β的取值范围为0<β＜1。

通过该方法处理后得到的夜视图像动态范围明显改善，高亮区域得到明显弱化，夜视图像中的光斑消失或明显弱化，强光周边信息清楚，夜视系统能够清晰显示前方和周边信息，驾驶员可以看清前方和周边环境。

附图说明

图1为本发明所述车载夜视图像的强光弱化方法的圆心定位示意图。

图2为灯光弱化映射函数图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步说明：

本发明所提供的车载夜视图像的强光弱化方法包括如下的各个步骤:

1.高亮度区域提取：通过夜视图像采集实验可以得到，对面强光，尤其是对面汽车远光灯的灰度为255。设置阈值为255，对低于阈值的区域置0，对高于阈值的区域，即高亮度区域置255。

2.形态学腐蚀：经步骤（1）处理后，图像中存在灯光区域和部分源图像照射到地面所形成的高亮区域以及部分孤立高亮像素点。由于灯光散射影响，在灯光周围会产生不规则的高亮像素线或点集。经形态学腐蚀操作，可以消除图像中孤立高亮像素点和灯光周围散射的点线形像素，使灯光圆心定位更加精确。