专利名称：获得图像灰度点概率分布的方法、装置及白平衡方法、装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种获得图像灰度点概率分布的方法、 装置及白平衡方法、装置。
背景技术：
在摄影过程中，从光源发出的光线被物体所反射，摄影器材的影像传感器通过测 量这些反射光得到物体的像。可见，摄影的物体成像是与光照情况和物体本身相关的。如，当一个黄色的光源把 光投向白色的墙壁上时，由于白色的物体会反射所有入射光，则反射光线对于影像传感器 来说也会呈现黄色。这样，摄影的物体成像就与我们人眼所观察到的不一致，也就是白平衡 不准确，需要进行白平衡的调节使摄影得到的图像与人眼观察的图像一致。目前，常用的白平衡方法，如通过设定固定的阈值来确定图像中的灰度点。应当知 道，灰度点是指在白平衡正确的情况下各颜色通道数值相等的像素点，如红、绿、蓝色(R，G， B)三基色通道R = G = B。这样，通过将确定的灰度点的颜色通道值调整为R = G = B，获 得图像各颜色通道增益值，进而调整图像达到白平衡。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题由于白平衡的不准确，导致灰度点向某种颜色偏离，但偏离的程度是由光照情况 决定的，并不会固定在某个范围内，所以，用固定的阈值来确定灰度点的准确度差，白平衡 效果差。
发明内容
本发明的实施例提供了一种获得图像灰度点概率分布的方法、装置及白平衡方 法、装置，其灰度点的判断准确，白平衡效果好。一种获得图像灰度点概率分布的方法，包括拍摄具有彩色色块和灰度色块的参考图像；根据所述参考图像中彩色色块对应的所各像素点的各颜色值，建立彩色点直方 图，以及根据所述参考图象中灰度色块对应的各像素点的颜色值，建立灰度点直方图；将所述彩色点直方图和所述灰度点直方图，分别等同划分为多个区间，根据所述 彩色点直方图和所述灰度点直方图中的对应区间中的像素点个数，得到所述参考图像内各 像素点的灰度点概率分布图。一种获得图像灰度点概率分布的装置，包括图像获取单元，用于拍摄具有彩色色块和灰度色块的参考图像；直方图建立单元，用于根据所述参考图像中彩色色块对应的各像素点的各颜色 值，建立彩色点直方图，以及根据所述参考图象中灰度色块对应的各像素点的颜色值，建立 灰度点直方图；直方图分析单元，用于将所述彩色点直方图和所述灰度点直方图，分别等同划分为多个区间，获得所述彩色点直方图和所述灰度点直方图中的对应区间中的像素点个数；灰度点概率计算单元，用于根据所述彩色点直方图和所述灰度点直方图中的对应 区间中的像素点个数，得到所述参考图像的灰度点概率分布图。一种白平衡方法，包括根据拍摄图像中各像素点的各颜色值，以及参考图像的灰度点概率分布图，得到 所述拍摄图像中各像素点的灰度点概率值；根据所述拍摄图像中各像素点的灰度点概率值，获得所述拍摄图像的光照估计；根据所述拍摄图像的光照估计，得到所述拍摄图像的各颜色通道的增益值以调整 所述拍摄图像实现白平衡。一种白平衡装置，包括灰度点概率值获取单元，用于根据拍摄图像中各像素点的各颜色值，以及参考图 像的灰度点概率分布图中，得到所述拍摄图像中各像素点的灰度点概率值；光照估计单元，用于根据所述拍摄图像中各像素点的灰度点概率值，获得所述拍 摄图像的光照估计；增益值获取单元，用于根据所述拍摄图像的光照估计，得到所述拍摄图像的各颜 色通道的增益值以调整图像实现白平衡。由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明提供了一种灰度点概率 分布的统计方法，用于统计被拍摄图像中的灰度点概率分布，以及基于灰度点概率分布，根 据参考图像的灰度点概率分布图确认拍摄得到的图像中各像素点的灰度点概率值，进行白 平衡的方法。通过灰度点概率分布，使灰度点的判断更加精确，提高了白平衡增益计算的准 确度。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。图1为本发明实施例获得图像灰度点概率分布的方法流程示意图；图2为本发明实施例获得图像灰度点概率分布的方法中彩色点直方图示意图；图3为本发明实施例获得图像灰度点概率分布的方法中灰色点直方图示意图；图4为本发明实施例获得图像灰度点概率分布的方法中彩色点直方图、灰色点直 方图中区间划分示意 0031]图5为本发明实施例获得图像灰度点概率分布的方法中灰度点概率分布图示意 图；图6为本发明实施例获得图像灰度点概率分布的装置构成示意图；图7为本发明实施例白平衡方法流程示意图一；图8为本发明实施例白平衡方法流程示意图二 ；图9为本发明实施例白平衡装置构成示意图一；图10为本发明实施例白平衡装置构成示意图二 ；
图11为本发明实施例白平衡方法应用场景流程示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。基于现有技术的白平衡方法，用固定的阈值来确定灰度点的准确度差，白平衡效 果差。本发明的实施例提供了一种获得图像灰度点概率分布的方法、装置及白平衡方法、装置。在已知光照情况下，拍摄获得参考图像，确认参考图像灰度点的概率分布状况，得 到的灰度点的概率分布图。然后，对于拍摄得到的当前图像，可以从灰度点的概率分布图中 得到各像素点的灰度点概率值，以估计当前拍摄图像的光照情况，光照估计情况可以通过 颜色通道的值来反映。再根据光照估计情况选择合适的颜色通道的增益值，调整当前拍摄 图像，实现白平衡正确。可以理解，灰度点是指在白平衡正确的情况下各颜色通道值相等的像素点。光照可以包括室外光照或室内光照，室外光照包括晴天日光、阴天日光或阴影 (如，树阴下拍摄得到的图像就是阴影情况)，等等，室内光照包括钨丝灯光、日光灯光或 荧光灯光，等等。本发明的实施例提供的白平衡方法及装置，白平衡的调节使过程可以通过自动过 程完成，属于自动白平衡。实施例一如图1所示，本发明的实施例提供一种获得图像灰度点概率分布的方法，包括步骤11、拍摄具有彩色色块和灰度色块参考图像。步骤12、根据参考图像中彩色色块对应的各像素点的各颜色值，建立彩色点直方 图，以及根据参考图像中灰度色块对应的各像素点的颜色值，建立灰度点直方图。步骤13、将彩色点直方图和灰度点直方图，分别等同划分为多个区间，根据彩色点 直方图和灰度点直方图中的对应区间中的像素点个数，得到参考图像内各像素点的灰度点 概率分布图。可以知道，图像内各像素点的各颜色值可以为RGB色度空间的R、G、B，或者Ycbcr 色度空间的Cb、Cr，等等。通常情况下图像的像素点的颜色值为已知，图像的颜色通道值也 为已知的。具体而言，步骤11中，可选的，参考图像为拍摄具有彩色色块和灰度色块的标准 色板而得到的，标准色板可以为标准24色板，或者其他既包含灰度色块又包含彩色色块的 标准色板。如图2、3所示，步骤12中，可选的，彩色点直方图以及灰度点直方图的两个维度可 以包括各像素点在RGB色度空间的R+G以及B + G，或者(R-G) +G以及(B_G) +G。或者，各像素点在YCbCr色度空间的Cb以及Cr。
如图4所示，步骤13也就是，可以按照同一划分标准，将彩色点直方图和灰度点直 方图分别划分为多个区间，每个区间对应一个落入该区间的像素点的个数，这个像素点的 个数就是区间的值。如灰度点直方图内区间的像素点的个数为a，即该区间的值为a，彩色点直方图内 对应区间的像素点的个数为b，即该区间的值为b，则该区间内的像素点为灰度点的概率值 为P = a+ (a+b)，就是指该区间所对应的颜色组合(如RGB)可能是灰度点的概率。这样， 可以得到参考图像内各像素点的灰度点概率分布图(如图4所示灰度点概率分布图)。当(a+b) = 0时，则ρ = 0。另外，当像素点的取值在直方图表达范围之外时，也取 ρ = 0。可选的，拍摄具有彩色色块和灰度色块的参考图像步骤11，可以为，在预设光照 下，拍摄具有彩色色块和灰色色块的标准色板，得到参考图像。预设光照可以包括室外光照或室内光照。室外光照包括晴天日光、阴天日光或阴 影(如，树阴下拍摄得到的图像就是阴影情况)，等等，室内光照包括钨丝灯光、日光灯光 或荧光灯光，等等。这样，可以分别存储室外光照或室内光照得到的参考图像的概率分布图，在进行 摄影操作时，用户可以选择当前摄影的场景模式为预设光照，如室内光照或室外光照。根据 所选择场景模式的预设光照的灰度点概率分布图，可以实现图像自动白平衡。具体可以参 见后文叙述。同理，可以分别存储晴天日光、阴天日光或阴影，钨丝灯光、日光灯光或荧光灯光， 等等参考图像的概率分布图，在进行摄影操作时，用户可以选择当前摄影的场景模式为预 设光照，根据所选择场景模式的预设光照的灰度点概率分布图，可以实现图像自动白平衡。本发明的实施例提供一种获得图像灰度点概率分布的方法，还可以对步骤14得 到的概率分布图进行滤波，使概率分布图更加平滑。由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，通过获得参考图像的灰度点概 率分布图，使灰度点的判断更加精确。通过参考图像的灰度点概率分布状况来确认拍摄图 像的各点的灰度点概率，并据此进行光照估计和白平衡，因此不会产生灰度点偏离，产生较 好的白平衡效果。实施例二如图6所示，对应于实施例一的获得图像灰度点概率分布的方法，本发明的实施 例提供一种获得图像灰度点概率分布的装置，包括图像获取单元61，用于拍摄具有彩色色块和灰度色块参考图像。直方图建立单元62，用于根据参考图像中彩色色块对应的各像素点的各颜色值， 建立彩色点直方图，以及根据参考图像中灰度色块对应的各像素点的颜色值，建立灰度点 直方图。直方图分析单元63，用于将彩色点直方图和灰度点直方图，分别等同划分为多个 区间，获得彩色点直方图和灰度点直方图中的对应区间中的像素点个数。灰度点概率计算单元64，用于根据彩色点直方图和灰度点直方图对应区间中的像 素点个数，得到参考图像的灰度点概率分布图。可选的，图像获取单元61可以拍摄具有彩色色块和灰度色块的标准色板，标准色板可以为标准24色板，或者其他既包含灰度色块又包含彩色色块的标准色板。可选的，直方图建立单元62建立的彩色点直方图以及灰度点直方图的两个维度 可以包括各像素点在RGB色度空间的R+G以及B + G，或者(R-G) +G以及(B_G) +G。或者，各像素点在YCbCr色度空间的Cb以及Cr。灰度点概率计算单元64，用于灰度点直方图内区间的值为a，彩色点直方图内对 应区间的值为b，计算得到该区间内的像素点为灰度点的概率值为p = a+(a+b)。当(a+b) =0时，则P = 0。当像素点的取值在直方图表达范围之外时，也取ρ = 0。可选的，图像获取单元61，还用于在预设光照下，拍摄具有彩色色块和灰度色块的 标准色板，得到参考图像。预设光照包括室外光照或室内光照，室外光照包括晴天日光、 阴天日光或阴影，室内光照包括钨丝灯光、日光灯光或荧光灯光。发明的实施例提供一种获得图像灰度点概率分布图的装置，还可以包括滤波器 (图6中未示)，用于对灰度点概率计算单元64得到的概率分布图进行滤波，使概率分布图 更加平滑。图像获取单元61，可以是CCD(Charge Couple Device，电荷耦合器件)或 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性氧化金属半导体)感光器件。图 像获取单元61输出数字图像信息给直方图分析单元63。由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，通过获得参考图像的灰度点概 率分布图，使灰度点的判断更加精确。通过参考图像的灰度点概率分布状况来确认拍摄图 像的各点的灰度点概率，并据此进行光照估计和白平衡，因此不会产生灰度点偏离，产生较 好的白平衡效果。实施例三如图7所示，基于上述实施例的获得图像灰度点概率分布的方法，本发明的实施 例提供一种白平衡方法，包括步骤71、根据拍摄图像中各像素点的各颜色值，以及参考图像的灰度点概率分布 图，得到拍摄图像中各像素点的灰度点概率值。步骤72、根据拍摄图像中各像素点的灰度点概率值，获得拍摄图像的光照估计。步骤73、根据拍摄图像的光照估计，得到拍摄图像的各颜色通道的增益值以调整 拍摄图像实现白平衡。步骤71中，获得拍摄图像的摄 场景模式与获得参考图像的灰度点概率分布图 的预设摄影场景模式一致，如光照均为室外光照或室内光照，不做赘述。如图8所示，可选的，根据拍摄图像中各像素点的各颜色值，从参考图像的灰度点 概率分布图中得到拍摄图像中各像素点的灰度点概率值的步骤71，可以包括步骤711、根据拍摄图像中各像素点各颜色值，确定各像素点在参考图像的灰度点 概率分布图中对应的位置；步骤712、根据各像素点在参考图像的灰度点概率分布图中对应的位置，得到各像 素点对应的灰度点概率值。具体而言，如果在RGB色度空间，步骤711可以为根据拍摄图像中各像素点在RGB色度 间的R、G、B颜色值，得到各像素点的R+G以及B + G，或者，得到各像素点的(R-G)+G以及(B-G)+G，即得到了各 像素点在参考图像的灰度点概率分布图中横纵轴的位置，接着，可以确定出各像素点在参 考图像的灰度点概率分布图中的具体位置。步骤712可以为根据各像素点在参考图像的灰度点概率分布图中对应的位置， 可以得到该位置对应的灰度点概率值。
或者，如果在YCbCr色度空间，步骤711可以为根据拍摄图像中各像素点在YCbCr色度空间的Cb、Cr颜色值，得 到了各像素点在参考图像的灰度点概率分布图中横纵轴的位置，接着，可以确定出各像素 点在参考图像的灰度点概率分布图中的具体位置。步骤712可以为根据各像素点在参考图像的灰度点概率分布图中对应的位置， 可以得到该位置对应的灰度点概率值。可选的，根据拍摄图像中各像素点的灰度点概率值，获得拍摄图像的光照估计的 步骤72，可以包括以拍摄图像中各像素点的灰度点概率值为权重，计算所有像素点各颜色值的加权 平均值，获得拍摄图像各颜色通道的平均值即为拍摄图像的光照估计。具体而言，步骤72中，拍摄图像的光照估计计算公式为乙——，
Pgray(Ci)为像素点的灰度点概率值，Ci, k为像素点各颜色值，k为R或G或B，i为像素点 个数编号。 如
权利要求
一种获得图像灰度点概率分布的方法，其特征在于，包括拍摄具有彩色色块和灰度色块的参考图像；根据所述参考图像中彩色色块对应的各像素点的各颜色值，建立彩色点直方图，以及根据所述参考图象中灰度色块对应的各像素点的颜色值，建立灰度点直方图；将所述彩色点直方图和所述灰度点直方图，分别等同划分为多个区间，根据所述彩色点直方图和所述灰度点直方图中的对应区间中的像素点个数，得到所述参考图像内各像素点的灰度点概率分布图。
2.根据权利要求1所述的获得图像灰度点概率分布的方法，其特征在于，所述彩色点 直方图以及所述灰度点直方图的两个维度包括所述各像素点在RGB色度空间的R+G以及B + G，或者(R-G)+G以及(B-G)+G ；或者，所述各像素点在YCbCr色度空间的Cb以及Cr。
3.根据权利要求1或2所述的获得图像灰度点概率分布的方法，其特征在于，根据所述 彩色点直方图和所述灰度点直方图中的对应区间中的像素点个数，得到所述参考图像的灰 度点概率分布图，包括所述灰度点直方图内区间的像素点的个数为a，所述彩色点直方图内对应区间的像素 点的个数为b，则该区间内的像素点为灰度点的概率值为ρ = a+ (a+b)。
4.根据权利要求1或2所述的获得图像灰度点概率分布的方法，其特征在于，所述参考 图像为拍摄具有彩色色块和灰度色块的标准色板而得到的。
5.根据权利要求4所述的获得图像灰度点概率分布的方法，其特征在于，所述拍摄具 有彩色色块和灰度色块的参考图像，包括在预设光照下，拍摄具有彩色色决和灰度色块的 标准色板，得到参考图像，所述预设光照包括室外光照或室内光照，所述室外光照包括 晴天日光、阴天日光或阴影，所述室内光照包括钨丝灯光、日光灯光或荧光灯光。
6.一种白平衡方法，其特征在于，包括根据拍摄图像中各像素点的各颜色值，以及参考图像的灰度点概率分布图，得到所述 拍摄图像中各像素点的灰度点概率值；根据所述拍摄图像中各像素点的灰度点概率值，获得所述拍摄图像的光照估计；根据所述拍摄图像的光照估计，得到所述拍摄图像的各颜色通道的增益值以调整所述 拍摄图像实现白平衡。
7.根据权利要求6所述的白平衡方法，其特征在于，根据拍摄图像中各像素点的各颜 色值，以及参考图像的灰度点概率分布图，得到所述拍摄图像中各像素点的灰度点概率值， 包括根据拍摄图像中各像素点各颜色值，确定所述各像素点在所述参考图像的灰度点概率 分布图中对应的位置；根据所述各像素点在所述参考图像的灰度点概率分布图中对应的位置，得到所述各像 素点对应的灰度点概率值。
8.根据权利要求6所述的白平衡方法，其特征在于，根据所述拍摄图像中各像素点的 灰度点概率值，获得所述拍摄图像的光照估计，包括以所述拍摄图像中各像素点的灰度点概率值为权重，计算所有像素点各颜色值的加权 平均值，获得所述拍摄图像各颜色通道的平均值即为拍摄图像的光照估计。
9.根据权利要求6所述的白平衡方法，其特征在于，根据所述拍摄图像的光照估计，得 到所述拍摄图像的各颜色通道的增益值以调整所述拍摄图像实现白平衡，包括将所述拍摄图像的各颜色通道平均值取倒数，得到各颜色通道的增益值； 通过所述各颜色通道的增益值调整控制所述拍摄图像实现白平衡。
10.根据权利要求6-9中任一所述的白平衡方法，其特征在于，所述图像的颜色通道包 括RGB色度空间的R通道、G通道以及B通道，或者，YCbCr色度空间的Cb通道以及Cr通 道。
11.一种白平衡装置，其特征在于，包括灰度点概率值获取单元，用于根据拍摄图像中各像素点的各颜色值，以及参考图像的 灰度点概率分布图，得到所述拍摄图像中各像素点的灰度点概率值；光照估计单元，用于根据所述拍摄图像中各像素点的灰度点概率值，获得所述拍摄图 像的光照估计；增益值获取单元，用于根据所述拍摄图像的光照估计，得到所述拍摄图像的各颜色通 道的增益值以调整图像实现白平衡。
12.根据权利要求11所述的白平衡装置，其特征在于，灰度点概率值获取单元，包括 第一获取子单元，用于根据拍摄图像中各像素点各颜色值，确定所述各像素点在所述参考图像的灰度点概率分布图中对应的位置；第二获取子单元，用于根据所述各像素点在所述参考图像的灰度点概率分布图中对应 的位置，得到所述各像素点对应的灰度点概率值。
13.根据权利要求11所述的白平衡装置，其特征在于，光照估计单元，具体用于以拍摄 图像中各像素点的灰度点概率值为权重，计算所有像素点各颜色值的加权平均值，获得拍 摄图像各颜色通道的平均值即为图像的光照估计。
14.根据权利要求11所述的白平衡装置，其特征在于，增益值获取单元，包括增益值获取子单元，用于将所述拍摄图像的各颜色通道平均值取倒数，得到各颜色通 道的增益值；增益控制子单元，用于通过增益值获取子单元得到的所述各颜色通道的增益值调整控 制所述拍摄图像实现白平衡。
15.根据权利要求11-14中任一所述的白平衡装置，其特征在于，所述图像的颜色通道 包括RGB色度空间的R通道、G通道以及B通道，或者，YCbCr色度空间的Cb通道以及Cr通道。
16.根据权利要求11所述的获得图像灰度点概率分布的装置，其特征在于，所述灰度 点概率值获取单元包括图像获取单元，用于拍摄具有彩色色块和灰度色块的参考图像；直 方图建立单元，用于根据所述参考图象中彩色色块对应的各像素点的各颜色值，建立彩色 点直方图，以及根据所述参考图像中灰度色块对应的各像素点的颜色值，建立灰度点直方 图；直方图分析单元，用于将所述彩色点直方图和所述灰度点直方图，分别等同划分为多个 区间，将所述区间内像素点的个数作为区间的值；灰度点概率计算单元，用于根据所述彩色 点直方图和所述灰度点直方图对应区间的值，得到所述参考图像的灰度点概率分布图。
17.根据权利要求16所述的获得图像灰度点概率分布的装置，其特征在于，所述直方 图建立单元建立的彩色点直方图以及所述灰度点直方图的两个维度包括所述各像素点在RGB色度空间的R+G以及B + G，或者(R-G)+G以及(B-G)+G ；或者，所述各像素点在YCbCr色度空间的Cb以及Cr。
18.根据权利要求16所述的获得图像灰度点概率分布的装置，其特征在于，所述灰 度点概率计算单元，用于所述灰度点直方图内区间的像素点的个数为a，所述彩色点直方 图内对应区间的像素点的个数为b，计算得到该区间内的像素点为灰度点的概率值为ρ = a-τ- (a+b) ο
19.一种获得图像灰度点概率分布的装置，其特征在于，包括图像获取单元，用于拍摄具有彩色色块和灰度色块的参考图像；直方图建立单元，用于根据所述参考图像中彩色色块对应的各像素点的各颜色值，建 立彩色点直方图，以及根据所述参考图象中灰度色块对应的各像素点的颜色值，建立灰度 点直方图；直方图分析单元，用于将所述彩色点直方图和所述灰度点直方图，分别等同划分为多 个区间，获得所述彩色点直方图和所述灰度点直方图中的对应区间中的像素点个数；灰度点概率计算单元，用于根据所述彩色点直方图和所述灰度点直方图中的对应区间 中的像素点个数，得到所述参考图像的灰度点概率分布图。
20.根据权利要求19所述的获得图像灰度点概率分布的装置，其特征在于，所述直方 图建立单元建立的彩色点直方图以及所述灰度点直方图的两个维度包括所述各像素点在RGB色度空间的R+G以及B + G，或者(R-G)+G以及(B-G)+G ；或者，所述各像素点在YCbCr色度空间的Cb以及Cr。
21.根据权利要求19所述的获得图像灰度点概率分布的装置，其特征在于，所述灰 度点概率计算单元，用于所述灰度点直方图内区间的像素点的个数为a，所述彩色点直方 图内对应区间的像素点的个数为b，计算得到该区间内的像素点为灰度点的概率值为ρ = a-τ- (a+b) ο
全文摘要
本发明实施例提供了一种获得图像灰度点概率分布的方法、装置及白平衡方法、装置。其中，一种获得图像灰度点概率分布的方法，包括拍摄具有彩色色块和灰度色块的参考图像；根据参考图像中彩色色块对应的各像素点的各颜色值，建立彩色点直方图，以及根据参考图象中灰度色块对应的各像素点的颜色值，建立灰度点直方图；将彩色点直方图和灰度点直方图，分别等同划分为多个区间，根据彩色点直方图和灰度点直方图中的对应区间中的像素点个数，得到参考图像内各像素点的灰度点概率分布图。通过得到参考图像的灰度点概率分布图，使拍摄图像的灰度点判断更加精确，提高了拍摄图像的白平衡增益的准确度。
文档编号G06T7/00GK101957988SQ20091008881
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月20日 优先权日2009年7月20日
发明者左坤隆, 郝韬 申请人:华为技术有限公司