CN111010557B - 白点范围确定方法、白平衡校正方法及装置、存储介质 - Google Patents

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Abstract

一种白点范围确定方法、白平衡校正方法及装置、存储介质，所述白点范围确定方法包括：分别获取多个光源下的基准图像帧，其中，在每个光源下获取的基准图像帧均包含多个灰度色块，所述基准图像帧具有N个颜色通道，N大于等于4；在所述N个颜色通道中选择一个作为基准颜色通道；构建N‑1维颜色比例空间，所述N‑1维颜色比例空间的坐标轴与所述N个颜色通道间像素值的比值有关；以及根据所述N‑1维颜色比例空间生成多个二维平面，并基于所述基准图像帧在每个所述二维平面上分别生成一个白点平面范围。在本发明实施例通过在二维平面上生成白点平面范围，相较于在多维空间中进行光源范围的扩展，可以简化计算，便于硬件实现。

Description

白点范围确定方法、白平衡校正方法及装置、存储介质
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体地，涉及一种白点范围确定方法、白平衡校正方法及装置、存储介质。
背景技术
在图像处理领域，白平衡的作用是消除光源对颜色的影响。在数字图像处理流程中，白平衡位于颜色校正之前，是颜色校正的基础。只有在稳定的白平衡基础上，才能进行正确的颜色校正，从而复原出真实的颜色。
近年来，在摄像设备的图像处理装置所进行的自动白平衡处理中，广泛使用黑体辐射轨迹的方法。例如，在所构建的坐标系中，计算出黑体辐射轨迹，在黑体辐射轨迹附近划分区域，区域内的点作为白点，计算白平衡操作的相关系数。
然而，以上白平衡技术都是针对3种颜色通道进行，即RGB颜色通道(R：红色，G：绿色，B：蓝色)，无法应用到具有4种及4种以上颜色通道的摄像设备。
发明内容
为实现4种及4种以上颜色通道的摄像设备的白平衡，本发明实施例提供一种白点范围确定方法适用于具有至少四种颜色通道的白平衡校正装置，所述方法包括：分别获取多个光源下的基准图像帧，其中，在每个光源下获取的基准图像帧均包含多个灰度色块，所述基准图像帧具有N个颜色通道，N大于等于4；在所述N个颜色通道中选择一个作为基准颜色通道；构建N-1维颜色比例空间，所述N-1维颜色比例空间的坐标轴与所述N个颜色通道间像素值的比值有关；以及根据所述N-1维颜色比例空间生成多个二维平面，并基于所述基准图像帧在每个所述二维平面上分别生成一个白点平面范围，同时落在所有白点平面范围内的像素判定为白点。
可选地，所述构建N-1维颜色比例空间包括：将其余N-1个颜色通道与基准颜色通道像素比值作为所述N-1维颜色比例空间的坐标轴，以构建所述N-1维颜色比例空间。
可选地，所述根据所述N-1维颜色比例空间生成多个二维平面包括：在所述N-1维颜色比例空间的N-1个坐标轴中选出两个作为二维平面的坐标轴，以生成
Figure GDA0003122098550000021
个二维平面。
可选地，所述基于所述基准图像帧，在每个所述二维平面上分别生成一个白点平面范围包括：计算多个灰度色块在所述基准图像帧对应的所述N个颜色通道的像素平均值；分别计算非基准的N-1个颜色通道的多个灰度色块各自的像素平均值与所述基准颜色通道的对应灰度色块的像素平均值的比值；根据所述比值获取对应于所述多个灰度色块的多个白点空间坐标；将所述多个白点空间坐标投影至所述
Figure GDA0003122098550000022
个二维平面，以获取多个白点平面坐标；以及根据所述多个白点平面坐标，在每一个二维平面上分别生成一个白点平面范围。
本发明实施例还提供了一种白平衡校正方法，适用于具有至少四种颜色通道的白平衡校正装置，所述方法包括：获取待处理图像帧；对所述待处理图像帧进行白平衡统计，所述白平衡统计包括：将同时落入所有所述白点平面范围内的像素判定作为白点，所述白点平面范围根据所述的白点范围确定方法确定；根据白平衡统计结果，计算每个颜色通道的白平衡调整系数；以及采用各颜色通道的白平衡调整系数分别对各颜色通道的像素值进行调整，以获取调整后的像素值。
可选地，所述对所述待处理图像帧进行白平衡统计包括：对于每个待处理图像帧，逐像素地进行白平衡统计。
可选地，所述对所述待处理图像帧进行白平衡统计包括：对于每个待处理图像帧，抽样地进行白平衡统计。
可选地，所述对所述待处理图像帧进行白平衡统计还包括：计算所述待处理图像帧中的白点数量；以及对于所述待处理图像帧的所述白点，分别计算其在所述N个颜色通道内的像素值之和。
可选地，所述根据白平衡统计结果，计算每个颜色通道的白平衡调整系数包括：计算所述基准颜色通道的白点像素值之和与所述N个颜色通道的白点像素值之和的比值，将该比值分别作为N个颜色通道的白平衡调整系数。
可选地，在采用各颜色通道的白平衡调整系数分别对各颜色通道的像素值进行调整前，所述白平衡校正方法还包括：比较当前待处理图像帧中的白点数量与白点数量阈值以判断所述白平衡调整系数是否生效；其中，若所述白点数量大于所述白点数量阈值，则设定所述当前待处理图像帧的白平衡调整系数为生效的白平衡调整系数，否则，保持之前生效的白平衡调整系数不变。
可选地，所述生效的白平衡调整系数用于所述当前待处理图像帧或者下一待处理图像帧。
可选地，采用各颜色通道的白平衡调整系数分别对各颜色通道的像素值进行调整包括：将N个颜色通道的像素值分别乘以对应的白平衡调整系数，以获取调整后的N个颜色通道的像素值。
可选地，若所述调整后的像素值超过像素最大阈值，则将该像素的像素值设置为像素最大阈值。
可选地，在获取调整后的像素值之后，所述白平衡校正方法还包括：采用颜色校正矩阵对具有N个颜色通道的图像进行颜色校正。
本发明实施例还提供了一种白点范围确定装置，包括：存储器、处理器，所述存储器上存储有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程序时，所述处理器执行所述白点范围确定方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种白平衡校正装置，包括：存储器、处理器，所述存储器上存储有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程序时，所述处理器执行所述白平衡校正方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行所述白点范围确定方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行所述白平衡校正方法的步骤。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
在本发明实施例中，所述白点范围确定方法包括：分别获取多个光源下的基准图像帧，其中，在每个光源下获取的基准图像帧均包含多个灰度色块，所述基准图像帧具有N个颜色通道，N大于等于4；在所述N个颜色通道中选择一个作为基准颜色通道；构建N-1维颜色比例空间，所述N-1维颜色比例空间的坐标轴与所述N个颜色通道间像素值的比值有关；以及根据所述N-1维颜色比例空间生成多个二维平面，并基于所述基准图像帧在每个所述二维平面上分别生成一个白点平面范围。在本发明实施例通过在二维平面上生成白点平面范围，相较于在多维空间中进行光源范围的扩展，可以简化计算，便于硬件实现。
进一步，本发明所提供的白点范围确定方法以及白平衡校正方法适用于具有至少四种颜色通道的白平衡校正装置，因此可以实现4种及4种以上颜色通道的摄像设备的白平衡。
进一步，所述至少四种颜色通道可以包括透明通道(W通道)。W通道比其它颜色通道拥有更小的噪声，本发明使W通道可以参与白平衡，从而参与颜色校正，不仅降低了噪声，而且同时降低了色差，充分发挥了W通道的作用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种白点范围确定方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种白平衡校正方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种基准图像帧中白点的空间分布示意图；
图5a-5c是本发明实施例提供的白点平面范围的示意图；
图6是本发明实施例提供的一种基准图像帧中白点的空间分布示意图；
图7a-7c是本发明实施例提供的白点平面范围的示意图；
图8是本发明实施例提供的一种白点范围确定装置的结构示意图；以及
图9是本发明实施例提供的一种白平衡校正装置的结构示意图。
具体实施方式
参考图1，图1是本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。
图1示出了一种用于执行白平衡和颜色校正的概念性的处理流程。在S11中，图像传感器捕获场景以获取原始图像。在S12中，所述图像传感器输出各颜色通道的数据。其中，图像传感器可以具有N个颜色通道(N≥4)，可以是单传感器，也可以是多传感器，如果是单传感器，马赛克图像需要进行插值来得到各完整的颜色通道数据。
在S13中，生成白点范围。对于白平衡校正装置而言，所述白点范围可以是预先设定的已知参数。在S14中，通过白平衡统计，获取白平衡校正系数。在S16中，进行颜色校正150，并输出处理后的图像。所述处理后的图像可以为RGB。
在完成白平衡校正和颜色校正后，还可以对图像进行伽马校正、边缘增强、降噪等操作，具体细节在此不进行赘述。
参考图2，图2是本发明实施例提供的一种白点范围确定方法的流程示意图。所述白点范围确定方法适用于具有至少四种颜色通道的白平衡校正装置。
在S21中，分别获取多个光源下的基准图像帧，其中，在每个光源下获取的基准图像帧均包含多个灰度色块，所述基准图像帧具有N个颜色通道，N大于等于4。
在一些实施例中，将色卡置于具有特定色温的光源L下，用摄像设备对整张色卡进行拍照，以获取基准图像帧。所述色卡包括多个灰度色块。例如对于具有24个色块的标准x-rite色卡，可以从第19至23号灰色块中选取多个或全部进行计算，这样每个光源会得到对应的多个相近的白点(pix_white)。
在S22中，在所述N个颜色通道中选择一个作为基准颜色通道。
在一些实施例中，从N个颜色通道Ci中任意选取一个颜色通道Ck作为基准颜色通道。
在S23中，构建N-1维颜色比例空间，所述N-1维颜色比例空间的坐标轴与所述N个颜色通道间像素值的比值有关。
在一些实施例中，将其余N-1个颜色通道像素值与基准颜色通道像素值的比值作为所述N-1维颜色比例空间的坐标轴，以构建所述N-1维颜色比例空间，也即，以Ci/Ck为坐标轴，构成N-1维颜色比例空间Rn-1，其中，1≤k≤n，i≠k。
在S24中，根据所述N-1维颜色比例空间生成多个二维平面，并基于所述基准图像帧，在每个所述二维平面上分别生成一个白点平面范围。
现实场景中的光源是多种多样的，我们不可能搜集到世界上的每一种光源进行测试，因此需要在现有光源的测试数据基础上，扩展光源范围。但是在多维空间中进行光源范围的扩展涉及复杂的计算。为了简化计算，便于硬件实现，将以上得到的n-1维颜色比例空间中的白点投影到多个2维颜色比例空间以获得白点平面范围。
在一些实施例中，所述根据所述N-1维颜色比例空间生成多个二维平面包括：在所述N-1维颜色比例空间的N-1个坐标轴中选出两个作为二维平面的坐标轴，以生成
Figure GDA0003122098550000061
个二维平面。
在一些实施例中，基于所述基准图像帧，在每个所述二维平面上分别生成一个白点平面范围包括以下步骤。
首先，计算多个灰度色块在所述基准图像帧对应的所述N个颜色通道的像素平均值。即计算各颜色通道灰色块的平均值Pi。
其次，分别计算非基准的N-1个颜色通道的多个灰度色块各自的像素平均值与所述基准颜色通道的对应灰度色块的像素平均值的比值。即计算灰色块平均值的比值Rai/k＝Pi/Pk，1≤k≤n，i≠k。
再次，根据所述比值获取对应于所述多个灰度色块的多个白点空间坐标。以上得到的一组比值(Ra1/k,…,Rai/k,…,Ran-1/k),i≠k即为该N-1维颜色比例空间Rn-1中的坐标点，这个坐标点代表了摄像设备在该光源下的白点。
然后，将所述多个白点空间坐标投影至所述
Figure GDA0003122098550000062
个二维平面，以获取多个白点平面坐标。
最后，根据所述多个白点平面坐标，在每一个二维平面上分别生成一个白点平面范围。具体地，在每个二维平面中将白点所在范围扩展为一个白点多边形，这个白点多边形包含所有测得的白点，并适当扩展范围。为便于硬件实现，所述白点多边形可以为四边形或六边形。所述白点多边形即为所述白点平面范围。
参考图3，图3是本发明实施例提供的一种白平衡校正方法的流程示意图。
在S31中，获取待处理图像帧。
在S32中，对所述待处理图像帧进行白平衡统计，所述白平衡统计包括：将落入每个所述白点平面范围内的像素作为白点。
在一些实施例中，所述对所述待处理图像帧进行白平衡统计包括：对于每个待处理图像帧，逐像素地进行白平衡统计。
在一些实施例中，所述对所述待处理图像帧进行白平衡统计包括：对于每个待处理图像帧，抽样地进行白平衡统计。抽样统计可以是间隔若干行和/或列进行抽样。
在一些实施例中，所述对所述待处理图像帧进行白平衡统计还包括：计算所述待处理图像帧中的白点数量cnt_white_pix；以及对于所述待处理图像帧的所述白点，分别计算其在所述N个颜色通道内的像素值之和Sum1,Sum2,…,Sumn。当判断当前像素CurPix不属于白点时，对下一像素进行白平衡统计。当判断当前像素为白点时，白点数cnt_white_pix加1，并将CurPix的各颜色分量CurPixi分别加到Sumi。公式参考如下。
cnt_white_pix＝cnt_white_pix+1
Sum1＝Sum1+CurPix1
...Sumi＝Sumi+CurPixi...
Sumn＝Sumn+CurPixn
当完成对所有像素或被抽样像素的白平衡统计后，执行S33。
在S33中，根据白平衡统计结果，计算每个颜色通道的白平衡调整系数。
在一些实施例中，所述根据白平衡统计结果，计算每个颜色通道的白平衡调整系数包括：计算所述基准颜色通道的白点像素值之和与所述N个颜色通道的白点像素值之和的比值(Sumk/Sumi)，将该比值分别作为N个颜色通道的白平衡调整系数Coefi。由此可知，所述基准颜色通道的白平衡调整系数为1。
在S34中，采用各颜色通道的白平衡调整系数分别对各颜色通道的像素值进行调整，以获取调整后的像素值。
在一些实施例中，在采用各颜色通道的白平衡调整系数分别对各颜色通道的像素值进行调整前，所述白平衡校正方法还包括：比较当前待处理图像帧中的白点数量与白点数量阈值以判断所述白平衡调整系数是否生效；其中，若所述白点数量大于所述白点数量阈值，则设定所述当前待处理图像帧的白平衡调整系数为生效的白平衡调整系数，否则，保持之前生效的白平衡调整系数不变。所述白点数量阈值为经验阈值，是可以调节的。
在一些实施例中，采用各颜色通道的白平衡调整系数分别对各颜色通道的像素值进行调整包括：将N个颜色通道的像素值分别乘以对应的白平衡调整系数，以获取调整后的N个颜色通道的像素值。具体可参考如下公式。
C’i＝Ci*Coefi,1≤i≤n,i≠k
C’k＝Ck
其中，C’i和C’k均为调整后的颜色通道的像素值。
在一些实施例中，以颜色通道的数据为8比特为例，调整后的颜色通道像素值如果超过255，则取为255。
若所述调整后的像素值超过像素最大阈值，则将该像素的像素值设置为像素最大阈值。在一些实施例中，所述生效的白平衡调整系数用于所述当前待处理图像帧或者下一待处理图像帧。具体地，对于实时输出的数字摄像机，可以将生效的白平衡调整系数用于下一帧；对于非实时输出的数字摄像机，可以将生效的白平衡调整系数用于本帧。
在一些实施例中，在获取调整后的像素值之后，所述白平衡校正方法还包括：采用颜色校正矩阵对具有N个颜色通道的图像进行颜色校正。
具体地，可以将具有N个颜色通道的图像乘以颜色校正矩阵A，转换为RGB图像。A的大小为3*N，以N＝4为例，A的大小为3x4，转换公式参考如下。
Figure GDA0003122098550000091
以下结合具体实施例对所述白点范围确定方法及所述白平衡校正方法进行详细说明。
在一个实施例中，所述白点范围确定方法及所述白平衡校正方法可以用于具有四个颜色通道CMYG的数字摄像机(C：Cyan，青色；M：Magenta，品红；Y：Yellow，黄色；G：Green,绿色)。
将24色块色卡(x-rite color checkerclassic)置于FA光源(色温2856K)中，用上述摄像机进行拍照，以获取基准图像帧，所述基准图像帧包含所述色卡的所有色块。计算第19、20、21灰度色块各颜色通道的平均值C19，M19，Y19，G19，C20，M20，Y20，G20，C21，M21，Y21，G21。
参考图4，图4是本发明实施例提供的一种基准图像帧中白点的空间分布示意图。
将颜色通道Y选为基准颜色通道。在其他实施例中，别的颜色通道也可以被选为基准颜色通道，且以C/Y、M/Y、G/Y为三条坐标轴，构建三维(N-1维)颜色比例空间。
计算比值Ra19C/Y＝C19/Y19，Ra20C/Y＝C20/Y20，Ra21C/Y＝C21/Y21，Ra19M/Y＝M19/Y19，Ra20M/Y＝M20/Y20，Ra21M/Y＝M21/Y21，Ra19G/Y＝G19/Y19，Ra20G/Y＝G20/Y20，Ra21G/Y＝G21/Y21，将以上得到的白点坐标(Ra19C/Y，Ra19M/Y，Ra19G/Y)，(Ra20C/Y，Ra20M/Y，Ra20G/Y)，(Ra21C/Y，Ra21M/Y，Ra21G/Y)绘制在所述三维颜色比例空间的坐标系中。
同样地，在TL84光源(色温4000K)、CWF光源(色温5000K)、D65光源(色温6500K)、D75光源(色温7500K)重复上述步骤，在以C/Y、M/Y、G/Y为三条坐标轴的三维颜色比例空间中得到各光源白点。如图4所示，312为FA光源下白点，314为TL84光源下白点，316为CWF光源下白点，318为D65光源下白点，320为D75光源下白点。
参考图5a-5c，图5a-5c是本发明实施例提供的白点平面范围的示意图。
将测得的白点投影到3个二维平面：C/Y和M/Y组成的二维平面(图5a)，C/Y和G/Y组成的二维平面(图5b)，G/Y和M/Y组成的二维平面(图5c)。并根据二维平面上的白点，生成白点平面范围。具体地，在每个二维平面中将白点所在范围扩展为一个白点多边形，这个白点多边形包含了所有测得的白点，同时适当扩大范围。在后续白平衡校正过程中，同时落在这三个白点范围内的像素，就判定为白点。
在获取待处理图像帧(即摄像的一帧)后，逐像素或抽样统计白点数和白点在每个颜色通道内的像素值之和SumC，SumM，SumY，SumG，则所述基准颜色通道外的其他颜色通道的白平衡调整系数分别为CoefC＝SumY/SumC，CoefM＝SumY/SumM，CoefG＝SumY/SumG。如果当前待处理图像帧的白点数大于等于白点数量阈值，则当前待处理图像帧计算出的白平衡调整系数Coefi生效；如果当前帧的白点数小于白点数量阈值，保持之前帧已经生效的白平衡调整系数不变。
对于实时输出的数字摄像机，可以将生效的白平衡调整系数用于下一帧；对于非实时输出的数字摄像机，可以将生效的白平衡调整系数用于本帧。调整后的各颜色通道值参考以下公式。
C’＝C*CoefC
M’＝M*CoefM
G’＝G*CoefG
Y’＝Y
如果调整后的像素值超过了像素允许的最大值，则取最大值。
将调整后的颜色通道像素值C’，M’，G’，Y’应用一个3x4的颜色校正矩阵A3x4，校正到RGB，其中颜色校正矩阵A3x4可由通用的优化方法算出。校正后各光源下色卡的CIE
Figure GDA0003122098550000111
平均色差如表1所示，4个颜色通道CMYG比3个颜色通道CMY的色差平均下降了20％。
表1
Figure GDA0003122098550000112
在另一个实施例中，所述至少四种颜色通道包括透明通道(W通道)。W通道比其它颜色通道拥有更小的噪声，本实施例使W通道参与白平衡，从而参与颜色校正，不仅降低了噪声，而且同时降低了色差，充分发挥了W通道的作用。具体的，所述白点范围确定方法及所述白平衡校正方法可以用于具有四个颜色通道RGBW的数字摄像机(R：红色；G：绿色；B：蓝色；W：透明)。
将24色块色卡(x-rite color checkerclassic)置于FA光源(色温2856K)中，用上述摄像机进行拍照，以获取基准图像帧，所述基准图像帧包含所述色卡的所有色块。计算第19、20、21灰度色块各颜色通道的平均值R19，G19，B19，W19，R20，G20，B20，W20，R21，G21，B21，W21。
参考图6，图6是本发明实施例提供的一种基准图像帧中白点的空间分布示意图。
将颜色通道G选为基准颜色通道，且以R/G、B/G、W/G为三条坐标轴，构建三维(N-1维)颜色比例空间。
计算比值Ra19R/G＝R19/G19，Ra20R/G＝R20/G20，Ra21R/G＝R21/G21，Ra19B/G＝B19/G19，Ra20B/G＝B20/G20，Ra21B/G＝B21/G21，Ra19W/G＝W19/G19，Ra20W/G＝W20/G20，Ra21W/G＝W21/G21，将以上得到的白点坐标(Ra19R/G，Ra19B/G，Ra19W/G)，(Ra20R/G，Ra20B/G，Ra20W/G)，(Ra21R/G，Ra21B/G，Ra21W/G)绘制在所述三维颜色比例空间的坐标系中。
同样地，在TL84光源(色温4000K)、CWF光源(色温5000K)、D65光源(色温6500K)、D75光源(色温7500K)重复上述步骤，在以R/G、B/G、W/G为三条坐标轴的三维颜色比例空间中得到各光源白点。如图6所示，412为FA光源下白点，414为TL84光源下白点，416为CWF光源下白点，418为D65光源下白点，420为D75光源下白点。
参考图7a-7c，图7a-7c是本发明实施例提供的白点平面范围的示意图。
将测得的白点投影到3个二维平面：R/G和B/G组成的二维平面(图7a)，R/G和W/G组成的二维平面(图7b)，W/G和B/G组成的二维平面(图7c)。并根据二维平面上的白点，生成白点平面范围。具体地，在每个二维平面中将白点所在范围扩展为一个白点多边形，这个白点多边形包含了所有测得的白点。在后续白平衡校正过程中，同时落在这三个白点范围内的像素，就判定为白点。
在获取待处理图像帧(即摄像的一帧)后，逐像素或抽样统计白点数和白点在每个颜色通道内的像素值之和SumR，SumG，SumB，SumW，则所述基准颜色通道外的其他颜色通道的白平衡调整系数分别为CoefR＝SumG/SumR，CoefB＝SumG/SumB，CoefW＝SumG/SumW。如果当前待处理图像帧的白点数大于等于白点数量阈值，则当前待处理图像帧计算出的白平衡调整系数Coefi生效；如果当前帧的白点数小于白点数量阈值，保持之前帧已经生效的白平衡调整系数不变。
对于实时输出的数字摄像机，可以将生效的白平衡调整系数用于下一帧；对于非实时输出的数字摄像机，可以将生效的白平衡调整系数用于本帧。调整后的各颜色通道值参考以下公式。
R’＝R*CoefR
B’＝B*CoefB
W’＝W*CoefW
G’＝G
如果调整后的像素值超过了像素允许的最大值，则取最大值。
将调整后的颜色通道像素值R’，G’，B’，W’应用一个3x4的颜色校正矩阵A3x4，校正到RGB，，其中颜色校正矩阵A3x4可由通用的优化方法算出。校正后各光源下色卡的CIE
Figure GDA0003122098550000131
平均色差如表2所示，4个颜色通道RGBW比3个颜色通道RGB的色差平均下降了11％。虽然W透明通道通常被认为不包含颜色信息，但是在本发明实施例中，可以利用W通道降低色差。
表2
Figure GDA0003122098550000132
在多光谱成像中，通常具有4种及4种以上光谱通道(类似于本文中的颜色通道)，例如遥感探测，红外与可见光融合等，也可以应用本发明提供的方法进行图像处理及颜色重建。
本发明实施例还提供了一种白点范围确定装置，包括：存储器11、处理器12，所述存储器11上存储有可在所述处理器12上运行的计算机程序，所述处理器12执行所述程序时，所述处理器12执行所述白点范围确定方法的步骤。所述白点范围确定方法参考上文的相关描述，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种白平衡校正装置，包括：存储器21、处理器22，所述存储器21上存储有可在所述处理器22上运行的计算机程序，所述处理器22执行所述程序时，所述处理器22执行所述白平衡校正方法的步骤。所述白平衡校正方法参考上文的相关描述，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行本发明上述实施例中提供的所述白点范围确定方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行本发明上述实施例中提供的所述白平衡校正方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于以计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (18)

1.一种白点范围确定方法，其特征在于，适用于具有至少四种颜色通道的白平衡校正装置，所述方法包括：
分别获取多个光源下的基准图像帧，其中，在每个光源下获取的基准图像帧均包含多个灰度色块，所述基准图像帧具有N个颜色通道，N大于等于4；
在所述N个颜色通道中选择一个作为基准颜色通道；
构建N-1维颜色比例空间，所述N-1维颜色比例空间的坐标轴与所述N个颜色通道间像素值的比值有关；以及
根据所述N-1维颜色比例空间生成多个二维平面，并基于所述基准图像帧在每个所述二维平面上分别生成一个白点平面范围，同时落在所有白点平面范围内的像素判定为白点。
2.根据权利要求1所述的白点范围确定方法，其特征在于，所述构建N-1维颜色比例空间包括：
将其余N-1个颜色通道与基准颜色通道像素比值作为所述N-1维颜色比例空间的坐标轴，以构建所述N-1维颜色比例空间。
3.根据权利要求2所述的白点范围确定方法，其特征在于，所述根据所述N-1维颜色比例空间生成多个二维平面包括：
在所述N-1维颜色比例空间的N-1个坐标轴中选出两个作为二维平面的坐标轴，以生成
Figure FDA0003122098540000011
个二维平面。
4.根据权利要求3所述的白点范围确定方法，其特征在于，所述基于所述基准图像帧，在每个所述二维平面上分别生成一个白点平面范围包括：
计算多个灰度色块在所述基准图像帧对应的所述N个颜色通道的像素平均值；
分别计算非基准的N-1个颜色通道的多个灰度色块各自的像素平均值与所述基准颜色通道的对应灰度色块的像素平均值的比值；
根据所述比值获取对应于所述多个灰度色块的多个白点空间坐标；
将所述多个白点空间坐标投影至所述
Figure FDA0003122098540000021
个二维平面，以获取多个白点平面坐标；以及
根据所述多个白点平面坐标，在每一个二维平面上分别生成一个白点平面范围。
5.一种白平衡校正方法，其特征在于，适用于具有至少四种颜色通道的白平衡校正装置，所述方法包括：
获取待处理图像帧；
对所述待处理图像帧进行白平衡统计，所述白平衡统计包括：将同时落入所有白点平面范围内的像素作为白点，所述白点平面范围根据权利要求1至4中任意一项所述的方法确定；
根据白平衡统计结果，计算每个颜色通道的白平衡调整系数；以及
采用各颜色通道的白平衡调整系数分别对各颜色通道的像素值进行调整，以获取调整后的像素值。
6.根据权利要求5所述白平衡校正方法，其特征在于，所述对所述待处理图像帧进行白平衡统计包括：
对于每个待处理图像帧，逐像素地进行白平衡统计。
7.根据权利要求5所述白平衡校正方法，其特征在于，所述对所述待处理图像帧进行白平衡统计包括：
对于每个待处理图像帧，抽样地进行白平衡统计。
8.根据权利要求5所述白平衡校正方法，其特征在于，所述对所述待处理图像帧进行白平衡统计还包括：
计算所述待处理图像帧中的白点数量；以及
对于所述待处理图像帧的所述白点，分别计算其在所述N个颜色通道内的像素值之和。
9.根据权利要求8所述白平衡校正方法，其特征在于，所述根据白平衡统计结果，计算每个颜色通道的白平衡调整系数包括：
计算所述基准颜色通道的像素值之和与所述N个颜色通道的像素值之和的比值，将该比值分别作为N个颜色通道的白平衡调整系数。
10.根据权利要求9所述白平衡校正方法，其特征在于，在采用各颜色通道的白平衡调整系数分别对各颜色通道的像素值进行调整前，所述白平衡校正方法还包括：
比较当前待处理图像帧中的白点数量与白点数量阈值以判断所述白平衡调整系数是否生效；
其中，若所述白点数量大于所述白点数量阈值，则设定所述当前待处理图像帧的白平衡调整系数为生效的白平衡调整系数，否则，保持之前生效的白平衡调整系数不变。
11.根据权利要求10所述白平衡校正方法，其特征在于，所述生效的白平衡调整系数用于所述当前待处理图像帧或者下一待处理图像帧。
12.根据权利要求5所述白平衡校正方法，其特征在于，采用各颜色通道的白平衡调整系数分别对各颜色通道的像素值进行调整包括：
将N个颜色通道的像素值分别乘以对应的白平衡调整系数，以获取调整后的N个颜色通道的像素值。
13.根据权利要求12所述的白平衡校正方法，其特征在于，若所述调整后的像素值超过像素最大阈值，则将该像素的像素值设置为像素最大阈值。
14.根据权利要求5所述的白平衡校正方法，其特征在于，在获取调整后的像素值之后，所述白平衡校正方法还包括：
采用颜色校正矩阵对具有N个颜色通道的图像进行颜色校正。
15.一种白点范围确定装置，包括：存储器、处理器，所述存储器上存储有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程序时，所述处理器执行权利要求1至4中任一所述的白点范围确定方法的步骤。
16.一种白平衡校正装置，包括：存储器、处理器，所述存储器上存储有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程序时，所述处理器执行权利要求5至14中任一所述的白平衡校正方法的步骤。
17.一种可读存储介质，计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行权利要求1至4中任一项所述的白点范围确定方法的步骤。
18.一种可读存储介质，计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行权利要求5至14中任一项所述的白平衡校正方法的步骤。
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