CN109005397A - 一种图像白平衡的调整方法、装置、图像处理芯片及存储装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于图像处理技术领域，提供了一种图像白平衡的调整方法、装置、图像处理芯片及存储装置，所述方法包括：白点直方图统计步骤：根据制作好的色温曲线获取当前帧图像的白点并对获取的白点进行直方图统计；白平衡矫正参数修正步骤：根据获取的白点计算得到白平衡矫正参数并根据白点的直方图对白平衡矫正参数进行修正；图像白平衡矫正步骤：采用修正后的白平衡矫正参数对下一帧图像进行白平衡矫正。采用本发明的技术方案，可以提高色温曲线自动白平衡算法的精度。
Description
技术领域
本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种图像白平衡的调整方法、装置、图像处理芯片及存储装置。
背景技术
白平衡调整是彩色成像、彩色显示等设备的重要组成部分。白平衡调整是指采用数字信号处理手段，根据图像数据，自适应地校正由于图像传感器获取的图像色温偏差，或者液晶显示器的色温偏差，使其与实际的场景色温尽可能一致。
自动白平衡按处理图像的方式可以分为全局白平衡和局部自平衡，全局白平衡对图像中的全部像素进行处理，局部白平衡只选择出那些满足某种条件的像素进行处理可，用得最多的方法是选择出“白点”或“白色区域”进行处理，这类算法的技巧在于如何判断和选择“白点”或“白色区域”。根据白平衡的理论基础可以分为灰度算法、自适应的白平衡算法、色温曲线法等。
目前色温曲线法是大多数图像处理芯片中采用的算法，该算法考虑了不同色温下的情况，它在算法精度上多数场合会优于自适应白点法，算法的硬件成本也比较低。但是在实际的应用上，我们发现色温曲线的方法的精度还是不够，特别是场景颜色比较单一的情况下。
从算法原理上来分析，算法从色温曲线获取了一个白点区间，然后在白点区间里面做像素点的累加统计，所以算法默认在白点区间内，还是出于一个灰度世界的假设前提，即R,G,B的颜色累加和相等。所以在场景颜色分布不均的时候，色温曲线法也会有灰度世界法一样的精度不高的缺陷。
发明内容
本发明实施例提供了一种图像白平衡的调整方法、装置、图像处理芯片及存储装置，旨在解决现有技术的色温曲线自动白平衡算法的精度不高的技术问题。
在本发明实施例中，提供一种图像白平衡的调整方法，所述方法包括：
白点直方图统计步骤：根据制作好的色温曲线获取当前帧图像的白点并对获取的白点进行直方图统计；
白平衡矫正参数修正步骤：根据获取的白点计算得到白平衡矫正参数并根据白点的直方图对白平衡矫正参数进行修正；
图像白平衡矫正步骤：采用修正后的白平衡矫正参数对下一帧图像进行白平衡矫正。
本发明实施例中，所述方法还包括：
色温曲线制作步骤：对色温照进行矫正,得到各个色域通道的矫正参数，根据各个色域通道的矫正参数制作色温曲线，并拟合出白点区间。
本发明实施例中，所述白点直方图统计步骤中，在HSI空间域内做的直方图统计。
本发明实施例中，所述白平衡矫正参数修正步骤包括：
在每个白点的色调h和色饱和度s形成的直方图中，得到每一个色调h与色饱和度累加值Hist的对应关系以及总的色饱和度累加值total；
在直方图中找出连续N个色调色阶的Hist面积最大的区域，计算出该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid，其中，N为整数且N<192；
根据该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid计算出白平衡调整因子Kr，Kb；
根据所述白平衡调整因子Kr，Kb修正白平衡矫正参数，
R’gain＝Kr*Rgain，
B’gain＝Kb*Bgain，
其中，Rgain、Bgain为修正前的白平衡矫正参数，R’gain、B’gain为修正后的白平衡矫正参数。
本发明实施例中，所述白平衡调整因子Kr，Kb的具体计算方式如下：
所述坐标中值Hmid在0到128之间时，
Kb＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*Hmid/128)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid在128到256之间时，Kb＝(192+192*(256-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid大于256时，Kb＝(192+192*(Hmid-256)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*(N-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
其中，K为设定的系数。
本发明实施例中，还提供了一种图像白平衡的调整装置，所述装置包括：
白点直方图统计单元，用于根据制作好的色温曲线获取当前帧图像的白点并对获取的白点进行直方图统计；
白平衡矫正参数修正单元，用于根据获取的白点计算得到白平衡矫正参数并根据白点的直方图对白平衡矫正参数进行修正；
图像白平衡矫正单元，用于采用修正后的白平衡矫正参数对下一帧图像进行白平衡矫正。
本发明实施例中，所述装置还包括
色温曲线制作单元，用于对色温照进行矫正,得到各个色域通道的矫正参数，根据各个色域通道的矫正参数制作色温曲线，并拟合出白点区间。
本发明实施例中，所述白点直方图统计单元在HSI空间域内做的直方图统计。
本发明实施例中，所述白平衡矫正参数修正单元修正白平衡矫正参数的过程如下：
在每个白点的色调h和色饱和度s形成的直方图中，得到每一个色调h与色饱和度累加值Hist的对应关系以及总的色饱和度累加值total；
在直方图中找出连续N个色调色阶的Hist面积最大的区域，计算出该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid，其中，N为整数且N<192；
根据该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid计算出白平衡调整因子Kr，Kb；
根据所述白平衡调整因子Kr，Kb修正白平衡矫正参数，
R’gain＝Kr*Rgain，
B’gain＝Kb*Bgain，
其中，Rgain、Bgain为修正前的白平衡矫正参数，R’gain、B’gain为修正后的白平衡矫正参数。
本发明实施例中，所述白平衡调整因子Kr，Kb的具体计算方式如下：
所述坐标中值Hmid在0到128之间时，
Kb＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*Hmid/128)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid在128到256之间时，Kb＝(192+192*(256-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid大于256时，Kb＝(192+192*(Hmid-256)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*(N-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
其中，K为设定的系数。
本发明实施例中，还提供了一种图像处理芯片，所述图像处理芯片包括至少一处理器、存储器及接口，所述至少一处理器、存储器及接口均通过总线连接；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述图像处理芯片执行上述的图像白平衡的调整方法。
本发明实施例中，还提供了一种存储装置，所述装置上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现权利要求上述的的图像白平衡的调整方法的步骤。
与现有技术相比较，采用上述图像白平衡的调整方法、装置、图像处理芯片及存储装置，根据制作好的色温曲线获取当前帧图像的白点并对获取的白点进行直方图统计，并根据白点的直方图对白平衡矫正参数进行修正，通过对色度直方图的判断来矫正一些颜色分布不均场景下的颜色偏差，从而提高色温曲线自动白平衡算法的精度。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的图像白平衡的调整方法的实现流程图；
图2是本发明实施例二提供的图像白平衡的调整装置的结构图；
图3是本发明实施例三提供的图像处理芯片的结构示意图。
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图像白平衡的调整方法的实现流程，所述方法包括步骤S1至步骤S4，下面分别进行详细说明。
步骤S1、色温曲线制作步骤：对色温照进行矫正,得到各个色域通道的矫正参数，根据各个色域通道的矫正参数制作色温曲线，并拟合出白点区间。
步骤S2、白点直方图统计步骤：根据制作好的色温曲线获取当前帧图像的白点并对获取的白点进行直方图统计。
具体的，步骤S2中，在HSI空间域内做的直方图统计，根据每个白点的色调h和色饱和度s，得到每一个色调h与色饱和度累加值Hist对应关系的直方图和总的色饱和度累加值total。
将图像转化到HSI空间域内做直方图统计的计算机代码示例如下：
步骤S3、白平衡矫正参数修正步骤：根据获取的白点计算得到白平衡矫正参数并根据白点的直方图对白平衡矫正参数进行修正。
需要说明的是，本步骤中，采用常规的方式根据获取的白点计算出图像的白平衡矫正参数Rgain、Bgain。
进一步地，对白平衡矫正参数修正的过程具体包括：
根据每个白点的色调h和色饱和度s，得到每一个色调h与色饱和度累加值Hist对应关系的直方图和总的色饱和度累加值total；
在直方图中找出连续N个色调色阶的Hist面积最大的区域，计算出该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid，其中，N为整数且N<192；
根据该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid计算出白平衡调整因子Kr，Kb；
根据所述白平衡调整因子Kr，Kb修正白平衡矫正参数，
R’gain＝Kr*Rgain，
B’gain＝Kb*Bgain，
其中，Rgain、Bgain为修正前的白平衡矫正参数，R’gain、B’gain为修正后的白平衡矫正参数。
具体地，所述白平衡调整因子Kr，Kb的具体计算方式如下：
所述坐标中值Hmid在0到128之间时，
Kb＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*Hmid/128)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid在128到256之间时，Kb＝(192+192*(256-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid大于256时，Kb＝(192+192*(Hmid-256)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*(N-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
其中，K为设定的系数。
需要说明的是，在上述计算公式中，Hmid的值表示了图像主要的色度分布区域，假设图像单一偏色，必须在Hmax的对立色上做颜色补偿。假设颜色偏红色，也就是Hmid落在R附近(所述坐标中值Hmid大于256时)，Kb就必须增大，而Kr必须减小；假设颜色偏绿色，也就是Hmid落在G附近(所述坐标中值Hmid在0到128之间时)，Kr就必须增大，而Kb必须增大；假设颜色偏蓝色，也就是Hmid落在B附近(所述坐标中值Hmid在128到256之间时)，Kr就必须增大，而Kb必须减小；Hmax表示连续N阶的色度直方图面积，面积越大，说明图像在偏色越严重，Hmax占整个色度空间的比例(Hmax*256/total)与平均区域的比例(N*256/384)相差越大，Kr或者Kb调整越大。
步骤S4、图像白平衡矫正步骤：采用修正后的白平衡矫正参数对下一帧图像进行白平衡矫正。
经过上述图像处理过程后，即可完成对整个图像的白平衡的调整，由于根据白点的直方图对白平衡矫正参数进行修正，通过对色度直方图的判断来矫正一些颜色分布不均场景下的颜色偏差，从而提高色温曲线自动白平衡算法的精度。
实施例二
图2示出了本发明实施例二提供的图像白平衡的调整装置包括：
色温曲线制作单元21，用于对色温照进行矫正,得到各个色域通道的矫正参数，根据各个色域通道的矫正参数制作色温曲线，并拟合出白点区间；
白点直方图统计单元22，用于根据制作好的色温曲线获取当前帧图像的白点并对获取的白点进行直方图统计；
白平衡矫正参数修正单元23，用于根据获取的白点计算得到白平衡矫正参数并根据白点的直方图对白平衡矫正参数进行修正；
图像白平衡矫正单元24，用于采用修正后的白平衡矫正参数对下一帧图像进行白平衡矫正。
本实施例中，所述白点直方图统计单元22在HSI空间域内做的直方图统计。所述白平衡矫正参数修正单元23修正白平衡矫正参数的过程如下：
根据每个白点的色调h和色饱和度s，得到每一个色调h与色饱和度累加值Hist对应关系的直方图和总的色饱和度累加值total；
在直方图中找出连续N个色调色阶的Hist面积最大的区域，计算出该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid，其中，N为整数且N<192；
根据该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid计算出白平衡调整因子Kr，Kb；
根据所述白平衡调整因子Kr，Kb修正白平衡矫正参数，
R’gain＝Kr*Rgain，
B’gain＝Kb*Bgain，
其中，Rgain、Bgain为修正前的白平衡矫正参数，R’gain、B’gain为修正后的白平衡矫正参数。
进一步地，所述白平衡调整因子Kr，Kb的具体计算方式如下：
所述坐标中值Hmid在0到128之间时，
Kb＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*Hmid/128)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid在128到256之间时，Kb＝(192+192*(256-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid大于256时，Kb＝(192+192*(Hmid-256)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*(N-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
其中，K为设定的系数。
实施例三
如图3所示，本发明实施例三提供在本发明实施例中，提供一种图像处理芯片，其包括至少一处理器310、存储器320及接口330，所述至少一处理器310、存储器320及接口330均通过总线连接；
所述存储器320存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器310执行所述存储器320存储的计算机执行指令，使得所述图像处理芯片执行实施例一所述的图像白平衡的调整方法。
进一步地，本发明实施例还提供一种存储装置，所述装置上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现上述的图像白平衡的调整方法的步骤。
综上所述，采用本发明的图像白平衡的调整方法、装置、图像处理芯片及存储装置对亮度进行分阶，并针对不同的亮度设定不同的白点筛选条件，根据不同的亮度区间的白平衡增益综合得到整个图像的白平衡增益，能够在具有很强的白平衡的兼容性的同时不会导致白平衡失调，且调节快速，逻辑设计简单，资源消耗小，易于实现。
值得注意的是，本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的步骤或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤，而前述的存储介质包括：RO384、RA384、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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 (12)
1.一种图像白平衡的调整方法，其特征在于，所述方法包括：
白点直方图统计步骤：根据制作好的色温曲线获取当前帧图像的白点并对获取的白点进行直方图统计；
白平衡矫正参数修正步骤：根据获取的白点计算得到白平衡矫正参数并根据白点的直方图对白平衡矫正参数进行修正；
图像白平衡矫正步骤：采用修正后的白平衡矫正参数对下一帧图像进行白平衡矫正。
2.如权利要求1所述的图像白平衡的调整方法，其特征在于，还包括：
色温曲线制作步骤：对色温照进行矫正,得到各个色域通道的矫正参数，根据各个色域通道的矫正参数制作色温曲线，并拟合出白点区间。
3.如权利要求1所述的图像白平衡的调整方法，其特征在于，所述白点直方图统计步骤中，在HSI空间域内做的直方图统计。
4.如权利要求3所述的图像白平衡的调整方法，其特征在于，所述白平衡矫正参数修正步骤中，对白平衡矫正参数修正的过程具体包括：
在每个白点的色调h和色饱和度s形成的直方图中，得到每一个色调h与色饱和度累加值Hist的对应关系以及总的色饱和度累加值total；
在直方图中找出连续N个色调色阶的Hist面积最大的区域，计算出该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid，其中，N为整数且N<192；
根据该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid计算出白平衡调整因子Kr，Kb；
根据所述白平衡调整因子Kr，Kb修正白平衡矫正参数，
R’gain＝Kr*Rgain，
B’gain＝Kb*Bgain，
其中，Rgain、Bgain为修正前的白平衡矫正参数，R’gain、B’gain为修正后的白平衡矫正参数。
5.如权利要求4所述的图像白平衡的调整方法，其特征在于，所述白平衡调整因子Kr，Kb的具体计算方式如下：
所述坐标中值Hmid在0到128之间时，
Kb＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*Hmid/128)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid在128到256之间时，Kb＝(192+192*(256-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid大于256时，Kb＝(192+192*(Hmid-256)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*(N-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，其中，K为设定的系数。
6.一种图像白平衡的调整装置，其特征在于，所述装置包括：
白点直方图统计单元，用于根据制作好的色温曲线获取当前帧图像的白点并对获取的白点进行直方图统计；
白平衡矫正参数修正单元，用于根据获取的白点计算得到白平衡矫正参数并根据白点的直方图对白平衡矫正参数进行修正；
图像白平衡矫正单元，用于采用修正后的白平衡矫正参数对下一帧图像进行白平衡矫正。
7.如权利要求6所述的图像白平衡的调整装置，其特征在于，还包括
色温曲线制作单元，用于对色温照进行矫正,得到各个色域通道的矫正参数，根据各个色域通道的矫正参数制作色温曲线，并拟合出白点区间。
8.如权利要求6所述的图像白平衡的调整装置，其特征在于，所述白点直方图统计单元在HSI空间域内做的直方图统计。
9.如权利要求7所述的图像白平衡的调整装置，其特征在于，所述白平衡矫正参数修正单元修正白平衡矫正参数的过程如下：
在每个白点的色调h和色饱和度s形成的直方图中，得到每一个色调h与色饱和度累加值Hist的对应关系以及总的色饱和度累加值total；
在直方图中找出连续N个色调色阶的Hist面积最大的区域，计算出该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid，其中，N为整数且N<192；
根据该区域的面积值Hmax和该区域的坐标中值Hmid计算出白平衡调整因子Kr，Kb；
根据所述白平衡调整因子Kr，Kb修正白平衡矫正参数，
R’gain＝Kr*Rgain，
B’gain＝Kb*Bgain，
其中，Rgain、Bgain为修正前的白平衡矫正参数，R’gain、B’gain为修正后的白平衡矫正参数。
10.如权利要求4所述的图像白平衡的调整装置，其特征在于，所述白平衡调整因子Kr，Kb的具体计算方式如下：
所述坐标中值Hmid在0到128之间时，
Kb＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*Hmid/128)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid在128到256之间时，Kb＝(192+192*(256-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝384*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256；
所述坐标中值Hmid大于256时，Kb＝(192+192*(Hmid-256)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，
Kr＝(192+192*(N-Hmid)/16)*(1+(Hmax*256/total-N*256/384)/256)*K/256，其中，K为设定的系数。
11.一种图像处理芯片，其特征在于，所述图像处理芯片包括至少一处理器、存储器及接口，所述至少一处理器、存储器及接口均通过总线连接；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述图像处理芯片执行权利要求1-5任一项所述的图像白平衡的调整方法。
12.一种存储装置，其特征在于，所述装置上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的图像白平衡的调整方法的步骤。
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