CN118509670B - 一种基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请属于黑光夜视技术领域，特别涉及一种基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法及系统。方法包括：通过第一图像采集模块采集第一图像的RGB信息和亮度信息，通过第二图像采集模块采集第二图像的亮度信息；将所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，生成夜间彩色图像。本申请的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，通过双Camera采集了图像的关键维度，通过换算逻辑和校正规则将亮度进行叠加后结合自身RGB色彩信息，生成满足亮度和清晰度要求的夜间彩色图像，以更低的成本达到了更好的彩色黑光夜视效果。
Description
技术领域
本申请属于黑光夜视技术领域，特别涉及一种基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法及系统。
背景技术
夜视问题一直是安防监控用户的痛点和想要提升的地方。近年来，随着技术的不断发展和进步，黑光夜视技术逐渐被应用到电子设备中，为用户提供了更好的夜间拍摄体验，尤其是在极低光照环境下，其能够有效提升图像的可见性和清晰度，满足特殊场合下的监控和拍摄需求。
目前一般采用黑光摄像机进行拍摄达到黑光夜视效果，然而低分辨率的黑光摄像机的黑光夜视效果不佳，高分辨率的黑光摄像机的黑光传感器、镜头等硬件单价成本都很高，以8MP黑光摄像机为例，黑光传感器和镜头的成本大约为12-13USD，由于成本较高市面上很少有能够真正达到这种效果的监控设备，尤其是家用监控一般不会考虑。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法及系统，以解决现有技术中实现黑光夜视效果的方式成本较高的问题。
本申请的技术方案是：
本申请的第一个方面提供了一种基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，包括：
通过第一图像采集模块采集第一图像的RGB信息和亮度信息，通过第二图像采集模块采集第二图像的亮度信息；
将所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，生成夜间彩色图像。
优选地，所述第一图像采集模块采用8MP普通传感器和8MP普通镜头。
优选地，所述第二图像采集模块采用2MP黑光传感器和2MP黑光镜头。
优选地，将所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，生成夜间彩色图像，包括：
确定所述第一图像与所述第二图像的重叠区域像素点和非重叠区域像素点；
将重叠区域像素点的所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，得到所述第一图像的第一亮度信息；
将所述第一图像的第一亮度信息叠加到非重叠区域像素点的所述第一图像上，得到所述第一图像的第二亮度信息；
根据所述第一图像的RGB信息、第一亮度信息以及第二亮度信息生成夜间彩色图像。
优选地，确定所述第一图像与所述第二图像的重叠区域像素点和非重叠区域像素点，包括：
将所述第一图像与所述第二图像进行像素点匹配；
根据A(x，y) = B(p，q)，依次找出所述第一图像与所述第二图像所有重叠区域像素点，其中，A(x，y)为第一图像像素点坐标，B(p，q)为第二图像像素点坐标。
优选地，将重叠区域像素点的所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，得到所述第一图像的第一亮度信息，包括：
；
其中，a1A(x，y)为第一图像重叠区域像素点坐标A(x，y)处的原始亮度值，b1B(p，q)为第二图像重叠区域像素点坐标B(p，q)处的亮度值，c1A(x，y)为第一图像重叠区域像素点坐标A(x，y)处更新后的亮度值，n为第一图像采集模块与第二图像采集模块的像素比。
优选地，将所述第一图像的第一亮度信息叠加到非重叠区域像素点的所述第一图像上，得到所述第一图像的第二亮度信息，包括：
；
其中，a2A(x，y)为第一图像非重叠区域像素点坐标A(x，y)处的原始亮度值，为第一图像所有重叠区域像素点更新后的亮度平均值， 为亮度叠加系数，c2A(x，y)为第一图像非重叠区域像素点坐标A(x，y)处更新后的亮度值。
本申请的第二个方面提供了一种基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的系统，基于如上所述的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，包括：
图像信息采集模块，包括：
第一图像采集模块，用于采集第一图像的RGB信息和亮度信息；
第二图像采集模块，用于采集第二图像的亮度信息；
图像信息叠加模块，用于将所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，生成夜间彩色图像。
本申请的第三个方面提供了一种计算机可读介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上所述的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法。
本申请的第四个方面提供了一种计算装置，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，通过双Camera采集了图像的关键维度，通过换算逻辑和校正规则将亮度进行叠加后结合自身RGB色彩信息，生成满足亮度和清晰度要求的夜间彩色图像，以更低的成本达到了更好的彩色黑光夜视效果。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法流程图；
图2是本申请一个实施方式的亮度叠加算法示意图；
图3是本申请一个实施方式的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的系统示意图；
图4是本申请一个实施方式的实施基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法的计算装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
下面结合附图1至图4对本申请做进一步详细说明。
本申请的第一个方面提供了一种基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，包括以下步骤：
通过第一图像采集模块采集第一图像的RGB信息和亮度信息，通过第二图像采集模块采集第二图像的亮度信息；
将第二图像的亮度信息叠加到第一图像上，生成夜间彩色图像。
本申请的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，通过双Camera实现图像信息采集，其中，第一图像采集模块采用8MP普通传感器和8MP普通镜头，第一图像采集模块作为主摄像机，在夜间主要负责采集图像的RGB信息，第二图像采集模块采用2MP黑光传感器和2MP黑光镜头，第二图像采集模块作为副摄像机，在夜间主要负责采集图像的亮度信息。
本申请的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，将第二图像的亮度信息叠加到第一图像上，生成夜间彩色图像，具体包括：
确定第一图像与第二图像的重叠区域像素点和非重叠区域像素点；
将重叠区域像素点的第二图像的亮度信息叠加到第一图像上，得到第一图像的第一亮度信息；
将第一图像的第一亮度信息叠加到非重叠区域像素点的第一图像上，得到第一图像的第二亮度信息；
根据第一图像的RGB信息、第一亮度信息以及第二亮度信息生成夜间彩色图像。
本申请的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，由于产品采用双Camera的架构，会产生结构视角的差异，根据双Camera结构堆叠排放方式，采集到的第一图像与第二图像存在图像靶面水平或者垂直差异，所以需要对主摄像机采集到的第一图像与副摄像机采集到的第二图像进行像素点匹配，根据A(x，y) = B(p，q)，依次找出第一图像与第二图像所有重叠区域像素点，其中，A(x，y)为第一图像像素点坐标，B(p，q)为第二图像像素点坐标。
在本申请的优选实施方式中，如图2所示，对于重叠区域像素点的亮度信息的叠加计算方式为将重叠区域像素点的第二图像的亮度信息叠加到第一图像上，得到第一图像的第一亮度信息：
;
其中，a1A(x，y)为第一图像重叠区域像素点坐标A(x，y)处的原始亮度值，b1B(p，q)为第二图像重叠区域像素点坐标B(p，q)处的亮度值，c1A(x，y)为第一图像重叠区域像素点坐标A(x，y)处更新后的亮度值，n为第一图像采集模块与第二图像采集模块的像素比。
因为主摄像机为8MP，副摄像机为2MP，像素点存在四倍的差异，所以n等于4，将第二图像的1个像素点的亮度信息平均分配到对应第一图像的4个像素点上，得到第一图像的重叠区域像素点的第一亮度信息。
本实施例中，对于非重叠区域像素点的亮度信息的叠加计算方式为将第一图像的第一亮度信息叠加到非重叠区域像素点的第一图像上，得到第一图像的第二亮度信息：
;
其中，a2A(x，y)为第一图像非重叠区域像素点坐标A(x，y)处的原始亮度值，为第一图像所有重叠区域像素点更新后的亮度平均值， 为亮度叠加系数，c2A(x，y)为第一图像非重叠区域像素点坐标A(x，y)处更新后的亮度值。
本申请的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，将第一图像重叠区域像素点的亮度与第二图像重叠区域像素点的亮度进行叠加，得到第一图像的第一亮度信息，将第一图像非重叠区域像素点的亮度与第一图像重叠区域像素点的亮度平均值叠加后，做一个统一的倍数亮度增加，从而得到第一图像的非重叠区域像素点的第二亮度信息，最后得到叠加亮度信息后的第一图像，该第一图像具有自身的RGB信息，并具有第一亮度信息以及第二亮度信息，统一输出画面更亮的夜间彩色图像。
本申请的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，通过双Camera采集了图像的关键维度，即通过具有8MP普通传感器和8MP普通镜头的主摄像机采集RGB色彩信息和亮度信息，通过具有2MP黑光传感器和2MP黑光镜头的副摄像机采集亮度信息，通过换算逻辑和校正规则将亮度信息进行叠加后结合自身RGB色彩信息，生成满足亮度和清晰度要求的夜间彩色图像。
本申请的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，主摄像机的8MP普通传感器和8MP普通镜头的成本大约为6USD，副摄像机的2MP黑光传感器和2MP黑光镜头的成本不高于3USD，比采用8MP黑光摄像机的成本降低了3-4USD，以更低的成本达到了更好的彩色黑光夜视效果。
本申请的第二个方面提供了一种基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的系统，如图3所示，包括：
图像信息采集模块10，包括：
第一图像采集模块，用于采集第一图像的RGB信息和亮度信息；
第二图像采集模块，用于采集第二图像的亮度信息；
图像信息叠加模块20，用于将第二图像的亮度信息叠加到第一图像上，生成夜间彩色图像。
本申请的第三个方面提供了一种计算机可读介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行上述基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法。
为了描述的方便，以上各部分按照功能划分为各模块(或单元)分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块(或单元)的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
在介绍了本发明示例性实施方式的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法、系统和可读介质之后，接下来，介绍根据本发明的另一示例性实施方式的计算装置。
所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
在一些可能的实施方式中，根据本发明的计算装置可以至少包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元。其中，存储单元存储有程序代码，当程序代码被处理单元执行时，使得处理单元执行本说明书上述描述的根据本发明各种示例性实施方式的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法中的步骤。
下面参照图4来描述根据本发明的这种实施方式的计算装置30。图4显示的计算装置30仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，计算装置30以通用计算设备的形式表现。计算装置30的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元31、上述至少一个存储单元32、连接不同系统组件(包括存储单元32和处理单元31)的总线33。
总线33表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
存储单元32可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)321和/或高速缓存存储器322，还可以进一步包括只读存储器(ROM)323。
存储单元32还可以包括具有一组(至少一个)程序模块324的程序/实用工具325，这样的程序模块324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
计算装置30也可以与一个或多个外部设备34(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与计算装置30交互的设备通信，和/或与使得该计算装置30能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口35进行。并且，计算装置30还可以通过网络适配器36与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器36通过总线33与用于计算装置30的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合计算装置30使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
在一些可能的实施方式中，本发明提供的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本发明各种示例性实施方式的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法中的步骤。
程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
本发明的实施方式的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在计算设备上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，其特征在于，包括：
通过第一图像采集模块采集第一图像的RGB信息和亮度信息，通过第二图像采集模块采集第二图像的亮度信息；
将所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，生成夜间彩色图像；
所述第一图像采集模块采用8MP普通传感器和8MP普通镜头；
所述第二图像采集模块采用2MP黑光传感器和2MP黑光镜头；
将所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，生成夜间彩色图像，包括：
确定所述第一图像与所述第二图像的重叠区域像素点和非重叠区域像素点；
将重叠区域像素点的所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，得到所述第一图像的第一亮度信息；
将所述第一图像的第一亮度信息叠加到非重叠区域像素点的所述第一图像上，得到所述第一图像的第二亮度信息；
根据所述第一图像的RGB信息、第一亮度信息以及第二亮度信息生成夜间彩色图像；
将重叠区域像素点的所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，得到所述第一图像的第一亮度信息，包括：
a1A(x，y)+b1B(p，q)/n=c1A(x，y)
其中，a1A(x，y)为第一图像重叠区域像素点坐标A(x，y)处的原始亮度值，b1B(p，q)为第二图像重叠区域像素点坐标B(p，q)处的亮度值，c1A(x，y)为第一图像重叠区域像素点坐标A(x，y)处更新后的亮度值，n为第一图像采集模块与第二图像采集模块的像素比；
将所述第一图像的第一亮度信息叠加到非重叠区域像素点的所述第一图像上，得到所述第一图像的第二亮度信息，包括：
；
其中，a2A(x，y)为第一图像非重叠区域像素点坐标A(x，y)处的原始亮度值，为第一图像所有重叠区域像素点更新后的亮度平均值，为亮度叠加系数，c2A(x，y)为第一图像非重叠区域像素点坐标A(x，y)处更新后的亮度值。
2.根据权利要求1所述的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，其特征在于，确定所述第一图像与所述第二图像的重叠区域像素点和非重叠区域像素点，包括：
将所述第一图像与所述第二图像进行像素点匹配；
根据A(x，y) = B(p，q)，依次找出所述第一图像与所述第二图像所有重叠区域像素点，其中，A(x，y)为第一图像像素点坐标，B(p，q)为第二图像像素点坐标。
3.一种基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的系统，用于实现权利要求1至2任意一项所述的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法，其特征在于，包括：
图像信息采集模块，包括：
第一图像采集模块，用于采集第一图像的RGB信息和亮度信息；
第二图像采集模块，用于采集第二图像的亮度信息；
图像信息叠加模块，用于将所述第二图像的亮度信息叠加到所述第一图像上，生成夜间彩色图像。
4.一种计算机可读介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至2任意一项所述的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法。
5.一种计算装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至2任意一项所述的基于双Camera实现高分辨率黑光夜视的方法。
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