一种基于SOC的图像自适应白平衡处理方法技术

本发明专利技术涉及一种基于SOC的图像自适应白平衡处理方法，包括以下步骤：步骤S1、通过图像数据采集单元进行图像数据采集，得到Bayer格式的图像数据；步骤S2、通过插值技术将图像数据由Bayer格式转换为RGB格式；步骤S3、将RGB格式的图像数据输入自适应白平衡单元内，将图像数据进行自适应白平衡；步骤S4、通过数据传输单元将自适应白平衡后的图像对外发送或传输给PC端。本发明专利技术的方法能够解决集数据采集、处理和传输，实现图像数据由CMOS探测器到上位机显示的全链路，并通过SOC实现自适应平衡算法。并通过SOC实现自适应平衡算法。并通过SOC实现自适应平衡算法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SOC的图像自适应白平衡处理方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体的讲是一种基于SOC的图像自适应白平衡处理方法。

技术介绍

[0002]随着图像处理技术的迅速发展,视频行业已经由传统的模拟化时代逐步向数字化转变。数字化图像的优势是图像可以达到更高的分辨率和清晰度,这就意味着很大程度上提升了图像质量，使得图像处理技术的发展有了质的飞跃。同时,伴随着网络的飞速发展，网络产品逐渐覆盖我们生活的各个角落,网络相机应运而生，并广泛应用于多个领域,如教育、商业、医疗、公共事业等。
[0003]因此，面对不同的拍摄需求，网络相机己经不再需要依靠手动来调节光圈和快门,而是通过相机内部的微处理器自动调节,从而使得图像质量满足人眼的观察要求。因此，设备中的图像处理器对其最终输出图像的效果有着非常大的影响。
[0004]在当前大力发展的无人驾驶、人工智能等领域中，这种在不同光源下的色偏对无人驾驶车的视觉系统影响十分巨大，制约了这些领域的进一步发展。这对记录仪、监控器、摄像机等这类图像采集设备偏色优化校正能力提出了更高的要求，我们迫切的希望色偏问题得到更好的解决，图像采集系统能够在各种不同光源情况中都能精确的去除光源色温对图像色彩的影响，达到良好的自动白平衡效果，只有这样在不同光照条件下无人驾驶车系统及其他识别系统中才能不受环境光源的影响，实现更好更精确对相关物体或特征进行检测识别。同时，做好色偏校正、实现较好的自动白平衡效果，在日常照片拍摄时对图像质量也会有显著提升。在通过手机或者相机等设备进行照片拍摄时，拍摄出的图像若不经处理会存在偏色现象，对图片的真实性及图片质量均具有很大影响，通过进行自动白平衡，可以使图像与实际景物相一致。可见对自动白平衡进行进一步研究是具有十分重要的现实意义的，该研究的目标是改善或消除成像带来的色偏情况，使物体在不同色温光源下均能维持真实色彩。这一技术在许多领域十分重要，如对象的识别与追踪，景物理解等领域。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种基于SOC的图像自适应白平衡处理方法。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种基于SOC的图像自适应白平衡处理方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S1、通过图像数据采集单元进行图像数据采集，得到Bayer格式的图像数据；
[0009]步骤S2、通过插值技术将图像数据由Bayer格式转换为RGB格式；
[0010]步骤S3、将RGB格式的图像数据输入自适应白平衡单元内，将图像数据进行自适应白平衡；
[0011]步骤S4、通过数据传输单元将自适应白平衡后的图像对外发送或传输给PC端。
[0012]进一步的，所述步骤S1中通过数据采集单元进行图像数据采集的方法包括以下步骤：
[0013]步骤S11、给数据采集单元通电，对数据采集单元的参数进行配置；
[0014]步骤S12、当数据采集单元被触发后，CMOS传感器开始曝光，当曝光结束后，将图像数据传输给FPGA；
[0015]步骤S13、FPGA根据CMOS同步码进行解码，将像素数据恢复出来，形成帧行同步信号，得到Bayer格式的图像数据。
[0016]进一步的，所述步骤S11中对数据采集单元的参数进行配置包括：
[0017]待FPGA工作后，给CMOS传感器先后提供1.2V、1.8V和3.3V的供电，将CMOS传感器的XTRIG、XHS、XCE引脚拉高，其中，XTRIG和XHS是CMOS传感器出图所需要的驱动时序，待相机初始化完成后出图时使用，XCE是相机配置SPI的使能信号，待相机需要配置SPI时拉低；
[0018]CMOS传感器在正确上电之后，FPGA对CMOS传感器内部寄存器进行配置；
[0019]CMOS传感器在Slave模式下采用触发出图设置，FPGA需要向CMOS传感器提供周期稳定的XTRIG信号和XHS信号，其中XTRIG信号控制着曝光时间，XHS信号控制着图像输出一行所需要的时间。
[0020]进一步的，FPGA与CMOS传感器之间的配置采用SPI时序进行。
[0021]进一步的，所述步骤S12中当数据采集单元被触发后XTRIG信号拉低，CMOS传感器在经过TGST时间后将开始进行曝光，曝光时间等于XTRIG拉低的时间，当XTRIG再次拉高时，CMOS传感器经过TGED时间后，曝光结束，经过TGDLY时间后图像由CMOS传感器经过LVDS送往FPGA。
[0022]进一步的，所述步骤S2的插值技术包括在三种不同滤镜下的插值方式：
[0023]当中心图像为R时，该像素R通道值为其本身像素，B通道的值为3
×
3模板四个角处像素的均值，G通道的值为其四周相邻像素均值；
[0024]当中心图像为B时，该像素B通道值为其本身像素，G通道值为其四周相邻像素均值，R通道的值为3
×
3模板四个角处像素的均值；
[0025]当中心图像为G时，该像素G通道为其本身像素，再根据G左右两侧不同的像素分别采用不同的模板进行插值，当G两侧为红色滤镜时，该像素B通道值为上下两个像素均值，R通道值为左右两个像素均值；当G两侧为蓝色滤镜时，该像素B通道值为左右两个像素均值，R通道为上下两个像素均值。
[0026]进一步的，所述步骤S3中将图像数据进行自适应白平衡的方法包括：
[0027]步骤S31、通过灰度世界法对图像数据进行处理；
[0028]步骤S32、通过暗通道先验理论筛选图像数据中的像素点；
[0029]步骤333、将步骤32中暗通道先验理论筛选图像数据中的像素点作为参考点，对参考点使用灰度世界法进行白平衡增益因子的计算，最后根据增益因子校正非标准光源下的偏色图像，得到自适应白平衡后的图像。
[0030]进一步的，所述步骤S31包括以下步骤：
[0031]步骤S311、对一幅w
×
h分辨率的图像，对整幅图的R、G、B分别求均值，公式如下：
[0032][0033][0034][0035]步骤S312、得到各通道均值之后，分别对各自通道增益进行计算，公式如下：
[0036][0037][0038][0039]步骤S313、对图像数据进行处理，得到还原之后的结果，输出图像，公式如下：
[0040][0041][0042][0043]进一步的，所述步骤S32中暗通道先验理论为：在大多数非天空区域，至少一个颜色通道在一个小区域里具有很低的像素，用公式表达如下：
[0044][0045]其中，Ω(x)是以x为中心的局部窗口，c为某个RGB颜色通道，J
c
(y)为该通道的像素值，J
dack
(x)为图像的暗通道，min为局部最小值滤波；
[0046]如果图像J为户外无雾图像，那么除去天空外的区域，图像的暗通道图像的强度值趋近于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SOC的图像自适应白平衡处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、通过图像数据采集单元进行图像数据采集，得到Bayer格式的图像数据；步骤S2、通过插值技术将图像数据由Bayer格式转换为RGB格式；步骤S3、将RGB格式的图像数据输入自适应白平衡单元内，将图像数据进行自适应白平衡；步骤S4、通过数据传输单元将自适应白平衡后的图像对外发送或传输给PC端。2.根据权利要求1所述的基于SOC的图像自适应白平衡处理方法，其特征在于，所述步骤S1中通过数据采集单元进行图像数据采集的方法包括以下步骤：步骤S11、给数据采集单元通电，对数据采集单元的参数进行配置；步骤S12、当数据采集单元被触发后，CMOS传感器开始曝光，当曝光结束后，将图像数据传输给FPGA；步骤S13、FPGA根据CMOS同步码进行解码，将像素数据恢复出来，形成帧行同步信号，得到Bayer格式的图像数据。3.根据权利要求2所述的基于SOC的图像自适应白平衡处理方法，其特征在于，所述步骤S11中对数据采集单元的参数进行配置包括：待FPGA工作后，给CMOS传感器先后提供1.2V、1.8V和3.3V的供电，将CMOS传感器的XTRIG、XHS、XCE引脚拉高，其中，XTRIG和XHS是CMOS传感器出图所需要的驱动时序，待相机初始化完成后出图时使用，XCE是相机配置SPI的使能信号，待相机需要配置SPI时拉低；CMOS传感器在正确上电之后，FPGA对CMOS传感器内部寄存器进行配置；CMOS传感器在Slave模式下采用触发出图设置，FPGA需要向CMOS传感器提供周期稳定的XTRIG信号和XHS信号，其中XTRIG信号控制着曝光时间，XHS信号控制着图像输出一行所需要的时间。4.根据权利要求3所述的基于SOC的图像自适应白平衡处理方法，其特征在于，FPGA与CMOS传感器之间的配置采用SPI时序进行。5.根据权利要求3所述的基于SOC的图像自适应白平衡处理方法，其特征在于，所述步骤S12中当数据采集单元被触发后XTRIG信号拉低，CMOS传感器在经过TGST时间后将开始进行曝光，曝光时间等于XTRIG拉低的时间，当XTRIG再次拉高时，CMOS传感器经过TGED时间后，曝光结束，经过TGDLY时间后图像由CMOS传感器经过LVDS送往FPGA。6.根据权利要求1所述的基于SOC的图像自适应白平衡处理方法，其特征在于，所述步骤S2的插值技术包括在三种不同滤镜下的插值方式：当中心图像为R时，该像素R通道值为其本身像素，B通道的值为3
×
3模板四个角处像素的均值，G通道的值为其四周相邻像素均值；当中心图像为B时，该像素B通道值为其本身像素，G通道值为其四周相邻像素均值，R通道的值为3
×
3模板四个角处像素的均值；当中心图像为G时，该像素G通道为其本身像素，再根据G左右两侧不同的像素分别采用不同的模板进行插值，当G两侧为红色滤镜时，该像素B通道值为上下两个像素均值，R通道值为左右两个像素均值；当G两侧为蓝色滤镜时，该像素B通道值为左右两个像素均值，R通道为上下两个像素均值。7.根据权利要求1所述的基于SOC的图像自适应白平衡处理方法，其特征在于，所述步
骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾维，徐智旺，李奇，杨仁鹏，刘天宇，
申请(专利权)人：武汉华中天易星惯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：