[发明专利]色彩恢复方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种色彩恢复方法，该方法通过应用实现色彩一致性的原理来恢复由于照明而失真的数字图像。

背景技术

当由于照明而发生图像失真时，理论上，任何系统都不可能恢复精确的图像无失真色彩值(即，在平衡的标准光线条件下获得的色彩值，或由光谱表面反射率所定义的色彩值)。这是因为，图像仅包含从物体表面反射而来的光线信息，而不包括光源本身。然而，通过公知的“色彩一致性(constancy)”功能，人类视觉系统可以通过消除或最小化照明的失真效应来很好地对图像的真实色彩值进行近似。

尽管需要将这种色彩一致性的原理应用至图像处理技术，但仍然尚未有令人满意的尝试。大多数已有的数字图像处理装置和软件采用了与上述原理极为不同的非常复杂的色彩校正技术：使用了主要来自光学或工程观点，有时甚至利用一些反复试验的手工操作而获得的多种启示的技术。因此，所有的这些途径都具有应用范围有限的问题；当它们的操作参数在特定范围内时，现有的系统似乎都能很好的工作，但是，一旦参数超出范围，它们的性能就突然下降。在某些情况下，甚至使用手工操作来改善这些问题，但是这通常是费力费时的。

为了解决这些已有技术的问题，KR专利注册NO.0442320披露了一种通过使用通道内比例尺度(适应型(adaptation-like)或Land’s Retinex型尺度函数，其原理来源于人类色彩一致性)和等-大(equi-max)算法来解决唯一色彩(unique color)问题的数字图像的色彩恢复方法。然而，本发明的问题在于，等-大算法不在稳定的标准基础上工作，因而需要根据唯一色彩问题的严重性来再次调节其修正参数。唯一色彩问题是在失真的数字图像包含了由相对唯一的色彩来主要覆盖的大区域(比如蓝色为主色的海边景象)时发生的。这个问题也在我们对具有相对唯一的均匀色彩的物体进行放大拍摄时发生。

发明内容

本发明用于解决上述问题。本发明的目标在于提供色彩恢复方法和系统，该方法和系统可恢复由于在标准照明之下的照明对色彩的影响而失真的数字图像的色彩，并克服了在数字图像中发生的单纯色彩问题。

为了实现此目标，本发明采用的色彩恢复方法包括以下步骤：a)根据将要恢复的图像的每个色彩通道的变化值来确定标准区域；b)计算所确定的标准区域的相对表面反射率，并使用算得的相对表面反射率来计算用于排除光源失真效应的调整系数；以及c)通过使用调整系数来恢复图像的色彩。

为了实现此目标，本发明提出的系统包括以下计算单元：标准区域确定单元，将将要恢复的图像的每个色彩通道的变化值总和为最大的区域确定为标准区域；调整系数计算单元，计算用于排除在标准区域内的光源的失真效应的调整系数；以及图像恢复单元，通过使用调整系数来恢复图像的色彩。

通过本发明，当且仅当数字图像中存在包含了足够数量的不同反射率的表面元素的子图像时，由于光源光谱偏差引起的数字图像的失真色彩才可以在非常迅速的单个步骤操作中轻松恢复，而不会有唯一色彩问题，这是目前已知的难以解决的色彩校正技术领域中的一个最糟糕的问题。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的色彩恢复系统的框图；

图2是根据本发明的示例性实施例的色彩恢复系统的流程图；

图3是根据本发明的示例性实施例的用于恢复每个通道中的数字图像的唯一色彩的步骤的参考图；

图4是根据本发明的示例性实施例的偏差至红色系统的图像的参考图；

图5是根据本发明的示例性实施例的偏差至绿色系统的图像的参考图；以及

图6是根据本发明的示例性实施例的偏差至蓝色系统的图像的参考图。

具体实施方式

在下文中将参考附图详细说明本发明的优选实施例。在每幅图中部件的参考数字被提及为相同的参考数字，从而简单地说明附图。在本文描述该发明时，如果认为关于相关已知结构或功能的详细说明使得本发明的方面不清晰时，则详细的说明可以被忽略。此外，下文中描述了本发明的优选实施例，但是对本领域中那些技术 人员很明显的是：在不离开本发明的范围和精神的情况下，可以对其进行各种修改和改变。

图1是根据本发明示例性实施例的色彩恢复系统的框图。

色彩恢复系统10通过使用基于人类视觉系统的实现色彩一致性的原理来恢复由照明而引起失真的数字图像的色彩，并在以下三个基本假设之下进行操作。