TWI338513B - Method and apparatus providing automatic color blancing for digital imaging systems - Google Patents
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Description
1338513 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於影像器件且更特定古 上,^ ° 係關於用於影傻糸 統之自動色彩平衡技術。 像系 【先前技術】 光影像應用中已使用固態影像器，包括 (CCD)、CM〇S影像器及其他。-固態影像器電路包二:: $早兀焦平面陣列’該等單元之各單元包括—光感測器， 其係一光問極、光導體或-具有-用於累積光生電荷 之摻雜區域的光二極體。每一像素單元具有形成於基板上 或基板内之-電荷儲存區域，該電荷儲存區域係連接至一 作為-讀出電路之部分的輸出電晶體之閘極。可以將該電 荷儲存區域構造為-浮動擴散區域。在某些影像器電、 中，每-像素單元可包括用於將電荷從光感測器傳送至儲 存區域的至少-電子器件（例如—電晶體）及用於將該儲存 區域重置為電荷傳送前之一預定電荷位準的一器件，其— 般為一電晶體。 在-CMOS影像器中，一像素單元之主動元件執行以下必 要的功能：（1)光子至電荷轉換；（2)累積影像電荷；（3)將儲 存區域重置為一已知狀態；（4)將電荷傳送至該儲存區域； (5)選擇一像素單元用於讀出；以及（6)輸出並放大一表示像 素電荷之信號。可在光電荷自該初始電荷累積區域向該儲 存區域移動時，放大該光電荷。一般藉由—源極隨耦器輪 出電晶體將該儲存區域處的電荷轉換為一像素輸出電壓。 H7238.doc 1338,513 上述類聖之CMOS影像器一般如在（例如）讓渡給Micr〇n Technology公司之美國專利案第6，i4〇 63〇號美國專利案 第6,376,868號、纟國專利案第6,3 10,366號、美國專利案第 6,326,652號、美國專利案第6,2〇4,524號及美國專利案第 6,333,205號中所說明而為人所知，該等專利之全部内容以 引用方式併入本文。 色彩恆*性係人類視覺系統特徵之一。人類視覺系統擅 於在不同照明條件下辨別彩色物件。一物件之色彩在極大 程度不同的自然與人造光源類型（例如陽光、月光、白熾 光、螢光及濁光）下看起來實質上相同。然而，由於照明之 光譜功率分佈的變化，場景之所察覺的亮度與色彩外觀會 有所變化。人類視覺系統不會完全移除光源之影響。 一可能的解釋係人類視覺系統不具有一絕對色度器件的 作用。所覺察影像包含光源與物件反射率之相互作用。因 此，為使自一影像器件所捕捉的一影像看起來自然，必須 以一與人類視覺系統作用方式類似之方式來保留光源之影 響。例如’重製的日落場景必須看起來像一曰落場景。此 假設為由R，W.G. Hunt之觀察所支援，即若調整色彩平衡使 得整個圖像整合灰色而不是校正色彩平衡（其中灰色係印 刷為灰色）而進行彩色印刷，則在彩色印刷中時常會產生一 更令人愉悅之效果。r.W.G· Hunt的”色彩再生"§16 7。灰界 理論假定一圖像中的所有色彩應整合（即平均化）灰色。因 此’需要並期望一更精確地色彩平衡一所捕捉影像之影像 器件。 117238.doc 【發明内容】 本發明提供一種可以更緊密地維持在不同照明下一影像 色彩平衡之色彩平衡方法及裝置。依據本發明之一範例性 具體實施例，具有一影像器色彩空間（例如一紅綠藍（R(3B) 色彩空間）的來自一輸入影像之像素係取樣用以灰界統 汁。為避免飽和區域之影響，修剪該等像素。若該灰界統 汁中包括一預定百分比的像素，則相對於一中性白點為每 —RGB通道計算增益。將通道增益施加至該RgB影像。此 程序產生適合顯示的一轉換的色彩平衡影像。 本發明可實施以在類比或數位影像資料上操作並可以採 用硬體、軟體或二者之一組合來執行。 【實施方式】 在下述說明中，將作為一 RGB色彩空間來說明一範例性 衫像器色彩空間，然而’本發明中可以使用其他色彩影像 協定’包括（例如）一減色CMYK(青色、深红色、黃色、黑 色）色彩空間。 現參考圖式來說明本發明之一般處理流程。參見圖丨，從 使用一平鋪彩色濾光片陣列（例如一貝爾馬赛克濾光片圖 案）之一影像感測器2獲取來自一 RGB色彩空間之影像感測 器資料。施加一内插平舖貝爾RBG信號之解馬赛克程序3以 產生Ri、Gi及Bi乜號。藉由收集影像之色度統計並計算通 道增益在程序4中色彩平衡該等Ri、⑴及出信號以產生Rb、 Gb及Bb信號，下面參考圖3與4更詳細地說明。然後，該等 Rb、Gb及Bb信號經過一色彩校正程序5來藉由應用一傳統 H7238.doc 133013 色彩校正方案產生Rt、Gt及Bt信號。將顯示映射6施加至該 等色彩校正信號（Rt、Gt及Bt信號）以產生適合在輸出程序7 處顯示或另外輸出RGB影像的R/、G'及言號。應瞭解， 在處理步驟2、3、5、6及7中可以分別使用任何已知馬賽克、 解馬赛克、色彩校正、顯示映射及顯示技術。 現相對於圖2更詳細地說明圖1之步驟4的色彩平衡程 序。首先，在程序4a中計算修剪的灰界統計R_Sum、 G_Sum、B_Sum及Count。然後在程序步驟4b中計算通道增 益R_Gain、G_Gain& B_Gain並將該等通道增益施加至輸入 信號Ri、Gi及Bi以產生色彩平衡影像資料Rb、Gb及Bb。 下面關於本發明之一範例性具體實施例進一步詳細說明 圖2所示之程序。首先參見處理步驟4a，可以藉由將輸入影 像整合灰色來推導出灰界統計。參見R.W.G. Hunt的"色彩再 生·，（Fountain Press，1987年第 4版，ISBN 0-86343-088-0)， 其揭示内容以引用方式併入本文。在本發明之一範例性具 體實施例中，輸入影像之每一像素係藉由處理步驟4a來取 樣用於整合灰色。在處理步驟4a中計算每一像素之色彩通 道之色度和（R_SUM、B_SUM)且然後用於在處理 步驟4b中計算灰界彙總之色度。該灰界彙總之色度係定義 如下：紅色值，GW_CR=R_SUM/(R_SUM+G_SUM+B_SUM); 綠色值，GW_CG=G_SUM/(R_SUM+G_SUM+B_SUM);以 及藍色值，GW_CB=B一SUM/(R_SUM+G一SUM+B —SUM)。在 一範例性具體實施例中，所有三個成分之色度之和為1。換 言之，GW_CR+GW_CG+GW_CB = 1。應瞭解，在處理步驟 117238.doc 1338513 4a中可以採用任何已知像素選擇方法，包括但不限於隨機 取樣影像中的像素，或者任何趨向於選擇像素之方法或操 作。 可以藉由修剪（即排除明顯離群值，例如接近飽和之像 素）來進一步改良該灰界彙總之精確度來補償完全飽和的. 彩色物件等。圖3之流程圖顯示一範例性修剪程序。最初， 選擇一像素（步驟1 〇)。在該範例性修剪程序中，若一綠色值 高於一預設較低值（LOW_GREEN_VALUE)且低於一預設較 高值（HIGH_GREEN__VALUE);該紅色值高於該綠色值之一 預設較低分數（LO W_RED_GREEN_FRACTION)且低於該綠 色值之一預設較高分數（HIGH_RED_GREEN_FRACTION); 以及該藍色值高於該綠色值之一預設較低分數 (L〇W_BLUE_GREEN—FRACTION)且低於該綠色值之一預 設較高分數（HIGH_BLUE_GREEN_FRACTION) ’ 則將一像 素包括於該灰界統計内β在圖3之步驟20中執行該些測試。 若該像素通過上面所列出之標準（步驟20)，則將該像素 之紅色、綠色及藍色值分別添加至每一成分之總值 (R_SUM、G_SUM及B_SUM)並遞增一有效像素計數 COUNT(步驟30) »若所選擇像素並非用於取樣的最後像素 (步驟40)，則選擇下一像素（步驟1〇)，並再次執行該修剪標 準決定（步驟20)。執行相同操作步驟（如上面參考圖3所 述），直至決定已選擇欲包括於灰界統計内的最後像素（步驟 40)。若於步驟20決定該像素不滿足該修剪標準，則如上述 執行步驟40。 I17238.doc 1338513 一旦決定一選定像素係用於取樣的來自一影像之最後像 素（在v驟40為疋），色彩平衡系統便於步驟％決定c〇uNT 是否係一預定百分比的取樣影像像素總數，例如等於或大 於總取樣像素的四分之一。若c〇UNT等於或大於預定百分 比的取樣影像像素總數，則認為該等色彩通道增益有效（步 驟60)而應在程序步驟4b計算該等增益並將其施加至影像 資料Ri、Gi及Bi。否則，認為該增益無效而該等色彩通道 保持不變（步驟70)。應注意，步驟5〇(即決定c〇UNT是否係 一預定百分比的總取樣像素）可以在計算通道增益之後發 生’但在计鼻通道增益之前作決定更有效率。 處理步驟4b(圖2)中的通道增益計算相對於一預定中性 白點之色度圍繞平衡該灰界彙總之色度而循環出現。色度 係概念上類似於已知CIE χγζ標準觀察者三色刺激色度系 統來定義。參見Wyszecki與Stiles、Wiley的"色彩科學概余 及方法’量化資料與公式"（ISBN 0-477-39918-3)，其揭示 内容以引用方式併入本文。影像感測器之光譜回應通常不 與該CIE標準觀察者相同。因為色彩平衡係取決於場景光 源’故需要針對照已知光源來校準感測器之中性白點。 在處理步驟4b中決定中性白點之色度。可自動將該決定 計算為該影像感測器之一光譜回應、基於使用者偏好之預 設或二者之一組合。應瞭解，可以使用用於選擇一中性白 點之任何已知的方法。該中性白點之色度包含三個成分： 紅色值N—CR、綠色值n_CG及藍色值>1_08。在一較佳具體 實施例中’所有三個成分之色度之和為1。換言之， U7238.doc • 10- 1338513 N〜CR+N_CG+N_CB=1。 在一較佳具體實施例中，可以在處理步驟4b中使用一系 統調諧參數G—BIAS以相對於影像感測器之色彩通道敏感 度來精細職所呈現的影像。可以相對於影像感測器之色 彩通道敏感度'基於使用者偏好之預設或二者之一組合來 自動δ十算G 一BIAS。應瞭解，可以使用用於選擇一系統調諧 參數之任何已知的方法。 在本發明之一具體實施例中，綠色通道增益g_gain係計 异為一中性白點之色度（N_CR、N_CG、N—CB)、該灰界彙 總之色度（GW—CR、GW一CG、GW—CB)及-可選系統調諸參 數（G—BIAS)之一函數。該紅色通道增益係計算為該綠色通 道增益之一函數而非獨立計算該红色通道增益。最後，該 藍色通道增益係計算為該等紅色與綠色通道增益之一函 數在本發明之一具體實施例中，上面所提及之參數用於 按如下在處理步驟4b中為每一色彩通道計算增益： 0)
G η編-GW — CR + GW CB + G BIAS N_CR + N_CB + G^BIAS GW CG ~ (2)
R GAIN = ^dK
+ GW CB (3)
N _CG + N 一CB GW _CR GW—CG B GAIN = R-GAIN G—GAIN N_CR + N CG 在處理步驟4 b中執行通道增益之一較佳具體實施例遞迴 計算，從而更完整正規化該等通道增益。該遞迴計算由等 式（1)、（2)及（3)之計算與可多次重複的以下遞迴計算所組 成： I i723S.doc
S
(4) a_CR* R_GAIN、+ jG]V_CB* B_GAIN、+ G BIAS ~ N_CR + N_CB + G_BIAS'
GWCG GW _CB
(5) R _n4m,— ^，GAIN + B _GAIN
N_CG + N_CB GW _CR GW _CG
(6) R_rrAnH^ + G — GAIN
N _CR + N _CB 在一車父佳具體實施例中’在處理步驟4b中正規化採用等 式（1)、（2)及（3)或等式（4)、（5)及（6)計算之通道增益（現為 簡化起見表示為R—GAIN、G_GAIN、B_GAIN)以最小化光 度信號變更，同時維持該等色彩通道增益之間的比率。由 於綠色通道構成大多數光度信號，故藉由將綠色通道增益 設定為1.0來最小化光度信號變更，並重新計算紅色通道增 益與藍色通道增益，同時維持該等紅色、綠色及藍色通道 增益之間的比率。此係藉由以下等式來實現： (7) G_GAIN'=\.0
(8) R GAIN':LGA1N
— G_GAIN (9) B GA1N'= ~ g_gain 在一較佳具體實施例中，在處理步驟4b中計算並如上述 之紅色、綠色及藍色通道增益係用於分別調整處理步驟4 中的信號Ri、Gi及Bi以產生信號Rb、Gb及Bb。對於單一圖 像快照應用，可以將所推導通道增益應用於後續色彩處理 階段。對於視訊資料流量需連續之視訊應用，可以在處理 步驟4c中儲存每一圖框之新通道增益並將其應用於下一圖 框。若需要一更平滑轉換，則可以藉由儲存多個過去通道 增益並執行該等過去與當前通道增益之一低通濾波來執行 H7238.doc -12- s 1338513 該等通道增益之一低通濾波。一運行均值或移動平均減波 器可以操作該低通濾波’如處理步驟乜所示。應瞭解「可 以使用任何已知的低通遽波方法。 從上述說明内應明白，本發明實現明顯的色彩平衡，實 施較直接並相對容易。因此’以一簡單高效之方式實現色 彩平衡。 圖4說明一範例性影像器件3〇〇，其具有適用於提供圖^ 之步驟2所示之處理的一像素陣列240。圖4影像器件採用一 鲁 貝爾濾光片並產生R、G'B像素輸出信號。藉由一列驅動 器245回應列位址解碼器255來選擇性地啟動該陣列24〇之 列線。在該影像器件300内還包括一行驅動器26〇與行位址 解碼器270。藉由時序及控制電路25〇來操作該影像器件 300’該時序及控制電路控制該等位址解碼器255、27〇。該 - 控制電路25〇還控制該等列與行驅動器電路245、260。 一與該行驅動器260相關聯的取樣及保持電路26丨針對該 φ 陣列240之選定像素讀取一像素重置信號Vrst與一像素影像 L號Vsig。針對每一像素，藉由差動放大器262來產生一差 動k號（Vrst-Vsig)並藉由類比至數位轉換器275(ADC)對其 進行數位化》該類比至數位轉換器275將該等數位化像素信 號供應至一形成並可輸出一數位影像之影像處理器28〇。該 影像處理器280具有一電路（例如處理器），其能夠在像素陣 列240上執行本發明之色彩平衡處理（圖1之步驟4)。 或者’可以藉由一位於放大器262與ADC 275之間的固線 式或邏輯電路（未顯示）在該像素陣列之類比輸出上完成該
S I17238.doc 13· 1338513 色彩平衡處理’或可以藉由另外器件採用軟體或硬體在影 像處理5 28G之數位影像輸出上完成該色彩平衡處理。 圖員不系、.先11 〇〇，其係修改成包括併入依據本發明之色 心平衡方法之影像器件扇（圖4)之—典型處理器系統。該系 統U00係具有可包括影像感測器器件之數位電路之一範例 性系統。無任何限制性，此一系統可包括一電腦系統、靜 態或視§孔相機系統、相^少丨# Jik as 'a ia . ^仿描态、機态視覺、視訊電話及自動
聚焦系統或其他影像器系統。
系統1100(例如一相機系統）一般包含一中央處理單元 (CPU)1102(例如-微處理器），其透過一匯流排㈣彳與一輸 入/輸出（I/O)器件11〇6進行通信。影像器件3〇〇還透過該匯 流排1104與該CPU U02進行通信。以處理器為主的系統 1100還包括隨機存取記憶體（RAM)1U0，並可包括可移除 記憶體1115(例如快閃記憶體），該等記憶體亦透過該匯流排 1104與該CPU U02進行通信。可將該影像器件3〇〇與一處理 器（例如一 CPU、數位信號處理器或微處理器）組合於一單一 積體電路上或不同於該處理器之_晶片上，不論該處理器 具有或不具有記憶體儲存器。 儘管已如上說明與解說本發明之較佳具體實施例，但應 明白，此等係本發明之範例，不應視為限制。例如，儘管 已結合一 CMOS影像感測器說明一範例性具體實施例，但本 發明可用於其他電子影像感測器（例如CCD影像感測器可 以進行添加、刪除、替代及其他修改而不脫離本發明之精 神或範疇。因此，不應將本發明視為受前述說明内容限制， 117238.doc 14 1338513 而僅受隨附申請專利範圍之料限制。 【圖式簡單說明】 考附m面提供的範例性具體實施例之詳細說明將 H明白本發明之前収其他優點與特徵，其中： 顯示解說依據本發明之_範例性具體實施例之一色 和平衡程序之一功能性方塊圖； 圖圖2顯示更詳細解說圖1所示程序之部分之-功能性方塊 圖，
不程序之部分之一流程圖； 範例性具體實施例而構造之一 圖3顯示更詳細解說圖2所 圓4顯示依據本發明之一 影像器之一方塊圖；以及 圖5顯示-處理器系統，其併入包括依據本發明之_ 實施例所構造之用於計算色彩 /、 件。 卞衡之電路的至少—影像器 【主要元件符號說明】 2 影像感測器 240 像素陣列 245 列驅動器 250 時序及控制電路 255 列位址解碼器 260 行驅動器 261 取樣及保持電路 262 差動放大器 270 行位址解碼器 117238.doc 1338513 275 類比至數位轉換器（ADC) 280 影像處理器 300 影像器件 1100 系統 1102 中央處理單元（CPU) 1104 匯流排 1106 輸入/輸出（I/O)器件 1110 隨機存取記憶體（RAM)
1115 可移除記憶體
117238.doc 16-
Claims (1)
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第095146892號專利申請案 中文申請專利範®替換本(99年8月） 十、申請專利範園： 1 · 一種在來自一影像感測哭β & 豕❹初益之輸入影像資料上執 平衡操作之方法，該耠λ步你 仃色办 !入影像資料具有複數個 道，該方法包含： 似巴七通 使用一處理電路以執行以下動作： 藉由將用於複數個像素之每一色彩通道之—總 值除以用於該複數個像紊之所有色彩通道之-總和色声又
值而決定用於該輸人影像資料之每-色彩通道之—第一 色度值；以及 藉由除了該個別色彩通道以外將該複數個色彩通道之 所有色彩通道之該等個別第-色度值除以-中性白點的 相應色彩通道〇個第：色度值之m該輸入影像 資料之每-個別色彩通道計算色彩通道增益；以及 藉由將该等色彩通道增益施加至該輸入影像資料之該 個別色彩通道來將該輸入影像資料轉換成一輸出影像。 2.如請求項1之方法，進一步包含使用該處理電路以執行基 於預定標準來修剪用於決定該等第-色度值之該複數個 像素。 3. 如明求項2之方法，其中該修剪之動作進一步包含基於針 對每一色彩通道之一高低臨界值範圍來選擇用於包括於 该複數個像素之像素。 4. 如請求項2之方法，其中該修剪之動作進一步包含決定符 合該預定標準之像素總數是否符合或超過該灰界統計計 具中所考量的—預定百分比的一像素總數。 n7238-990823.doc 1338513 5. 如請求項1之方法，進一步包含使用一系統調諧參數以相 對於該影像感測器之一色彩通道敏感度來精細調諧該輸 出影像。 6. 如請求項1之方法，進一步包含使用該處理電路以執行遞 迴該重新計算該等通道增益之動作。 7. 如請求項1之方法，其中該等色彩通道包括紅色、綠色及 藍色色彩通道，且該處理電路依據以下等式來計算該等 色彩通道增益： G_GAIN = R GAIN = GW _CR +GW _CB N_CR + N_CB GW CG G GAIN + GW CB N CG + N CB 以及 B GAIN = GW _CR GW _CG RJ3AIN + G_GAIN N CR + N CG 其中G_GAIN係一針對該綠色色彩通道之色彩通道增 益，R_GAIN係一針對該紅色色彩通道之色彩通道增益， 而B_GAIN係一針對該藍色色彩通道之色彩通道增益： GW—CR、GW_CB及GW—CG分別表示該紅色、藍色及綠 色色彩通道之該第一色度值；以及N_CR、N_CB&N_CG 分別表示該中性白點之該紅色、藍色及綠色第二色度值。 8.如請求項7之方法，其進一步包含使用該處理電路以執行 如下遞迴計算該等色彩通道增益之動作： ^ (GW CR*R GAIN) + (GW CB* B GAIN) G GAIN'=--=-=------=-=-- 5 - N CR + N CB 117238-990823.doc 1338513 GfV CG GW CB R GAIN'= B GAIN、= G GAIN B GAIN N_ CG + N _CB GW _ _CR GW CG R GAIN ' G_ — GAIN N CR + N CB 以及 其中G_GAINf係一針對該綠色色彩通道之重新計算色彩 通道增益；R_GAI>T係一針對該紅色色彩通道之重新計算 色彩通道增益；以及B_GAI1ST係一針對藍色色彩通道之重 新計算色彩通道增益。
9.如請求項1之方法，其中該等色彩通道包括紅色、綠色及 藍色色彩通道，且該處理電路依據以下等式計算該等色 彩通道增益： G GAIN GJV _CR + GW_CB + G_BIAS N _CR + N _CB + G_BIAS GW CG R GAIN G GAIN + GW CB B GAIN N_CG + N_CB GW _CR GW _CG R GAIN + G—GAIN ~N CR + N CG~ 以及
其中G_GAIN係一針對該綠色色彩通道之色彩通道增 益，R_GAIN係一針對該紅色色彩通道之色彩通道增益， 而B_GAIN係一針對該藍色色彩通道之色彩通道增益； GW_CR、GW__CB及GW_CG分別表示該紅色、藍色及綠 色色彩通道之第一色度值；G_BIAS表示一調諧參數；以 AN_CR、N—CB及N—CG分別表示該中性白點之紅色、藍 色及綠色第二色度值。 10.如請求項9之方法，其進一步包含使用該處理電路以執行 I17238-990823.doc 1338513 如下遞迴計算該等色彩通道增益之動作： G GAIN' (GW _CR*R_ GAIN) + (GW_CB*B_ GAIN) + G_ BIAS N _CR + N _CB + G_BIAS GW CG GW CB R GAIN' B GAIN， G — GAIN B_ GAIN N_CG + N_ _CB GW CR GW CG R _GAIN ' G_ • GAIN N CR + N CB ，以及 其中G_GAIN'係一針對該綠色色彩通道之重新計算色彩 通道增益；R_GAIW係一針對該紅色色彩通道之重新計算 色彩通道增益；以及B_GAINT係一針對藍色色彩通道之重 新計算色彩通道增益。 1 1 ·如請求項1之方法，進一步包含使用該處理電路以執行正 規化該等所計算通道增益之動作。 12.如請求項11之方法，其進一步包含使用該處理電路以執 行如下正規化該等所計算色彩通道增益之動作： G GAIN，=\.Q R GAIN，= R — GAIN G GAIN B GAIN'= B GAIN G GAIN 13.如請求項1之方法，其進一步包含使用一低通濾波器濾波 該等所計算色彩通道增益之動作。 1 4.如請求項1之方法，其進一步包含以下動作： 儲存一預定數目的色彩通道增益；以及 藉由平均該預定數目的儲存色彩通道增益來計算該等 色彩通道增益。 117238-990823.doc 15. 16. 17. 18. 19. 20. ::4項1之方法’其中該影像感測器係-視訊相機之部 如請求 Jg 1 Η?·、+ 料。 之方法’其中該輸入影像資料係RGB影像資 ^ 之方法其中泫輸入影像資料係類比資料。 月求項1之方法’其中該輸人影像資料係數位資料。 一種用於在來自-影像感測器之輸入影 ”平衡操作之影像器件，該輸入影像資料具二 色办通道，該器件包含： 一電路’其經組態以： 错由以下為具有複數個色彩通道的該輸入影像資料 計算灰界資訊： 在該影像中選擇至少一群組像素；以及 將用於該群組像素之每一色彩通道之一總和色度 值除以用於該群組像素之所有色彩通道之一總和色 度值而決定用於每一色彩通道之一灰界彙總； 藉由除了該個別色彩通道以外將該複數個色彩通道 之所有色彩通道的該灰界彙總之該色度值除以一中性 白點的相應色彩通道之多個色度值之一總和以計算該 輸入影像資料之每一個別色彩通道之色彩通道增益； 以及藉由將該等色彩通道增益施加至該輸入影像資料 之該個別色彩通道來將該輸入影像資料轉換成一輸出 影像。 如請求項19之器件’其中該電路係—處理器。 H7238-990823.doc 1338513 a如請求項19之器件，其中該電路進—步基於預定標準來— 修剪該等用於計算該灰界資訊之像素。 22.如請求項21之器件’其中該電路基於針對每一色彩通道 之一高低臨界值範圍來選擇用於包括於該灰界資訊内之 像素。 认如請求項21之器件，其中該電路決定符合該預定標準的· 該像素總數是㈣-預定百分比的_像素總數内。 24.如印求項19之|s件，其中該電路相對於該影像感測器之 該色彩通道敏感度來精細調諧該輸出影像。 籲 25·如咕求項19之益件，其中該電路遞迴計算該等色彩通道 增益。 26.如請求項19之器件，其中該等色彩通道包括紅色、綠色 及藍色色彩通道，且該電路經組態依據以下等式計算該 等色彩通道增益： G GAIN = R GAIN = B GAIN = gw cr + gw CB n_cr + ncb GW CG gZgain^-08 N—CG + N _CB gw_cr ^gw cg R_GAIN +G_GAIN ~N_CR?n CG~~ ，以及
其中G—GAIN係一針對該綠色色彩通道之色彩通道增 益，R—GAIN係一針對該紅色色彩通道之色彩通道增益， 而B_GAIN係一針對該藍色色彩通道之色彩通道增益； GW一CR、GW_CB及GW_CC^別表示該紅色、藍色及綠 [S] 117238-990823.doc 1338513 色色彩通道之該灰界彙總之色度值；以及N_CR、N_CB 及N_CG分別表示該中性白點之紅色、藍色及綠色色度 值。 27.如請求項26之器件，其中該電路進一步經組態以按如下 遞迴計算該等色彩通道增益： G GAIN' (GW _CR*R_ GAIN) + (GW_CB*B_ GAIN) N CR + N_CB GW CG GW CB
R GAIN' B GAIN， G — GAIN B GAIN N _ CG + N _CB GW _ CR , GW CG R — GAIN ' G _ GAIN N CR + N CB 以及 其中G_GAIN'係一針對該綠色通道之重新計算色彩通道 增益；R_GAIN'係一針對該紅色通道之重新計算色彩通道 增益；以及B_GAINW系一針對該藍色通道之重新計算色彩 通道增益。
28.如請求項19之器件，其中該等色彩通道係紅色、綠色及 藍色色彩通道，且該電路經組態以依據以下等式計算該 等色彩通道增益： G GAIN GW CR + GW CB + G BIAS N_CR + N_CB + G_ GW CG BIAS R GAIN G GAIN + GW CB B GAIN N_CG + N_CB GW_CR GW CG R—GAIN G_GAIN N CR + N CG 以及 其中G_GAIN係一針對該綠色通道之色彩通道增益， 117238-990823.doc 1338513 R—GAIN係一針對該紅色通道之色彩通道增益，而 B_GAIN係一針對該藍色通道之色彩通道增益；GW_CR、 GW_CB及GW_CG分別表示該紅色、藍色及綠色色彩通道 之該灰界彙總之該色度值；G_BIAS表示一調諧參數；以 及N_CR、N_CB及N—CG分別表示該中性白點之該紅色、 藍色及綠色色度值。 29.如請求項28之器件，其中該電路係經組態以按如下遞迴 計算該等色彩通道增益： G GAIN， (GW_CR*R_ GAIN) + (GW _CB*B_ GAIN) + G_ BIAS N_CR + N _CB + G_ BIAS GW CG GW CB R GAIN' B GAIN' G GAIN B GAIN N_ _CG + N - _CB GW _ CR GW _CG R _GA1N ' G_ • GAIN N CR + N CB ，以及 其中G_GAIN'係一針對該綠色通道之重新計算色彩通道 增益；R_GAINW系一針對該紅色通道之重新計算色彩通道 增益；以及B_GAIN'係一針對該藍色通道之重新計算色彩 通道增益。 30.如請求項19之器件，其中該電路進一步經組態以正規化 該等所計算色彩通道增益。 3 1.如請求項30之器件，其中該電路進一步經組態按如下以 正規化該等所計算色彩通道增益： G — GAIN， R — GAIN， B GAIN， 1.0 R _GAIN G — GAIN B — GAIN G GAIN 117238-990823.doc 1338513 /求項19之件，其進_步包含用於使用_低通遽波 器濾波該等所計算色彩通道增益之電路。 33.如請求項丨9之器件，其進—步包含電路用以： 儲存一預定數目的色彩通道增益；以及 藉由平均該預定數目的儲存色彩通道增益來計算該等 色彩通道增益。 34·如請求項19之器件 部分。 35·如請求項19之器件 料。 36.如請求項ip之器件 3 7.如請求項ip之器件 其中該影像感測器係一視訊相機之 其中該輸入影像資料係RGB影像資 其中該輸入影像資料係類比資料。 其中該輸入影像資料係數位資料。 38. -種在來自一影像感測器的輸入影像資料上執行—色彩 平衡操作之平衡單元，該輪人影像資料具有複數個色彩 通道，該單元包含： 一計算電路’其係用於基於該灰界資訊與一中性白點 ，該輸入影像資料計算灰界資訊且為該輸人影像資料計 算色彩通道增益，該電路經組態以： 在該影像中選擇至少-群組像素，及為該群組像素： 決定該群組像素之每-像素的每—色彩通道之色 度值； 將每一色彩通道之一總和色度值除以所有色彩通 道之一總和色度值以決定該色彩通道之―灰㈣總之 一色度值；以及 117238-990823.doc •9- 1338513 對每一個別色彩通道，除了該個別色彩通道以外 將該複數個色彩通道之所有色彩通道的該灰界棄總之 該色度值除以-中性白點的相應色彩通道之多個色度 值之一總和以計算一色彩通道增益；以及 义 一施加電路，其❹於將該等色彩通道增益施加至該 輸入影像資料之個別色彩通道來產生_輸出影像。 39. 如請求項38之單元，其中該計算電路進—步經組態以基 於預疋標準來修剪該等用於計算該灰界資訊之像素。 40. =求項39之單元，其中該計算電路進一步經組態以基 紅十對母—色彩通道之一高低臨界值範圍來選擇用以包 括於該灰界資訊内之色度值。 札項39之單元，其中該計算電路進一步經組態以決 該預定標準的像素總數是否係—預定百分比的像 •用=項如單元，其中該計算電路進-步經組態以 敏^^ 1 Γ 參數以相對於該影像感測器之該色彩通 敏感度來精細調諧該輸出影像。 43 ==之單元，其中該計算電路進-步經組態以 彳异遠荨色彩通道增益。 進一步經組態以正 低通濾波器，用於 44·如請求項38之單元，其中該計算電路 規化該等所計算色彩通道增益。 45·如請求項38之單元，其進-步包含— 所計算色彩通道增益。 46·如請求項38之單元，其進-步包含： 117238-990823.doc 47. ^ /、用於儲存一預定數目的色彩通道增益，其 中该施加電路進—步經組態以藉由平均該默數目的儲 存色彩ititif ^來計算該等色料道增益。 一種影像器系統，其包含： 一像素陣列，其係用於提供影像信號；‘ 一讀出電路’其係用於讀出影像信號；以及 一影像器件，其係在由讀出影像信號所決定的輸入影 像貝料上執仃一色彩平衡操作，該輸入影像資料具有複 數個色彩通道，該11件包含—影像處理ϋ，其經組態以： 藉由在該影像中選擇至少一群組像素為該具有複數 個色彩通道的輸入影像資料計算灰界資訊，及為該群 組像素： 總和该群組像素之每一像素的每一色彩通道之色 度值； 藉由將每一色彩通道之該總和色度值除以所有色彩 通道之色度值的一總和以決定每一色彩通道之一灰界 彙總之一色度值；藉由除了該個別色彩通道以外將該 複數個色彩通道之所有色彩通道的該灰界彙總和該色 度值除以一 t性白點的相應色彩通道之多個色度值之 一總和而基於該灰界資訊為該輸入影像資料之每一個 別色彩通道計算色彩通道增益；以及 藉由將該等色彩通道增益施加至該輸入影像資料之 個別色彩通道來將該輸入影像資料轉換成一輸出影 像。 H7238-990823.doc -11 - 如°月长項47之系統’其進—步包含-用於接收該影像器 件之一輸出之處理器。 青长項47之系統，其中該影像處理器進—步經組態以 基於預定標準來修剪該等用於計算該灰界 資訊之像素。 «束項49之系統’其中該修剪進—步包含基於針對每 色々通道之-兩低臨界值範圍來決定是否包括於該灰 界資訊内之影像資料。 •如。月求項49之系統’其中該修剪進—步包含決定符合該 預定標準的像素總數是否係一預定百分比的一像素總 數。 • U項47之系统，其中該影像處理器進一步經組態以 使用-系統㈣參數以相對於該影像感測器之—色彩通 道敏感度來精細調諳該輸出影像。 5如求項47之系統，其中該影像處理器進—步經組態以 遞迴計算該等色彩通道增益之動作。 Μ·如請求項47之㈣’ Μ料色料道包括紅色、綠色 及監，色彩通道，且該影像處理器經組態以依據以下等 式計算該色彩通道增益： G — GAIN = n^CR + N_CB GW CG R — GAIN g^+gw-cb 一 N_CG + N’CB ，以及 GW_CR GW CG --+ - — R naψ 一 .R —GAIN G—GAIN 一 ^_CR + N CG 其中G—GAIN係-針對該綠色通道之色彩通道增益 117238-990823.doc -12· 1338513 R—GAIN係一針對該紅色通道之色彩通道增益，而 B—GAIN係一針對該藍色通道之色彩通道增益；GW_CR、 GW_CB及GW_CG分別表示該紅色、藍色及綠色色彩通道 之該灰界彙總之色度值；以及N_CR、N_CB&N_CG分別 表示該中性白點之該紅色、藍色及綠色色度值。 55,如請求項54之系統，其中該影像處理器經組態以按如下 遞迴計算該等色彩通道增益： G GAIN'
(GW _CR*R_ GAIN) + {GW _CB*B_ GAIN) N_CR + N _CB GW CG GW CB R GAIN' B GAIN、 G 一 GAIN B — GAIN N _CG + N _CB GW_CR GW CG R —GAIN ' G_ GAIN N CR + N CB 以及 其中G_GAINW系一針對該綠色色彩通道之重新計算色彩 通道增益；R_GAINW系一針對該紅色色彩通道之重新計算 色彩通道增益；以及B_GAIW係一針對該藍色色彩通道之 重新計算色彩通道增益。
5 6.如請求項47之系統，其中該等色彩通道包括紅色、綠色 及藍色色彩通道，且該影像處理器經組態以依據以下等 式計算該色彩通道增益： G GAIN GW CR + GW_CB + G_BIAS N CR + N CB + G BIAS R GAIN GW _CG G GAIN + GW CB B GAIN N CG + N_CB GW _CR GW _CG R—GAIN G_GAIN ~N CR + N CG 以及 117238-990823.doc -13- 1338513 其中G_GAIN係一針對該綠色色彩通道之色彩通道增 益，R_GAIN係一針對該紅色色彩通道之色彩通道增益， 而B_GAIN係一針對該藍色色彩通道之色彩通道增益； GW_CR、GW—CB及GW_CG分別表示該紅色、藍色及綠 色色彩通道之該灰界彙總之該色度值；G_BIAS表示一調 諧參數；以及N_CR、N—CB及N_CG分別表示該中性白點 之該紅色、藍色及綠色色度值。 57.如請求項56之系統，其中該影像處理器經組態以按如下 遞迴計算該等色彩通道增益： G CUN， {GW_CR*R_GAIN) + (GW_CB*B_GAIN) + G_BIAS - — N CR + N CB + G BIAS GW CG GW CB R GAIN'= B GAIN，= G _GAIN B_ GAIN N CG + N _CB GW_CR , GW_CG R GAIN ' G_ GAIN N CR + N CB 以及 其中G_GAI>T係一針對該綠色色彩通道之重新計算色彩 通道增益；R_GAIN'係一針對該紅色色彩通道之重新計算 色彩通道增益；以及B_GAIW係一針對該藍色色彩通道之 重新計算色彩通道增益。 58. 如請求項47之系統，其中該影像處理器進一步經組態以 正規化該等所計算色彩通道增益。 59. 如請求項58之系統，其中該影像處理器經組態以按如下 正規化該等所計算色彩通道增益： G GAIN'=\.0 R GAIN' = RGAIN G GAIN H7238-990823.doc -14- 1338513 - G_GAIN 60.如請求項47之系統，其中該影像處理器經組態以低通濾 波該等所計算色彩通道增益。 6 1.如請求項47之系統，其中該影像處理器經組態以： 儲存一預定數目的色彩通道增益；以及 藉由平均該預定數目的所儲存色彩通道增益來計算該 等色彩通道增益。
62.如請求項47之系統，其中該影像器件係一視訊相機之部 分。 63.如請求項47之系統，其中該輸入影像資料係RGB影像資 料。 64. 如請求項47之系統，其中該輸入影像資料係類比資料。 65. 如請求項47之系統，其中該輸入影像資料係數位資料。
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