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CN115834855A - 一种图像处理装置、方法及成像设备 - Google Patents

一种图像处理装置、方法及成像设备 Download PDF

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CN115834855A
CN115834855A CN202211284677.3A CN202211284677A CN115834855A CN 115834855 A CN115834855 A CN 115834855A CN 202211284677 A CN202211284677 A CN 202211284677A CN 115834855 A CN115834855 A CN 115834855A
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CN
China
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color temperature
color
temperature curve
white balance
target
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CN202211284677.3A
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孙颖
胥立丰
刘欢
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Beijing Eswin Computing Technology Co Ltd
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Beijing Eswin Computing Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种图像处理装置、方法及成像设备,包括:确定与单色图像的平均颜色分量比值匹配的目标基础单色系色温曲线;在平均颜色分量比值处于低误差区域中的情况下,根据坐标点和预设的中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数;在平均颜色分量比值不处于低误差区域中的情况下,根据坐标点、预设的辅助色系色温曲线以及中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数;根据白平衡增益系数对单色图像进行处理,获得目标单色图像。本发明可以引入基础单色系色温曲线上标定的低误差区域,对色温的初步估计有了更准确的判断,进而再引入中性色系色温曲线和辅助色系色温曲线,使得色温的估计更准确,从而更有效的解决了单一颜色偏色问题。

Description

一种图像处理装置、方法及成像设备
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,尤其涉及一种图像处理装置、方法、成像设备、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
白平衡的基本概念是指不管在任何光源下,都能将白色物体还原为白色,则在图像处理中,白平衡可以对在特定光源下拍摄时出现的偏色现象通过加强对应的补色来进行补偿,从而解决图像偏色的问题。
目前,可以采用经典的灰度世界方法来实现白平衡处理,具体是假设:对于一幅有着大量色彩变化的图像,其R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)三个分量的平均值趋于同一个灰度值。即根据灰度世界假设,R、G、B三个分量相等,因此,对于实际图像中像素值偏离该灰度值的像素点,通过像素值补偿使其回归该灰度值,可以实现白平衡的效果。
但是,目前的白平衡处理方式,当处理的图像中颜色数量极少或者出现单一颜色时(除中性色之外的颜色时),白平衡常常失效,造成图像色彩失真。
发明内容
本发明实施例提供一种图像处理装置、方法、成像设备、电子设备及计算机可读存储介质,以解决现有技术中当处理的图像中颜色数量极少或者出现单一颜色时,白平衡常常失效的问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种图像处理装置,所述装置包括:
单色图像获取模块,用于获取单色图像,以及所述单色图像的平均颜色分量比值;
目标曲线确定模块,用于根据所述平均颜色分量比值构成的坐标点与预设的基础单色系色温曲线,确定与所述平均颜色分量比值匹配的目标基础单色系色温曲线;
低误差计算模块,用于在所述坐标点处于所述目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域中的情况下,根据所述坐标点和预设的中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数;
高误差计算模块,用于在所述坐标点不处于所述低误差区域中的情况下,根据所述坐标点、预设的辅助色系色温曲线以及所述中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数;
白平衡模块,用于根据所述白平衡增益系数对所述单色图像进行处理,获得目标单色图像。
第二方面,本发明实施例提供了一种图像处理方法,所述方法包括:
获取单色图像,以及所述单色图像的平均颜色分量比值;
根据所述平均颜色分量比值构成的坐标点与预设的基础单色系色温曲线,确定与所述平均颜色分量比值匹配的目标基础单色系色温曲线;
在所述坐标点处于所述目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域中的情况下,根据所述坐标点和预设的中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数;
在所述坐标点不处于所述低误差区域中的情况下,根据所述坐标点、预设的辅助色系色温曲线以及所述中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数;
根据所述白平衡增益系数对所述单色图像进行处理,获得目标单色图像。
第三方面,本发明实施例提供了一种成像设备,包括::
图像采集器,用于获取单色图像;
所述的图像处理装置,所述图像处理装置用于对所述单色图像进行处理,获得目标单色图像。
第四方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括处理器;
用于存储所述处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述指令,以实现所述第一方面的方法。
第五方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时,使得所述电子设备能够执行所述第一方面的方法。
在本发明实施例中,可以将待处理的单色图像的平均颜色分量比值与预设的基础单色系色温曲线进行匹配,找到与当前单色图像的颜色匹配的目标基础单色系色温曲线,从而估算出单色图像所处色温,进一步再根据目标基础单色系色温曲线中划分的低误差区域,确定单色图像所处色温的估计误差是否能够接受,若不能接受,则通过引入辅助色系色温曲线进一步修正获得准确的色温,最后利用中性色系色温曲线以插值方法得到单色图像的白平衡增益系数,本发明通过引入基础单色系色温曲线上标定的低误差区域,对色温的初步估计有了更准确的判断,进而再引入中性色系色温曲线和辅助色系色温曲线,使得色温估计时参照的颜色范围更广,色温的估计更准确,尽可能的消除了相似色温曲线的匹配误差,从而更有效的解决了单一颜色偏色问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是相关技术提供的一种色系色温曲线图;
图2是本发明实施例提供的一种图像处理装置的框图;;
图3是本发明实施例提供的一种色系色温曲线图;
图4是本发明实施例提供的一种麦克亚当椭圆示意图;;
图5是本发明实施例提供的一种麦克亚当椭圆分级示意图;
图6是本发明实施例提供的一种粉色系色温曲线各个色温下颜色分量比值数据分布情况示意图;
图7是本发明实施例提供的一种整体流程图;
图8是本发明实施例提供的一种图像处理方法的步骤流程图;
图9是本发明实施例提供的一种成像设备的框图;
图10是本发明实施例提供的一种电子设备的逻辑框图;
图11是本发明实施例提供的一种另一种电子设备的逻辑框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
白平衡旨在解决图像中的偏色问题,偏色问题是指:在不同的光线照射下,人眼直接用肉眼观察时,对相同颜色的感觉基本保持恒定不变的,如在白天看一个白色的物体时,感觉到它是白色的;在夜晚昏暗的灯光下看白色物体时,感到它仍然是白色的,并不会有偏色差异。这是由于人类在不断的生长过程中已经适应了不同光线下的物体的颜色。但是,图像传感器没有这种适应性,由于图像传感器在不同的光照条件下输出的不平衡性,导致传感器输出会出现色彩失真,造成图像偏红,或者偏蓝的不良后果,白平衡即是处理这种偏色问题的有效手段。
为了通过白平衡解决在图像中颜色数量极少或者出现单一颜色情况下的偏色问题,一种相关技术可以选择7条色系色温曲线(红、绿、蓝、黄、粉、青色、灰色),色系色温曲线由对应颜色下的颜色分量比值(R/G,B/G)拟合得到,之后统计待处理图像的颜色分量比值,找到与待处理图像匹配的目标色系色温曲线,即与当前待处理图像的颜色对应的色温曲线,最后根据待处理图像的颜色分量比值和目标色系色温曲线,通过线性映射计算出用于实现白平衡的白平衡增益系数。
参照图1,图1是相关技术提供的一种色系色温曲线图,其中包括上述相关技术提供的7条色系色温曲线(红、绿、蓝、黄、粉、青色、灰色),但是由于只有7条色系色温曲线,使其能够表征参考颜色的范围太窄,导致该方案实际应用中的适用性较差,另外,其中一些色系色温曲线之间的距离较近,在进行匹配时也易导致匹配误差较大,降低白平衡效果。
为了解决该问题,本发明实施例可以将待处理的单色图像的平均颜色分量比值与预设的基础单色系色温曲线进行匹配,找到与当前单色图像的颜色匹配的目标基础单色系色温曲线,从而估算出单色图像所处色温,进一步再根据目标基础单色系色温曲线中划分的低误差区域,确定单色图像所处色温的估计误差是否能够容忍(单色图像的平均颜色分量比值是否处于低误差区域),若不能容忍(单色图像的平均颜色分量比值是处于低误差区域),则通过结合辅助色系色温曲线估计准确色温,最后将该色温映射到中性色系色温曲线上,利用插值方法得到单色图像的白平衡增益系数,若单色图像所处色温的估计误差能够容忍(单色图像的平均颜色分量比值是不处于低误差区域),则将该色温映射到中性色系色温曲线上,利用插值方法得到单色图像的白平衡增益系数,本发明通过引入基础单色系色温曲线上标定的低误差区域,对色温的初步估计有了更准确的判断,进而再引入中性色系色温曲线和辅助色系色温曲线,使得色温估计时参照的颜色范围更广,色温的估计更准确,尽可能的消除了相似色温曲线的匹配误差,从而更有效的解决了单一颜色偏色问题。
图2,是本发明实施例提供的一种图像处理装置的结构框图,如图2所示,该装置可以包括:单色图像获取模块101、目标曲线确定模块102、低误差计算模块103、高误差计算模块104、白平衡模块105。
其中,单色图像获取模块101用于:获取单色图像,以及所述单色图像的平均颜色分量比值。
在本发明实施例中,单色图像可以是具有单一颜色的图像,或具有较大面积的单一颜色背景的图像,如,家装行业需要对不同单一颜色的墙面、不同单一颜色的窗帘等进行照片记录,这些照片可以作为单色图像;监控拍摄行业需要对单一颜色背景的场景进行记录,如天空,大面积空旷的广场等,所拍摄记录的视频帧也可以作为单色图像,为了满足这些场景下照片的准确表征,则需要单色图像尽量无偏色。
具体的,颜色分量即为像素点在对应颜色通道下的像素值,一般来说,颜色通道可以包括红色通道(R)、绿色通道(G)、蓝色通道(B),例如,针对橙色颜色的像素点,其在红色通道下的颜色分量为255、绿色通道下的颜色分量为116、蓝色通道下的颜色分量为21。
具体的,平均颜色分量比值,则是按照颜色通道对单色图像进行颜色统计,计算得到整张图像在各颜色通道下的平均颜色分量后,由不同颜色通道的平均颜色分量构成的比值,色系色温曲线则是由颜色分量比值拟合得到的曲线,用于反映不同色温下该颜色的颜色分量比值的关系。单色图像的平均颜色分量比值则可以用于匹配对应的色系色温曲线,估计与单色图像对应的色温值。
可选地,单色图像获取模块具体可以包括:平均像素值计算子模块、分量比值计算子模块。
平均像素值计算子模块,用于获取所述单色图像中各颜色通道分别对应的平均像素值,所述平均像素值包括:红色通道的第一平均像素值、绿色通道的第二平均像素值以及蓝色通道的第三平均像素值。
分量比值计算子模块,用于将所述第一平均像素值和所述第二平均像素值的比值,以及所述第三平均像素值和所述第二平均像素值的比值,作为所述平均颜色分量比值。
在本发明实施例中,确定单色图像的平均颜色分量比值的具体过程,可以由平均像素值计算子模块首先获取单色图像中各颜色通道分别对应的平均像素值:第一平均像素值Ravg、第二平均像素值Gavg、第三平均像素值Bavg;进而由分量比值计算子模块计算出单色图像的平均颜色分量比值(Ravg/Gavg,Bavg/Gavg)。
需要说明的是,对于拜耳(Bayer)格式的原始图,有R、Gr、Gb、B四个通道,G通道可由Gr与Gb经过简单的线性计算得到:
因为
Figure BDA0003898811790000061
因此
Figure BDA0003898811790000062
从而得到平均颜色分量比值
Figure BDA0003898811790000063
目标曲线确定模块102用于:根据所述平均颜色分量比值构成的坐标点与预设的基础单色系色温曲线,确定与所述平均颜色分量比值匹配的目标基础单色系色温曲线。
可选地,基础单色系色温曲线是由多个基础单色颜色的平均颜色分量比值拟合得到,所述基础单色颜色包括:红色、绿色、蓝色、水绿色、粉色、黄色中的一种或多种。
在本发明实施例中,为了实现色温的初步确定,目标曲线确定模块可以通过定义几条常见基础单色颜色的基础单色系色温曲线,,以帮助判断与当前单色图像最接近的目标基础单色系色温曲线,确定目标基础单色系色温曲线后,可以进一步结合标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域进行当前色温的估计。基础单色颜色可以包括:红色、绿色、蓝色、水绿色、粉色、黄色中的一种或多种。
具体的,参照图3,图3是本发明实施例提供的一种色系色温曲线图,其中包括6条基础单色系色温曲线(红色、绿色、蓝色、水绿色、粉色、黄色)和一条中性色系色温曲线,可见,色温曲线的横坐标为颜色分量比值(R/G),纵坐标为颜色分量比值(B/G),处于或临近色温曲线上的一个点可以用于表征一个色温值,而单色图像的平均颜色分量比值为(Ravg/Gavg,Bavg/Gavg),则单色图像的平均颜色分量比值可以作为色系色温曲线坐标系中的一个坐标点,找到其在坐标系中的对应位置。
进一步的,由于色系色温曲线坐标系中存在多个基础单色系色温曲线,且确定了平均颜色分量比值在色系色温曲线坐标系中的对应的坐标点,则可以进一步根据该坐标点与各个基础单色系色温曲线之间的投影距离,计算单色图像的平均颜色分量比值与各个基础单色系色温曲线的匹配度,并将匹配度最大的基础单色系色温曲线作为目标基础单色系色温曲线,其中,单色图像的平均颜色分量比值与基础单色系色温曲线的投影距离越小,单色图像的平均颜色分量比值与各个基础单色系色温曲线的匹配度越大。
可选地,目标曲线确定模块具体可以包括:投影距离计算子模块、筛选子模块。
投影距离计算子模块,用于计算所述坐标点与所述基础单色系色温曲线的投影距离。
筛选子模块,用于将所述投影距离最小的基础单色系色温曲线作为所述目标基础单色系色温曲线。
在本发明实施例中,由于坐标点与基础单色系色温曲线的投影距离越小,则单色图像的平均颜色分量比值与各个基础单色系色温曲线的匹配度越大,因此可以将匹配度最大的基础单色系色温曲线作为目标基础单色系色温曲线。
具体的,投影距离为坐标点到基础单色系色温曲线的最短距离,假设一条基础单色系色温曲线f(x),坐标点P(x0,y0)到基础单色系色温曲线f(x)上的点A(x,f(x))应当是与该坐标点P距离最近的点,具体算法是将基础单色系色温曲线f(x)上经过A点的切线与AP垂直,找到满足此条件的点A,即可得到坐标点到6条基础单色系色温曲线的投影距离L1、L2、...、L6。需要说明的是,每个基础单色系色温曲线都有一定的定义区间,具体与色温范围有关,即坐标点不一定处于每个基础单色系色温曲线的定义区间,因此不需要计算所有的投影距离。
低误差计算模块103,用于在所述坐标点处于所述目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域中的情况下,根据所述坐标点和预设的中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数。
在本发明实施例中,基础单色系色温曲线上提前可以划分有低误差区域,低误差区域可以用于估计当前的色温估计误差是否可以接受,单色图像的平均颜色分量比值处于低误差区域时,表示当前色温误差可以接受;单色图像的平均颜色分量比值不处于低误差区域时,表示当前色温误差不可以接受,从而根据单色图像的平均颜色分量比值构成的坐标点,与目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域的重叠关系,可以对当前色温估计误差具有一个初步判断,进而在后续改善该误差,提高计算精度。其中,低误差区域可以根据色容差理论标定得到,例如,以图3中粉色系色温曲线为例,粉色系色温曲线的低误差区域是一个条带状区域,具体根据麦克亚当色容差理论标定得到。
在坐标点处于目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域中的情况下,低误差计算模块可以认为当前该目标基础单色系色温曲线能够用于估计当前单一色温场景的色温,且误差可以接受。此时可以引入中性色系色温曲线(如图3中的中性色系色温曲线,用于表征白色、灰色对应的色系色温关系),通过找到平均颜色分量比值的坐标点在目标基础单色系色温曲线上的投影点对应的色温值,将该色温值映射至中性色系色温曲线上,最后以插值的方式获得白平衡增益系数。其中,将初始估算的色温值映射至中性色系色温曲线以插值的方式计算白平衡增益系数,则是在当前色温估计误差可接受的情况下,直接利用灰度世界方法的思想,对偏离中性色系灰度值的色温,通过插值补偿使其回归该灰度值,可以实现白平衡的效果。
高误差计算模块104,用于在所述坐标点不处于所述低误差区域中的情况下,根据所述坐标点、预设的辅助色系色温曲线以及所述中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数。
在坐标点不处于目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域中的情况下,高误差计算模块可以认为当前该目标基础单色系色温曲线用于估计当前单一色温场景的色温时的误差过大且不可接受,此时可以引入辅助色系颜色对应的辅助色系色温曲线,辅助色系颜色是不同于基础单色颜色且处于更丰富颜色范围的颜色(如深棕色、亮棕色、天蓝色、叶绿色、蓝花色、蓝绿色、橙色、藏蓝色、暗红色、紫色、黄绿色、橙黄色中的一种或多种),辅助色系色温曲线可以在当前色温估计误差过大的情况下,进一步精确的修正当前色温估计的误差,误差回归至可接受范围,最后再将修正后的色温值映射至中性色系色温曲线上,以插值的方式获得白平衡增益系数,从而改善了色温估计时误差较大的问题。
白平衡模块105,用于根据所述白平衡增益系数对所述单色图像进行处理,获得目标单色图像。
在本发明实施例中,求得了白平衡增益系数后,白平衡模块可以基于各个颜色通道对应的白平衡增益系数的分量,可以对单色图像逐像素点乘以对应的通道的平衡增益系数分量,从而得到经过白平衡处理的目标单色图像,经过白平衡处理后的目标单色图像有效解决了偏色问题,且相较于相关技术效果更佳。
可选的,针对一种白平衡增益系数的计算,低误差计算模块包括:第一色温值计算子模块、低误差系数计算子模块。
第一色温值计算子模块,用于在所述坐标点处于所述目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域中的情况下,确定所述坐标点在所述目标基础单色系色温曲线上的第一投影点,并获取所述第一投影点对应的第一色温值。
具体的,基础单色系色温曲线上划分的低误差区域是根据麦克亚当色容差理论标定得到,接下来对低误差区域的标定进行详细说明:
1942年,科学家麦克亚当对色容差(用于评价光源色品的差异,先用相对光谱基于2°视场三刺激值计算出CIE1931色坐标x和y,在根据选定的参考坐标点确定椭圆参数,计算经过椭圆系数加权的距离)进行了一系列的研究。他对25种颜色进行实验,在每个颜色点大约沿5到9个对侧方向上测量刚辨差(人眼刚刚能察觉出颜色差别所对应的色容差)。记录它们刚好能够分辨出颜色差异时的两点距离,结果得到的是一些面积大小各异、长短轴不等的椭圆,称为麦克亚当椭圆,参照图4,图4是本发明实施例提供的一种麦克亚当椭圆示意图,其示出了图3中粉色系色温曲线对应的麦克亚当椭圆,进一步的,参照图5,图5是本发明实施例提供的一种麦克亚当椭圆分级示意图,针对图4的麦克亚当椭圆,在CIE1931色度图中,对刚辨差的麦克亚当椭圆进行放大,并对椭圆进行分步(或分级),得到的椭圆其中心到边界的距离虽然各不相同,但该椭圆上的各点的色差确实一致的,其中,由内到外的4个椭圆分别为1级、2级、3级、4级。
进一步的,用麦克亚当椭圆表示容忍的色差(色容差)范围,各步(级)的麦克亚当椭圆计算公式为:l2=g11Δx2+2g12ΔxΔy+g22Δy2
其中:
Δx=(X-x);
Δy=(Y-y);
Figure BDA0003898811790000091
Figure BDA0003898811790000092
Figure BDA0003898811790000093
X、Y表示二维平面上的点,x、y、a、b和θ分别表示该色温椭圆的中心x坐标、中心y坐标、椭圆长轴、椭圆短轴和椭圆偏向角。
麦克亚当椭圆理论广泛用于照明光源的色差管理,通过麦克亚当椭圆系数加权的距离来表示色容差,单位为配色标准差(SDCM,standard deviation of color matching),也可用步长(step)来表示,即1个标准差为1-SDCM或1-step。原始的麦克亚当椭圆根据色差容忍程度定义有不同阶数,一般认为3-step的色差距离为恰可察觉色差。在CIE1931坐标系内已知某个色坐标点(x,y),求其到参考点(xc,yc)的色容差S时,公式如下所示:
Figure BDA0003898811790000094
原始的麦克亚当椭圆是在CIE1931色度空间进行描述,它是一个不均匀的色度空间。类似的在R/G-B/G色度空间也是一个不均匀的色度空间,拥有同样地性质,在两个色度空间中都是呈现椭圆分布,具有相同的数据分布特征(二维平面中,呈椭圆形的高斯分布)。同一色块的点也是因此可以通过统计图像中像素点的R/G和B/G值在R/G-B/G色度空间中也是服从椭圆型的高斯分布。进一步的参照图6,图6是本发明实施例提供的一种粉色系色温曲线各个色温下颜色分量比值数据分布情况示意图,,粉色系色温曲线各个色温下R/G-B/G数据分布情况,可以看出是服从椭圆型的高斯分布。
因此,借助基于麦克亚当椭圆的色容差理论,根据R/G-B/G色度空间的特点,通过不同色温下标定标准色卡中基本色系色块数据,可以计算得到不同色温下各个基本色系色块的椭圆参数:长轴,短轴和偏向角度。然后根据各个色温下的色温椭圆的长短轴和偏向角度,得到各个色温的低误差限定区间坐标,依次连接起来就变成低误差区域,这就是低误差区域的一种标定方式。
同时,在基于麦克亚当椭圆的色容差理论上,对色差的管控应该具体情况具体分析,根据具体需求来设置一个合理的色差标准,设置s-step麦克亚当椭圆,通过调节s来控制椭圆大小。椭圆的置信水平表示能够包含所有测量数据的比例,置信水平越高,能s-step默认为2级,对应数值为1.6643。s-step不同级别对应的数值和置信水平如下表1所示。其中,如图3所示的带状区域(粉色色系色温曲线的低误差区域)即为s-step=2时五种色温下(分别为灯箱中五种光源:D75、D50、U35、A、H)得到的标准色卡粉色块颜色数据计算出的各个色温椭圆长短轴和偏向角,连接各个点得到带状低误差区域。
s-step 数值 置信水平
1 1.1790 50%
2 1.6643 75%
3 2.1459 90%
4 2.4477 95%
5 3.0348 99%
表1
在本发明实施例中,在单色图像的平均颜色分量比值处于低误差区域时,表示当前色温误差可以接受,此时可以直接引入中性色系色温曲线,通过找到平均颜色分量比值的坐标点在目标基础单色系色温曲线上的投影点对应的色温值,将该色温值映射至中性色系色温曲线上,最后以插值的方式获得白平衡增益系数。
具体的,首先需要找到平均颜色分量比值的坐标点
Figure BDA0003898811790000111
在目标基础单色系色温曲线上的第一投影点
Figure BDA0003898811790000112
之后由该第一投影点
Figure BDA0003898811790000113
估计当前单色图像基于目标基础单色系色温曲线初始估计得到的第一色温值。
可选的,所述基础单色系色温曲线上标定有多个参考点,第一色温值计算子模块,包括:第一参考点确定单元、第一插值计算单元。
第一参考点确定单元,用于确定所述目标基础单色系色温曲线上与所述第一投影点的距离最近的两个第一参考点。
第一插值计算单元,用于根据所述第一参考点与所述第一投影点之间的距离进行插值计算,获得所述第一色温值。
在本发明实施例中,在通过目标基础单色系色温曲线估计第一色温值时,可以先通过第一参考点确定单元确定目标基础单色系色温曲线上与第一投影点的距离最近(相邻)的两个第一参考点,之后再通过第一插值计算单元计算第一参考点与第一投影点之间的距离,以临近插值的方式求得第一色温值。
具体的,参照图3,可见基础单色系色温曲线上具有不同标定点(处于或临近基础单色系色温曲线的点),不同标定点用于表征不同色温值。假设第一投影点
Figure BDA0003898811790000114
在目标基础单色系色温曲线上相邻的两个第一参考点D65和D50(分别为两个实验光源对应的色温值),第一参考点D65的色温值为5000K,第一参考点D50的色温值为6500K,则具体可以根据第一参考点D65和D50分别与第一投影点
Figure BDA0003898811790000115
的距离,通过线性插值计算出第一色温值,计算公式如下:
Figure BDA0003898811790000121
其中,Ts、TD65、TD50分别为第一投影点
Figure BDA0003898811790000122
D65、D50处的色温值,xD65、xD50、xs分别为D65、D50、第一投影点
Figure BDA0003898811790000123
处的横坐标值。
低误差系数计算子模块,用于将所述第一色温值映射至所述中性色系色温曲线,插值得到各颜色通道对应的白平衡增益系数。
在本发明实施例中,将第一色温值映射至中性色系色温曲线上,可以继续根据中性色系色温曲线上与投影点相邻的两个色温值,插值得到该色温对应的颜色分量比值(R/G,B/G),从而计算出相应的红、蓝通道白平衡增益值。
可选的,所述基础单色系色温曲线上标定有多个参考点,低误差系数计算子模块具体可以包括:第二投影点确定单元、低误差系数计算单元。
第二投影点确定单元,用于获取所述第一色温值在所述中性色系色温曲线上对应的第二投影点。
低误差系数计算单元,用于根据与所述中性色系色温曲线上与所述第二投影的距离最近的两个第二参考点,通过插值计算获得所述第一色温值对应的各颜色通道的白平衡增益系数。
在本发明实施例中,具体计算白平衡增益系数时,可以通过第二投影点确定单元将第一色温值在中性色系色温曲线上对应的第二投影点相邻的两个第二参考点进行确定,之后通过低误差系数计算单元插值计算获得第一色温值对应的各颜色通道的白平衡增益系数,即在色温估计误差可接受的情况下,利用灰度世界方法的思想,对偏离中性色系灰度值的色温,通过插值补偿使其回归该灰度值,可以实现白平衡的效果。
可选的,低误差系数计算单元具体可以包括:颜色分量比值计算子单元、低误差系数计算子单元。
颜色分量比值计算子单元,用于根据所述第二参考点,通过插值计算获得与所述第一色温值对应的颜色分量比值,所述颜色分量比值包括:红色通道的第一像素值与绿色通道的第二像素值的第一比值,以及蓝色通道的第三像素值与绿色通道的第二像素值的第二比值。
低误差系数计算子单元,用于将所述第一比值的倒数作为红色通道的白平衡增益系数,将1作为绿色通道的白平衡增益系数,将所述第二比值的倒数作为蓝色通道的白平衡增益系数。
在本发明实施例中,根据与中性色系色温曲线上与第二投影的距离最近的两个第二参考点,通过插值计算获得第一色温值对应的各颜色通道的白平衡增益系数的具体实现过程,可以由颜色分量比值计算子单元根据第二参考点与第二投影点的距离,通过插值计算获得与第一色温值对应的颜色分量比值,颜色分量比值为三个通道下各颜色分量的比值,包括红色通道的第一像素值与绿色通道的第二像素值的第一比值(Rs/Gs),以及蓝色通道的第三像素值与绿色通道的第二像素值的第二比值(Bs/Gs)。
具体的,本发明实施例可以通过低误差系数计算子单元将第一比值的倒数(Gs/Rs)作为红色通道的白平衡增益系数,将1作为绿色通道的白平衡增益系数,将第二比值的倒数(Gs/Bs)作为蓝色通道的白平衡增益系数。
现通过一个具体示例对上述过程进行说明:假设第二投影点
Figure BDA0003898811790000131
在两个第二参考点D65和D50之间(可根据
Figure BDA0003898811790000132
去得到其所在的色温区间,找到色温曲线上临近两个第二参考点),两色第二参考点分别为(xD65,yD65)、(xD50,yD50),色温值分别为TD65=6500k、TD50=5000k,
Figure BDA0003898811790000133
所带代表的第一色温值Ts。则进一步根据下述公式,可以计算出第二投影点
Figure BDA0003898811790000134
Figure BDA0003898811790000135
Figure BDA0003898811790000141
Figure BDA0003898811790000142
其中,绿通道的白平衡增益系数为1。
可选的,针对另一种白平衡增益系数的计算,高误差计算模块包括:目标曲线筛选子模块、第二色温值计算子模块、高误差系数计算子模块。
目标曲线筛选子模块,用于在所述坐标点不处于所述低误差区域中的情况下,从多个所述辅助色系色温曲线中,确定与所述坐标点匹配的目标辅助色系色温曲线。
在坐标点不处于目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域中的情况下,可以认为当前该目标基础单色系色温曲线用于估计当前单一色温场景的色温时的误差过大且不可接受,此时可以引入辅助色系颜色对应的辅助色系色温曲线,并由目标曲线筛选子模块首先找到与当前单色图像的平均颜色分量比值最匹配的辅助色系色温曲线,具体的,可以将平均颜色分量比值的坐标点与辅助色系色温曲线的投影距离最小的辅助色系色温曲线,作为与单色图像匹配的目标辅助色系色温曲线。
可选的,目标曲线筛选子模块具体可以包括:投影距离计算单元、筛选单元。
投影距离计算单元,用于计算所述坐标点与所述辅助色系色温曲线的投影距离。
筛选单元,用于将所述投影距离最小的辅助色系色温曲线作为所述目标辅助色系色温曲线。
具体的,投影距离计算单元计算的投影距离为坐标点到基础单色系色温曲线的最短距离,假设一条辅助单色系色温曲线f’(x),,坐标点P(x0,y0)到辅助单色系色温曲线f’(x)上的点A(x,f’(x))应当是与该坐标点P距离最近的点,具体算法是将辅助单色系色温曲线f’(x)上经过A点的切线与AP垂直,找到满足此条件的点A,即可得到坐标点到多条辅助单色系色温曲线的投影距离L1’、L2’、...,从而筛选单元将投影距离最小的辅助单色系色温曲线作为目标辅助单色系色温曲线。
需要说明的是,每个辅助单色系色温曲线都有一定的定义区间,具体与色温范围有关,一般可以为辅助单色系色温曲线的外接矩形,因此在确定目标辅助单色系色温曲线时,可以首先确定平均颜色分量比值构成的坐标点处于的定义区间中包括的所有辅助单色系色温曲线,之后再计算坐标点与定义区间中包括的所有辅助单色系色温曲线的投影距离,按照投影距离选出目标辅助单色系色温曲线,这样能够有效降低计算量。
第二色温值计算子模块,用于确定所述坐标点在所述目标辅助色系色温曲线上的第三投影点,并获取所述第三投影点对应的第二色温值。
在本发明实施例中,在坐标点不处于所述低误差区域中的情况下,由于当前色温估计误差较大,则可以由第二色温值计算子模块将坐标点投影至最接近当前色温的目标辅助色系色温曲线上,以通过目标辅助色系色温曲线进一步精确的修正当前色温估计的误差,使得误差回归至可接受范围,从而改善了色温估计时误差较大的问题。
可选的,所述基础单色系色温曲线上标定有多个参考点,第二色温值计算子模块具体可以包括:第三参考点确定单元、第二插值计算单元。
第三参考点确定单元,用于确定所述目标基础单色系色温曲线上与所述第三投影点的距离最近的两个第三参考点。
第二插值计算单元,用于根据所述第三参考点与所述第三投影点之间的距离进行插值计算,获得所述第二色温值。
具体的,由于坐标点不处于目标基础单色系色温曲线的低误差区域中,因此用目标基础单色系色温曲线进行色温估计会造成不可接收的误差损失,本发明实施例则通过引入辅助色系色温曲线,通过将坐标点映射至与当前色温最匹配的目标辅助色系色温曲线上获得第三投影点,进而根据目标辅助色系色温曲线来针对第三投影点估计精确的第二色温值,具体可以由第三参考点确定单元确定目标基础单色系色温曲线上与第三投影点的距离最近的两个第三参考点,并由第二插值计算单元根据第三参考点与第三投影点之间的距离进行插值计算,获得第二色温值。该插值计算过程可以具体参照上述第一参考点确定单元、第一插值计算单元,此处不做赘述。
高误差系数计算子模块,用于将所述第二色温值映射至所述中性色系色温曲线,插值得到各颜色通道对应的白平衡增益系数。
在本发明实施例中,高误差系数计算子模块将经过目标辅助色系色温曲线修正精确的第二色温值映射至中性色系色温曲线上,可以继续根据中性色系色温曲线上与投影点相邻的两个色温值,插值得到该色温对应的颜色分量比值(R/G,B/G),从而计算出相应的红、蓝通道白平衡增益值。
可选的,高误差系数计算子模块具体可以包括:第四投影点确定单元、颜色分量比值计算单元、高误差系数计算单元。
第四投影点确定单元,用于获取所述第二色温值在所述中性色系色温曲线上对应的第四投影点。
颜色分量比值计算单元,用于根据所述第四投影点,以及与所述中性色系色温曲线上与所述第四投影点的距离最近的两个第四参考点,通过插值计算获得与所述第二色温值对应的颜色分量比值,所述颜色分量比值包括:红色通道的第一像素值与绿色通道的第二像素值的第一比值,,以及蓝色通道的第三像素值与绿色通道的第二像素值的第二比值。
高误差系数计算单元,用于将所述第一比值的倒数作为红色通道的白平衡增益系数,将1作为绿色通道的白平衡增益系数,将所述第二比值的倒数作为蓝色通道的白平衡增益系数。
在本发明实施例中,根据与中性色系色温曲线上与第四投影的距离最近的两个第四参考点,通过插值计算获得第二色温值对应的各颜色通道的白平衡增益系数的具体实现过程,可以根据第四参考点与第四投影点的距离,通过插值计算获得与第二色温值对应的颜色分量比值,颜色分量比值为三个通道下各颜色分量的比值,包括红色通道的第一像素值与绿色通道的第二像素值的第一比值(Rs/Gs),以及蓝色通道的第三像素值与绿色通道的第二像素值的第二比值(Bs/Gs)。
具体的,本发明实施例可以将第一比值的倒数(Gs/Rs)作为红色通道的白平衡增益系数,将1作为绿色通道的白平衡增益系数,将第二比值的倒数(Gs/Bs)作为蓝色通道的白平衡增益系数。该计算过程可以具体参照上述颜色分量比值计算子单元、低误差系数计算子单元,此处不做赘述。
可选地,将,白平衡增益系数包括:各颜色通道分别对应的增益系数,白平衡模块,包括:
乘法运算子模块,用于将所述单色图像中各颜色通道的像素值分别乘以对应的增益系数,获得所述目标单色图像。
在本发明实施例中,根据上述得到的白平衡增益值[红色通道的白平衡增益系数Rgain,绿色通道的白平衡增益系数Ggain,蓝色通道的白平衡增益系数Bgain],对原始图像逐点乘以对应的通道增益Rgain、Ggain、Bgain,得到经过白平衡处理的图像。
具体的,在两种光照条件下同一个物体表面颜色之间的关系可以用一个对角矩阵变换来描述。假设在光照E1、E2下感知到物体的RGB值(分别为(r1,g1,b1)和(r2,g2,b2),则:
Figure BDA0003898811790000161
在上式中,D是一个对角矩阵。从上式可以看出,R、G、B三个颜色通道的响应是可以独立调整的。因此,构建相应的对角矩阵对待处理原始图像逐像素点进行颜色校正,最终得到经过白平衡处理的图像。校正公式如下所示:
Figure BDA0003898811790000171
可选地,所述装置还可以包括:
截断模块,用于针对所述目标图像中像素值大于预设阈值的像素点,将所述像素点的像素值调整为所述预设阈值。
在本发明实施例中,单色图像进行了白平衡增益处理之后,一些像素点的像素值可能会有溢出,造成目标单色图像显示异常,则可以在白平衡增益处理后,进行防溢出处理,具体是采用截断手段,如针对8比特的目标单色图像,进过白平衡处理后,对于像素值超过255的像素点进行截断操作,如,对像素点的像素值大于255时则将其置为255。
可选的,所述基础单色系色温曲线是由多个基础单色颜色的平均颜色分量比值拟合得到,所述基础单色颜色包括:红色、绿色、蓝色、水绿色、粉色、黄色中的一种或多种。
可选的,所述中性色系色温曲线是由至少一个中性颜色的平均颜色分量比值拟合得到,所述中性颜色包括:白色和/或灰色。
可选的,所述辅助色系色温曲线是由至少一个辅助颜色的平均颜色分量比值拟合得到,所述辅助颜色包括:深棕色、亮棕色、天蓝色、叶绿色、蓝花色、蓝绿色、橙色、藏蓝色、暗红色、紫色、黄绿色、橙黄色中的一种或多种。
在本发明实施例中,各种颜色的定义可以基于国际标准24色卡进行定义,国际标准24色卡包括4行*6列=24个颜色,其中,基础单色颜色可以是国际标准24色卡中第三行色块对应的颜色;具体的,中性颜色可以是第四行色块的中间四个色块的颜色。辅助颜色则可以是国际标准24色卡中的前两行色块对应的颜色。
最后,参照图7,图7是本发明实施例的一种整体流程图,包括S1、输入单一颜色原始图像。S2、对上述原始图像进行颜色统计,计算R、G、B三通道平均值,得到平均颜色分量比值。S3、根据上述得到的平均颜色分量比值,计算其与各个基础单色系色温曲线的投影距离,并判断平均颜色分量比值是否在投影距离最近的色温曲线的低误差区域中。若处于,则S4、根据上述投影距离最近的色温曲线对应的投影点,估计场景色温,并将其映射至中性色系色温曲线上,插值得到白平衡增益系数。若不处于则S5、根据辅助色系色温曲线组中,在平均颜色分量区域内的辅助色系色温曲线估计场景色温,并将其映射至中性色系色温曲线上,插值得到白平衡增益系数。在计算得到白平衡增益之后,S6、根据上述得到的白平衡增益,对待校正单一颜色原始图像进行偏色校正。
综上,在本发明实施例中,可以将待处理的单色图像的平均颜色分量比值与预设的基础单色系色温曲线进行匹配,找到与当前单色图像的颜色匹配的目标基础单色系色温曲线,从而估算出单色图像所处色温,进一步再根据目标基础单色系色温曲线中划分的低误差区域,确定单色图像所处色温的估计误差是否能够接受,若不能接受,则通过引入辅助色系色温曲线进一步修正获得准确的色温,最后利用中性色系色温曲线以插值方法得到单色图像的白平衡增益系数,本发明通过引入基础单色系色温曲线上标定的低误差区域,对色温的初步估计有了更准确的判断,进而再引入中性色系色温曲线和辅助色系色温曲线,使得色温估计时参照的颜色范围更广,色温的估计更准确,尽可能的消除了相似色温曲线的匹配误差,从而更有效的解决了单一颜色偏色问题。
图8是本发明实施例提供的一种图像处理方法的步骤流程图,该方法包括:
步骤201、获取单色图像,以及所述单色图像的平均颜色分量比值。
步骤202、根据所述平均颜色分量比值构成的坐标点与预设的基础单色系色温曲线,确定与所述平均颜色分量比值匹配的目标基础单色系色温曲线。
步骤203、在所述坐标点处于所述目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域中的情况下,根据所述坐标点和预设的中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数。
步骤204、在所述坐标点不处于所述低误差区域中的情况下,根据所述坐标点、预设的辅助色系色温曲线以及所述中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数。
步骤205、根据所述白平衡增益系数对所述单色图像进行处理,获得目标单色图像。
本发明实施例的步骤201-205具体可以参照上述单色图像获取模块101、目标曲线确定模块102、低误差计算模块103、高误差计算模块104、白平衡模块105的对应描述,此处不做赘述。
图9是本发明实施例提供的一种成像设备的框图,基于相同的发明构思,本发明还提供一种成像设备,包括:
图像采集器301,用于获取单色图像。
如图1所述的图像处理装置302,图像处理装置用于对所述单色图像进行处理,获得目标单色图像。
其中,图像采集装置301可以是互补金属氧化物半导体(CMOS,ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)传感器,能够捕获图像。
本发明实施例的白平衡方法是由图像处理装置302具体实现的,图像处理装置302可以是图像信号处理器(ISP,Image Signal Processing),ISP是一种图像处理芯片,可具体应用在智能设备中,例如智能手机、电脑、监控设备等。
综上,在本发明实施例中,可以将待处理的单色图像的平均颜色分量比值与预设的基础单色系色温曲线进行匹配,找到与当前单色图像的颜色匹配的目标基础单色系色温曲线,从而估算出单色图像所处色温,进一步再根据目标基础单色系色温曲线中划分的低误差区域,确定单色图像所处色温的估计误差是否能够接受,若不能接受,则通过引入辅助色系色温曲线进一步修正获得准确的色温,最后利用中性色系色温曲线以插值方法得到单色图像的白平衡增益系数,本发明通过引入基础单色系色温曲线上标定的低误差区域,对色温的初步估计有了更准确的判断,进而再引入中性色系色温曲线和辅助色系色温曲线,使得色温估计时参照的颜色范围更广,色温的估计更准确,尽可能的消除了相似色温曲线的匹配误差,从而更有效的解决了单一颜色偏色问题。
图10是根据一示例性实施例示出的一种电子设备600的框图。例如,电子设备600可以是移动电话,计算机,数字广播终端,消息收发设备,游戏控制台,平板设备,医疗设备,健身设备,个人数字助理等。
参照图10,电子设备600可以包括以下一个或多个组件:处理组件602,存储器604,电源组件606,多媒体组件608,音频组件610,输入/输出(I/O)的接口612,传感器组件614,以及通信组件616。
处理组件602通常控制电子设备600的整体操作,诸如与显示,电话呼叫,数据通信,相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件602可以包括一个或多个处理器620来执行指令,以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外,处理组件602可以包括一个或多个模块,便于处理组件602和其他组件之间的交互。例如,处理组件602可以包括多媒体模块,以方便多媒体组件608和处理组件602之间的交互。
存储器604用于存储各种类型的数据以支持在电子设备600的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备600上操作的任何应用程序或方法的指令,联系人数据,电话簿数据,消息,图片,多媒体等。存储器604可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
电源组件606为电子设备600的各种组件提供电力。电源组件606可以包括电源管理系统,一个或多个电源,及其他与为电子设备600生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件608包括在所述电子设备600和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中,屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板,屏幕可以被实现为触摸屏,以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的分界,而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中,多媒体组件608包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备600处于操作模式,如拍摄模式或多媒体模式时,前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件610用于输出和/或输入音频信号。例如,音频组件610包括一个麦克风(MIC),当电子设备600处于操作模式,如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时,麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器604或经由通信组件616发送。在一些实施例中,音频组件610还包括一个扬声器,用于输出音频信号。
I/O接口612为处理组件602和外围接口模块之间提供接口,上述外围接口模块可以是键盘,点击轮,按钮等。这些按钮可包括但不限于:主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件614包括一个或多个传感器,用于为电子设备600提供各个方面的状态评估。例如,传感器组件614可以检测到电子设备600的打开/关闭状态,组件的相对定位,例如所述组件为电子设备600的显示器和小键盘,传感器组件614还可以检测电子设备600或电子设备600一个组件的位置改变,用户与电子设备600接触的存在或不存在,电子设备600方位或加速/减速和电子设备600的温度变化。传感器组件614可以包括接近传感器,被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件614还可以包括光传感器,如CMOS或CCD图像传感器,用于在成像应用中使用。在一些实施例中,该传感器组件614还可以包括加速度传感器,陀螺仪传感器,磁传感器,压力传感器或温度传感器。
通信组件616用于便于电子设备600和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备600可以接入基于通信标准的无线网络,如WiFi,运营商网络(如2G、3G、4G或5G),或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件616经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,所述通信组件616还包括近场通信(NFC)模块,以促进短程通信。例如,在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术,红外数据协会(IrDA)技术,超宽带(UWB)技术,蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中,电子设备600可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现,用于实现本申请实施例提供的一种图像处理方法。
在示例性实施例中,还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质,例如包括指令的存储器604,上述指令可由电子设备600的处理器620执行以完成上述方法。例如,所述非临时性存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
图11是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。例如,电子设备700可以被提供为一服务器。参照图11,电子设备700包括处理组件722,其进一步包括一个或多个处理器,以及由存储器732所代表的存储器资源,用于存储可由处理组件722的执行的指令,例如应用程序。存储器732中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外,处理组件722被配置为执行指令,以执行本申请实施例提供的一种图像处理方法。
电子设备700还可以包括一个电源组件726被配置为执行电子设备700的电源管理,一个有线或无线网络接口750被配置为将电子设备700连接到网络,和一个输入输出(I/O)接口758。电子设备700可以操作基于存储在存储器732的操作系统,例如WindowsServerTM,Mac OS XTM,UnixTM,LinuxTM,FreeBSDTM或类似。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的图像处理方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (16)

1.一种图像处理装置,其特征在于,所述装置包括:
单色图像获取模块,用于获取单色图像,以及所述单色图像的平均颜色分量比值;
目标曲线确定模块,用于根据所述平均颜色分量比值构成的坐标点与预设的基础单色系色温曲线,确定与所述平均颜色分量比值匹配的目标基础单色系色温曲线;
低误差计算模块,用于在所述坐标点处于所述目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域中的情况下,根据所述坐标点和预设的中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数;
高误差计算模块,用于在所述坐标点不处于所述低误差区域中的情况下,根据所述坐标点、预设的辅助色系色温曲线以及所述中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数;
白平衡模块,用于根据所述白平衡增益系数对所述单色图像进行处理,获得目标单色图像。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置,其特征在于,所述单色图像获取模块,包括:
平均像素值计算子模块,用于获取所述单色图像中各颜色通道分别对应的平均像素值,所述平均像素值包括:红色通道的第一平均像素值、绿色通道的第二平均像素值以及蓝色通道的第三平均像素值;
分量比值计算子模块,用于将所述第一平均像素值和所述第二平均像素值的比值,以及所述第三平均像素值和所述第二平均像素值的比值,作为所述平均颜色分量比值。
3.根据权利要求1所述的图像处理装置,其特征在于,所述目标曲线确定模块,包括:
投影距离计算子模块,用于计算所述坐标点与所述基础单色系色温曲线的投影距离;
筛选子模块,用于将所述投影距离最小的基础单色系色温曲线作为所述目标基础单色系色温曲线。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置,其特征在于,所述白平衡增益系数包括:各颜色通道分别对应的增益系数;
所述白平衡模块,包括:
乘法运算子模块,用于将所述单色图像中各颜色通道的像素值分别乘以对应的增益系数,获得所述目标单色图像。
5.根据权利要求1所述的图像处理装置,其特征在于,所述低误差计算模块,包括:
第一色温值计算子模块,用于确定所述坐标点在所述目标基础单色系色温曲线上的第一投影点,并获取所述第一投影点对应的第一色温值;
低误差系数计算子模块,用于将所述第一色温值映射至所述中性色系色温曲线,插值得到各颜色通道对应的白平衡增益系数。
6.根据权利要求5所述的图像处理装置,其特征在于,基础单色系色温曲线上标定有多个参考点,所述第一色温值计算子模块,,包括:
第一参考点确定单元,用于确定所述目标基础单色系色温曲线上与所述第一投影点的距离最近的两个第一参考点;
第一插值计算单元,用于根据所述第一参考点与所述第一投影点之间的距离进行插值计算,获得所述第一色温值。
7.根据权利要求5所述的图像处理装置,其特征在于,所述中性色系色温曲线上标定有多个参考点,所述低误差系数计算子模块,包括:
第二投影点确定单元,用于获取所述第一色温值在所述中性色系色温曲线上对应的第二投影点;
低误差系数计算单元,用于根据与所述中性色系色温曲线上与所述第二投影的距离最近的两个第二参考点,通过插值计算获得所述第一色温值对应的各颜色通道的白平衡增益系数。
8.根据权利要求7所述的图像处理装置,其特征在于,所述低误差系数计算单元,包括:
颜色分量比值计算子单元,用于根据所述第二参考点,通过插值计算获得与所述第一色温值对应的颜色分量比值,所述颜色分量比值包括:红色通道的第一像素值与绿色通道的第二像素值的第一比值,以及蓝色通道的第三像素值与绿色通道的第二像素值的第二比值;
低误差系数计算子单元,用于将所述第一比值的倒数作为红色通道的白平衡增益系数,将1作为绿色通道的白平衡增益系数,将所述第二比值的倒数作为蓝色通道的白平衡增益系数。
9.根据权利要求1所述的图像处理装置,其特征在于,所述高误差计算模块包括:
目标曲线筛选子模块,用于从多个所述辅助色系色温曲线中,确定与所述坐标点匹配的目标辅助色系色温曲线;
第二色温值计算子模块,用于确定所述坐标点在所述目标辅助色系色温曲线上的第三投影点,并获取所述第三投影点对应的第二色温值;
高误差系数计算子模块,用于将所述第二色温值映射至所述中性色系色温曲线,插值得到各颜色通道对应的白平衡增益系数。
10.根据权利要求9所述的图像处理装置,其特征在于,所述目标曲线筛选子模块,包括:
投影距离计算单元,用于计算所述坐标点与所述辅助色系色温曲线的投影距离;
筛选单元,用于将所述投影距离最小的辅助色系色温曲线作为所述目标辅助色系色温曲线;
所述基础单色系色温曲线上标定有多个参考点,所述第二色温值计算子模块,包括:
第三参考点确定单元,用于确定所述目标基础单色系色温曲线上与所述第三投影点的距离最近的两个第三参考点;
第二插值计算单元,用于根据所述第三参考点与所述第三投影点之间的距离进行插值计算,获得所述第二色温值。
11.根据权利要求9所述的图像处理装置,其特征在于,所述高误差系数计算子模块,包括:
第四投影点确定单元,用于获取所述第二色温值在所述中性色系色温曲线上对应的第四投影点;
颜色分量比值计算单元,用于根据所述第四投影点,以及与所述中性色系色温曲线上与所述第四投影点的距离最近的两个第四参考点通过插值计算获得与所述第二色温值对应的颜色分量比值,所述颜色分量比值包括:红色通道的第一像素值与绿色通道的第二像素值的第一比值,,以及蓝色通道的第三像素值与绿色通道的第二像素值的第二比值;
高误差系数计算单元,用于将所述第一比值的倒数作为红色通道的白平衡增益系数,将1作为绿色通道的白平衡增益系数,将所述第二比值的倒数作为蓝色通道的白平衡增益系数。
12.根据权利要求1所述的图像处理装置,其特征在于,所述装置还包括:
截断模块,用于针对所述目标图像中像素值大于预设阈值的像素点,将所述像素点的像素值调整为所述预设阈值。
13.一种图像处理方法,其特征在于,所述方法包括::
获取单色图像,以及所述单色图像的平均颜色分量比值;
根据所述平均颜色分量比值构成的坐标点与预设的基础单色系色温曲线,确定与所述平均颜色分量比值匹配的目标基础单色系色温曲线;
在所述坐标点处于所述目标基础单色系色温曲线上划分的低误差区域中的情况下,根据所述坐标点和预设的中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数;
在所述坐标点不处于所述低误差区域中的情况下,根据所述坐标点、预设的辅助色系色温曲线以及所述中性色系色温曲线,确定白平衡增益系数;
根据所述白平衡增益系数对所述单色图像进行处理,获得目标单色图像。
14.一种成像设备,其特征在于,包括:
图像采集器,用于获取单色图像;
如权利要求1-12任一项所述的图像处理装置,所述图像处理装置用于对所述单色图像进行处理,获得目标单色图像。
15.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器;
用于存储所述处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述指令,以实现如权利要求13所述的方法。
16.一种计算机可读存储介质,其特征在于,当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时,使得所述电子设备能够执行如权利要求13所述的方法。
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