CN114071106B

CN114071106B - 一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法

Info

Publication number: CN114071106B
Application number: CN202010794899.4A
Authority: CN
Inventors: 汪凯
Original assignee: Hefei Ingenic Technology Co ltd
Current assignee: Hefei Ingenic Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-10
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2040-08-10
Also published as: CN114071106A

Abstract

本发明提供一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法，所述方法包括以下步骤：S1，创建自学习线程；S2，ADC初始化；S3，获得当前状态，判断当前状态是白天还是晚上；S4，根据S3的结果，获取ADC值；S5，获得R/B增益参数；S6，对比上一次的R/B增益参数，如果达到阈值，则记录本次R/B增益参数；如果没有达到阈值，则丢弃本次参数；S7，重复步骤S3。本方法是一种基于自学习的快速自动白平衡方案，通过自学习加快ISP收敛过程达到自动白平衡的一种冷启动低功耗方法。

Description

一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法。

背景技术

近年来，随着科技的飞速发展，在图形处理领域随着传感器Sensor的效果的提升，以及数字图像处理技术的发展，ISP模块实现了更加强大的图像处理功能，如3A(AWB/AE/AF，自动白平衡/自动曝光/自动聚焦)、降噪功能、宽动态、慢快门、帧累积、强光抑制等功能。但与此同时，对各个功能模块算法进行改进，可以使得系统能够适应复杂恶劣环境中的图像和视频采集，能够准确、高效地处理原始图像获得最优效果，也成为ISP系统研究和优化的目标。

传统的自动白平衡技术是统计白色区域的图像像素值，包括以下步骤：

(1)先将图像原始数据经插值处理成一幅真实的图像，即每个像素包含RGB三个分量。

(2)遍历整幅图像，判断当前像素点是否为白色像素点。计算像素点的绿/红比值(G/R)和绿/蓝比值(G/B)。如果这两个比值均处于给定的范围，则确定该像素点为选定的像素点。

(3)统计所有选定的像素点，计算RGB分量的平均值。

(4)按公式计算RGB通道的增益。

另一种手动白平衡方法是基于现有技术中的图像处理软件。调整白平衡的过程如下：

第一步：对图像进行初步校正。初步校正的方法有很多，比如，在图像处理软件中白平衡模块中输入一个具体的色温值，通过色温值直接调整图像的白平衡。另外，可通过色温滤镜调整白平衡，用户在掌握常用滤镜的浓度值条件下，根据需要选择不同镜系，从而调整图像的白平衡；此外，还有曲线调整等多种方法实现白平衡的初步校正。

第二步：对图像进行微调。将调整后的图像和原图像进行对比，反复进行第一步操作，直到获取满意的白平衡效果为止。

然而，传统的自动白平衡技术虽然能有效地减少高饱和度像素对物体色彩的影响，但是对低饱和度像素对物体色彩的影响存在着一定的局限性。当低饱和度色彩分量被当作灰色分量应用在计算通道增益上，也会影响到物体的真实颜色。不同光源其对应的色温也不相同，因此导致RGB色彩成分的强度在不同光照条件下也有细微的不一致，当从一种环境光转换到另一种环境光时，传统的自动白平衡技术也不能很有效的进行自适应判断与处理。并且该方法是对整幅图像的每个像素的RGB分量进行处理，增加了计算量。在快速启动的系统中，这会增加整个系统的启动运行时间。

现有技术中的图像处理软件中，缺点在于调整白平衡由于在后期对照片进行手动白平衡调整过程中，要求操作者具备图像处理软件的专业知识，及需要输入具体的调整参数，通过不断调整从而实现白平衡。可见现有技术存在调整白平衡的准确度较差、过程复杂的技术问题。

此外，现有技术中的常用术语如下：

色温：将黑体从绝对零度开始加温,温度每升高一度称为1开氏度(用字母K表示)，当温度升高到一定程度时候,黑体便辐射出可见光,其光谱成份以及给人的感觉也会着温度的不断升高发生相应变化。于是,就把黑体辐射一定色光的温度定为发射相同色光光源的色温。

AWB(自动白平衡):它指的是在图像处理的过程中，对原本材质为白色的物体的图像进行色彩还原，去除外部光源色温的影响，使其在照片上也显示白色。

自学习：它能在系统运行过程中通过评估已有行为的正确性或优良度，自动修改系统参数以改进自身品质的系统，与自适应系统不同之处在于经学习而得到的改进可以保存并固定在系统结构之中，从而较易于实现，并可作为自动设计或调整的一种办法。

ISP(Image Signal Processor)图像信号处理器，图像信号处理器的主要作用是对前端图像传感器输出的信号做后期的处理。它直接影响呈现给用户的影响画质的优劣。图像经过图像经过CCD或者CMOS的采集后，需要经过后期的处理才可以较好的适应不同的环境，在不同的光学条件下都能较好的还原出现场细节。在ISP中它会完成自动白平衡/自动曝光等多种功能。

RGB：即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的。

发明内容

为了解决上述问题，本方法目的是设备在冷启动时候快速的对画面进行自动白平衡，即减少ISP模块的收敛过程，从而达到了减少启动时间。通过自学习能很有效的进行周围环境的参数记录，当下次冷启动设备时候，环境参数不会丢失，根据设备对周围环境的记录，设备读取适合的记录参数，不需要反复调节参数就能能很快适应画面的变化。并且因为缩短ISP的收敛过程，比传统的算出增益参数方案要更加低功耗。

具体地，本发明提供一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法，所述方法包括以下步骤：

S1，创建自学习线程；

S2，ADC初始化；

S3，获得当前状态，判断当前状态是白天还是晚上；

S4，根据S3的结果，获取ADC值；

S5，获得R/B增益参数；

S6，对比上一次的R/B增益参数，如果达到阈值，则记录本次R/B增益参数；如果没有达到阈值，则丢弃本次参数；

S7，重复步骤S3。

所述方法是设备在冷启动时候快速的对画面进行自动白平衡，即减少ISP模块的收敛过程。

所述步骤S4中，通过ADC采集光敏电阻分担的电压，基于内光电效应，光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低。

所述光敏电阻是用硫化镉或硒化镉半导体材料制成的特殊电阻器。

所述采集的ADC值能够与白天或者晚上达成某种关系，当白天的时候，将获得的白平衡参数中的红色增益和蓝色增益记录下来写到flash当中保存下来，随着设备的使用白平衡参数会收集的越来越多，设备使用这些白平衡参数会越来越准确，当上电启动的时候，ISP会缩短这个图像收敛的过程，从而快速达到了自动白平衡效果。

所述方法由于摄像头放到一个较为固定的场景，在实际使用过程中，根据当前的环境情况进行统计，并记录相关参数，供下次使用。

所述方法中，由于场景固定，所以颜色也基本固定，这样AWB也同样用自学习方法进行缩短收敛过程。

所述方法中将周围环境的参数记录，当下次冷启动设备时候，环境参数不会丢失，根据设备对周围环境的记录，设备读取适合的记录参数，不需要反复调节参数就能很快适应画面的变化。

由此，本申请的优势在于：本方法是一种基于自学习的快速自动白平衡方案，通过自学习加快ISP收敛过程达到自动白平衡的一种冷启动低功耗方法。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。

图1是本发明方法的流程示意图。

图2是实现本发明方法的代码示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容及优点，现结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法，所述方法包括以下步骤：

S1，创建自学习线程；

S2，ADC初始化；

S3，获得当前状态，判断当前状态是白天还是晚上；

S4，根据S3的结果，获取ADC值；

S5，获得R/B增益参数；

S7，重复步骤S3。

其中，具体的实现方法的代码如图2所示，其中，

get_awb_gain_value函数目的是写入awb的值；

libz_get_awb_start_rgain()/libz_get_awb_start_bgain()为多次平均下获取的R/B增益参数接口；

获取的值不正确就使用默认R、B参数；

根据获取s_wb_r值，判断以下条件1和条件2的阈值判断是否写入，

条件1：根据记录的ADC值对应的r_gain的值来判断是否来写入本次获取的r_gain的值，

条件2：根据记录的r_gain的值和本次获取的s_wb_r值做对比，滤掉过大过小值；

根据获取s_wb_b值，判断以下条件1和条件2的阈值判断是否写入，

条件1：根据记录的ADC值对应的b_gain的值来判断是否来写入本次获取的b_gain的值

条件2：根据记录的b_gain的值和本次获取的s_wb_b值做对比，滤掉过大过小值。

本发明是基于自学习的快速自动白平衡方案，通过自学习加快ISP收敛过程达到自动白平衡的一种冷启动低功耗方法。具体地，低功耗平台要求快速启动，但是ISP会有一个收敛过程，为了尽量缩短这个过程，这里用到了自学习的方法。由于摄像头一般都会放到一个较为固定的场景，所以可以在实际使用过程中，根据当前的环境情况进行统计，并记录相关参数，供下次使用。由于场景固定，所以颜色也基本固定，这样AWB也同样可以用自学习方法进行缩短收敛过程。

具体方法就是通过ADC采集光敏电阻分担的电压，由于光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低。所以当采集的ADC值可以与白天或者晚上达成某种关系。当白天的时候，将获得的白平衡参数中的红色增益和蓝色增益记录下来写到flash当中保存下来，当晚上的时候，设备往往需要切换夜视功能，此时不再需要记录红色增益和蓝色增益，随着设备的使用白平衡参数会收集的越来越多，设备使用这些白平衡参数会越来越准确，当上电启动的时候，ISP会缩短这个图像收敛的过程，从而快速达到了自动白平衡效果。并且因为减少了ISP的收敛过程，减少了CPU的运算量从而达到低功耗的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1，创建自学习线程；

S2，ADC初始化；

S3，获得当前状态，判断当前状态是白天还是晚上；

S4，根据S3的结果，获取ADC值，通过ADC采集光敏电阻分担的电压，基于内光电效应，光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，所述获取ADC值能够与白天或者晚上达成某种关系，当白天的时候，将获得的白平衡参数中的红色增益和蓝色增益记录下来写到flash当中保存，随着设备的使用白平衡参数会收集的越来越多，设备使用这些白平衡参数会越来越准确，当上电启动的时候，ISP会缩短这个图像收敛的过程，从而快速达到了自动白平衡效果；

S5，获得R/B增益参数；

S7，重复步骤S3。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法，其特征在于，所述方法是设备在冷启动时候快速的对画面进行自动白平衡，即减少ISP模块的收敛过程。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法，其特征在于，所述光敏电阻是用硫化镉或硒化镉半导体材料制成的特殊电阻器。

4.根据权利要求1所述的一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法，其特征在于，所述方法由于摄像头放到一个较为固定的场景，在实际使用过程中，根据当前的环境情况进行统计，并记录相关参数，供下次使用。

5.根据权利要求1所述的一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法，其特征在于，所述方法中，由于场景固定，所以颜色也基本固定，这样 AWB 也同样用自学习方法进行缩短收敛过程。

6.根据权利要求1所述的一种低功耗设备冷启动快速白平衡方法，其特征在于，所述方法是将周围环境的参数记录，当下次冷启动设备时候，环境参数不会丢失，根据设备对周围环境的记录，设备读取适合的记录参数，不需要反复调节参数就能很快适应画面的变化。