一种自适应图像增强的摄像头的制作方法

本发明涉及图像增强，尤其涉及一种自适应图像增强的摄像头。

背景技术：

1、图像增强技术领域通过各种算法和处理技术改善图像的可见性和质量，可以调整图像的对比度、亮度、清晰度、噪声水平以及色彩平衡，以适应不同的观看和分析需求。图像增强的应用非常广泛，包括医疗成像、卫星图像、监控视频以及个人摄影。在图像增强技术领域中，自适应方法尤为重要，能根据图像内容的具体特征和环境条件自动调整增强参数，实现最优化的图像输出，这种自适应能力使得图像增强技术更加智能和有效。

2、其中，自适应图像增强的摄像头涉及开发和利用摄像头内置或外部处理器，以自动调整捕获图像的质量，改善图像细节的可见性和整体视觉效果。这种摄像头的用途广泛，常见于安全监控、智能手机、汽车摄像系统以及远程教育设备。通过自适应图像增强技术，摄像头能够根据环境光线和视觉参数变化，实时调整图像设置，从而在各种光照和天气条件下都能提供清晰且对比度适宜的图像。这不仅提高图像质量，还增强摄像头的功能性和适用性，包括在复杂或低光环境中。

3、现有的摄像头缺乏对环境变化的快速响应能力，尤其是在复杂或低光环境下，常规技术难以即时调整图像参数以适应环境变化，这导致图像质量在动态或极端条件下的显著下降，现有技术在多轴物理稳定性和综合传感器数据处理方面表现不足，无法有效抵抗多方向震动或协同处理来自不同传感器的信息，影响最终图像的稳定性和清晰度，不足导致在安全监控、智能手机摄影等实际应用中，用户经常面临图像模糊、曝光不足或颜色失真的问题，降低了用户体验。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种自适应图像增强的摄像头。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种自适应图像增强的摄像头包括：

3、深度学习模块基于所述原始图像数据，对原始图像进行颜色调整，并对图像边缘进行轮廓增强，根据环境光线强度动态调整图像对比度，生成图像数据优化结果；

4、ai图像信号处理器模块接收所述图像数据优化结果，调整色彩平衡匹配环境色温，分析动态区域内运动模式，并进行清晰度优化，输出图像信号调整结果；

5、自适应图像增强模块采用所述图像信号调整结果，针对图像中低亮度区域执行亮度增强，自动调整白平衡并优化色彩准确性，生成增强图像输出结果；

6、磁力驱动模块基于所述增强图像输出结果，实时调整镜头位置，通过锐化控制电磁感应调整镜头组，输出图像稳定捕捉结果；

7、多轴稳定模块利用所述图像稳定捕捉结果进行多轴角度校正，调整镜头方向抵抗多方向震动，优化摄像头的物理定位，输出多轴调整图像结果；

8、镜头与多光谱传感器协同模块基于所述多轴调整图像结果，同步镜头和多光谱传感器的数据处理，调节曝光和焦点设置，对终端图像进行质量细化，得到优化图像细化结果。

9、作为本发明的进一步方案，所述图像数据优化结果包括细化的色彩参数、边缘轮廓清晰度、动态调整的图像对比度设置，所述图像信号调整结果包括色温匹配的色彩平衡参数、动态区域的运动模式分析、信号增强的应用策略，所述增强图像输出结果包括低亮度区域亮度、自动调整的白平衡设置、优化的色彩准确性参数、全局色温调整功能，所述图像稳定捕捉结果包括调整后的镜头定位精度、电磁感应控制的精度、优化的镜头组位置稳定性，所述多轴调整图像结果包括多角度校正的精度、调整后的镜头抗震动方向性、摄像头的物理位置稳定参数，所述优化图像细化结果包括同步处理的数据精度、调整后的曝光级别、焦点设置的优化效果。

10、作为本发明的进一步方案，所述深度学习模块包括：

11、颜色调整子模块基于原始图像数据，对原始图像进行色彩调整，匹配差异化光线环境的需求，自动修改图像的色彩空间参数，对每个像素点的对比度进行微调，输出调整后的图像，生成色彩空间调整结果；

12、边缘增强子模块基于所述色彩空间调整结果，采用局部对比度增强策略，针对图像的边缘进行强化，优化图像整体视觉辨识度，输出细节辨识度提升结果；

13、局部清晰度优化子模块利用所述细节辨识度提升结果，对图像中多区域的清晰度进行定向调整，对图像差异化部分的亮度和对比度进行微调，输出图像，生成图像数据优化结果。

14、作为本发明的进一步方案，所述ai图像信号处理器模块包括：

15、色彩平衡调整子模块基于所述图像数据优化结果，对每个像素点进行色彩校准，自动调节色彩值匹配环境光线的变化，调整红绿蓝三通道的输出比率匹配自然色彩感知，生成色彩校准数据；

16、动态区域分析子模块利用所述色彩校准数据，细分图像中的静态与动态区域，对每个动态区域的像素群进行速度和方向的分析，包括对运动轨迹的跟踪和速度向量的计算，输出动态运动数据；

17、信号增强子模块采用所述动态运动数据，采用直方图均衡化算法，在动态区域内应用局部对比度和亮度调整，根据动态内容的特点调节图像参数，增强动态区域的视觉效果，生成图像信号调整结果。

18、作为本发明的进一步方案，所述直方图均衡化算法，采用公式如下：

19、；

20、其中，为调整后的灰度值，为原始灰度值的累积概率分布，为强化参数，为基于局部内容的权重系数，为灰度级数，为全局亮度调整系数。

21、作为本发明的进一步方案，所述自适应图像增强模块包括：

22、亮度增强子模块基于所述图像信号调整结果，分析图像中的低亮度区域，调节动态区域的像素亮度值，通过逐像素调整提升整体可见性，调整亮度参数匹配周围环境光线，生成亮度提升数据；

23、白平衡调整子模块使用所述亮度提升数据，自动调整图像的白平衡，分析图像的色彩偏差，通过调整白平衡参数匹配自然光的色彩，输出白平衡优化结果；

24、色温调整子模块根据所述白平衡优化结果，调整图像的色温设置，包括修改色温参数，通过细调色温确定图像的色彩表现自然和一致，生成增强图像输出结果。

25、作为本发明的进一步方案，所述磁力驱动模块包括：

26、位置精调子模块基于所述增强图像输出结果，分析图像中的焦点位置与当前镜头位置的偏差，通过计算偏差值，调整镜头的x轴和y轴位置，对x轴和y轴的进行位移控制，生成位置精调数据；

27、电磁感应细调子模块采用所述位置精调数据，对电磁元件的响应参数进行调整，包括调节电磁力的强度和响应时间，根据图像中的动态变化调整响应速度，输出电磁响应优化结果；

28、稳定性保障子模块基于所述电磁响应优化结果，监测环境中的动态变化，识别与跟踪目标物体的移动，分析物体运动数据，调整镜头的角度与位置匹配物体的速度和方向，实时更新镜头位置数据，生成图像稳定捕捉结果。

29、作为本发明的进一步方案，所述多轴稳定模块包括：

30、角度偏差分析子模块基于所述图像稳定捕捉结果，分析图像倾斜情况，测量当前角度与理想状态的偏差值，通过角度传感器收集数据识别需要调整的角度，并进行实时数据解析确定x轴和y轴的偏差角度，生成角度偏差数据；

31、方向精度调节子模块利用所述角度偏差数据，调整镜头方向抵抗多方向震动，包括激活x轴和y轴的驱动机制并调整镜头位置，包括对镜头水平和垂直方向的控制，输出方向调整精细结果；

32、持续稳定控制子模块根据所述方向调整精细结果，采用自适应模糊控制算法，优化摄像头的物理位置，通过动态调整对摄像头位置进行持续微调，生成多轴调整图像结果。

33、作为本发明的进一步方案，所述自适应模糊控制算法的公式如下：

34、；

35、其中，为调整信号，为目标位置与当前位置的误差，为比例控制参数，为积分控制参数，为微分控制参数，为调和控制系数，为调和频率，为相位角。

36、作为本发明的进一步方案，所述镜头与多光谱传感器协同模块包括：

37、数据校准子模块基于所述多轴调整图像结果，进行数据校准，同步镜头捕获的图像数据与多光谱传感器的光谱数据，通过时间戳对齐和数据格式统一进行实时数据整合，生成数据校准完整结果；

38、曝光动态调整子模块采用所述数据校准完整结果，根据多光谱传感器反馈的环境光信息，动态调整曝光参数，包括光圈调整和曝光时长设置，匹配环境变化，通过细调曝光参数，匹配外部光照条件，输出曝光调整反馈结果；

39、图像细节增强子模块基于所述曝光调整反馈结果，优化图像细节处理，包括锐化处理、对比度调整和颜色饱和度增强，通过细化图像处理技术优化图像的视觉质量，针对目标图像区域进行颜色和明暗的调整，生成优化图像细化结果。

40、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

41、本发明中，通过自适应图像增强技术，实现根据环境光线强度动态调整图像对比度、在低亮度区域执行亮度增强及自动调整白平衡的能力，使得图像在各种照明条件下保持优质的视觉效果，通过细化控制电磁感应来调整镜头组，以及在多轴上进行角度校正和物理定位优化，显著提高了摄像头在动态环境中的稳定性和图像质量，协同镜头和多光谱传感器的数据处理进一步优化了曝光和焦点设置，提升图像的细节和色彩准确性，通过实时调整图像设置，使摄像头能够适应不同的光照和天气条件，极大增强图像处理的功能性和适用性。