一种自适应彩色图像颜色平衡校正方法技术

本发明专利技术公开了一种彩色图像自适应颜色平衡校正方法，应用于彩色图像处理领域，其步骤包括：获取R，G，B三个通道各自的直方图；计算三个直方图各自的主要分布范围；基于三个直方图各自的主要分布范围计算各自的均值；根据上述分布范围和均值计算用于R，B通道颜色调整的一组参数；根据前一步骤得到的参数生成用于颜色调整的查找表；利用查找表对原始彩色图像进行调整。本发明专利技术能够避免高饱和度与低饱和度色彩的影响，同时也消除了单纯利用固定增益值对图像进行调整时容易出现的残留偏色情况，可以快速实现自适应颜色平衡校正。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种颜色平衡校正方法，应用于彩色图像处理领域，特别是数字彩色 图像获取和处理设备中的自适应颜色平衡校正方法。
技术介绍
颜色平衡涉及颜色的相对强度和数量的调整，以达到图像中白色目标在不同成像 环境条件下都呈现出比较均勻的白色，避免出现某种偏色。因此，颜色平衡一般也被称为白 平衡。现有的成像设备及图像处理软件中，一般都具有颜色平衡的功能，以使不同光照条件 下的成像效果或处理的效果与人眼的视觉效果一致。在现有的技术中，典型的方法之一，是基于灰度世界的假设，直接利用R，G，B三个 通道的均值来进行增益的调整进而调整三个通道的颜色分布，最终使三个通道的均值保持 一致，以此作为平衡的结束标志；典型的方法之二，是基于完美反射的假设，利用图像中的 “最亮”的像素的值来进行增益的调整进而调整三个通道的颜色分布，最终使三个通道的极 大值保持一致；典型的方法之三，是通过统计一定准则下的“白色”像素的R，G，B均值来进 行调整，与方法一调整方法类似，区别在于方法一利用了全图的像素，如将图像数据转换到 CIE L*a*b*颜色空间，在此空间内给出“白色”像素的约束，从而确定用于参考的白色像素 点ο上述方法对于图像的颜色平衡都有一定的改善作用，但都有着明显的不足(1)方法一要求图像场景中出现的颜色“足够丰富”，但很多情况下这个条件不能 满足，导致应用此方法后依然存在偏色情况；另外，由于仅利用均值来进行颜色调整，容易 受低饱和度和高饱和度像素分布的影响；(2)方法二要求图像中每个通道不能出现饱和的状况，但很多情况下这个条件也 不能满足，导致此方法获取的调节增益值往往无效，很多时候效果不如方法一；(3)方法三为了对白色像素点进行检测，在白色目标比较少的时候就容易出现偏 差，甚至出现调整后图像效果更差的情况；而利用CIE L*a*b*空间中L*，a*，b*对白色 进行约束，首先需要约定计算采用的参考白点，而这与实际成像条件未必一致；其次，转为 L*a*b*数据存在着计算量庞大，耗时的弊端；再次，规则的设置一般需要根据成像环境的 改变而做出调整，不能自适应。(4)三种方法最终的调整方式都是得到一个固定的颜色增益值后调整对应的颜色 通道，因此，是一个线性的处理方法，而图像中三个通道的颜色分布关系绝大多数是非线性 的关系，通过线性方式去处理，往往不能达到理想的效果。鉴于现有典型相关技术存在的不足，本专利技术提出了一种综合了灰度世界和完美反 射理论假设，同时避免高饱和度和低饱和度颜色影响，快速的自适应的非线性颜色平衡校 正方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种快速的自适应的彩色图像颜色平衡校正方法，其综合 了灰度世界和完美反射的理论假设，同时考虑到高饱和度和低饱和度颜色的影响，采用一 种快速的自适应的非线性的方式对图像颜色进行调整，以达到图像颜色平衡，消除固定增 益下存在的残留偏色问题，适用于数字彩色图像获取和处理设备及彩色图像处理领域。本专利技术提供了，其步骤如下(a)获取R，G，B三个通道各自的直方图民，Hg, Hb 当原始输入图像的颜色空间不 是RGB空间时，先将原始图像数据转为RGB空间数据I (Ip Ig, Ib)，然后再获取R，G，B三个 通道的直方图；其中，获取的直方图的方式按照下式进行权利要求1.一种颜色平衡方法，应用于彩色图像处理领域，其特征在于，所述方法包括以下步骤(a)获取原始输入图像R，G，B三个通道各自的直方图民，Hg,Hb 当原始输入图像的颜 色空间不是RGB空间时，先将原始输入图像数据转为RGB空间数据Ig, Ib)，然后再获 取R，G，B三个通道的直方图；(b)计算直方图扎，Hg,Hb的主要分布范围；(c)计算三个通道在所述分布范围内的均值；(d)计算R通道和B通道的颜色平衡调整参数；(e)依据获取的参数判断是否需要进行颜色调整；(f)若需要进行颜色平衡校正，则根据前面的调整参数，生成颜色调整查找表；(g)应用查找表，调整原始输入图像数据在所述RGB空间数据上，分别对R通道和B通 道应用步骤(f)生成的查找表，调整原始输入图像数据；(h)保存调整后的图像数据如果RGB空间不是原始输入图像的颜色空间，则将调整后 的RGB空间数据转回原来的颜色空间，否则直接保存调整后的图像数据。2.如权利要求1中所述的颜色平衡校正方法，其中步骤(a)中三个通道的直方图统计 的是当前通道内各个灰度级上出现的像素数目；所述RGB空间数据为非负整数，即每个像 素的三个颜色通道的取值R，G，B都是非负整数。3.如权利要求1中所述的颜色平衡校正方法，其中步骤(b)还包括下列步骤 首先按照下式⑴计算出各个通道出现的像素总数Pr，Pg，PbP^tHAk)，ce{r,g,b}(1)k=Q其中，Σ为求和符号；c为颜色符号，分别取r，g，b，代表当前处理的通道颜色；H。(k)是 当前颜色通道直方图中灰度级为k的像素数目，T为所有通道数据的最大值，P。为当前颜 色通道直方图中所有灰度级上的像素数目总数；三个通道的像素总数P,，Pg，Pb，分别单独计 算；然后，根据下式(2)确定直方图的主要分布范围C1 = {k ^Hc(J) >= OCc-Pc && ΣΗΛ0 < ccc-Pc},ce {r,g,b} (2)ch = {k I Σ代⑴ >=Pc 涊 && Σ ^c(0 < Hc e {r,g,b}i=k i=k+l其中，Σ为求和符号；I为取值-条件分割符，左边为变量的取值，右边为变量满足的条件；c为颜色符号，分别取r，g，b，代表当前处理的通道颜色；·为乘号，&&为“条件与”;T为所有通道数据的最大值；P。为当前颜色通道的像素总数；H。(i)是当前颜色通道直方图中灰度级为i的像素数目；Ci是当前颜色通道的主要分布范围的下限值，取值为同时满足 k k-\>= κ ·巧和Σ仗⑴< A ·尺的k值；Ch是当前颜色通道的主要分布范围的上限值， /=0 /=0取值为同时满足 代(0 >= 义.和 ΗΛ0 <总1的k值；α。，β。为预设的0到1之间 i=k i=k+]的常数。4.根据权利要求3所述的颜色平衡校正方法，其特征在于当每个通道数据为8位时，T为255 ；当每个通道数据为12位时，T为4095，其他情况 下，若每个通道数据为P位，则对应的，T = 2P-1 ；α c为当前颜色通道内低饱和度像素的比例，β。为当前颜色通道内高饱和度像素的比 例，在成像条件未知或不能确定的情况下，α。，β。都优选为0.005。5.如权利要求1中所述的颜色平衡校正方法，步骤(c)优选按照下式⑶计算三个通 道主要分布范围的均值6.如权利要求1中所述的颜色平衡校正方法，步骤⑷优选按照下列方程组⑷求解 调整参数7.如权利要求1中所述的颜色平衡校正方法，步骤(e)中判断颜色是否需要调整的典 型准则优选如下根据获取的当前颜色通道的二次调整参数^，一次调整参数s。和偏移参数d。，c e {r， b}，判断下式(5)是否满足8.如权利要求1中所述的颜色平衡校正方法，步骤(f)中，优选按照下式(6)生成查找表全文摘要本专利技术公开了一种彩色图像自适应颜色平衡校正方法，应用于彩色图本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种颜色平衡方法，应用于彩色图像处理领域，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（ａ）获取原始输入图像Ｒ，Ｇ，Ｂ三个通道各自的直方图Ｈｒ，Ｈｇ，Ｈｂ：当原始输入图像的颜色空间不是ＲＧＢ空间时，先将原始输入图像数据转为ＲＧＢ空间数据Ｉ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ），然后再获取Ｒ，Ｇ，Ｂ三个通道的直方图；（ｂ）计算直方图Ｈｒ，Ｈｇ，Ｈｂ的主要分布范围；（ｃ）计算三个通道在所述分布范围内的均值；（ｄ）计算Ｒ通道和Ｂ通道的颜色平衡调整参数；（ｅ）依据获取的参数判断是否需要进行颜色调整；（ｆ）若需要进行颜色平衡校正，则根据前面的调整参数，生成颜色调整查找表；（ｇ）应用查找表，调整原始输入图像数据：在所述ＲＧＢ空间数据上，分别对Ｒ通道和Ｂ通道应用步骤（ｆ）生成的查找表，调整原始输入图像数据；（ｈ）保存调整后的图像数据：如果ＲＧＢ空间不是原始输入图像的颜色空间，则将调整后的ＲＧＢ空间数据转回原来的颜色空间，否则直接保存调整后的图像数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏杰，骆庆忠，郑众喜，刘明星，
申请(专利权)人：北京优纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11