[发明专利]基于灰边缘约束灰世界的白平衡校正图像处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像处理技术领域，具体为一种基于灰边缘约束灰世界的白平衡校正的图像处理方法及装置。

背景技术

颜色是图像的基础，也是图像的直观信息。一方面，图像的颜色信息被采集来供人观看，另一方面，图像的颜色信息作为一种重要的线索，在计算机视觉研究中得到广泛的应用，如特征提取、目标识别、图像检索等等。但是，在不同的光照情况下，物体反射出来的颜色有所不同的，白平衡的目的就是消除不同光照的影响，恢复物体在标准光照下的真实颜色。

图像光照估计是白平衡计算的第一步，往往也是最为重要、最难的一步。光照估计的结果往往可以直接用来对图像进行色偏的校正，如摄像机白平衡中就是直接利用光照的色偏情况来调节摄像机的红绿蓝各通道的增益值大小。

现有的光照估计方法有灰世界和灰边缘两个经典的算法。灰世界假设认为：场景中所有物理表面的平均反射是无色差的（灰色的）。在这个假设条件下，在白色光照下，图像的各颜色通道的统计均值是无色差的，即各个通道的均值一样大，如果图像的不同通道之间的统计均值存在差异，那么这个差异一定是环境光造成的。基于这个假设，便有了灰世界方法。灰世界方法计算简单，但是效果不理想。

灰边缘假设认为：场景中所有物理表面的反射的差分的均值是无色差的（灰色的）。灰边缘方法即是基于这一假设，首先计算各通道图像的一阶或二阶梯度的模的均值，然后利用各通道均值的差异来估计图像光照，在其计算过程中利用不同σ的高斯核对图像进行模糊来计算图像不同尺度的信息，闵可夫斯基范式（Minkowski-norm）也被引入从而得到了一般意义的灰边缘方法：

(∫|∂nfcσ(x)∂xn|pdx)1/p=kecn,p,σ,c∈{r,g,b}]]>

其中，f_c(x)为彩色图像f(x)的c通道图像，x为图像二维坐标，表示经过高斯卷积后的图像，n=0，1，2表示图像梯度的阶数，p为闵可夫斯基范式（Minkowski-norm），则是所估计的光照，k为归一化常数使得||e||=1。可以看出，该公式把传统的灰世界方法、最大值法、Shade of Grey算法和灰边缘方法都统一在了一个框架里面。