CN1713739A - 自动白平衡动态调整电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动白平衡动态调整电路，其接收光学传感器传来的图像数据A，并在程序控制模块的控制下进行正常工作，包括：自动白平衡处理模块、红绿蓝插值模块，其特点在于，还包括红绿蓝增益数字化调整模块，所述红绿蓝增益数字化调整模块接收光学传感器发送的图像数据A，并对其进行数字化增益调整，并将调整后的图像数据B发送给红绿蓝插值模块，所述红绿蓝插值模块将进行过插值处理的图像数据C发送给所述自动白平衡处理模块，所述自动白平衡处理模块产生相应的红绿蓝增益参数，并将红绿蓝增益参数发送给红绿蓝增益数字化调整模块；通过本发明的改进，不仅可以实现自动白平衡的动态调整，而且不局限于的外部光学传感器的类型。
Description
技术领域
本发明涉及数码图像处理领域，尤其涉及一种在数码摄像装置中用于自动调节白平衡的自动白平衡调整电路。
背景技术
通常，在不同色温照明条件下，肉眼所见的图像色彩仍然正常，这是由于大脑的自动校正功能；而数码摄像装置中的光学传感器不具备此能力，譬如由光学传感器采集的图像数据，在偏高色温照明条件(例如荧光灯)下偏蓝，在偏低色温照明条件(例如钨丝灯，傍晚)下偏红，所以数码摄像装置中的数字图像处理器需要对图像的色彩进行适当的调整和补偿，以还原色彩平衡度，产生与肉眼一致的图像结果，即进行自动白平衡调节。
常规的自动白平衡调节一般是基于对光学传感器内部的红、绿、蓝增益参数的调整，使图像质量在偏差色温照明条件下归于正常；当在较小偏色照明条件下，如红、绿、蓝增益参数的调整基数过大，会导致自动白平衡调整过程中图像质量过渡不平滑，产生可见的偏色跳变；当在较大偏色照明条件下，如红、绿、蓝增益参数的调整基数过小，又会导致自动白平衡调整速度过慢，图像质量下降；此外，对光学传感器内部的红、绿、蓝增益参数的调整基于光学传感器的不同种类和型号需要采取不同的方式，增益参数的计算方法和对数码影流的有效作用的延迟都有所区别；这就使得仅依赖光学传感器的红、绿、蓝增益调节效果并不理想。
发明内容
为了克服现有技术中的问题和不足，本发明的目的在于提供一种自动白平衡动态调整电路，其在该调整电路内部增加了独立于外部光学传感器的数字化红、绿、蓝增益参数的调整部分，基于数字图像信号处理器内部的标准图像格式进行统一的处理，每次调整立即生效于数码影流的下一完整帧，并且最小调节步长为1；
本发明的目的在于提供一种自动白平衡动态调整电路，它在不同照明条件下采用不同步长的调整基数，使自动白平衡调整更稳定更平滑更及时；
根据上述发明目的，本发明提出如下方案：
一种自动白平衡动态调整电路，其接收光学传感器传来的图像数据A，并在程序控制模块的控制下进行正常工作，包括：自动白平衡处理模块、红绿蓝插值模块，所述红绿蓝插值模块将进行过插值处理的图像数据C发送给所述自动白平衡处理模块，所述自动白平衡处理模块产生相应的红绿蓝增益参数；其中，所述自动白平衡处理模块包括对经红绿蓝插值模块插值处理后的图像数据C进行红绿蓝分量统计的红绿蓝色彩分量的帧统计模块和红绿蓝增益参数计算模块；
其特点在于，还包括红绿蓝增益数字化调整模块，所述红绿蓝增益数字化调整模块接收光学传感器发送的图像数据A，并对其进行数字化增益调整，并将调整后的图像数据B发送给红绿蓝插值模块，所述红绿蓝插值模块将进行过插值处理的图像数据C发送给所述自动白平衡处理模块，所述自动白平衡处理模块产生相应的红绿蓝增益参数，并将红绿蓝增益参数发送给红绿蓝增益数字化调整模块。
上述自动白平衡动态调整电路，还可以包括内外控制选择模块和基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块，其中，所述红绿蓝增益数字化调整模块接收光学传感器发送的图像数据A，并对其进行数字化增益调整，并将调整后的图像数据B发送给红绿蓝插值模块，所述红绿蓝插值模块将进行过插值处理的图像数据C发送给所述自动白平衡处理模块；所述自动白平衡处理模块产生相应的红绿蓝增益参数后，将红绿蓝增益参数发送给所述内外控制选择模块，所述内外控制选择模块选择将红绿蓝增益参数发送给基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块或者红绿蓝增益数字化调整模块；所述基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块可将接收到的红绿蓝增益参数直接作用于光学传感器；
在上述自动白平衡动态调整电路中，还可以包括一个软硬件控制选择模块，所述软硬件控制选择模块分别接收来自程序控制模块和自动白平衡处理模块的红绿蓝增益参数，并选择参数后将其发送给红绿蓝增益数字化调整模块或所述内外控制选择模块；
在上述自动白平衡动态调整电路中，所述自动白平衡处理模块还包括红蓝增益参数调节步长动态控制模块，所述红绿蓝色彩分量的帧统计模块发送红-绿差额和蓝-绿差额给所述红蓝增益参数调节步长动态控制模块，同时，所述红蓝增益参数调节步长动态控制模块接收来自所述程序控制模块的差额域值和最大步长，并发送红蓝调节步长给所述红绿蓝增益参数计算模块；
在上述自动白平衡动态调整电路中，所述红绿蓝增益数字化调整模块包括帧同步控制模块和增益计算模块，所述帧同步控制模块接收到红绿蓝增益参数并将其发送给增益计算模块，同时，所述增益计算模块根据接收到的数字化增益控制信息对图像数据进行增益调整；
在上述自动白平衡动态调整电路中，所述程序控制模块发送给所述软硬件控制选择模块的红绿蓝增益参数是由自动白平衡子程序产生的。
在上述自动白平衡动态调整电路中，所述程序控制模块发送给所述软硬件控制选择模块的红绿蓝增益参数是由手工配置产生的。
一种自动白平衡动态调整电路，其接收光学传感器传来的图像数据A，并在程序控制模块的控制下进行正常工作，包括：基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块、自动白平衡处理模块、红绿蓝插值模块，所述自动白平衡处理模块包括对图像数据C进行红绿蓝分量统计的红绿蓝色彩分量的帧统计模块和红绿蓝增益参数计算模块，所述光学传感器将图像数据A发送给所述红绿蓝插值模块，所述红绿蓝插值模块将进行过插值处理的图像数据C发送给所述自动白平衡处理模块，所述自动白平衡处理模块产生相应的红绿蓝增益参数发送给所述基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块，所述基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块将新的红绿蓝增益参数直接作用于光学传感器，
其特点在于，所述自动白平衡处理模块还包括红蓝增益参数调节步长动态控制模块，所述红绿蓝色彩分量的帧统计模块发送红-绿差额和蓝-绿差额给所述红蓝增益参数调节步长动态控制模块，同时，所述红蓝增益参数调节步长动态控制模块接收来自所述程序控制模块的差额域值和最大步长，并发送红蓝调节步长给所述红绿蓝增益参数计算模块。
上述自动白平衡动态调整电路，还包括软硬件控制选择模块，所述软硬件控制选择模块分别接收来自程序控制模块和自动白平衡处理模块的红绿蓝增益参数，并选择参数后将其发送给所述基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块；
在上述自动白平衡动态调整电路中，所述程序控制模块发送给所述软硬件控制选择模块的红绿蓝增益参数是由自动白平衡子程序产生的；
在上述自动白平衡动态调整电路中，所述程序控制模块发送给所述软硬件控制选择模块的红绿蓝增益参数是由手工配置产生的。
对比现有技术，本发明的优点在于，
本发明通过在自动白平衡调整电路内部增加了数字化红、绿、蓝增益参数的调整部分，作为对光学传感器内部的红、绿、蓝增益参数的调整的补充和替代，当对外部光学传感器的红、绿、蓝增益调节效果不理想时，譬如增益不能及时生效，或者调整幅度过大过小-受限于光学传感器对红、绿、蓝增益参数的间接解释使用，通过激活数字图像处理器内部的红、绿、蓝增益数字化调整模块以实现自动动态白平衡功能。数字化红、绿、蓝增益参数的调整部分，独立于外部光学传感器的多样性特征，基于数字图像信号处理器内部的标准图像格式进行统一的处理，使得其可对数字图像进行动态的自动白平衡调整，且每次调整后立即生效于数码影流的下一完整帧；
另外，本发明在计算红、绿、蓝增益参数的调整机制中增加基于红、绿、蓝统计值差额特征的动态步长调节控制，以达到在不同照明条件下采用不同步长的调整基数，使自动白平衡调整更稳定更平滑更及时。
本发明的上述和其它目的、特征和优点从下面结合附图和并非特定的实施例的具体描述中将变得更明显。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图3为本发明实施例3的结构示意图；
图4为本发明实施例4的结构示意图；
图5为本发明实施例5的结构示意图；
图6为自动白平衡处理模块的结构示意图；
图7为自动白平衡处理模块与软硬件控制选择模块的工作示意图；
图8为增加了红、蓝增益参数调节步长动态控制模块的自动白平衡处理模块与软硬件控制选择模块的工作示意图；
图9为本发明所述红绿蓝增益数字化调整模块的示意图；
图10为本发明所述红、蓝增益参数调节步长动态控制模块进行步长调节的示意图；
具体实施方式
在下面的逐步说明中，公知的结构及其功能将不再详细说明，以避免与本发明的内容存在不必要的混淆。
实施例1
参看图1，一种自动白平衡动态调整电路，包括一个自动白平衡处理模块26、一个红绿蓝插值模块25和一个红绿蓝增益数字化调整模块22；光学传感器10发送图像数据A给红绿蓝增益数字化调整模块22，所述红绿蓝增益数字化调整模块对图像数据A进行数字化增益调整，并将调整后的数字化白平衡图像数据B发送给红绿蓝插值模块25，所述红绿蓝插值模块25将进行数字化白平衡图像数据B插值处理，并将插值处理后的全彩色图像数据C发送给自动白平衡处理模块26，所述自动白平衡处理模块26产生相应的红绿蓝增益参数，并将红绿蓝增益参数发送给红绿蓝增益数字化调整模块22；
如图9所示，红绿蓝增益数字化调整模块22包括一个帧同步控制模块220和一个增益计算模块221，所述帧同步控制模块220接收到红绿蓝增益参数并将其发送给增益计算模块221；程序控制模块30发出数字化增益控制信息激活红绿蓝增益数字化调整模块22后，所述增益计算模块221根据接收到的由对图像数据A进行增益调整，并将调整后的数字化白平衡图像数据B发送出去；其中的帧同步控制模块220保证更新的红、绿、蓝增益参数及时作用在输入图像的每个完整帧上，而红、绿、蓝增益参数以其实际数值作用于图像数据，最小调整步长为1；
如图6所示，其中，所述自动白平衡处理模块26包括一个对经红绿蓝插值模块25插值处理后的图像数据C进行红绿蓝分量统计的红绿蓝色彩分量的帧统计模块260和红绿蓝增益参数计算模块262；其中所述红绿蓝色彩分量的帧统计模块260发送红-绿差额和蓝-绿差额红绿蓝增益参数计算模块262；
另外，插值处理后的全彩色图像数据C也可以被发送给数码摄像装置中的下一个图像处理部分进行更进一步的处理。
实施例2
如图2所示，本实施例是在实施例1的基础上，增加了一个软硬件控制选择模块27，所述软硬件控制选择模块27分别接收来自程序控制模块30和自动白平衡处理模块26的红绿蓝增益参数，软硬件控制选择模块27对这两类参数进行选择，并将选择后的参数发送给红绿蓝增益数字化调整模块22；
如图7所示，其中软硬件控制选择模块27接收来自程序控制模块30的红绿蓝增益参数；其中程序控制模块30发出的红绿蓝增益参数可以是自动白平衡子程序产生的也可以是由手工配置产生的，当该红绿蓝增益参数是由自动白平衡子程序产生的时候，程序控制模块30需要接收红、蓝、绿色彩分量的帧统计模块260发送过来的红绿蓝统计值来用于生成增益参数。
实施例3
如图3所示，本实施例是在实施例1的基础上，增加了一个内外控制选择模块24和基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块23，自动白平衡处理模块26产生相应的红绿蓝增益参数后，将红绿蓝增益参数发送给所述内外控制选择模块24，所述内外控制选择模块24选择将红绿蓝增益参数发送给基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块23或者红绿蓝增益数字化调整模块22；所述基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块23可将接收到的红绿蓝增益参数直接作用于光学传感器10。
实施例4
如图4所示，本实施例是在实施例3的基础上，增加了一个软硬件控制选择模块27，所述软硬件控制选择模块27分别接收来自程序控制模块30和自动白平衡处理模块26的红绿蓝增益参数，软硬件控制选择模块27对这两类参数进行选择，并将选择后的参数发送给内外控制选择模块24；内外控制选择模块24再根据需要选择将红绿蓝增益参数发送给基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块23或者红绿蓝增益数字化调整模块22来进行增益调节。
实施例5
如图5所示，本实施例包括一个基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块23、一个自动白平衡处理模块26、一个红绿蓝插值模块25，所述光学传感器将图像数据A发送给所述红绿蓝插值模块25，红绿蓝插值模块25将进行过插值处理的图像数据C发送给所述自动白平衡处理模块26，自动白平衡处理模块26产生相应的红绿蓝增益参数并发送给基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块23，所述基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块23将新的红绿蓝增益参数直接作用于光学传感器10；
但是在本实施例中，所述自动白平衡处理模块26相对于图6所示普通的自动白平衡处理模块还增加了一个红蓝增益参数调节步长动态控制模块261，如图8所示，红绿蓝色彩分量的帧统计模块260发送红-绿差额和蓝-绿差额给所述红蓝增益参数调节步长动态控制模块261，同时，所述红蓝增益参数调节步长动态控制模块261接收来自所述程序控制模块30的差额域值和最大步长，并发送红蓝调节步长给所述红绿蓝增益参数计算模块262；同时红绿蓝色彩分量的帧统计模块260还可发送红绿蓝统计值给程序控制模块30中的软件自动白平衡子程序，以用于软件产生红绿蓝增益参数的实现；
如图10所示，为本发明所述红、蓝增益参数调节步长动态控制模块261进行步长调节的示意图，
在硬件自动白平衡处理模块26内部，红、蓝、绿增益参数计算模块262实现固化的计算方法如下：
红-绿或蓝-绿差额＞0，新的红、蓝增益参数＝原有红、蓝增益参数-红或蓝调整步长
红-绿或蓝-绿差额＜0，新的红、蓝增益参数＝原有红、蓝增益参数+红或蓝调整步长
而红、蓝增益参数调节步长动态控制模块261，根据当前的红-绿或蓝-绿差额的所处范围(差额域值1，2可由外部程序灵活控制)，选择相应的调整步长作用于红、蓝、绿增益参数计算模块262，可以保证在细微偏色条件下不调整图像色彩保持图像稳定性，在超大偏色条件下尽快调整图像色彩达到色彩平衡状态，在中等偏色条件下细致调整图像色彩保证图像质量过渡的平滑连续性。
|红-绿或蓝-绿差额|＜＝差额域值1，红或蓝调整步长＝0
差额域值1＜|红-绿或蓝-绿差额|＜＝差额域值2，调整步长＝1
|红-绿或蓝-绿差额|＞差额域值2，红或蓝调整步长＝最大步长
至此，本发明的方案得以完整叙述，但本发明所述的自动白平衡动态调整电路，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (10)
1.一种自动白平衡动态调整电路，其接收光学传感器(10)传来的图像数据A，并在程序控制模块(30)的控制下进行正常工作，包括：自动白平衡处理模块(26)、红绿蓝插值模块(25)，
所述红绿蓝插值模块(25)将进行过插值处理的图像数据C发送给所述自动白平衡处理模块(26)，所述自动白平衡处理模块(26)产生相应的红绿蓝增益参数；
其中，所述自动白平衡处理模块(26)包括对经红绿蓝插值模块(25)插值处理后的图像数据C进行红绿蓝分量统计的红绿蓝色彩分量的帧统计模块(260)和红绿蓝增益参数计算模块(262)；
其特征在于，
还包括红绿蓝增益数字化调整模块(22)，所述红绿蓝增益数字化调整模块(22)接收光学传感器(10)发送的图像数据A，并对其进行数字化增益调整，并将调整后的图像数据B发送给红绿蓝插值模块(25)，所述红绿蓝插值模块(25)将进行过插值处理的图像数据C发送给所述自动白平衡处理模块(26)，所述自动白平衡处理模块(26)产生相应的红绿蓝增益参数，并将红绿蓝增益参数发送给红绿蓝增益数字化调整模块(22)。
2.根据权利要求1所述的自动白平衡动态调整电路，其特征在于，还包括软硬件控制选择模块(27)，所述软硬件控制选择模块(27)分别接收来自程序控制模块(30)和自动白平衡处理模块(26)的红绿蓝增益参数，并选择参数后将其发送给红绿蓝增益数字化调整模块(22)。
3.根据权利要求1所述的自动白平衡动态调整电路，其特征在于，还包括内外控制选择模块(24)和基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块(23)，其中，
所述红绿蓝增益数字化调整模块(22)接收光学传感器(10)发送的图像数据A，并对其进行数字化增益调整，并将调整后的图像数据B发送给红绿蓝插值模块(25)，所述红绿蓝插值模块(25)将进行过插值处理的图像数据C发送给所述自动白平衡处理模块(26)，
所述自动白平衡处理模块(26)产生相应的红绿蓝增益参数后，将红绿蓝增益参数发送给所述内外控制选择模块(24)，所述内外控制选择模块(24)选择将红绿蓝增益参数发送给基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块(23)或者红绿蓝增益数字化调整模块(22)；所述基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块(23)可将接收到的红绿蓝增益参数直接作用于光学传感器(10)。
4.根据权利要求3所述的自动白平衡动态调整电路，其特征在于，还包括软硬件控制选择模块(27)，所述软硬件控制选择模块(27)分别接收来自程序控制模块(30)和自动白平衡处理模块(26)的红绿蓝增益参数，并选择参数后将其发送给所述内外控制选择模块(24)。
5.根据权利要求从1到4所述的自动白平衡动态调整电路，其特征在于，其特征在于，所述自动白平衡处理模块(26)还包括红蓝增益参数调节步长动态控制模块(261)，所述红绿蓝色彩分量的帧统计模块(260)发送红-绿差额和蓝-绿差额给所述红蓝增益参数调节步长动态控制模块(261)，同时，所述红蓝增益参数调节步长动态控制模块(261)接收来自所述程序控制模块(30)的差额域值和最大步长，并发送红蓝调节步长给所述红绿蓝增益参数计算模块(262)。
6.根据权利要求从1到4所述的自动白平衡动态调整电路，其特征在于，所述红绿蓝增益数字化调整模块(22)包括帧同步控制模块(220)和增益计算模块(221)，所述帧同步控制模块(220)接收到红绿蓝增益参数并将其发送给增益计算模块(221)，同时，所述增益计算模块(221)根据接收到的数字化增益控制信息对图像数据进行增益调整。
7.一种自动白平衡动态调整电路，其接收光学传感器(10)传来的图像数据A，并在程序控制模块(30)的控制下进行正常工作，包括：基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块(23)、自动白平衡处理模块(26)、红绿蓝插值模块(25)，所述自动白平衡处理模块(26)包括对图像数据C进行红绿蓝分量统计的红绿蓝色彩分量的帧统计模块(260)和红绿蓝增益参数计算模块(262)，所述光学传感器将图像数据A发送给所述红绿蓝插值模块(25)，所述红绿蓝插值模块(25)将进行过插值处理的图像数据C发送给所述自动白平衡处理模块(26)，所述自动白平衡处理模块(26)产生相应的红绿蓝增益参数发送给所述基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块(23)，所述基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块(23)将新的红绿蓝增益参数直接作用于光学传感器(10)，
其特征在于，
所述自动白平衡处理模块(26)还包括红蓝增益参数调节步长动态控制模块(261)，所述红绿蓝色彩分量的帧统计模块(260)发送红-绿差额和蓝-绿差额给所述红蓝增益参数调节步长动态控制模块(261)，同时，所述红蓝增益参数调节步长动态控制模块(261)接收来自所述程序控制模块(30)的差额域值和最大步长，并发送红蓝调节步长给所述红绿蓝增益参数计算模块(262)。
8.根据权利要求7所述的自动白平衡动态调整电路，其特征在于，还包括软硬件控制选择模块(27)，所述软硬件控制选择模块(27)分别接收来自程序控制模块(30)和自动白平衡处理模块(26)的红绿蓝增益参数，并选择参数后将其发送给所述基于器件特性红绿蓝增益参数映射处理模块(23)。
9.根据权利要求2或4或8所述的自动白平衡动态调整电路，其特征在于，所述程序控制模块(30)发送给所述软硬件控制选择模块(27)的红绿蓝增益参数是由自动白平衡子程序产生的。
10.根据权利要求2或4或8所述的自动白平衡动态调整电路，其特征在于，所述程序控制模块(30)发送给所述软硬件控制选择模块(27)的红绿蓝增益参数是由手工配置产生的。
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