專利名稱：圖像白平衡處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)碼攝錄設(shè)備的圖像處理領(lǐng)域，具體地，是一種數(shù)碼攝錄設(shè)備對圖像的白平衡處理方法及白平衡處理裝置。
背景技術(shù)：
人眼看到的物體的不同顏色是不同波長的光線進(jìn)入人眼的結(jié)果，在不同光源的照射下，一個(gè)白色物體的反射光線會發(fā)生變化，因此其顏色特性在不同光源下是不相同的。人眼具有顏色感知方面的自動調(diào)節(jié)功能，可以讓白色物體在不同光源下仍基本呈現(xiàn)白色。數(shù)碼攝錄設(shè)備，如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等與人眼不同，只是忠實(shí)地呈現(xiàn)物體反射光線的比例，對于一個(gè)沒有白平衡功能的數(shù)碼攝錄設(shè)備，在低色溫光線下，白色物體的圖像顏色偏紅色，在高色溫條件下，則顏色偏藍(lán)色。自動白平衡(Automatic White Balance,AffB)處理技術(shù)即是為了解決上述的圖像在不同光源(色溫)下的偏色問題。目前，對于圖像的自動白平衡處理方法基本分為兩種類型基于灰度世界假設(shè)的方法和基于色溫估計(jì)的方法?；诨叶仁澜缂僭O(shè)的方法人為地認(rèn)為所拍攝圖像的R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三色分量的統(tǒng)計(jì)平均值應(yīng)該相等。應(yīng)用該方法的自動白平衡矯正方法首先獲取圖像每一像素的色彩值數(shù)據(jù)，如RGB數(shù)據(jù)，然后計(jì)算每一像素的色彩值是否在一個(gè)色彩值的閾值范圍內(nèi)，選取在該閾值范圍內(nèi)像素作為參考灰度點(diǎn)，根據(jù)參考灰度點(diǎn)的色溫信息對圖像進(jìn)行白平衡矯正。這種方法實(shí)現(xiàn)簡單，且使用的色彩值的閾值固定，但由于在不同色溫下，參考灰度點(diǎn)的偏色情況不固定，所以用固定的閾值來選取參考灰度點(diǎn)的準(zhǔn)確性較差，從而造成圖像白平衡的效果較差。并且，該方法大多使用圖像每一像素點(diǎn)的RGB數(shù)據(jù)或YUV數(shù)據(jù)作為色彩值進(jìn)行處理，計(jì)算量較大，不利于硬件實(shí)現(xiàn)?；谏珳毓烙?jì)的方法首先要采集每一光源照射在一種顏色素材時(shí)產(chǎn)生的顏色圖像，根據(jù)顏色圖像確定在該光源下的色溫曲線，得到一系列參考色溫曲線和白平衡矯正系數(shù)。在對圖像進(jìn)行處理時(shí)，得到圖像的色溫曲線，通過匹配算法將該曲線與參考曲線進(jìn)行匹配，最后得到待處理圖像的白平衡矯正系數(shù)。這種方法矯正較為準(zhǔn)確，但其準(zhǔn)確性依賴于參考色溫曲線和匹配算法，適應(yīng)性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種白平衡處理效果較好的圖像白平衡處理方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種對圖像白平衡矯正準(zhǔn)確且適應(yīng)性較好的圖像白平衡處理裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述的主要目的， 本發(fā)明提供的圖像白平衡處理方法包括獲取一張圖像所有的像素單元的色彩值數(shù)據(jù)，根據(jù)每一像素單元的色彩值數(shù)據(jù)判斷每一像素單元是否在色溫偏差閾值范圍內(nèi)，選取在色溫偏差閾值范圍內(nèi)的像素單元作為參考灰度點(diǎn)，并計(jì)算所有參考灰度點(diǎn)的色彩值均值及參考灰度點(diǎn)的數(shù)量，并且，根據(jù)參考灰度點(diǎn)數(shù)量以及色溫偏差閾值判斷圖像的色溫信息是否有效，若有效，則根據(jù)參考灰度點(diǎn)的色彩值均值計(jì)算白平衡矯正系數(shù)，根據(jù)白平衡矯正系數(shù)計(jì)算每一像素單元的矯正后的色彩值，若無效則根據(jù)上一圖像的白平衡矯正系數(shù)計(jì)算每一像素單元的矯正后的色彩值，并根據(jù)當(dāng)前圖像的參考灰度點(diǎn)的數(shù)量和/或當(dāng)前的色溫偏差閾值調(diào)節(jié)色溫偏差閾值。由上述方案可見，數(shù)碼攝錄設(shè)備在判斷圖像的色溫信息無效后，需要對色溫偏差閾值進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后的色溫偏差閾值可以作為對下一張圖像進(jìn)行白平衡處理的參數(shù)。這樣，數(shù)碼攝錄設(shè)備的色溫偏差閾值并不是固定的，即篩選參考灰度點(diǎn)的閾值參數(shù)不是固定的，而是根據(jù)當(dāng)前圖像的實(shí)際情況調(diào)節(jié)色溫偏差閾值，這樣白平衡處理更為準(zhǔn)確，且效果更好。一個(gè)優(yōu)選的方案是，調(diào)節(jié)色溫偏差閾值的步驟是在參考灰度點(diǎn)數(shù)量過多且色溫偏差閾值上次調(diào)整步長過大時(shí)按減少步長方向增大色溫偏差閾值，在參考灰度點(diǎn)數(shù)量過少且色溫偏差閾值上次調(diào)整步長過大時(shí)按減小步長方向減小色溫偏差閾值。由此可見，根據(jù)參考灰度點(diǎn)的數(shù)量來調(diào)節(jié)色溫偏差閾值，可以改變下一張圖像白平衡處理時(shí)參考灰度點(diǎn)的數(shù)量，以使對下一張圖像進(jìn)行白平衡處理時(shí)參考灰度點(diǎn)的數(shù)量增多或減少，滿足最優(yōu)的處理?xiàng)l件，使圖像的白平衡處理效果最好。另一個(gè)優(yōu)選的方案是，·調(diào)節(jié)色溫偏差閾值的步驟是在參考灰度點(diǎn)數(shù)量未過多且當(dāng)前的色溫偏差閾值未到達(dá)上限閾值時(shí)增大色溫偏差閾值，在參考灰度點(diǎn)數(shù)量未過少且當(dāng)前的色溫偏差閾值未到達(dá)下限閾值時(shí)減小色溫偏差閾值。可見，根據(jù)參考灰度點(diǎn)的數(shù)量以及當(dāng)前色溫偏差閾值的實(shí)際數(shù)值來調(diào)節(jié)色溫偏差閾值，可使調(diào)節(jié)后的色溫偏差閾值更有利于對下一張圖像的白平衡處理，篩選出更好的參考灰度點(diǎn)，圖像的白平衡處理效果更為理想。進(jìn)一步的方案是，獲取像素單元的色彩值數(shù)據(jù)的步驟是獲取圖像的raw數(shù)據(jù)，將圖像的像素劃分為多個(gè)像素單元，根據(jù)raw數(shù)據(jù)計(jì)算每一像素單元的RGB數(shù)據(jù)或YUV數(shù)據(jù)。由此可見，數(shù)碼攝錄設(shè)備并不是直接采用圖像的RGB數(shù)據(jù)或者YUV數(shù)據(jù)計(jì)算圖像的色彩值，而是使用raw數(shù)據(jù)計(jì)算RGB數(shù)據(jù)或YUV數(shù)據(jù)，這樣數(shù)碼攝錄設(shè)備的計(jì)算量將大大減小，對硬件資源要求也大大降低，有利于數(shù)碼攝錄設(shè)備的實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)上述的另一目的，本發(fā)明提供的圖像白平衡處理裝置包括色彩值計(jì)算模塊、色溫信息計(jì)算模塊、白平衡矯正系數(shù)計(jì)算模塊、色彩矯正模塊以及色溫偏差閾值調(diào)節(jié)模塊，色彩值計(jì)算模塊用于計(jì)算一張圖像所有的像素單元的色彩值數(shù)據(jù)，色溫信息計(jì)算模塊根據(jù)每一像素單元的色彩值數(shù)據(jù)判斷每一像素單元是否在色溫偏差閾值范圍內(nèi)，選取在色溫偏差閾值范圍內(nèi)的像素單元作為參考灰度點(diǎn)，并計(jì)算所有參考灰度點(diǎn)的色彩值均值及參考灰度點(diǎn)的數(shù)量，白平衡矯正系數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)參考灰度點(diǎn)數(shù)量以及色溫偏差閾值判斷圖像的色溫信息的有效性，并在判斷色溫信息有效時(shí)根據(jù)參考灰度點(diǎn)的色彩值均值計(jì)算白平衡矯正系數(shù)，色彩矯正模塊根據(jù)白平衡矯正系數(shù)計(jì)算每一像素單元的矯正后的色彩值，色溫偏差閾值調(diào)節(jié)模塊在判斷色溫信息無效時(shí)根據(jù)當(dāng)前圖像的參考灰度點(diǎn)的數(shù)量和/或當(dāng)前的色溫偏差閾值調(diào)節(jié)色溫偏差閾值。由上述方案可見，數(shù)碼攝錄設(shè)備的圖像白平衡處理裝置設(shè)置了色溫偏差閾值調(diào)節(jié)模塊，在判斷當(dāng)前的圖像色溫信息無效的情況下調(diào)節(jié)色溫偏差閾值，從而在下一張圖像進(jìn)行白平衡處理時(shí)改變選取參考灰度點(diǎn)的范圍，也改變計(jì)算出的參考灰度點(diǎn)的數(shù)量、色彩值均值等，計(jì)算出的白平衡矯正系數(shù)也不相同，圖像的白平衡處理更為準(zhǔn)確，且適應(yīng)性較強(qiáng)。


圖1是本發(fā)明圖像白平衡處理裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明圖像白平衡處理方法實(shí)施例的流程圖。圖3是本發(fā)明圖像白平衡處理方法實(shí)施例中圖像部分區(qū)域的raw數(shù)值的示意圖。圖4是本發(fā)明圖像白平衡處理方法實(shí)施例中參考灰度點(diǎn)在參考坐標(biāo)下的示意圖。圖5是本發(fā)明圖像白平衡處理方法實(shí)施例中參考坐標(biāo)下色溫偏差閾值范圍的示意圖。圖6是本發(fā)明圖像白平衡處理方法實(shí)施例中判斷圖像的色溫信息有效性的流程圖。圖7是本發(fā)明圖像白平衡處理方法實(shí)施例中參考灰度點(diǎn)數(shù)量過多時(shí)調(diào)節(jié)色溫偏差閾值的流程圖。圖8是本發(fā)明圖像白平衡處理方法實(shí)施例中參考灰度點(diǎn)數(shù)量過少時(shí)調(diào)節(jié)色溫偏差閾值的流程圖。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的圖像白平衡處理裝置應(yīng)用于數(shù)碼攝錄設(shè)備，如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝錄機(jī)、手機(jī)、平板電腦等具有數(shù)碼成像功能的設(shè)備，圖像的白平衡處理方法是數(shù)碼攝錄設(shè)備對攝取的圖像進(jìn)行白平衡處理的方法，本方法可以是對連續(xù)拍攝的多張圖像進(jìn)行白平衡處理，也可以是對不連續(xù)拍攝的圖像進(jìn)行白平衡處理。參見圖1，本實(shí)施例的圖像白平衡處理裝置具有色彩值計(jì)算模塊11、色溫信息計(jì)算模塊13、白平衡矯正系數(shù)計(jì)算模塊14、色彩矯正模塊16以及色溫偏差閾值調(diào)節(jié)模塊17，其中色彩值計(jì)算模塊11具有raw數(shù)據(jù)處理模塊12，白平衡矯正系數(shù)計(jì)算模塊14設(shè)有平滑系數(shù)計(jì)算模塊15。色彩值計(jì)算模塊11獲取數(shù)碼攝錄設(shè)備所攝錄的圖像每一個(gè)像素單元的色彩值數(shù)據(jù)，如每一像素的RGB數(shù)據(jù)，或者獲取圖像的raw數(shù)據(jù)，由raw數(shù)據(jù)處理模塊12根據(jù)圖像的raw數(shù)據(jù)計(jì)算出每一個(gè)像素單元的RGB數(shù)據(jù)等。當(dāng)然，色彩值計(jì)算模塊11也可以是獲取圖像每一像素單元的YUV數(shù)據(jù)。色溫信息計(jì)算模塊13根據(jù)色彩值計(jì)算模塊11獲取的像素單元的色彩值數(shù)據(jù)，判斷每一個(gè)像素單元是否在色溫偏差閾值范圍內(nèi)，并選取在色溫偏差閾值范圍內(nèi)的像素單元作為參考灰度點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算出參考灰度點(diǎn)的色彩值均值，并計(jì)算出參考灰度點(diǎn)的數(shù)量。白平衡矯正系數(shù)計(jì)算模塊14根據(jù)參考灰度點(diǎn)的數(shù)量、色彩值均值判斷圖像的色溫信息是否有效，并在色溫信息有效的情況下計(jì)算圖像的白平衡矯正系數(shù)，若需要對圖像進(jìn)行平滑白平衡處理的，由平滑系數(shù)計(jì)算模塊15計(jì)算出一個(gè)平滑白平衡矯正系數(shù)。色彩矯正模塊16根據(jù)白平衡矯正系數(shù)計(jì)算模塊14計(jì)算出的白平衡矯正系數(shù)，對圖像中的每一個(gè)像素單元進(jìn)行矯正，從而改變像素單元的顏色。色溫偏差閾值調(diào)節(jié)模塊17用于在圖像色溫信息無效的情況下對色溫偏差閾值進(jìn)行調(diào)節(jié)，如增大色溫偏差閾值或者減小色溫偏差閾值。下面結(jié)合圖2說明圖像白平衡處理裝置對圖像進(jìn)行白平衡處理的工作流程。首先，執(zhí)行步驟SI，圖像白平衡處理裝置獲取數(shù)碼攝錄設(shè)備所攝錄的圖像，并獲取圖像的色彩值數(shù)據(jù)，如圖像每一個(gè)像素點(diǎn)的RGB數(shù)據(jù)或者YUV數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，圖像白平衡處理裝置獲取的是圖像的raw數(shù)據(jù)。圖像的raw數(shù)據(jù)是由CXD或CMOS等圖像傳感器獲得的未經(jīng)加工處理的數(shù)據(jù)，且raw數(shù)據(jù)是使用8位或10位等二進(jìn)制數(shù)表示的像素色彩值的數(shù)據(jù)，色彩值的數(shù)據(jù)是使用紅色(R)色彩值、綠色(G)色彩值或藍(lán)色(B)色彩值表示的數(shù)據(jù)。如圖3所示的一個(gè)5X5的像素矩陣中，每一個(gè)像素均具有自己的raw數(shù)值，第一行第一列的像素的raw數(shù)值是G11，其使用綠色色彩值表示，第一行第二列的像素的raw數(shù)值是Rl2，其使用紅色色彩值表示，第二行第一列的像素的raw數(shù)值是B21，且使用藍(lán)色色彩值表示，如此類推。由于色彩值計(jì)算模塊11獲取的是圖像的raw數(shù)據(jù)，因此需要raw數(shù)據(jù)處理模塊12對圖像進(jìn)行處理，將圖像劃分為多個(gè)像素單元，如每一個(gè)像素單元為一個(gè)2X 2的像素矩陣。然后，執(zhí)行步驟S2，色彩值計(jì)算模塊11計(jì)算每一個(gè)像素單元的色彩值數(shù)據(jù)，即RGB數(shù)據(jù)。例如，以G33、R34、B43、G44所在像素組成一個(gè)像素單元，則計(jì)算該像素單元的RGB
色彩值為
權(quán)利要求
1.圖像白平衡處理方法，包括 獲取一張圖像所有的像素單元的色彩值數(shù)據(jù)，根據(jù)每一所述像素單元的所述色彩值數(shù)據(jù)判斷每一所述像素單元是否在色溫偏差閾值范圍內(nèi)，選取在所述色溫偏差閾值范圍內(nèi)的所述像素單元作為參考灰度點(diǎn)，并計(jì)算所有所述參考灰度點(diǎn)的色彩值均值及所述參考灰度點(diǎn)的數(shù)量； 其特征在于 根據(jù)所述參考灰度點(diǎn)數(shù)量以及色溫偏差閾值判斷所述圖像的色溫信息是否有效，若有效，則根據(jù)所述參考灰度點(diǎn)的所述色彩值均值計(jì)算白平衡矯正系數(shù)，根據(jù)所述白平衡矯正系數(shù)計(jì)算每一所述像素單元的矯正后的色彩值，若無效則根據(jù)上一圖像的白平衡矯正系數(shù)計(jì)算每一所述像素單元的矯正后的色彩值，并根據(jù)當(dāng)前圖像的所述參考灰度點(diǎn)的數(shù)量和/或當(dāng)前的色溫偏差閾值調(diào)節(jié)所述色溫偏差閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像白平衡處理方法，其特征在于 調(diào)節(jié)所述色溫偏差閾值的步驟是在所述參考灰度點(diǎn)數(shù)量過多且所述色溫偏差閾值上次調(diào)整步長過大時(shí)按減少步長方向增大所述色溫偏差閾值，在所述參考灰度點(diǎn)數(shù)量過少且所述色溫偏差閾值上次調(diào)整步長過大時(shí)按減小步長方向減小所述色溫偏差閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像白平衡處理方法，其特征在于 調(diào)節(jié)所述色溫偏差閾值的步驟是在所述參考灰度點(diǎn)數(shù)量未過多且當(dāng)前的所述色溫偏差閾值未到達(dá)上限閾值時(shí)增大所述色溫偏差閾值，在所述參考灰度點(diǎn)數(shù)量未過少且當(dāng)前的所述色溫偏差閾值未到達(dá)下限閾值時(shí)減小所述色溫偏差閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的圖像白平衡處理方法，其特征在于 判斷所述圖像的色溫信息有效的條件是所述參考灰度點(diǎn)數(shù)量在閾值范圍內(nèi)或者所述參考灰度點(diǎn)數(shù)量大于數(shù)量上限閾值且所述色溫偏差閾值為最小值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的圖像白平衡處理方法，其特征在于 所述色彩值數(shù)據(jù)為圖像的每一像素的RGB數(shù)據(jù)或YUV數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像白平衡處理方法，其特征在于 獲取所述像素單元的色彩值數(shù)據(jù)的步驟是獲取所述圖像的raw數(shù)據(jù)，將所述圖像的像素劃分為多個(gè)像素單元，根據(jù)所述raw數(shù)據(jù)計(jì)算每一所述像素單元的RGB數(shù)據(jù)或YUV數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的圖像白平衡處理方法，其特征在于 計(jì)算所述白平衡矯正系數(shù)的步驟是根據(jù)所述參考灰度點(diǎn)的所述色彩值均值計(jì)算初始白平衡矯正系數(shù)，并根據(jù)所述初始白平衡矯正系數(shù)與上一圖像的白平衡矯正系數(shù)計(jì)算當(dāng)前圖像的平滑白平衡矯正系數(shù)，以所述平滑白平衡矯正系數(shù)作為所述當(dāng)前圖像的所述白平衡矯正系數(shù)。
8.圖像白平衡處理裝置，包括 色彩值計(jì)算模塊，用于計(jì)算一張圖像所有的像素單元的色彩值數(shù)據(jù)； 色溫信息計(jì)算模塊根據(jù)每一所述像素單元的所述色彩值數(shù)據(jù)判斷每一所述像素單元是否在色溫偏差閾值范圍內(nèi)，選取在所述色溫偏差閾值范圍內(nèi)的所述像素單元作為參考灰度點(diǎn)，并計(jì)算所有所述參考灰度點(diǎn)的色彩值均值及所述參考灰度點(diǎn)的數(shù)量； 其特征在于白平衡矯正系數(shù)計(jì)算模塊，根據(jù)所述參考灰度點(diǎn)數(shù)量以及色溫偏差閾值判斷所述圖像的色溫信息的有效性，并在判斷所述色溫信息有效時(shí)根據(jù)所述參考灰度點(diǎn)的所述色彩值均值計(jì)算白平衡矯正系數(shù)； 色彩矯正模塊，根據(jù)所述白平衡矯正系數(shù)計(jì)算每一所述像素單元的矯正后的色彩值； 色溫偏差閾值調(diào)節(jié)模塊，在判斷所述色溫信息無效時(shí)根據(jù)當(dāng)前圖像的所述參考灰度點(diǎn)的數(shù)量和/或當(dāng)前的色溫偏差閾值調(diào)節(jié)所述色溫偏差閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像白平衡處理裝置，其特征在于 所述色彩值計(jì)算模塊包括raw數(shù)據(jù)處理模塊，用于獲取所述圖像的raw數(shù)據(jù)，將所述圖像的像素劃分為多個(gè)像素單元，根據(jù)所述raw數(shù)據(jù)計(jì)算每一所述像素單元的RGB數(shù)據(jù)或YUV數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的圖像白平衡處理裝置，其特征在于 所述白平衡矯正系數(shù)計(jì)算模塊包括平滑矯正系數(shù)計(jì)算模塊，根據(jù)所述參考灰度點(diǎn)的所述色彩值均值計(jì)算初始白平衡矯正系數(shù)，并根據(jù)所述初始白平衡矯正系數(shù)與上一圖像的白平衡矯正系數(shù)計(jì)算當(dāng)前圖像的平滑白平衡矯正系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像白平衡處理方法及裝置，該方法包括獲取一張圖像的像素單元的色彩值數(shù)據(jù)，根據(jù)像素單元的色彩值數(shù)據(jù)判斷每一像素單元是否在色溫偏差閾值范圍內(nèi)，選取在色溫偏差閾值范圍內(nèi)的像素單元作為參考灰度點(diǎn)，并計(jì)算參考灰度點(diǎn)的色彩值均值及參考灰度點(diǎn)的數(shù)量，根據(jù)參考灰度點(diǎn)數(shù)量以及色溫偏差閾值判斷圖像的色溫信息是否有效，若有效，根據(jù)參考灰度點(diǎn)的色彩值均值計(jì)算白平衡矯正系數(shù)，根據(jù)白平衡矯正系數(shù)計(jì)算每一像素單元的矯正后的色彩值，若無效根據(jù)上一圖像的白平衡矯正系數(shù)計(jì)算每一像素單元的矯正后的色彩值，并調(diào)節(jié)色溫偏差閾值。該裝置是應(yīng)用上述方法對圖像進(jìn)行白平衡處理。本發(fā)明能準(zhǔn)確地對圖像進(jìn)行白平衡處理，且運(yùn)算量較小。
文檔編號H04N9/73GK103037224SQ20121052974
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者孫文福, 楊帆 申請人:珠海全志科技股份有限公司