一種白平衡調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 一種白平衡調(diào)整方法，用于提高白平衡調(diào)整方法中白點統(tǒng)計的穩(wěn)健性和準確率，屬于白平衡調(diào)整方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]白平衡調(diào)整是彩色成像、彩色顯示等設(shè)備的重要組成部分。白平衡調(diào)整是指采用數(shù)字信號處理手段，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)，自適應(yīng)地校正由于圖像傳感器獲取的圖像色溫偏差，或者液晶顯示器的色溫偏差，使其與實際的場景色溫盡可能一致。
[0003]白平衡調(diào)整包括白點的選擇與彩色分量統(tǒng)計、通道增益獲取和偏色校正等操作。而白點的選擇與彩色分量的統(tǒng)計與通道增益獲取是白平衡調(diào)整方法的核心?；赗GB空間的白點選擇方法，當R、G、B三個分量的差值同時小于每個門限時，即認為是白點，但實際中，白點不僅與R、G、B三個分量的差值有關(guān)，還與圖像像素的亮度值有關(guān)。基于YCbCr空間的白點選擇方法中，Cb、Cr分量的門限沒有根據(jù)亮度分量Y及其顯示的色彩進行自適應(yīng)變化，從而導致選擇的白點誤差較大，容易出現(xiàn)漏選、錯選等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處提供了一種白平衡調(diào)整方法，解決選擇的白點誤差較大，容易出現(xiàn)漏選、錯選等問題，提高了白平衡調(diào)整方法中白點統(tǒng)計的穩(wěn)健性和準確率。
[0005]一種白平衡調(diào)整方法，其特征在于:
[0006](I)獲取Bayer模板RGB插值圖像，將RGB圖像轉(zhuǎn)換至YCbCb圖像；
[0007](2)根據(jù)亮度分量Y，在YCbCr空間中，將YCbCr圖像分割為多個亮度等級區(qū)，統(tǒng)計Y、Cb、Cr 分量；
[0008](3)根據(jù)統(tǒng)計Y、Cb、Cr分量，統(tǒng)計每個亮度等級區(qū)候選白點的統(tǒng)計值和落入在該區(qū)的候選白點數(shù)目；
[0009](4)采用雙門限法，從最高亮度等級區(qū)開始，選擇出白點；
[0010](5)將選出的白點，用于獲取YCbCr的平均數(shù)值；
[0011 ] (6)將得到的YCbCr平均數(shù)值轉(zhuǎn)換為RGB空間的R、G、B平均值；
[0012](7)通過R、G、B平均值，得到白平衡調(diào)整需要的通道增益，實現(xiàn)彩色圖像的白平衡處理。
[0013]進一步，所述步驟(2)中，將YCbCr圖像分割為多個亮度等級區(qū)的步驟如下:
[0014](21)構(gòu)建一個256x256的二維矩陣P，矩陣中每個像素的取值相同，其取值范圍為O至255的整數(shù)，構(gòu)建一個256x256的二維矩陣Q，矩陣中每列的值由O至255張成，構(gòu)建一個256x256的二維矩陣R，矩陣中每行的值由O至255張成，P = (Pij)，Pij= k，其中k e [O255]，Q = {qij}，qij= j，R = {r ，!Tij= i，1、j e [0 255]；
[0015](22)將P、Q和R三個矩陣構(gòu)成一個三分量的YCbCr空間的彩色矩陣[P、Q、R]，P對應(yīng)于Y，Q對應(yīng)于Cb，R對應(yīng)于Cr，改變矩陣P的數(shù)值k，得到Y(jié)在不同亮度分量時的彩色圖像；
[0016](23)標記P分量中k取不同數(shù)值時，圖像中呈現(xiàn)的灰色區(qū)域，記錄該區(qū)域的橫坐標xk和縱坐標I k，統(tǒng)計該坐標集合的元素個數(shù)，即滿足條件的灰色像素個數(shù)；
[0017](24)根據(jù)不同亮度等級獲取的空間坐標區(qū)域近似相同，對不同亮度等級進行分區(qū)合并，得到合適的亮度等級區(qū)數(shù)量N，N取值為I至255。
[0018]進一步，所述步驟(23)中，灰色區(qū)域中像素的橫坐標Xk和縱坐標y k滿足如下公式:
[0019]當Y e [O 50]，橫坐標Xk和縱坐標y k是由以下直線方程所圍城的區(qū)域:
[0020]yk= 0.18XYX (xk-2.5ΧΥ-31)/(75_1.3ΧΥ)+148，
[0021]yk= (66-0.34XY) X (xk_151)/(0.2ΧΥ-45)+0.52XY+82，
[0022]yk= (32+0.18XY) X (xk_106)/(0.2XY+36)+108，
[0023]yk= (32+0.18XY) X (xk_151)/(0.2XY_9)+108 ;
[0024]當Y e [51 202]，橫坐標xk和縱坐標y k是由以下直線方程所圍城的區(qū)域:
[0025]Xk= 108，Xk= 148，
[0026]yk=-3.IX (xk_116)+117，
[0027]yk= -3.56 X (x k~142) +140 ；
[0028]當Y e [203 255]，橫坐標xk和縱坐標y k是由以下直線方程所圍城的區(qū)域:
[0029]yk= (179-0.19XY) X (xk-106)/(0.2ΧΥ-5)+0.37XY+75，
[0030]yk= (5-0.18XY) X (xk-494-l.3ΧΥ)/(393-1.5XY)+108，
[0031]yk= (4-0.17 XY) X (xk_106)/(49-0.19 X Y)+148，
[0032]yk= (44-0.17 XY) X (xk_151)/(4-0.19 XY)+108，
[0033]其中，xke[0 255], yke [0 255]。
[0034]進一步，所述步驟(3)中，統(tǒng)計每個亮度等級區(qū)候選白點的統(tǒng)計值和落入在該區(qū)的候選白點數(shù)目的公式如下:
[0035]Ycum(n) = Ysum(I)+Ysum(2) + …+Ysum(η)，
[0036]Cbcum(n) = Cbsum(I)+Cbsum(2) + …+Cbsum(η)，
[0037]Crcum(η) = Crsum(I) +Crsum(2) +...+Crsum(η),
[0038]Ncum(η) = Nsum(I)+Nsum(2) + …+Nsum(η)，
[0039]其中，Ysum(η)、Cbsum(η)和Crsum(η)為分區(qū)累計統(tǒng)計值，Nsum(η)為落入在該區(qū)的候選累計白點數(shù)目，Ysum(n)、Cbsum(η)和Crsum(η)分別為統(tǒng)計Y、Cb、Cr分量，Nsum(η)為白點數(shù)目，n e [I N]，N取值為I至255。
[0040]進一步，所述步驟(4)中，采用雙門限法，從最高亮度等級區(qū)開始，選擇出白點的步驟為:
[0041](41)從第一個等級η = I開始，判斷Ncum (η)是否大于門限Thmax (η)，如果是，則選擇第一個等級的候選白點，否則，η+1 ;
[0042](42)判斷η+1級Ncum (η+1)是否大于門限Thmax (η)，如果否，貝丨」η+1，繼續(xù)判斷，直至遍歷Ncum ;如果是，則判斷第η級的Ncum(η)是否大于門限Thmin(η)，如果是，則選擇等級η的候選白點集合，否則選擇等級η+1的候選白點集合；
[0043](43)遍歷完Ncum后，仍然沒有滿足條件的候選白點集合，則當前圖像中無滿足設(shè)定的白點條件像素集合，圖像不做白平衡調(diào)整。
[0044]進一步，所述步驟(5)中，將選出的白點，用于獲取YCbCr的平均數(shù)值的公式如下:
[0045]如果滿足雙門限條件的等級數(shù)為n，則得到的候選白點YCbCr三分量的平均值分別為:
[0046]Ymean = Ycum (n) /Ncum (η)，
[0047]Cbmean = Cbcum (n) /Ncum (η)，
[0048]Crmean = Crcum (η) /Ncum (η)，
[0049]如果沒有滿足雙門限條件的等級數(shù)，則YCbCr三分量的平均值設(shè)定為Ymean =245，Cbmean = 128，Crmean = 128。
[0050]進一步，所述步驟(7)中，通過R、G、B平均值，得到白平衡調(diào)整需要的通道增益的公式如下:
[0051]Rgain = Gmean/Rmean,
[0052]Ggain = Gmean/Gmean，
[0053]Bgain = Gmean/Bmean，
[0054]其中，Rmean, Gmean, Bmean分別為轉(zhuǎn)換為RGB空間的R、G、B的平均值。
[0055]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0056]一、白點統(tǒng)計過程中，綜合考慮了圖像色彩與圖像亮度變化關(guān)系，減少了白點選擇誤差大、容易出現(xiàn)漏選、錯選等問題；
[0057]二、基于該分級統(tǒng)計方法，提高了候選白點集合的選擇靈活性；提高了對圖像的色彩通道增益控制靈活性；
[0058]三、基于該分級統(tǒng)計方法，提高了白平衡調(diào)整方法中白點統(tǒng)計的穩(wěn)健性和準確率。
【附圖說明】
[0059]圖1是白平衡調(diào)整方法流程圖；
[0060]圖2是用于實施例1的彩條，圖像寬度為1920，高度為1080，水平方向平均由八個顏色條帶構(gòu)成，垂直方向在同一個顏色條帶內(nèi)，色彩保持不變，但亮度從上往下逐漸降低，由八個灰度變化構(gòu)成；
[0061]圖3是用于實施例2的Lena彩色圖像，圖像寬度為512，高度為512。
【具體實施方式】
[0062]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0063]實施例1
[0064](I)獲取如圖2所示的彩色條紋圖像，圖像寬度為1920，高度為1080，水平方向平均由八個顏色條帶構(gòu)成，垂直方向在同一個顏色條帶內(nèi)，色彩保持不變，但亮度從上往下逐漸降低，由八個灰度變化構(gòu)成，八個彩條的顏色從左往右分別為白色[250、250、250]、藍色[0、0、250]、綠色[0、250、0]、紅色[250、0、0]、淺藍色[0、250、250]、黑色[0、0、0]、玫瑰紅[250、0、25