[发明专利]一种高容错性的彩色数码相机颜色校正方法

说明书

本发明公开了一种对于彩色数码相机中自动白平衡模块光源色品估计结果具有高容错性的颜色校正方法。本发明通过计算相机光谱灵敏度函数与CIE1931色匹配函数之间的光谱变换关系，将相机原始RGB响应信号转换至设备无关的CIE1931 XYZ空间中，并利用CAT02色适应变换模型计算其在参考光源下色适应后的对应色响应值，从而实现不依赖于事先标定参数的颜色校正流程。

技术领域

本发明涉及利用光谱灵敏度函数变换矩阵及CAT02色适应变换模型实现彩色数码相机颜色校正的方法，该方法能够使彩色数码相机实现不依赖于光源相关标定参数的颜色校正流程。

背景技术

颜色校正模块(color correction module)是彩色数码相机图像信号处理流程中的重要环节之一，其通过将设备相关的颜色信号转换至标准光源下设备无关的参考响应值，从而实现符合人眼视觉感知的数字图像颜色复现。

目前彩色数码相机中的颜色校正模块通常使用预先标定的若干组颜色校正矩阵参数作为校正依据。在标定阶段，对于几种典型光源，计算标准色卡各色块在该光源下的原始RGB响应值与在参考光源(例如CIE D65)下的CIE1931 XYZ值之间的转换关系，并将相应的参数存储于图像信号处理器内置的存储空间中。在使用阶段，颜色校正模块将根据自动白平衡模块中的光源色估计结果，从预先标定的若干组参数中选取一组作为当前图像的校正参数。由于从图像内容中进行光源色估计是一个非适定(ill-posed)问题，其估计准确性很容易受到被摄场景内容的影响，因此使用该方法时，一旦所估计的光源色与真实值之间存在较大差异，则颜色校正模块极有可能选取一组错误的标定参数，从而造成颜色校正后的图像出现严重的颜色劣化。

同时，对于现有的基于若干组校正矩阵参数的颜色校正方法，如何确定合适的标定光源数量也是一大难题。若标定光源过少，则无法保证颜色校正结果的连贯性，此时一旦光源色品估计结果出现波动，则颜色校正后的图像外貌也将呈现出明显的跳变；若标定光源过多，则选取错误的标定参数的概率也相应增大，同时也更容易受到同色异谱问题的干扰。

发明内容

为了使彩色数码相机的颜色校正模块对于光源色估计结果具有更高的容错性，本发明通过计算相机光谱灵敏度函数与CIE1931色匹配函数之间的光谱变换关系，将相机原始RGB响应信号转换至设备无关的CIE1931 XYZ空间中，并利用CAT02色适应变换模型计算其在参考光源下色适应后的对应色(corresponding color)响应值，从而实现不依赖于预先标定参数的颜色校正流程，提高了彩色数码相机颜色复现的鲁棒性。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种高容错性的彩色数码相机颜色校正方法，步骤如下：

S1：以各通道p参数之和为目标函数，计算相机光谱灵敏度函数至CIE1931XYZ色匹配函数的最佳光谱变换矩阵，且需满足理想反射表面在若干典型光源下的色差约束；其中p参数定义为关于波长λ的一对灵敏度函数s₁(λ)与s₂(λ)之间的近似程度；

S2：对于待进行颜色校正的原始图像，将S1中得到的光谱变换矩阵直接作用于各个像素的原始RGB响应值，将其转换至CIE1931 XYZ颜色空间中；同时，将S1中得到的光谱变换矩阵直接作用于自动白平衡模块估计出的光源色响应值，将其转换至CIE1931 XYZ颜色空间中；

S3：使用CIECAM02色貌模型中的CAT02色适应变换模型计算物体色经色适应后在标准光源下的对应色；

S4：将各个像素经色适应后的CIE1931 XYZ三刺激值转换至相机最终输出或进行文件存储的目标颜色空间中，完成颜色校正流程。

作为优选，所述的S1具体为：