基于色溫距離變換權(quán)重圖和塊可靠性修正的自動(dòng)白平衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及，特別涉及一種基于色溫距離變換權(quán)重圖和塊可靠性修正的自動(dòng)白平 衡方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 人類視覺對(duì)外界光源具有自動(dòng)適應(yīng)性白平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，即對(duì)于外界場(chǎng)景在不 同光源下人類視覺能夠調(diào)節(jié)紅色、綠色、藍(lán)色各分量大小，使得觀察白色物體能夠保持白 色。人類這種對(duì)不同光源下色彩自適應(yīng)還原能力的現(xiàn)象被稱為顏色恒常性。然而，對(duì)于圖 像成像器件來說，本身不具備這種自動(dòng)白平衡能力。這是因?yàn)閳D像傳感器其實(shí)僅是對(duì)光線 的一種記錄和響應(yīng)，而無法分辨出這些記錄的光線是來自于物體還是來自于環(huán)境中的其他 光源。只有經(jīng)過自動(dòng)白平衡處理，圖像成像器件才能夠拍攝出符合人類觀察的畫面。自動(dòng) 白平衡效果好壞很大程度上決定了圖像成像設(shè)備的成像質(zhì)量。
[0003] -類常見的自動(dòng)白平衡方法是基于灰色世界的方法，此類方法認(rèn)為整個(gè)圖像應(yīng)該 是白色均衡的，即所有像素的平均R、G、B通道顏色值應(yīng)該是相等的，增益調(diào)節(jié)就是使得R、 G、B各顏色分量等于平均的RGB值。這類灰色世界方法對(duì)于各顏色物體比較多、細(xì)節(jié)豐富 的場(chǎng)景比較適合。但是，對(duì)大面積的單色場(chǎng)景則容易出現(xiàn)偏色現(xiàn)象。這是因?yàn)榘阉械南?素都作為RGB平均值計(jì)算，具有大面積單色物體顯然會(huì)影響計(jì)算結(jié)果；另外一類自動(dòng)白平 衡方法是不再認(rèn)為"整個(gè)世界都是灰色的"，而僅僅把本身是灰色的像素作為增益計(jì)算的依 據(jù)。此類方法首先通過檢測(cè)出畫面中灰色的像素，認(rèn)為這些像素值顏色通道的各R、G、B平 均值是相等的（灰色像素 RGB各顏色通道值相等），因此作為增益計(jì)算的條件。這類方法的 比灰色世界方法穩(wěn)定性要高，但是其缺點(diǎn)是當(dāng)無法正確地把灰色像素檢測(cè)到時(shí)就有可能得 出錯(cuò)誤的結(jié)果。實(shí)際上，在某些情況下，某種顏色的像素肯能與灰色像素具有類似的特征， 使得灰色檢測(cè)失效。例如，藍(lán)色像素在白天的情況下與白色像素其像素值具有類似的比例 性質(zhì)。這使得基于顏色空間定位灰色像素檢測(cè)等方法無法正確的分辨出藍(lán)色和灰色像素， 最終使得白平衡增益計(jì)算出現(xiàn)偏差。
[0004] 因此，為了解決現(xiàn)有自動(dòng)白平衡方法的上述缺陷，需要找到一種能夠適應(yīng)各種復(fù) 雜光源、大面積單色等場(chǎng)景、具有穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性更高的自動(dòng)白平衡方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出一種穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、計(jì)算量 小的基于色溫距離變換權(quán)重圖和塊可靠性修正的自動(dòng)白平衡方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] -種基于色溫距離變換權(quán)重圖和塊可靠性修正的自動(dòng)白平衡方法，包括以下步 驟：
[0008] 1)將目標(biāo)圖像分成MXN個(gè)圖像塊；
[0009] 2)將對(duì)每一個(gè)圖像塊i進(jìn)行計(jì)算，獲得R、G、B各通道帶權(quán)重像素值之和blk_sum_ ri，bll^sun^gi，Wl^sumjDi及塊可靠性因子 blk_r 〇
[0010] 3)由所有圖像塊的結(jié)果計(jì)算R、G、B各通道權(quán)重像素之和SumR、SumG、SumB :
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于色溫距離變換權(quán)重圖和塊可靠性修正的自動(dòng)白平衡方法，其特征在于，包 括以下步驟： 1) 將目標(biāo)圖像分成MXN個(gè)圖像塊； 2)將對(duì)每一個(gè)圖像塊i進(jìn)行計(jì)算，獲得R、G、B各通道帶權(quán)重像素值之和blk_sum_ri， bll^sun^gi，bll^sumjDi及塊可靠性因子blk_r y 3) 由所有圖像塊的結(jié)果計(jì)算R、G、B各通道權(quán)重像素之和SumR、SumG、SumB:
4) 計(jì)算RGB增益： SumMax=max(SumR,SumG,SumB)gainR=SumMax/SumR gainG=SumMax/SumG gainB=SumMax/SumB 5) 由RGB增益進(jìn)行白平衡調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色溫距離變換權(quán)重圖和塊可靠性修正的自動(dòng)白平衡方 法，其特征在于：步驟2)中每一個(gè)圖像塊i進(jìn)行計(jì)算的具體過程為： a) 對(duì)圖像塊中每個(gè)像素r」，gj，bj，如果r」，gj，bj中有任意一個(gè)值大于P，則直接設(shè)置權(quán) 重％=0 ;否則通過以下兩步計(jì)算權(quán)重，其中P為閾值，用來去除過曝的像素，對(duì)于8比特圖 像可取P= 235 ; b) 計(jì)算
，通過預(yù)先標(biāo)定的色溫距離變換權(quán)重圖獲得對(duì)應(yīng)的色溫權(quán)重c〇lTem_ Wj; c) 對(duì)圖像塊中每個(gè)像素r」，gj,bj轉(zhuǎn)化得到Y(jié)cbcr顏色值lu」，cbj,cr」，由以下公式賦予 該像素點(diǎn)灰色權(quán)重gray_wj:
其中l(wèi)u_thr, cb_thrl, cb_thr2, cr_thrl, cr_thr2為定義的常量閾值，f(lUj)亮度111』 的階梯函數(shù)； d) 計(jì)算各像素最終權(quán)重：Wj=colTem_w』+AXgray_wj;若w』>thr_w的像素?cái)?shù)目n』 >thr_num則： blk-sum-r^SWjXrjblk_sum_gi= SwjXgj blk-sum-bi= SwjXbj 其中thr_w，thr_num均為定義的常量閾值，X為權(quán)重系數(shù)； e)計(jì)算此圖像塊選出的像素RGB的平均方差rgb_var_ave及平均亮度lu_ave,由以下 公式確定塊可靠性因子： blk_rj= C (rgb_var_ave) XC(lu_ave)
其中thr_varl, thr_var2, thr_var3均為定義的常量閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于色溫距離變換權(quán)重圖和塊可靠性修正的自動(dòng)白平衡方 法，其特征在于：步驟b)中預(yù)先標(biāo)定的色溫距離變換權(quán)重圖按以下步驟獲得： al)在標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色箱中采集24標(biāo)準(zhǔn)色卡在五種標(biāo)準(zhǔn)光源下的Raw格式圖像；bl)對(duì)獲得的5副色卡Raw格式圖像，分別采集24卡上對(duì)應(yīng)的6個(gè)灰色塊的像素?cái)?shù)據(jù)， 得到像素集合{GRi，GGi，GBi|i= 1，…，N}; cl)對(duì)各像素點(diǎn)（GRpGGpGBi)，計(jì)算
和
，其中W，H為定義的整數(shù)，分別取400和300 ; dl)建立一幅WXH大小的8比特圖像，其中各位置象素按如下取值：
el)對(duì)dl)中得到的二值圖像進(jìn)行圖像腐蝕和膨脹處理，消除掉孤立的噪聲點(diǎn)； H)對(duì)步驟el)得到的圖像進(jìn)行距離變換，使得白色塊中心骨架位置的值為1，離骨架 距離向外按距離值遞減，由此得到各個(gè)點(diǎn)的權(quán)重值（即距離值）；去除距離小于dthr的點(diǎn)，得 到距離變換權(quán)重圖。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于色溫距離變換權(quán)重圖和塊可靠性修正的自動(dòng)白平衡方法，包括：對(duì)圖像進(jìn)行塊分解，對(duì)每一圖像塊計(jì)算R、G、B通道的帶權(quán)重的像素值之和及塊可靠性因子；根據(jù)帶權(quán)重的像素值之和和塊可靠性因子計(jì)算R、G、B通道增益，依據(jù)所計(jì)算的R、G、B增益進(jìn)行圖像白平衡計(jì)算。發(fā)明的基于色溫距離變換權(quán)重圖和塊可靠性修正的自動(dòng)白平衡方法，能夠解決在單一顏色場(chǎng)景或復(fù)雜復(fù)合光源下容易發(fā)生色偏問題，其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性高。
【IPC分類】H04N9-73
【公開號(hào)】CN104581105
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510054631
【發(fā)明人】張政, 王煒, 賴世銘, 熊志輝, 徐瑋
【申請(qǐng)人】中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年2月3日