[发明专利]一种非线性无色恒常的白平衡方法

说明书

本发明提供了一种非线性无色恒常的白平衡方法，其包含步骤为：首先将输入彩色图像转化为YCbCr颜色空间。然后对蓝色色度通道、红色色度通道进行非线性无色检测。最后利用无色检测结果进行白平衡。本发明设计了一种泛用性强的白平衡算法，能够矫正各类偏色图像的颜色。

技术领域

本发明属于视频图像增强领域，涉及一种自动校正的非线性无色恒常的白平衡方法。

背景技术

视频图像在成像过程中，容易受到大气中各种因素的影响而导致图像质量下降，如对比度低、模糊、偏色等。图像增强技术能够改善图像的视觉效果，使图像更加清晰，细节突出，偏色得到还原，在安防、医疗、军事、遥感、检测等领域有重要价值。

在水下或沙尘暴的拍摄环境中，成像设备容易拍摄到偏色图像，使照片或视频中的景物无法呈现出真实色彩。图像白平衡能够校正偏色，使视频图像接近真实色彩。现有的白平衡算法对严重偏色的图像(如水下图像)效果较弱，且容易产生图像部分偏红的现象，无法完全实现偏色矫正，因此还有着广阔的研究前景。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种非线性无色恒常的白平衡方法，能够对严重偏色的图像进行偏色矫正，使图像中的景物接近真实色彩。

本发明采用如下技术方案：

一种非线性无色恒常的白平衡方法，其特征在于包含如下步骤：

a)输入一张彩色图像，比特位为B_it，将其颜色空间转为YCbCr颜色空间，获得亮度通道矩阵I_Y，蓝色色度通道矩阵I_Cb，红色色度通道矩阵I_Cr，同时计算蓝色色度通道的像素值均值A_Cb，以及红色色度通道的像素值均值A_Cr；

b)利用非线性方法计算蓝色色度通道中每一个像素点的无色权重，得到一个无色权重通道W_Cb，同时利用非线性方法计算红色色度通道中每一个像素点的无色权重，得到另一个无色权重通道W_Cr；

c)将两个无色权重通道中坐标相同的权重值进行比较，保留每个坐标位置对应权重值的最小值，存入总无色权重通道矩阵W；

d)利用总无色权重通道W分别结合蓝色色度通道的像素值均值A_Cb和红色色度通道的像素值均值A_Cr，对蓝色色度通道和红色色度通道进行矫正计算，得到新蓝色色度通道I_Cb2和新红色色度通道I_Cr2；

e)将亮度通道I_Y，新蓝色色度通道I_Cb2，新红色色度通道I_Cr2合成彩色图像，获得最终的结果图像。

所述步骤a)中，输入彩色图像的颜色空间为RGB、LAB、YUV或HIS。

所述步骤b)中，每个像素的无色权重值采用以下非线性方法计算：

W_Cb(x,y)＝e^{-[(I_Cb(x,y)-U)/40]^2}

W_Cr(x,y)＝e^{-[(I_Cr(x,y)-U)/40]^2}

其中x，y为图像像素坐标，e为自然常数，约等于2.71828，U为中心灰度，其数值等于2^(B_it-1)。

所述步骤c)中，若存在比较结果相等的无色权重值，就直接将这个值保留。

所述步骤d)中，采用以下公式获得各通道处理结果：