CN106412548B - 一种应用于三线阵相机的色偏校正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应用于三线阵相机的色偏校正方法及装置，该方法中，首先根据三线阵相机的倾斜方向，确定所述三线阵相机中各个颜色通道的成像芯片的视场大小的排名；然后从所述各个颜色通道中选取视场最小的颜色通道作为基础通道，选取其他颜色通道为目标通道，根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量；根据第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值，再将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值，能够解决第一目标像素点存在色偏现象的问题。

Description

一种应用于三线阵相机的色偏校正方法及装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种应用于三线阵相机的色偏校正方法及装置。

背景技术

目前，在进行工业检测时，经常会用到三线阵相机。所述三线阵相机包含不同颜色的成像芯片，且各成像芯片分别排列在不同的位置。参见图1所示的三线阵相机的示意图，其中，该三线阵相机包括红(R)、绿(G)和蓝(B)三种采集不同颜色通道图像的成像芯片(以下分别记为R芯片、G芯片和B芯片)，三种成像芯片分别排列在不同的位置，并且三种成像芯片之间存在一定间距。在拍摄图像时，三线阵相机通过R芯片、G芯片和B芯片分别采集目标物体的R、G、B三个颜色通道的图像，再将三个颜色通道的图像合成在一起输出彩色图像。

其中，所述三线阵相机被广泛应用于各种应用场景。例如，所述三线阵相机可以应用于传送带检测系统。这种情况下，参见图1所示的示意图，目标物(即需要检测的物体)从左向右移动，当目标物移动到g点时，G芯片采集到目标物的绿色通道的图像，相应的，当目标物移动到b点时，B芯片采集到目标物的蓝色通道的图像，当目标物移动到r点时，R芯片采集得到红色通道的图像。然后，三线阵相机将绿色、蓝色和红色通道的图像合成为彩色图像输出，从而能够得到目标物的彩色图像，以便后续通过所述目标物的彩色图像对目标物进行检测。

但是，发明人在本申请的研究过程中发现，受到安装误差的影响，安装后的三线阵相机有时存在一定的倾斜角度，或者，在某些应用场景下，三线阵相机必须倾斜安装。三线阵相机倾斜安装的示意图如图2和图3所示，这种情况下，由于三线阵相机是倾斜的，目标物与不同颜色通道的成像芯片的距离不同，因此得到的R、G、B三个颜色通道的图像中目标物的尺寸不同，导致合成的彩色图像存在色偏现象。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明实施例提供一种应用于三线阵相机的色偏校正方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种应用于三线阵相机的色偏校正方法，包括：

根据三线阵相机的倾斜方向，确定所述三线阵相机中各个颜色通道的成像芯片的视场大小的排名；

从所述各个颜色通道中选取视场最小的颜色通道作为基础通道，选取其他颜色通道为目标通道，根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量；

确定所述目标通道中待调整的第一目标像素点，根据所述第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值；

将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值。

可选的，所述根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量，包括：

设定各个颜色通道的每一行图像数据中均包含2m个像素点，通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏变化量k：

其中，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，n为所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量；

通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量：

s＝t*k；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，t的取值为[0，m]。

可选的，若色偏量s≤1，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第t个目标像素点和第(t-1)个目标像素点；

若色偏量1＜s≤2，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第(t-1)个目标像素点和第(t-2)个目标像素点。

可选的，所述根据所述第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值，包括：

若色偏量s≤1，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t*(1-s)+p_t-1*s；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的灰度值，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值；

若色偏量1＜s≤2，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t-1*(2-s)+p_t-2*(s-1)；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，p_t-2为镜头中心右侧或左侧第(t-2)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种应用于三线阵相机的色偏校正装置，包括：

视场排名模块，用于根据三线阵相机的倾斜方向，确定所述三线阵相机中各个颜色通道的成像芯片的视场大小的排名；

色偏量计算模块，用于从所述各个颜色通道中选取视场最小的颜色通道作为基础通道，选取其他颜色通道为目标通道，根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量；

灰度值计算模块，用于确定所述目标通道中待调整的第一目标像素点，根据所述第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值；

灰度值调整模块，用于将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值。

可选的，所述色偏量计算模块包括：

色偏变化量计算单元，用于设定各个颜色通道的每一行图像数据中均包含2m个像素点，通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏变化量k：

其中，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，n为所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量；

色偏量计算单元，用于通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量：

s＝t*k；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，t的取值为[0，m]。

可选的，若色偏量s≤1，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第t个目标像素点和第(t-1)个目标像素点；

若色偏量1＜s≤2，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第(t-1)个目标像素点和第(t-2)个目标像素点。

可选的，所述灰度值计算模块包括：第一计算单元和第二计算单元，

所述第一计算单元用于若色偏量s≤1，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t*(1-s)+p_t-1*s；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的灰度值，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值；

所述第二计算单元用于若色偏量1＜s≤2，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t-1*(2-s)+p_t-2*(s-1)；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，p_t-2为镜头中心右侧或左侧第(t-2)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明公开一种应用于三线阵相机的色偏校正方法及装置。该方法中，首先根据三线阵相机的倾斜方向，确定所述三线阵相机中各个颜色通道的成像芯片的视场大小的排名；然后从所述各个颜色通道中选取视场最小的颜色通道作为基础通道，选取其他颜色通道为目标通道，根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量；根据第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值，再将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值。其中，所述待调整灰度值被认为是所述第一目标像素点在无色偏现象下的灰度值，因此，在调整后，能够解决第一目标像素点存在色偏现象的问题。

进一步的，本申请公开的应用于三线阵相机的色偏校正方法，在计算第一目标像素点的待调整灰度值时，只需根据目标通道中，与第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值进行计算即可，计算采用的数据量较少，计算方式较为简洁，因此实现时所需的时间较少，具有较强的实时性和高效性。并且，对执行主体的要求性不高，能够应用于FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)等装置中。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是现有技术示出的一种三线阵相机的安装状态示意图；

图2是现有技术示出的一种三线阵相机在倾斜状态下的安装状态示意图；

图3是现有技术示出的又一种三线阵相机在倾斜状态下的安装状态示意图；

图4是根据本发明一示例性实施例示出的一种应用于三线阵相机的色偏校正方法的工作流程示意图；

图5是根据本发明一示例性实施例示出的一种应用于三线阵相机的色偏校正方法中，三线阵相机各个颜色通道的成像芯片的成像示意图；

图6是根据本发明一示例性实施例示出的一种应用于三线阵相机的色偏校正装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明实施例提供一种应用于三线阵相机的色偏校正方法及装置，以解决现有技术中，三线阵相机在倾斜安装时，合成的彩色图像存在色偏现象的问题。

本发明的第一实施例公开一种应用于三线阵相机的色偏校正方法。参见图4所示的工作流程示意图，所述应用于三线阵相机的色偏校正方法包括：

步骤S11、根据三线阵相机的倾斜方向，确定所述三线阵相机中各个颜色通道的成像芯片的视场大小的排名。

其中，所述三线阵相机的倾斜方向通常包括向左倾斜和向右倾斜两种情况。

各个颜色通道的成像芯片的视场大小遵循“近小远大”的原则，拍摄成像的目标物体的尺寸遵循“近大远小”的原则，也就是说，成像芯片与目标物体的距离越近，视场越小，相应的拍摄的图像数据中目标物体的尺寸越大；成像芯片与目标物体的距离越远，视场越大，相应的拍摄的图像数据中目标物体的尺寸越小。

并且，距离镜头中心越远，成像芯片所成像的目标物体尺寸的大小差别越大。色偏现象具有叠加效应，以镜头中心为基准，距离镜头中心越远，色偏现象越严重。

例如，在图2的应用场景中，所述三线阵相机的倾斜角度为向左倾斜，这种情况下，G芯片的视场最小，相应的成像的图像数据中目标物体的尺寸最大；R芯片的视场最大，相应的成像的图像数据中目标物体的尺寸最小。这种情况下，所述三线阵相机各个颜色通道的成像芯片的成像示意图如图5所示。通常情况下R、G、B三个颜色通道中每行的像素个数相同，但由于三线阵相机倾斜放置，导致各个颜色通道视场不同，成像中目标物的尺寸不同。另外，图5中的虚线l与R、G、B颜色通道的成像交点处为镜头中心所在的位置，而镜头中心所在的位置处的色偏几乎为零，而距离镜头中心所在的位置越远，色偏现象越严重。

步骤S12、从所述各个颜色通道中选取视场最小的颜色通道作为基础通道，选取其他颜色通道为目标通道，根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量。

例如，若G芯片的视场最小，B芯片的视场排第二，R芯片的视场最大，则G颜色通道为基础通道，B颜色通道和R颜色通道分别为目标通道。

色偏量是指颜色信息像素级的偏移量。其中，以G颜色通道为基准，对于R颜色通道而言，R颜色通道的最大色偏量指的是距离镜头中心最远的R颜色通道的像素点相对于G颜色通道偏移的像素个数(即偏移量)。色偏量通常以像素为单位，若精确到亚像素级，可以取值为小数。

步骤S13、确定所述目标通道中待调整的第一目标像素点，根据所述第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值。

其中，所述第一目标像素点为需要调整灰度值的目标像素点，在该步骤中，可从目标通道中任选一个目标像素点作为第一目标像素点，或者，也可以根据工作人员的指定从所述目标通道中选择第一目标像素点，另外，还可以根据其他预设规则(例如对目标通道中各个目标像素点的预设调整顺序)，确定所述第一目标像素点。

另外，根据所述第一目标像素点的色偏量的取值范围的不同，能够确定与第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点，继而根据所述与第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，可计算得到所述第一目标像素点的待调整灰度值。

步骤S14、将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值。

根据步骤S13，能够获取所述第一目标像素点的待调整灰度值，其中，所述第一目标像素点的待调整灰度值为第一目标像素点无色偏情况下的灰度值。这种情况下，若将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值，则在调整后，所述第一目标像素点不存在色偏现象。

本发明的第一实施例公开一种应用于三线阵相机的色偏校正方法，该方法中，首先根据三线阵相机的倾斜方向，确定所述三线阵相机中各个颜色通道的成像芯片的视场大小的排名；然后从所述各个颜色通道中选取视场最小的颜色通道作为基础通道，选取其他颜色通道为目标通道，根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量；根据第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值，再将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值。其中，所述待调整灰度值被认为是所述第一目标像素点在无色偏现象下的灰度值，因此，在调整后，能够解决第一目标像素点存在色偏现象的问题。

进一步的，本申请公开的应用于三线阵相机的色偏校正方法，在计算第一目标像素点的待调整灰度值时，只需根据目标通道中，与第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值进行计算即可，计算采用的数据量较少，计算方式较为简洁，因此实现时所需的时间较少，具有较强的实时性和高效性。并且，对执行主体的要求性不高，能够应用于FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)等装置中。

进一步的，本发明实施例公开的所述根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量，包括以下步骤：

首先，设定各个颜色通道的每一行图像数据中均包含2m个像素点，通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏变化量k：

其中，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，n为所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量。

所述最大色偏量n为所述目标通道中距离镜头中心最远的目标像素点与所述基础通道的色偏量，其中，最大色偏量n仅与三线阵相机的倾斜方向和角度有关，因此，在三线阵相机安装完成后，所述最大色偏量n将不再发生变化，通常预先由工作人员通过对图像的标定获取。

另外，三线阵相机成像的图像数据由多行像素点构成，各个颜色通道的图像数据中包含的像素点个数通常是相同的，本发明实施例中，设定各个颜色通道的图像数据中均包含2m个像素点。

理论上来说，对于成像芯片上每一个感光点，与其对应的成像点之间的倾斜角度和距离相同，因此相对意义上，每一个像素点的色偏变化量k是一致的。而且，距离镜头中心最远的像素点的色偏量最大，而最大色偏量是由色偏的叠加效应导致的，也就是说，从镜头中心开始，色偏依次叠加导致边缘像素点处色偏量最大，偏色现象最明显，这种原理即为色偏叠加效应原理。依据色偏叠加效应原理，即可得出上述计算色偏变化量的公式。

然后，通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量：

s＝t*k；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，t的取值为[0，m]。

也就是说，位于镜头中心的像素点的色偏量为0，镜头中心右侧或左侧第一个目标像素点的色偏量为k，镜头中心右侧或左侧第二个目标像素点的色偏量为2k，并依次类推。

例如，若三线阵相机按照图2所示的倾斜角度安装，则确定G颜色通道为基础通道，B颜色通道和R颜色通道均为目标颜色通道，其中，三个颜色通道的每一行图像数据中均包含2m个像素点。并设定B颜色通道中距离镜头中心最远的目标像素点与所述基础通道的色偏量，即最大色偏量为n。

这种情况下，B颜色通道中各个目标像素点的色偏变化量k通过公式：获取。然后，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，则s＝t*k，从而计算得到B颜色通道中各个目标像素点的色偏量。

另外，由于G芯片、B芯片和R芯片的间隔距离相同，则可知R颜色通道中距离镜头中心最远的目标像素点与所述基础通道的色偏量，即最大色偏量为2n。因此，可根据上述计算方法，计算得到R颜色通道中各个目标像素点的色偏量。

进一步的，在本发明实施例中，在获取色偏量后，需要根据第一目标像素点的色偏量，以及与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值。其中，根据第一目标像素点的色偏量取值范围的不同，所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点也不同。

若色偏量s≤1，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第t个目标像素点和第(t-1)个目标像素点。

也就是说，在色偏量s≤1的情况下，若需要计算所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点的待调整灰度值，需要分别获取镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点和第(t-1)个目标像素点的目标灰度值，并据此计算得到所述第t个目标像素点的待调整灰度值。

另外，若色偏量1＜s≤2，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第(t-1)个目标像素点和第(t-2)个目标像素点。

也就是说，在色偏量1＜s≤2的情况下，若需要计算所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点的待调整灰度值，则需要分别获取镜头中心右侧或左侧的第(t-1)个目标像素点和第(t-2)个目标像素点的目标灰度值，并据此计算得到所述第t个目标像素点的待调整灰度值。

这种情况下，所述根据所述第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值，包括：

若色偏量s≤1，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t*(1-s)+p_t-1*s； (1)

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的灰度值，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值。

也就是说，在公式(1)中，s为第一目标像素点的色偏量，p_t和p_t-1分别为与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，根据公式(1)，即可计算得到第一目标像素点的待调整灰度值p′_t。

若色偏量1＜s≤2，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t-1*(2-s)+p_t-2*(s-1)； (2)

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，p_t-2为镜头中心右侧或左侧第(t-2)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值。

也就是说，在公式(2)中，s为第一目标像素点的色偏量，p_t-2和p_t-1分别为与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，根据公式(2)，即可计算得到第一目标像素点的待调整灰度值p′_t。

其中，公式(1)和公式(2)可通过以下方式获取：

在目标通道中，与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点之间，填充r个像素点，从而实现对所述目标通道的图像数据的放大处理。

设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若s≤1，在放大处理后，镜头中心右侧或左侧的第t个基础像素点，对应镜头中心右侧或左侧第t个和第(t-1)个像素点之间的的第r*(1-t*k)个目标像素点。也就是说，镜头中心右侧或左侧第t个和第(t-1)个像素点之间的的第r*(1-t*k)个目标像素点，相对于所述第t个基础像素点来说，不存在色偏现象。其中，r为与所述第一目标像素对应的两个相邻的目标像素点之间填充的像素点的个数，k为所述目标通道中各个目标像素点的色偏变化量，s＝t*k，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量。这种情况下，可得到以下计算公式：

也就是说，能够得到上述公式(1)。

另外，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若色偏量1＜s≤2，在放大处理后，镜头中心右侧或左侧的第t个基础像素点，对应镜头中心右侧或左侧第(t-2)个像素点和第(t-1)个像素点之间的第r*(2-t*k)个目标像素点。也就是说，镜头中心右侧或左侧第(t-2)个像素点和第(t-1)个像素点之间的第r*(2-t*k)个目标像素点，相对于所述第t个基础像素点来说，不存在色偏现象。其中，r为与所述第一目标像素对应的两个相邻的目标像素点之间填充的像素点的个数，k为所述目标通道中各个目标像素点的色偏变化量，s＝t*k，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量。这种情况下，可得到以下计算公式：

也就是说，能够得到上述公式(2)。

相应的，本发明的另一实施例中公开一种应用于三线阵相机的色偏校正装置。参见图6所示的结构示意图，所述应用于三线阵相机的色偏校正装置包括：视场排名模块100、色偏量计算模块200、灰度值计算模块300和灰度值调整模块400。

其中，所述视场排名模块100，用于根据三线阵相机的倾斜方向，确定所述三线阵相机中各个颜色通道的成像芯片的视场大小的排名。

其中，所述三线阵相机的倾斜方向通常包括向左倾斜和向右倾斜两种情况。

各个颜色通道的成像芯片的视场大小遵循“近小远大”的原则，拍摄成像的目标物体的尺寸遵循“近大远小”的原则，也就是说，成像芯片与目标物体的距离越近，视场越小，相应的拍摄的图像数据中目标物体的尺寸越大；成像芯片与目标物体的距离越远，视场越大，相应的拍摄的图像数据中目标物体的尺寸越小。

并且，距离镜头中心越远，成像芯片所成像的目标物体尺寸的大小差别越大。色偏现象具有叠加效应，以镜头中心为基准，距离镜头中心越远，色偏现象越严重。

例如，在图2的应用场景中，所述三线阵相机的倾斜角度为向左倾斜，这种情况下，G芯片的视场最小，相应的成像的图像数据中目标物体的尺寸最大；R芯片的视场最大，相应的成像的图像数据中目标物体的尺寸最小。这种情况下，所述三线阵相机各个颜色通道的成像芯片的成像示意图如图5所示。通常情况下R、G、B三个颜色通道中每行的像素个数相同，但由于三线阵相机倾斜放置，导致各个颜色通道视场不同，成像中目标物的尺寸不同。另外，图5中的虚线l与R、G、B颜色通道的成像交点处为镜头中心所在的位置，而镜头中心所在的位置处的色偏几乎为零，而距离镜头中心所在的位置越远，色偏现象越严重。

所述色偏量计算模块200，用于从所述各个颜色通道中选取视场最小的颜色通道作为基础通道，选取其他颜色通道为目标通道，根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量。

例如，若G芯片的视场最小，B芯片的视场排第二，R芯片的视场最大，则G颜色通道为基础通道，B颜色通道和R颜色通道分别为目标通道。

色偏量是指颜色信息像素级的偏移量。其中，以G颜色通道为基准，对于R颜色通道而言，R颜色通道的最大色偏量指的是距离镜头中心最远的R颜色通道的像素点相对于G颜色通道偏移的像素个数(即偏移量)。色偏量通常以像素为单位，若精确到亚像素级，可以取值为小数。

所述灰度值计算模块300，用于确定所述目标通道中待调整的第一目标像素点，根据所述第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值；

其中，所述第一目标像素点为需要调整灰度值的目标像素点。另外，根据所述第一目标像素点的色偏量的取值范围的不同，能够确定与第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点，继而根据所述与第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，可计算得到所述第一目标像素点的待调整灰度值。

所述灰度值调整模块400，用于将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值。

通过所述灰度值计算模块300，能够计算得到所述第一目标像素点的待调整灰度值，其中，所述第一目标像素点的待调整灰度值为第一目标像素点无色偏情况下的灰度值。这种情况下，所述灰度值调整模块400将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值，从而在调整后，所述第一目标像素点不存在色偏现象。

本发明实施例公开一种应用于三线阵相机的色偏校正装置，通过该装置，能够将第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值，其中，所述待调整灰度值被认为是所述第一目标像素点在无色偏现象下的灰度值，因此，在调整后，能够解决第一目标像素点存在色偏现象的问题。

进一步的，本发明实施例公开的应用于三线阵相机的色偏校正装置在计算第一目标像素点的待调整灰度值时，只需根据目标通道中，与第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值进行计算即可，计算采用的数据量较少，计算方式较为简洁，因此实现时所需的时间较少，具有较强的实时性和高效性。并且，对执行主体的要求性不高，能够应用于FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)等装置中。

进一步的，所述色偏量计算模块200包括：色偏变化量计算单元和色偏量计算单元。

色偏变化量计算单元，用于设定各个颜色通道的每一行图像数据中均包含2m个像素点，通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏变化量k：

其中，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，n为所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量。

所述最大色偏量n为所述目标通道中距离镜头中心最远的目标像素点与所述基础通道的色偏量，其中，最大色偏量n仅与三线阵相机的倾斜方向和角度有关，因此，在三线阵相机安装完成后，所述最大色偏量n将不再发生变化，通常预先由工作人员通过对图像的标定获取。

另外，三线阵相机成像的图像数据由多行像素点构成，各个颜色通道的图像数据中包含的像素点个数通常是相同的，本发明实施例中，设定各个颜色通道的图像数据中均包含2m个像素点。

理论上来说，对于成像芯片上每一个感光点，与其对应的成像点之间的倾斜角度和距离相同，因此相对意义上，每一个像素点的色偏变化量k是一致的。而且，距离镜头中心最远的像素点的色偏量最大，而最大色偏量是由色偏的叠加效应导致的，也就是说，从镜头中心开始，色偏依次叠加导致边缘像素点处色偏量最大，偏色现象最明显，这种原理即为色偏叠加效应原理。依据色偏叠加效应原理，即可得出上述计算色偏变化量的公式。

所述色偏量计算单元，用于通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量：

s＝t*k；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，t的取值为[0，m]。

也就是说，位于镜头中心的像素点的色偏量为0，镜头中心右侧或左侧第一个目标像素点的色偏量为k，镜头中心右侧或左侧第二个目标像素点的色偏量为2k，并依次类推。

例如，若三线阵相机按照图2所示的倾斜角度安装，则确定G颜色通道为基础通道，B颜色通道和R颜色通道均为目标颜色通道，其中，三个颜色通道的每一行图像数据中均包含2m个像素点。并设定B颜色通道中距离镜头中心最远的目标像素点与所述基础通道的色偏量，即最大色偏量为n。

这种情况下，B颜色通道中各个目标像素点的色偏变化量k通过公式：获取。然后，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，则s＝t*k，从而计算得到B颜色通道中各个目标像素点的色偏量。

另外，由于G芯片、B芯片和R芯片的间隔距离相同，则可知R颜色通道中距离镜头中心最远的目标像素点与所述基础通道的色偏量，即最大色偏量为2n。因此，可根据上述计算方法，计算得到R颜色通道中各个目标像素点的色偏量。

进一步的，在本发明实施例中，在获取色偏量后，需要根据第一目标像素点的色偏量，以及与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值。其中，根据第一目标像素点的色偏量取值范围的不同，所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点也不同。

其中，若色偏量s≤1，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第t个目标像素点和第(t-1)个目标像素点。

也就是说，在色偏量s≤1的情况下，若需要计算所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点的待调整灰度值，需要分别获取镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点和第(t-1)个目标像素点的目标灰度值，并据此计算得到所述第t个目标像素点的待调整灰度值。

若色偏量1＜s≤2，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第(t-1)个目标像素点和第(t-2)个目标像素点。

也就是说，在色偏量1＜s≤2的情况下，若需要计算所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点的待调整灰度值，需要分别获取镜头中心右侧或左侧的第(t-1)个目标像素点和第(t-2)个目标像素点的目标灰度值，并据此计算得到所述第t个目标像素点的待调整灰度值。

进一步的，所述灰度值计算模块包括：第一计算单元和第二计算单元。

所述第一计算单元用于若色偏量s≤1，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t*(1-s)+p_t-1*s； (1)

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的灰度值，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值。

也就是说，在公式(1)中，s为第一目标像素点的色偏量，p_t和p_t-1分别为与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，根据公式(1)，即可计算得到第一目标像素点的待调整灰度值p′_t。

所述第二计算单元用于若色偏量1＜s≤2，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t-1*(2-s)+p_t-2*(s-1)；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，p_t-2为镜头中心右侧或左侧第(t-2)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值。

也就是说，在公式(2)中，s为第一目标像素点的色偏量，p_t-2和p_t-1分别为与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，根据公式(2)，即可计算得到第一目标像素点的待调整灰度值p′_t。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明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。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种应用于三线阵相机的色偏校正方法，其特征在于，包括：

根据三线阵相机的倾斜方向，确定所述三线阵相机中各个颜色通道的成像芯片的视场大小的排名；

从所述各个颜色通道中选取视场最小的颜色通道作为基础通道，选取其他颜色通道为目标通道，根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量，其中，所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，指的是距离镜头中心最远的目标像素点所对应的物体，在所述基础通道和目标通道中成像位置的像素的偏差个数；

确定所述目标通道中待调整的第一目标像素点，根据所述第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值；

将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值；

其中，所述根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量，包括：

设定各个颜色通道的每一行图像数据中均包含2m个像素点，通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏变化量k：

其中，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，n为所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量；

通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量：

s＝t*k；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，t的取值为[0，m]；

其中，若色偏量s≤1，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第t个目标像素点和第(t-1)个目标像素点；

若色偏量1＜s≤2，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第(t-1)个目标像素点和第(t-2)个目标像素点。

2.根据权利要求1所述的应用于三线阵相机的色偏校正方法，其特征在于，所述根据所述第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值，包括：

若色偏量s≤1，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t*(1-s)+p_t-1*s；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的灰度值，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值；

若色偏量1＜s≤2，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t-1*(2-s)+p_t-2*(s-1)；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，p_t-2为镜头中心右侧或左侧第(t-2)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值。

3.一种应用于三线阵相机的色偏校正装置，其特征在于，包括：

视场排名模块，用于根据三线阵相机的倾斜方向，确定所述三线阵相机中各个颜色通道的成像芯片的视场大小的排名；

色偏量计算模块，用于从所述各个颜色通道中选取视场最小的颜色通道作为基础通道，选取其他颜色通道为目标通道，根据所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量，其中，所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量，指的是距离镜头中心最远的目标像素点所对应的物体，在所述基础通道和目标通道中成像位置的像素的偏差个数；

灰度值计算模块，用于确定所述目标通道中待调整的第一目标像素点，根据所述第一目标像素点的色偏量，以及所述目标通道中与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点的目标灰度值，计算所述第一目标像素点的待调整灰度值；

灰度值调整模块，用于将所述第一目标像素点的灰度值调整为所述待调整灰度值；

其中，所述色偏量计算模块包括：

色偏变化量计算单元，用于设定各个颜色通道的每一行图像数据中均包含2m个像素点，通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏变化量k：

其中，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，n为所述目标通道中的目标像素点与所述基础通道中的基础像素点之间的最大色偏量；

色偏量计算单元，用于通过以下公式计算所述目标通道中各个目标像素点的色偏量：

s＝t*k；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，k为所述各个目标像素点的色偏变化量，t的取值为[0，m]；

其中，若色偏量s≤1，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第t个目标像素点和第(t-1)个目标像素点；

若色偏量1＜s≤2，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，若所述第一目标像素点为所述镜头中心右侧或左侧的第t个目标像素点，则所述与所述第一目标像素点对应的两个相邻的目标像素点分别为镜头右侧或左侧的第(t-1)个目标像素点和第(t-2)个目标像素点。

4.根据权利要求3所述的应用于三线阵相机的色偏校正装置，其特征在于，所述灰度值计算模块包括：第一计算单元和第二计算单元，

所述第一计算单元用于若色偏量s≤1，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t*(1-s)+p_t-1*s；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的灰度值，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值；

所述第二计算单元用于若色偏量1＜s≤2，根据以下公式计算所述第一目标像素点的待调整灰度值：

p′_t＝p_t-1*(2-s)+p_t-2*(s-1)；

其中，设定镜头中心的像素点为第0个像素点，p_t-1为镜头中心右侧或左侧第(t-1)个目标像素点的灰度值，p_t-2为镜头中心右侧或左侧第(t-2)个目标像素点的灰度值，s为镜头中心右侧或左侧第t个目标像素点的色偏量，p′_t为所述第一目标像素点的待调整灰度值。