[发明专利]自动白平衡系统及方法

说明书

本发明提供一种对数字图像进行自动白平衡(AWB)处理的系统以及制造及使用所述系统的方法。响应于白平衡触发，调整图像传感器和参考区域的相对位置，以便定位所述图像传感器以获取所述参考区域的图像，所述参考区域具有适合于白平衡的颜色；使用所述图像传感器获取所述参考区域的所述图像；以及由所述参考区域的所述图像计算用于对所述数字图像进行白平衡的参数；其中，所述调整包括使能所述图像传感器扫描所述图像传感器的周围环境以定位所述参考区域。所述成像系统可以进一步包括能够使所述图像传感器能够绕一个或多个轴旋转的云台。本发明系统及方法适于例如由无人飞行器(UAV)使用。

技术领域

本发明涉及一种数字图像处理，更具体地，但不限于，涉及自动白平衡系统及方法。

背景技术

白平衡是消除由照明源的色温所引起的不真实的色偏的过程。不同的照明源，例如日光、白炽灯和荧光灯，具有不同的功率谱分布，其可以引起图像的颜色失真。这样的失真可以导致例如在照明源色偏的情况下，白色的物体无法呈现为白色。例如，低色温(如2000K)的照明源可能使图像偏红色，而高色温(如9000K)的照明源可能使图像偏蓝色。人眼可以自动地适应照明的色温，而当前可用的(或传统的)人工图像获取装置及方法(例如，照相机和摄像机中使用的图像传感器)却无法自动地适应，因此会由于照明源的色温而产生一定的色偏伪影。通过白平衡补偿亮度，生成的图像具有更加真实的色彩。

市售的数码相机具有白平衡功能，例如，允许用户从预定义的照明设置(例如，白炽灯、荧光灯、阴天、闪光灯、晴天、烛光等)的集合中选择一色温设置。然而，如果实际光照条件与所述照明设置不匹配，使用预定义的照明设置产生的结果可能并不十分理想。备选地，各种技术可用于执行自动白平衡(AWB)，即，无需所述照明设置的用户说明。这样的AWB技术需要基于图像的色彩组成。然而，在没有关于照明源色温的外部参考的情况下执行自动白平衡可能是困难的且计算量大。当自动白平衡技术不能分辨照明源所引起的整体色偏与场景组成的内在色彩偏差时，自动白平衡技术中很容易出现误差。

例如，常用的AWB技术为灰度世界(gray world)法，其假设场景中的平均颜色是灰色的或者是无色的。当所述场景中包括大量的颜色平均为灰色时，灰度世界技术是有效的。然而，当场景的平均颜色不是灰色时，灰度世界技术可能会引入明显的色彩偏差。这种问题在非灰色单色场景(例如，一蓝色海洋或绿色植物的场景)中尤为严重。另一种AWB技术是RGB最大值(max-RGB)法，其假设从红、绿、蓝三色通道中的每一个获取的最大值的组合是所述照明源的颜色。对于单色场景来说，所述RGB最大值法比所述灰度世界法更有效，但所述RGB最大值法的有效性高度依赖于场景组成。其他的白平衡算法存在相似的局限性。此外，一些具有高计算复杂度的算法(例如，其需要大量的微分运算)并不适用于实际应用，尤其不适用于实时视频处理。

鉴于上述，有必要提供改进的白平衡系统及方法，其可以在高效计算的同时为各种类型的图像构成执行精确的白平衡。

发明内容

依据本文所公开的第一方面，提出了一种对数字图像进行自动白平衡的方法，所述方法包括：

响应白平衡触发，调整图像传感器和参考区域的相对位置，以便定位所述图像传感器以获取所述参考区域的图像，所述参考区域具有适合于白平衡的颜色；

使用所述图像传感器获取所述参考区域的所述图像；以及

由所述参考区域的所述图像计算用于对所述数字图像进行白平衡的参数。

在所公开方法的一些实施方式中，所述调整所述相对位置包括自动调整所述图像传感器和所述参考区域的所述相对位置。

在所公开方法的一些实施方式中，所述获取包括自动地获取所述参考区域的所述图像。

在所公开方法的一些实施方式中，所述计算包括自动地计算用于白平衡的所述参数。