白平衡调整装置和白平衡调整方法与流程

本发明涉及白平衡调整技术领域，尤其涉及一种白平衡调整装置和白平衡调整方法。

背景技术：

在待调整设备的画质处理中，为了能精确还原画面的场景、人物，达到色彩逼真、高画质质量，关键的基础是选择合适的标准白，同时保证白平衡调整装置的色温及白平衡控制在合理范围内。而待调整设备的色温及白平衡受其背光系统、制作工艺、材料等影响，即使是同一批次的产品，也有色温、白平衡离散性的问题。若不对其进行白平衡调整，则严重影响待调整设备的画质表现，同时产品的画质也会稂莠不齐。

目前，传统的白平衡调试方法，都是遵循逐次逼近的规律：步骤一：数据采集设备采集电视当前状态的白平衡数据，传至白平衡白平衡调整装置；步骤二：通过与白平衡调整装置预存的标准数据进行数据对比，若采集的白平衡数据不符合要求，则给出相应的偏移量，通过通讯手段传至待调整设备芯，待待调整设备芯做出调整，返回步骤一；若符合要求，则结束调试。

此类调试方法，具有以下问题：需要多次循环进行数据采集、数据传输、数据比较判断、数据调整等步骤，直到达到目标白平衡；而以上步骤一次只能针对某个色阶信号进行调整，无法同时调整大范围信号(16至235阶)的白平衡，调整效率低下。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种白平衡调整装置和白平衡调整方法，旨在解决白平衡调整装置在白平衡调整过程中，只能针对单一色阶信号进行调整，导致无法调整大范围色阶信号的白平衡的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种白平衡调整装置，所述白平衡调整装置包括：

获取采集模块，用于获取白平衡调整装置的N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，并采集N张灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和三张标准单色信号图片的白平衡数据，其中N>1且N为正整数，所述白平衡数据包括色度的色坐标；

特征推导模块，用于根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标，推导每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项，其中一组单色亮度参数项包括红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项；

目标曲线生成模块，用于根据插值算法、所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及白平衡调整装置预设的标准白平衡数据和标准gamma值，计算并生成一组单色目标曲线，其中一组单色目标曲线包括红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线；

参数设置模块，用于根据单色目标曲线的白平衡数据和gamma值，设置并执行新的白平衡数据及gamma值。

可选地，所述白平衡数据还包括红基色增益值、绿基色增益值、蓝基色增益值，所述每张灰阶图片中白平衡数据的红基色增益值、绿基色增益值和蓝基色增益值都一致，而获取的N张灰阶信号图片的红基色增益值、绿基色增益值、蓝基色增益值的数值均匀分布在0～255的信号区间，并呈现为等差递增的趋势。

可选地，所述获取采集模块包括：

获取单元，用于获取白平衡调整装置的灰阶信号图片和标准单色信号图片；

采集单元，用于采集灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和标准单色信号图片的白平衡数据；

判断单元，用于判断白平衡调整装置是否已接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片；

执行单元，用于当检测到白平衡调整装置接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，停止接收图片，当检测到白平衡调整装置未接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片时，则继续接收图片。

可选地，所述特征推导模块包括：

设置单元，用于为每张灰阶信号图片对应设置一组单色亮度参数项，其中一组单色亮度参数项包括红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项；

构建方程组单元，用于根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标、单色亮度参数项以及三张标准单色信号图片的色坐标，构建方程组；

推导求解单元，用于根据所述方程组，推导求解出每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项。

可选地，所述目标曲线生成模块包括：

数组生成单元，用于根据所有灰阶信号图片的N组亮度参数项、预设的标准白平衡数据及标准gamma值，生成三组单色数组，其中三组单色数组包括红基色数组、绿基色数组和蓝基色数组；

目标曲线生成单元，用于根据插值算法及三组单色数组，计算并生成一组单色目标曲线，其中一组单色目标曲线包括红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种白平衡调整方法，所述白平衡调整方法包括：

获取白平衡调整装置的N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，并采集N张灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和三张标准单色信号图片的白平衡数据，其中N>1且N为正整数，所述白平衡数据包括色度的色坐标；

根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标，推导每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项，其中一组单色亮度参数项包括红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项；

根据插值算法、所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及白平衡调整装置预设的标准白平衡数据和标准gamma值，计算并生成一组单色目标曲线，其中一组单色目标曲线包括红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线；

根据单色目标曲线的白平衡数据和gamma值，设置并执行新的白平衡数据及gamma值。

可选地，所述白平衡数据还包括红基色增益值、绿基色增益值、蓝基色增益值，所述每张灰阶图片中白平衡数据的红基色增益值、绿基色增益值和蓝基色增益值都一致，而获取的N张灰阶信号图片的红基色增益值、绿基色增益值、蓝基色增益值的数值均匀分布在0～255的信号区间，并呈现为等差递增的趋势。

可选地，所述获取白平衡调整装置的N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，并采集N张灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和三张标准单色信号图片的白平衡数据的步骤包括：

获取白平衡调整装置的灰阶信号图片和标准单色信号图片；

采集灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和标准单色信号图片的白平衡数据；

判断白平衡调整装置是否已接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片；

当检测到白平衡调整装置接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，停止接收图片，当检测到白平衡调整装置未接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片时，则继续接收图片。

可选地，所述根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标，推导每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项的步骤包括：

为每张灰阶信号图片对应设置一组单色亮度参数项，其中一组单色亮度参数项包括红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项；

根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标、单色亮度参数项以及三张标准单色信号图片的色坐标，构建方程组；

根据所述方程组，推导求解出每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项。

可选地，所述根据插值算法、所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及白平衡调整装置预设的标准白平衡数据和标准gamma值，计算并生成一组单色目标曲线的步骤包括：

根据所有灰阶信号图片的N组亮度参数项、预设的标准白平衡数据及标准gamma值，生成三组单色数组，其中三组单色数组包括红基色数组、绿基色数组和蓝基色数组；

根据插值算法及三组单色数组，计算并生成一组单色目标曲线，其中一组单色目标曲线包括红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线。

本发明通过获取采集模块获取白平衡调整装置的N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，并采集N张灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和三张标准单色信号图片的白平衡数据；然后特征推导模块根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标，推导每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项；接着目标曲线生成模块根据插值算法、所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及白平衡调整装置预设的标准白平衡数据和标准gamma值，计算并生成一组单色目标曲线；最后参数设置模块根据单色目标曲线的白平衡数据和gamma值，设置并执行新的白平衡数据及gamma值。通过上述方式，白平衡调整装置可以快速、有效的调整白平衡数据，以及确保各灰阶信号的gamma均在要求范围内，扩大色阶信号调整范围，进而实现白平衡调整装置调整色阶信号的大范围覆盖，提高白平衡数据的调整效率。

附图说明

图1是本发明白平衡调整装置第一实施例的模块示意图；

图2为本发明白平衡调整装置第三实施例中获取采集模块的细化模块示意图；

图3为本发明白平衡调整装置第四实施例中特征推导模块的细化模块示意图；

图4为本发明白平衡调整装置第五实施例中目标曲线生成模块的细化模块示意图；

图5为本发明白平衡调整方法第一实施例的流程示意图；

图6为本发明白平衡调整方法第三实施例中所述获取白平衡调整装置的N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，并采集N张灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和三张标准单色信号图片的白平衡数据的步骤的细化流程示意图；

图7为本发明白平衡调整方法第四实施例中所述根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标，推导每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项的步骤的细化流程示意图；

图8为本发明白平衡调整方法第五实施例中所述根据插值算法、所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及白平衡调整装置预设的标准白平衡数据和标准gamma值，计算并生成一组单色目标曲线的步骤的细化流程示意图；

图9为本发明平衡调整方法中白平衡调整装置所采集到的灰阶信号图片和标准单色信号图片的白平衡数据、亮度数据和RGB等差递增数值的示意图；

图10为本发明平衡调整方法中第五实施例计算生成的单色目标曲线的坐标示意图；

图11为本发明平衡调整方法调整前后的白平衡数据的色坐标的变化趋势示意图；

图12为本发明平衡调整方法调整前后各灰阶信号图片的gamma值的示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参考附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的白平衡调整装置。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

本发明中，白平衡调整装置可以是某个待调整装置中的一个装置，只针对其所属的待调整装置进行白平衡调整，同时其本身也可以一个待调整装置，即可对本身进行白平衡调整。

本发明提供一种白平衡调整装置，参考图1，在白平衡调整装置第一实施例中，该白平衡调整装置包括：

获取采集模块10，用于获取白平衡调整装置的N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，并采集N张灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和三张标准单色信号图片的白平衡数据，其中N>1且N为正整数，所述白平衡数据包括色度的色坐标；

灰阶指的是亮度的明暗程度，灰阶信号图片指的是能代表亮度的明暗的图片，灰阶信号图片是一种具有从黑到白256级灰度色阶或等级的单色图像。单色信号指的是在RGB颜色标准下不同基色场(红基色场，绿基色场和蓝基色场)下的表现形式。灰阶信号图片中的每个像素用8位数据表示，因此像素点值介于黑白间的256种灰度中的一种。该图片只有灰度等级，而没有颜色的变化。而代表该图片颜色标准的红基色增益值、绿基色增益值和蓝基色增益值(R，G，B值)都是统一的数值。三张标准单色信号图片指的是RGB颜色标准的三原色代表图片，包括红基色标准图、绿基色标准图和蓝基色标准图，此三张标准图是白平衡调整装置校正白平衡数据的关键图片，其采集到的参考数据是本发明算法计算中的重要参考源。采集到的亮度数据是本发明白平衡调整最终显示的技术效果的关键数据。

特征推导模块20，用于根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标，推导每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项，其中一组单色亮度参数项包括红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项；

由于白平衡调整装置最终设置调整的数据是通过复杂算法推导运算获得的，故其算法中参与运算的数据量较多，包括每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标、以及三张标准的单色信号图片的色坐标，以此作为本发明实施例中的运算数据，推导过程可以通过方程、矩阵等算法方式，最终获取到每张灰阶信号图片的一组单色亮度参数项。其中，单色亮度参数项指的是在RGB颜色标准下不同基色场(红基色场，绿基色场和蓝基色场)下的红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项。每张灰阶信号图片皆有对应的单色亮度参数项，例如，第i张灰阶信号图片的红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项分别为YiR，YiG，YiB，而第i+1张灰阶信号图片的三个单色亮度参数项为Y(i+1)R，Y(i+1)G，Y(i+1)B。

在本实施例中，每张灰阶信号图片的亮度数据，色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标的数据将成为本发明算法运算当中的计算元素，通过相互之间的逻辑关联关系，将该关系量化出来，并计算以获得每张灰阶信号图片设置的三个单色亮度参数项。

目标曲线生成模块30，用于根据插值算法、所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及白平衡调整装置预设的标准白平衡数据和标准gamma值，计算并生成一组单色目标曲线，其中一组单色目标曲线包括红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线；

白平衡调整装置的生产厂家或专业人士预先设置好标准白平衡数据和标准gamma值。所述标准白平衡数据和标准gamma值代表着白平衡调整装置处于最佳显示效果下的最佳参考值。根据所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及标准白平衡数据和标准gamma值，通过插值算法等一系列算法的计算，生成一组单色目标曲线。所述单色目标曲线主要反应了单色信号下输入信号与输出信号的非线性关系，该单色目标曲线包括红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线。同时单色目标曲线中包括了能协调标准白平衡数据和标准gamma值以及白平衡调整装置所能调整的白平衡数据和gamma值二者之间的平衡的数据，最终白平衡数据的变化反映到红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线的坐标调整。

参数设置模块40，用于根据单色目标曲线的白平衡数据和gamma值，设置并执行新的白平衡数据及gamma值。

获得的单色目标曲线中包括了新的白平衡数据和gamma值，作为调整白平衡调整装置白平衡数据和gamma值的参考数据，白平衡调整装置根据所述单色目标曲线的白平衡数据和gamma值进行相应的调整，使得新的白平衡数据和gamma值生效执行。参考图11和图12，图11和图12作为本实施例的举例示意图，反映了调整前后的白平衡数据中色度的色坐标和gamma值发生了明显的改变，使得该设备的色阶信号调整范围扩大，进而完成白平衡调整装置调整色阶信号的大范围覆盖，使得白平衡调整覆盖到的色阶信号得以应用。

本发明通过获取采集模块10获取白平衡调整装置的N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，并采集N张灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和三张标准单色信号图片的白平衡数据；然后特征推导模块20根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标，推导每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项；接着目标曲线生成模块30根据插值算法、所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及白平衡调整装置预设的标准白平衡数据和标准gamma值，计算并生成一组单色目标曲线；最后参数设置模块40根据单色目标曲线的白平衡数据和gamma值，设置并执行新的白平衡数据及gamma值。通过上述方式，白平衡调整装置可以快速、有效的调整白平衡数据，以及确保各灰阶信号的gamma均在要求范围内，扩大色阶信号调整范围，进而实现白平衡调整装置调整色阶信号的大范围覆盖，提高白平衡数据的调整效率。

进一步地，在本发明白平衡调整装置第一实施例的基础上，提出白平衡调整装置第二实施例，所述第二实施例与第一实施例之间的区别在于，所述白平衡数据还包括红基色增益值、绿基色增益值、蓝基色增益值，所述每张灰阶图片中白平衡数据的红基色增益值、绿基色增益值和蓝基色增益值都一致，而获取的N张灰阶信号图片的红基色增益值、绿基色增益值、蓝基色增益值的数值均匀分布在0～255的信号区间，并呈现为等差递增的趋势。

参考图9，采集到的白平衡数据是用于本发明的运算，其相关联的白平衡数据包括RGB颜色标准下的红基色增益值R、绿基色增益值G、蓝基色增益值B和色度的色坐标(x，y)，并且接收到的N张灰阶信号图片应具有一定的特征代表性，例如所述灰阶信号图片的白平衡数据互不相同，其RGB颜色标准值处于0～255的信号区间内，并且其RGB颜色标准值可以以等差递增的形式呈现出来，并尽量覆盖大范围信号区间。

进一步地，在本发明白平衡调整装置第二实施例的基础上，提出白平衡调整装置第三实施例，参考图2，所述第三实施例与第二实施例之间的区别在于，所述获取采集模块10包括：

获取单元11，用于获取白平衡调整装置的灰阶信号图片和标准单色信号图片；

采集单元12，用于采集灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和标准单色信号图片的白平衡数据；

判断单元13，用于判断白平衡调整装置是否已接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片；

执行单元14，用于当检测到白平衡调整装置接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，停止接收图片，当检测到白平衡调整装置未接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片时，则继续接收图片。

白平衡调整装置通过串口控制信号发生器依次输出N张特定的灰阶信号图片到待调整设备，同时控制色温仪依次采集相应的色度、亮度数据等白平衡数据并传回白平衡调整装置。

为方便理解本实施例，以下将通过举例进行解释说明：

获取单元11先获取到N张特定的灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，以8bit颜色深度为例，采集单元12进行采集的详细过程如下：

1)采集单元12通过串口控制信号发生器输出特定图片i(i的初始值为1)；

2)输出信号通过HDMI线给到待调整设备，待调整设备显示图片i；

3)采集单元12通过串口控制色温仪采集色度、亮度数据等，采集到的数据通过串口传回白平衡调整装置；

4)白平衡调整装置保存色温仪传回的数据，同时判断单元13判断i是否大于13，若是，执行单元14执行步骤5)；否则，i加1，执行单元14跳到步骤1)；

5)13组灰阶色度、亮度数据采集完毕。

参考图9，白平衡调整装置最终获取的RGB数值表如图所示。

需要说明的是，以上数据仅为举例，本发明的数据并不唯一，根据实际情况的不同而获取到的数据可能不同。

进一步地，在本发明白平衡调整装置第三实施例的基础上，提出白平衡调整装置第四实施例，参考图3，所述第四实施例与第三实施例之间的区别在于，所述特征推导模块20包括：

设置单元21，用于为每张灰阶信号图片对应设置一组单色亮度参数项，其中一组单色亮度参数项包括红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项；

构建方程组单元22，用于根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标、单色亮度参数项以及三张标准单色信号图片的色坐标，构建方程组；

推导求解单元23，用于根据所述方程组，推导求解出每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项。

为方便算法研究，可事先为每张灰阶信号图片设置对应的单色亮度参数项，包括红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项。然后根据白平衡调整装置获取采集到的灰阶信号图片和标准单色信号图片的白平衡数据，建立不同数据之间逻辑相关联的方程。

本实施例所列方程式有三个，如下所述：

方程式1：根据所述灰阶信号图片的亮度数据和一组单色亮度参数项设置第一方程式，其中第一方程式的逻辑关系为该图片的亮度数据等于红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项的参数之和；

方程式2：根据所述灰阶信号图片的亮度数据，色坐标和一组单色亮度参数项以及三张标准单色信号图片的色坐标设置第二方程式，其中第二方程式的逻辑关系为该图片的亮度数据增大第一数值倍的值等于红基色亮度参数项增大第二数值倍的值，绿基色亮度参数项增大第三数值倍的值和蓝基色亮度参数项增大第四数值倍的值三个数值之和，其中第一数值倍为所述灰阶信号图片色坐标x与y的比值，第二数值倍为红基色标准图的色坐标x与y的比值，第三数值倍为绿基色标准图的色坐标x与y的比值，第四数值倍为蓝基色标准图的色坐标x与y的比值；

方程式3：根据所述灰阶信号图片的亮度数据，色坐标和一组单色亮度参数项以及三张标准单色信号图片的色坐标设置第三方程式，其中第三方程式的逻辑关系为该图片的亮度数据增大第五数值倍的值等于红基色亮度参数项增大第六数值倍的值，绿基色亮度参数项增大第七数值倍的值和蓝基色亮度参数项增大第八数值倍的值三个数值之和，其中第五数值倍为数值1与所述图片色坐标x，y相减获得的差值与y的比值，第六数值倍为数值1与红基色标准图的色坐标x，y相减获得的差值，与y的比值，第七数值倍为数值1与绿基色标准图的色坐标x，y相减获得的差值，与y的比值，第八数值倍为数值1与蓝基色标准图的色坐标x，y相减获得的差值，与y的比值；

为辅助理解本实施例，以下用一个具体例子作具体说明：

假设采集到的灰阶信号图片5和三张标准单色信号图片的所有数据如下：

图片5：灰阶信号的色坐标(x5W，y5W)、亮度Y5W；

红基色标准图：单色信号的色坐标(x255R，y255R)、亮度Y255R；

绿基色标准图：单色信号的色坐标(x255G，y255G)、亮度Y255G；

蓝基色标准图：单色信号的色坐标(x255B，y255B)、亮度Y255B；

由参数设置模块20的举例获得图片5的三个单色亮度参数项为Y5R，Y5G，Y5B。

获得第一方程式(1)，第二方程式(2)，第三方程式(3)如下所示：

(1)Y5W＝Y5R+Y5G+Y5B

随后将第一方程式(1)，第二方程式(2)，第三方程式(3)联立形成方程组，并求解获得灰阶信号图片5对应的一组单色亮度参数项Y5R，Y5G和Y5B，如下，

该三个单色亮度参数项作为图片5的一组单色亮度参数，其解根将成为后续操作步骤使用的重要参考数据。

进一步地，在本发明白平衡调整装置第四实施例的基础上，提出白平衡调整装置第五实施例，参考图4，所述第五实施例与第四实施例之间的区别在于，所述目标曲线生成模块30包括：

数组生成单元31，用于根据所有灰阶信号图片的N组亮度参数项、预设的标准白平衡数据及标准gamma值，生成三组单色数组，其中三组单色数组包括红基色数组、绿基色数组和蓝基色数组；

目标曲线生成单元32，用于根据插值算法及三组单色数组，计算并生成一组单色目标曲线，其中一组单色目标曲线包括红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线。

单色目标曲线的生成需要经过复杂的计算，以下为举例说明：

1、数组生成单元31将获取到的所有灰阶信号图片的亮度参数项以及预设的标准白平衡数据及标准gamma值进行核心运算推导，进行一系列计算后生成三个单色数组，分别为红基色数组、绿基色数组和蓝基色数组(以下称为R数组、G数组和B数组)。假设每个数组有n个元素值(n根据白平衡调整装置的调试点数设置的不同而有所不同)，例如R数组为(R1，R2，....，Rn)，G数组和B数组类推。

2、数组生成单元31获取三个单色数组后，目标曲线生成单元32将这三个单色数组通过综合数据连贯性、颜色特性、亮度特性等因素的数据对比，进行插值计算，插值的大致过程如下：以R数组为例，假设R数组有10个元素(R1，R2，R3，......R10)，则插值后将得到256个元素(R1_1，R1_2，......，R1_26，R2_1，R2_2，......，R10_26)，其中元素(R1_1，R1_2，......，R1_26)是根据0和元素R1插值而成，其余类推，如元素(R2_1，R2_2，......，R2_m)是根据R1和元素R2插值而成。需要说明的是，m并非定值，会根据预设的实际情况有所不同。参考图10，目标曲线生成单元32最终会生成一组单色目标曲线，该组单色目标曲线分为红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线，分别为三条连贯的目标曲线，这三条曲线的最终作用是使白平衡调整装置达到标准白平衡数据及gamma值。

本发明还提供一种白平衡调整方法，该白平衡调整方法主要应用于白平衡调整装置上，在白平衡调整方法第一实施例中，参考图5，所述白平衡调整方法包括：

步骤S10，获取白平衡调整装置的N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，并采集N张灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和三张标准单色信号图片的白平衡数据，其中N>1且N为正整数，所述白平衡数据包括色度的色坐标；

灰阶指的是亮度的明暗程度，灰阶信号图片指的是能代表亮度的明暗的图片，灰阶信号图片是一种具有从黑到白256级灰度色阶或等级的单色图像。单色信号指的是在RGB颜色标准下不同基色场(红基色场，绿基色场和蓝基色场)下的表现形式。灰阶信号图片中的每个像素用8位数据表示，因此像素点值介于黑白间的256种灰度中的一种。该图片只有灰度等级，而没有颜色的变化。而代表该图片颜色标准的红基色增益值、绿基色增益值和蓝基色增益值(R，G，B值)都是统一的数值。三张标准单色信号图片指的是RGB颜色标准的三原色代表图片，包括红基色标准图、绿基色标准图和蓝基色标准图，此三张标准图是白平衡调整装置校正白平衡数据的关键图片，其采集到的参考数据是本发明算法计算中的重要参考源。采集到的亮度数据是本发明白平衡调整最终显示的技术效果的关键数据。

步骤S20，根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标，推导每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项，其中一组单色亮度参数项包括红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项；

由于白平衡调整装置最终设置调整的数据是通过复杂算法推导运算获得的，故其算法中参与运算的数据量较多，包括每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标、以及三张标准的单色信号图片的色坐标，以此作为本发明实施例中的运算数据，推导过程可以通过方程、矩阵等算法方式，最终获取到每张灰阶信号图片的一组单色亮度参数项。其中，单色亮度参数项指的是在RGB颜色标准下不同基色场(红基色场，绿基色场和蓝基色场)下的红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项。每张灰阶信号图片皆有对应的单色亮度参数项，例如，第i张灰阶信号图片的红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项分别为YiR，YiG，YiB，而第i+1张灰阶信号图片的三个单色亮度参数项为Y(i+1)R，Y(i+1)G，Y(i+1)B。

在本实施例中，每张灰阶信号图片的亮度数据，色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标的数据将成为本发明算法运算当中的计算元素，通过相互之间的逻辑关联关系，将该关系量化出来，并计算以获得每张灰阶信号图片设置的三个单色亮度参数项。

步骤S30，根据插值算法、所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及白平衡调整装置预设的标准白平衡数据和标准gamma值，计算并生成一组单色目标曲线，其中一组单色目标曲线包括红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线；

白平衡调整装置的生产厂家或专业人士预先设置好标准白平衡数据和标准gamma值。所述标准白平衡数据和标准gamma值代表着白平衡调整装置处于最佳显示效果下的最佳参考值。根据所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及标准白平衡数据和标准gamma值，通过插值算法等一系列算法的计算，生成一组单色目标曲线。所述单色目标曲线主要反应了单色信号下输入信号与输出信号的非线性关系，该单色目标曲线包括红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线。同时单色目标曲线中包括了能协调标准白平衡数据和标准gamma值以及白平衡调整装置所能调整的白平衡数据和gamma值二者之间的平衡的数据，最终白平衡数据的变化反映到红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线的坐标调整。

步骤S40，根据单色目标曲线的白平衡数据和gamma值，设置并执行新的白平衡数据及gamma值。

获得的单色目标曲线中包括了新的白平衡数据和gamma值，作为调整白平衡调整装置白平衡数据和gamma值的参考数据，白平衡调整装置根据所述参考数据进行相应的调整，使得新的白平衡数据和gamma值生效。参考图11和图12，图11和图12作为本实施例的举例示意图，反映了调整前后的白平衡数据中色度的色坐标和gamma值发生了明显的改变，使得该设备的色阶信号调整范围扩大，进而完成白平衡调整装置调整色阶信号的大范围覆盖，使得白平衡调整覆盖到的色阶信号得以应用。

本发明通过获取白平衡调整装置的N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，并采集N张灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和三张标准单色信号图片的白平衡数据；然后根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标，推导每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项；接着根据插值算法、所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及白平衡调整装置预设的标准白平衡数据和标准gamma值，计算并生成一组单色目标曲线；最后根据单色目标曲线的白平衡数据和gamma值，设置并执行新的白平衡数据及gamma值。通过上述方式，白平衡调整装置可以快速、有效的调整白平衡数据，以及确保各灰阶信号的gamma均在要求范围内，扩大色阶信号调整范围，进而实现白平衡调整装置调整色阶信号的大范围覆盖，提高白平衡数据的调整效率。

进一步地，在本发明白平衡调整方法第一实施例的基础上，提出方法第二实施例，所述第三实施例与第二实施例之间的区别在于，所述白平衡数据还包括红基色增益值、绿基色增益值、蓝基色增益值，所述每张灰阶图片中白平衡数据的红基色增益值、绿基色增益值和蓝基色增益值都一致，而获取的N张灰阶信号图片的红基色增益值、绿基色增益值、蓝基色增益值的数值均匀分布在0～255的信号区间，并呈现为等差递增的趋势。

参考图9，采集到的白平衡数据是用于本发明的运算，其相关联的白平衡数据包括RGB颜色标准下的红基色增益值R、绿基色增益值G、蓝基色增益值B和色度的色坐标(x，y)，并且接收到的N张灰阶信号图片应具有一定的特征代表性，例如所述灰阶信号图片的白平衡数据互不相同，其RGB颜色标准值处于0～255的信号区间内，并且其RGB颜色标准值可以以等差递增的形式呈现出来，并尽量覆盖大范围信号区间。

进一步地，在本发明白平衡调整方法第二实施例的基础上，提出方法第三实施例，参考图6，所述第三实施例与第二实施例之间的区别在于，所述获取白平衡调整装置的N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，并采集N张灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和三张标准单色信号图片的白平衡数据的步骤包括：

步骤S11，获取白平衡调整装置的灰阶信号图片和标准单色信号图片；

步骤S12，采集灰阶信号图片的白平衡数据及亮度数据和标准单色信号图片的白平衡数据；

步骤S13，判断白平衡调整装置是否已接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片；

步骤S14，当检测到白平衡调整装置接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，停止接收图片，当检测到白平衡调整装置未接收到N张灰阶信号图片和三张标准单色信号图片时，则继续接收图片。

白平衡调整装置通过串口控制信号发生器依次输出N张特定的灰阶信号图片到待调整设备，同时控制色温仪依次采集相应的色度、亮度数据等白平衡数据并传回白平衡调整装置。

为方便理解本实施例，以下将通过举例进行解释说明：

白平衡调整装置先获取到十三张特定的灰阶信号图片和三张标准单色信号图片，以8bit颜色深度为例，采集白平衡数据的详细过程如下：

1)通过串口控制信号发生器输出特定图片i(i的初始值为1)；

2)输出信号通过HDMI线给到待调整设备，待调整设备显示图片i；

3)通过串口控制色温仪采集色度、亮度数据等，采集到的数据通过串口传回白平衡调整装置；

4)白平衡调整装置保存色温仪传回的数据，同时判断i是否大于13，若是，执行步骤5)；否则，i加1，跳到步骤1)；

5)十三组灰阶色度、亮度数据采集完毕。

参考图9，白平衡调整装置最终获取的RGB数值表如图所示。

需要说明的是，以上数据仅为举例，本发明的数据并不唯一，根据实际情况的不同而获取到的数据可能不同。

进一步地，在本发明白平衡调整方法第三实施例的基础上，提出白平衡调整方法第四实施例，参考图7，所述第四实施例与第三实施例之间的区别在于，所述根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标以及三张标准单色信号图片的色坐标，推导每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项的步骤包括：

步骤S21，为每张灰阶信号图片对应设置一组单色亮度参数项，其中一组单色亮度参数项包括红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项；

步骤S22，根据每张灰阶信号图片的亮度数据、色坐标、单色亮度参数项以及三张标准单色信号图片的色坐标，构建方程组；

步骤S23，根据所述方程组，推导求解出每张灰阶信号图片对应的一组单色亮度参数项。

为方便算法研究，可事先为每张灰阶信号图片设置对应的单色亮度参数项，包括红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项。然后根据白平衡调整装置获取采集到的灰阶信号图片和标准单色信号图片的白平衡数据，建立不同数据之间逻辑相关联的方程。

本实施例所列方程式有三个，如下所述：

方程式1：根据所述灰阶信号图片的亮度数据和一组单色亮度参数项设置第一方程式，其中第一方程式的逻辑关系为该图片的亮度数据等于红基色亮度参数项，绿基色亮度参数项和蓝基色亮度参数项的参数之和；

方程式2：根据所述灰阶信号图片的亮度数据，色坐标和一组单色亮度参数项以及三张标准单色信号图片的色坐标设置第二方程式，其中第二方程式的逻辑关系为该图片的亮度数据增大第一数值倍的值等于红基色亮度参数项增大第二数值倍的值，绿基色亮度参数项增大第三数值倍的值和蓝基色亮度参数项增大第四数值倍的值三个数值之和，其中第一数值倍为所述灰阶信号图片色坐标x与y的比值，第二数值倍为红基色标准图的色坐标x与y的比值，第三数值倍为绿基色标准图的色坐标x与y的比值，第四数值倍为蓝基色标准图的色坐标x与y的比值；

方程式3：根据所述灰阶信号图片的亮度数据，色坐标和一组单色亮度参数项以及三张标准单色信号图片的色坐标设置第三方程式，其中第三方程式的逻辑关系为该图片的亮度数据增大第五数值倍的值等于红基色亮度参数项增大第六数值倍的值，绿基色亮度参数项增大第七数值倍的值和蓝基色亮度参数项增大第八数值倍的值三个数值之和，其中第五数值倍为数值1与所述图片色坐标x，y相减获得的差值与y的比值，第六数值倍为数值1与红基色标准图的色坐标x，y相减获得的差值，与y的比值，第七数值倍为数值1与绿基色标准图的色坐标x，y相减获得的差值，与y的比值，第八数值倍为数值1与蓝基色标准图的色坐标x，y相减获得的差值，与y的比值；

为辅助理解本实施例，以下用一个具体例子作具体说明：

假设采集到的灰阶信号图片5和三张标准单色信号图片的所有数据如下：

图片5：灰阶信号的色坐标(x5W，y5W)、亮度Y5W；

红基色标准图：单色信号的色坐标(x255R，y255R)、亮度Y255R；

绿基色标准图：单色信号的色坐标(x255G，y255G)、亮度Y255G；

蓝基色标准图：单色信号的色坐标(x255B，y255B)、亮度Y255B；

由参数设置模块20的举例获得图片5的三个单色亮度参数项为Y5R，Y5G，Y5B。

获得第一方程式(1)，第二方程式(2)，第三方程式(3)如下所示：

(1)Y5W＝Y5R+Y5G+Y5B

随后将第一方程式(1)，第二方程式(2)，第三方程式(3)联立形成方程组，并求解获得灰阶信号图片5对应的一组单色亮度参数项Y5R，Y5G和Y5B，如下，

该三个单色亮度参数项作为图片5的一组单色亮度参数，其解根将成为后续操作步骤使用的重要参考数据。

进一步地，在本发明白平衡调整方法第四实施例的基础上，提出白平衡调整方法第五实施例，参考图8，所述第五实施例与第四实施例之间的区别在于，所述根据插值算法、所有灰阶信号图片的N组单色亮度参数项以及白平衡调整装置预设的标准白平衡数据和标准gamma值，计算并生成一组单色目标曲线的步骤包括：

步骤S31，根据所有灰阶信号图片的N组亮度参数项、预设的标准白平衡数据及标准gamma值，生成三组单色数组，其中三组单色数组包括红基色数组、绿基色数组和蓝基色数组；

步骤S32，根据插值算法及三组单色数组，计算并生成一组单色目标曲线，其中一组单色目标曲线包括红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线。

单色目标曲线的生成需要经过复杂的计算，以下为举例说明：

1、将获取到的所有灰阶信号图片的亮度参数项以及预设的标准白平衡数据及标准gamma值进行核心运算推导，进行一系列计算后生成三个单色数组，分别为红基色数组、绿基色数组和蓝基色数组(以下称为R数组、G数组和B数组)。假设每个数组有n个元素值(n根据白平衡调整装置的调试点数设置的不同而有所不同)，例如R数组为(R1，R2，....，Rn)，G数组和B数组类推。

2、获取三个单色数组后，将这三个单色数组通过综合数据连贯性、颜色特性、亮度特性等因素的数据对比，进行插值计算，插值的大致过程如下：以R数组为例，假设R数组有10个元素(R1，R2，R3，......R10)，则插值后将得到256个元素(R1_1，R1_2，......，R1_26，R2_1，R2_2，......，R10_26)，其中元素(R1_1，R1_2，......，R1_26)是根据0和元素R1插值而成，其余类推，如元素(R2_1，R2_2，......，R2_m)是根据R1和元素R2插值而成。需要说明的是，m并非定值，会根据预设的实际情况有所不同。参考图10，白平衡调整装置最终会生成一组单色目标曲线，该组单色目标曲线分为红基色目标曲线、绿基色目标曲线和蓝基色目标曲线，分别为三条连贯的目标曲线，这三条曲线的最终作用是使白平衡调整装置达到标准白平衡数据及gamma值。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。