一种黑平衡校准的方法及装置与流程

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种黑平衡校准的方法及装置。

背景技术：

数字成像系统中，图像数据的数值一般以0到255表示。数值越接近0，则图像越黑；数值越接近255，则图像越亮。由于摄像头互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor,cmos)传感器受到工艺、电路设计等多方面因素的影响，导致成像数据的最低数值无法达到0。因此，成像系统中需要对cmos传感器输出的图像数据做黑平衡校准。

通常，黑平衡校准的方法是在实验室中测试，计算出黑平衡补偿值，然后在cmos传感器拍摄图像过程中使用补偿值进行校准。

在不同的工作环境下，cmos成像传感器的黑平衡存在一定的差别。例如：在温度高的工作场所中，传感器的黑电平会变高。此时，如果在成像系统中仍然使用预先测试出的黑平衡补偿值进行校准，则会使图像的色彩、对比度等出现一定的偏差。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种黑平衡校准的方法及装置，用以解决目前在进行黑平衡校准时，由于实际使用环境的变化，校准所需黑平衡补偿值会发生相应变化，如果仍然使用预先测试出的黑平衡补偿值进行校准，则会使图像的色彩、对比度等出现一定的偏差的问题。

本发明实施例提供的具体方案如下：

第一方面，一种黑平衡校准的方法，包括：

获取摄像头当前拍摄的图像；

根据所述图像的理论纯黑区域的像素值，计算出所述图像的黑平衡补偿参考值；

计算所述黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值的差值，如果差值小于或等于预设阈值，则将所述预设黑平衡补偿值作为黑平衡补偿值；如果差值大于预设阈值，则将所述黑平衡补偿参考值作为黑平衡补偿值，或根据用户指令确定黑平衡补偿值；其中，所述预设黑平衡补偿值是预先根据摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值计算得到；

根据获取的黑平衡补偿值，对拍摄图像进行黑平衡校准。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，根据所述图像的理论纯黑区域的像素值，计算出所述图像的黑平衡补偿参考值，包括：

使用全局平均法，对所述图像的理论纯黑区域的像素值进行处理，得到所述图像的黑平衡补偿参考值。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，根据摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值，计算出预设黑平衡补偿值，包括：

根据摄像头在无光照环境下使用不同参数设置分别拍摄的黑图的像素值，计算出不同参数设置分别对应的预设黑平衡补偿值；

计算所述黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值的差值，包括：

计算所述黑平衡补偿参考值与摄像头当前使用的参数设置对应的预设黑平衡补偿值的差值。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述参数设置，包括：

模拟增益。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，根据摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值，计算出预设黑平衡补偿值，包括：

使用全局法、或单区域平均法、或多区域平均法、或多区域最大值法、或最大值计算法、或人工补偿法对摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值进行处理，得到预设黑平衡补偿值。

第二方面，一种确定黑平衡补偿值的装置，包括：

图像接收单元，用于获取摄像头当前拍摄的图像；

图像处理单元，用于根据所述图像的理论纯黑区域的像素值，计算出所述图像的黑平衡补偿参考值；

预设值处理单元，用于根据摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值，计算出预设黑平衡补偿值；

选择单元，用于计算所述黑平衡补偿参考值与所述预设黑平衡补偿值的差值，如果差值小于或等于预设阈值，则将所述预设黑平衡补偿值作为黑平衡补偿值；如果差值大于预设阈值，则将所述黑平衡补偿参考值作为黑平衡补偿值，或根据用户指令确定黑平衡补偿值；

校准单元：用于根据获取的黑平衡补偿值，对拍摄图像进行黑平衡校准。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述图像处理单元，具体用于：

使用全局平均法，对所述图像的理论纯黑区域的像素值进行处理，得到所述图像的黑平衡补偿参考值。

结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述预设值处理单元，具体用于：

根据摄像头在无光照环境下使用不同参数设置分别拍摄的黑图的像素值，计算出不同参数设置分别对应的预设黑平衡补偿值；

所述选择单元用于计算所述黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值的差值时，具体用于：

计算所述黑平衡补偿参考值与摄像头当前使用的参数设置对应的预设黑平衡补偿值的差值。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述参数设置，包括：

模拟增益。

结合第二方面，在第四种可能的实现方式中，所述预设值处理单元，具体用于：

使用全局法、或单区域平均法、或多区域平均法、或多区域最大值法、或最大值计算法、或人工补偿法对摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值进行处理，得到预设黑平衡补偿值。

本发明实施例，获取摄像头当前拍摄的图像；根据所述图像的理论纯黑区域的像素值，计算出所述图像的黑平衡补偿参考值；计算所述黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值的差值，如果差值小于或等于预设阈值，则将所述预设黑平衡补偿值作为黑平衡补偿值；如果差值大于预设阈值，则将所述黑平衡补偿参考值作为黑平衡补偿值，或根据用户指令确定黑平衡补偿值；其中，所述预设黑平衡补偿值是预先根据摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值计算得到；根据获取的黑平衡补偿值，对拍摄图像进行黑平衡校准。通过将黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值的差值与预设阈值进行比较，当差值小于或等于预设阈值时，说明摄像头实际使用环境与测试预设黑平衡补偿值时的环境接近，预设黑平衡补偿值可用于黑平衡校准；当差值大于预设阈值时，说明摄像头实际使用环境与测试预设黑平衡补偿值时的环境差别较大，预设黑平衡补偿值不可用于黑平衡校准，此时采用黑平衡补偿参考值进行校准或者由用户手动调试的效果更好；从而解决了因为环境变化，导致图像进行黑平衡校准后色彩、对比度等出现偏差的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种黑平衡校准的方法的流程示意图；

图2-图6是本发明实施例提供的黑平衡补偿值计算方法的示意图；

图7是本发明具体实施例提供的黑平衡校准过程的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种黑平衡校准的装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种黑平衡校准的方法及装置，解决了因为环境变化，导致图像进行黑平衡校准后色彩、对比度等出现偏差的问题。

参见图1，本发明实施例提供的一种黑平衡校准的方法包括：

s101、获取摄像头当前拍摄的图像。

s102、根据所述图像的理论纯黑区域的像素值，计算出所述图像的黑平衡补偿参考值。

cmos成像传感器的像素阵列中，有一部分像素的感光元件被金属覆盖，导致该部分感光元件无法捕获到任何的光信息。因此，理论上该部分感光元件输出的像素值应该为理论纯黑值，即“0”，这一部分被称作为理论纯黑区域。由于设备自身原因以及环境变化等因素，理论纯黑区域的实际输出像素值并不为“0”，因此，根据理论纯黑区域的实际输出像素值，可以大体判断出当前摄像头的黑平衡状况，即计算出所述图像的黑平衡补偿参考值。

较佳地，步骤s102具体包括：使用全局平均法，对所述图像的理论纯黑区域的像素值进行处理，得到所述图像的黑平衡补偿参考值。

s103、计算所述黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值的差值，如果差值小于或等于预设阈值，则将所述预设黑平衡补偿值作为黑平衡补偿值；如果差值大于预设阈值，则将所述黑平衡补偿参考值作为黑平衡补偿值，或根据用户指令确定黑平衡补偿值；其中，所述预设黑平衡补偿值是预先根据摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值计算得到。

预设黑平衡补偿值是预先拍摄黑图进行分析得出的，在设备状态与环境变化不大的情况下，能够准确反应出当前摄像头的黑电平状况，在设备状态与环境发生明显变化时，例如在离线调试过程中可能受到设备发热等因素的干扰，导致黑电平过高，则不能够准确反应出当前摄像头的黑电平状况；而黑平衡补偿参考值接近于当前摄像头的黑电平状况。因此，计算黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值的差值，当差值小于或等于预设阈值时，说明摄像头实际使用环境与计算预设黑平衡补偿值时的环境接近，预设黑平衡补偿值可用于黑平衡校准；当差值大于预设阈值时，说明摄像头实际使用环境与计算预设黑平衡补偿值时的环境差别较大，预设黑平衡补偿值不可用于黑平衡校准，此时采用黑平衡补偿参考值进行校准，或者交由用户手动调试并根据用户指令确定黑平衡补偿值，具有更好的效果。

具体地，根据摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值，计算出预设黑平衡补偿值，包括：使用全局法、或单区域平均法、或多区域平均法、或多区域最大值法、或最大值计算法、或人工补偿法对摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值进行处理，得到预设黑平衡补偿值。具体采用何种方法，可根据设备自身状况因素，由用户自行选择，下面对各种方法分别进行说明。

如图2所示，全局法对黑图各像素的黑平衡补偿值求平均值，得到预设黑平衡补偿值；如图3所示，最大值计算法从黑图各像素的黑平衡补偿值中求取最大补偿值，作为预设黑平衡补偿值；如图4所示，单区域平均法对指定单个区域内各像素的黑平衡补偿值求平均值，得到预设黑平衡补偿值；如图5所示，多区域平均法对指定多个区域内各区域补偿值求平均，得到预设黑平衡补偿值；如图6所示，多区域最大值法从指定多个区域内各区域补偿值中求取最大值，作为预设黑平衡补偿值。

具体地，根据摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值，计算出预设黑平衡补偿值，包括：根据摄像头在无光照环境下使用不同参数设置分别拍摄的黑图的像素值，计算出不同参数设置分别对应的预设黑平衡补偿值；计算所述黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值的差值，包括：计算所述黑平衡补偿参考值与摄像头当前使用的参数设置对应的预设黑平衡补偿值的差值。由于不能确定摄像头在实际拍摄时将使用何种参数设置，而不同参数设置对应的黑电平均不相同，因此需要预先计算出每种参数设置分别对应的预设黑平衡补偿值，在步骤s103中选取参数设置一致的黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值。

具体地，所述参数设置包括所述摄像头内部电路的模拟增益。

s104、根据获取的黑平衡补偿值，对拍摄图像进行黑平衡校准。

参见图7，本发明的具体实施例如下：

s701、关闭摄像头镜头盖，使得无任何光线进入摄像头。

s702、拍摄不同模拟增益下的图像。

s703、根据实际需求，选择处理图像的计算方法；可以使用全局法、或单区域平均法、或多区域平均法、或最大值计算法、或人工补偿法。

s704、分别对不同模拟增益下的图像进行处理，计算出分别对应的预设黑平衡补偿值blc-offset。

s705、打开镜头盖，接收cmos成像传感器提供的理论纯黑区域像素值。

s706、根据全局平均法实时计算得到ob-blc-offset。

s707、获取当前模拟增益状态，选择对应的blc-offset。

s708、分析ob-blc-offset和blc-offset的差值；如果差值小于或等于预设阈值，则将blc-offset作为黑平衡补偿值；如果差值大于预设阈值，则将ob-blc-offset作为黑平衡补偿值，或根据用户指令确定黑平衡补偿值。

参见图8，本发明实施例提供的一种黑平衡校准的装置，包括：

图像接收单元801，用于获取摄像头当前拍摄的图像；

图像处理单元802，用于根据所述图像的理论纯黑区域的像素值，计算出所述图像的黑平衡补偿参考值；

预设值处理单元803，用于根据摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值，计算出预设黑平衡补偿值；

选择单元804，用于计算所述黑平衡补偿参考值与所述预设黑平衡补偿值的差值，如果差值小于或等于预设阈值，则将所述预设黑平衡补偿值作为黑平衡补偿值；如果差值大于预设阈值，则将所述黑平衡补偿参考值作为黑平衡补偿值，或根据用户指令确定黑平衡补偿值；

校准单元805，用于根据获取的黑平衡补偿值，对拍摄图像进行黑平衡校准。

较佳地，所述图像处理单元802具体用于：使用全局平均法，对所述图像的理论纯黑区域的像素值进行处理，得到所述图像的黑平衡补偿参考值。

较佳地，所述预设值处理单元803具体用于：根据摄像头在无光照环境下使用不同参数设置分别拍摄的黑图的像素值，计算出不同参数设置分别对应的预设黑平衡补偿值；所述选择单元804用于计算所述黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值的差值时，具体用于：计算所述黑平衡补偿参考值与摄像头当前使用的参数设置对应的预设黑平衡补偿值的差值。

其中，所述参数设置，包括：模拟增益。

较佳地，所述预设值处理单元803，具体用于：使用全局法、或单区域平均法、或多区域平均法、或多区域最大值法、或最大值计算法、或人工补偿法对摄像头在无光照环境下拍摄的黑图的像素值进行处理，得到预设黑平衡补偿值。

综上所述，本发明实施例提供了一种黑平衡校准的方法及装置，通过将黑平衡补偿参考值与预设黑平衡补偿值的差值与预设阈值进行比较，采用合适的黑平衡补偿值进行黑平衡校准，即使在出现设备温度明显升高或环境发生明显变化的情况下，也能保障图像黑平衡校准的效果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。