具有自动白平衡的图像处理设备制造技术

一种数字照相机系统，其能够获取图像数据帧，该图像数据帧包括多个色彩元素，该系统被设置成：　　　　－将所述帧划分成包括多个像素数据的多个块；　　　　－针对所有块或部分块的每个来判断该块是否可能是灰色；以及　　　　－使用判断为可能是灰色的块来确定用于调节白平衡的增益。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用在数字照相机中的图像处理算法。更具体地，本专利技术涉及自动白平衡(AWB)算法。技术背景人类视觉系统补偿不同的照明条件和色温，从而在大多数的情 况下，白色物体可以被感知为白色。使用在数字照相机中的AWB算 法试图对由数字照相机传感器所捕捉的原始图像做相同的事情。即， AWB将不同色彩分量(例如R、 G和B)的增益相对于彼此进行调 节，从而尽管图像场景的色温差异或色彩分量的不同敏感度，但仍 将白色物体呈现为白色。AWB的一个现有方法是计算所有色彩分量的平均值，并且将合 适的增益应用到每个色彩分量，从而这些平均值对于彼此是相等的。 这些类型的方法也常称为灰度世界AWB算法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供复杂的AWB技术。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于调节包括多个色彩元素 的图像数据帧的白平衡的技术。该技术特征在于其包括 -将所述帧划分成包括多个像素数据的多个块；及；-使用判断为可能是灰色的块来确定用于调节白平衡的增益。在一个实施方式中，可以设置成检查所有块或部分块中的每个 块，该块是否包含饱和像素，并且将包含饱和像素的块从用于确定用于调节白平衡的增益计算中排除出去。在本专利申请的上下文中，白色，，被用作灰色的同义字并且不用于表示饱和值，除非另行明确地指出。在一个实施方式中，所述技术可以设置成-针对色彩元素的每个计算判断可能为灰色的块的平均值； -定义多个强度范围；-对于每个强度范围，判断在该强度范围内，块是否可能是灰色并且 针对每个色彩元素，计算在该强度范围内判断为可能是灰色的块的 平均值；-针对每个色彩元素，混合分别从不同的强度范围获得的累加值或从累加值所生成的值，以及；-基于混合的值来确定用于调节白平衡的增益。在一个实施方式中，所述技术可以被设置成针对灰色判断来定 义一个或多个色温，并且在定义的色温内判断块是否可能是灰色。可以基于下面的一个或多个量值来定义色温关于不同色彩元 素之间的直方图差异的量值，关于色调直方图的变化的量值，关于 从不包含任何饱和像素的块所获得的相应色彩元素的平均的量值， 以及从具有更大强度的块所获得的相应色彩元素的平均的量值。如 果有关于针对不同发光色温的传感器的响应的特性数据，则所述技 术可以设置成计算在定义的色温处的特性数据和块中相应的色彩元 素的平均值之间的偏差并且当偏差小于预定值时，判断该块可能是、 灰色。这些技术可以各种方式来实现，例如数字照相机系统，例如专 用照相机设备或成像电话、电子电路(例如IC芯片)、计算机程序 或方法。根据本专利技术的另一方面，提供一种数字照相机系统，其能够获 取图像数据帧，该图像数据帧包括多个色彩元素，该系统被设置成 -将所述帧图像数据划分成包括多个像素数据的多个块； 一针对每个色彩元素和针对所有多个块或部分多个块中的每个块来计算预定值；-针对所有多个块或部分多个块的每个块来判断该块是否可能是灰色(白)物体；-针对相应的色彩元素来累加判断可能是灰色(白色)物体一部分的 块的预定值，以及；-基于累加的值来确定用于调节白平衡的第 一 数字增益集。仍根据本专利技术的另 一方面，提供一种用于处理包括多个色彩元 素的图像数据帧的电子电路，其中所述电路包括 -块提取器，用于提取图像数据块，该块包括多个像素数据； -平均计算器，用于计算提取的块的每个色彩元素的平均值；-判断单元，用于判断块是否潜在地是白色；-累力口器，针对相应的色彩元素累加其色彩被判断为潜在地白色的多 个提取的块的平均值，以及-判定单元，基于累加的值来确定用于调节白平衡的数字增益集。 本专利技术的另外特征和优势将通过使用示例性的实施方式来描 述。并且在所附权利要求中描述了一些优选的实施方式。请注意到 本专利技术在该说明书、所附权利要求书和附图中包括任何的有利特征 或它们的组合。附图说明现在将仅通过示例并且参考附图来描述本专利技术的实施方式，其中图1是示出根据在具体实施方式部分所解释的第一实施方式的 优选实施方式的照相机设备的主要组件的示意性框图；图2是示出根据第一实施方式的AWB分析器17的主要组件的 示意性框图；图3是用于解释根据第一实施方式的AWB分析器17的图像处 理的流程图；图4是根据在具体实施方式部分所解释的第二实施方式的AWB处理流程的概略图；图5是包括在图4中示出的步骤500中的处理的流程图；图6是包括在图4中示出的步骤600中的处理的流程图；图7是包括在图4中示出的步骤700中的处理的流程图；图8是包括在图4中示出的步骤800中的处理的流程图；以及图9示出理想黑体辐射体和示例图像传感器的响应，使用CIE等能量照明将该理想黑体辐射体定义为色温的函数并且赋予与Planck曲线的零偏差。具体实施方式 [实施方式1]图1是示出根据这里所解释的本专利技术的第一优选实施方式的照 相机设备的主要组件示意性框图。照相机设备1包括传感器模块11、 预处理电路13、白平tf ( WB)放大器15、自动白平衡(AWB)分 析器17、后置处理电路19、显示器21和存储器23。传感器模块ll 可用于生成用于取景器的图像并且拍取静态图像或视频。传感器模 块11包括透镜、具有RGB Bayer色彩滤波器的图像传感器、模拟放 大器、A/D转换器并且将入射光转换成数字信号。、该数字信号可以 称为原始^t据，并且具有RGB Bayer格式，即，每个2x2像素块包 括两个绿色数据、 一个红色数据和一个蓝色数据。在另一实施方式 中，色彩滤波器可以是CMY Bayer滤波器。在另一实施方式中，传 感器模块11可以不使用Bayer色彩滤波器，但包括Foveon-型传感 器，即，记录硅内不同深度中不同波长的图像信号的传感器。传感 器模块11也可包括用于自动聚焦、缩放和光圈控制以及ND-滤波器 控制的致动器。预处理电路13可执行例如降噪、像素线性化和阴影补偿。WB 放大器15调节不同的色彩分量(即，R、 G和B)相对于彼此的增 益，从而使白色物体是白色。由AWB分析器17来确定增益的量。 AWB分析器17分析原始数据以计算增益的量，并且根据计算的结果来设置WB放大器15的数字增益。除了色彩平衡，AWB分析器: 17也可包括WB增益中的整个数字增益部分以通过将直方图自适应 地向明亮端位伸来增加图像亮度和对比度。AWB分析器17也可计 算R、 G和B偏移以通过自适应地将直方图向暗色端拉伸来增加图 像对比度。这些偏移也应该被考虑进白平衡增益中，并且它们可以 在WB增益前或后应用到数据。AWB分析器17也可计算非线性校 正的量和形状，这可以应用到后置处理电路19处的图像数据。后置处理电路19执行CFA (色彩滤波器阵列)内插、色彩空间 转换、伽玛校正、RGB到YUV转换、图像锐化等。后置处理电路 19可以是用于执行这里的一个或所有处理的石更件流水线，或也可以' 包括用于执行由软件处理的那些处理的处理器。由后置处理电^各19 所处理的图像数据可以显示在显示器21上或存储在存储器23内。 优选地，存储器23是可移动存储器装置，例如MMC卡或SD卡。图2是根据本专利技术的优选实施方式的AWB分析器17的主要组 件的示意性框图。AWB分析器17包括块提取器31、饱和检查器33 和用于红色(R)分量35、绿色(G)分量37和蓝色(B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种数字照相机系统，其能够获取图像数据帧，该图像数据帧包括多个色彩元素，该系统被设置成-将所述帧划分成包括多个像素数据的多个块；-针对所有块或部分块的每个来判断该块是否可能是灰色；以及-使用判断为可能是灰色的块来确定用于调节白平衡的增益。2. 根据权利要求1所述的数字照相机系统，所述系统被设置成 检查所有块或部分块中的每个块是否包含饱和像素，并且将包含饱 和像素的块从确定用于调节白平衡的增益计算中排除出去。3. 根据权利要求1所述的数字照相机系统，所述系统被设置成 检查所有块或部分块中的每个块是否邻近于包含饱和像素的块，并 且将邻近于包含饱和像素的块从确定用于调节白平衡的增益计算中 排除出去。4. 根据权利要求1所述的数字照相机系统，其中色彩元素是红 色、绿色和蓝色，并且判断所述块是否可能是灰色取决于B/G、 R/G、 min ( R,B ) /G和max ( R，B ) /G是否满足给定的规则，其中-R代表将要被判断的块中的红色数据的平均值； -G代表将要被判断的块中的绿色数据的平均值； -B代表将要被判断的块中的蓝色数据的平均值； -min (R，B) /G代表由G除R和B中的4交小一个的值； -max (R,B) /G代表由G除R和B中的较大一个的值。5. 根据权利要求4所述的数字照相机系统，其中基于整个帧的 相应色彩元素和亮度的直方图、以及整个帧的相应色彩元素的平均 值的 一个或多个来确定规则。6. 根据权利要求4所述的数字照相机系统，其中用于确定^L则的计算不使用包含饱和像素的块和/或邻近于包含饱和像素的块的 块。7. 根据权利要求1所述的数字照相机系统，所述系统被设置成 针对色彩元素的每个来累加被判断为可能是灰色的块的平均值，并 且设置成基于累加的值来确定用于调节白平衡的增益。8. 根据权利要求7所述的数字照相机系统，其中所述系统被设 置成对判断为具有更高概率可能是灰色的块中的色彩元素的平均值 应用加权，和/或对具有更高强度的块中的色彩元素的平均值应用加 权。9. 根据权利要求7所述的数字照相机系统，其中所述系统^^皮设 置成-定义多个强度范围；-对于每个强度范围，判断在该强度范围内，所述块是否可能是灰色，并且计算在该强度范围内判断为可能是灰色的块的累加值； -针对每个色彩元素，混合分别从不同的强度范围所获得的累加值或从累加值所生成的值；以及-基于混合的值来确定用于调节白平衡的增益。10. 根据权利要求9所述的数字照相机系统，其中该系统被设置 成基于在相应的强度范围内被判断为可能是灰色的块的数目和/或所 述相应的强度范围的相应强度值来对混合应用加权。11. 根据权利要求7所述的数字照相机系统，其中该系统被设置 成从不包含任何饱和像素的块和/或不邻近于包含饱和像素的块的块 来计算相应色彩元素的平均值，并且通过考虑这些平均值来确定用 于调节白平衡的增益。12. 根据权利要求1所述的数字照相机系统，其中所述系统被设 置成针对灰色判断来定义一个或多个色温，并且在所定义的色温内 判断块是否可能是灰色。13. 根据权利要求12所述的数字照相机系统，其中基于下面的 一个或多个量值来定义色温关于不同色彩元素之间的直方图差异的量值、关于色调直方图的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·尼克卡南，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：