[发明专利]一种抓拍帧的白平衡参数估计方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于视频监控技术领域，尤其涉及一种抓拍帧的白平衡参数估计方法及装置。

背景技术

随着经济发展，交通工具的使用量也在逐年攀升，随之而来的交通安全、交通堵塞成为城市交通的难题。目前，智能交通系统已经得到广泛的应用，可以极大地解决及预防交通问题。

卡口相机作为智能交通的重要组成部分，对部分路段、出入口、检查站等卡口点的机动车进行监控图像拍摄。在正常情况下，卡口相机利用环境光线进行图像拍摄获得实况画面，在正常情况下拍摄的图像帧用于视频流编码，称为实况帧。但在一些特殊场景，例如在车辆闯红灯或违法变道的情况下，需要通过爆闪灯对环境进行补光后拍摄获取抓拍画面，以保证拍摄图像的亮度与清晰度，使用爆闪灯对环境进行补光后拍摄的图像帧称为抓拍帧。由于爆闪灯与环境光的色温不同，因此抓拍帧与实况帧的白平衡效果不同，需要区分实况帧与抓拍帧对白平衡分别进行独立计算。

卡口相机的CPU对于图像帧数据的时序要求极为严格，同时CPU对图像帧数据进行白平衡统计与白平衡计算需要较长时间。如果在图像帧数据进入CPU后，实时进行白平衡统计与白平衡计算，将会导致CPU无法及时对图像帧数据进行白平衡处理。因此需要对图像帧数据的白平衡参数进行预估，CPU在进行图像帧数据的白平衡处理时直接利用预估的白平衡参数。

由于实况帧是连续的，两帧连续的实况帧的间隔时间很短，因此两帧连续的实况帧拍摄的环境色温基本相同，上一帧实况帧的白平衡计算结果可以作为下一帧实况帧的预估白平衡参数。但是对于抓拍帧来说，两次抓拍的时间间隔是不确定的，因此两次抓拍的环境色温可能存在较大差异，上一帧抓拍帧的白平衡计算结果无法作为当前抓拍帧的预估白平衡参数，所以亟需一种有效的适用于卡口相机抓拍帧的白平衡参数估计方法。

现有技术中卡口相机处理抓拍帧的白平衡的方法主要有二种：

1、先将抓拍帧数据缓存下来，进行该抓拍帧数据的统计及白平衡计算，然后用计算出的白平衡参数进行该抓拍帧的白平衡处理后输出抓拍帧图像，同时为了保持采集时序，将在处理该抓拍帧的过程中收到的实况帧进行丢弃处理。

该方法存在的问题是在处理抓拍帧的过程中，可能存在多帧实况帧丢失的情况，最终导致后续违章检测等模块在进行检测时会少几帧实况帧数据，这对于高速卡口可能导致丢失多个违章车辆信息的捕获。

2、按照前一次的抓拍帧的白平衡计算结果作为后一次抓拍帧的白平衡处理参数。

该方法存在的问题是如果两次抓拍时间间隔较大，环境光的亮度及色温可能发生较大变化，两帧抓拍帧数据的白平衡结果就不会一致，最终导致抓拍帧图像出现偏色的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抓拍帧的白平衡参数估计方法及装置，以解决现有技术无法对抓拍帧的白平衡进行有效的计算和处理，导致实况帧数据丢失或抓拍帧图像出现偏色的问题。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种抓拍帧的白平衡参数估计方法，包括：

每记录一帧实况帧，根据该实况帧的统计亮度、以及该实况帧对应的实况曝光量计算出该实况帧对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各颜色分量平均亮度；

每记录一帧抓拍帧，根据该抓拍帧的统计亮度、该抓拍帧的环境光曝光量、爆闪灯曝光量、以及记录的环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度，更新记录的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度；

在记录的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度发生更新时，根据更新的环境光各颜色分量平均亮度、爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度、以及预估的用于下一帧抓拍帧的环境光曝光量和爆闪灯曝光量，预估出用于对下一帧抓拍帧进行白平衡处理的预估白平衡参数。

进一步地，所述每记录一帧实况帧，根据该实况帧的统计亮度、以及该实况帧对应的实况曝光量计算出该实况帧对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各颜色分量平均亮度，包括：

通过公式计算得到当前实况帧对应的环境光各颜色分量亮度：

其中，envBrightR为该实况帧对应的环境光R分量亮度，envBrightG为该实况帧对应的环境光G分量亮度，envBrightB为该实况帧对应的环境光B分量亮度，vLumaR为该实况帧R分量统计亮度，vLumaG为该实况帧G分量统计亮度，vLumaB为该实况帧B分量统计亮度，vExpVal为该实况帧对应的实况曝光量，C为预设的固定感光性能值；