CN110300291A - 确定色彩值的装置和方法、数字相机、应用和计算机设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及确定色彩值的装置和方法、数字相机、应用和计算机设备。用于确定比色图表的借助数字相机的图像传感器拍摄的图像的关于在不均匀亮度下的拍摄进行修正的色彩值的装置包括：提供图像的像素的色彩值的装置，色彩值与比色图表的多个色域在图像中的成像对应；和利用模型从色彩值中确定经修正的色彩值的装置，模型将色彩值的因在不均匀亮度下的拍摄造成的误差作为地点相关的二维亮度分布建模，其中确定经修正的色彩值包括对色彩值进行对数变换，并且模型对于全部经对数变换的色彩值分别提供偏差值，偏差值对于与同一色域的成像对应的像素分别是相同的，并提供加性亮度分布的位置相关的值，亮度分布叠加给多个色域并通过函数近似。

Description

确定色彩值的装置和方法、数字相机、应用和计算机设备

技术领域

本发明涉及一种用于确定比色图表的图像的色彩值的装置，所述图像借助数字相机的图像传感器拍摄，所述色彩值关于在不均匀亮度下的拍摄进行修正。此外，本发明还涉及一种相应的方法，借助于根据本发明的方法确定的经修正的色彩值的应用，用于确定对借助图像传感器拍摄的图像进行白平衡的白平衡参数和/或用于确定对借助图像传感器拍摄的图像进行色彩校正的色彩校正参数，以及一种计算机设备和一种计算机程序产品。最后，本发明涉及一种数字相机，所述数字相机包括根据本发明的装置。

背景技术

在工业领域中，如例如在质量控制中，和在同类应用领域中，例如在医药技术中，存在数字相机的大量不同的应用。在选择适合的相机时，除了诸如图像分辨率、图像传输速率、动态范围等参数之外，显色度和色彩逼真度也具有重要意义。借此最终表示，相机能够尽可能忠于原状地描绘场景的彩色印象。在生产相机时或者为了现场匹配于特定的照明情况，这例如能够通过如下方式实现：分析具有已知色彩的场景的借助相机拍摄的的图像，并且在相机的计算单元中修正由相机的图像传感器测量的色彩，使得所述色彩尽可能好地、例如在均方差的意义上对应于场景的已知的色彩。对此，通常使用所谓的比色图表，即已知的麦克贝斯色卡或更新的爱色丽色卡Digital SG。

如在图1中示出的那样，麦克贝斯色卡是平面的比色图表或彩色图标，其具有四(竖直)x六(水平)个正方形色域，所述色域设置成矩形。最下方的六个色域是非彩色的并且形成白色至黑色的相同的亮度标度。其他六个色域包括典型的化学摄影法的基本色，即红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、青色(C)、品红(M)和黄色(Y)。其余的十二个色域包括中等亮度和中等暗度的人类皮肤、蓝色天空、树叶的绿色的近似等。麦克贝斯色卡的24个色域的色彩或亮度值(在下文中也称作为“参考色彩值”)是非常精确确定的，并从而提供用于高品质的色彩校正的前提条件(也参见Pascale D.的“RGB Coordinates of the MacbethColorChecke”，2006年六月)。

然而问题在于，色彩的显示也与照明有关，并且甚至在实验室条件下，照明的亮度和/或色彩很少是均匀的，并因此会出现比色图表之内的变化，所述变化干扰色彩校正的计算。

照明对色彩校正的影响能够通过如下方式避免或至少减小：除了拍摄比色图表之外，还借助相机拍摄白色参考卡的图像。在此，将关于照明和相机的设定、定位和定向的条件保持不变，并且将白色参考卡放置在与之前的比色图表相同的部位处。(当然也能够首先拍摄白色参考卡的图像，并且随后拍摄比色图表的图像。)于是能够确定在白色参考卡之内的亮度和/或色彩变化，并且比色图表的拍摄的色彩值能够相应地进行亮度修正。这例如能够针对比色图表的每个色域关于色域的全部像素平均地进行。在所述过程中，尤其如下事实是有帮助的：比色图表和白色参考卡放置在同一部位上，使得出自比色图表的拍摄的图像的色域的位置能够直接用到白色参考卡的拍摄的图像中。确定比色图表图像中的测量场位置本身能够手动进行，例如经由相应的接口进行，用户借助所述接口例如能够手动地标记图像的正方形的局部。优选地，色域但是也被自动地或至少半自动地探测，对此在文献中存在一系列方式(例如参见EP 2 940 626 A2，US9,064,314 B2或A.Minagawa等的“A colorchart detection method for automatic color correction”，21st InternationalConference on Pattern Recognition，11-15，2012年11月，筑波，日本)。

上述过程能够实现高品质的、经亮度修正的色彩校正。然而，所述过程具有如下缺点，所述过程需要在其他方面的条件恒定的情况下拍摄两个图像(比色图表的图像和白色参考卡的图像)。这是耗费的并且此外带来误差的可能性，例如当在拍摄之间出现条件、例如照明的变化时。此外，在实践中并不总是可以在明确规定的实验室条件下执行色彩校正。

发明内容

本发明基于如下目的，提供一种用于确定比色图表的图像的色彩值的装置，所述图像借助数字相机的图像传感器拍摄，所述色彩值关于在不均匀亮度下的拍摄进行修正，这与上述过程相比耗费更少。此外，本发明基于如下目的，提供一种相应的方法，提供借助于根据本发明的方法确定的经修正的色彩值的应用，用于确定对借助图像传感器拍摄的图像进行白平衡的白平衡参数和/或用于对借助图像传感器拍摄的图像进行色彩校正的色彩校正参数，以及一种计算机设备和一种计算机程序产品。最后，本发明基于如下目的，提供一种包括根据本发明的装置的数字相机。

根据本发明的一个方面，提供一种用于确定比色图表的图像的色彩值的装置，所述图像借助数字相机的图像传感器拍摄，所述色彩值关于在不均匀的亮度下的拍摄进行修正，其中该装置包括：

-用于提供图像的像素的色彩值的装置，所述色彩值与比色图表的多个色域在图像中的成像对应；和

-用于利用模型从色彩值中确定经修正的色彩值的装置，所述模型将色彩值的因在不均匀的亮度下的拍摄造成的误差作为地点相关的、二维的亮度分布建模，

其中，确定经修正的色彩值包括：对色彩值进行对数变换，并且模型对于全部经对数变换的色彩值分别提供偏差值，所述偏差值对于与同一色域的成像对应的像素分别是相同的；和提供加性亮度分布的位置相关的值，所述亮度分布叠加至多个色域并且通过函数近似。

本发明基于发明人的如下认知：能够避免在其他方面的条件恒定的情况下耗费地拍摄两个图像(比色图表的图像和白色参考卡的图像)，这通过如下方式实现：将像素的色彩值的因在不均匀亮度下的拍摄造成的误差作为位置相关的二维亮度分布建模，并且利用模型以要求保护的方式从色彩值中确定经修正的色彩值，其中所述像素的色彩值与比色图表的多个色域在比色图表的借助数字相机的图像传感器拍摄的图像中的成像对应。

用于近似加性亮度分布的函数能够优选是二维函数。这例如在如下情况下是有利的：数字相机是区域扫描相机但替选地，该函数也能够是一维函数。这例如在如下情况下是有利的：数字相机是行扫描相机(Zeilenkamera)。

根据一个有利的改进方案，位置相关的、二维的亮度分布作为亮度的二维高斯分布建模。这基于如下假设，所述假设至少近似地适用于不同种类的光源：光源具有粗略高斯形的辐射轮廓。在此优选准许，高斯分布的宽度沿x和y方向是不同的，并且分布的主轴线可能倾斜。

根据另一有利的改进方案，确定经修正的色彩值包括：确定超定线性方程组的近似解。这提供非常简单且鲁棒的解决方案，所述解决方案有利地利用相机中的有限的资源也能够实现。

根据另一有利的改进方案，确定超定线性方程组的近似解通过应用伪逆、尤其广义伪逆来进行。以所述方式能够得出如下解，所述解在均方差的意义上是最优的。

根据一个有利的改进方案，通过应用指数函数从偏差值中确定经修正的色彩值。以所述方式，倒转初始的对数变换，并且经修正的色彩值以期望的非对数的格式得出。

根据另一有利的改进方案，用于近似加性亮度分布的函数是多项式。借助于分别适合的多项式，能够将不同种类的光源的辐射轮廓良好地建模。

根据一个有利的改进方案，多项式、优选一维的或二维多项式是二阶多项式。借助于二阶多项式能够以数学方式建模位置相关的二维亮度分布，所述亮度分布近似地对应于亮度的二维高斯分布。

根据另一有利的改进方案，在多项式中、优选在一维的或二维的多项式中，将绝对项置于零。以所述方式，不需要继续观察给出的基本亮度和二维高斯分布的其余预因子(Vorfaktoren)。这能够显著地简化经修正的色彩值的确定。

根据一个有利的改进方案，确定经修正的色彩值此外包括：共同地归一化到预定的亮度。这是有帮助的，因为在应用指数函数之后得到的经修正的色彩值还未归一化。所述色彩值因此能够非常大或也能够非常小；仅色彩比值彼此相符。

根据另一有利的改进方案，该装置此外包括：

-用于确定对借助图像传感器拍摄的图像进行白平衡的白平衡参数的装置，其中白平衡参数基于经修正的色彩值来确定。

通过白平衡参数基于经修正的色彩值来确定，能够避免或至少降低在经白平衡的色彩值中的误差，所述误差归因于通过在不均匀的亮度下的拍摄造成的误差。

根据另一有利的改进方案，该装置此外包括：

-用于确定对借助图像传感器拍摄的图像进行色彩校正的色彩校正参数的装置，其中色彩校正参数基于经修正的色彩值来确定。

通过色彩校正参数基于经修正的色彩值来确定，能够避免或至少减小在经色彩修正的色彩值中的误差，所述误差归因于通过在不均匀的亮度下的拍摄造成的误差。

根据本发明的另一方面，提供一种数字相机，其中数字相机包括：

-用于拍摄比色图表的图像的图像传感器；和

-用于确定比色图表的被拍摄的图像的色彩值的装置，所述色彩值关于在不均匀的亮度下的拍摄进行修正。

根据本发明的另一方面，提供一种用于确定比色图表的图像的色彩值的方法，所述图像借助数字相机的图像传感器拍摄，所述色彩值关于在不均匀的亮度下的拍摄进行修正，其中该方法包括：

-提供图像的像素的色彩值，所述色彩值与比色图表的多个色域在图像中的成像对应；和

-利用模型从所述色彩值中确定经修正的色彩值，所述模型将色彩值的误差作为位置相关的二维亮度分布建模，所述误差因在不均匀的亮度下的拍摄造成，

其中，确定经修正的色彩值包括：对色彩值进行对数变换，并且模型对于全部经对数变换的色彩值分别提供偏差值，所述偏差值对于与同一色域的成像对应的像素分别是相同的，并且提供加性亮度分布的位置相关的值，所述亮度分布由多个色域叠加并且通过函数近似。

根据本发明的另一方面，提供借助于根据本发明的方法确定的经修正的色彩值的应用，用于确定对借助图像传感器拍摄的图像进行白平衡的白平衡参数和/或用于确定对借助图像传感器拍摄的图像进行色彩校正的色彩校正参数。

根据本发明的另一方面，提供一种计算机设备，其中计算机设备包括计算单元，所述计算单元构成用于执行根据本发明的方法。

根据本发明的另一方面，提供一种计算机程序产品，其中计算机程序产品包括程序代码装置，用于当计算机程序产品在计算机设备上执行时，促使计算机设备执行根据本发明的方法。

要理解的是，根据本发明的装置、根据本发明的数字相机、根据本发明的方法、根据本发明的应用、根据本发明的计算机设备和根据本发明的计算机程序产品具有类似的和/或相同的优选的实施方式，尤其如在下文中描述的那样。

要理解的是，本发明的优选的实施方式也能够是本发明的实施例的与相应的实施例的组合。

附图说明

本发明的优选的实施方式在下文中参照所附的附图详细描述，其中

图1示出具有24个色域0至23的已知的麦克贝斯色卡，

图2示出图1中的色卡的借助相机在给定的照明情况下拍摄的图像，

图3示意地且示例性地示出沿着贯穿色卡的上部六个色域的水平线的色卡的像素的三个色彩通道红色、绿色和蓝色的亮度，和

图4示意地且示例性地示出数字相机的构造。

具体实施方式

在附图中，相同的或相应的元件或单元分别设有相同的或相应的附图标记。当元件或单元已经结合一个附图描述时，可能结合其他附图放弃详尽的示出。

如描述的那样，根据本发明，避免在其他方面的条件恒定的情况下耗费地拍摄两个图像(比色图表的一个图像和白色参考图表的一个图像)，这通过如下方式实现：将像素的色彩值的通过在不均匀的亮度下拍摄造成的误差作为位置相关的二维亮度分布建模，并且利用模型从色彩值中以要求保护的方式确定经修正的色彩值，其中所述像素与比色图表的多个色域在比色图表的借助数字相机的图像传感器拍摄的图像中的成像对应。

在下文中示例性地阐述这能够如何进行：

图2示出比色图表2的借助相机在给定的照明情况下拍摄的图像1。比色图表2在该情况下是已知的麦克贝斯色卡，如其在上文中已经描述的那样(也参见图1)。如在该图的上部分(a)中可清楚看到的那样，色卡2在此连同一些其他对象一起设置在场景中。场景在该实例中由LED投射器不均匀地照明。该图的下部分(b)示出确定色卡图像1中的色域3₀至3₂₃的位置的结果，所述确定在此借助自动方法进行。如可见的那样，正确地探测色卡2的全部24个色域3₀至3₂₃。

对此，图3示意地且示例性地示出沿着贯穿色卡2的上部六个色域3₀至3₅的水平线的色标图像1的像素的三个色彩通道红色4、绿色5和蓝色6的亮度曲线(单位：DN＝DigitalNumber(数字值))。在亮度曲线中，清楚可见六个色域3₀至3₅。此外可见，右边的色域(例如色域3₅)中的亮度向右下降，而亮度在左边的色域(例如色域3₀)中是恒定的或者也许甚至仍朝向左侧非常轻微地下降。所述效果根据本发明用于估计色卡图像1中的亮度分布。

对此假设，亮度分布遵循数学模型。在假设照明分布均匀的情况下对于的色卡色域i的由相机拍摄的色彩在此称作为r_cc.i，g_cc.i和b_cc.i。要确定的亮度分布是L_x，y，其中x和y描述在色卡图像1中的像素位置(x∣y)。那么，得到色域i中的像素r_x.y,g_x.y和b_x.y的测量到的RGB色彩值：

现在需要关于亮度分布的其他假设。对于不同类型的光源至少近似适用的假设为，光源具有粗略高斯形的辐射曲线。在此，此处准许，高斯分布在x方向和y方向上是宽度是不同的，并且该分布的主轴线可能是歪斜的。

已知地，高斯分布作为e的二次幂函数f次幂。函数f在此是二维的并且具有相应的、在此局部限定的多项式系数a：

所述二维的二阶多项式总计具有九个自由度。然而，发明人根据经验得出，在实践中有利地，能够将这些系数中的一个或多个系数置于零。如果例如将系数a₀₀、a₁₂、a₂₁和a₂₂置于零，那么上述方程(1.2)简化如下：

借助所述多项式能够将位置相关的二维亮度分布L_x.y描述如下:

基本亮度以及高斯分布的全部其余因子存在于未被考虑的e^a00中。通过将方程(1.4)代入方程(1.1)中，于是得到：

如描述的那样，色卡2包括总计24个色域3₀至3₂₃，即i∈{0..23}。每色域的像素(x∣y)的数量不仅与相机的分辨率相关，而且也与如下内容相关：色卡图像1的哪些份额/百分比通过色卡2的成像填充。如果合并全部24个色域3₀至3₂₃，那么这能够为数万个或甚至十万个像素(x∣y)。借此，得到强烈超定非线性方程组。所述非线性方程组根据本发明线性化，这通过将方程(1.5)对数变换来实现：

现在，如果将lnr_cc.i，lng_cc.i和lnb_cc.i定义成查找的变量，那么方程组是线性的并且对于色域3₀至3₂₃的每个像素作为加性亮度分布的位置相关的值，亮度变化对如下值的影响是明显的，所述值分别说明位置恒定的偏差值，即对于如下像素而言分别相等的偏差值，所述偏差值与同一色域3₀至3₂₃的成像对应。这能够针对全部具有坐标(x∣y)的像素进行记录，所述像素属于具有域编号i_x.y的色卡色域，即为24个色卡色域3₀至3₂₃之一中的全部像素。

为了以数学方式描述这，在此，被探测的色卡色域中的全部像素P的集合称作为P_CC。从其中得出如下形式的大的超定线性方程组：

在此，是矩阵，是查找的矢量，并且是线性方程组的预设的矢量。通过如下方式得到矢量将按行的所有未知量描述成列。矢量由全部像素(x∣y)的经对数变换的色彩值构成，所述像素属于24个色域3₀至3₂₃之一。在此，例如能够以具有域编号0的色域3₀开始。所述色域由具有位置(x_0.0∣y_0.0)，(x_0.1∣y_0.1)等的像素P_0.0，P_0.1等构成。之后跟随具有位置(x_1.0∣y_1.0)，(x_1.1∣y_1.1)等的带有域编号1的色域3₁的像素P_1.0，P_1.1等，随后是具有位置(x_2.0∣y_2.0)，(x_2.1∣y_2.1)等的带有域编号2的色域3₂的像素P_2.0，P_2.1等。于是，矢量和如下写完整：

并且矩阵得出：

方程组具有多个为像素p∈p_cc三倍的行，并且典型地是显著超定的。二次幂最佳解优选通过应用伪逆、尤其广义伪逆得出：

在查找的矢量中不需要进一步考虑最后五项，即二维多项式的系数。这因此仅包含亮度分布，所述亮度分布不一定必须明确地确定，因为对于随后的色彩校正仅需要，了解经修正的色彩值r_cc.i，g_cc.i和b_cc.i。这能够通过应用指数函数(开始的对数变换通过所述指数函数倒转)如下计算：

结果是，因此在假设照明分布均匀的情况下针对得到色卡色域i的由相机拍摄的色彩的估计，即扣除不均匀的亮度分布。然而在此应提到，色彩值r_cc.i，g_cc.i和b_cc.i尚未归一化。所述色彩值因此可能非常大或也可能非常小；仅色彩关系彼此相符。

如上文描述的特定的色彩值r_cc.i，g_cc.i和b_cc.i能够在下面的处理步骤中用于白平衡和用于确定色彩校正矩阵M，所述色彩校正矩阵将在白平衡之后得到的色彩值变换成，使得所述色彩值尽可能好地对应于色卡2的色域3₀至3₂₃的实际色彩。

在此，白平衡能够优选基于色卡2的非彩色的色域3₁₈至3₂₃(最下部的六个色域)进行。在一个可能的变型形式中，针对i∈{18..23}确定色彩值r_cc.i，g_cc.i和b_cc.i的平均值和并且将其与色标2的非彩色的色域3₁₈至3₂₃的已知的亮度的相应的平均值相关。结果是，那么得到三个白平衡参数或缩放因子a_wbr，a_wbg和a_wb，b(其中“wb”代表“whitebalanced”，即白平衡)，借助所述白平衡参数或缩放因子能够补偿由相机拍摄的图像，使得所述图像具有正确的亮度，即使初始图像原则上过暗或过亮时也如此。在此，色彩值r_cc.i，g_cc.i和b_cc.i的所需的归一化也同样进行。

为了确定色彩校正矩阵M，最后能够参考文献中的一些段落(例如参见美国专利US5,668,596)。

图4示意地且示例性地示出具有物镜22的数字相机10的构造。图像场景30，在此为上述麦克贝斯色卡，经由物镜22成像到图像传感器31上，所述图像传感器具有规则布置的光敏元素、所谓的像素。图像传感器31将电子数据传输到通常处于相机10中的计算单元32，所述计算单元例如包括处理器、数字信号处理器(DSP)或还有所谓的现场可编程门阵列(FPGA)。在此会需要将模拟图像数据例如借助于模数转换器(在图中未示出)转换成数字图像数据。在计算单元32中可能还对图像数据执行期望的数学运算，例如色彩校正或者换算成其他图像格式，在此之后随后将其经由接口(interface)33作为电子信号34输出。替选地，输出图像也能够在数字相机10之外计算，例如借助于计算机。

本发明能够在相机10中实施。在该情况上下例如可能的是，计算单元32自动地或至少半自动地探测色卡2的多个色域3₀至3₂₃在由图像传感器31拍摄的图像1中的成像，并且提供图像1的像素P的色彩值r_x.y，g_x.y和b_x.y，所述色彩值与所述成像对应。随后，同样能够由计算单元32执行：将色彩值r_x.y，g_x.y和b_x.y的因不均匀的照明造成的误差作为位置相关的二维亮度分布L_x.y、尤其作为亮度的二维高斯分布建模，并且利用模型L_x.y从色彩值r_x.y，g_x.y和b_x.y中确定经修正的色彩值r_cc.i，g_cc.i和b_cc.i。

替选地，确定关于在不均匀亮度下的拍摄进行修正的色彩值r_cc.i，g_cc.i和b_cc.i也能够在相机10之外、例如在适合的计算机设备中执行，所述计算机设备包括相应的计算单元。在该情况下，例如可能的是，将色卡1的由图像传感器31拍摄的图像1经由接口33输出并且由计算机设备读入。其他处理步骤于是能够对应于在上文中针对相机10描述的步骤。这样确定的经修正的色彩值r_cc.i，g_cc.i和b_cc.i能够由计算机装置用于确定对借助图像传感器31拍摄的图像1进行白平衡的白平衡参数和/或用于确定对借助图像传感器31拍摄的图像1进行色彩校正的色彩校正参数。这样确定的白平衡参数和/或色彩校正参数于是能够经由接口馈入到相机10中并且用于对借助图像传感器31拍摄的图像1进行白平衡和/或色彩校正。所需的处理步骤在相机10和外部设备之间的其他分配当然同样可以考虑。

尽管本发明在上文已参考已知的麦克贝斯色卡描述，本发明也能够利用其他比色图表实现。例如，比色图表替代24个色域能够具有更大或更小数量的色域，所述色域能够不同地设置和/或具有不同于正方形的形状，或者比色图表能够使用其他颜色和/或其他灰度。

在上文中描述的导言中，将麦克贝斯色卡的全部24个色域用于确定校正数据。这也不一定必要，而在本发明的其他实施方式中，也能够使用更小数量的色域，例如仅16个外部色域3₀至3₆、3₁₁、3₁₂和3₁₇至3₂₃。根据本发明也可能的是，图像1的不同区域分别借助自己的位置相关的二维亮度分布(L_x.y)来描述。为了校正相应的区域中的色彩值r_x.y，g_x.y、b_x.y，于是能够使用在所述区域中所成像的色域的数量(或其子集)。

此外，在导言中，将二维的二阶多项式的系数a₀₀、a₁₂、a₂₁和a₂₂置于零。在其他实施方式中也可能的是，替代于此例如仅将系数a₀₀或系数a₀₀和一个或多个其他系数置于零，只要剩余的多项式足够好地近似于亮度分布。此外，本发明也不限于二阶多项式，而是也能够使用更高阶的多项式，例如三阶或四阶多项式。

在上文中描述的导言中数字相机是区域扫描相机并且用于近似加性亮度分布的多项式是二维多项式，而多项式在其他实施方式中例如也能够是一维多项式。这例如在如下情况下是有利的：数字相机是行扫描相机。此外，用于近似加性亮度分布的函数也不一定必须是多项式。例如，所述函数在其他实施方式中也能够是余弦函数或者在如下情况下是其他适合的函数：所述函数至少近似地对应于所观察的光源的辐射轮廓。

本发明在上文中针对如下情况描述：在不均匀亮度下拍摄的原因在于比色图表、在此为已知的麦克贝斯色卡的不均匀的照明，而在其他情况下原因例如也能够在于渐晕效果或其他因相机的光学装置引起的效果。因此，本发明不限于确定关于不均匀的照明进行修正的色彩值，而是本发明例如也包括确定关于渐晕效果进行修正的色彩值。

公开的实施方式的其他变型形式能够由实施要求保护的发明的本领域技术人员从观察附图、说明书和所附的权利要求中理解和解释。

在权利要求中，词语“具有”和“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。

单个单元或设备能够执行多个元件的功能，所述元件在权利要求中详述。单个函数和/或元件在不同从属权利要求中详述的实施不表示，也不可有利地使用所述函数和/或元件的组合。

权利要求中的附图标记不理解成，权利要求的对象和保护范围限于所述附图标记。

总而言之，提供一种用于确定比色图表的借助数字相机的图像传感器拍摄的图像的关于在不均匀亮度下的拍摄进行修正的色彩值的装置，其中装置包括：用于提供图像的像素的色彩值的装置，所述色彩值与比色图表的多个色域在该图像中的成像对应；和用于利用模型从色彩值中确定经修正的色彩值的装置，所述模型将色彩值的因在不均匀亮度下拍摄造成的误差作为位置相关的二维亮度分布建模，其中确定经修正的色彩值包括：对色彩值进行对数变换，并且用于全部经对数变换的色彩值的模型分别提供：偏移值，所述偏移值针对与同一色域的成像对应的像素分别是相同的；和加性亮度分布的位置相关的值，所述亮度分布叠加至多个色域并且通过函数近似。

Claims (16)

1.一种用于确定比色图表(2)的图像(1)的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)的装置，所述图像借助数字相机(10)的图像传感器(31)拍摄，所述色彩值关于在不均匀亮度下的拍摄进行修正，其中所述装置包括：

-用于提供所述图像(1)的像素(P)的色彩值(r_x.y,g_x.y,b_x.y)的装置，所述色彩值与所述比色图表(2)的多个色域(3₀至3₂₃)在所述图像(1)中的成像对应；和

-用于利用模型(L_x.y)从所述色彩值(r_x.y,g_x.y,b_x.y)中确定经修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)的装置，所述模型将所述色彩值(r_x.y,g_x.y,b_x.y)的因在不均匀亮度下的拍摄造成的误差作为位置相关的二维亮度分布(L_x.y)建模，

其中确定所述经修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)包括：对所述色彩值(r_x.y,g_x.y,b_x.y)进行对数变换，并且所述模型对于全部经对数变换的色彩值(lnr_x.y,ln g_x.y,ln b_x.y)分别提供偏差值，所述偏差值对于与同一色域(3₀至3₂₃)的成像对应的像素(P)分别是相同的，并且提供加性亮度分布的位置相关的值，所述值叠加给多个色域(3₀至3₂₃)并且通过函数近似。

2.根据权利要求1所述的装置，

其中所述位置相关的二维亮度分布(L_x.y)作为亮度的二维高斯分布建模。

3.根据权利要求1或2所述的装置，

其中确定所述经修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)包括：确定超定线性方程组的近似解。

4.根据权利要求3所述的装置，

其中确定所述超定线性方程组的近似解通过应用伪逆、尤其广义伪逆来进行。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，

其中所述经修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)从所述偏差值中通过应用指数函数来确定。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，

其中用于近似所述加性亮度分布的函数是多项式。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，

其中所述多项式是二阶多项式。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，

其中在所述多项式中，将绝对项(a₀₀)置于零。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，

其中确定所述经修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)还包括：共同地归一化到预定的亮度。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，

其中所述装置还包括：

-用于确定对借助所述图像传感器(31)拍摄的图像(1)进行白平衡的白平衡参数的装置，其中所述白平衡参数基于所述经修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)来确定。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，

其中所述装置还包括：

-用于确定对借助所述图像传感器(31)拍摄的图像(1)进行色彩校正的色彩校正参数的装置，其中所述色彩校正参数基于所述经修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)来确定。

12.一种数字相机(10)，所述数字相机包括：

-用于拍摄比色图表(2)的图像(1)的图像传感器(31)，和

-根据权利要求1至11中任一项所述的装置，用于确定所述比色图表(2)的所拍摄的图像(1)的关于在不均匀亮度下的拍摄进行修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)。

13.一种用于确定比色图表(2)的图像(1)的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)的方法，所述图像借助数字相机(10)的图像传感器(31)拍摄，所述色彩值关于在不均匀亮度下的拍摄进行修正，其中所述方法包括：

-提供所述图像(1)的像素(P)的色彩值(r_x.y,g_x.y,b_x.y)，所述色彩值与所述比色图表(2)的多个色域(3₀至3₂₃)在所述图像(1)中的成像对应；和

-利用模型(L_x.y)从所述色彩值(r_x.y,g_x.y,b_x.y)中确定经修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)，所述模型将所述色彩值(r_x.y,g_x.y,b_x.y)的因在不均匀亮度下的拍摄造成的误差作为位置相关的二维亮度分布(L_x.y)建模，

其中确定所述经修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)包括：对所述色彩值(r_x.y,g_x.y,b_x.y)进行对数变换，并且所述模型对于全部经对数变换的色彩值(lnr_x.y,ln g_x.y,ln b_x.y)分别提供偏差值，所述偏差值对于与同一色域(3₀至3₂₃)的成像对应的像素(P)分别是相同的，并且提供加性亮度分布的位置相关的值，所述亮度分布叠加给多个色域(3₀至3₂₃)并且通过函数近似。

14.一种借助于根据权利要求13所述的方法确定的经修正的色彩值(r_cc.i,g_cc.i,b_cc.i)的应用，用于确定对借助图像传感器(31)拍摄的图像(1)进行白平衡的白平衡参数，和/或用于确定对借助所述图像传感器(31)拍摄的图像(1)进行色彩校正的色彩校正参数。

15.一种计算机设备，包括计算单元，所述计算单元构成用于执行根据权利要求13所述的方法。

16.一种计算机程序产品，包括程序代码装置，用于在所述计算机程序产品在所述计算机设备上执行时，促使所述计算机设备执行根据权利要求13所述的方法。