CN105120247B - 一种白平衡调整方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种白平衡调整方法及电子设备，所述方法及电子设备在对曝光时间较短的目标图像进行白平衡调整时，借助一曝光时间大于所述目标图像曝光时间的参考图像，对目标图像进行白平衡调整。具体包括基于参考图像计算白平衡调整参数的数值，并基于白平衡调整参数的数值，对目标图像进行白平衡调整。其中，参考图像与目标图像的拍摄时间差小于预设阈值，即两图像同步拍摄。由于参考图像的曝光时间较长，且参考图像与目标图像同步拍摄，从而参考图像包含的色彩信息较多，且参考图像与目标图像的成像内容保持了高度的一致性，基于此，参考图像可为目标图像提供有效的白平衡调整参考信息，应用本申请可改善未充分曝光图像的白平衡调整效果。

Description

一种白平衡调整方法及电子设备

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种白平衡调整方法及电子设备。

背景技术

在低光照条件下进行拍照时，往往需要较长的曝光时间才能将所拍摄场景中的各个细节成像清楚，得到亮度合适的图像。基于此，低光照条件下，手机等电子设备的相机模块在拍摄高速视频时，因帧率限制，每一帧的快门时间有限，导致所拍摄视频的图像不能充分曝光，有很多近似黑色的像素，白平衡不准。

针对此问题，现有技术的相机模块直接利用高速成像得到的Bayer CFA(BayerColor Filter Array，拜耳色彩滤波阵列)图像的像素信息，计算该图像调整白平衡所需的色彩通道增益，进行白平衡调整。然而，由于曝光不足，成像得到的CFA图像会有大量的近黑色区域，这些近黑色区域包含极少的色彩信息，不利于计算白平衡调整所需的参数，最终，导致调整后的白平衡效果较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种白平衡调整方法及电子设备，旨在解决低光照条件下高速拍摄的图像的白平衡调整问题，优化图像的白平衡效果。

为此，本发明公开如下技术方案：

一种白平衡调整方法，所述方法包括：

获取目标图像的参考图像；其中，所述目标图像通过第一预设曝光时间成像，所述参考图像通过第二预设曝光时间成像，所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间；所述目标图像与所述参考图像的拍摄时间差小于预设阈值；

基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值；

基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整。

上述方法，优选的，所述获取目标图像的参考图像包括：

从基于所述第二预设曝光时间成像的图像中，获取拍摄时刻与所述目标图像的目标拍摄时刻最为接近、且不晚于所述目标拍摄时刻的图像，作为所述目标图像的参考图像。

上述方法，优选的，所述基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值包括：

计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

利用所述rg_ratio1和bg_ratio1，计算所述目标图像的第一红色通道增益r_gain1，第一蓝色通道增益b_gain1以及第一绿色通道增益g_gain1。

上述方法，优选的，所述基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整包括：

利用所述r_gain1，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

利用所述g_gain1，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

利用所述b_gain1，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

上述方法，优选的，所述基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值包括：：

计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

计算所述目标图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio2，以及所述目标图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio2；

对所述rg_ratio1、rg_ratio2进行加权融合，得到rg_ratio0；对所述bg_ratio1、bg_ratio2进行加权融合，得到bg_ratio0；根据所述rg_ratio0和bg_ratio0计算所述目标图像的第二红色通道增益r_gain0，第二绿色通道增益g_gain0、第二蓝色通道增益b_gain0。

上述方法，优选的，所述基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整，包括：

利用所述r_gain0，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

利用所述g_gain0，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

利用所述b_gain0，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

一种电子设备，包括：

第一摄像头，用于基于第一预设曝光时间拍摄图像，得到目标图像；

第二摄像头，用于基于第二预设曝光时间拍摄图像，得到参考图像；所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间；所述目标图像与所述参考图像的拍摄时间差小于预设阈值；

存储器，用于存储所述目标图像、所述参考图像，以及指令；

处理器，用于执行所述指令，获取所述存储器中存储的所述目标图像及所述参考图像，并基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值，基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整。

一种电子设备，包括：

获取模块，用于获取目标图像的参考图像；其中，所述目标图像通过第一预设曝光时间成像，所述参考图像通过第二预设曝光时间成像，所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间；所述目标图像与所述参考图像的拍摄时间差小于预设阈值；

计算模块，用于基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值；

调整模块，用于基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整。

上述电子设备，优选的，所述获取模块包括：

获取单元，用于从基于所述第二预设曝光时间成像的图像中，获取拍摄时刻与所述目标图像的目标拍摄时刻最为接近、且不晚于所述目标拍摄时刻的图像，作为所述目标图像的参考图像。

上述电子设备，优选的，所述计算模块包括：

第一计算单元，用于计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

第二计算单元，用于利用所述rg_ratio1和bg_ratio1，计算所述目标图像的第一红色通道增益r_gain1,第一蓝色通道增益b_gain1以及第一绿色通道增益g_gain1。

上述电子设备，优选的，所述调整模块包括：

第一调整单元，用于利用所述r_gain1，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

第二调整单元，用于利用所述g_gain1，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

第三调整单元，用于利用所述b_gain1，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

上述电子设备，优选的，所述计算模块包括：

第一计算单元，用于计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

第三计算单元，用于计算所述目标图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio2，以及所述目标图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio2；

第四计算单元，用于对所述rg_ratio1、rg_ratio2进行加权融合，得到rg_ratio0；对所述bg_ratio1、bg_ratio2进行加权融合，得到bg_ratio0；根据所述rg_ratio0和bg_ratio0计算所述目标图像的第二红色通道增益r_gain0，第二绿色通道增益g_gain0、第二蓝色通道增益b_gain0。

上述电子设备，优选的，所述调整模块包括：

第四调整单元，用于利用所述r_gain0，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

第五调整单元，用于利用所述g_gain0，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

第六调整单元，用于利用所述b_gain0，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

由以上方案可知，本申请在对曝光时间较短、包含的色彩信息较少的目标图像进行白平衡调整时，借助一曝光时间大于所述目标图像曝光时间的参考图像，对目标图像进行白平衡调整。具体包括基于参考图像计算白平衡调整参数的数值，并基于所述白平衡调整参数的数值，对目标图像进行白平衡调整。其中，参考图像与目标图像的拍摄时间差小于预设阈值，即两图像同步拍摄。由于参考图像的曝光时间较长，且参考图像与目标图像同步拍摄，从而参考图像包含的色彩信息较多，且参考图像与目标图像的成像内容保持了高度的一致性，基于此，参考图像可为目标图像提供有效的白平衡调整参考信息，应用本申请可改善未充分曝光图像的白平衡调整效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种白平衡调整方法实施例一的流程图；

图2是本申请实施例一提供的色彩滤镜矩阵示意图；

图3是本申请实施例一提供的目标图像及参考图像间的对应关系示意图；

图4是本申请提供的一种白平衡调整方法实施例二的流程图；

图5是本申请提供的一种白平衡调整方法实施例三的流程图；

图6是本申请提供的一种电子设备实施例四的结构示意图；

图7是本申请提供的一种电子设备实施例五的结构示意图；

图8是本申请提供的一种电子设备实施例六的结构示意图；

图9是本申请提供的一种电子设备实施例七的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参考图1，图1为本申请提供的一种白平衡调整方法实施例一的流程图，所述方法可应用于智能手机、平板电脑等具有拍摄功能的电子设备，如图1所示，所述方法可以包括以下步骤：

S101：获取目标图像的参考图像；其中，所述目标图像通过第一预设曝光时间成像，所述参考图像通过第二预设曝光时间成像，所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间；所述目标图像与所述参考图像的拍摄时间差小于预设阈值。

目前，智能手机、笔记本电脑等具有拍摄功能的电子设备，为了节约成本，其摄像头的传感器前会放置一个Bayer模式的CFA(color filter array，色彩滤镜矩阵)，参考图2提供的CFA示意图，从而，拍摄的图像中每个像素的位置只有一种颜色的光信号，即图像中每个像素只有一个基色分量，通常业内把一个全彩图像(每个像素位置上有红、绿、蓝三种基色分量)经CFA过滤处理后，得到的在每一像素上仅有一个基色分量的图像，叫做这个全彩图像的Bayer CFA图像，简称CFA图像。

现有技术中，图像调整白平衡所需的白平衡调增参数，依据图像自身包含的色彩信息计算得到。低光照条件下，如果摄像头的快门时间较短，例如拍摄高速视频时，成像得到的CFA图像会有大量的近黑色区域，这些近黑色区域包含极少的色彩信息，不利于计算该图像调整白平衡所需的白平衡调整参数。

为解决此问题，本申请提出一种采用参考图像的色彩信息辅助计算目标图像的白平衡调整参数，进而实现目标图像白平衡调整的方法。

其中，目标图像的参考图像应具备如下条件：

1)参考图像与目标图像的成像内容应保持高度一致。

为确保参考图像的参考价值，首要条件是要求参考图像与目标图像的成像内容一致，从而，电子设备在拍摄目标图像、参考图像这两种图像时，应能确保两种图像的拍摄视角高度一致，即在拍摄时两种图像应能纳入相同场景的相同内容，同时需确保两种图像的拍摄时间高度同步，即两种图像的拍摄时差较小，不超过预定阈值，在此基础上，方可确保两种图像成像内容的高度一致性。

2)相比于目标图像，参考图像应包括较多的色彩信息。

也就是说，拍摄参考图像时采用的所述第二预设曝光时间应大于拍摄目标图像时采用的所述第一预设曝光时间。

基于以上对目标图像及参考图像的描述，为确保参考图像的参考价值，本步骤中获取目标图像的参考图像具体为：从基于所述第二预设曝光时间成像的图像中，获取拍摄时刻与所述目标图像的目标拍摄时刻最为接近、且不晚于所述目标拍摄时刻的图像，作为所述目标图像的参考图像。

参考图3示出的目标图像及参考图像间的对应关系示意图，假设目标图像基于的第一预设曝光时间为t1，参考图像基于的第二预设曝光时间t2＝n×t1，则如图3所示，采用t1拍摄的每一目标图像对应的参考图像为：采用t2拍摄的图像中，拍摄时刻与该目标图像相同，或拍摄时刻在该目标图像的拍摄时刻之前且与该目标图像的拍摄时刻最为接近的图像，即选择与该目标图像同步拍摄的图像作为所述目标图像的参考图像，每n帧目标图像对应采用一个相同的参考图像。

S102：基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值。

目前，计算白平衡调整参数的方法较多，最常见的方法是灰世界模型及其变体，基于此，本申请采用灰世界模型计算图像的白平衡调整参数。

从原理上来说，对于给定的一幅图像，灰世界模型假定该图像中所有像素的R(Red，红色)、G(Green，绿色)、B(Blue，蓝色)各分量强度的均值Average(R)、Average(G)、Average(B)合成的一个像素是灰色时，该图像达到白平衡，此时有Average(R)＝Average(G)＝Average(B)。因此，为了使该图像满足假定、达到白平衡，需要分别利用该图像的红色通道增益r_gain、绿色通道增益g_gain、蓝色通道增益b_gain，对该图像中各像素的R、G、B分量强度进行调整。其中：

r_gain＝g_gain×Average(G)/Average(R) (1)

b_gain＝g_gain×Average(G)/Average(B) (2)

一般来说，g_gain＝1 (3)。

在计算图像各像素R、G、B分量的均值Average(R)、Average(G)、Average(B)时，选用哪些像素进行均值计算由具体算法控制。有些算法会选取图像中所有的像素参与计算，有些算法则仅选择亮度值在预定范围之间的像素点进行均值计算，即不考虑极暗和极亮像素。应用本申请时，技术人员可依据实际需求自行选择需采用的像素选取算法。

对于CFA图像来说，在应用灰世界模型时，可将每一个2x2像素区域当做一个超级像素super pixel，该super pixel同时拥有R、G、B分量，在此基础上，可采用灰世界模型计算该CFA图像(包括多个super pixel)的白平衡调整参数。

对于全彩图像来说，由于每一个像素都同时有R、G、B分量，从而应用灰世界模型时，可直接基于每个像素的R、G、B分量强度值计算该全彩图像的白平衡调整参数。

本步骤利用灰世界模型，首先计算参考图像中各个被选中像素的红色分量强度均值Average(R)、绿色分量强度均值Average(G)及蓝色分量强度均值Average(B)，之后，利用以上的式(1)、式(2)、式(3)计算参考图像的白平衡调整参数：红色通道增益r_gain、绿色通道增益g_gain、蓝色通道增益b_gain。

在此基础上，以参考图像的白平衡调整参数为参考，基于参考图像的白平衡调整参数计算目标图像的白平衡调整参数，即分别利用参考图像的R、G、B三基色通道增益数值，计算目标图像的三基色通道增益数值。

S103：基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整。

本步骤利用上一步骤计算出的目标图像的白平衡调整参数，实现对目标图像进行白平衡调整。

CFA图像可通过插值得到全彩图像(以呈现给用户观看)，因此对于一幅图像来说可通过以下三种白平衡调整方式，来改善该图像的白平衡效果：

1)仅对摄像头拍摄得到的该图像的原始CFA图像进行白平衡调整，不对插值得到的全彩图像进行白平衡调整；

2)不对原始CFA图像进行白平衡调整，仅对插值得到的全彩图像进行白平衡调整；

3)先对原始CFA图像进行白平衡调整，再对插值(基于白平衡调整后的CFA图像进行插值)得到的全彩图像进行白平衡调整。

从而，本步骤可采用以上任意一种方式调整目标图像的白平衡效果，其中，对于第一种方式，可利用灰世界模型计算CFA参考图像的白平衡调整参数，在此基础上，利用CFA参考图像的白平衡调整参数计算CFA目标图像的白平衡调整参数，实现对CFA目标图像进行白平衡调整；对于第二种方式，可首先对CFA参考图像进行插值，得到全彩参考图像，此时利用灰世界模型计算全彩参考图像的白平衡调整参数，从而之后可利用全彩参考图像的白平衡调整参数，计算全彩目标图像(对CFA目标图像插值后得到)的白平衡调整参数，进而可实现全彩目标图像的白平衡调整。

对于第三种方式，可结合以上两种方式，首先利用CFA参考图像的白平衡调整参数计算CFA目标图像的白平衡调整参数，实现CFA目标图像的白平衡调整；之后，对白平衡调整后的CFA参考图像进行插值得到全彩参考图像，对白平衡调整后的CFA目标图像进行插值得到全彩目标图像，并继续利用全彩参考图像的白平衡调整参数计算全彩目标图像的白平衡调整参数，在此基础上，实现对全彩目标图像进行白平衡调整。

由以上方案可知，本申请在对曝光时间较短、包含的色彩信息较少的目标图像进行白平衡调整时，借助一曝光时间大于所述目标图像曝光时间的参考图像，对目标图像进行白平衡调整。具体包括基于参考图像计算白平衡调整参数的数值，并基于所述白平衡调整参数的数值，对目标图像进行白平衡调整。其中，参考图像与目标图像的拍摄时间差小于预设阈值，即两图像同步拍摄。由于参考图像的曝光时间较长，且参考图像与目标图像同步拍摄，从而参考图像包含的色彩信息较多，且参考图像与目标图像的成像内容保持了高度的一致性，基于此，参考图像可为目标图像提供有效的白平衡调整参考信息，应用本申请可改善未充分曝光图像的白平衡调整效果。

实施例二

参考图4，图4为本申请提供的一种白平衡调整方法实施例二的流程图，本实施例二中，所述步骤S102可以通过以下步骤实现：

S401：计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

S402：利用所述rg_ratio1和bg_ratio1，计算所述目标图像的第一红色通道增益r_gain1，第一蓝色通道增益b_gain1以及第一绿色通道增益g_gain1。

相对应地，如图4所示，所述步骤S103可以通过以下步骤实现：

S403：利用所述r_gain1，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

S404：利用所述g_gain1，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

S405：利用所述b_gain1，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

本实施例提供利用参考图像的白平衡调整参数计算目标图像的白平衡调整参数的一种可行方案。

具体地，本实施例首先利用通过灰世界模型计算出的参考图像的红色通道增益数值、绿色通道增益数值及蓝色通道增益数值，计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1。

之后，利用所述rg_ratio1和bg_ratio1，计算所述目标图像的第一红色通道增益r_gain1，第一蓝色通道增益b_gain1以及第一绿色通道增益g_gain1；其中，

r_gain1＝g_gain1/rg_ratio1 (4)

b_gain1＝g_gain1/bg_ratio1 (5)

g_gain1一般通过预定方法获得，例如，可设置g_gain1＝1 (6)。

最终，可利用目标图像的红色通道增益r_gain1，调整目标图像中每个像素的红色分量强度；利用目标图像的绿色通道增益r_gain1，调整目标图像中每个像素的绿色分量强度；利用目标图像的蓝色通道增益b_gain1，调整目标图像中每个像素的蓝色分量强度，从而实现了目标图像的白平衡调整。

实施例三

参考图5，图5为本申请提供的一种白平衡调整方法实施例三的流程图，本实施例三中，所述步骤S102可以通过以下步骤实现：

S501：计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

S502：计算所述目标图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio2，以及所述目标图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio2；

S503：对所述rg_ratio1、rg_ratio2进行加权融合，得到rg_ratio0；对所述bg_ratio1、bg_ratio2进行加权融合，得到bg_ratio0；根据所述rg_ratio0和bg_ratio0计算所述目标图像的第二红色通道增益r_gain0，第二绿色通道增益g_gain0、第二蓝色通道增益b_gain0。

相对应地，如图5所示，所述步骤S103可以通过以下步骤实现：

S504：利用所述r_gain0，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

S505：利用所述g_gain0，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

S506：利用所述b_gain0，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

本实施例提供利用参考图像的白平衡调整参数计算目标图像的白平衡调整参数的另一种可行方案。

具体地，本实施例在基于灰世界模型，计算出参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1的同时，基于灰世界模型，计算所述目标图像的R、G、B三基色通道增益数值，并在此基础上，计算目标图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio2，以及所述目标图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio2。

之后，利用对rg_ratio1、rg_ratio2加权融合后得到的rg_ratio0，对bg_ratio1、bg_ratio2加权融合后得到的bg_ratio0，计算目标图像的第二红色通道增益r_gain0，第二绿色通道增益g_gain0、第二蓝色通道增益b_gain0，其中：

r_gain0＝g_gain0/rg_ratio0 (7)

b_gain0＝g_gain0/bg_ratio0 (8)

g_gain0同样通过预定方法获得，比如，一般设置g_gain0＝1 (9)。

最终，可利用所述r_gain0，g_gain0、b_gain0分别调整目标图像中每个像素的R、G、B分量强度，以实现对目标图像进行白平衡调整。

实施例四

本实施例公开一种电子设备，参考图6，图6为本申请提供的一种电子设备实施例四的结构示意图。所述电子设备具体可以是智能手机、平板电脑等具有拍摄功能的电子设备，所述电子设备包括：

第一摄像头601，用于基于第一预设曝光时间拍摄图像，得到目标图像；

第二摄像头602，用于基于第二预设曝光时间拍摄图像，得到参考图像；所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间；所述目标图像与所述参考图像的拍摄时间差小于预设阈值；

存储器603，用于存储所述目标图像、所述参考图像，以及指令；

处理器604，用于执行所述指令，获取所述存储器中存储的所述目标图像及所述参考图像，并基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值，基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整。

本实施例通过公开一种具有双摄像头的电子设备，实现为本申请白平衡调整方法的应用提供一种可行的产品实现形式。其中，应用本申请时，可通过在电子设备中对第一摄像头601、第二摄像头602进行并排紧凑设置，来确保两摄像头的拍摄视角高度一致，以保证两摄像头在拍摄时能纳入相同场景的相同内容，进而保证目标图像、参考图像成像内容的高度一致性。同时，通过将第二摄像头的曝光时间设置为一大于第一摄像头曝光时间的数值，确保第二摄像头拍摄的图像具有较丰富的色彩信息，以保证参考图像的参考价值。

存储器603中存储有实现整个白平衡调整过程所需的各种指令。例如存储器603中涵盖图像获取(目标图像、参考图像的获取)阶段、白平衡调整参数的计算阶段以及白平衡调整等各个阶段所需的处理指令，同时，存储器中的指令还应能保证在第一摄像头601启动开始拍摄目标图像的同时，控制启动第二摄像头602，以使所述第二摄像头602开始拍摄参考图像。处理器604通过执行存储器603中的指令，最终实现借助第二摄像头602拍摄的参考图像的色彩信息，对第一摄像头601拍摄的目标图像进行白平衡调整，相比于现有技术，本申请极大程度地改善了低光照条件下拍摄的高速图像的白平衡效果。

实施例五

参考图7，图7为本申请提供的一种电子设备实施例五的结构示意图，所述电子设备具体可以是智能手机、平板电脑等具有拍摄功能的电子设备，如图7所示，所述电子设备可以包括：

获取模块710，用于获取目标图像的参考图像；其中，所述目标图像通过第一预设曝光时间成像，所述参考图像通过第二预设曝光时间成像，所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间；所述目标图像与所述参考图像的拍摄时间差小于预设阈值。

目前，智能手机、笔记本电脑等具有拍摄功能的电子设备，为了节约成本，其摄像头的传感器前会放置一个Bayer模式的CFA(color filter array，色彩滤镜矩阵)，参考图2提供的CFA示意图，从而，拍摄的图像中每个像素的位置只有一种颜色的光信号，即图像中每个像素只有一个基色分量，通常业内把一个全彩图像(每个像素位置上有红、绿、蓝三种基色分量)经CFA过滤处理后，得到的在每一像素上仅有一个基色分量的图像，叫做这个全彩图像的Bayer CFA图像，简称CFA图像。

现有技术中，图像调整白平衡所需的白平衡调增参数，依据图像自身包含的色彩信息计算得到。低光照条件下，如果摄像头的快门时间较短，例如拍摄高速视频时，成像得到的CFA图像会有大量的近黑色区域，这些近黑色区域包含极少的色彩信息，不利于计算该图像调整白平衡所需的白平衡调整参数。

为解决此问题，本申请的电子设备采用参考图像的色彩信息辅助计算目标图像的白平衡调整参数，进而实现目标图像的白平衡调整。

其中，目标图像的参考图像应具备如下条件：

1)参考图像与目标图像的成像内容应保持高度一致。

为确保参考图像的参考价值，首要条件是要求参考图像与目标图像的成像内容一致，从而，电子设备在拍摄目标图像、参考图像这两种图像时，应能确保两种图像的拍摄视角高度一致，即在拍摄时两种图像应能纳入相同场景的相同内容，同时需确保两种图像的拍摄时间高度同步，即两种图像的拍摄时差较小，不超过预定阈值，在此基础上，方可确保两种图像成像内容的高度一致性。

2)相比于目标图像，参考图像应包括较多的色彩信息。

也就是说，拍摄参考图像时采用的所述第二预设曝光时间应大于拍摄目标图像时采用的所述第一预设曝光时间。

基于以上对目标图像及参考图像的描述，为确保参考图像的参考价值，本模块获取目标图像的参考图像具体为：从基于所述第二预设曝光时间成像的图像中，获取拍摄时刻与所述目标图像的目标拍摄时刻最为接近、且不晚于所述目标拍摄时刻的图像，作为所述目标图像的参考图像。

参考图3示出的目标图像及参考图像间的对应关系示意图，假设目标图像基于的第一预设曝光时间为t1，参考图像基于的第二预设曝光时间t2＝n×t1，则如图3所示，采用t1拍摄的每一目标图像对应的参考图像为：采用t2拍摄的图像中，拍摄时刻与该目标图像相同，或拍摄时刻在该目标图像的拍摄时刻之前且与该目标图像的拍摄时刻最为接近的图像，即选择与该目标图像同步拍摄的图像作为所述目标图像的参考图像，每n帧目标图像对应采用一个相同的参考图像。

计算模块720，用于基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值。

目前，计算白平衡调整参数的方法较多，最常见的方法是灰世界模型及其变体，基于此，本申请采用灰世界模型计算图像的白平衡调整参数。

从原理上来说，对于给定的一幅图像，灰世界模型假定该图像中所有像素的R(Red，红色)、G(Green，绿色)、B(Blue，蓝色)各分量强度的均值Average(R)、Average(G)、Average(B)合成的一个像素是灰色时，该图像达到白平衡，此时有Average(R)＝Average(G)＝Average(B)。因此，为了使该图像满足假定、达到白平衡，需要分别利用该图像的红色通道增益r_gain、绿色通道增益g_gain、蓝色通道增益b_gain，对该图像中各像素的R、G、B分量强度进行调整。其中：

r_gain＝g_gain×Average(G)/Average(R) (1)

b_gain＝g_gain×Average(G)/Average(B) (2)

一般来说，g_gain＝1 (3)。

在计算图像各像素R、G、B分量的均值Average(R)、Average(G)、Average(B)时，选用哪些像素进行均值计算由具体算法控制。有些算法会选取图像中所有的像素参与计算，有些算法则仅选择亮度值在预定范围之间的像素点进行均值计算，即不考虑极暗和极亮像素。应用本申请时，技术人员可依据实际需求自行选择需采用的像素选取算法。

对于CFA图像来说，在应用灰世界模型时，可将每一个2x2像素区域当做一个超级像素super pixel，该super pixel同时拥有R、G、B分量，在此基础上，可采用灰世界模型计算该CFA图像(包括多个super pixel)的白平衡调整参数。

对于全彩图像来说，由于每一个像素都同时有R、G、B分量，从而应用灰世界模型时，可直接基于每个像素的R、G、B分量强度值计算该全彩图像的白平衡调整参数。

本模块利用灰世界模型，首先计算参考图像中各个被选中像素的红色分量强度均值Average(R)、绿色分量强度均值Average(G)及蓝色分量强度均值Average(B)，之后，利用以上的式(1)、式(2)、式(3)计算参考图像的白平衡调整参数：红色通道增益r_gain、绿色通道增益g_gain、蓝色通道增益b_gain。

在此基础上，以参考图像的白平衡调整参数为参考，基于参考图像的白平衡调整参数计算目标图像的白平衡调整参数，即分别利用参考图像的R、G、B三基色通道增益数值，计算目标图像的三基色通道增益数值。

调整模块730，用于基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整。

本模块利用计算模块720计算出的目标图像的白平衡调整参数，实现对目标图像进行白平衡调整。

CFA图像可通过插值得到全彩图像(以呈现给用户观看)，因此对于一幅图像来说可通过以下三种白平衡调整方式，来改善该图像的白平衡效果：

1)仅对摄像头拍摄得到的该图像的原始CFA图像进行白平衡调整，不对插值得到的全彩图像进行白平衡调整；

2)不对原始CFA图像进行白平衡调整，仅对插值得到的全彩图像进行白平衡调整；

3)先对原始CFA图像进行白平衡调整，再对插值(基于白平衡调整后的CFA图像进行插值)得到的全彩图像进行白平衡调整。

从而，本模块可采用以上任意一种方式调整目标图像的白平衡效果，其中，对于第一种方式，可利用灰世界模型计算CFA参考图像的白平衡调整参数，在此基础上，利用CFA参考图像的白平衡调整参数计算CFA目标图像的白平衡调整参数，实现对CFA目标图像进行白平衡调整；对于第二种方式，可首先对CFA参考图像进行插值，得到全彩参考图像，此时利用灰世界模型计算全彩参考图像的白平衡调整参数，从而之后可利用全彩参考图像的白平衡调整参数，计算全彩目标图像(对CFA目标图像插值后得到)的白平衡调整参数，进而可实现全彩目标图像的白平衡调整。

对于第三种方式，可结合以上两种方式，首先利用CFA参考图像的白平衡调整参数计算CFA目标图像的白平衡调整参数，实现CFA目标图像的白平衡调整；之后，对白平衡调整后的CFA参考图像进行插值得到全彩参考图像，对白平衡调整后的CFA目标图像进行插值得到全彩目标图像，并继续利用全彩参考图像的白平衡调整参数计算全彩目标图像的白平衡调整参数，在此基础上，实现对全彩目标图像进行白平衡调整。

由以上方案可知，本申请在对曝光时间较短、包含的色彩信息较少的目标图像进行白平衡调整时，借助一曝光时间大于所述目标图像曝光时间的参考图像，对目标图像进行白平衡调整。具体包括基于参考图像计算白平衡调整参数的数值，并基于所述白平衡调整参数的数值，对目标图像进行白平衡调整。其中，参考图像与目标图像的拍摄时间差小于预设阈值，即两图像同步拍摄。由于参考图像的曝光时间较长，且参考图像与目标图像同步拍摄，从而参考图像包含的色彩信息较多，且参考图像与目标图像的成像内容保持了高度的一致性，基于此，参考图像可为目标图像提供有效的白平衡调整参考信息，应用本申请可改善未充分曝光图像的白平衡调整效果。

实施例六

参考图8，图8为本申请提供的一种电子设备实施例六的结构示意图，本实施例六中，所述计算模块720可以包括：

第一计算单元721，用于计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

第二计算单元722，用于利用所述rg_ratio1和bg_ratio1，计算所述目标图像的第一红色通道增益r_gain1,第一蓝色通道增益b_gain1以及第一绿色通道增益g_gain1。

相对应地，如图8所示，所述调整模块730包括：

第一调整单元731，用于利用所述r_gain1，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

第二调整单元732，用于利用所述g_gain1，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

第三调整单元733，用于利用所述b_gain1，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

本实施例提供利用参考图像的白平衡调整参数计算目标图像的白平衡调整参数的一种可行方案。

具体地，本实施例首先利用通过灰世界模型计算出的参考图像的红色通道增益数值、绿色通道增益数值及蓝色通道增益数值，计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1。

之后，利用所述rg_ratio1和bg_ratio1，计算所述目标图像的第一红色通道增益r_gain1，第一蓝色通道增益b_gain1以及第一绿色通道增益g_gain1；其中，

r_gain1＝g_gain1/rg_ratio1 (4)

b_gain1＝g_gain1/bg_ratio1 (5)

g_gain1一般通过预定方法获得，例如，可设置g_gain1＝1 (6)。

最终，可利用目标图像的红色通道增益r_gain1，调整目标图像中每个像素的红色分量强度；利用目标图像的绿色通道增益r_gain1，调整目标图像中每个像素的绿色分量强度；利用目标图像的蓝色通道增益b_gain1，调整目标图像中每个像素的蓝色分量强度，从而实现了目标图像的白平衡调整。

实施例七

参考图9，图9为本申请提供的一种电子设备实施例七的结构示意图，本实施例七中，所述计算模块720可以包括：

第一计算单元721，用于计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

第三计算单元723，用于计算所述目标图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio2，以及所述目标图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio2；

第四计算单元724，用于对所述rg_ratio1、rg_ratio2进行加权融合，得到rg_ratio0；对所述bg_ratio1、bg_ratio2进行加权融合，得到bg_ratio0；根据所述rg_ratio0和bg_ratio0计算所述目标图像的第二红色通道增益r_gain0，第二绿色通道增益g_gain0、第二蓝色通道增益b_gain0。

相对应地，如图9所示，所述调整模块730包括：

第四调整单元734，用于利用所述r_gain0，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

第五调整单元735，用于利用所述g_gain0，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

第六调整单元736，用于利用所述b_gain0，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

本实施例提供利用参考图像的白平衡调整参数计算目标图像的白平衡调整参数的另一种可行方案。

具体地，本实施例在基于灰世界模型，计算出参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1的同时，基于灰世界模型，计算所述目标图像的R、G、B三基色通道增益数值，并在此基础上，计算目标图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio2，以及所述目标图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio2。

之后，利用对rg_ratio1、rg_ratio2加权融合后得到的rg_ratio0，对bg_ratio1、bg_ratio2加权融合后得到的bg_ratio0，计算目标图像的第二红色通道增益r_gain0，第二绿色通道增益g_gain0、第二蓝色通道增益b_gain0，其中：

r_gain0＝g_gain0/rg_ratio0 (7)

b_gain0＝g_gain0/bg_ratio0 (8)

g_gain0同样通过预定方法获得，比如，一般设置g_gain0＝1 (9)。

最终，可利用所述r_gain0，g_gain0、b_gain0分别调整目标图像中每个像素的R、G、B分量强度，以实现对目标图像进行白平衡调整。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

为了描述的方便，描述以上系统或装置时以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种白平衡调整方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标图像的参考图像；其中，所述目标图像通过第一预设曝光时间成像，所述参考图像通过第二预设曝光时间成像，所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间；所述目标图像与所述参考图像的拍摄时间差小于预设阈值；

基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值；

基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标图像的参考图像包括：

从基于所述第二预设曝光时间成像的图像中，获取拍摄时刻与所述目标图像的目标拍摄时刻最为接近、且不晚于所述目标拍摄时刻的图像，作为所述目标图像的参考图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值包括：

计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

利用所述rg_ratio1和bg_ratio1，计算所述目标图像的第一红色通道增益r_gain1，第一蓝色通道增益b_gain1以及第一绿色通道增益g_gain1。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整包括：

利用所述r_gain1，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

利用所述g_gain1，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

利用所述b_gain1，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值包括：

计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

计算所述目标图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio2，以 及所述目标图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio2；

对所述rg_ratio1、rg_ratio2进行加权融合，得到rg_ratio0；对所述bg_ratio1、bg_ratio2进行加权融合，得到bg_ratio0；根据所述rg_ratio0和bg_ratio0计算所述目标图像的第二红色通道增益r_gain0，第二绿色通道增益g_gain0、第二蓝色通道增益b_gain0。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整，包括：

利用所述r_gain0，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

利用所述g_gain0，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

利用所述b_gain0，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

第一摄像头，用于基于第一预设曝光时间拍摄图像，得到目标图像；

第二摄像头，用于基于第二预设曝光时间拍摄图像，得到参考图像；所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间；所述目标图像与所述参考图像的拍摄时间差小于预设阈值；

存储器，用于存储所述目标图像、所述参考图像，以及指令；

处理器，用于执行所述指令，获取所述存储器中存储的所述目标图像及所述参考图像，并基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值，基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标图像的参考图像；其中，所述目标图像通过第一预设曝光时间成像，所述参考图像通过第二预设曝光时间成像，所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间；所述目标图像与所述参考图像的拍摄时间差小于预设阈值；

计算模块，用于基于所述参考图像计算白平衡调整参数的数值；

调整模块，用于基于所述白平衡调整参数的数值，对所述目标图像进行白平衡调整。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述获取模块包括：

获取单元，用于从基于所述第二预设曝光时间成像的图像中，获取拍摄时刻与所述目标图像的目标拍摄时刻最为接近、且不晚于所述目标拍摄时刻 的图像，作为所述目标图像的参考图像。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述计算模块包括：

第一计算单元，用于计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

第二计算单元，用于利用所述rg_ratio1和bg_ratio1，计算所述目标图像的第一红色通道增益r_gain1,第一蓝色通道增益b_gain1以及第一绿色通道增益g_gain1。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述调整模块包括：

第一调整单元，用于利用所述r_gain1，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

第二调整单元，用于利用所述g_gain1，调整所述目标图像中每个像素的绿色分量强度；

第三调整单元，用于利用所述b_gain1，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。

12.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述计算模块包括：

第一计算单元，用于计算所述参考图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio1，以及所述参考图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio1；

第三计算单元，用于计算所述目标图像的红色通道增益与绿色通道增益的数值比rg_ratio2，以及所述目标图像的蓝色通道增益与绿色通道增益的数值比bg_ratio2；

第四计算单元，用于对所述rg_ratio1、rg_ratio2进行加权融合，得到rg_ratio0；对所述bg_ratio1、bg_ratio2进行加权融合，得到bg_ratio0；根据所述rg_ratio0和bg_ratio0计算所述目标图像的第二红色通道增益r_gain0，第二绿色通道增益g_gain0、第二蓝色通道增益b_gain0。

13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述调整模块包括：

第四调整单元，用于利用所述r_gain0，调整所述目标图像中每个像素的红色分量强度；

第五调整单元，用于利用所述g_gain0，调整所述目标图像中每个像素的 绿色分量强度；

第六调整单元，用于利用所述b_gain0，调整所述目标图像中每个像素的蓝色分量强度。