自动白平衡方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自动白平衡方法和装置，可消除因图像包含大块高饱和度的物体时所产生的物体色彩失真，并能快速调整各种光源条件下的红、绿、蓝三基色成分的白平衡增益值。所述自动白平衡方法包括：将捕获到的图像分割成像素块的步骤；确定图像的发光源的步骤；迭代计算白平衡增益值的步骤，用于迭代计算图像的白平衡增益值，以获得一合适白平衡增益值；使用所述合适白平衡增益值对整个图像中的像素点进行白平衡校正的步骤。所述自动白平衡装置包括：图像分割模块、图像发光源确定模块、白平衡增益迭代计算模块和图像校正模块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于先验知识的快速迭代自动白平衡方法。本专利技术还 涉及一种用于实现所述自动白平衡方法的装置。技术背景人的视觉系统能够通过确保白色物体呈现白色来变换发光源。在不同 的光源环境下，红、绿、蓝三种基色成分的强度有较大的变化，日光中蓝 色成分比冷白色荧光中的蓝光成分要多。人的视觉系统能平衡红、绿、蓝 光的成分，以确保白色物体不论在日光中还是在荧光中都呈现白色。这种 技术称为白平衡。图像获取系统中的自动白平衡装置使用自动白平衡算法 来模拟人的视觉系统，从而在不同类型照明源中再现图像中白色的物体的 真实白色。RGB色彩成分的强度在不同光照条件下有较大的变化，在曰光 (Sunlight)中的蓝光成分远比冷白色荧光(CWF， cool white fluorescent)中的蓝光成分要多。色温较高的如日光，其具有较多的蓝 光成分，而色温较低的如白炽光(incandescence light),则其红光成分 较多。现有的技术中， 一种自动白平衡的方法是假定整个图像需要白平衡。 这种假定导致在计算RGB平均值时过多地包含了图像中所有像素的RGB 值。由该RGB平均值进行线性颜色空间转换得到的YCbCr用于调整在获取图像中的色彩增益。也即，应用于每一彩色信道的色彩增益值是基于RGB 平均值之上。当所有像素的RGB值都包含用来计算RGB平均值时，那么也 包括了高饱和度色彩所带来的不必要的影响。当高饱和度色彩的物体进入 或离开某一场景时，它的影响会使RGB平均值偏斜。高饱和度色彩在RGB平均值计算中的作用会最终导致校正后的物体色彩失真。例如，当蓝色物 体进入到蓝色背景的景象时，图像会有一个占支配地位的蓝色值，该蓝色 会严重地影响该图像的RGB平均值，以致增益调整上的偏差可导致物体色 彩失真。现有的技术所公开的另一种自动白平衡方法是采用单一的白色像素 判断准则来判断白色像素，可防止图像中高饱和度色彩像素的影响。这种 方法用白色像素判断准则来识别图像中的白色像素。如果某一像素满足白 色像素判断准则，那么它就被确定为白色像素，而且它的RGB值所对应的 Y， Cb， Cr值会用来计算色彩增益调整的色差Cb， Cr平均值。采用单一的白色像素判断准则的缺点是不可用来确定图像的发光源， 因为所有类型照明源的单一的白色像素判断准则不具备足够的信息，来支 持进一步的分析，以获得等同的发光源。此外，上述的方法也对发光源的 变化不具有快速的响应能力，因为色彩增益值的调整过程会很长。因此，有必要提供一种可消除高饱和度色彩影响的、并对发光源变换 具有快速响应能力的自动白平衡方法和装置。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种自动白平衡方法，能够消除因图 像包含大块高饱和度的物体时所产生的物体色彩失真，实现当达到白平衡时，白色物体即使在不同的发光源场景下都能表现为白色；另一方面还能 快速调整各种光源条件下的红、绿、蓝三基色成分的白平衡增益值。为此 本专利技术还提供一种用于实现所述方法的自动白平衡装置。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种自动白平衡方法，包括将捕获到的图像分割成像素块的步骤；确定图像的发光源的步骤；迭代计算白平衡增益值的步骤，用于迭代计算图像的白平衡增益值， 以获得一合适白平衡增益值；使用所述合适白平衡增益值对整个图像中的像素点进行白平衡校正 的步骤。本专利技术还提供一种自动白平衡装置，包括 图像分割模块，用于将捕获到的图像分割成像素块； 图像校正模块，用于对整个图像中的像素点进行白平衡校正； 图像发光源确定模块；白平衡增益迭代计算模块，用于迭代计算图像的白平衡增益值，以求 得一合适的白平衡增益值。本专利技术由于采用了上述技术方案，具有这样的有益效果，即(1) 可很好的进行色温估计，并在图像充满大范围的彩色时，也能 得到很好的RGB三基色的白平衡增益值；(2) 可以快速的调整各种光源条件下的红、绿、蓝三基色成分的白 平衡增益；(3) 在同一光源条件下，能保持红、绿、蓝三基色成分白平衡增益 的稳定；(4)由于预设光源和阈值均为可调参数，因此提高了系统灵活性。 附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明 图1是本专利技术所述自动白平衡方法的流程示意图； 图2示出了将一示例性输入图像进行分割后的示意图； 图3是根据本专利技术的一用于自动白平衡方法的一图像中块位置权重 的分布示意图；图4是本专利技术所述自动白平衡装置的结构示意图。具体实施方式如图1所示是本专利技术所述自动白平衡方法的流程示意图。首先，在步骤101，将图像捕获装置捕获到的当前图像分割成像素块， 如可分割成m^个像素块，其中m的选择取决于图像的高度和宽度，为本 领域的技术人员所熟悉的是，其中每个像素块包括一个或多个像素点。如 图2所示，为将一捕获到的图像分割成64 (8*8=64)块的示例。随后，进入步骤102，分别求取分割所得的各个像素块中所含像素点 的R、 G、 B的平均值。在步骤103，将各像素块的颜色空间从(R， G， B)线性转换成由亮 度信号(Y)和两个色差信号(Cb， Cr)组合而成的空间，即(Y， Cb， Cr)。 在一个实施例中所述线性转换关系可以由如下表达式来表示<formula>formula see original document page 9</formula>随后，在步骤104，对转换所得的各像素块的(Y， Cb， Cr)值，根据白点判断准则，判断当前像素块是否属于白点块，若属于白点块则进入 步骤105，否则直接进入步骤107;在一个实施例中，可采用如下准则进 行判断，即，若一像素块的(Y， Cb， Cr)空间满足下式，则说明该像素 块属于白点块-其中，-是预定义的阈值，如可取-=50。例如，对于一 (R， G， B)值为 R=105、 G二IOO、 B=112的像素块，根据步骤306中的公式，其转换后的(Y、 Cb、 Cr)值为Y二102、 Cb=0、 Cr=2，因此按照上式所表示的白点判断准则， 可知该像素块属于白点块；而当一像素的(R， G， B)值为R二225、 G=10、 B二10时，其转换后的(Y、 Cb、 Cr)的结果是Y二75， Cb=-32， Cr=108，因 此经过判断，该像素块不满足白点判断准则，因此不属于白点块。随后进入步骤105，对判断为属于白点块的像素块分别求取与各预定 义发光源间的欧式距离，而对于那些不属于白点块的像素块则不参与所述 欧式距离的计算，因为如果这些不属于白点块的RGB值也被纳入计算，则 会使其他像素的真实色彩偏移失真，结果导致图像偏色。其中，所述预定 义发光源可以是如下形式的组合(Rg， Gg， Bg, Cb， Cr)，其中，Rg、 Gg 和Bg分别表示该预定义发光源对应于R、 G、 B三基色的白平衡增益值。 如日光下的光源可预定义为(1.18， 1,0.81， 17，-12)，荧光灯的光源可预 定义为(1. 51， 1， 0. 91， 9， -15);所述预定义的发光源都是可调的。欧式距 离可依据如下表达式进行计算Distance:(Cbl-Cb2)*(Cbl-Cb2) + (Cbl-Cb2)*(Crl-Cr2) + (Cr1-Cr2)* (Crl<fo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动白平衡方法，包括：将捕获到的图像分割成像素块的步骤；其特征在于，还包括：确定图像的发光源的步骤；迭代计算白平衡增益值的步骤，用于迭代计算图像的白平衡增益值，以获得一合适白平衡增益值；及使用所述合适白平衡增益值对整个图像中的像素点进行白平衡校正的步骤。

【技术特征摘要】
1、一种自动白平衡方法，包括将捕获到的图像分割成像素块的步骤；其特征在于，还包括确定图像的发光源的步骤；迭代计算白平衡增益值的步骤，用于迭代计算图像的白平衡增益值，以获得一合适白平衡增益值；及使用所述合适白平衡增益值对整个图像中的像素点进行白平衡校正的步骤。2、 根据权利要求l所述的自动白平衡方法，其特征在于，所述获取 图像发光源的步骤包括计算所述像素块R、 G、 B的平均值的步骤；将所述像素块的颜色空间由(R， G， B)线性转换成(Y， Cb， Cr)的 步骤，其中Y为亮度信号，Cb和Cr为色差信号；将所述像素块依据白点判断准则进行判断的步骤；分别计算属于白点块的像素块与各预定义发光源间的欧式距离的步 骤；及将最小欧式距离所对应的预定义发光源确定为所述图像的发光源的 步骤。3、 根据权利要求2所述的自动白平衡方法，其特征在于，所述最小 欧式距离通过以下方法计算对各个预定义发光源进行欧式距离的累计， 求得各个预定义发光源的累计欧式距离，然后对所述各个预定义光源的累 计欧式距离进行比较，从而得到最小欧式距离。4、 根据权利要求l所述的自动白平衡方法，其特征在于，所述迭代计算白平衡增益值的步骤包括使用当前白平衡增益值来校正前图像中像素块的步骤； 对校正后的像素块进行从(R， G， B)到(Y， Cb， Cr)颜色空间转换 的步骤；将所述像素块依据白点判断准则进行判断的步骤； 计算平均色差(5， 5)的步骤；利用所述平均色差(S， 5)调整当前白平衡增益值的步骤。5、 根据权利要求2或4所述的自动白平衡方法，其特征在于，所述 白点判断准则为若一像素块的(Y， Cb， Cr)空间满足公式 yHC6HO^-，则说明所述像素块属于白点块，其中-是预定义的阈值。6、 根据权利要求4所述的自动白平衡方法，其特征在于，所述迭代 计算白平衡增益值的步骤中后续迭代的初始白平衡增益值取所述被确定 发光源所对应的白平衡增益值。7、 根据权利要求4或6所述的自动白平衡方法，其特征在于，当所 述平均色差(5， 5)的绝对值和是否小于预先定义的阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小伟，冯晓光，林福辉，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]