CN107135384A - 白平衡调节方法、装置、图像处理终端及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明适用计算机技术领域，提供了一种白平衡调节方法，该方法包括：接收待处理图像，将待处理图像转换到预设的色彩空间，待处理图像包括左眼图像和右眼图像；对转换后的待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得待处理图像的参考白点；根据参考白点计算待处理图像每个通道的增益，根据增益对待处理图像的每个通道进行调节；在调节后的待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据参考图像每个通道的直方图，对待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，从而对左右眼图像进行白平衡处理和色彩匹配，有效地解决了左右眼图像的偏色问题，使得白平衡处理后的左眼图像和右眼图像的颜色信息相近，使得左右眼图像都达到日光照射下的颜色状态。

Description

白平衡调节方法、装置、图像处理终端及存储介质

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种白平衡调节方法、装置、图像处理终端及存储介质。

背景技术

在3D成像中左右眼图像信息来源于光照，左右眼图像的颜色信息取决于光源的色温，当色温偏高时，左右眼图像呈现偏蓝的状态，当色温偏低时，左右眼图像呈现偏红的状态，例如，在3D内窥镜中，左右眼图像会呈现偏色的状态。白平衡技术用来消除这类偏色效果，使图像更接近人眼的视觉标准。

目前，有多种白平衡处理算法，例如灰度世界算法和完美反射算法。在灰度世界算法中，假设对于彩色的图像而言，红色、绿色和蓝色三个通道的平均值应该等于一个灰度值。在完美反射算法中，假设在图像中包含能够反射全部红光的物体、能够反射全部绿光的物体和能够反射全部蓝光的物体，将图像所有像素中红色的最大值Rmax、绿色的最大值Gmax和蓝色的最大值Bmax当作是光线的颜色，即白色物体在该光源下所呈现的颜色估算为(Rmax，Gmax，Bmax)。此外，Ching-Chih Weng等人提出的白平衡算法以白点检测为基础进行左右眼图像的白平衡调节，Yuan hai等人所提出的算法在白点检测的基础上增加了色彩匹配。这些算法大多是针对一副图像的处理，无法有效地对左右眼图像进行白平衡处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种左右眼图像的白平衡调节方法、装置、图像处理终端及存储介质，旨在解决现有技术无法有效地对左右眼图像进行白平衡调节，导致经白平衡处理后的左右眼图像颜色信息差异较大。

一方面，本发明提供了一种白平衡调节方法，所述方法包括下述步骤：

接收待处理图像，将所述待处理图像转换到预设的色彩空间，所述待处理图像包括左眼图像和右眼图像；

对转换后的所述待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得所述待处理图像中的参考白点；

根据所述参考白点计算所述待处理图像每个通道的增益，根据所述增益对所述待处理图像的每个通道进行调节；

在调节后的所述待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据所述参考图像每个通道的直方图，对所述待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，以对所述待匹配图像进行色彩匹配。

另一方面，本发明提供了一种白平衡调节装置，所述装置包括：

色彩空间转换单元，用于接收待处理图像，将所述待处理图像转换到预设的色彩空间，所述待处理图像包括左眼图像和右眼图像；

白点检测筛选单元，用于对转换后的所述待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得所述待处理图像中的参考白点；

白平衡调节单元，用于根据所述参考白点计算所述待处理图像每个通道的增益，根据所述增益对所述待处理图像的每个通道进行调节；以及

色彩匹配单元，用于在调节后的所述待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据所述参考图像每个通道的直方图，对所述待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，以对所述待匹配图像进行色彩匹配。

另一方面，本发明还提供了一种图像处理终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述一种白平衡调节方法所述的步骤。

另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述一种白平衡调节方法所述的步骤。

本发明将接收到的待处理图像转换到预设的色彩空间，该待处理图像包括左眼图像和右眼图像，对转换后的待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得该待处理图像的参考白点，根据参考白点计算待处理图像每个通道的增益，根据这些增益对待处理图像的每个通道进行调节，在调节后的待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据参考图像每个通道的直方图对待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，以对待匹配图像进行色彩匹配，从而在完成对左眼图像和右眼图像的白平衡调节后，通过色彩匹配使得左眼图像和右眼图像的颜色信息相近，有效地解决了左右眼图像的偏色问题，使得左右眼图像都达到日光照射下的颜色状态。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的白平衡调节方法的实现流程图；

图2是本发明实施例二提供的白平衡调节装置的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的白平衡调节装置的优选结构示意图；以及

图4是本发明实施例三提供的图像处理终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图1示出了本发明实施例一提供的白平衡调节方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S101中，接收待处理图像，将待处理图像转换到预设的色彩空间，待处理图像包括左眼图像和右眼图像。

在本发明实施例中，待处理图像包括左眼图像和右眼图像，分别将左眼图像和右眼图像从RGB色彩空间转换到预设的色彩空间，以便后续更准确地检测对左眼图像和右眼图像进行白点检测。预设的色彩空间可为YUV色彩空间、YC_bC_r色彩空间等。当预设的色彩空间为YUV色彩空间时，将图像从RGB色彩空间转化为YUV色彩空间的转换公式为：

其中，Y为亮度分量，U和V为两个色度分量。

在步骤S102中，对转换后的待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得待处理图像中的参考白点。

在本发明实施例中，根据预设的白点检测公式(或白点检测约束条件)分别对转换后的待处理图像中的左眼图像和右眼图像进行白点检测，检测出来的白点并不是都可以用来作为白平衡调节的白点，因此还需进行白点筛选，可将检测出来的白点按照亮度分量的大小进行排序，在排序后的白点中选取排在前面的预设比例的白点作为参考白点。作为示例地，当预设的色彩空间为YUV色彩空间时，白点检测公式可为：

其中，Y(i,j)-|U(i,j)|-|V(i,j)|＜K*(Yave-Uave-Vave)，Y(i,j)为当前进行白点检测的图像上位置(i,j)处的亮度分量，U(i,j)和V(i,j)为色度分量，K为预设系数，Yave为当前进行白点检测的图像Y的均值，Uave、Vave分别为U和V的均值。通过实验得出，K的取值在2.5～3.5之间较为合适。

在步骤S103中，根据参考白点计算待处理图像每个通道的增益，根据增益对待处理图像的每个通道进行调节。

在本发明实施例中，在筛选得到参考白点后，计算所有参考白点的亮度分量的均值yave和所有参考白点RGB各个通道的均值Rave、Gave、Bave。可根据所有参考白点亮度分量的均值和所有参考白点RGB各个通道的均值，计算待处理图像每个通道的增益，根据所有增益对待处理图像每个通道进行调节。具体地，每个通道增益的计算公式为：

其中，Rgain、Ggain和Bgain分别为R、G和B通道的增益；

根据所有增益对待处理图像每个通道进行调节的公式为：

其中，Rnew、Gnew和Bnew分别是调节后的待处理图像R、G和B通道的值。

在步骤S104中，在调节后的待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据参考图像每个通道的直方图，对待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，以对待匹配图像进行色彩匹配。

在本发明实施例中，在调节后的待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，即在待处理图像中的左眼图像和右眼图像中选出一张作为参考图像，另一张则为待匹配图像，通过直方图均衡化对待匹配图像进行色彩匹配，以使得参考图像与待匹配图像的颜色信息尽可能地接近。

具体地，在确定参考图像和待匹配图像时，计算调节后的左眼图像亮度分量的均值Yav1和右眼图像亮度分量的均值Yav2，进而得到左眼图像和右眼图像的亮度总均值Yav＝Yav1+Yav2，判断亮度总均值是否超过预设的亮度阈值，当超过时，将左眼图像和右眼图像中亮度值低(即亮度分量的数值低)的图像设置为参考图像，亮度值高的则为待匹配图像，当未超过时，将左眼图像和右眼图像中亮度值高的图像设置为参考图像，亮度值低的则为待匹配图像。

具体地，在直方图均衡化过程中，可获取参考图像每个通道的值和待匹配图像每个通道的值，并根据参考图像每个通道的值，建立参考图像每个通道的直方图，根据这些直方图分别对待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，其中，对待匹配图像每个通道进行直方图均衡化的公式为：

其中，Rmatch、Gmatch和Bmatch分别为待匹配图像直方图均衡化前(或色彩匹配前)的RGB通道值，Rref_hist、Rref_hist和Rref_hist分别为参考图像RGB通道的直方图，Rout、Gout和Bout为待匹配图像直方图均衡化后(或色彩匹配后)的RGB通道值。

在本发明实施例中，对包括左眼图像和右眼图像的待处理图像进行色彩空间转换、白点检测、白点筛选以及通道的调节，在调节后的待处理图像中选取参考图像和待匹配图像，根据参考图像每个通道的直方图对待匹配图像进行直方图均衡化，以对待匹配图像进行色彩匹配，从而不仅完成了对左眼图像和右眼图像的白平衡调节，有效地解决了左右眼图像的偏色问题，且通过色彩匹配使得左眼图像和右眼图像的颜色信息较为相近。

实施例二：

图2示出了本发明实施例二提供的白平衡调节装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：

色彩空间转换单元21，用于接收待处理图像，将待处理图像转换到预设的色彩空间，待处理图像包括左眼图像和右眼图像。

在本发明实施例中，分别将左眼图像和右眼图像从RGB色彩空间转换到预设的色彩空间，以便后续更准确地检测对左眼图像和右眼图像进行白点检测。预设的色彩空间可为YUV色彩空间、YC_bC_r色彩空间等。当预设的色彩空间为YUV色彩空间时，将图像从RGB色彩空间转化为YUV色彩空间的转换公式为：

其中，Y为亮度分量，U和V为两个色度分量。

白点检测筛选单元22，用于对转换后的待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得待处理图像中的参考白点。

在本发明实施例中，根据预设的白点检测公式，分别对转换后的待处理图像中的左眼图像和右眼图像进行白点检测，检测出来的白点并不是都可以用来作为白平衡调节的白点，因此还需进行白点筛选，可将检测出来的白点按照亮度分量的大小进行排序，在排序后的白点中选取排在前面的预设比例的白点作为参考白点。作为示例地，当预设的色彩空间为YUV色彩空间时，白点检测公式可为：

Y(i,j)-|U(i,j)|-|V(i,j)|＜K*(Yave-Uave-Vave)，其中，Y(i,j)为当前进行白点检测的图像上位置(i,j)处的亮度分量，U(i,j)和V(i,j)为色度分量，K为预设系数，Yave为当前进行白点检测的图像Y的均值，Uave、Vave分别为U和V的均值。通过实验得出，K的取值在2.5～3.5之间较为合适。

白平衡调节单元23，用于根据参考白点计算待处理图像每个通道的增益，根据增益对待处理图像的每个通道进行调节。

在本发明实施例中，在筛选得到参考白点后，计算所有参考白点的亮度分量的均值yave和所有参考白点RGB各个通道的均值Rave、Gave、Bave。可根据所有参考白点亮度分量的均值和所有参考白点RGB各个通道的均值，计算待处理图像每个通道的增益，根据所有增益对待处理图像每个通道进行调节。具体地，每个通道增益的计算公式为：

其中，Rgain、Ggain和Bgain分别为R、G和B通道的增益；

根据所有增益对待处理图像每个通道进行调节的公式为：

其中，Rnew、Gnew和Bnew分别是调节后的待处理图像R、G和B通道的值。

色彩匹配单元24，用于在调节后的待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据参考图像每个通道的直方图，对待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，以对待匹配图像进行色彩匹配。

在本发明实施例中，在调节后的待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，即在待处理图像中的左眼图像和右眼图像中选出一张作为参考图像，另一张则为待匹配图像，通过直方图均衡化对待匹配图像进行色彩匹配，以使得参考图像与待匹配图像的颜色信息尽可能地接近。

具体地，在确定参考图像和待匹配图像时，计算调节后的左眼图像亮度分量的均值Yav1和右眼图像亮度分量的均值Yav2，进而得到左眼图像和右眼图像的亮度总均值Yav＝Yav1+Yav2，判断亮度总均值是否超过预设的亮度阈值，当超过时，将左眼图像和右眼图像中亮度值低的图像设置为参考图像，亮度值高的则为待匹配图像，当未超过时，将左眼图像和右眼图像中亮度值高的图像设置为参考图像，亮度值低的则为待匹配图像。

具体地，在直方图均衡化过程中，可获取参考图像每个通道的值和待匹配图像每个通道的值，并根据参考图像每个通道的值，建立参考图像每个通道的直方图，根据这些直方图分别对待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，其中，对待匹配图像每个通道进行直方图均衡化公式为：

其中，Rmatch、Gmatch和Bmatch分别为待匹配图像直方图均衡化前(或色彩匹配前)的RGB通道值，Rref_hist、Rref_hist和Rref_hist分别为参考图像RGB通道的直方图，Rout、Gout和Bout为待匹配图像直方图均衡化后(或色彩匹配后)的RGB通道值。

优选地，如图3所示，白点检测筛选单元22包括白点检测单元321和白点筛选单元322，其中：

白点检测单元321，用于根据预设的白点检测公式，对转换后的待处理图像进行白点检测；以及

白点筛选单元322，用于对白点检测得到的白点进行排序，在排序后的白点中选取预设比例的白点，将选取的白点设置为参考白点。

优选地，色彩匹配单元24包括均值计算单元341、图像设置单元342、直方图均衡化单元343和通道设置单元344，其中：

均值计算单元341，用于计算调节后的待处理图像中左眼图像和右眼图像的亮度总均值；

图像设置单元342，用于当亮度总均值超过预设亮度阈值时，将调节后的待处理图像中亮度值低的图像设置为参考图像，否则将调节后的待处理图像中亮度值高的图像设置为参考图像；

直方图建立单元343，用于获取参考图像每个通道的值和待匹配图像每个通道的值，根据参考图像每个通道的值建立参考图像每个通道的直方图；以及

直方图均衡化单元344，用于根据参考图像每个通道的直方图，对待匹配图像每个通道的值进行直方图均衡化。

在本发明实施例中，对包括左眼图像和右眼图像的待处理图像进行色彩空间转换、白点检测、白点筛选以及通道的调节，在调节后的待处理图像中选取参考图像和待匹配图像，根据参考图像每个通道的直方图对待匹配图像进行直方图均衡化，以对待匹配图像进行色彩匹配，从而不仅完成了对左眼图像和右眼图像的白平衡调节，有效地解决了左右眼图像的偏色问题，且通过色彩匹配使得左眼图像和右眼图像的颜色信息较为相近。

在本发明实施例中，来电提醒装置的各单元可由相应的硬件或软件单元实现，各单元可以为独立的软、硬件单元，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。

实施例三：

图4示出了本发明实施例三提供的图像处理终端的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例的图像处理终端4包括处理器41、存储器42以及存储在存储器42中并可在处理器41上运行的计算机程序43。该处理器41执行计算机程序43时实现上述白平衡调节方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至104。或者，处理器41执行计算机程序42时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图2或图3所示单元21至24的功能。

在本发明实施例中，接收待处理图像，将待处理图像转换到预设的色彩空间，其中待处理图像包括左眼图像和右眼图像，对转换后的待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得待处理图像中的参考白点。根据参考白点计算待处理图像每个通道的增益，根据增益对待处理图像的每个通道进行调节。在调节后的待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据参考图像每个通道的直方图对待匹配图像进行直方图均衡化，，以对待匹配图像进行色彩匹配。从而不仅完成了对左眼图像和右眼图像的白平衡调节，有效地解决了左右眼图像的偏色问题，且通过色彩匹配使得左眼图像和右眼图像的颜色信息较为相近。本发明实施例的具体实施内容可参照实施例一中各步骤，不再赘述。

实施例五：

在本发明实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤，例如，图1所示的步骤101至104。或者，该计算机程序被处理器执行时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图2所示单元21至24的功能。

在本发明实施例中，接收待处理图像，将待处理图像转换到预设的色彩空间，其中待处理图像包括左眼图像和右眼图像，对转换后的待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得待处理图像中的参考白点。根据参考白点计算待处理图像每个通道的增益，根据增益对待处理图像的每个通道进行调节。在调节后的待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据参考图像每个通道的直方图对待匹配图像进行直方图均衡化，以对待匹配图像进行色彩匹配。从而不仅完成了对左眼图像和右眼图像的白平衡调节，有效地解决了左右眼图像的偏色问题，且通过色彩匹配使得左眼图像和右眼图像的颜色信息较为相近。本发明实施例的具体实施内容可参照实施例一中各步骤，不再赘述。

本发明实施例的计算机可读存储介质可以包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质，例如，ROM/RAM、磁盘、光盘、闪存等存储器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种白平衡调节方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

接收待处理图像，将所述待处理图像转换到预设的色彩空间，所述待处理图像包括左眼图像和右眼图像；

对转换后的所述待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得所述待处理图像中的参考白点；

根据所述参考白点计算所述待处理图像每个通道的增益，根据所述增益对所述待处理图像的每个通道进行调节；

在调节后的所述待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据所述参考图像每个通道的直方图，对所述待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，以对所述待匹配图像进行色彩匹配。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对转换后的所述待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得所述待处理图像中的参考白点的步骤，包括：

根据预设的白点检测公式，对所述转换后的待处理图像进行白点检测；

对所述白点检测得到的白点进行排序，在所述排序后的白点中选取预设比例的白点，将所述选取的白点设置为所述参考白点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在调节后的所述待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据所述参考图像每个通道的直方图，对所述待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，以对所述待匹配图像进行色彩匹配的步骤，包括：

获取所述参考图像每个通道的值和所述待匹配图像每个通道的值，根据所述参考图像每个通道的值建立所述参考图像每个通道的直方图；

根据所述参考图像每个通道的直方图，对所述待匹配图像每个通道的值进行直方图均衡化。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述参考图像每个通道的值，建立所述参考图像每个通道的直方图，对所述所有直方图进行均衡化的步骤之前，所述方法还包括：

计算所述调节后的待处理图像中左眼图像和右眼图像的亮度总均值；

当所述亮度总均值超过预设亮度阈值时，将所述调节后的待处理图像中亮度值低的图像设置为所述参考图像，否则将所述调节后的待处理图像中亮度值高的图像设置为所述参考图像。

5.一种白平衡调节装置，其特征在于，所述装置包括：

色彩空间转换单元，用于接收待处理图像，将所述待处理图像转换到预设的色彩空间，所述待处理图像包括左眼图像和右眼图像；

白点检测筛选单元，用于对转换后的所述待处理图像进行白点检测和白点筛选，获得所述待处理图像中的参考白点；

白平衡调节单元，用于根据所述参考白点计算所述待处理图像每个通道的增益，根据所述增益对所述待处理图像的每个通道进行调节；以及

色彩匹配单元，用于在调节后的所述待处理图像中确定参考图像和待匹配图像，根据所述参考图像每个通道的直方图，对所述待匹配图像每个通道进行直方图均衡化，以对所述待匹配图像进行色彩匹配。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述白点检测筛选单元包括：

白点检测单元，用于根据预设的白点检测公式，对所述转换后的待处理图像进行白点检测；以及

白点筛选单元，用于对所述白点检测得到的白点进行排序，在所述排序后的白点中选取预设比例的白点，将所述选取的白点设置为所述参考白点。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述色彩匹配单元包括：

直方图建立单元，用于获取所述参考图像每个通道的值和所述待匹配图像每个通道的值，根据所述参考图像每个通道的值建立所述参考图像每个通道的直方图；以及

直方图均衡化单元，用于根据所述参考图像每个通道的直方图，对所述待匹配图像每个通道的值进行直方图均衡化。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述色彩匹配单元还包括：

均值计算单元，用于计算所述调节后的待处理图像中左眼图像和右眼图像的亮度总均值；以及

图像设置单元，用于当所述亮度总均值超过预设亮度阈值时，将所述调节后的待处理图像中亮度值低的图像设置为所述参考图像，否则将所述调节后的待处理图像中亮度值高的图像设置为所述参考图像。

9.一种图像处理终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。