专利名称：图像白平衡处理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数码摄录设备的图像处理领域，具体地，是一种数码摄录设备对图像的白平衡处理方法及白平衡处理装置。
背景技术：
人眼看到的物体的不同颜色是不同波长的光线进入人眼的结果，在不同光源的照射下，一个白色物体的反射光线会发生变化，因此其颜色特性在不同光源下是不相同的。人眼具有颜色感知方面的自动调节功能，可以让白色物体在不同光源下仍基本呈现白色。数码摄录设备，如数码相机、数码摄像机等与人眼不同，只是忠实地呈现物体反射光线的比例，对于一个没有白平衡功能的数码摄录设备，在低色温光线下，白色物体的图像颜色偏红色，在高色温条件下，则颜色偏蓝色。自动白平衡(Automatic White Balance,AffB)处理技术即是为了解决上述的图像在不同光源(色温)下的偏色问题。目前，对于图像的自动白平衡处理方法基本分为两种类型基于灰度世界假设的方法和基于色温估计的方法。基于灰度世界假设的方法人为地认为所拍摄图像的R(红)、G(绿)、B(蓝)三色分量的统计平均值应该相等。应用该方法的自动白平衡矫正方法首先获取图像每一像素的色彩值数据，如RGB数据，然后计算每一像素的色彩值是否在一个色彩值的阈值范围内，选取在该阈值范围内像素作为参考灰度点，根据参考灰度点的色温信息对图像进行白平衡矫正。这种方法实现简单，且使用的色彩值的阈值固定，但由于在不同色温下，参考灰度点的偏色情况不固定，所以用固定的阈值来选取参考灰度点的准确性较差，从而造成图像白平衡的效果较差。并且，该方法大多使用图像每一像素点的RGB数据或YUV数据作为色彩值进行处理，计算量较大，不利于硬件实现。基于色温估计的方法首先要采集每一光源照射在一种颜色素材时产生的颜色图像，根据颜色图像确定在该光源下的色温曲线，得到一系列参考色温曲线和白平衡矫正系数。在对图像进行处理时，得到图像的色温曲线，通过匹配算法将该曲线与参考曲线进行匹配，最后得到待处理图像的白平衡矫正系数。这种方法矫正较为准确，但其准确性依赖于参考色温曲线和匹配算法，适应性较差。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种白平衡处理效果较好的图像白平衡处理方法。本发明的另一目的是提供一种对图像白平衡矫正准确且适应性较好的图像白平衡处理装置。为了实现上述的主要目的， 本发明提供的图像白平衡处理方法包括获取一张图像所有的像素单元的色彩值数据，根据每一像素单元的色彩值数据判断每一像素单元是否在色温偏差阈值范围内，选取在色温偏差阈值范围内的像素单元作为参考灰度点，并计算所有参考灰度点的色彩值均值及参考灰度点的数量，并且，根据参考灰度点数量以及色温偏差阈值判断图像的色温信息是否有效，若有效，则根据参考灰度点的色彩值均值计算白平衡矫正系数，根据白平衡矫正系数计算每一像素单元的矫正后的色彩值，若无效则根据上一图像的白平衡矫正系数计算每一像素单元的矫正后的色彩值，并根据当前图像的参考灰度点的数量和/或当前的色温偏差阈值调节色温偏差阈值。由上述方案可见，数码摄录设备在判断图像的色温信息无效后，需要对色温偏差阈值进行调节，调节后的色温偏差阈值可以作为对下一张图像进行白平衡处理的参数。这样，数码摄录设备的色温偏差阈值并不是固定的，即筛选参考灰度点的阈值参数不是固定的，而是根据当前图像的实际情况调节色温偏差阈值，这样白平衡处理更为准确，且效果更好。一个优选的方案是，调节色温偏差阈值的步骤是在参考灰度点数量过多且色温偏差阈值上次调整步长过大时按减少步长方向增大色温偏差阈值，在参考灰度点数量过少且色温偏差阈值上次调整步长过大时按减小步长方向减小色温偏差阈值。由此可见，根据参考灰度点的数量来调节色温偏差阈值，可以改变下一张图像白平衡处理时参考灰度点的数量，以使对下一张图像进行白平衡处理时参考灰度点的数量增多或减少，满足最优的处理条件，使图像的白平衡处理效果最好。另一个优选的方案是，·调节色温偏差阈值的步骤是在参考灰度点数量未过多且当前的色温偏差阈值未到达上限阈值时增大色温偏差阈值，在参考灰度点数量未过少且当前的色温偏差阈值未到达下限阈值时减小色温偏差阈值。可见，根据参考灰度点的数量以及当前色温偏差阈值的实际数值来调节色温偏差阈值，可使调节后的色温偏差阈值更有利于对下一张图像的白平衡处理，筛选出更好的参考灰度点，图像的白平衡处理效果更为理想。进一步的方案是，获取像素单元的色彩值数据的步骤是获取图像的raw数据，将图像的像素划分为多个像素单元，根据raw数据计算每一像素单元的RGB数据或YUV数据。由此可见，数码摄录设备并不是直接采用图像的RGB数据或者YUV数据计算图像的色彩值，而是使用raw数据计算RGB数据或YUV数据，这样数码摄录设备的计算量将大大减小，对硬件资源要求也大大降低，有利于数码摄录设备的实现。为实现上述的另一目的，本发明提供的图像白平衡处理装置包括色彩值计算模块、色温信息计算模块、白平衡矫正系数计算模块、色彩矫正模块以及色温偏差阈值调节模块，色彩值计算模块用于计算一张图像所有的像素单元的色彩值数据，色温信息计算模块根据每一像素单元的色彩值数据判断每一像素单元是否在色温偏差阈值范围内，选取在色温偏差阈值范围内的像素单元作为参考灰度点，并计算所有参考灰度点的色彩值均值及参考灰度点的数量，白平衡矫正系数计算模块根据参考灰度点数量以及色温偏差阈值判断图像的色温信息的有效性，并在判断色温信息有效时根据参考灰度点的色彩值均值计算白平衡矫正系数，色彩矫正模块根据白平衡矫正系数计算每一像素单元的矫正后的色彩值，色温偏差阈值调节模块在判断色温信息无效时根据当前图像的参考灰度点的数量和/或当前的色温偏差阈值调节色温偏差阈值。由上述方案可见，数码摄录设备的图像白平衡处理装置设置了色温偏差阈值调节模块，在判断当前的图像色温信息无效的情况下调节色温偏差阈值，从而在下一张图像进行白平衡处理时改变选取参考灰度点的范围，也改变计算出的参考灰度点的数量、色彩值均值等，计算出的白平衡矫正系数也不相同，图像的白平衡处理更为准确，且适应性较强。
图1是本发明图像白平衡处理装置实施例的结构框图。图2是本发明图像白平衡处理方法实施例的流程图。图3是本发明图像白平衡处理方法实施例中图像部分区域的raw数值的示意图。图4是本发明图像白平衡处理方法实施例中参考灰度点在参考坐标下的示意图。图5是本发明图像白平衡处理方法实施例中参考坐标下色温偏差阈值范围的示意图。图6是本发明图像白平衡处理方法实施例中判断图像的色温信息有效性的流程图。图7是本发明图像白平衡处理方法实施例中参考灰度点数量过多时调节色温偏差阈值的流程图。图8是本发明图像白平衡处理方法实施例中参考灰度点数量过少时调节色温偏差阈值的流程图。以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施例方式本发明的图像白平衡处理装置应用于数码摄录设备，如数码相机、数码摄录机、手机、平板电脑等具有数码成像功能的设备，图像的白平衡处理方法是数码摄录设备对摄取的图像进行白平衡处理的方法，本方法可以是对连续拍摄的多张图像进行白平衡处理，也可以是对不连续拍摄的图像进行白平衡处理。参见图1，本实施例的图像白平衡处理装置具有色彩值计算模块11、色温信息计算模块13、白平衡矫正系数计算模块14、色彩矫正模块16以及色温偏差阈值调节模块17，其中色彩值计算模块11具有raw数据处理模块12，白平衡矫正系数计算模块14设有平滑系数计算模块15。色彩值计算模块11获取数码摄录设备所摄录的图像每一个像素单元的色彩值数据，如每一像素的RGB数据，或者获取图像的raw数据，由raw数据处理模块12根据图像的raw数据计算出每一个像素单元的RGB数据等。当然，色彩值计算模块11也可以是获取图像每一像素单元的YUV数据。色温信息计算模块13根据色彩值计算模块11获取的像素单元的色彩值数据，判断每一个像素单元是否在色温偏差阈值范围内，并选取在色温偏差阈值范围内的像素单元作为参考灰度点，同时计算出参考灰度点的色彩值均值，并计算出参考灰度点的数量。白平衡矫正系数计算模块14根据参考灰度点的数量、色彩值均值判断图像的色温信息是否有效，并在色温信息有效的情况下计算图像的白平衡矫正系数，若需要对图像进行平滑白平衡处理的，由平滑系数计算模块15计算出一个平滑白平衡矫正系数。色彩矫正模块16根据白平衡矫正系数计算模块14计算出的白平衡矫正系数，对图像中的每一个像素单元进行矫正，从而改变像素单元的颜色。色温偏差阈值调节模块17用于在图像色温信息无效的情况下对色温偏差阈值进行调节，如增大色温偏差阈值或者减小色温偏差阈值。下面结合图2说明图像白平衡处理装置对图像进行白平衡处理的工作流程。首先，执行步骤SI，图像白平衡处理装置获取数码摄录设备所摄录的图像，并获取图像的色彩值数据，如图像每一个像素点的RGB数据或者YUV数据。本实施例中，图像白平衡处理装置获取的是图像的raw数据。图像的raw数据是由CXD或CMOS等图像传感器获得的未经加工处理的数据，且raw数据是使用8位或10位等二进制数表示的像素色彩值的数据，色彩值的数据是使用红色(R)色彩值、绿色(G)色彩值或蓝色(B)色彩值表示的数据。如图3所示的一个5X5的像素矩阵中，每一个像素均具有自己的raw数值，第一行第一列的像素的raw数值是G11，其使用绿色色彩值表示，第一行第二列的像素的raw数值是Rl2，其使用红色色彩值表示，第二行第一列的像素的raw数值是B21，且使用蓝色色彩值表示，如此类推。由于色彩值计算模块11获取的是图像的raw数据，因此需要raw数据处理模块12对图像进行处理，将图像划分为多个像素单元，如每一个像素单元为一个2X 2的像素矩阵。然后，执行步骤S2，色彩值计算模块11计算每一个像素单元的色彩值数据，即RGB数据。例如，以G33、R34、B43、G44所在像素组成一个像素单元，则计算该像素单元的RGB
色彩值为
权利要求
1.图像白平衡处理方法，包括 获取一张图像所有的像素单元的色彩值数据，根据每一所述像素单元的所述色彩值数据判断每一所述像素单元是否在色温偏差阈值范围内，选取在所述色温偏差阈值范围内的所述像素单元作为参考灰度点，并计算所有所述参考灰度点的色彩值均值及所述参考灰度点的数量； 其特征在于 根据所述参考灰度点数量以及色温偏差阈值判断所述图像的色温信息是否有效，若有效，则根据所述参考灰度点的所述色彩值均值计算白平衡矫正系数，根据所述白平衡矫正系数计算每一所述像素单元的矫正后的色彩值，若无效则根据上一图像的白平衡矫正系数计算每一所述像素单元的矫正后的色彩值，并根据当前图像的所述参考灰度点的数量和/或当前的色温偏差阈值调节所述色温偏差阈值。
2.根据权利要求1所述的图像白平衡处理方法，其特征在于 调节所述色温偏差阈值的步骤是在所述参考灰度点数量过多且所述色温偏差阈值上次调整步长过大时按减少步长方向增大所述色温偏差阈值，在所述参考灰度点数量过少且所述色温偏差阈值上次调整步长过大时按减小步长方向减小所述色温偏差阈值。
3.根据权利要求1所述的图像白平衡处理方法，其特征在于 调节所述色温偏差阈值的步骤是在所述参考灰度点数量未过多且当前的所述色温偏差阈值未到达上限阈值时增大所述色温偏差阈值，在所述参考灰度点数量未过少且当前的所述色温偏差阈值未到达下限阈值时减小所述色温偏差阈值。
4.根据权利要求1至3任一项所述的图像白平衡处理方法，其特征在于 判断所述图像的色温信息有效的条件是所述参考灰度点数量在阈值范围内或者所述参考灰度点数量大于数量上限阈值且所述色温偏差阈值为最小值。
5.根据权利要求1至3任一项所述的图像白平衡处理方法，其特征在于 所述色彩值数据为图像的每一像素的RGB数据或YUV数据。
6.根据权利要求5所述的图像白平衡处理方法，其特征在于 获取所述像素单元的色彩值数据的步骤是获取所述图像的raw数据，将所述图像的像素划分为多个像素单元，根据所述raw数据计算每一所述像素单元的RGB数据或YUV数据。
7.根据权利要求1至3任一项所述的图像白平衡处理方法，其特征在于 计算所述白平衡矫正系数的步骤是根据所述参考灰度点的所述色彩值均值计算初始白平衡矫正系数，并根据所述初始白平衡矫正系数与上一图像的白平衡矫正系数计算当前图像的平滑白平衡矫正系数，以所述平滑白平衡矫正系数作为所述当前图像的所述白平衡矫正系数。
8.图像白平衡处理装置，包括 色彩值计算模块，用于计算一张图像所有的像素单元的色彩值数据； 色温信息计算模块根据每一所述像素单元的所述色彩值数据判断每一所述像素单元是否在色温偏差阈值范围内，选取在所述色温偏差阈值范围内的所述像素单元作为参考灰度点，并计算所有所述参考灰度点的色彩值均值及所述参考灰度点的数量； 其特征在于白平衡矫正系数计算模块，根据所述参考灰度点数量以及色温偏差阈值判断所述图像的色温信息的有效性，并在判断所述色温信息有效时根据所述参考灰度点的所述色彩值均值计算白平衡矫正系数； 色彩矫正模块，根据所述白平衡矫正系数计算每一所述像素单元的矫正后的色彩值； 色温偏差阈值调节模块，在判断所述色温信息无效时根据当前图像的所述参考灰度点的数量和/或当前的色温偏差阈值调节所述色温偏差阈值。
9.根据权利要求8所述的图像白平衡处理装置，其特征在于 所述色彩值计算模块包括raw数据处理模块，用于获取所述图像的raw数据，将所述图像的像素划分为多个像素单元，根据所述raw数据计算每一所述像素单元的RGB数据或YUV数据。
10.根据权利要求8或9所述的图像白平衡处理装置，其特征在于 所述白平衡矫正系数计算模块包括平滑矫正系数计算模块，根据所述参考灰度点的所述色彩值均值计算初始白平衡矫正系数，并根据所述初始白平衡矫正系数与上一图像的白平衡矫正系数计算当前图像的平滑白平衡矫正系数。
全文摘要
本发明提供一种图像白平衡处理方法及装置，该方法包括获取一张图像的像素单元的色彩值数据，根据像素单元的色彩值数据判断每一像素单元是否在色温偏差阈值范围内，选取在色温偏差阈值范围内的像素单元作为参考灰度点，并计算参考灰度点的色彩值均值及参考灰度点的数量，根据参考灰度点数量以及色温偏差阈值判断图像的色温信息是否有效，若有效，根据参考灰度点的色彩值均值计算白平衡矫正系数，根据白平衡矫正系数计算每一像素单元的矫正后的色彩值，若无效根据上一图像的白平衡矫正系数计算每一像素单元的矫正后的色彩值，并调节色温偏差阈值。该装置是应用上述方法对图像进行白平衡处理。本发明能准确地对图像进行白平衡处理，且运算量较小。
文档编号H04N9/73GK103037224SQ20121052974
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者孙文福, 杨帆 申请人:珠海全志科技股份有限公司