一种基于RGB-IR图像数据的白平衡校正装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种基于RGB‑IR图像数据的白平衡校正装置，图像输入单元通过RGB‑IR图像传感器获得M*N数据阵列；红外校正强度控制单元基于可见光强度大小，输出红外校正强度参数K；红外校正单元根据传感器R、G、B及IR通道的响应曲线参数和红外校正强度参数K实现颜色分量通道消除红外分量；白平衡增益计算单元实现白平衡统计、标记、增益计算处理。白平衡增益计算单元和红外校正单元、白平衡校正单元相连，白平衡校正单元根据增益参数对红外校正单元输出各颜色分量进行校正；图像校正输出单元对经过红外校正和白平衡校正的图像数据进行传输。本实用新型专利技术一次性校正RGB‑IR原始数据的红外信号干扰和色温偏色，输出数据直接送入现有图像信号处理模块进行处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RGB-IR图像数据的白平衡校正装置
本技术属于图像处理
，具体涉及一种基于RGB-IR图像数据的白平衡校正装置。
技术介绍
RGB-IR是一种可以同时进行可见光和红外光信号感光的图像传感器。红外光信号主要用于在低照度情况下提供场景亮度信息，而在正常照度情况，一般不需要额外亮度信息来补充，仅R、G、B可见光分量信号即可得到较好的成像效果。但由于红外光和可见光波长差异，两者成像靶面并不在同一深度，所以当以可见光平面准焦时，红外光信号会在成像面形成虚像影响图像的颜色和质量。除此之外，传统Bayer数据各分量值会随着光源变换产生一定偏差，具体表现在白色区域的偏色现象，即白色物体反射出光源信息导致成像颜色偏差。综上所述，针对RGB-IR图像进行白平衡校正时，需要尽可能消除掉红外光信号对可见光分量的影响，并且需要对校正后的可见光数据进行白平衡处理使得在不同光源情况下的同一物体成像尽可能一致。目前消除红外光影响的常见解决方案是在传感器前面配置IR-CUT双滤光片切换装置，即通过硬件控制红外截止低通滤光片和全光谱光学玻璃的切换，在白天光线充足时，让摄像机在红外截止低通滤光片模式下工作，消除红外信号对可见光成像的影响；当光线较暗时，切换至全光谱光学玻璃模式，通过IR信号分量对成像亮度进行补偿，提高低照度成像效果。显然，重复性机械切换，其稳定性很难完美保障，长时间使用可能导致切换失效。对于传统RGB图像数据，现有的白平衡处理算法主要包括灰度世界法，白点检测法等。其中，灰度世界法基于灰度世界假设，即认为一幅具有大量色彩变换的图像，其R、G、B分量均值趋于同一灰度值。并以各分量均值为参考灰度值计算分量增量，然后对图像各像素进行白平衡校正。显然，当图像场景存在大量单色物体时，整副图像往往不满足灰度世界假设，所以用全局统计量进行白平衡校正容易出现误校现象。常见的白平衡校正算法通过检测白点像素信息进行统计和增量校正。中国专利公开号CN1835600A公开一种技术方案：“一种白平衡方法包括以下步骤：a)去除一影像的一白物体上的色偏；b)利用该白物体的一像素信息来检测该影像的一参考白点；c)基于该像素信息及该色偏决定一尺度因子，以调整该影像的白平衡。”该技术方案白点检测主要基于YCbCr数据格式，在一定条件之下以最高亮度像素点为有效白点，最终通过该白点信息进行白平衡校正。显然，该算法较之于灰度世界法，校正结果更为精确，但其不仅需要经过数据格式转换，而且需要对每个数据点进行比较判断，图像分辨率越高，硬件实现负担越大。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种基于RGB-IR图像数据的白平衡校正装置,解决了带有红外分量的RGB-IR格式数据的白平衡校正问题。在消除IR分量对R、G、B分量的成像干扰的前提下对传感器数据进行白平衡处理，通过改进的分块白平衡校正技术，有效消除色偏的同时减少整个处理装置的复杂度，降低成本。为了解决上述技术问题，本技术提供一种基于RGB-IR图像数据的白平衡校正装置，包括图像输入单元、红外校正强度控制单元、红外校正单元、白平衡增益计算单元、白平衡校正单元以及图像校正输出单元；图像输入单元通过RGB-IR图像传感器获得M*N数据阵列；红外校正强度控制单元基于可见光强度大小，输出红外校正强度参数K；红外校正单元根据传感器R、G、B及IR通道的响应曲线参数和红外校正强度参数K实现颜色分量通道消除红外分量；白平衡增益计算单元实现白平衡统计、标记、增益计算处理。白平衡增益计算单元和红外校正单元、白平衡校正单元相连，白平衡校正单元根据增益参数对红外校正单元输出各颜色分量进行校正；图像校正输出单元对经过红外校正和白平衡校正的图像数据进行传输。作为一种优选方式，白平衡增益计算单元包括白平衡统计单元、白平衡标记单元、增益计算单元，其中，白平衡统计单元根据数据格式对R、G、B分量进行分块均值统计，输出各分块颜色分量平均值；白平衡标记单元基于白平衡统计单元输出各分块颜色分量平均值进行白块检测，根据检测结果对各数据块进行标记，并将其送入增益计算单元；增益计算单元接收白平衡统计参数和白块标记参数，根据标记参数计算有效白块的R、G、B增益，并将所有“白块”增益量求均值得到各颜色分量的增益参数。作为一种优选方式，M*N数据阵列是2*2或4*4阵列格式。作为一种优选方式，红外校正强度控制单元包括可见光强度计算单元和去红外强度控制单元，可见光强度单元粗略计算图像数据颜色分量与红外分量差值，并将三通道差值均值作为可见光强度估计值，送入去红外强度控制单元；红外控制单元输出一个红外校正强度参数K。作为一种优选方式，红外校正单元包括红外校正子单元和输出控制子单元，红外校正子单元内置R、G、B及IR响应曲线参数，代表各颜色分量对红外光波段的响应峰值与红外分量在红外波段响应峰值的比值的[α，β，γ]数组；输出控制子单元决定RGB-IR图像数据经过红外校正模块之后输出数据格式类型，通过内插实现。本技术与现有技术相比有益效果：本技术的红外校正强度控制单元通过比较可见光与红外光数据，输出0～1的红外校正强度参数实现各成像环境的红外光校正控制，不仅可以用0和1强度代替双滤光片切换机械装置，还可以设定其它校正强度用于图像增强；本技术的白平衡分块统计校正，以分块统计量代替块数据遍历，提高检测效率，并且合理分块参数的设置也适用于大多数场景的白块检测和校正。本技术一次性校正RGB-IR原始数据的红外信号干扰和色温偏色，输出数据直接送入现今大多数图像信号处理模块进行处理。附图说明图1是本技术装置结构图。图2是本技术红外校正强度控制单元内部结构图。图3是本技术红外校正单元结构图。图4是本技术RGB-IR数据阵列结构图。图5是红外校正强度参数K配置示意图。具体实施方式下面对本技术的实施例作进一步的说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。如图1所示，本技术给出一个装置实施例，一种基于RGB-IR图像数据的白平衡校正装置，包括图像输入单元、红外校正强度控制单元、红外校正单元、白平衡增益计算单元、白平衡校正单元以及图像校正输出单元；其中，图像输入单元通过RGB-IR图像传感器获得M*N数据阵列；红外校正强度控制单元基于可见光强度大小，输出一个红外校正强度参数K；红外校正单元根据传感器R、G、B及IR通道的响应曲线参数和红外校正强度参数K实现颜色分量通道消除红外分量；白平衡增益计算单元包括白平衡统计单元、白平衡标记单元、增益计算单元，红外校正单元输出阵列数据到白平衡统计单元，白平衡统计单元根据数据格式对R、G、B分量进行分块均值统计，输出各分块颜色分量平均值；白平衡标记单元基于白平衡统计单元输出各分块颜色分量平均值进行白块检测，根据检测结果对各数据块进行标记，并将其送入增益计算单元；增益计算单元接收白平衡统计参数和白块标记参数，根据标记参数计算有效白块的R、G、B增益，并将所有“白块”增益量求均值得到各颜色分量的增益参数；白平衡校正单元与增益计算单元和红外校正单元相连，白平衡校正单元根据增益参数对红外校正单元输出各颜色分量进行校正；图像校正输出单元对经过红外校正和白平衡校正的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RGB‑IR图像数据的白平衡校正装置，其特征在于，包括图像输入单元、红外校正强度控制单元、红外校正单元、白平衡增益计算单元、白平衡校正单元以及图像校正输出单元；图像输入单元通过RGB‑IR图像传感器获得M*N数据阵列；红外校正强度控制单元基于可见光强度大小，输出红外校正强度参数K；红外校正单元根据传感器R、G、B及IR通道的响应曲线参数和红外校正强度参数K实现颜色分量通道消除红外分量；白平衡增益计算单元实现白平衡统计、标记、增益计算处理；白平衡增益计算单元和红外校正单元、白平衡校正单元相连，白平衡校正单元根据增益参数对红外校正单元输出各颜色分量进行校正；图像校正输出单元对经过红外校正和白平衡校正的图像数据进行传输。

【技术特征摘要】
1.一种基于RGB-IR图像数据的白平衡校正装置，其特征在于，包括图像输入单元、红外校正强度控制单元、红外校正单元、白平衡增益计算单元、白平衡校正单元以及图像校正输出单元；图像输入单元通过RGB-IR图像传感器获得M*N数据阵列；红外校正强度控制单元基于可见光强度大小，输出红外校正强度参数K；红外校正单元根据传感器R、G、B及IR通道的响应曲线参数和红外校正强度参数K实现颜色分量通道消除红外分量；白平衡增益计算单元实现白平衡统计、标记、增益计算处理；白平衡增益计算单元和红外校正单元、白平衡校正单元相连，白平衡校正单元根据增益参数对红外校正单元输出各颜色分量进行校正；图像校正输出单元对经过红外校正和白平衡校正的图像数据进行传输。2.如权利要求1所述的基于RGB-IR图像数据的白平衡校正装置，其特征在于，所述白平衡增益计算单元包括白平衡统计单元、白平衡标记单元、增益计算单元，其中，白平衡统计单元根据数据格式对R、G、B分量进行分块均值统计，输出各分块颜色分量平均值；白平衡标记单元基于白平衡统计单元输出各分块颜色分量平均值进行白块检测，根据检测结果对各...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾勇，尚宇盟，
申请(专利权)人：杭州雄迈集成电路技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33