[发明专利]一种多光源下的白平衡处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种多光源下的白平衡处理方法和装置。

背景技术

在不同的光源下，白光会变得偏蓝或偏红。光源色温高的情况下偏蓝，光源色温低的情况下偏红，从而不能正确反应出物体本身的颜色。色温是对光源颜色的一种定量的描述，单位为K（开尔文）。人眼有色彩恒常性的功能，即在不同光照条件下，人的视觉系统都可以还原物体本身的颜色，不受色温的影响，称为颜色恒定性。但是摄像机的成像传感器单元，例如电荷耦合元件（CCD）和金属氧化物半导体元件（CMOS）不具备这样的功能，所拍摄图像中的景物不经过白平衡处理前，在不同色温光照下会出现偏色现象，被高色温光照颜色偏蓝，被低色温光照颜色偏红或黄。分量图像的白平衡处理就是纠正在图像中由色温而引起的色彩偏差。目前工业中使用的传感器，通常都由光线通过滤镜采样到红（R）、绿（G）、蓝（B）三个颜色分量的信号，因此，调节R、G、B三个分量的增益值就可以完成白平衡过程。

白平衡处理分为手动白平衡和自动白平衡两种类型。手动白平衡的操作过程为：对感兴趣光照下的无彩色信息进行成像，可以借助标准灰卡进行操作，对红色、绿色和蓝色信号中的放大增益进行调整，直到R、G、B成像画面中灰色区域的标准灰卡R、G、B分量的数值相等。

由于手动白平衡存在由人引起的操作误差，并且在外部光照发生变化时，需要重新调节白平衡参数，只适合短时拍摄或室内固定光照的应用场景，因而在实际使用时更需要摄像机能跟踪外部色温变化，并对R、G、B的分量增益值进行调整，实现自动白平衡调节。

目前的自动白平衡算法，可以分成两类：一类是整体灰度世界估计，另一类是局部灰度世界估计。整体灰度世界估计的思路为，假设图像中所有像素点的R、G、B分量的累加值或平均值相同，即

ALL_SUM_R＝ALL_SUM_G＝ALL_SUM_B    (1)

其中，ALL_SUM_F为图像中所有像素点的R分量值之和，ALL_SUM_G为图像中所有像素点的G分量值之和，ALL_SUM_B为图像中所有像素点的B分量值之和。

在摄像机成像角度较广且无大片单色区域时，这种假设是成立的，误差较小。对于一种或几种组合的颜色占据图像较大区域面积时，整体灰度世界估计就不再成立。

局部灰度世界估计的思路为，寻找待处理图像中属于灰色的像素点，分别统计所有灰色像素点的R、G、B分量累加值，然后据此计算各个R、G、B通道的增益值，即

PART_SUM_R＝PART_SUM_G＝PART_SUM_B    (2)

其中，PART_SUM为图像中所有灰色像素点的R分量累加值，PART_SUM_G为图像中所有灰色像素点的G分量累加值，PART_SUM_B为图像中所有灰色像素点的B分量累加值。

图1是现有技术的基于局部灰度世界估计的白平衡处理方法流程图。参照图1，所述白平衡处理方法包括如下步骤：

步骤101，获取传感器单元采集到的一帧完整的图片；

步骤102，按照预定规则搜索整幅图像中属于灰色的像素点；

其中，在搜索灰色像素点之前，还可以根据预先设置的阈值去除图像中的饱和点。

步骤103，分别统计所有灰色像素点的R、G、B分量的累加值；

步骤104，按照R、G、B分量值相等的原则计算R、G、B分量的增益值；

一般保持G分量的增益值不变，调整公式如下：

G_GAIN＝1

R_GAIN＝PART_SUM_G/PART_SUM_R

B_GAIN＝PART_SUM_B/PART_SUM_R    (3)

其中，G_GAIN为G分量的增益值，R_GAIN为R分量的增益值，B_GAIN为B分量的增益值。

步骤105，根据R、G、B分量增益值进行白平衡调节。

对于每个像素点，将该像素点的R分量值与所述R分量增益值相乘，将该像素点的G分量值与所述G分量增益值相乘，将该像素点的B分量值与所述B分量增益值相乘，得到白平衡调节后的图像。