CN115118946A - 一种白平衡校正方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种白平衡校正方法、装置及存储介质。白平衡校正方法包括：基于光谱传感器采集拍摄场景中环境光的第一光谱曲线；在光谱数据库中确定第二光谱曲线，光谱数据库中存储有多个光谱曲线，以及多个光谱曲线与色温之间的对应关系，第二光谱曲线为多个光谱曲线中与第一光谱曲线之间的光谱误差均方根最小的光谱曲线；若第一光谱曲线与第二光谱曲线之间的光谱误差均方根大于或等于光谱误差均方根阈值，则在光谱数据库中确定与第二光谱曲线对应的色温；基于第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于白平衡增益进行白平衡校正。通过本公开能获得较为准确的白平衡增益，进而提高白平衡校正的准确性。

Description

一种白平衡校正方法、装置及存储介质

技术领域

本公开涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种白平衡校正方法、装置及存储介质。

背景技术

图像作为一种信息交流、传递的方式，被人们运用于日常生活中的各个方面。目前，通常使用数码相机等图像采集设备进行图像采集。

相关技术中，图像采集设备大多使用三基色宽带滤光片系统进行彩色成像，使用基于灰度世界的白平衡算法确定白平衡增益值，从而对图像进行的颜色还原。但由于图像采集设备的使用场景复杂，当采集的画面中没有足够多的中性灰时，很容易出现白平衡的误判，最终导致图像整体的白平衡出现偏差，影响最后的画质质量。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种白平衡校正方法、装置及存储介质。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种白平衡校正方法，包括：

基于光谱传感器采集拍摄场景中环境光的第一光谱曲线；在光谱数据库中确定第二光谱曲线，所述光谱数据库中存储有多个光谱曲线，以及所述多个光谱曲线与色温之间的对应关系，所述第二光谱曲线为所述多个光谱曲线中与所述第一光谱曲线之间的光谱误差均方根最小的光谱曲线；若所述第一光谱曲线与所述第二光谱曲线之间的光谱误差均方根大于或等于光谱误差均方根阈值，则在所述光谱数据库中确定与所述第二光谱曲线对应的色温；基于所述第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于所述白平衡增益进行白平衡校正。

一种实施方式中，所述白平衡校正方法还包括：若所述第一光谱曲线与所述第二光谱曲线之间的光谱误差均方根小于所述光谱误差均方根阈值，则确定与所述第一光谱曲线对应的色温；基于所述第一光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于所述白平衡增益进行白平衡校正。

一种实施方式中，所述数据库中存储的多个光谱曲线，以及所述多个光谱曲线与色温之间的对应关系，采用如下方式确定：设置多个不同的拍摄场景，其中不同的拍摄场景对应不同的环境光的光谱数据；针对所述多个不同的拍摄场景中每一拍摄场景，分别基于所述光谱传感器获取环境光的光谱数据，基于所述光谱数据得到光谱曲线，并通过色温采集装置同步获取色温；创建每一拍摄场景中光谱曲线与色温之间的对应关系，并存储所述对应关系。

一种实施方式中，所述光谱传感器为多通道窄带光谱传感器，所述数据库中存储的多个光谱曲线中的每一光谱曲线采用如下方式确定：使用标准白光对所述多通道窄带光谱传感器各通道采集的光谱数据输出值进行预先校准，得到各通道的光谱数据初始校准值；对所述各通道的光谱数据初始校准值以最大光谱数据输出值为准进行归一化处理，得到初始光谱曲线中各个波段对应的光谱数据；对所述各个波段对应的光谱数据进行插值处理，得到数据库中存储的光谱曲线。

一种实施方式中，所述基于所述第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，包括：将所述第二光谱曲线对应的色温映射到用于计算白平衡增益的色温曲线上，并将所述色温曲线上对应的色温转换为用于白平衡校正的所述白平衡增益。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种白平衡校正装置，包括：

采集单元，用于基于光谱传感器采集拍摄场景中环境光的第一光谱曲线；确定单元，用于在光谱数据库中确定第二光谱曲线，所述光谱数据库中存储有多个光谱曲线，以及所述多个光谱曲线与色温之间的对应关系，所述第二光谱曲线为所述多个光谱曲线中与所述第一光谱曲线之间的光谱误差均方根最小的光谱曲线；校正单元，用于在所述第一光谱曲线与所述第二光谱曲线之间的光谱误差均方根大于或等于光谱误差均方根阈值的情况下，在所述光谱数据库中确定与所述第二光谱曲线对应的色温；基于所述第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于所述白平衡增益进行白平衡校正。

一种实施方式中，所述校正单元还用于：在所述第一光谱曲线与所述第二光谱曲线之间的光谱误差均方根小于所述光谱误差均方根阈值的情况下，确定与所述第一光谱曲线对应的色温，基于所述第一光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于所述白平衡增益进行白平衡校正。

一种实施方式中，所述确定单元采用如下方式确定所述数据库中存储的多个光谱曲线，以及所述多个光谱曲线与色温之间的对应关系：设置多个不同的拍摄场景，其中不同的拍摄场景对应不同的环境光的光谱数据；针对所述多个不同的拍摄场景中每一拍摄场景，分别基于所述光谱传感器获取环境光的光谱数据，基于所述光谱数据得到光谱曲线，并通过色温采集装置同步获取色温；创建每一拍摄场景中光谱曲线与色温之间的对应关系，并存储所述对应关系。

一种实施方式中，所述光谱传感器为多通道窄带光谱传感器，所述确定单元采用如下方式确定所述数据库中存储的多个光谱曲线中的每一光谱曲线：使用标准白光对所述多通道窄带光谱传感器各通道采集的光谱数据输出值进行预先校准，得到各通道的光谱数据初始校准值；对所述各通道的光谱数据初始校准值以最大光谱数据输出值为准进行归一化处理，得到初始光谱曲线中各个波段对应的光谱数据；对所述各个波段对应的光谱数据进行插值处理，数据库中存储的光谱曲线。

一种实施方式中，所述校正单元采用如下方式基于所述第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益：将所述第二光谱曲线对应的色温映射到用于计算白平衡增益的色温曲线上，并将所述色温曲线上对应的色温转换为用于白平衡校正的所述白平衡增益。

根据本公开实施例第三方面，提供一种白平衡校正装置，包括：

处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：执行第一方面或者第一方面任意一种实施方式中所述的白平衡校正方法。

根据本公开实施例第四方面，提供一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当所述存储介质中的指令由光谱传感器的处理器执行时，使得光谱传感器能够执行第一方面或者第一方面任意一种实施方式中所述的白平衡校正方法。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过光谱传感器采集拍摄场景中环境光的第一光谱曲线，在光谱数据库中确定与第一光谱曲线之间的光谱误差均方根最小的第二光谱曲线。其中，光谱数据库中存有多个光谱曲线，以及光谱曲线与色温之间的对应关系。若该光第一光谱曲线与第二光谱曲线之间的光谱误差均方根大于或等于光谱误差均方根阈值，则通过第二光谱曲线对应的色温确定用于白平衡校正的白平衡增益，并通过该白平衡增益进行白平衡校正。通过本公开可以在会出现白平衡误判的拍摄场景下，获得较为准确的白平衡增益，进而提高白平衡校正的准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种白平衡校正方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种白平衡校正方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种基于多通道窄带光谱传感器获取光谱曲线的方法流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种确定光谱曲线与色温之间对应关系的方法流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种白平衡校正方法的流程示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的基于光谱数据处理确定光谱曲线的流程示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的光谱曲线的处理、对比以及光谱数据库查找的流程示意图。

图8是根据一示例性实施例示出的一种确定白平衡决策点计算以及白平衡增益计算的流程示意图。

图9是根据一示例性实施例示出的一种白平衡校正装置框图。

图10是根据一示例性实施例示出的一种用于白平衡校正的装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开实施例提供的白平衡校正方法可以应用于需要进行白平衡增益校正的场景中。例如可以应用于数码相机等图像采集设备进行图像拍摄的场景中。

相关技术中，通常使用数码相机等图像采集设备的三基色宽带滤光片系统进行彩色成像，并通过白平衡算法(灰度世界算法)确定白平衡增益。通过该方法得到的白平衡增益，可以对采集的图像进行颜色校正，从而得到颜色还原度较高的图像。但其白平衡算法的适应程度受视场内容、适应状态、照明程度以及与平均日光光源的适应色度差异等因素的影响。虽然上述方法在大多数常用场景能够得到较满意的白平衡增益，但上述方法在例如纯色场景等极端场景中，会出现明显的白平衡误判，导致图像最终的还原颜色偏色。

多光谱传感器是一种能够在复杂目标场景下进行光谱测量以及颜色复制的功能设备，例如可以对货币、艺术品、纺织品以及博物馆文物等物品进行颜色记录，其在颜色科学及其相关领域具有诸多的优势和特点。在多光谱成像光学系统领域，目前实现多光谱成像的光学系统的途径主要有单色传感器阵列和窄带滤光片的组合、彩色传感器阵列和宽带滤色片的组合、单色传感器阵列和光栅(或棱镜)分光机构的组合、干涉型傅里叶变换光谱成像以及变光源光谱成像等。由于光谱传感器独特的硬件特性，使其可以较大程度的减少拍摄物体对于环境光的影响，从而记录较为真实的光谱数据。目前多光谱成像多用于对于颜色还原要求较高的领域，同时也广泛的应用在遥感领域，它具有高光谱分辨率、高空间分辨力以及图谱合一的巨大优势，可以从空间和光谱两个方面对目标进行分析和识别，在对地观测的同时获取地物的光谱图像，具有明显的优势。

此外，随着手机等终端成像技术的不断发展，一方面，用户和影像测评机构对于图像的颜色保真度提出了更高的要求。另一方面，随着终端摄像头数量和传感器数量的不断增加，采用多摄像机系统和传感器协同合作进行成像已经成为目前的主流手段，这为基于光谱传感器以及光谱数据库的白平衡校正提供了可能。

综上，如果能够通过对多光谱相机捕获光谱数据，并通过光谱数据进行基于色度学的计算，从而得到当前环境的色温等参数，即可辅助进行白平衡校正和颜色的还原。

有鉴于此，本公开实施例提供了一种白平衡校正方法。预先构建存储有基准环境中对应的光谱曲线、色温以及光谱曲线与色温之间的对应关系的光谱数据库。在采集拍摄场景中，通过光谱传感器获取的光谱曲线。将该光谱曲线与光谱数据库中的光谱曲线进行比对，光谱数据库中从而可以使用数据库中的色温，进而通过数据库中相应的色温确定出用于进行白平衡校正的白平衡增益。通过本公开可以得到较为准确的白平衡增益，进一步的，能够获得颜色还原度较高的图像。

本公开实施例中为描述方便，将在当前拍摄场景中采集的光谱曲线称为第一光谱曲线，将光谱数据库中存储的光谱曲线称为第二光谱曲线。

图1是根据一示例性实施例示出的一种白平衡校正方法的流程图，如图1所示，白平衡校正方法可以应用于具备图像处理功能的设备，例如可以是数码相机、终端等图像采集设，包括以下步骤。

在步骤S11中，基于光谱传感器采集拍摄场景中环境光的第一光谱曲线。

在步骤S12中，在光谱数据库中确定第二光谱曲线，光谱数据库中存储有多个光谱曲线，以及多个光谱曲线与色温之间的对应关系，第二光谱曲线为多个光谱曲线中与第一光谱曲线之间的光谱误差均方根(Root Mean Square，RMS)最小的光谱曲线。

在步骤S13中，若第一光谱曲线与第二光谱曲线之间的光谱误差均方根大于或等于光谱误差均方根阈值，则在光谱数据库中确定与第二光谱曲线对应的色温。基于第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于白平衡增益进行白平衡校正。

本公开实施例中，可以通过计算光谱误差均方根的方式，确定数据库中存储的多各光谱曲线中与第一光谱曲线之间的光谱误差均方根最小的光谱曲线。即，在光谱数据库中存储的多个光谱曲线中，确定出与第一光谱曲线的曲线特性最接近的光谱曲线。

一实施方式中，可以采用如下方式计算光谱误差均方根：

其中，λ_n可以表示在连续波长λ上的采样，N可以表示波长采样的数目，

可以表示第一光谱曲线与光谱数据库中光谱曲线的反射比误差。

一示例中，由于实际拍摄场景中的环境光谱复杂多变。故，需要对光谱误差均方根进行判断，从而确定出是否使用光谱数据库中的数据计算白平衡增益。当第一光谱曲线与第二光谱曲线之间的光谱误差均方根大于或等于一定数值(光谱误差均方根阈值)时，可以认为此时光谱数据库中的数据可信。在光谱数据库中确定与第二光谱曲线对应的色温，并通过色温确定白平衡增益，从而进行白平衡校正。

本公开实施例中，可以在确定第二光谱曲线对应的色温后，将该色温映射到用于计算白平衡增益的色温曲线上，从而将色温曲线上对应的色温转换为用于白平衡校正的白平衡增益。

通过本公开实施例提供的白平衡校正方法，能够在会出现白平衡误判的极端场景中，通过光谱数据库中的色温，确定出较为准确的白平衡增益。

一示例中，当第一光谱曲线与第二光谱曲线之间的光谱误差均方根小于一定数值(光谱误差均方根阈值)时，可以认为此时光谱数据库中的数据不可信。进一步的，可以通过白平衡算法确定出第一光谱曲线对应的色温，从而确定进行白平衡校正的白平衡增益。

图2是根据一示例性实施例示出的一种白平衡校正方法的流程图，如图2所示，本公开实施例提供的白平衡校正方法中的步骤S21、步骤S22和步骤S23a的实施过程与图1所示的执行方法相似，在此不再赘述。

在步骤S23b中，若第一光谱曲线与第二光谱曲线之间的光谱误差均方根小于光谱误差均方根阈值，则确定与第一光谱曲线对应的色温。基于第一光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于白平衡增益进行白平衡校正。

本公开实施例中，能够在不会出现白平衡误判的场景中，通过确定第一光谱曲线对应的色温，确定出较为准确的白平衡增益。

在本公开实施例提供的白平衡校正方法中，为了有效减少各通道获取的光谱数据冗余，提高信噪比，从而得到精度最高的光谱数据。一示例中，可以选用能够使用尽量少的光谱通道，获取尽量多的光谱数据，且能够尽可能地减少各光谱通道灵敏度的相关性的光谱传感器。

本公开实施例中，由于需要通过获取环境光中的光谱数据来辅助白平衡判定。一示例中，可以采用多通道窄带光谱传感器(例如八通道窄带光谱传感器)进行环境光的光谱数据获取，该传感器是通过在各信号传感器前分别安装不同波长的干涉滤光片得到的。其中，多通道窄带光谱传感器各通道的干涉滤光片波长以及带宽可以使用基于二进制差分进化算法等优化算法进行获取。通过多通道窄带光谱传感器，可以在控制成本和体积的情况下，获取到较为准确的光谱数据。

一实施方式中，可以通过多通道窄带光谱传感器获取光谱数据，并通过对光谱数据的进一步处理，得到所需的光谱曲线。

本公开实施例中，为便于计算，通常需要使用平滑连续的光谱曲线。但由于通过光谱传感器获取的光谱数据所反映的光谱特性为一条折线，通常需要在对光谱数据进行归一化处理后，通过插值算法对光谱数据进行进一步处理，从而获得平滑连续的光谱曲线。

图3是根据一示例性实施例示出的一种基于多通道窄带光谱传感器获取光谱曲线的方法流程图，如图3所示，包括以下步骤。

在步骤S31中，使用标准白光对多通道窄带光谱传感器各通道采集的光谱数据输出值进行预先校准，得到各通道的光谱数据初始校准值。

本公开实施例中，对多通道窄带光谱传感器各通道采集的光谱数据输出值进行的预先校准可以为预先标定校准。一示例中，由于标准白光理论上在各波段的能量分布一致，因此可以将标准白光作为光源，以消除各通道之间的差异。在确定光源之后，可以通过各通道的通道增益值使各通道在该光源下输出的光谱数据保持一致，从而完成预先标定校准。

在步骤S32中，对各通道的光谱数据初始校准值以最大光谱数据输出值为准进行归一化处理，得到初始光谱曲线中各个波段对应的光谱数据。

在步骤S33中，对各个波段对应的光谱数据进行插值处理，得到数据库中存储的光谱曲线。

一实施方式中，可以通过拉格朗日插值算法、埃尔米特插值算法、样条插值算法以及牛顿插值算法等插值算法，对光谱数据进行进一步处理，从而获得平滑连续的光谱曲线。

本公开实施例中，可以在设置的多个不同拍摄场景下基于光谱传感器获取光谱曲线以及色温，并在相同场景下获取的光谱曲线以及色温之间建立对应关系。

图4是根据一示例性实施例示出的一种确定光谱曲线与色温之间对应关系的方法流程图，如图4所示，包括以下步骤。

在步骤S41中，设置多个不同的拍摄场景，其中不同的拍摄场景对应不同的环境光的光谱数据。

本公开实施例中，设置的多个不同拍摄场景可以是基于经验值确定会发生白平衡误判的场景。

在步骤S42中，针对多个不同的拍摄场景中每一拍摄场景，分别基于光谱传感器获取环境光的光谱数据，基于光谱数据得到光谱曲线，并通过色温采集装置同步获取色温。

一示例中，可以通过分光辐射计和/或色温计测量采集环境的色温。当然，还可以通过其他方式获取采集环境的色温，本公开对此不作具体限定。

在步骤S43中，创建每一拍摄场景中光谱曲线与色温之间的对应关系，并存储对应关系。

本公开实施例中，能够获取设置的多个不同拍摄场景下的光谱曲线以及色温。并在获取光谱曲线以及色温之后，建立并存储相同场景下获取的光谱曲线与色温之间的对应关系。其中，上述光谱曲线、色温以及光谱曲细与色温之间的对应关系，可以是在实际拍摄前预先获取并存储的。

本公开实施例提供的白平衡校正方法可以包括两个组成部分，即，光谱数据的获得以及光谱的处理。在本公开实施例提供的一种白平衡校正方法中，一方面涉及光谱数据的获取(获取当前拍摄场景的光谱数据)。一方面，涉及光谱数据的处理(将获取的光谱数据处理为平滑连续的光谱曲线)。此外，还涉及光谱数据的处理、计算和比对，以及光谱数据库中相关数据的查找(比对当前拍摄场景的光谱曲线与光谱数据库中的光谱曲线，查找光谱数据库中的光谱曲线以及查找光谱数据库中光谱曲线与色温之间的对应关系)。最后，还涉及最终白平衡决策点(确定是否使用光谱数据库中的色温进行白平衡增益计算)的计算和白平衡增益的计算。

图5是根据一示例性实施例示出的一种白平衡校正方法的流程示意图。如图5所示，可以通过多光谱传感器(例如，多通道窄带光谱传感器)获取当前拍摄场景环境光的光谱数据。对获取的光谱数据进行进一步处理，得到当前场景环境光的光谱曲线(第一光谱曲线)。通过对光谱曲线的处理、计算和比对，以及光谱数据库中相关数据的查找(在光谱数据库中，确定出与该光谱曲线之间的误差均方根最小的光谱曲线(第二光谱曲线))，进行最终白平衡决策点(确定是否使用光谱数据库中的色温数据)的计算和白平衡增益计算。

图6是根据一示例性实施例示出的基于光谱数据处理确定光谱曲线的流程示意图。如图6所示，可以使用标准白光对光谱传感器获取的光谱数据进行预先标定校准，然后对校准后的光谱数据进行归一化处理，从而得到各波段的光谱数据。最后，通过插值算法对光谱数据进行进一步处理，得到平滑连续的光谱曲线。

图7是根据一示例性实施例示出的光谱曲线的处理、对比以及光谱数据库查找的流程示意图。如图7所示，预先在设置的多个不同场景中，通过光谱传感器获取拍摄场景的光谱曲线，通过分光辐射计和/或色温计获取环境光的色温，并将在相同场景下获取的光谱曲线与色温之间建立对应关系(光谱传感器测量得到的光谱数据与分光辐射计或者色温计测量出来的实际环境光的色温数据形成一一对应的查找关系)。将光谱曲线、色温以及光谱曲线与色温之间的对应关系存储在光谱数据库中。在实际拍摄过程中，通过光谱传感器实时获取环境光的光谱曲线。将实时获取的光谱曲线与光谱数据库中的光谱曲线进行比对(计算实时获取的光谱曲线与光谱数据库中的光谱曲线之间的误差均方根)，计算得到与数据库中的光谱曲线的最小光谱误差均方根。将最小光谱误差均方根与预设的光谱误差均方根阈值进行比对，若最小光谱误差均方根小于预设的光谱误差均方根阈值，则使用平台端的白平衡算法计算白平衡增益。若最小光谱误差均方根大于或等于预设的光谱误差均方根阈值，则使用数据库中的色温(计算最小光谱误差均方根所使用的数据库中的光谱曲线所对应的色温)确定进行白平衡校正的白平衡增益。一示例中，可以在会出现白平衡误判的场景中，重复上述过程，不断扩大数据库的样本数量，从而更多的覆盖用户可能拍摄到的场景。

图8是根据一示例性实施例示出的一种确定白平衡决策点计算以及白平衡增益计算的流程示意图。如图8所示，通过最小光谱误差均方根与光谱误差均方根阈值的比较结果，确定是否使用数据库中的色温确定进行白平衡矫正的白平衡增益。若确定使用数据库中的色温确定进行白平衡矫正的白平衡增益，则将在光谱数据库中选取的色温传递至平台算法。通过平台算法，将色温映射到色温曲线上，并通过色温曲线上与色温对应的点，转换得到用于白平衡校正的白平衡增益。若确定不使用数据库中的色温确定进行白平衡矫正的白平衡增益，则通过白平衡算法计算第一光谱曲线对应的色温值，从而确定进行白平衡校正的白平衡增益。

本公开实施例中，可以设置多个不同的拍摄场景(会出现白平衡误判的拍摄场景)，并在这些场景下通过光谱传感器获取环境光的光谱曲线，通过分光辐射计等设备采集色温，并将相同场景下获取的光谱曲线与色温之间建立对应关系。将在上述场景中采集的数据以及光谱曲线与色温之间的对应关系存入光谱数据库。在拍摄场景中，通过光谱传感器获取环境光的光谱曲线，并计算该光谱曲线与光谱数据库中各光谱曲线的光谱误差均方根，从而确定出最小光谱误差均方根。将最小光谱误差均方根与预设光谱误差均方根阈值进行比较，基于比较结果，在可能出现白平衡误判的场景中，使用光谱数据库中的色温确定白平衡增益。在不会出现白平衡误判的场景中，使用平台端的白平衡算法确定当前拍摄场景下获取的光谱曲线对应的色温，并通过该色温确定白平衡增益。本公开实施例提供的白平衡校正方法克服了白平衡算法缺陷，在可能出现白平衡误判的拍摄场景中得到了较为准确的白平衡增益。

基于相同的构思，本公开实施例还提供一种白平衡校正装置。

可以理解的是，本公开实施例提供的白平衡校正装置为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。结合本公开实施例中所公开的各示例的单元及算法步骤，本公开实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的技术方案的范围。

图9是根据一示例性实施例示出的一种白平衡校正装置框图。参照图9，该装置100包括采集单元101，确定单元102和校正单元103。

采集单元101，用于基于光谱传感器采集拍摄场景中环境光的第一光谱曲线。确定单元102，用于在光谱数据库中确定第二光谱曲线，光谱数据库中存储有多个光谱曲线，以及多个光谱曲线与色温之间的对应关系，第二光谱曲线为多个光谱曲线中与第一光谱曲线之间的光谱误差均方根最小的光谱曲线。校正单元103，在第一光谱曲线与第二光谱曲线之间的光谱误差均方根大于或等于光谱误差均方根阈值的情况下，在光谱数据库中确定与第二光谱曲线对应的色温。基于第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于白平衡增益进行白平衡校正。

一种实施方式中，校正单元103还用于：在第一光谱曲线与第二光谱曲线之间的光谱误差均方根小于光谱误差均方根阈值的情况下，确定与第一光谱曲线对应的色温。基于第一光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于白平衡增益进行白平衡校正。

一种实施方式中，确定单元102采用如下方式确定数据库中存储的多个光谱曲线，以及多个光谱曲线与色温之间的对应关系：设置多个不同的拍摄场景，其中不同的拍摄场景对应不同的环境光的光谱数据。针对多个不同的拍摄场景中每一拍摄场景，分别基于光谱传感器获取环境光的光谱数据，基于光谱数据得到光谱曲线，并通过色温采集装置同步获取色温。创建每一拍摄场景中光谱曲线与色温之间的对应关系，并存储对应关系。

一种实施方式中，光谱传感器为多通道窄带光谱传感器，确定单元102采用如下方式确定数据库中存储的多个光谱曲线中的每一光谱曲线：使用标准白光对多通道窄带光谱传感器各通道采集的光谱数据输出值进行预先校准，得到各通道的光谱数据初始校准值。对各通道的光谱数据初始校准值以最大光谱数据输出值为准进行归一化处理，得到初始光谱曲线中各个波段对应的光谱数据。对各个波段对应的光谱数据进行插值处理，得到数据库中存储的光谱曲线。

一种实施方式中，校正单元103采用如下方式基于第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益：将第二光谱曲线对应的色温映射到用于计算白平衡增益的色温曲线上，并将色温曲线上对应的色温转换为用于白平衡校正的白平衡增益。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图10是根据一示例性实施例示出的一种用于白平衡校正的装置200的框图。例如，装置200可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图10，装置200可以包括以下一个或多个组件：处理组件202，存储器204，电力组件206，多媒体组件208，音频组件210，输入/输出(I/O)接口212，传感器组件214，以及通信组件216。

处理组件202通常控制装置200的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件202可以包括一个或多个处理器220来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件202可以包括一个或多个模块，便于处理组件202和其他组件之间的交互。例如，处理组件202可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件208和处理组件202之间的交互。

存储器204被配置为存储各种类型的数据以支持在装置200的操作。这些数据的示例包括用于在装置200上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器204可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电力组件206为装置200的各种组件提供电力。电力组件206可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置200生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件208包括在所述装置200和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件208包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置200处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件210被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件210包括一个麦克风(MIC)，当装置200处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器204或经由通信组件216发送。在一些实施例中，音频组件210还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口212为处理组件202和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件214包括一个或多个传感器，用于为装置200提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件214可以检测到装置200的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置200的显示器和小键盘，传感器组件214还可以检测装置200或装置200一个组件的位置改变，用户与装置200接触的存在或不存在，装置200方位或加速/减速和装置200的温度变化。传感器组件214可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件214还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件214还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件216被配置为便于装置200和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置200可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，4G或5G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件216经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件216还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置200可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器204，上述指令可由装置200的处理器220执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。

进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的专利范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种白平衡校正方法，其特征在于，所述白平衡校正方法包括：

基于光谱传感器采集拍摄场景中环境光的第一光谱曲线；

在光谱数据库中确定第二光谱曲线，所述光谱数据库中存储有多个光谱曲线，以及所述多个光谱曲线与色温之间的对应关系，所述第二光谱曲线为所述多个光谱曲线中与所述第一光谱曲线之间的光谱误差均方根最小的光谱曲线；

若所述第一光谱曲线与所述第二光谱曲线之间的光谱误差均方根大于或等于光谱误差均方根阈值，则在所述光谱数据库中确定与所述第二光谱曲线对应的色温；

基于所述第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于所述白平衡增益进行白平衡校正。

2.根据权利要求1所述的白平衡校正方法，其特征在于，所述白平衡校正方法还包括：

若所述第一光谱曲线与所述第二光谱曲线之间的光谱误差均方根小于所述光谱误差均方根阈值，则确定与所述第一光谱曲线对应的色温；

基于所述第一光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于所述白平衡增益进行白平衡校正。

3.根据权利要求1或2所述的白平衡校正方法，其特征在于，所述数据库中存储的多个光谱曲线，以及所述多个光谱曲线与色温之间的对应关系，采用如下方式确定：

设置多个不同的拍摄场景，其中不同的拍摄场景对应不同的环境光的光谱数据；

针对所述多个不同的拍摄场景中每一拍摄场景，分别基于所述光谱传感器获取环境光的光谱数据，基于所述光谱数据得到光谱曲线，并通过色温采集装置同步获取色温；

创建每一拍摄场景中光谱曲线与色温之间的对应关系，并存储所述对应关系。

4.根据权利要求1所述的白平衡校正方法，其特征在于，所述光谱传感器为多通道窄带光谱传感器，所述数据库中存储的多个光谱曲线中的每一光谱曲线采用如下方式确定：

使用标准白光对所述多通道窄带光谱传感器各通道采集的光谱数据输出值进行预先校准，得到各通道的光谱数据初始校准值；

对所述各通道的光谱数据初始校准值以最大光谱数据输出值为准进行归一化处理，得到初始光谱曲线中各个波段对应的光谱数据；

对所述各个波段对应的光谱数据进行插值处理，得到存储在数据库中的光谱曲线。

5.根据权利要求1所述的白平衡校正方法，其特征在于，所述基于所述第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，包括：

将所述第二光谱曲线对应的色温映射到用于计算白平衡增益的色温曲线上，并将所述色温曲线上对应的色温转换为用于白平衡校正的所述白平衡增益。

6.一种白平衡校正装置，其特征在于，所述白平衡校正装置包括：

采集单元，用于基于光谱传感器采集拍摄场景中环境光的第一光谱曲线；

确定单元，用于在光谱数据库中确定第二光谱曲线，所述光谱数据库中存储有多个光谱曲线，以及所述多个光谱曲线与色温之间的对应关系，所述第二光谱曲线为所述多个光谱曲线中与所述第一光谱曲线之间的光谱误差均方根最小的光谱曲线；

校正单元，用于在所述第一光谱曲线与所述第二光谱曲线之间的光谱误差均方根大于或等于光谱误差均方根阈值的情况下，在所述光谱数据库中确定与所述第二光谱曲线对应的色温；基于所述第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于所述白平衡增益进行白平衡校正。

7.根据权利要求6所述的白平衡校正装置，其特征在于，所述校正单元还用于：

在所述第一光谱曲线与所述第二光谱曲线之间的光谱误差均方根小于所述光谱误差均方根阈值的情况下，确定与所述第一光谱曲线对应的色温，并基于所述第一光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益，并基于所述白平衡增益进行白平衡校正。

8.根据权利要求6或7所述的白平衡校正装置，其特征在于，所述确定单元采用如下方式确定所述数据库中存储的多个光谱曲线，以及所述多个光谱曲线与色温之间的对应关系：

设置多个不同的拍摄场景，其中不同的拍摄场景对应不同的环境光的光谱数据；

针对所述多个不同的拍摄场景中每一拍摄场景，分别基于所述光谱传感器获取环境光的光谱数据，基于所述光谱数据得到光谱曲线，并通过色温采集装置同步获取色温；

创建每一拍摄场景中光谱曲线与色温之间的对应关系，并存储所述对应关系。

9.根据权利要求6所述的白平衡校正装置，其特征在于，所述光谱传感器为多通道窄带光谱传感器，所述确定单元采用如下方式确定所述数据库中存储的多个光谱曲线中的每一光谱曲线：

使用标准白光对所述多通道窄带光谱传感器各通道采集的光谱数据输出值进行预先校准，得到各通道的光谱数据初始校准值；

对所述各通道的光谱数据初始校准值以最大光谱数据输出值为准进行归一化处理，得到初始光谱曲线中各个波段对应的光谱数据；

对所述各个波段对应的光谱数据进行插值处理，得到数据库中存储的光谱曲线。

10.根据权利要求6所述的白平衡校正装置，其特征在于，所述校正单元采用如下方式基于所述第二光谱曲线对应的色温，确定用于白平衡校正的白平衡增益：

将所述第二光谱曲线对应的色温映射到用于计算白平衡增益的色温曲线上，并将所述色温曲线上对应的色温转换为用于白平衡校正的所述白平衡增益。

11.一种白平衡校正装置，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：执行权利要求1至5中任意一项所述的白平衡校正方法。

12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得处理器能够执行权利要求1至5中任意一项所述的白平衡校正方法。

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