[发明专利]一种自动白平衡处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及到显示控制器和其他图像处理应用芯片的硬件图像自动化白平衡设计。

背景技术

白平衡是图像处理的一个极重要概念。所谓白平衡就是对图像中白色物体的还原。作为拍摄设备，如单反、微单、数码相机等拍摄设备在不同的光线下，由于CCD输出的不平衡性，造成数码相机彩色还原失真。已知直射日光的色温是5200K左右，白炽灯的色温是3000K左右。用传统相机的日光片拍摄时，白炽灯光由于色温太低，所以偏黄偏红。通常现场光线的色温低于相机设定的色温时，往往偏黄偏红，现场光线的色温高于相机设定时，就会偏蓝。

传统的灰度世界白平衡方法是以灰度世界假设为基础的，该假设认为对于一幅有着大量色彩变化的图像，R、G、B三个分量的平均值趋于同一个灰度值。完美反射算法的基本思想是统计R、G、B三个分量的最大值，从而可以获得未知光源的信息，并以此为基准进行颜色校正。

如图1，传统的灰度世界白平衡方法假设自然界景物对于光线的平均反射的均值在总体上是个定值，这个定值近似地为“灰色”，确定下来的灰色表达形式可以用来表示。读取位图R、G、B通道的值并存在三维矩阵中，分别计算R、G、B三个通道的均值，进一步可以计算得到R、G、B三个通道的归一化率，经过光源变换得到白平衡之后的图像。

因此本文设计的自动化白平衡系统的一个关键点就是实现对白色像素点的检测和还原，只有实现对白色像素点的准确判断才能对白色物体有效地还原，保证较好的白平衡显示效果。

发明内容

本发明提供一种针对RGB格式图像的自动化白平衡方法，首先对图像进行线性化处理、镜头校正处理和自适应高斯滤波，将亮度较高的噪声点进行滤波处理，采用八分法对图像分块，得到8个色彩区域。

本发明中所使用的八分法得到的色彩区域既是轴对称分布，同时又是中心对称分布，能够确保图像的色度平均值向Cr-Cb坐标系中的参考点逼近，色度平均值根据图像特点进行加权平均，每一块色彩空间的权重不仅受亮度的影响，还会受到色度的影响，根据权重计算整幅图像的色度平均值，通过色度平均值调整到参考点得到色度通道的增益。

分别计算每个色彩区域中Cb, Cr的均方差Db和Dr并进行从大到小的排列，如果某个色块的Db, Dr同时位于所有色彩区域中最小的10%范围之内，则判定该色彩区域没有足够的色彩变化，选择不进行白平衡处理，避免大面积的统一色调对结果的影响。

在计算每个色彩区域的Cb, Cr的均方差Db, Dr时，采用均方差计算公式的替代公式，将非线性化计算转化为线性化计算，便于硬件实现。

采用一个动态的阀值来检测白色像素点，将图像从RGB色彩空间转换为YCrCb色彩空间，通过动态阀值方法和动态增益方法选择参考白点进行自动化白平衡校正，并对色彩较少的色块采取原样输出方式，保证自动化白平衡效果，避免大面积的统一色调对结果的影响。本发明同时考虑到G通道增强能够增强画质的因素，在白平衡处理完成之后，将图像从YCrCb色彩空间转换到RGB空间，对画面中G通道进行动态增益增强，从而改善画质，提升视觉效果。

附图说明：

图1 为传统的灰度世界白平衡处理方法；

图2 为本发明的白平衡处理方法；

图3(a) 为一种常见的分块方式；

图3(b) 为本发明所采用的八分法对图像分块的方法。

具体实施方式：

如附图2，本发明的白平衡处理方法的具体步骤如下：

第一步， 读取RGB图像，对图像进行线性化处理、镜头校正处理、自适应高斯滤波处理等预处理；通过线性化处理可以得到均衡的直方图，实现图像增强；采用亚像素技术获得亚像素精度的网格交点坐标，考虑了镜头径向畸变、切向畸变和薄棱镜畸变等多种因素进行镜头校正处理；自适应高斯滤波处理采用自适应反馈技术，在噪声点的检测过程中，滤波窗口自适应变化，滤波窗口动态自适应可调，对于绿色分量G通道，可以通过编程控制进行选择采用普通矩形像素矩阵或者钻石形像素矩阵进行滤波，能够最大程度保留信号点的信息，只针对判定为噪声点的像素点进行滤波，滤波效果比传统的高斯滤波更能保持图像的清晰以及高保真画质；