CN105407296B - 实时视频增强方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实时视频增强方法和装置。所述方法包括以下步骤：获取图像当前帧的平均亮度；判断所述平均亮度是否小于亮度阈值，若是，则获取当前帧的兴趣区域的像素范围，根据所述当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线，并根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线，以及根据所述当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线得到当前帧的第二增强曲线，根据所述第二增强曲线调整当前帧；若否，则结束。上述实时视频增强方法和装置，避免了图像过度增强，防止了图像失真。

Description

实时视频增强方法和装置

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别是涉及一种实时视频增强方法和装置。

背景技术

目前绝大多数智能手机都已经具有视频拍摄功能，由于受镜头和成本限制，导致单像素上的光通量较小，尤其室内场景光照不足或者低照度的情况下，部分手机曝光不足导致视频明显偏暗，限制了视频通话的使用。通过视频增强处理，可以有效的改善此类场景下的视频效果，提升客户的主观感受，从而扩大视频通话的应用场景。

传统的视频增强技术主要是借鉴图像增强，例如直方图均衡方式，增强曲线为图像的概率累积分布函数，能最大程度的拉伸整个图像的对比度，由于暗场景的图像的直方图存在高峰，经过直方图均衡处理后，导致图像过度增强，从而使得图像失真。

发明内容

基于此，有必要针对传统的视频增强技术中容易导致图像过度增强，使得图像失真的问题，提供一种实时视频增强方法，能避免图像过度增强，防止图像失真。

此外，还有必要提供一种实时视频增强装置，能避免图像过度增强，防止图像失真。

一种实时视频增强方法，包括以下步骤：

获取图像当前帧的平均亮度；

判断所述平均亮度是否小于亮度阈值，若是，则获取当前帧的兴趣区域的像素范围，根据所述当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线，并根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线，以及根据所述当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线得到当前帧的第二增强曲线，根据所述第二增强曲线调整当前帧；若否，则结束。

一种实时视频增强装置，包括：

获取模块，用于获取图像当前帧的平均亮度；

判断模块，用于判断所述平均亮度是否小于亮度阈值，若是，处理模块用于获取当前帧的兴趣区域的像素范围，根据所述当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线，并根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线，以及根据所述当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线得到当前帧的第二增强曲线，根据所述第二增强曲线调整当前帧；若否，则结束。

上述实时视频增强方法和装置，判断出当前帧的平均亮度小于亮度阈值，获取当前帧的兴趣区域的像素范围，得到局部增强曲线，根据平均亮度获取对应的第一增强曲线，根据第一增强曲线和局部增强曲线得到当前帧的第二增强曲线，根据第二增强曲线调整当前帧，采用第一增强曲线和局部增强曲线进行综合处理，避免了图像过度增强，防止了图像失真。

附图说明

图1为一个实施例中实时视频增强方法的应用环境示意图；

图2为一个实施例中图1中的终端的内部结构示意图；

图3为一个实施例中实时视频增强方法的流程图；

图4为一个实施例中根据该当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线的步骤的具体流程图；

图5为按照场景的由暗到亮设计的多组第一增强曲线的示意图；

图6为另一个实施例中实时视频增强方法的流程图；

图7为一个实施例中实时视频增强装置的结构框图；

图8为另一个实施例中实时视频增强装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一个实施例中实时视频增强方法的应用环境示意图。该应用环境可包括一个或多个终端。该实时视频增强方法可应用于一个终端的视频拍摄功能中的视频增强处理或实时流媒体服务中的视频增强处理，也可应用于多个终端之间进行实时视频通话中视频的增强处理。图1是以两个终端进行实时视频通话的应用环境，仅为示例，不限于此。在其他实施例中，多个终端之间也可通过服务器传输数据。

图2为一个实施例中图1中的终端的内部结构示意图。如图2所示，该终端包括通过系统总线连接的处理器、存储介质、内存、网络接口、声音采集装置、显示屏、扬声器和输入装置。其中，终端的存储介质存储有操作系统，还包括一种实时视频增强装置，该实时视频增强装置用于实现一种实时视频增强方法。该处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个终端的运行。终端中的内存为存储介质中的实时视频增强装置的运行提供环境，网络接口用于与服务器或其他终端进行网络通信，如发送数据至服务器或终端，接收服务器或终端返回的数据等。终端的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏等，输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是终端外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，也可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。该终端可以是手机、平板电脑或者个人数字助理。本领域技术人员可以理解，图2中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的终端的限定，具体的终端可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

图3为一个实施例中实时视频增强方法的流程图。如图3所示，一种实时视频增强方法，包括以下步骤：

步骤302，获取图像当前帧的平均亮度。

具体地，获取实时视频的图像，再获取图像当前帧中各个像素点的亮度值，然后计算各个像素点的亮度值的平均值得到图像当前帧的平均亮度。

步骤304，判断该平均亮度是否小于亮度阈值，若是，则执行步骤306。若否，则结束。

具体地，因场景偏暗时整个图像平均像素值比较低。一般取最亮值的1/3作为亮度阈值，平均亮度低于亮度阈值，则认为图像偏暗，需要对该图像进行增强处理，当平均亮度大于或等于亮度阈值，则不需增强处理。

步骤306，获取当前帧的兴趣区域的像素范围，根据该当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线。

具体地，当前帧的兴趣区域的像素范围的上限是大于像素上限的像素总数小于等于总像素的第一预设百分比，像素范围的下限是小于像素下限的像素总数小于等于总像素数的第二预设百分比。第一预设百分比和第二预设百分比可根据需要调整，本实施例中，第一预设百分比和第二预设百分比均为百分之一。

例如，在YUV空间进行，将亮度分量Y和色度分量UV分开，只对Y分量进行处理，保持UV颜色信息。图像灰度的取值范围为[0,255]。当前帧的兴趣区域的像素范围为[T_low,T_high]。设当前帧像素数为pixNum，计算当前帧的灰度直方图Hist，像素范围下限T_low及上限T_high满足：

公式(1)

公式(2)

在一个实施例中，如图4所示，根据该当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线的步骤包括：

步骤402，对该当前帧的兴趣区域的像素范围调整得到像素映射范围。

具体地，兴趣区域是根据具体的应用场景设定的，例如在视频通话场景中，兴趣区域为人脸。

当当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差小于预设值，则像素映射范围的上限值为当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值的预设百分比，则像素映射范围的下限值为当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值的预设百分比。

当当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差大于或等于预设值，则像素映射范围的上限值为255，则像素映射范围的下限值为0。

具体地，确定像素映射范围[T′_low,T′_high]。如果像素动态范围过小，直接映射到[0，255]会出现过增强，因此需要调整像素映射范围。

公式(3)

公式(4)

当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值的预设百分比和当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值的预设百分比可根据需要设定，如上述均为0.5，即50％。

步骤404，将该当前帧的兴趣区域的像素范围映射到对应的像素映射范围得到当前帧的局部增强曲线。

具体地，步骤404包括：获取像素映射范围的上限值与下限值之差与当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差的比值；将当前帧的兴趣区域的像素范围中各个值与当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值之差乘以比值，再加上当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值，得到当前帧的局部增强曲线。

将[T_low，T_high]像素范围的像素均匀映射到像素映射范围[T′_low，T′_high]，得到当前帧的局部增强曲线L1。

L1(i)＝(T′_high-T′_low)/(T_high-T_low)*(i-T_low)+T_low；i∈[T_low,T_high] 公式(5)

步骤308，根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线。

具体地，首先建立亮度范围与第一增强曲线的映射关系。第一增强曲线需要提高暗像素的对比度，压制亮像素的对比度。第一增强曲线在暗区域像素值斜率大于1，在亮区域像素值斜率小于1。暗区域一般是指图像像素值小于最亮值的三分之一的区域。亮区域是指图像像素值大于最亮值的三分之二的区域。最亮值是指最高像素值，例如以8位存储的像素值，其最高像素值为255。对比度是指当前像素和周围像素之间的差值大小。第一增强曲线是一个映射函数，横坐标表示当前像素值x，纵坐标表示映射后的像素值L(x)。暗区域的像素经过第一增强曲线映射后，其对比度增加，亮区域的对比度会减小。例如，对于某个像素，假设其对比度为k*(x₀-x₁)，则经过映射后，其对比度为k*(L(x₀)-L(x₁))。对于非常近的两个像素点，可以近似为k*L*(x₀-x₁)。对于暗区域L>1，对比度增加；对于亮区域L<1，对比度降低。

为每个亮度范围配置一组第一增强曲线。第一增强曲线是根据大量视频统计得到的经验值。

图5为按照场景的由暗到亮设计的多组第一增强曲线的示意图。如图5所示，图像平均亮度越暗，增强曲线在暗区域的斜率越大，在亮区域的斜率越小。图5中由下到上的第一增强曲线所对应的图像的平均亮度逐渐增大。设计多组第一增强曲线，在视频亮度发生改变时可以平滑切换。

根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线的步骤包括：根据该当前帧的平均亮度从该亮度范围与第一增强曲线的映射关系中获取当前帧对应的第一增强曲线。

具体地，将当前帧的平均亮度与亮度范围比较，确定当前帧的平均亮度所处的亮度范围，再根据亮度范围与第一增强曲线的映射关系查找到对应的第一增强曲线L0。

步骤310，根据该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线得到当前帧的第二增强曲线。

具体地，将该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线求取算术平均或加权平均得到当前帧的第二增强曲线。

将该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线求取算术平均的公式为L2＝(L0+L1)/2。L2为第二增强曲线。

将该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线求取加权平均的公式为L2＝(aL0+bL1)/(a+b)，其中，a和b为正数。

步骤312，根据该第二增强曲线调整当前帧。

具体地，第二增强曲线的横坐标为当前帧中像素点的当前像素值，纵坐标为当前帧中像素点调整后的像素值。

上述实时视频增强方法，判断出当前帧的平均亮度小于亮度阈值，获取当前帧的兴趣区域的像素范围，得到局部增强曲线，根据平均亮度获取对应的第一增强曲线，根据第一增强曲线和局部增强曲线得到当前帧的第二增强曲线，根据第二增强曲线调整当前帧，采用第一增强曲线和局部增强曲线进行综合处理，避免了图像过度增强，防止了图像失真。且计算量非常小，不需要额外的存储空间，适合实时视频增强处理。

图6为另一个实施例中实时视频增强方法的流程图。如图6所示，一种实时视频增强方法，包括以下步骤：

步骤602，获取图像当前帧的平均亮度。

具体地，获取图像当前帧中各个像素点的亮度值，然后计算各个像素点的亮度值的平均值得到图像当前帧的平均亮度。

步骤604，判断该平均亮度是否小于亮度阈值，若是，则执行步骤306，若否，则结束。

具体地，因场景偏暗时整个图像平均像素值比较低。一般取最亮值的1/3作为亮度阈值，平均亮度低于亮度阈值，则认为图像偏暗，需要对该图像进行增强处理，当平均亮度大于或等于亮度阈值，则不需增强处理。

步骤606，获取当前帧的兴趣区域的像素范围，根据该当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线。

具体地，当前帧的兴趣区域的像素范围的上限是大于像素上限的像素总数小于等于总像素的第一预设百分比，像素范围的下限是小于像素下限的像素总数小于等于总像素数的第二预设百分比。第一预设百分比和第二预设百分比可根据需要调整，本实施例中，第一预设百分比和第二预设百分比均为百分之一。

例如，在YUV空间进行，将亮度分量Y和色度分量UV分开，只对Y分量进行处理，保持UV颜色信息。图像灰度的取值范围为[0,255]。当前帧的兴趣区域的像素范围为[T_low,T_high]。设当前帧像素数为pixNum，计算当前帧的灰度直方图Hist，像素范围下限T_low及上限T_high满足：

公式(1)

公式(2)

根据该当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线的步骤包括：对该当前帧的兴趣区域的像素范围调整得到像素映射范围；将该当前帧的兴趣区域的像素范围映射到对应的像素映射范围得到当前帧的局部增强曲线。

对该当前帧的兴趣区域的像素范围调整，得到像素映射范围的步骤包括：当当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差小于预设值，则像素映射范围的上限值为当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值的预设百分比，则像素映射范围的下限值为当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值的预设百分比。

当当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差大于或等于预设值，则像素映射范围的上限值为255，则像素映射范围的下限值为0。

具体地，确定像素映射范围[T′_low,T′_high]。如果像素动态范围过小，直接映射到[0，255]会出现过增强，因此需要调整像素映射范围。

公式(3)

公式(4)

当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值的预设百分比和当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值的预设百分比可根据需要设定，如上述均为0.5，即50％。

将该当前帧的兴趣区域的像素范围映射到对应的像素映射范围得到当前帧的局部增强曲线的步骤包括：获取像素映射范围的上限值与下限值之差与当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差的比值；将当前帧的兴趣区域的像素范围中各个值与当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值之差乘以比值，再加上当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值，得到当前帧的局部增强曲线。

将[T_low，T_high]像素范围的像素均匀映射到像素映射范围[T′_low，T′_high]，得到当前帧的局部增强曲线L1。

L1(i)＝(T′_high-T′_low)/(T_high-T_low)*(i-T_low)+T_low；i∈[T_low,T_high] 公式(5)

步骤608，判断是否场景未改变且前一帧增强曲线存在，若是，则执行步骤610，若否，则执行步骤612。

具体地，判断是否场景未改变，可通过获取当前帧的平均亮度，将当前帧的平均亮度与前一帧或前几帧的平均亮度比较，若当前帧的平均亮度与前一帧的平均亮度小于误差阈值，则认为场景未改变，若大于或等于误差阈值，则认为场景改变。例如，前一帧的平均亮度为120，当前帧的平均亮度为121，误差阈值为4，则当前帧与前一帧的平均亮度之差为1，小于误差阈值，则认为场景未改变。

步骤610，获取前一帧的第二增强曲线，将该前一帧的第二增强曲线作为该当前帧的第二增强曲线，然后执行步骤616。

步骤612，根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线，再执行步骤614。

具体地，首先建立亮度范围与第一增强曲线的映射关系。第一增强曲线需要提高暗像素的对比度，压制亮像素的对比度。第一增强曲线在暗区域像素值斜率大于1，在亮区域像素值斜率小于1。暗区域一般是指图像像素值小于最亮值的三分之一的区域。亮区域是指图像像素值大于最亮值的三分之二的区域。最亮值是指最高像素值，例如以8位存储的像素值，其最高像素值为255。对比度是指当前像素和周围像素之间的差值大小。第一增强曲线是一个映射函数，横坐标表示当前像素值x，纵坐标表示映射后的像素值L(x)。暗区域的像素经过第一增强曲线映射后，其对比度增加，亮区域的对比度会减小。例如，对于某个像素，假设其对比度为k*(x₀-x₁)，则经过映射后，其对比度为k*(L(x₀)-L(x₁))。对于非常近的两个像素点，可以近似为k*L*(x₀-x₁)。对于暗区域L>1，对比度增加；对于亮区域L<1，对比度降低。

为每个亮度范围配置一组第一增强曲线。第一增强曲线是根据大量视频统计得到的经验值。

根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线的步骤包括：根据该当前帧的平均亮度从该亮度范围与第一增强曲线的映射关系中获取当前帧对应的第一增强曲线。

具体地，将当前帧的平均亮度与亮度范围比较，确定当前帧的平均亮度所处的亮度范围，再根据亮度范围与第一增强曲线的映射关系查找到对应的第一增强曲线L0。

步骤614，根据该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线得到当前帧的第二增强曲线。

具体地，将该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线求取算术平均或加权平均得到当前帧的第二增强曲线。

将该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线求取算术平均的公式为L2＝(L0+L1)/2。L2为第二增强曲线。

将该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线求取加权平均的公式为L2＝(aL0+bL1)/(a+b)，其中，a和b为正数。

步骤616，根据该第二增强曲线调整当前帧。

具体地，第二增强曲线的横坐标为当前帧中像素点的当前像素值，纵坐标为当前帧中像素点调整后的像素值。

上述实时视频增强方法，判断出当前帧的平均亮度小于亮度阈值，获取当前帧的兴趣区域的像素范围，得到局部增强曲线，根据平均亮度获取对应的第一增强曲线，根据第一增强曲线和局部增强曲线得到当前帧的第二增强曲线，根据第二增强曲线调整当前帧，采用第一增强曲线和局部增强曲线进行综合处理，避免了图像过度增强，防止了图像失真；计算量非常小，不需要额外的存储空间，适合实时视频增强处理；场景未改变且前一帧存在第二增强曲线时，将当前帧也采用前一帧的第二增强曲线调整，进一步节省了计算量，且大大减少切换次数，使得处理后的相邻帧更加自然，不会出现闪烁。

图7为一个实施例中实时视频增强装置的结构框图。如图7所示，一种实时视频增强装置，包括获取模块710、判断模块720和处理模块730。其中：

获取模块710用于获取图像当前帧的平均亮度。具体地，获取图像当前帧中各个像素点的亮度值，然后计算各个像素点的亮度值的平均值得到图像当前帧的平均亮度。

判断模块720用于判断该平均亮度是否小于亮度阈值，若是，处理模块730用于获取当前帧的兴趣区域的像素范围，根据该当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线，并根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线，以及根据该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线得到当前帧的第二增强曲线，根据该第二增强曲线调整当前帧；若否，则结束。

具体地，因场景偏暗时整个图像平均像素值比较低。一般取最亮值的1/3作为亮度阈值，平均亮度低于亮度阈值，则认为图像偏暗，需要对该图像进行增强处理，当平均亮度大于或等于亮度阈值，则不需增强处理。

当前帧的兴趣区域的像素范围的上限是大于像素上限的像素总数小于等于总像素的第一预设百分比，像素范围的下限是小于像素下限的像素总数小于等于总像素数的第二预设百分比。第一预设百分比和第二预设百分比可根据需要调整，本实施例中，第一预设百分比和第二预设百分比均为百分之一，不限于此。

例如，在YUV空间进行，将亮度分量Y和色度分量UV分开，只对Y分量进行处理，保持UV颜色信息。图像灰度的取值范围为[0,255]。当前帧的兴趣区域的像素范围为[T_low,T_high]。设当前帧像素数为pixNum，计算当前帧的灰度直方图Hist，像素范围下限T_low及上限T_high满足：

公式(1)

公式(2)

处理模块730还用于对该当前帧的兴趣区域的像素范围调整得到像素映射范围；以及将该当前帧的兴趣区域的像素范围映射到对应的像素映射范围得到当前帧的局部增强曲线。

具体地，兴趣区域是根据具体的应用场景设定的，例如在视频通话场景中，兴趣区域为人脸。

当当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差小于预设值，则像素映射范围的上限值为当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值的预设百分比，则像素映射范围的下限值为当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值的预设百分比。

当当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差大于或等于预设值，则像素映射范围的上限值为255，则像素映射范围的下限值为0。

具体地，确定像素映射范围[T′_low,T′_high]。如果像素动态范围过小，直接映射到[0，255]会出现过增强，因此需要调整像素映射范围。

公式(3)

公式(4)

当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值的预设百分比和当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值的预设百分比可根据需要设定，如上述均为0.5，即50％。

处理模块730还用于获取像素映射范围的上限值与下限值之差与当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差的比值；将当前帧的兴趣区域的像素范围中各个值与当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值之差乘以比值，再加上当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值，得到当前帧的局部增强曲线。

将[T_low，T_high]像素范围的像素均匀映射到像素映射范围[T′_low，T′_high]，得到当前帧的局部增强曲线L1。

L1(i)＝(T′_high-T′_low)/(T_high-T_low)*(i-T_low)+T_low；i∈[T_low,T_high] 公式(5)

首先建立亮度范围与第一增强曲线的映射关系。第一增强曲线需要提高暗像素的对比度，压制亮像素的对比度。第一增强曲线在暗区域像素值斜率大于1，在亮区域像素值斜率小于1。暗区域一般是指图像像素值小于最亮值的三分之一的区域。亮区域是指图像像素值大于最亮值的三分之二的区域。

最亮值是指最高像素值，例如以8位存储的像素值，其最高像素值为255。对比度是指当前像素和周围像素之间的差值大小。第一增强曲线是一个映射函数，横坐标表示当前像素值x，纵坐标表示映射后的像素值L(x)。暗区域的像素经过第一增强曲线映射后，其对比度增加，亮区域的对比度会减小。例如，对于某个像素，假设其对比度为k*(x₀-x₁)，则经过映射后，其对比度为k*(L(x₀)-L(x₁))。对于非常近的两个像素点，可以近似为k*L*(x₀-x₁)。对于暗区域L>1，对比度增加；对于亮区域L<1，对比度降低。

为每个亮度范围配置一组第一增强曲线。第一增强曲线是根据大量视频统计得到的经验值。

处理模块730根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线包括：根据该当前帧的平均亮度从该亮度范围与第一增强曲线的映射关系中获取当前帧对应的第一增强曲线。

具体地，将当前帧的平均亮度与亮度范围比较，确定当前帧的平均亮度所处的亮度范围，再根据亮度范围与第一增强曲线的映射关系查找到对应的第一增强曲线L0。

将该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线求取算术平均或加权平均得到当前帧的第二增强曲线。

将该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线求取算术平均的公式为L2＝(L0+L1)/2。L2为第二增强曲线。

将该当前帧的局部增强曲线和当前帧的第一增强曲线求取加权平均的公式为L2＝(aL0+bL1)/(a+b)，其中，a和b为正数。

第二增强曲线的横坐标为当前帧中像素点的当前像素值，纵坐标为当前帧中像素点调整后的像素值。

上述实时视频增强装置，判断出当前帧的平均亮度小于亮度阈值，获取当前帧的兴趣区域的像素范围，得到局部增强曲线，根据平均亮度获取对应的第一增强曲线，根据第一增强曲线和局部增强曲线得到当前帧的第二增强曲线，根据第二增强曲线调整当前帧，采用第一增强曲线和局部增强曲线进行综合处理，避免了图像过度增强，防止了图像失真。且计算量非常小，不需要额外的存储空间，适合实时视频增强处理。

在一个实施例中，判断模块720还用于在根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线之前，判断是否场景未改变且前一帧增强曲线存在；

若是，则该处理模块730还用于获取前一帧的第二增强曲线，将该前一帧的第二增强曲线作为该当前帧的第二增强曲线；

若否，则该处理模块730根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线。

上述实时视频增强装置，判断出当前帧的平均亮度小于亮度阈值，获取当前帧的兴趣区域的像素范围，得到局部增强曲线，根据平均亮度获取对应的第一增强曲线，根据第一增强曲线和局部增强曲线得到当前帧的第二增强曲线，根据第二增强曲线调整当前帧，采用第一增强曲线和局部增强曲线进行综合处理，避免了图像过度增强，防止了图像失真；计算量非常小，不需要额外的存储空间，适合实时视频增强处理；场景未改变且前一帧存在第二增强曲线时，将当前帧也采用前一帧的第二增强曲线调整，进一步节省了计算量，且大大减少切换次数，使得处理后的相邻帧更加自然，不会出现闪烁。

图8为另一个实施例中实时视频增强装置的结构框图。如图8所示，一种实时视频增强装置，除了包括获取模块710、判断模块720和处理模块730，还包括关系建立模块740。其中：

关系建立模块740用于建立亮度范围与第一增强曲线的映射关系。为每个亮度范围配置一组第一增强曲线。第一增强曲线是根据大量视频统计得到的经验值。

处理模块730还用于根据该当前帧的平均亮度从该亮度范围与第一增强曲线的映射关系中获取当前帧对应的第一增强曲线。

具体地，将当前帧的平均亮度与亮度范围比较，确定当前帧的平均亮度所处的亮度范围，再根据亮度范围与第一增强曲线的映射关系查找到对应的第一增强曲线L0。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种实时视频增强方法，包括以下步骤：

获取图像当前帧的平均亮度；

判断所述平均亮度是否小于亮度阈值；

若是，则获取当前帧的兴趣区域的像素范围，根据所述当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线，并根据所述当前帧的平均亮度从亮度范围与第一增强曲线的映射关系中获取当前帧对应的第一增强曲线，以及

将所述当前帧的局部增强曲线和所述当前帧的第一增强曲线求取算术平均或加权平均得到当前帧的第二增强曲线，根据所述第二增强曲线调整当前帧；

其中，所述第一增强曲线用于增强暗区域的像素的对比度、弱化亮区域的像素的对比度，且所述第一增强曲线在所述暗区域像素值斜率大于1，在所述亮区域像素值斜率小于1；所述对比度为当前像素和周围像素之间的差值，所述暗区域是指图像像素值小于最高像素值的三分之一的区域，所述亮区域是指图像像素值大于所述最高像素值的三分之二的区域；

若否，则结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线之前，所述方法还包括：

判断是否场景未改变且前一帧增强曲线存在；

若是，则获取前一帧的第二增强曲线，将所述前一帧的第二增强曲线作为所述当前帧的第二增强曲线；

若否，则根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

建立亮度范围与第一增强曲线的映射关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线的步骤包括：

当当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差小于预设值，则像素映射范围的上限值为当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值的预设百分比，则像素映射范围的下限值为当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值的预设百分比；

当当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差大于或等于预设值，则像素映射范围的上限值为255，则像素映射范围的下限值为0；

将所述当前帧的兴趣区域的像素范围映射到对应的像素映射范围得到当前帧的局部增强曲线；所述局部增强曲线为单调函数对应的曲线。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述当前帧的兴趣区域的像素范围映射到对应的像素映射范围得到当前帧的局部增强曲线的步骤包括：

获取像素映射范围的上限值与下限值之差与当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差的比值；

将当前帧的兴趣区域的像素范围中各个值与当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值之差乘以比值，再加上当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值，得到当前帧的局部增强曲线。

6.一种实时视频增强装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取图像当前帧的平均亮度；

判断模块，用于判断所述平均亮度是否小于亮度阈值，若是，处理模块用于获取当前帧的兴趣区域的像素范围，根据所述当前帧的兴趣区域的像素范围得到当前帧的局部增强曲线，并根据所述当前帧的平均亮度从亮度范围与第一增强曲线的映射关系中获取当前帧对应的第一增强曲线，以及将所述当前帧的局部增强曲线和所述当前帧的第一增强曲线求取算术平均或加权平均得到当前帧的第二增强曲线，根据所述第二增强曲线调整当前帧；

其中，所述第一增强曲线用于增强暗区域的像素的对比度、弱化亮区域的像素的对比度，且所述第一增强曲线在所述暗区域像素值斜率大于1，在所述亮区域像素值斜率小于1；所述对比度为当前像素和周围像素之间的差值，所述暗区域是指图像像素值小于最高像素值的三分之一的区域，所述亮区域是指图像像素值大于所述最高像素值的三分之二的区域；若否，则结束。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断模块还用于在根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线之前，判断是否场景未改变且前一帧增强曲线存在；

若是，则所述处理模块还用于获取前一帧的第二增强曲线，将所述前一帧的第二增强曲线作为所述当前帧的第二增强曲线；

若否，则所述处理模块根据当前帧的平均亮度获取当前帧对应的第一增强曲线。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

关系建立模块，用于建立亮度范围与第一增强曲线的映射关系。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于当当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差小于预设值，则像素映射范围的上限值为当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值的预设百分比，则像素映射范围的下限值为当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值的预设百分比；以及

当当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差大于或等于预设值，则像素映射范围的上限值为255，则像素映射范围的下限值为0；以及将所述当前帧的兴趣区域的像素范围映射到对应的像素映射范围得到当前帧的局部增强曲线；所述局部增强曲线为单调函数对应的曲线。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于获取像素映射范围的上限值与下限值之差与当前帧的兴趣区域的像素范围的上限值与下限值之差的比值；以及

将当前帧的兴趣区域的像素范围中各个值与当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值之差乘以比值，再加上当前帧的兴趣区域的像素范围的下限值，得到当前帧的局部增强曲线。

11.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

Images