专利名称：一种色彩校正方法
技术领域：
本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种色彩校正方法。
背景技术：
图像复原是图像处理的一个重要部分，它的主要目的是改善图像质量。当给定了一幅退化的或者受到噪声污染了的图像时，利用退化现象的某种先验知识来重建新的图像或恢复原有图像是图像复原处理的主要过程。在现有技术中，由于 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感装置中彩色滤光片特性的影响，用CMOS传感装置拍摄的图像色彩往往不够纯正，即从CMOS传感器中出来的图像颜色有色偏，需要一定的方法来校正，使图像显现纯正的色彩。通常用的校正方法如下，拍摄一张颜色校验片(color checker) —标准色板的图片，计算所拍摄图像中每一色块的色彩平均值并与颜色校验卡中相应色块的标准值做比较，估算出颜色校正矩阵(color matrix)中各校正系数(color coefficient)应调节的方向和范围，直至达到色彩校正的目的。颜色校正公式如下
公式中R、G、B分别为标准色板中的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值的标准值， r、g、b分别为摄像头拍摄下来的图像对应的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值值。color matrix为颜色矩阵。可知颜色矩阵(color matrix)的良好实现是颜色校正中的关键。F光(色温2700K)红色分量较多，在F光下拍摄图片时，所拍摄的图片经过图像处理装置中的白平衡处理后，背景虽然调白了，而主体颜色却变淡了，特别是黄色主体颜色调的很淡；而在其它色温较高的光源下做完白平衡后主体却能保留较好的色彩。对这两种场景，如果使用同一组颜色校正矩阵，当满足F光下主体颜色的调节时，其它光下主体颜色就有偏色；当满足其它光下主体颜色的调节时，F光下主体颜色就有色偏。由此可见现有的颜色校正算法很难适应复杂多变的光照环境。
发明内容
现有色彩校正方法不能同时满足对所有色温环境下拍摄的图像的校正，本发明提供了一种色彩校正方法，能解决现有色彩校正方法存在的问题。一种色彩校正方法，包括如下步骤
Si、获取某一光源环境下图像的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值、红色增益值、蓝色增益值；52、判断所述红色增益值和所述蓝色增益值是否满足所述红色增益值小于等于第一预设值且所述蓝色增益值大于等于第二预设值，如果满足，跳转到步骤S3 ；如果不满足，跳转到步骤S4 ；
53、判定光源环境为第一光源，设定颜色校正矩阵为第一颜色校正矩阵，跳转到步骤
S5 ；
54、判定光源环境为第二光源，设定颜色校正矩阵为第二颜色校正矩阵；
55、利用所述第一颜色校正矩阵或所述第二颜色校正矩阵对所述红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值进行校正。本发明的色彩校正方法根据光源种类的不同，设定不同的颜色校正矩阵对图像进行校正，解决了现有色彩校正方法采用单一色彩校正矩阵所遇到的技术问题，能满足对所有光源环境下拍摄的图片进行色彩校正的要求。
图1是本发明实施例提供的色彩校正方法流程图。图2是本发明实施例提供的从低色温向高色温转变时颜色校正矩阵变化示意图。图3是本发明实施例提供的从高色温向低色温转变时颜色校正矩阵变化示意图。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。现有图像校正算法中的色彩校正矩阵满足对低色温环境下拍摄的图像的校正时， 就不能满足对高色温环境下拍摄的图像的校正；反之，满足对高色温环境下拍摄的图像的校正时，就不能满足对低色温环境下拍摄的图像的校正。鉴于此，本发明提供了一种图像校正算法，能对所有色温环境下拍摄的图片进行很好的校正，解决了现有图像校正方法中的难题。一种色彩校正方法，如图1所示，该算法包括如下步骤
51、获取某一光源环境下图像的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值、红色增益值、蓝色增益值；
52、判断所述红色增益值和所述蓝色增益值是否满足所述红色增益值小于等于第一预设值且所述蓝色增益值大于等于第二预设值，如果满足，跳转到步骤S3 ；如果不满足，跳转到步骤S4 ；
53、判定光源环境为第一光源，设定颜色校正矩阵为第一颜色校正矩阵，跳转到步骤
S5 ；
54、判定光源环境为第二光源，设定颜色校正矩阵为第二颜色校正矩阵；
55、利用所述第一颜色校正矩阵或所述第二颜色校正矩阵对所述红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值进行校正。本发明的色彩校正方法根据光源种类的不同，设定不同的颜色校正矩阵对图像进行校正，解决了现有色彩校正方法采用单一色彩校正矩阵所遇到的技术问题。
5
所述步骤Sl中的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值为对图像数据进行白平衡处理后的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值，所述红色增益值和蓝色增益值为对图像进行白平衡处理时的红色增益值和蓝色增益值。由于低色温环境下拍摄的图像偏红，对其进行白平衡色彩校正时红色增益值比蓝色增益值远远要小；高色温环境下拍摄的图像偏蓝，对其进行白平衡色彩校正时红色增益值比蓝色增益值远远要大；则判断所述红色增益值和所述蓝色增益值是否满足所述红色增益值小于等于第一预设值且所述蓝色增益值大于等于第二预设值；如果满足，则判定光源环境为第一光源，设定颜色校正矩阵为第一颜色校正矩阵；如果不满足，则判定光源环境为第二光源，设定颜色校正矩阵为第二颜色校正矩阵。作为优选方案，选取F光源为判断低色温光源和高色温光源的界限，所述第一预设值和第二预设值分别为F光源色温下调节图像白平衡时红色增益值和蓝色增益值的值。所述第一光源包括烛光、F光源等；烛光色温为1930K ；F光源色温为2700K ；所述第二光源包括U30光源(Warm White Fluorescent，美国暖白商店光源)、TL84光源(欧洲、 日本、中国商店光源)、CWF光源(Cool White Fluorescent，美国冷白商店光源)、D65光源 (Artificial Daylight,国际标准人工日光)等；U30光源色温为3000K ； TL84光源色温为 4000K ；CffF光源色温为4150K ；D65光源色温为6500K。作为本领域人员所公知的，高色温光源与低色温光源之间分界光源不限于F光源，其它光源同样适合，例如U30光源、CWF光源等。如果光源为第一光源，在该种光源下拍摄的图像颜色偏暖，对其进行色彩校正时设定对应的第一颜色校正矩阵；如果光源第二光源，在该种光源下拍色的图像颜色偏冷，对其进行色彩校正时设定第二颜色校正矩阵。第一颜色校正矩阵和第二颜色校正矩阵互不影响，第一颜色校正矩阵只对第一光源下拍摄的图像起调节作用，第二颜色校正矩阵只对第二光源下拍摄的图像起调节作用。所述第一颜色校正矩阵计算方法如下在第一光源下拍摄颜色校验卡图像，计算所述颜色校验卡图像中每一色块的色彩平均值并与颜色校验卡中相应色块的标准值做比较，计算出第一颜色校正矩阵中各校正系数，得到第一颜色校正矩阵。所述第二颜色校正矩阵计算方法如下在第二光源下拍摄颜色校验卡图像，计算所述颜色校验卡图像中每一色块的色彩平均值并与颜色校验卡中相应色块的标准值做比较，计算出第二颜色校正矩阵中各校正系数，得到第二颜色校正矩阵。当拍摄环境从低色温光源向高色温光源转变时，对图像进行颜色校正时，颜色校正矩阵如直接从第一颜色校正矩阵转换成第二颜色校正矩阵，会造成图像视频画面突变的现象，使画面不够流畅。同理，当拍摄环境从高色温光源向低色温光源转变时，对图像进行颜色校正时，颜色校正矩阵如直接从第二颜色校正矩阵转换成第一颜色校正矩阵，同样会造成视频图像画面突变的现象，使画面不够流畅。为解决这种不良效果，当拍摄环境从第一光源向第二光源转换时，颜色校正矩阵依次为第一颜色校正矩阵、(N-I) /N*第一颜色校正矩阵+1/N*第二颜色校正矩阵、(N-2) /N*第一颜色校正矩阵+2/N*第二颜色校正矩阵、……、2/N*第一颜色校正矩阵+ (N-2)/ N*第二颜色校正矩阵、1/N*第一颜色校正矩阵+ (N-l)/N*第二颜色校正矩阵、第二颜色校正矩阵；所述N为大于等于2小于等于15的整数。这样，视频图像颜色缓慢变化，使图像变化流畅，使用者感觉良好。N的取值较小，视频图像颜色速度变化快；N的取值较大，视频图像颜色速度变化较慢，但视频图像颜色变化流畅，使用者感觉良好；但是N的取值也需要限制，如果太小，可能出现颜色突变的情况；如果太大，需要很长时间颜色才能调整过来，从而造成调整效率不高。作为优选方案，如图2所示，所述N的值取4，所述颜色校正矩阵依次为第一颜色校正矩阵、3/4*第一颜色校正矩阵+1/4*第二颜色校正矩阵、2/4*第一颜色校正矩阵+2/4* 第二颜色校正矩阵、1/4*第一颜色校正矩阵+3/4*第二颜色校正矩阵、第二颜色校正矩阵。当拍摄环境从第二光源向第一光源转换时，颜色校正矩阵依次为第二颜色校正矩阵、(M-I)/ M *第二颜色校正矩阵+1/ M *第一颜色校正矩阵、(M -2)/ M *第二颜色校正矩阵+2/ M *第一颜色校正矩阵、……、2/ M *第二颜色校正矩阵+ (M -2)/ M *第一颜色校正矩阵、1/ M *第二颜色校正矩阵+ (M -1)/ M *第一颜色校正矩阵、第一颜色校正矩阵；所述M为大于等于2小于等于15的整数。这样，视频图像颜色缓慢变化，使图像变化流畅，使用者感觉良好。M的取值较小，视频图像颜色速度变化快；M的取值较大，视频图像颜色速度变化较慢，但视频图像颜色变化流畅，使用者感觉良好；但是M的取值也需要限制，如果太小，可能出现颜色突变的情况；如果太大，需要很长时间颜色才能调整过来，从而造成调整效率不高。作为优选方案，如图3所示，所述M的值取4，颜色校正矩阵依次为第二颜色校正矩阵、3/4*第二颜色校正矩阵+1/4*第一颜色校正矩阵、2/4*第二颜色校正矩阵+2/4*第一颜色校正矩阵、1/4*第二颜色校正矩阵+3/4*第二颜色校正矩阵、第一颜色校正矩阵。光源色温变化时，颜色校正矩阵的变化频率也有相应的限制，每一帧图像、两帧图像、或多帧图像变换一次。每一帧图像变化一次，颜色变化比较快，多帧图像变化一次，颜色变化比较流畅。作为优选方案，当视频图像帧率为15 FPS (Frames per Second，每秒显示帧数)时，颜色校正矩阵选择每2帧变换一次。当视频的帧率变化时，为使视频图像变换流畅，需要调整颜色校正矩阵变化的速度。本发明的色彩校正方法根据光源种类的不同，设定不同的颜色校正矩阵对图像进行校正，解决了现有色彩校正方法采用单一色彩校正矩阵所遇到的技术问题。在任何色温光照环境拍摄的图片，采用本方法对其进行色彩校正后，都能达到良好的视觉效果。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种色彩校正方法，其特征在于，该方法包括如下步骤51、获取某一光源环境下图像的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值、红色增益值、蓝色增益值；52、判断所述红色增益值和所述蓝色增益值是否满足所述红色增益值小于等于第一预设值且所述蓝色增益值大于等于第二预设值，如果满足，跳转到步骤S3 ；如果不满足，跳转到步骤S4 ；53、判定光源环境为第一光源，设定颜色校正矩阵为第一颜色校正矩阵，跳转到步骤S5 ；54、判定光源环境为第二光源，设定颜色校正矩阵为第二颜色校正矩阵；55、利用所述第一颜色校正矩阵或所述第二颜色校正矩阵对所述红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值进行校正。
2.如权利要求1所述的色彩校正方法，其特征在于，所述第一预设值和所述第二预设值分别为在F光源下调节图像白平衡时的红色增益值和蓝色增益值。
3.如权利要求1所述的色彩校正方法，其特征在于，当拍摄环境从第一光源向第二光源转换时，颜色校正矩阵依次为第一颜色校正矩阵、(N-l)/N*第一颜色校正矩阵+1/N*第二颜色校正矩阵、(N-2) /N*第一颜色校正矩阵+2/N*第二颜色校正矩阵、……、2/N*第一颜色校正矩阵+ (N-2)/N*第二颜色校正矩阵、1/N*第一颜色校正矩阵+ (N-l)/N*第二颜色校正矩阵、第二颜色校正矩阵；所述N为大于等于2小于等于15的整数。
4.如权利要求3所述的色彩校正方法，其特征在于，所述N的值取4，所述颜色校正矩阵依次为第一颜色校正矩阵、3/4*第一颜色校正矩阵+1/4*第二颜色校正矩阵、2/4*第一颜色校正矩阵+2/4*第二颜色校正矩阵、1/4*第一颜色校正矩阵+3/4*第二颜色校正矩阵、 第二颜色校正矩阵。
5.如权利要求1所述的色彩校正方法，其特征在于，当拍摄环境从第二光源向第一光源转换时，颜色校正矩阵依次为第二颜色校正矩阵、(M-I)/ M *第二颜色校正矩阵+1/ M *第一颜色校正矩阵、(M -2)/ M *第二颜色校正矩阵+2/ M *第一颜色校正矩阵、……、 2/ M *第二颜色校正矩阵+ (M -2)/ M *第一颜色校正矩阵、1/ M *第二颜色校正矩阵+ (M -1)/ M *第一颜色校正矩阵、第一颜色校正矩阵；所述M为大于等于2小于等于15的整数。
6.如权利要求5所述的色彩校正方法，其特征在于，所述M的值取4，颜色校正矩阵依次为第二颜色校正矩阵、3/4*第二颜色校正矩阵+1/4*第一颜色校正矩阵、2/4*第二颜色校正矩阵+2/4*第一颜色校正矩阵、1/4*第二颜色校正矩阵+3/4*第二颜色校正矩阵、第一颜色校正矩阵。
7.如权利要求1至6任一项所述的色彩校正方法，其特征在于，所述第一颜色校正矩阵计算方法如下在第一光源下拍摄颜色校验卡图像，计算所述颜色校验卡图像中每一色块的色彩平均值并与颜色校验卡中相应色块的标准值做比较，计算出第一颜色校正矩阵中各校正系数。
8.如权利要求1至6任一项所述的色彩校正方法，其特征在于，所述第二颜色校正矩阵计算方法如下在第二光源下拍摄颜色校验卡图像，计算所述颜色校验卡图像中每一色块的色彩平均值并与颜色校验卡中相应色块的标准值做比较，计算出第二颜色校正矩阵中各校正系数。
9.如权利要求3至6任一项所述的色彩校正方法，其特征在于，所述颜色校正矩阵每一帧图像、两帧图像、或多帧图像变换一次。
全文摘要
一种色彩校正方法，包括S1、获取某一光源环境下图像的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值、红色增益值、蓝色增益值；S2、判断红色增益值和蓝色增益值是否满足红色增益值小于等于第一预设值且蓝色增益值大于等于第二预设值；如否，跳转到S4；S3、判定光源环境为第一光源，设定颜色校正矩阵为第一颜色校正矩阵，跳转到S5；S4、判定光源环境为第二光源，设定颜色校正矩阵为第二颜色校正矩阵；S5、利用第一颜色校正矩阵或第二颜色校正矩阵对红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值进行校正。该色彩校正方法根据光源种类的不同设定不同的颜色校正矩阵对图像进行校正，解决了现有色彩校正方法采用单一色彩校正矩阵的技术问题。
文档编号H04N1/60GK102572206SQ20101061686
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者傅璟军, 梁剑, 毛水江, 胡文阁 申请人:比亚迪股份有限公司