CN102629967A - 一种翻拍设备光照不均匀的校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的翻拍设备光照不均匀的校正方法，定义理想光照下灰色的R、G、B值为255，为W；包括：a.获取灰色背景图片；b.建立三维数组Array[y*WIDTH+3*x+i]；c.求取偏色量，利用公式Array[y*WIDTH+3*x+i]=R(x，y)/W等求偏色量；d.拍摄目标图片；e.获取目标图片的
Figure 2012101137695100004DEST_PATH_IMAGE002
、、
Figure 2012101137695100004DEST_PATH_IMAGE006
值；f.采用
Figure 2012101137695100004DEST_PATH_IMAGE008
=
Figure 204580DEST_PATH_IMAGE002
/Array[y*WIDTH+3*x+i]等公式对图片进行校正。本发明的翻拍设备光照不均匀的校正方法有效地获取了接近理想光照下的颜色通道值，避免了光照不均匀对图片成像带来的影响；不仅可有效消除光照不均匀的影响，还可提高图片质量，而且成本较低，有益效果显著。

Description

一种翻拍设备光照不均匀的校正方法
技术领域
 本发明涉及一种简化翻拍设备光路设计的方法，更具体的说，通过标准颜色板求取校正基准的偏色量，对翻拍设备拍摄的照片进行校正，从而避免翻拍设备光路复杂设计的方法。
背景技术
使用数字摄影装置，比如数码相机、摄像头等制作翻拍设备，可用于证件、文件等资料的翻拍。在翻拍的过程中，由于物理结构和光照条件的原因，会产生光照不均匀的现象，翻拍出来的照片出现光斑。一般通过改变环境光线或者对物理设备光学线路进行重新设计来改善光照均匀程度。其中，对光学线路进行重新设计难度大，成本高，一般不宜采用。
RGB色彩模式是一种颜色标准，是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是目前运用最广的颜色系统之一。RGB色彩模式使用RGB模型为图像中每一个像素的RGB分量分配一个0～255范围内的强度值，三色都为255时为最亮的白色，都为0时为黑色；其它颜色时为介于0～255之间的数值。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种利用标准颜色板来求取校正基准的偏色量，对翻拍设备光照不均匀条件下拍摄的照片进行校正，简化翻拍设备光路设计的方法。
本发明的翻拍设备光照不均匀的校正方法，设三个颜色通道R、G、B的值介于0～255之间；在理想光照下灰色的R、G、B值均为127，定义为W；其特征在于，包括以下步骤：a.获取灰色背景图片，在拍摄目标所处区域放置一个标准灰板，使用翻拍设备拍摄一张全景为灰色的图片，并进行保存；b.建立三维数组，求取步骤a中图片的宽度、高度，分别记为WIDTH、HEIGHT；创建一个三维数组，记为Array，数组Array的三个维度分别是HEIGHT、WIDTH、3；并用Array[y*WIDTH*3+3*x+i]表示第y行第x列第i个值，其中i=1、2或3，x≤WIDTH，y≤HEIGHT；c.求取偏色量，像素在图片中坐标为（x，y）处的R、G、B值分别用R（x，y）、G（x，y）、B（x，y）来表示，获取步骤a中每个像素的R、G、B值；按照(1)、(2)、(3)计算公式，求取灰板中每个像素的偏色情况；
Array[y*WIDTH*3+3*x+1]=R(x，y)/W    (1)
Array[y*WIDTH*3+3*x+2]=G(x，y)/W    (2)
Array[y*WIDTH*3+3*x+3]=B(x，y)/W    (3)
其中，数组Array[y*WIDTH*3+3*x+1]、Array[y*WIDTH*3+3*x+2]和Array[y*WIDTH*3+3*x+3]分别表示坐标点（x，y）像素的三个通道的偏色量；d.拍摄目标图片，去掉灰板，拍摄光照不均匀条件下的拍摄对象，并对图片进行保存；e.获取步骤d中目标图片的每个像素的R、G、B值，分别记为                                               
Figure 2012101137695100002DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 2012101137695100002DEST_PATH_IMAGE004
、；f.目标图片的校正，对步骤d中获取的目标图片，采用公式（4）、（5）、（6）对每个像素进行校正：
=
Figure 247891DEST_PATH_IMAGE002
/Array[y*WIDTH*3+3*x+1]
=
Figure 601249DEST_PATH_IMAGE002
*
Figure 2012101137695100002DEST_PATH_IMAGE010
    (4)
Figure 2012101137695100002DEST_PATH_IMAGE012
=
Figure 318670DEST_PATH_IMAGE004
/Array[y*WIDTH*3+3*x+2]
=
Figure 713879DEST_PATH_IMAGE004
*
Figure 2012101137695100002DEST_PATH_IMAGE014
    (5)
Figure 2012101137695100002DEST_PATH_IMAGE016
=
Figure 403617DEST_PATH_IMAGE006
/Array[y*WIDTH+3*x+3]
=
Figure 2012101137695100002DEST_PATH_IMAGE018
*
Figure 2012101137695100002DEST_PATH_IMAGE020
    (6)
利用求取的
Figure 668157DEST_PATH_IMAGE008
、、
Figure 71774DEST_PATH_IMAGE016
替换原有的颜色通道值，即可获得校正后的目标图片。
灰板在理想光照情况下拍摄得到的照片应该是纯灰色的，即R、G、B值都为最大值255，定义为W；通常在计算机中R、G、B值分别用一个字节来存储，范围都是0-255，则RGB值均为127时显示为灰色。而在光照不均匀情况下，拍摄出来的照片不再是灰色，每个像素三个通道的值与W之间的比例即反映出此像素点的光照不均匀程度和偏色情况。利用拍摄目标区域灰板像素的颜色通道值与最大值的比值来表示该通道的偏色，其值小于1，某像素点偏色程度的大小与偏色量成正比。
在对目标图片进行校正的过程中，利用像素的颜色通道值与相应偏色量的比值，来获取校正后的颜色通道值；由于目标图片和灰板上的某点或某些像素的偏色情况一致，运算之后就相当于消除了由于光照不均所产生的偏色；这样就获取了接近于理想光照情况下的目标图片。
本发明的翻拍设备光照不均匀的校正方法，步骤a与步骤d中保存的照片格式均为24位位图格式。
本发明的有益效果是：本发明的翻拍设备光照不均匀的校正方法，首先利用拍摄区域灰板的R、G、B值与理想光照下通道最大值的比值，来获取拍摄区域的偏色量，像素的偏色大小与偏色量成正比；然后再利用目标图片像素的R、G、B值与相应偏色量的比值，以获取接近理想光照下的颜色通道值，以避免光照不均匀对图片成像带来的不利影响。本发明的校正方法，不仅可有效消除光照不均匀的影响，还可提高图片质量，而且成本较低，有益效果显著。
附图说明
图1为本发明的校正方法的原理图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
本发明的翻拍设备光照不均匀的校正方法，设三个颜色通道R、G、B的值介于0～255之间；在理想光照下灰色背景的R、G、B值均为127，定义为W；其特征在于，包括以下步骤：a.获取灰色背景图片，在拍摄目标所处区域放置一个灰板，使用翻拍设备拍摄一张全景为灰色的图片，并进行保存；b.建立三维数组，求取步骤a中图片的宽度、高度，分别记为WIDTH、HEIGHT；创建一个三维数组，记为Array，数组Array的三个维度分别是HEIGHT、WIDTH、3；并用Array[y*WIDTH*3+3*x+i]表示第y行第x列第i个值，其中i=1、2或3，x≤WIDTH，y≤HEIGHT；c.求取偏色量，像素在图片中坐标为（x，y）处的R、G、B值分别用R（x，y）、G（x，y）、B（x，y）来表示，获取步骤a中每个像素的R、G、B值；按照(1)、(2)、(3)计算公式，求取灰板中每个像素的偏色情况；
Array[y*WIDTH*3+3*x+1]=R(x，y)/W    (1)
Array[y*WIDTH*3+3*x+2]=G(x，y)/W    (2)
Array[y*WIDTH*3+3*x+3]=B(x，y)/W    (3)
其中，数组Array[y*WIDTH*3+3*x+1]、Array[y*WIDTH*3+3*x+2]和Array[y*WIDTH*3+3*x+3]分别表示坐标点（x，y）像素的三个通道的偏色量；d.拍摄目标图片，去掉灰板，拍摄光照不均匀条件下的目标图片，并对图片进行保存；e.获取步骤d中目标图片的每个像素的R、G、B值，分别记为
Figure 678336DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 671700DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 426029DEST_PATH_IMAGE006
；f.目标图片的校正，对步骤d中获取的目标图片，采用公式（4）、（5）、（6）对每个像素进行校正：
Figure 100724DEST_PATH_IMAGE008
=/Array[y*WIDTH*3+3*x+1]
=
Figure 490172DEST_PATH_IMAGE002
*
Figure 731797DEST_PATH_IMAGE010
    (4)
Figure 6921DEST_PATH_IMAGE012
=
Figure 588075DEST_PATH_IMAGE004
/Array[y*WIDTH*3+3*x+2]
=
Figure 923241DEST_PATH_IMAGE004
*
Figure 589846DEST_PATH_IMAGE014
    (5)
Figure 668660DEST_PATH_IMAGE016
=
Figure 166638DEST_PATH_IMAGE006
/Array[y*WIDTH*3+3*x+3]
=
Figure 875968DEST_PATH_IMAGE018
*
Figure 826606DEST_PATH_IMAGE020
    (6)
利用求取的
Figure 709112DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 497814DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 440362DEST_PATH_IMAGE016
替换原有的颜色通道值，即可获得校正后的目标图片。其原理图如图1所示。
最终求取的目标图片像素的三个颜色通道值，更加接近理想光照下的通道值，可有效避免由于光照不均匀给图片带来的影响。例如，对于灰板图片上坐标为（m，n）的像素（或图片上某区域的某些像素）来说，如果光照偏亮，则由公式Array[n *WIDTH*3+3* m +1]=R(m，n)/W、Array[n *WIDTH*3+3* m +2]=G(m，n)/W和Array[n *WIDTH*3+3* m +3]=B(m，n) /W计算出来的灰板图片的偏色量会偏大；目标图片上坐标为（m，n）的像素（或图片上某区域的某些像素）的
Figure 2012101137695100002DEST_PATH_IMAGE022
、、值也会偏大。在校正的过程中，再通过对应像素的相除运算，就相当于将由于光照不均匀所产生的影响给“滤除”掉了，实现了对照片的优化，有效消除了由于光照不均匀产生的不利影响。

Claims (2)

1.一种翻拍设备光照不均匀的校正方法，设三个颜色通道R、G、B的值介于0～255之间；在理想光照下灰色背景的R、G、B值均为127，定义为W；其特征在于，包括以下步骤：
a.获取灰色背景图片，在拍摄目标所处区域放置一个标准灰板，使用翻拍设备拍摄一张全景为灰色的图片，并进行保存；
b.建立三维数组，求取步骤a中图片的宽度、高度，分别记为WIDTH、HEIGHT；创建一个三维数组，记为Array，数组Array的三个维度分别是HEIGHT、WIDTH、3；并用Array[y*WIDTH*3+3*x+i]标示第y行第x列第i个值，其中i=1、2或3，x≤WIDTH，y≤HEIGHT；
c.求取偏色量，像素在图片中坐标为（x，y）处的R、G、B值分别用R（x，y）、G（x，y）、B（x，y）来表示，获取步骤a中每个像素的R、G、B值；按照(1)、(2)、(3)计算公式，求取灰板中每个像素的偏色情况；
Array[y*WIDTH*3+3*x+1]=R(x，y)/W    (1)
Array[y*WIDTH*3+3*x+2]=G(x，y)/W    (2)
Array[y*WIDTH*3+3*x+3]=B(x，y)/W    (3)
其中，数组Array[y*WIDTH*3+3*x+1]、Array[y*WIDTH+3*x+2]和Array[y*WIDTH+3*x+3]分别表示坐标点（x，y）像素的三个通道的偏色量；
d.拍摄目标图片，去掉灰板，拍摄光照不均匀条件下的目标图片，并对图片进行保存；
e.获取步骤d中目标图片的每个像素的R、G、B值，分别记为                                               
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE006
；
f.目标图片的校正，对步骤d中获取的目标图片，采用公式（4）、（5）、（6）对每个像素进行校正：
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE008
=
Figure 484986DEST_PATH_IMAGE002
/Array[y*WIDTH*3+3*x+1]
=
Figure 843286DEST_PATH_IMAGE002
*
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE010
    (4)
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE012
=
Figure 253539DEST_PATH_IMAGE004
/Array[y*WIDTH*3+3*x+2]
=
Figure 366989DEST_PATH_IMAGE004
*
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE014
    (5)
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE016
=/Array[y*WIDTH*3+3*x+3]
=
Figure 908007DEST_PATH_IMAGE006
*
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE018
    (6)
利用求取的
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE020
、、
Figure 2012101137695100001DEST_PATH_IMAGE024
替换原有的颜色通道值，即可获得校正后的目标图片。
2.根据权利要求1所述的翻拍设备光照不均匀的校正方法，其特征在于：步骤a与步骤d中保存的照片格式均为24位位图格式。
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Patentee after: SYNTHESIS ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD.

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Patentee before: Shandong Synthesis Electronic Technology Co., Ltd.