CN102271260A - 白平衡调节的方法 - Google Patents

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Abstract

一种白平衡调节的方法，分为白点检测，白平衡增益计算和白平衡增益调节三个部分，白点检测，实现对白色参考点的准确定位；白平衡增益计算，通过定位的白色参考点，计算出R、B通道上的作用增益系数Kr、Kb；白平衡增益调节单元：判断增益系数是否有效、如果有效调节到作用帧上，只需要RGB的直方图即可准确的定位白色参考点，在保证图像的质量下节省了设计难度和硬件成本，非常适合使用在低成本的数字相机方案中。

Description

白平衡调节的方法
技术领域
本发明涉及白平衡的技术领域，具体说是一种通过RGB的直方图即可准确的定位白色参考点，在保证图像的质量下节省了设计难度和硬件成本的白平衡调节方法。
背景技术
最近一些年，数字相机成为相机的主流。对数字相机来说图片的质量和价格是同时被考虑的，但对于客户更关注相机的图片质量。白平衡是用来改善图片质量的因数之一。目前实现白平衡流行的方法是找白色参考点和取平均值的方法。
目前流行的白色参考点做白平衡的方法，首先需要将RGB转换到YCrCb之后再来定位白色参考点，这种方法增加了设计的难度和硬件成本，对于只需要出RGB输出的数字相机来说并不实用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通过RGB的直方图即可准确的定位白色参考点，在保证图像的质量下节省了设计难度和硬件成本的白平衡调节方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
本发明的白平衡调节的方法，分为白点检测，白平衡增益计算和白平衡增益调节三个部分，包括以下步骤：
A、设置图像统计区域，在该统计区域内要包含白色物体；
B、获取原始图像中统计区域内红色通道、绿色通道和蓝色通道各自的直方图信息，即Hist_R、Hist_G和Hist_B的直方图信息；
C、将红、绿、蓝三色通道的直方图分别转化为对应通道的累计直方图，即得到Hist_cumul_R、Hist_cumul_G和Hist_cumul_B；
D、分别计算得出红色通道、绿色通道和蓝色通道各自的反累计直方图，即Hist_percentile_R、Hist_percentile_G和Hist_percentile_B；
E、设置白点门限值初始值，white_lev=250；
F、分别得出红、绿、蓝三色通道中的各自对应像素数不小于上述白点门限值初始值的直方图，通过比较得出三者中的像素数最大值，记为最大白色像素数max_white_pixels，并判断出具有像素数最大值的是红、绿、蓝中的哪个通道；
G、判断上述像素数最大值是否小于总像素数的1%，如果像素数最大值小于总像素数的1%，则降低白点门限值初始值white_lev，重复第F步骤；如果上述像素数最大值是否大于总像素数的1%，则计算出统计区域内的非白色像素数nonwhite_pixels，非白色像素数在数值上等于总像素数与像素数最大值之间的差值；
H、将非白色像素数与统计区域内的总像素数之间的比值记为非白色像素比例nonwhite_frac；
I、通过将非白点像素比例nonwhite_frac，带入到各颜色通道的反累计直方图中，分别计算出红色通道、绿色通道和蓝色通道在非白色像素比例下的像素灰度值，分别记为Scale_R,Scale_G,Scale_B；
J、调整计算Scale_R,Scale_G,Scale_B的增益运算基准值；
K、比较红色通道在各通道反累计直方图下的累计直方图Hist_cumul_R与非白色像素数是否相同，如果相同，则根据白色像素值比例关系：Scale_R=Scale_G=Scale_B，不改变绿色通道而分别计算红色通道与蓝色通道的增益系数Kr=Scale_G/Scale_R,Kb=Scale_G/Scale_B；如不相同，则重复上述J步骤，重新进行计算Scale_R,Scale_G,Scale_B的增益运算基准值；
L、判断各通道的增益是否大于门限值，大于门限值则认定增益系数有效，认定为有效增益时进入帧计数，如认定为无效增益，则将增益系数Kr作用在原有的红色通道上，得到R_new=R_org* Kr,同时增益系数Kb作用在将原有的蓝色通道上，得到B_new=B_org* Kb；
M、通过帧计数判断下一帧是否是需要调节的有效帧，如果是有效帧则将增益系数分别作用R、B通道上，调节后的新的红色通道R_new=R_org* Kr, 调节后的新的蓝色通道B_new=B_org* Kb，从而完成白平衡调节；如果下一帧不是需要调节的有效帧则重复帧计数。
本发明具有的优点和积极效果是: 
本发明的白平衡调节的方法，分为白点检测，白平衡增益计算和白平衡增益调节三个部分，白点检测，实现对白色参考点的准确定位；白平衡增益计算，通过定位的白色参考点，计算出R、B通道上的作用增益系数Kr、Kb；白平衡增益调节单元：判断增益系数是否有效、如果有效调节到作用帧上，只需要RGB的直方图即可准确的定位白色参考点，在保证图像的质量下节省了设计难度和硬件成本，非常适合使用在低成本的数字相机方案中。
附图说明
图1是本发明的白平衡调节的方法的总步骤示意图；
图2是本发明的白平衡调节的方法中原始图像的信息统计流程图；
图3是本发明的白平衡调节的方法中白色参考点检测部分的流程图；
图4是本发明的白平衡调节的方法中白平衡增益计算部分的流程图；
图5是本发明的白平衡调节的方法中白平衡增援调节部分的流程图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。
图1是本发明的白平衡调节的方法的总步骤示意图；图2是本发明的白平衡调节的方法中原始图像的信息统计流程图；图3是本发明的白平衡调节的方法中白色参考点检测部分的流程图；图4是本发明的白平衡调节的方法中白平衡增益计算部分的流程图；图5是本发明的白平衡调节的方法中白平衡增援调节部分的流程图。
如图1至图5所示，本发明的白平衡调节的方法，分为白点检测，白平衡增益计算和白平衡增益调节三个部分，白点检测，实现对白色参考点的准确定位；白平衡增益计算，通过定位的白色参考点，计算出R、B通道上的作用增益系数Kr、Kb；白平衡增益调节单元：判断增益系数是否有效、如果有效调节到作用帧上，具体包括以下步骤：
A、设置图像统计区域，在该统计区域内要包含白色物体；
B、获取原始图像中统计区域内红色通道、绿色通道和蓝色通道各自的直方图信息，即Hist_R、Hist_G和Hist_B的直方图信息；
C、将红、绿、蓝三色通道的直方图分别转化为对应通道的累计直方图，即得到Hist_cumul_R、Hist_cumul_G和Hist_cumul_B；
D、分别计算得出红色通道、绿色通道和蓝色通道各自的反累计直方图，即Hist_percentile_R、Hist_percentile_G和Hist_percentile_B；
E、设置白点门限值初始值，white_lev=250；
F、分别得出红、绿、蓝三色通道中的各自对应像素数不小于上述白点门限值初始值的直方图，通过比较得出三者中的像素数最大值，记为最大白色像素数max_white_pixels，并判断出具有像素数最大值的是红、绿、蓝中的哪个通道；
G、判断上述像素数最大值是否小于总像素数的1%，如果像素数最大值小于总像素数的1%，则降低白点门限值初始值white_lev，重复第F步骤；如果上述像素数最大值是否大于总像素数的1%，则计算出统计区域内的非白色像素数nonwhite_pixels，非白色像素数在数值上等于总像素数与像素数最大值之间的差值；
H、将非白色像素数与统计区域内的总像素数之间的比值记为非白色像素比例nonwhite_frac；
I、通过将非白点像素比例nonwhite_frac，带入到各颜色通道的反累计直方图中，分别计算出红色通道、绿色通道和蓝色通道在非白色像素比例下的像素灰度值，分别记为Scale_R,Scale_G,Scale_B；
J、调整计算Scale_R,Scale_G,Scale_B的增益运算基准值；
K、比较红色通道在各通道反累计直方图下的累计直方图Hist_cumul_R与非白色像素数是否相同，如果相同，则根据白色像素值比例关系：Scale_R=Scale_G=Scale_B，不改变绿色通道而分别计算红色通道与蓝色通道的增益系数Kr=Scale_G/Scale_R,Kb=Scale_G/Scale_B；如不相同，则重复上述J步骤，重新进行计算Scale_R,Scale_G,Scale_B的增益运算基准值；
L、判断各通道的增益是否大于门限值，大于门限值则认定增益系数有效，认定为有效增益时进入帧计数，如认定为无效增益，则将增益系数Kr作用在原有的红色通道上，得到R_new=R_org* Kr,同时增益系数Kb作用在将原有的蓝色通道上，得到B_new=B_org* Kb；
M、通过帧计数判断下一帧是否是需要调节的有效帧，如果是有效帧则将增益系数分别作用R、B通道上，调节后的新的红色通道R_new=R_org* Kr, 调节后的新的蓝色通道B_new=B_org* Kb，从而完成白平衡调节；如果下一帧不是需要调节的有效帧则重复帧计数。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种白平衡调节的方法，分为白点检测，白平衡增益计算和白平衡增益调节三个部分，包括以下步骤：
A、设置图像统计区域，在该统计区域内要包含白色物体；
B、获取原始图像中统计区域内红色通道、绿色通道和蓝色通道各自的直方图信息，即Hist_R、Hist_G和Hist_B的直方图信息；
C、将红、绿、蓝三色通道的直方图分别转化为对应通道的累计直方图，即得到Hist_cumul_R、Hist_cumul_G和Hist_cumul_B；
D、分别计算得出红色通道、绿色通道和蓝色通道各自的反累计直方图，即Hist_percentile_R、Hist_percentile_G和Hist_percentile_B；
E、设置白点门限值初始值，white_lev=250；
F、分别得出红、绿、蓝三色通道中的各自对应像素数不小于上述白点门限值初始值的直方图，通过比较得出三者中的像素数最大值，记为最大白色像素数max_white_pixels，并判断出具有像素数最大值的是红、绿、蓝中的哪个通道；
G、判断上述像素数最大值是否小于总像素数的1%，如果像素数最大值小于总像素数的1%，则降低白点门限值初始值white_lev，重复第F步骤；如果上述像素数最大值是否大于总像素数的1%，则计算出统计区域内的非白色像素数nonwhite_pixels，非白色像素数在数值上等于总像素数与像素数最大值之间的差值；
H、将非白色像素数与统计区域内的总像素数之间的比值记为非白色像素比例nonwhite_frac；
I、通过将非白点像素比例nonwhite_frac，带入到各颜色通道的反累计直方图中，分别计算出红色通道、绿色通道和蓝色通道在非白色像素比例下的像素灰度值，分别记为Scale_R,Scale_G,Scale_B；
J、调整计算Scale_R,Scale_G,Scale_B的增益运算基准值；
K、比较红色通道在各通道反累计直方图下的累计直方图Hist_cumul_R与非白色像素数是否相同，如果相同，则根据白色像素值比例关系：Scale_R=Scale_G=Scale_B，不改变绿色通道而分别计算红色通道与蓝色通道的增益系数Kr=Scale_G/Scale_R,Kb=Scale_G/Scale_B；如不相同，则重复上述J步骤，重新进行计算Scale_R,Scale_G,Scale_B的增益运算基准值；
L、判断各通道的增益是否大于门限值，大于门限值则认定增益系数有效，认定为有效增益时进入帧计数，如认定为无效增益，则将增益系数Kr作用在原有的红色通道上，得到R_new=R_org* Kr,同时增益系数Kb作用在将原有的蓝色通道上，得到B_new=B_org* Kb；
M、通过帧计数判断下一帧是否是需要调节的有效帧，如果是有效帧则将增益系数分别作用R、B通道上，调节后的新的红色通道R_new=R_org* Kr, 调节后的新的蓝色通道B_new=B_org* Kb，从而完成白平衡调节；如果下一帧不是需要调节的有效帧则重复帧计数。
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