自适应白平衡调整方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种自适应白平衡算法。通过针对不同的成像系统，在暗室灯箱环境测出其在多个标准色温下对白色测试卡的成像数据，计算得出相应的白平衡增益并拟合得出该成像系统的色温增益曲线。实际应用中通过色温增益曲线查找白点，并依据色温信息按亮度权重分类统计白点数据，根据统计结果中各色温区白点个数评估当前场景的色温情况，给不同色温区分配相应的权重，最终计算得出白平衡增益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图像处理方法，尤其是指一种自适应白平衡调整方法及装置。
技术介绍
习知的，对于电子图像采集而言，环境中不同色温的光源，其光谱成分变化较大，在低色温光源下，白色物体编红，在高色温光源下，白色物体会偏蓝。因此对于电子图像采集(摄影、摄像等)而言，确保任意光源下白色物体成像依然为白色对于整个图像色彩是否正确十分重要。因此在电子图像采集中，白平衡算法必不可少，其功能就是通过数字处理的方法使白色物体在任意色温光源下成像仍为白色。典型的白平衡算法有灰度世界算法、全反射理论算法和色温估计算法等。其中灰度世界算法认为色彩丰富的图像，其各个颜色通道的平均值是相等的，在此基础上求取相应的白平衡增益；全反射理论算法认为图像中最亮的点是白点，通过统计图像中最亮点的通道的信息来计算白平衡增益；色温估计算法利用预先设定的白点应满足的条件区域，通过统计条件区域内的白点的信息来计算白平衡增益。然而，由于实际场景色彩环境复杂，场景可能包括多种色温区域，因此上述传统白平衡算法只是简单的进行白色判断而后调整白平衡，因此最终出来的白平衡后容易偏色，效果不佳。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种针对图像真实色温情况进行针对性白平衡调整的自适应白平衡调整方法及装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：提供一种自适应白平衡调整方法及装置，包括先验信息获取流程及白平衡调整流程；所述先验信息获取流程包括步骤，A)获取暗室灯箱环境下至少两个标准色温光源中白色测试卡的图像数据；B)根据图像数据计算得出相应标准色温下的白平衡增益值；C)根据标准色温下的白平衡增益值，通过插值拟合得到覆盖低色温至高色温的宽色温范围内的色温增益曲线；D)至少在低色温、正常色温、高色温三个区域各选取一个判别色温点，通过色温增益曲线获取选取的判别色温点下对应的白平衡增益值；所述白平衡调整流程包括步骤，S1)获取图像数据；S2)将获取的图像转化至RGB色彩空间；S3)包括平均亮度子流程及白点判断标记子流程；所述平均亮度子流程包括求取当前图像的平均亮度值的步骤；所述白点判断标记子流程包括步骤，S31)对图像逐像素的在各判别色温点下进行对应白平衡增益值的预白平衡处理；S32)对预白平衡处理后的像素在判别色温点为接近白色的，置该像素点的对应判别色温点的白点标志；S4)将判别色温点按低色温、正常色温、高色温分入三个色温区；S5)统计各色温区中判别色温点的标记为白点的和数；S6)权重分配子流程及色温区白点标记子流程；所述权重分配子流程包括对白点像素的亮度越接近平均亮度值分配越大白点权重的步骤；所述白点标记子流程包括标记各判别色温点白点所属色温区，是则置该色温区白点标志为1，否则置该色温区白点标志为0；S7)累加图像在不同色温区下的R、G、B通道下像素与白点权重、白点标志的乘积得到三个色温区的R、G、B通道和；S8)根据各色温区中白点和数关系分配色温区域权重，若正常色温下白点数量占比达到一半以上，则转到步骤S9；若正常色温下白点数量占比达到不足一半且高色温下白点数量少于低色温下白点数量，则转到步骤S10；若正常色温下白点数量占比达到不足一半且低色温下白点数量少于高色温下白点数量，则转到步骤S11；S9)增加正常色温区域权重，转到步骤S13；S10)增加低色温区域权重及正常色温区域权重，转到步骤S13；S11)增加高色温区域权重及正常色温区域权重，转到步骤S13；S13)根据不同色温区下R、G、B通道的和以及低色温区域权重、正常色温区域权重及高色温区域权重计算图像调整白平衡增益；S14)根据图像调整白平衡增益对图像数据进行白平衡还原处理。上述中，所述先验信息获取流程的步骤B中，所述低色温不小于1800K，所述高色温不大于10500K；步骤D中，选取1800K、2600K、3200K、4000K、5000K、5500K、6000K、6500K、8000K、9000K、10500K十一个判别色温点，并通过色温增益曲线获取选取的十一个判别色温点下对应的白平衡增益值；所述白平衡调整流程的步骤S4中，将1800K、2600K、3200K、4000K分入低色温区；5000K、5500K、6000K、6500K分入正常色温区；8000K、9000K、10500K分入高色温区。上述中，所述白平衡调整流程中，S1)从视频中获取一帧图像数据；S7)根据图像调整白平衡增益对视频中下一帧图像数据进行白平衡还原处理。上述中，所述白平衡调整流程的步骤S8中，若正常色温下白点数量占比达到不足一半且高色温下白点数量少于1/2低色温下白点数量，则转到步骤S10；若正常色温下白点数量占比达到不足一半且低色温下白点数量少于1/2高色温下白点数量，则转到步骤S11；其他情况则转到步骤S12；S12)增加正常色温区域权重、低色温区域权重及高色温区域权重，且增加的正常色温区域权重大于低色温区域权重及高色温区域权重。上述中，所述步骤S3中，根据公式 g r a y _ a v e r = ( Σ i = 0 x Σ j = 0 y ( ( R i n ( i , j ) + G i n ( i , j ) + B i n ( i , j ) ) / 3 ) ) / ( x * y ) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应白平衡调整方法，其特征在于：包括先验信息获取流程及白平衡调整流程；所述先验信息获取流程包括步骤，A)获取暗室灯箱环境下至少两个标准色温光源中白色测试卡的图像数据；B)根据图像数据计算得出相应标准色温下的白平衡增益值；C)根据标准色温下的白平衡增益值，通过插值拟合得到覆盖低色温至高色温的宽色温范围内的色温增益曲线；D)至少在低色温、正常色温、高色温三个区域各选取一个判别色温点，通过色温增益曲线获取选取的判别色温点下对应的白平衡增益值；所述白平衡调整流程包括步骤，S1)获取图像数据；S2)将获取的图像转化至RGB色彩空间；S3)包括平均亮度子流程及白点判断标记子流程；所述平均亮度子流程包括求取当前图像的平均亮度值的步骤；所述白点判断标记子流程包括步骤，S31)对图像逐像素的在各判别色温点下进行对应白平衡增益值的预白平衡处理；S32)对预白平衡处理后的像素在判别色温点为接近白色的，置该像素点的对应判别色温点的白点标志；S4)将判别色温点按低色温、正常色温、高色温分入三个色温区；S5)统计各色温区中判别色温点的标记为白点的和数；S6)权重分配子流程及色温区白点标记子流程；所述权重分配子流程包括对白点像素的亮度越接近平均亮度值分配越大白点权重的步骤；所述白点标记子流程包括标记各判别色温点白点所属色温区，是则置该色温区白点标志为1，否则置该色温区白点标志为0；S7)累加图像在不同色温区下的R、G、B通道下像素与白点权重、白点标志的乘积得到三个色温区的R、G、B通道和；S8)根据各色温区中白点和数关系分配色温区域权重，若正常色温下白点数量占比达到一半以上，则转到步骤S9；若正常色温下白点数量占比达到不足一半且高色温下白点数量少于低色温下白点数量，则转到步骤S10；若正常色温下白点数量占比达到不足一半且低色温下白点数量少于高色温下白点数量，则转到步骤S11；S9)增加正常色温区域权重，转到步骤S13；S10)增加低色温区域权重及正常色温区域权重，转到步骤S13；S11)增加高色温区域权重及正常色温区域权重，转到步骤S13；S13)根据不同色温区下R、G、B通道的和以及低色温区域权重、正常色温区域权重及高色温区域权重计算图像调整白平衡增益；S14)根据图像调整白平衡增益对图像数据进行白平衡还原处理。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应白平衡调整方法，其特征在于：包括先验信息获取流程及白平衡调整流程；所述先验信息获取流程包括步骤，A)获取暗室灯箱环境下至少两个标准色温光源中白色测试卡的图像数据；B)根据图像数据计算得出相应标准色温下的白平衡增益值；C)根据标准色温下的白平衡增益值，通过插值拟合得到覆盖低色温至高色温的宽色温范围内的色温增益曲线；D)至少在低色温、正常色温、高色温三个区域各选取一个判别色温点，通过色温增益曲线获取选取的判别色温点下对应的白平衡增益值；所述白平衡调整流程包括步骤，S1)获取图像数据；S2)将获取的图像转化至RGB色彩空间；S3)包括平均亮度子流程及白点判断标记子流程；所述平均亮度子流程包括求取当前图像的平均亮度值的步骤；所述白点判断标记子流程包括步骤，S31)对图像逐像素的在各判别色温点下进行对应白平衡增益值的预白平衡处理；S32)对预白平衡处理后的像素在判别色温点为接近白色的，置该像素点的对应判别色温点的白点标志；S4)将判别色温点按低色温、正常色温、高色温分入三个色温区；S5)统计各色温区中判别色温点的标记为白点的和数；S6)权重分配子流程及色温区白点标记子流程；所述权重分配子流程包括对白点像素的亮度越接近平均亮度值分配越大白点权重的步骤；所述白点标记子流程包括标记各判别色温点白点所属色温区，是则置该色温区白点标志为1，否则置该色温区白点标志为0；S7)累加图像在不同色温区下的R、G、B通道下像素与白点权重、白点标志的乘积得到三个色温区的R、G、B通道和；S8)根据各色温区中白点和数关系分配色温区域权重，若正常色温下白点数量占比达到一半以上，则转到步骤S9；若正常色温下白点数量占比达到不足一半且高色温下白点数量少于低色温下白点数量，则转到步骤S10；若正常色温下白点数量占比达到不足一半且低色温下白点数量少于高色温下白点数量，则转到步骤S11；S9)增加正常色温区域权重，转到步骤S13；S10)增加低色温区域权重及正常色温区域权重，转到步骤S13；S11)增加高色温区域权重及正常色温区域权重，转到步骤S13；S13)根据不同色温区下R、G、B通道的和以及低色温区域权重、正常色温区域权重及高色温区域权重计算图像调整白平衡增益；S14)根据图像调整白平衡增益对图像数据进行白平衡还原处理。2.如权利要求1所述的自适应白平衡调整方法，其特征在于：所述先验信息获取流程的步骤B中，所述低色温不小于1800K，所述高色温不大于10500K；步骤D中，选取1800K、2600K、3200K、4000K、5000K、5500K、6000K、6500K、8000K、9000K、10500K十一个判别色温点，并通过色温增益曲线获取选取的十一个判别色温点下对应的白平衡增益值；所述白平衡调整流程的步骤S4中，将1800K、2600K、3200K、4000K分入低色温区；5000K、5500K、6000K、6500K分入正常色温区；8000K、9000K、10500K分入高色温区。3.如权利要求1所述的自适应白平衡调整方法，其特征在于：所述白平衡调整流程中，S1)从视频中获取一帧图像数据；S7)根据图像调整白平衡增益对视频中下一帧图像数据进行白平衡还原处理。4.如权利要求1所述的自适应白平衡调整方法，其特征在于：所述白平衡调整流程的步骤S8中，若正常色温下白点数量占比达到不足一半且高色温下白点数量少于1/2低色温下白点数量，则转到步骤S10；若正常色温下白点数量占比达到不足一半且低色温下白点数量少于1/2高色温下白点数量，则转到步骤S11；其他情况则转到步骤S12；S12)增加正常色温区域权重、低色温区域权重及高色温区域权重，且增加的正常色温区域权重大于低色温区域权重及高色温区域权重。5.如权利要求1所述的自适应白平衡调整方法，其特征在于：所述步骤S3中，根据公式求取当前图像的平均亮度值gray_aver；式中，Rin、Gin、Bin为图像在RGB色彩空间下像素原始的R、G、B通道值，i为图像的像素列数，j为图像的像素行数，x为图像的像素最大列数，y为图像的像素最大行数；所述步骤S31具体为：对图像逐像素的在各判别色温点下，根据公式：R_compt_x＝Rin*Rgain_x，B_compt_x＝Bin*Bgain_x，进行对应白平衡增益值的预白平衡处理；式中，R_compt_x、B_compt_x为图像像素在R、B通道中预白平衡处理后的值，Rin、Bin为图像在RGB色彩空间下像素原始的R、B通道值，Rgain_x、Bgain_x为在先验信息获取流程中步骤D中由色温增益曲线获取的各判别色温点下的白平衡增益值；所述步骤S32具体为：根据逻辑式，对预白平衡处理后的像素在判别色温点为接近白色的，置该像素点的对应判别色温点的白点标志wp_x；所述步骤S6中，权重分配子流程具体为：对白点像素依照公式weight_wp(i,j)＝1024*e^((-|(Rin(i,j)+Gin(i,j)+Bin(i,j))/3-gray_aver|)/64)分配权重weight_wp(i,j)；式中，Rin(i,j)、Gin(i,j)、Bin(i,j)为图像在RGB色彩空间下第i列j行像素原始的R、G、B通道值；所述步骤S7具体为：通过公式， R _ s u m _ L = Σ i = 0 X Σ j = 0 Y ( ( R i n ( i , j ) * w e i g h t _ w p ( i , j ) * w p _ L ) ]]> G _ s u m _ L = Σ i = 0 X Σ j = 0 Y ( ( G i n ( i , j ) * w e i g h t _ w p ( i , j ) * w p _ L ) ]]> B _ s u m _ L = Σ i = 0 X Σ j = 0 Y ( ( B i n ( i , j ) * w e i g h t _ w p ( i , j ) * w p _ L ) ]]>计算低色温区下R、G、B通道的和R_sum_L、G_sum_L、B_sum_L；通过公式， R _ s u m _ N = Σ i = 0 X Σ j = 0 Y ( ( R i n ( i , j ) * w e i g h t _ w p ( i , j ) * w p _ N ) ]]> G _ s u m _ N = Σ i = 0 X Σ j = 0 Y ( ( G i n ( i , j ) * w e i g h t _ w p ( i , j ) * w p _ N ) ]]> B _ s u m _ N = Σ i = 0 X Σ j = 0 Y ( ( B i n ( i , j ) * w e i g h t _ w p ( i , j ) * w p _ N ) ]]>计算正常色温区下R、G、B通道的和R_sum_N、G_sum_N、B_sum_N；通过公式， R _ s u m _ H = Σ i = 0 X Σ j = 0 Y ( ( R i n ( i , j ) * w e i g h t _ w p ( i , j ) * w p _ H ) ]]> G _ s u m _ H = Σ i = 0 X Σ j = 0 Y ( ( G i n ( i , j ) * w e i g h t _ w p ( i , j ) * w p _ H ) ]]> B _ s u m _ H = Σ i = 0 X Σ j = 0 Y ( ( B i n ( i , j ) * w e i g h t _ w p ( i , j ) * w p _ H ) ]]>计算高色温区下R、G、B通道的和R_sum_H、G_sum_H、B_sum_H。6.一种自适应白平衡调整装置，其特征在于：包括先验信息获取模块及白平衡调整模块流程；所述先验信息获取模块包括，标准获取单元，用于获取暗室灯箱环境下至少两个标准色温光源中白色测试卡的图像数据，而后转到标准计算单元；标准计算单元，用于根据图像数据计算得出相应标准色温下的白平衡增益值，而后转到拟合单元；拟合单元，用于根据标准色温下的白平衡增益值，通过插值拟合得到覆盖低色温至高色温的宽色温范围内的色温增益曲线，而后转到选取单元；选取单元，用于至少在低色温、正常色温、高色温三个区域各选取一个判别色温点，通过色温增益曲线获取选取的判别色温点下对应的白平衡增益值；所述白平衡调整模块包括，获取单元，用于获取图像数据，而后转到色彩空间转化单元；色彩空间转化单元，用于将获取的图像转化至RGB色彩空间，而后转到平均亮度单元及白点判断标记单元；所述平均亮度单元用于求取当前图像的平均亮度值而后转到色温区分类单元；所述白点判断标记单元包括，预白平衡处理子单元，用于对图像逐像素的在各判别色温点下进行对应白平衡增益值的预白平衡处理，而后转到白点标志子单元；白点标志子单元，用于对预白平衡处理后的像素在判别色温点为接近白色的，置该像素点的对应判别色温点的白点标志，而后转到色温区分类单元；色温区分类单元，用于将判别色温点按低色温、正常色温、高色温分入三个色温区，而后转到白点统计单元；白点统计单元，用于统计各色温区中判别色温点的标记为白...

【专利技术属性】
技术研发人员：李修新，范铁道，杨兵，
申请(专利权)人：深圳英飞拓科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44