CN105472365A - 一种自动白平衡的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动白平衡的方法和装置，该方法包括：采集N个不同色温的标准环境图像，获得每个标准环境图像的三基色信息；利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线；在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点，所述M大于等于所述N；针对每个标定点，获得所述标定点所在区域的四边形的子白区；采集待检测图像，针对待检测图像的统计点，如果统计点位于任意子白区的四边形内，则确定所述统计点为白点；否则，确定所述统计点为非白点。通过本发明的技术方案，可以自动生成白区参数，并针对不同的前端设备生成不同的白区参数，不需要用户手动在前端设备上配置白区参数，减少人力浪费，避免配置过程发生错误。

Description

一种自动白平衡的方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种自动白平衡的方法和装置。

背景技术

人眼的可见光线由7种色彩的光谱叠加组成，当人们使用肉眼观看世界时，在不同的光线下，对相同颜色的感觉基本是相同的。例如，在早晨旭日初升时，观看一个白色的物体时，感到它是白的；在夜晚昏黄的灯光下，观看一个白色的物体时，感到它仍然是白的。这是由于人类从出生以后的成长过程中，人的大脑已经对不同光线下的物体的彩色还原有了适应性。

但是，视频监控系统的前端设备(如模拟摄像机、网络摄像机、数码相机等)并没有人眼的适应性，由于不同色温的光颜色成分不同，如高色温光线多偏蓝绿，低色温光线多偏红黄，因此针对同一物体，在不同色温的光线下，前端设备采集到图像的颜色并不相同。具体的，前端设备会按照R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)三个分量采集图像，采集到的各分量与物体本身颜色、环境光色温、光学滤镜及传感器对各分量光的感光性能等有关，最终采集到图像的颜色可能与物体实际效果不符。为了使前端设备采集到图像的颜色最大程度接近人眼对色彩的感受，需要对图像进行白平衡等处理。

白平衡就是白色的平衡，通俗理解是让白色的图像依然为白色，调整白平衡的过程叫做白平衡调整，而AWB(AutomaticWhiteBalance，自动白平衡)是白平衡调整的一个重要方式。其中，AWB通常为前端设备的默认配置，且AWB通过调节三基色分量(红色、绿色、蓝色)，使得实际场景中，原本白色的部分依然被显示为白色，也就是对白色物体的还原过程。

目前，由用户手动在前端设备上配置白区参数，使得前端设备可以基于该白区参数进行AWB处理。但是，前端设备的图像传感器的感光性能及光路传输中的滤镜等因素会影响到白区参数，即不同的色温会对应不同的白区参数，因此，需要针对不同的前端设备，手动配置不同的白区参数，配置过程十分复杂，而且容易配置错误。

发明内容

本发明提供一种自动白平衡的方法，所述方法包括以下步骤：

采集N个不同色温的标准环境图像，获得每个标准环境图像的三基色信息；

利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线；

在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点，所述M大于等于所述N；

针对每个标定点，获得所述标定点所在区域的四边形的子白区；

采集待检测图像，针对待检测图像的统计点，如果统计点位于任意子白区的四边形内，则确定所述统计点为白点；否则，确定所述统计点为非白点。

所述利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线的过程，具体包括：从三基色信息中选取两个信息，并将两个信息分别作为横坐标和纵坐标；在每个三基色信息对应的坐标位置绘制一个采样点，得到N个采样点，每个采样点表征所述三基色信息对应的色温；将所述N个采样点拟合出一条黑体轨迹曲线。

在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点的过程，具体包括：

将所述N个采样点中的每个采样点确定为标定点；或者，针对所述黑体轨迹曲线上的任意相邻两个采样点，判断所述两个采样点在所述黑体轨迹曲线上经过的距离是否大于预设距离；如果是，则在所述两个采样点之间插入新采样点，以使插入新采样点后的任意相邻两个采样点，在所述黑体轨迹曲线上经过的距离不大于预设距离；将所述黑体轨迹曲线上的所有采样点确定为标定点。

所述获得所述标定点所在区域的四边形的子白区的过程，具体包括：

获得所述标定点在黑体轨迹曲线上相邻的第一标定点和第二标定点；

获得第一线段对应的第一中垂线以及第二线段对应的第二中垂线；其中，所述第一线段为用于连接所述标定点与所述第一标定点的线段，且所述第二线段为用于连接所述标定点与所述第二标定点的线段；

以所述第一线段和所述第一中垂线的交点为起始位置，分别向所述第一中垂线的两个方向各延伸预设第一长度，得到第一位置点和第二位置点；

以所述第二线段和所述第二中垂线的交点为起始位置，分别向所述第二中垂线的两个方向各延伸预设第二长度，得到第三位置点和第四位置点；

将所述第一位置点、所述第二位置点、所述第三位置点、所述第四位置点组成的四边形，确定为所述标定点所在区域的四边形的子白区。

针对任意的一个子白区，判断统计点是否位于所述子白区的四边形内的过程，具体包括：获得连接所述第一位置点与所述第二位置点的第三线段的第一斜率和第一截距，并获得连接所述第三位置点与所述第四位置点的第四线段的第二斜率和第二截距，利用所述第一斜率、所述第一截距、所述第二斜率、所述第二截距，判断所述统计点是否落在所述第三线段和所述第四线段之间；获得连接所述第一位置点与所述第三位置点的第五线段的第三斜率和第三截距，并获得连接所述第二位置点与所述第四位置点的第六线段的第四斜率和第四截距，利用所述第三斜率、所述第三截距、所述第四斜率、所述第四截距，判断所述统计点是否落在所述第五线段和所述第六线段之间；

当所述统计点落在所述第三线段和所述第四线段之间，并且落在所述第五线段和所述第六线段之间时，则确定所述统计点位于所述子白区的四边形内；否则，确定所述统计点不位于所述子白区的四边形内。

针对任意的一个子白区，在判断统计点是否位于所述子白区的四边形内之前，所述方法还包括：通过两条水平直线和两条垂直直线组成所述子白区的外接四边形，所述外接四边形为矩形，且所述子白区位于所述外接四边形内；其中，所述两条水平直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴平行的直线，所述两条垂直直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴垂直的直线；

当所述统计点位于所述两条水平直线之间，且所述统计点位于所述两条垂直直线之间时，则执行判断所述统计点是否位于所述子白区的四边形内的过程；

当所述统计点不位于所述两条水平直线之间，和/或，所述统计点不位于所述两条垂直直线之间时，则确定所述统计点不位于所述子白区的四边形内。

本发明提供一种自动白平衡的装置，所述装置具体包括：

第一获得模块，用于采集N个不同色温的标准环境图像，并获得所述N个不同色温的标准环境图像中的每个标准环境图像的三基色信息；拟合模块，用于利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线；选择模块，用于在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点，M大于等于N；第二获得模块，用于针对所述M个标定点中的每个标定点，获得所述标定点所在区域的四边形的子白区；确定模块，用于采集待检测图像，针对所述待检测图像的统计点，如果所述统计点位于任意子白区的四边形内，则确定所述统计点为白点；否则，确定所述统计点为非白点。

所述拟合模块，具体用于在利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线的过程中，从三基色信息中选取两个信息，并将两个信息分别作为横坐标和纵坐标；在每个三基色信息对应的坐标位置绘制一个采样点，得到N个采样点，每个采样点表征所述三基色信息对应的色温；将所述N个采样点拟合出一条黑体轨迹曲线；

所述选择模块，具体用于在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点的过程中，将所述N个采样点中的每个采样点确定为标定点；或者，针对所述黑体轨迹曲线上的任意相邻两个采样点，判断所述两个采样点在所述黑体轨迹曲线上经过的距离是否大于预设距离；如果是，则在所述两个采样点之间插入新采样点，以使插入新采样点后的任意相邻两个采样点，在所述黑体轨迹曲线上经过的距离不大于预设距离；将所述黑体轨迹曲线上的所有采样点确定为标定点。

所述第二获得模块，具体用于在获得所述标定点所在区域的四边形的子白区的过程中，获得所述标定点在黑体轨迹曲线上相邻的第一标定点和第二标定点；获得第一线段对应的第一中垂线和第二线段对应的第二中垂线；所述第一线段为用于连接所述标定点与所述第一标定点的线段，所述第二线段为用于连接所述标定点与所述第二标定点的线段；以所述第一线段和所述第一中垂线的交点为起始位置，分别向所述第一中垂线的两个方向各延伸预设第一长度，得到第一位置点和第二位置点；以所述第二线段和所述第二中垂线的交点为起始位置，分别向所述第二中垂线的两个方向各延伸预设第二长度，得到第三位置点和第四位置点；将所述第一位置点、所述第二位置点、所述第三位置点、所述第四位置点组成的四边形，确定为所述标定点所在区域的四边形的子白区。

所述确定模块，具体用于针对任意的一个子白区，在判断所述统计点是否位于所述子白区的四边形内的过程中，获得连接所述第一位置点与所述第二位置点的第三线段的第一斜率和第一截距，并获得连接所述第三位置点与所述第四位置点的第四线段的第二斜率和第二截距，利用所述第一斜率、所述第一截距、所述第二斜率、所述第二截距，判断所述统计点是否落在所述第三线段和所述第四线段之间；获得连接所述第一位置点与所述第三位置点的第五线段的第三斜率和第三截距，并获得连接所述第二位置点与所述第四位置点的第六线段的第四斜率和第四截距，利用所述第三斜率、所述第三截距、所述第四斜率、所述第四截距，判断所述统计点是否落在所述第五线段和所述第六线段之间；当所述统计点落在所述第三线段和所述第四线段之间，并且落在所述第五线段和所述第六线段之间时，则确定所述统计点位于所述子白区的四边形内；否则，确定所述统计点不位于所述子白区的四边形内；

所述确定模块，具体用于针对任意的一个子白区，在判断统计点是否位于所述子白区的四边形内之前，通过两条水平直线和两条垂直直线组成所述子白区的外接四边形，所述外接四边形为矩形，且所述子白区位于所述外接四边形内；其中，所述两条水平直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴平行的直线，所述两条垂直直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴垂直的直线；当所述统计点位于所述两条水平直线之间，所述统计点位于所述两条垂直直线之间时，则执行判断所述统计点是否位于所述子白区的四边形内的过程；当所述统计点不位于所述两条水平直线之间，和/或，所述统计点不位于所述两条垂直直线之间时，则确定所述统计点不位于所述子白区的四边形内。

基于上述技术方案，本发明实施例中，可以采集N个不同色温的标准环境图像，并获得每个标准环境图像的三基色信息，利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线，在黑体轨迹曲线上选择M个标定点，针对每个标定点，获得标定点所在区域的四边形的子白区，采集待检测图像，针对待检测图像的统计点，如果统计点位于任意子白区的四边形内，则确定统计点为白点，否则，确定统计点为非白点。基于上述方式，可以自动生成白区参数，并针对不同的前端设备生成不同的白区参数，不需要用户手动在前端设备上配置白区参数，减少人力浪费，避免配置过程发生错误。

附图说明

图1是本发明一种实施方式中的自动白平衡的方法的流程图；

图2A-图2G是本发明一种实施方式中的黑体轨迹曲线的示意图；

图3是本发明一种实施方式中的前端设备的硬件结构图；

图4是本发明一种实施方式中的自动白平衡的装置的结构图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例中提出一种自动白平衡(即AWB)的方法，该自动白平衡的方法可以应用在视频监控系统的前端设备(如模拟摄像机、网络摄像机、数码相机等)上，如可以应用在前端设备的图像传感器上。如图1所示，该自动白平衡的方法具体可以包括以下步骤：

步骤101，采集N个不同色温的标准环境图像，并获得每个标准环境图像的三基色信息。其中，N的数值通常可以为大于等于3的正整数。

本发明实施例中，为了能够拟合N个不同色温的标准环境图像对应的黑体轨迹曲线，因此，采集N个不同色温的满足黑体辐射特性的光源下灰色物体的标准环境图像，即图像传感器输出的图像。

其中，黑体是指入射电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射。黑体辐射是指由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度及特定波长下，放射最大量之辐射。黑体辐射特性可以包括但不限于：辐射密度通量随波长连续性变化，每条曲线只有一个最大值；温度越高辐射通量越大，不同温度曲线不同；随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动等。

其中，色温(Tc)表示光源光色的尺度，单位是K(开尔文)。色温越高，短波成分越多，图像偏蓝绿色，色温越低，长波成分越多，图像偏红黄色。色温只表示光源的光谱成分，而不表明发光的强弱。光源的色温是通过对比它的色彩和理论的热黑体辐射来确定。热黑体辐射体与光源的色彩相匹配时的开尔文温度，就是那个光源的色温，与普朗克黑体辐射定律相联系。

假设N的取值为5，并采集色温(Tc)为3000K的标准环境图像、色温(Tc)为4000K的标准环境图像、色温(Tc)为5000K的标准环境图像、色温(Tc)为6000K的标准环境图像、色温(Tc)为7000K的标准环境图像。

本发明实施例中，该三基色信息具体可以包括但不限于：r值和b值，或者，r值和g值，或者，b值和g值。基于此，获得标准环境图像的三基色信息的过程，具体可以包括但不限于如下方式：统计该标准环境图像的R分量平局值、B分量平局值、G分量平局值。之后，计算r值为R分量平局值/(R分量平局值+G分量平局值+B分量平局值)，即计算b值为B分量平局值/(R分量平局值+G分量平局值+B分量平局值)，即计算g值为G分量平局值/(R分量平局值+G分量平局值+B分量平局值)，即进一步的，将r值和b值确定为三基色信息，或者，将r值和g值确定为三基色信息，或者，将b值和g值确定为三基色信息。

在实际应用中，三基色信息为r值和b值的处理，与三基色信息为r值和g值的处理，与三基色信息为b值和g值的处理均相同，为了方便描述，在本发明实施例的后续过程中，以三基色信息为r值和b值为例进行说明。

在获得5个标准环境图像的三基色信息时，假设针对色温(Tc)为3000K的标准环境图像，r值为0.6，b值为0.2。针对色温(Tc)为4000K的标准环境图像，r值为0.5，b值为0.25。针对色温(Tc)为5000K的标准环境图像，r值为0.4，b值为0.3。针对色温(Tc)为6000K的标准环境图像，r值为0.3，b值为0.4，针对色温(Tc)为7000K的标准环境图像，r值为0.2，b值为0.7。

步骤102，利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息(即N个色温分别对应的标准环境图像的三基色信息)拟合黑体轨迹曲线。

其中，由于黑体轨迹曲线(又称为普朗克曲线)上中间段的点，为人眼感受为白光的色度值所在的位置，高色温段为冷白，低色温段为暖白，因此，可以将落在黑体轨迹曲线一定距离内的点作为白点。基于这一原理，本发明实施例中，需要拟合黑体轨迹曲线，并利用黑体轨迹曲线进行自动白平衡。

本发明实施例中，利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线的过程，具体可以包括但不限于如下方式：从三基色信息中选取两个信息，并将这两个信息分别作为横坐标和纵坐标。在这个坐标系中，在每个三基色信息对应的坐标位置绘制一个采样点，得到N个采样点，每个采样点表征该三基色信息对应的色温。之后，将N个采样点拟合出一条黑体轨迹曲线。

将三基色信息对应的r作为横坐标，将三基色信息对应的b作为纵坐标，或者，将三基色信息对应的b作为横坐标，将三基色信息对应的r作为纵坐标。如图2A所示，为拟合黑体轨迹曲线的示意图，图2A中是以r作为横坐标，b作为纵坐标为例。在三基色信息(r值为0.6，b值为0.2)对应的坐标位置绘制一个采样点，该采样点表征Tc＝3000K。在三基色信息(r值为0.5，b值为0.25)对应的坐标位置绘制一个采样点，该采样点表征Tc＝4000K。在三基色信息(r值为0.4，b值为0.3)对应的坐标位置绘制一个采样点，该采样点表征Tc＝5000K。在三基色信息(r值为0.3，b值为0.4)对应的坐标位置绘制一个采样点，该采样点表征Tc＝6000K。在三基色信息(r值为0.2，b值为0.7)对应的坐标位置绘制一个采样点，该采样点表征Tc＝7000K。基于上述处理，得到5个采样点，并将这5个采样点拟合出图2A所示的黑体轨迹曲线。进一步的，还可以将图2A所示的黑体轨迹曲线转换成图2B所示的黑体轨迹曲线，图2A所示的黑体轨迹曲线是2维曲线，图2B所示的黑体轨迹曲线是3维曲线，后续以图2A所示的黑体轨迹曲线为例进行说明。

步骤103，在黑体轨迹曲线上选择M个标定点，且M大于等于N。

本发明实施例中，在黑体轨迹曲线上选择M个标定点的过程，具体可以包括但不限于如下方式：将N个采样点中的每个采样点确定为标定点。或者，针对黑体轨迹曲线上的任意相邻两个采样点，判断两个采样点在黑体轨迹曲线上经过的距离是否大于预设距离；如果是，则在两个采样点之间插入新采样点，以使插入新采样点后的任意相邻两个采样点，在黑体轨迹曲线上经过的距离不大于预设距离；将黑体轨迹曲线上的所有采样点确定为标定点。此外，如果判断两个采样点在黑体轨迹曲线上经过的距离不大于预设距离，则可以不在两个采样点之间插入新采样点，也可以在两个采样点之间插入新采样点。

针对方式一，可以直接将图2A所示的5个采样点确定为标定点。

针对方式二，对于图2A所示的5个采样点，假设表征Tc＝7000K的采样点与表征Tc＝6000K的采样点，在黑体轨迹曲线上经过的距离大于预设距离max_dist时，则在这两个采样点之间插入一个或者多个新采样点，在插入新采样点之后，表征Tc＝7000K的采样点与表征Tc＝6000K的采样点之间的任意相邻两个采样点，在黑体轨迹曲线上经过的距离不大于预设距离max_dist。在对图2A所示的任意相邻两个采样点进行上述处理之后，则可以得到图2C所示的黑体轨迹曲线，该黑体轨迹曲线上共包含14个标定点。

其中，预设距离max_dist的取值可以根据实际经验进行任意设置。上述的两个采样点之间的距离，均是指这两个采样点在黑体轨迹曲线上经过的距离，因此，预设距离max_dist也是指在黑体轨迹曲线上经过的距离。

步骤104，针对每个标定点，获得该标定点所在区域的四边形的子白区。

其中，在获得黑体轨迹曲线上的M个标定点之后，对于黑体轨迹曲线上的第一个标定点和最后一个标定点，可以不获得这两个标定点所在区域的四边形的子白区。对于黑体轨迹曲线上的其它所有标定点，获得各标定点所在区域的四边形的子白区的处理相同，以其中一个标定点为例进行说明。

本发明实施例中，获得标定点所在区域的四边形的子白区的过程，具体可以包括但不限于如下方式：获得该标定点在黑体轨迹曲线上相邻的第一标定点和第二标定点。获得第一线段对应的第一中垂线以及第二线段对应的第二中垂线；其中，该第一线段为用于连接该标定点与该第一标定点的线段，且该第二线段为用于连接该标定点与该第二标定点的线段。进一步的，以第一线段和第一中垂线的交点为起始位置，分别向该第一中垂线的两个方向各延伸预设第一长度，得到第一位置点和第二位置点。以第二线段和第二中垂线的交点为起始位置，分别向该第二中垂线的两个方向各延伸预设第二长度，得到第三位置点和第四位置点。进一步的，将第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点组成的四边形，确定为标定点所在区域的四边形的子白区。

其中，预设第一长度的取值和预设第二长度的取值均可以根据实际经验进行任意设置，且该预设第一长度与该预设第二长度可以相同，也可以不同。

如图2D所示，假设P_i(r_i，b_i)为待获得子白区的标定点，P_i(r_i，b_i)表示第i个标定点，且是r_i和b_i在黑体轨迹曲线上对应的标定点，假设r_i为0.3，b_i为0.4，则该P_i(r_i，b_i)是黑体轨迹曲线上表征Tc＝6000K的标定点。获得标定点P_i(r_i，b_i)在黑体轨迹曲线上相邻的第一标定点P_i-1(r_i-1，b_i-1)以及第二标定点P_i+1(r_i+1，b_i+1)。在标定点P_i(r_i，b_i)与第一标定点P_i-1(r_i-1，b_i-1)之间连线，得到第一线段，在标定点P_i(r_i，b_i)与第二标定点P_i+1(r_i+1，b_i+1)之间连线，得到第二线段。进一步的，获得第一线段对应的第一中垂线以及第二线段对应的第二中垂线。以第一线段和第一中垂线的交点为起始位置，分别向该第一中垂线的两个方向各延伸预设第一长度(如width_thr)，得到第一位置点(r_min)和第二位置点(b_max)。以第二线段和第二中垂线的交点为起始位置，分别向该第二中垂线的两个方向各延伸预设第一长度(如width_thr)，得到第三位置点(b_min)和第四位置点(r_max)。上述四个线段组成一个四边形，该四边形是标定点P_i(r_i，b_i)对应的子白区。

在获得每个标定点对应的子白区后，可以将所有标定点对应的子白区作为前端设备的白区。如图2E所示，为包含多个子白区的完整白区的示意图。

基于上述处理，即可以利用N个不同色温的标准环境图像获得包含多个子白区的完整白区，进一步的，前端设备可以基于这多个子白区判断待检测图像中的各统计点，是白点还是非白点，从而实现自动白平衡。

步骤105，采集待检测图像，针对待检测图像的统计点，如果统计点位于任意子白区的四边形内，确定统计点为白点；否则，确定统计点为非白点。

在采集到待检测图像之后，可以确定该待检测图像的任意统计点，该统计点可以通过统计点P(r_p，b_p)表示，只需要获知统计点P(r_p，b_p)的r值和b值即可确定统计点P(r_p，b_p)。对于r值和b值的确定方式，参见步骤101，在此不再赘述。针对每个统计点，依次遍历所有子白区中的每个子白区，并判断该统计点是否位于当前遍历的子白区的四边形内，如果是，则不再遍历新的子白区，确定该统计点为白点。如果所有子白区遍历完成，仍然未确定出统计点位于某个子白区的四边形内，则确定统计点为非白点。

本发明实施例中，针对所有子白区中的任意的一个子白区，判断统计点是否位于该子白区的四边形内的过程，具体可以包括但不限于如下方式：获得连接第一位置点与第二位置点的第三线段的第一斜率和第一截距，获得连接第三位置点与第四位置点的第四线段的第二斜率和第二截距，基于此，可以利用第一斜率、第一截距、第二斜率、第二截距，判断该统计点是否落在第三线段和第四线段之间。获得连接第一位置点与第三位置点的第五线段的第三斜率和第三截距，获得连接第二位置点与第四位置点的第六线段的第四斜率和第四截距，基于此，可以利用第三斜率、第三截距、第四斜率、第四截距，判断该统计点是否落在第五线段和第六线段之间。当该统计点落在第三线段和第四线段之间，并且落在第五线段和第六线段之间时，则确定该统计点位于子白区的四边形内；否则，确定该统计点不位于子白区的四边形内。上述方式只是确定统计点是否位于子白区的四边形内的一种可行方式，实际应用中还可以通过其它方式确定统计点是否位于子白区的四边形内，在此不再赘述。

如图2F所示，假设判断统计点P(r_p，b_p)是否位于上述标定点P_i(r_i，b_i)对应的子白区的四边形内时，在获得连接第一位置点(r_min)和第二位置点(b_max)的第三线段之后，还可以获得第三线段的第一斜率(k_A_2)和第一截距(b_A_2)。在获得连接第三位置点(b_min)和第四位置点(r_max)的第四线段之后，还可以获得第四线段的第二斜率(k_A_1)和第二截距(b_A_1)。在获得连接第一位置点(r_min)和第三位置点(b_min)的第五线段之后，还可以获得第五线段的第三斜率(k_B_2)和第三截距(b_B_2)。在获得连接第二位置点(b_max)和第四位置点(r_max)的第六线段之后，还可以获得第六线段的第四斜率(k_B_1)和第四截距(b_B_1)。基于此，在得到标定点P_i(r_i，b_i)对应的子白区之后，还可以在前端设备上存储第一斜率(k_A_2)和第一截距(b_A_2)、第二斜率(k_A_1)和第二截距(b_A_1)、第三斜率(k_B_2)和第三截距(b_B_2)、第四斜率(k_B_1)和第四截距(b_B_1)，以在后续过程直接使用这些信息。

其中，线段的斜率又称为角系数，表示一条线段相对于平面直角坐标系的横轴的倾斜程度，一条线段与横轴正半轴方向的夹角的正切值，就是该线段相对于该坐标系的斜率。线段的截距分为横截距和纵截距，横截距是该线段与平面直角坐标系的横轴交点的横坐标，纵截距是该线段与平面直角坐标系的纵轴交点的纵坐标。

基于此，在第三线段、第四线段、第五线段、第六线段确定之后，即可以计算得出第一斜率(k_A_2)和第一截距(b_A_2)、第二斜率(k_A_1)和第二截距(b_A_1)、第三斜率(k_B_2)和第三截距(b_B_2)、第四斜率(k_B_1)和第四截距(b_B_1)，具体的计算方式在此不再赘述。

针对利用第一斜率(k_A_2)、第一截距(b_A_2)、第二斜率(k_A_1)、第二截距(b_A_1)，判断该统计点P(r_p，b_p)是否落在第三线段和第四线段之间的过程，计算b_p’＝r_p*k_A_2+b_A_2，并计算b_p”＝r_p*k_A_1+b_A_1。基于此，如果b_p小于b_p’，且b_p大于b_p”，或者，b_p大于b_p’，且b_p小于b_p”，则确定该统计点P(r_p，b_p)落在第三线段和第四线段之间；否则，确定该统计点P(r_p，b_p)没有落在第三线段和第四线段之间。

针对利用第三斜率(k_B_2)、第三截距(b_B_2)、第四斜率(k_B_1)、第四截距(b_B_1)，判断该统计点P(r_p，b_p)是否落在第五线段和第六线段之间的过程，计算b_p’＝r_p*k_B_2+b_B_2，并计算b_p”＝r_p*k_B_1+b_B_1。基于此，如果b_p小于b_p’，且b_p大于b_p”，或者，b_p大于b_p’，且b_p小于b_p”，则确定该统计点P(r_p，b_p)落在第五线段和第六线段之间；否则，确定该统计点P(r_p，b_p)没有落在第五线段和第六线段之间。

针对上述使用斜截式方程y＝k*x+b，判断统计点P(r_p，b_p)是否落在第三线段和第四线段之间，判断统计点P(r_p，b_p)是否落在第五线段和第六线段之间的方式，使用的第一截距(b_A_2)、第二截距(b_A_1)、第三截距(b_B_2)、第四截距(b_B_1)均为纵截距。在实际应用中，如果使用其它直线表示方程式，判断统计点P(r_p，b_p)是否落在第三线段和第四线段之间，判断统计点P(r_p，b_p)是否落在第五线段和第六线段之间，则使用的第一截距(b_A_2)、第二截距(b_A_1)、第三截距(b_B_2)、第四截距(b_B_1)可能是纵截距和/或横截距，本应用场景下对此不再详加说明。

本发明实施例中，针对任意的一个子白区，在判断统计点是否位于该子白区的四边形内之前，还可以通过两条水平直线和两条垂直直线组成该子白区的外接四边形，该外接四边形为矩形，且子白区位于该外接四边形内；其中，所述两条水平直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴平行的直线，所述两条垂直直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴垂直的直线。当统计点位于两条水平直线之间，且统计点位于两条垂直直线之间时，则执行判断统计点是否位于子白区的四边形内的过程，即执行上述步骤105的处理；当统计点不位于两条水平直线之间，和/或，统计点不位于两条垂直直线之间时，则直接确定统计点不位于子白区的四边形内，不再执行上述步骤105的处理。

如图2G所示，为该子白区的外接四边形的示意图。在判断统计点P(r_p，b_p)是否位于两条水平直线之间时，只需要比较统计点的纵坐标数值b_p与两条水平直线的纵坐标数值的大小即可。在判断统计点P(r_p，b_p)是否位于两条垂直直线之间时，只需要比较统计点的横坐标数值r_p与两条垂直直线的横坐标数值的大小即可。基于上述方式，可以通过比较大小的方式，先初步筛选统计点P(r_p，b_p)是否位于子白区的外接四边形内，如果不位于子白区的外接四边形内，则说明统计点P(r_p，b_p)不位于子白区内，可以不再执行上述步骤105，有效降低计算量，提高运算速度。如果位于子白区的外接四边形内，才去判断统计点P(r_p，b_p)是否位于子白区内，即执行上述步骤105。基于上述先判断统计点P(r_p，b_p)是否位于子白区的外接四边形，如果位于子白区的外接四边形，才去判断统计点P(r_p，b_p)是否位于子白区的方式，可以有效降低计算量，避免多次乘法运算，有效减低乘法调用几率，提高运算速度。

基于上述技术方案，本发明实施例中，可以采集N个不同色温的标准环境图像，并获得每个标准环境图像的三基色信息，利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线，在黑体轨迹曲线上选择M个标定点，针对每个标定点，获得标定点所在区域的四边形的子白区，采集待检测图像，针对待检测图像的统计点，如果统计点位于任意子白区的四边形内，则确定统计点为白点，否则，确定统计点为非白点。基于上述方式，可以自动生成白区参数，并针对不同的前端设备生成不同的白区参数，不需要用户手动在前端设备上配置白区参数，减少人力浪费，避免配置过程发生错误。

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例提供一种自动白平衡的装置，该自动白平衡的装置应用在前端设备上。自动白平衡的装置可以通过软件实现，也可通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过所在的前端设备的处理器，读取非易失性存储器中对应的计算机程序指令形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为自动白平衡的装置所在的前端设备的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、非易失性存储器外，前端设备还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片、网络接口、内存等；从硬件结构上来讲，前端设备还可能是分布式设备，可能包括多个接口卡，以便在硬件层面进行报文处理的扩展。

如图4所示，为本发明提出的自动白平衡的装置的结构图，所述自动白平衡的装置可以应用在前端设备上，所述自动白平衡的装置具体包括：

第一获得模块11，用于采集N个不同色温的标准环境图像，并获得所述N个不同色温的标准环境图像中的每个标准环境图像的三基色信息；拟合模块12，用于利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线；选择模块13，用于在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点，M大于等于N；第二获得模块14，用于针对所述M个标定点中的每个标定点，获得所述标定点所在区域的四边形的子白区；确定模块15，用于采集待检测图像，针对所述待检测图像的统计点，如果所述统计点位于任意子白区的四边形内，则确定所述统计点为白点；否则，确定所述统计点为非白点。

所述拟合模块12，具体用于在利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线的过程中，从三基色信息中选取两个信息，并将两个信息分别作为横坐标和纵坐标；在每个三基色信息对应的坐标位置绘制一个采样点，得到N个采样点，每个采样点表征所述三基色信息对应的色温；将所述N个采样点拟合出一条黑体轨迹曲线。

所述选择模块13，具体用于在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点的过程中，将所述N个采样点中的每个采样点确定为标定点；或者，针对所述黑体轨迹曲线上的任意相邻两个采样点，判断所述两个采样点在所述黑体轨迹曲线上经过的距离是否大于预设距离；如果是，则在所述两个采样点之间插入新采样点，以使插入新采样点后的任意相邻两个采样点，在所述黑体轨迹曲线上经过的距离不大于预设距离；将所述黑体轨迹曲线上的所有采样点确定为标定点。

所述第二获得模块14，具体用于在获得所述标定点所在区域的四边形的子白区的过程中，获得所述标定点在黑体轨迹曲线上相邻的第一标定点和第二标定点；获得第一线段对应的第一中垂线和第二线段对应的第二中垂线；所述第一线段为用于连接所述标定点与所述第一标定点的线段，所述第二线段为用于连接所述标定点与所述第二标定点的线段；以所述第一线段和所述第一中垂线的交点为起始位置，分别向所述第一中垂线的两个方向各延伸预设第一长度，得到第一位置点和第二位置点；以所述第二线段和所述第二中垂线的交点为起始位置，分别向所述第二中垂线的两个方向各延伸预设第二长度，得到第三位置点和第四位置点；将所述第一位置点、所述第二位置点、所述第三位置点、所述第四位置点组成的四边形，确定为所述标定点所在区域的四边形的子白区。

所述确定模块15，具体用于针对任意的一个子白区，在判断所述统计点是否位于所述子白区的四边形内的过程，获得连接所述第一位置点与所述第二位置点的第三线段的第一斜率和第一截距，并获得连接所述第三位置点与所述第四位置点的第四线段的第二斜率和第二截距，利用所述第一斜率、所述第一截距、所述第二斜率、所述第二截距，判断所述统计点是否落在所述第三线段和所述第四线段之间；获得连接所述第一位置点与所述第三位置点的第五线段的第三斜率和第三截距，并获得连接所述第二位置点与所述第四位置点的第六线段的第四斜率和第四截距，利用所述第三斜率、所述第三截距、所述第四斜率、所述第四截距，判断所述统计点是否落在所述第五线段和所述第六线段之间；当所述统计点落在所述第三线段和所述第四线段之间，并且落在所述第五线段和所述第六线段之间时，则确定所述统计点位于所述子白区的四边形内；否则，确定所述统计点不位于所述子白区的四边形内；

所述确定模块15，具体用于针对任意的一个子白区，在判断统计点是否位于所述子白区的四边形内之前，通过两条水平直线和两条垂直直线组成所述子白区的外接四边形，所述外接四边形为矩形，且所述子白区位于所述外接四边形内；其中，所述两条水平直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴平行的直线，所述两条垂直直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴垂直的直线；当所述统计点位于所述两条水平直线之间，所述统计点位于所述两条垂直直线之间时，则执行判断所述统计点是否位于所述子白区的四边形内的过程；当所述统计点不位于所述两条水平直线之间，和/或，所述统计点不位于所述两条垂直直线之间时，则确定所述统计点不位于所述子白区的四边形内。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明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，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述的方法。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可进一步拆分成多个子模块。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动白平衡的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

采集N个不同色温的标准环境图像，获得每个标准环境图像的三基色信息；

利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线；

在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点，所述M大于等于所述N；

针对每个标定点，获得所述标定点所在区域的四边形的子白区；

采集待检测图像，针对待检测图像的统计点，如果统计点位于任意子白区的四边形内，则确定所述统计点为白点；否则，确定所述统计点为非白点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线的过程，具体包括：

从三基色信息中选取两个信息，并将两个信息分别作为横坐标和纵坐标；

在每个三基色信息对应的坐标位置绘制一个采样点，得到N个采样点，每个采样点表征所述三基色信息对应的色温；

将所述N个采样点拟合出一条黑体轨迹曲线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点的过程，具体包括：

将所述N个采样点中的每个采样点确定为标定点；或者，

针对所述黑体轨迹曲线上的任意相邻两个采样点，判断所述两个采样点在所述黑体轨迹曲线上经过的距离是否大于预设距离；如果是，则在所述两个采样点之间插入新采样点，以使插入新采样点后的任意相邻两个采样点，在所述黑体轨迹曲线上经过的距离不大于预设距离；将所述黑体轨迹曲线上的所有采样点确定为标定点。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述获得所述标定点所在区域的四边形的子白区的过程，具体包括：

获得所述标定点在黑体轨迹曲线上相邻的第一标定点和第二标定点；

获得第一线段对应的第一中垂线以及第二线段对应的第二中垂线；其中，所述第一线段为用于连接所述标定点与所述第一标定点的线段，且所述第二线段为用于连接所述标定点与所述第二标定点的线段；

以所述第一线段和所述第一中垂线的交点为起始位置，分别向所述第一中垂线的两个方向各延伸预设第一长度，得到第一位置点和第二位置点；

以所述第二线段和所述第二中垂线的交点为起始位置，分别向所述第二中垂线的两个方向各延伸预设第二长度，得到第三位置点和第四位置点；

将所述第一位置点、所述第二位置点、所述第三位置点、所述第四位置点组成的四边形，确定为所述标定点所在区域的四边形的子白区。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对任意的一个子白区，判断统计点是否位于所述子白区的四边形内的过程，具体包括：

获得连接所述第一位置点与所述第二位置点的第三线段的第一斜率和第一截距，并获得连接所述第三位置点与所述第四位置点的第四线段的第二斜率和第二截距，利用所述第一斜率、所述第一截距、所述第二斜率、所述第二截距，判断所述统计点是否落在所述第三线段和所述第四线段之间；

获得连接所述第一位置点与所述第三位置点的第五线段的第三斜率和第三截距，并获得连接所述第二位置点与所述第四位置点的第六线段的第四斜率和第四截距，利用所述第三斜率、所述第三截距、所述第四斜率、所述第四截距，判断所述统计点是否落在所述第五线段和所述第六线段之间；

当所述统计点落在所述第三线段和所述第四线段之间，并且落在所述第五线段和所述第六线段之间时，则确定所述统计点位于所述子白区的四边形内；否则，确定所述统计点不位于所述子白区的四边形内。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，针对任意的一个子白区，在判断统计点是否位于所述子白区的四边形内之前，所述方法还包括：

通过两条水平直线和两条垂直直线组成所述子白区的外接四边形，所述外接四边形为矩形，且所述子白区位于所述外接四边形内；其中，所述两条水平直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴平行的直线，所述两条垂直直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴垂直的直线；

当所述统计点位于所述两条水平直线之间，且所述统计点位于所述两条垂直直线之间时，则执行判断所述统计点是否位于所述子白区的四边形内的过程；

当所述统计点不位于所述两条水平直线之间，和/或，所述统计点不位于所述两条垂直直线之间时，则确定所述统计点不位于所述子白区的四边形内。

7.一种自动白平衡的装置，其特征在于，所述装置具体包括：

第一获得模块，用于采集N个不同色温的标准环境图像，并获得所述N个不同色温的标准环境图像中的每个标准环境图像的三基色信息；

拟合模块，用于利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线；

选择模块，用于在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点，M大于等于N；

第二获得模块，用于针对所述M个标定点中的每个标定点，获得所述标定点所在区域的四边形的子白区；

确定模块，用于采集待检测图像，针对所述待检测图像的统计点，如果所述统计点位于任意子白区的四边形内，则确定所述统计点为白点；否则，确定所述统计点为非白点。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述拟合模块，具体用于在利用N个不同色温以及每个色温对应的三基色信息拟合黑体轨迹曲线的过程中，从三基色信息中选取两个信息，并将两个信息分别作为横坐标和纵坐标；在每个三基色信息对应的坐标位置绘制一个采样点，得到N个采样点，每个采样点表征所述三基色信息对应的色温；将所述N个采样点拟合出一条黑体轨迹曲线；

所述选择模块，具体用于在所述黑体轨迹曲线上选择M个标定点的过程中，将所述N个采样点中的每个采样点确定为标定点；或者，针对所述黑体轨迹曲线上的任意相邻两个采样点，判断所述两个采样点在所述黑体轨迹曲线上经过的距离是否大于预设距离；如果是，则在所述两个采样点之间插入新采样点，以使插入新采样点后的任意相邻两个采样点，在所述黑体轨迹曲线上经过的距离不大于预设距离；将所述黑体轨迹曲线上的所有采样点确定为标定点。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，

所述第二获得模块，具体用于在获得所述标定点所在区域的四边形的子白区的过程中，获得所述标定点在黑体轨迹曲线上相邻的第一标定点和第二标定点；获得第一线段对应的第一中垂线和第二线段对应的第二中垂线；所述第一线段为用于连接所述标定点与所述第一标定点的线段，所述第二线段为用于连接所述标定点与所述第二标定点的线段；以所述第一线段和所述第一中垂线的交点为起始位置，分别向所述第一中垂线的两个方向各延伸预设第一长度，得到第一位置点和第二位置点；以所述第二线段和所述第二中垂线的交点为起始位置，分别向所述第二中垂线的两个方向各延伸预设第二长度，得到第三位置点和第四位置点；将所述第一位置点、所述第二位置点、所述第三位置点、所述第四位置点组成的四边形，确定为所述标定点所在区域的四边形的子白区。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述确定模块，具体用于针对任意的一个子白区，在判断所述统计点是否位于所述子白区的四边形内的过程中，获得连接所述第一位置点与所述第二位置点的第三线段的第一斜率和第一截距，并获得连接所述第三位置点与所述第四位置点的第四线段的第二斜率和第二截距，利用所述第一斜率、所述第一截距、所述第二斜率、所述第二截距，判断所述统计点是否落在所述第三线段和所述第四线段之间；获得连接所述第一位置点与所述第三位置点的第五线段的第三斜率和第三截距，并获得连接所述第二位置点与所述第四位置点的第六线段的第四斜率和第四截距，利用所述第三斜率、所述第三截距、所述第四斜率、所述第四截距，判断所述统计点是否落在所述第五线段和所述第六线段之间；当所述统计点落在所述第三线段和所述第四线段之间，并且落在所述第五线段和所述第六线段之间时，则确定所述统计点位于所述子白区的四边形内；否则，确定所述统计点不位于所述子白区的四边形内；

所述确定模块，具体用于针对任意的一个子白区，在判断统计点是否位于所述子白区的四边形内之前，通过两条水平直线和两条垂直直线组成所述子白区的外接四边形，所述外接四边形为矩形，且所述子白区位于所述外接四边形内；其中，所述两条水平直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴平行的直线，所述两条垂直直线是与所述子白区所在的坐标系的X轴垂直的直线；当所述统计点位于所述两条水平直线之间，所述统计点位于所述两条垂直直线之间时，则执行判断所述统计点是否位于所述子白区的四边形内的过程；当所述统计点不位于所述两条水平直线之间，和/或，所述统计点不位于所述两条垂直直线之间时，则确定所述统计点不位于所述子白区的四边形内。