CN111064944A - 一种无色恒常性白平衡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无色恒常性白平衡方法，具体包括：亮色分离后，计算的各色度通道中每个像素的色度权重；获取总色度权重；根据色度权重校正偏色像素，保护无色像素，即灰度像素；本发明公开的所述无色恒常性白平衡方法能够解决现有白平衡方法在图像偏色校正处理过程中出现的过校正、欠校正、泛用性弱等问题，可较好地提升图片的视觉感知效果，且计算复杂度相对简单，白平衡效果更好，应用范围更加广泛。

Description

一种无色恒常性白平衡方法
技术领域
本发明涉及视频图像增强领域，特别是指一种无色恒常性白平衡方法。
背景技术
视频图像在成像过程中，容易受到大气中各种因素的影响而导致图像质量下降，如对比度低、模糊、偏色等。图像增强技术能够改善图像的视觉效果，使图像更加清晰，细节突出，偏色得到还原，在安防、医疗、军事、遥感、检测等领域有重要价值。
在水下或沙尘暴的拍摄环境中，成像设备容易拍摄到偏色图像，使照片或视频中的景物无法呈现出真实色彩。图像白平衡能够校正偏色，使视频图像接近真实色彩。现有的白平衡算法对严重偏色的图像(如水下图像)效果较弱，且容易产生图像部分偏红的现象，无法完全实现偏色矫正，因此对白平衡算法还有着广阔的研究前景。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种提出一种无色恒常性白平衡方法，能够对严重偏色的图像进行偏色矫正，使图像中的景物接近真实色彩。
本发明采用如下技术方案：
一种无色恒常性白平衡方法，其特征在于包含如下步骤：
1)将图像转至YCbCr颜色空间；
2)计算各色度通道中每个像素的色度权重；
3)计算图像整体的色度权重矩阵；
4)根据所述整体的色度权重矩阵校正偏色像素。
所述步骤1)中，YCbCr颜色空间，Y为颜色的亮度成分、Cb为蓝色的浓度偏移量成分、Cr为红色的浓度偏移量成分。
所述步骤2)中，计算各色度通道中每个像素的色度权重采用方法为分别计算各色度分量相较于灰度分量的偏差比例。
所述步骤3)中获取图像整体的色度权重矩阵，具体实现方法为：取每个坐标位置各颜色分量色度权重的最小值，组成图像整体色度权重矩阵。
所述步骤4)中根据整体的色度权重矩阵来校正偏色像素，具体实现方法为：利用改进的加权灰度算法计算得到校正后的像素，对无色像素即灰度像素进行保护。
所有像素处理完毕，得到最终的白平衡增强图像。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明公开的所述无色恒常性白平衡方法能够解决现有白平衡方法在图像偏色校正处理过程中出现的过校正、欠校正、泛用性弱等问题，可较好地提升图片的视觉感知效果，且计算复杂度相对简单，白平衡效果更好，应用范围更加广泛。
附图说明
图1为本发明一种实现流程示意图；
图2为实施时的待处理例图；
图3为本发明实施时的输出结果图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1为本发明的流程图，根据流程图处理步骤应当如下：
1)在YCbCr颜色空间中进行偏色处理；读入彩色图像，如图2所示，比特位为Bit，将其转至YCbCr颜色空间。
2)计算各色度通道中每个像素的色度权重；分别计算Cb、Cr通道中各个像素的色度权重记为WCb(x，y)、WCr(x，y)，即：
Figure BDA0002304343660000031
Figure BDA0002304343660000032
其中，(x，y)为像素点坐标，U为中心灰度，其数值等于2^(Bit-1)。中心灰度值即灰度区域，在处理过程中，这些部分是不随算法的校正而变化的。以此作为判断色偏的标准，与之偏离越远，即色偏程度越深，校正的力度也越强，反之，与之距离越近，即与灰度区域越近，校正力度越弱。
3)获取图像整体的色度权重，即计算总色度权重通道矩阵；
将两个色度权重通道中坐标相同的权重值进行比较，保留每个坐标位置对应权重值的最小值，存入总色度权重通道矩阵W即：
W＝min(WCb(x，y)，WCr(x，y))
4)根据无色权重校正偏色像素，对无色像素，即灰度像素进行保护；本方法最终的校正公式以灰度世界假设作为基础进行改进，在YCbCr空间中的灰度世界假设校正公式为：
Figure BDA0002304343660000033
其中，
Figure BDA0002304343660000034
和
Figure BDA0002304343660000035
分别是色度调整前后的图像，
Figure BDA0002304343660000036
为各个通道的均值，其思想为将图像的整体色度均值平移至128左右，从而校正色偏。图像全局的色度平移是导致校正后颜色失真的原因，本发明采用改进的加权灰度世界算法：
Figure BDA0002304343660000037
Figure BDA0002304343660000038
其中，
Figure BDA0002304343660000039
为原色彩通道的调整系数，定义如下：
Figure BDA0002304343660000041
Cb′为校正后的Cb通道像素值，Cr′为校正后的Cr通道像素值。
所有像素都处理完成后，则得到色彩饱和度增强的结果图，如图3所示。
本发明公开的所述无色恒常性白平衡方法能够解决现有白平衡方法在图像偏色校正处理过程中出现的过校正、欠校正、泛用性弱等问题，可较好地提升图片的视觉感知效果，且计算复杂度相对简单，白平衡效果更好，应用范围更加广泛。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.一种无色恒常性白平衡方法，其特征在于：包括下述步骤：
1)将图像转至YCbCr颜色空间；
2)计算各色度通道中每个像素的色度权重；
3)计算图像整体的色度权重矩阵；
4)根据所述整体的色度权重矩阵校正偏色像素。
2.根据权利要求2所述的无色恒常性白平衡方法，其特征在于，所述步骤2)中计算各色度通道中每个像素的色度权重，具体实现方法为：分别计算各色度分量相较于灰度分量的偏差比例。
3.根据权利要求3所述的无色恒常性白平衡方法，其特征在于，所述步骤3)中获取图像整体的色度权重矩阵，具体实现方法为：取每个坐标位置各颜色分量色度权重的最小值，组成图像整体色度权重矩阵。
4.如权利要求1所述的无色恒常性白平衡方法，其特征在于，所述步骤4)中根据整体的色度权重矩阵来校正偏色像素，具体实现方法为：利用改进的加权灰度算法计算得到校正后的像素。
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