一种自适应白平衡方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自适应白平衡方法、装置、电子设备及存储介质，属于图像处理技术领域。所述自适应白平衡方法包括：获取待处理图像，所述待处理图像为RGB格式；统计所述待处理图像的各个通道的像素分布直方图；计算所述待处理图像中亮度值在预设的亮度阈值以下的像素点的比例，记为第一比例；计算所述待处理图像中R、G、B三个通道重叠像素点的比例，记为第二比例；根据所述第一比例和第二比例确定白平衡算法，并利用所述白平衡算法对所述待处理图像进行白平衡矫正。本发明专利技术引入各个色彩通道的频率信息作为先验判断，自适应选择算法实现白平衡矫正。平衡矫正。平衡矫正。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应白平衡方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术属于图像处理
，特别是涉及一种自适应白平衡方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]自动白平衡算法旨在对图片信号进行分析，模拟人类对色彩感知的恒常性，从而克服光源颜色对成像的影响，还原图片本身的真实色彩信息，是数字图像信号处理流程中的重要一环。现阶段的自动白平衡算法可分为两类：基于假设的算法与基于直方图的算法。
[0003]基于假设的算法根据图片颜色信息，对图片整体颜色或最亮像素做出假设，主要包括灰度世界法、完美反射法、QCGP法以及动态阈值法。灰度世界法较为简单，但其针对色彩丰富图片做出“RGB通道像素平均值为灰色”的假设，对于存在大量单色块的图像会失效。完美反射法与动态阈值法通过分析计算，对原始图像中的白点做出假设，但当原图中最亮点不是白点或原图不存在白点时，色彩矫正会出现较大偏差。QCGP法(Quadratic Combining Grey
‑
World Perfect
‑
Reflection Resumption)整合改进了灰度世界与完美反射假设，通过定义色彩方程，求解各通道补偿系数；尽管该方法有效改进了白平衡效果，然而，对于整体偏暗且存在大量单色块的图像，其仍无法准确还原色彩。
[0004]基于直方图的算法以直方图平移与匹配为主，通过处理不同通道，确保其重叠面积达到最大，该方法可以有效适用于存在严重色偏的图像(三个通道直方图重叠面积极小，整体色调明显偏向R，G，B中的某个颜色)。然而，对于8K超高清摄像机的拍摄画面，该方法依旧存在两个挑战：一是算法复杂度，8K图像像素量极为庞大，统计全局直方图会带来极大的时间负担；二是场景的随机性，对于轻微偏色或亮度较低的图像，调整不同通道直方图的中心位置或形状会导致图片丢失颜色细节。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应白平衡方法、装置、电子设备及存储介质。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]根据本专利技术的第一方面，一种自适应白平衡方法，包括：
[0008]获取待处理图像，所述待处理图像为RGB格式；
[0009]统计所述待处理图像的各个通道的像素分布直方图；
[0010]计算所述待处理图像中亮度值在预设的亮度阈值以下的像素点的比例，记为第一比例；
[0011]计算所述待处理图像中R、G、B三个通道重叠像素点的比例，记为第二比例；
[0012]根据所述第一比例和第二比例确定白平衡算法，并利用所述白平衡算法对所述待处理图像进行白平衡矫正。
[0013]进一步地，所述自适应白平衡方法还包括：
[0014]在统计所述待处理图像的各个通道的像素分布直方图之前，对所述待处理图像进行降采样。
[0015]进一步地，根据所述第一比例和第二比例确定白平衡算法，并利用所述白平衡算法对所述待处理图像进行白平衡矫正，包括：
[0016]若第一比例大于第一阈值，且第二比例大于第二阈值，则采用截断处理的方法对所述待处理图像进行白平衡矫正，截断处理的阈值采用第一阈值；
[0017]若第一比例大于第一阈值，且第二比例小于等于第二阈值，则采用QCGP算法对所述待处理图像进行白平衡矫正；
[0018]若第一比例小于等于第一阈值，且第二比例大于第二阈值，则采用映射处理的方法对所述待处理图像进行白平衡矫正，映射处理的阈值采用第一阈值；
[0019]若第一比例小于等于第一阈值，且第二比例小于等于第二阈值，则采用直方图均衡/平移算法对所述待处理图像进行白平衡矫正。
[0020]进一步地，采用截断处理的方法对所述待处理图像进行白平衡矫正，截断处理的阈值采用第一阈值，包括：
[0021]将待处理图像由RGB空间转换至YC
b
C
r
空间，计算C
b
的均值和方差，计算C
r
的均值和方差，其中，C
b
表示红色分量信息，C
r
表示蓝色分量信息；
[0022]将待处理图像中符合预设规则的像素点确定为初始白色参考点，所述预设规则为：
[0023]|C
b
‑
(M
b
+D
b
×
sign(M
b
))|<r
×
D
b
[0024]|C
r
‑
(r
×
M
r
+D
r
×
sign(M
r
))|<r
×
D
b
[0025]式中，M
b
为C
b
的均值，M
r
为C
r
的均值，D
b
为C
b
的方差，D
r
为C
r
的方差；
[0026]将初始白色参考点钟亮度值前5％～15％的点作为最终白色参考点；
[0027]计算最终白色参考点的R、G、B三个通道像素的平均值；
[0028]计算待处理图像中各个通道的补偿系数，补偿系数的计算公式为：
[0029]gain
R
＝Y
max
/R
avgw
[0030]gain
G
＝Y
max
/G
avgw
[0031]gain
B
＝Y
max
/B
avgw
[0032]式中，gain
R
为R通道的补偿系数，gain
G
为G通道的补偿系数，gain
B
为B通道的补偿系数，R
avgw
为R通道的平均值，B
avgw
为B通道的平均值，G
avgw
为G通道的平均值，Y
max
表示将待处理图像转换至YC
b
C
r
通道后Y通道的最大值；
[0033]根据对角关系，用补偿系数调整待处理图像中各像素点的像素值：
[0034]R
′
＝Clip(gain
R
*R0)
[0035]G
′
＝Clip(gain
G
*G0)
[0036]B
′
＝Clip(gain
B
*B0)
[0037]式中，Clip(
·
)表示截断函数，即R0表示待处理图像中像素点R通道的原始像素值，G0表示待处理图像中像素点G通道的原始像素值，B0表示待处理图像中像素点B通道的原始像素值，R
′<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应白平衡方法，其特征在于，包括：获取待处理图像，所述待处理图像为RGB格式；统计所述待处理图像的各个通道的像素分布直方图；计算所述待处理图像中亮度值在预设的亮度阈值以下的像素点的比例，记为第一比例；计算所述待处理图像中R、G、B三个通道重叠像素点的比例，记为第二比例；根据所述第一比例和第二比例确定白平衡算法，并利用所述白平衡算法对所述待处理图像进行白平衡矫正。2.根据权利要求1所述的一种自适应白平衡方法，其特征在于，所述自适应白平衡方法还包括：在统计所述待处理图像的各个通道的像素分布直方图之前，对所述待处理图像进行降采样。3.根据权利要求1所述的一种自适应白平衡方法，其特征在于，根据所述第一比例和第二比例确定白平衡算法，并利用所述白平衡算法对所述待处理图像进行白平衡矫正，包括：若第一比例大于第一阈值，且第二比例大于第二阈值，则采用截断处理的方法对所述待处理图像进行白平衡矫正，截断处理的阈值采用第一阈值；若第一比例大于第一阈值，且第二比例小于等于第二阈值，则采用QCGP算法对所述待处理图像进行白平衡矫正；若第一比例小于等于第一阈值，且第二比例大于第二阈值，则采用映射处理的方法对所述待处理图像进行白平衡矫正，映射处理的阈值采用第一阈值；若第一比例小于等于第一阈值，且第二比例小于等于第二阈值，则采用直方图均衡/平移算法对所述待处理图像进行白平衡矫正。4.根据权利要求3所述的一种自适应白平衡方法，其特征在于，采用截断处理的方法对所述待处理图像进行白平衡矫正，截断处理的阈值采用第一阈值，包括：将待处理图像由RGB空间转换至YC
b
C
r
空间，计算C
b
的均值和方差，计算C
r
的均值和方差，其中，C
b
表示红色分量信息，C
r
表示蓝色分量信息；将待处理图像中符合预设规则的像素点确定为初始白色参考点，所述预设规则为：|C
b
‑
(M
b
+D
b
×
sign(M
b
))|&lt;r
×
D
b
|C
r
‑
(r
×
M
r
+D
r
×
sign(M
r
))|&lt;r
×
D
b
式中，M
b
为C
b
的均值，M
r
为C
r
的均值，D
b
为C
b
的方差，D
r
为C
r
的方差；将初始白色参考点钟亮度值前5％～15％的点作为最终白色参考点；计算最终白色参考点的R、G、B三个通道像素的平均值；计算待处理图像中各个通道的补偿系数，补偿系数的计算公式为：gain
R
＝Y
max
/R
avgw
gain
G
＝Y
max
/G
avgw
gain
B
＝Y
max
/B
avgw
式中，gain
R
为R通道的补偿系数，gain
G
为G通道的补偿系数，gain
B
为B通道的补偿系数，R
avgw
为R通道的平均值，B
avgw
为B通道的平均值，G
avgw
为G通道的平均值，Y
max
表示将待处理图像转换至YC
b
C
r
通道后Y通道的最大值；
根据对角关系，用补偿系数调整待处理图像中各像素点的像素值：R
′
＝Clip(gain
R
*R0)G
′
＝Clip(gain
G
*G0)B
′
＝Clip(gain
B
*B0)式中，Clip(
·
)表示截断函数，即R0表示待处理图像中像素点R通道的原始像素值，G0表示待处理图像中像素点G通道的原始像素值，B0表示待处理图像中像素点B通道的原始像素值，R
′
表示待处理图像中像素点R通道的最终像素值，G
′
表示待处理图像中像素点G通道的最终像素值，B
′
表示待处理图像中像素点B通道的最终像素值。5.根据权利要求3所述的一种自适应白平衡方法，其特征在于，采用QCGP算法对所述待处理图像进行白平衡矫正，包括：计算待处理图像的最大像素值以及第一变换系数，所述第一变换系数的计算公式为：K
max
＝(R
max
+B
max
+G
max
)/3式中，K
max
为第一变换系数，R
max
为待处理图像在R通道的最大像素值，B
max
为待处理图像在B通道的最大像素值，G
max
为待处理图像在G通道的最大像素值；计算待处理图像的平均像素值以及第二变换系数，所述第二变换系数的计算公式为：K
avg
＝(R
avg
+B
avg
+G
avg
)/3式中，K
avg
为第二变换系数，R
avg
为待处理图像在R通道的平均像素值，B
avg
为待处理图像在B通道的平均像素值，G
avg
为待处理图像在G通道的平均像素值；计算待处理图像中各个通道的补偿系数，补偿系数的计算公式为：u
R
R
avg2
+v
R
R
avg
＝K
avg
u
R
R
max2
+v
R
R
max
＝K
max
u
G
G
avg2
+v
G
G
avg
＝K
avg
u
G
G
max2
+v
G
G
max
＝K
max
u
B
B
avg2
+v
B
B
avg
＝K
avg
u
B
B

【专利技术属性】
技术研发人员：刘征，郑慧明，姜春桐，谢雯妮，刘洁旭，赵周丽，
申请(专利权)人：四川新视创伟超高清科技有限公司，
类型：发明
国别省市：