本發(fā)明涉及到顯示控制器和其他圖像處理應(yīng)用芯片的硬件圖像自動化白平衡設(shè)計。

背景技術(shù)：

白平衡是圖像處理的一個極重要概念。所謂白平衡就是對圖像中白色物體的還原。作為拍攝設(shè)備，如單反、微單、數(shù)碼相機等拍攝設(shè)備在不同的光線下，由于ccd輸出的不平衡性，造成數(shù)碼相機彩色還原失真。已知直射日光的色溫是5200k左右，白熾燈的色溫是3000k左右。用傳統(tǒng)相機的日光片拍攝時，白熾燈光由于色溫太低，所以偏黃偏紅。通?，F(xiàn)場光線的色溫低于相機設(shè)定的色溫時，往往偏黃偏紅，現(xiàn)場光線的色溫高于相機設(shè)定時，就會偏藍。

傳統(tǒng)的灰度世界白平衡方法是以灰度世界假設(shè)為基礎(chǔ)的，該假設(shè)認(rèn)為對于一幅有著大量色彩變化的圖像，r、g、b三個分量的平均值趨于同一個灰度值。完美反射算法的基本思想是統(tǒng)計r、g、b三個分量的最大值，從而可以獲得未知光源的信息，并以此為基準(zhǔn)進行顏色校正。

如圖1，傳統(tǒng)的灰度世界白平衡方法假設(shè)自然界景物對于光線的平均反射的均值在總體上是個定值，這個定值近似地為“灰色”，確定下來的灰色表達形式可以用來表示。讀取位圖r、g、b通道的值并存在三維矩陣中，分別計算r、g、b三個通道的均值，進一步可以計算得到r、g、b三個通道的歸一化率，經(jīng)過光源變換得到白平衡之后的圖像。

因此本文設(shè)計的自動化白平衡系統(tǒng)的一個關(guān)鍵點就是實現(xiàn)對白色像素點的檢測和還原，只有實現(xiàn)對白色像素點的準(zhǔn)確判斷才能對白色物體有效地還原，保證較好的白平衡顯示效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種針對rgb格式圖像的自動化白平衡方法，首先對圖像進行線性化處理、鏡頭校正處理和自適應(yīng)高斯濾波，將亮度較高的噪聲點進行濾波處理，采用八分法對圖像分塊，得到8個色彩區(qū)域。

本發(fā)明中所使用的八分法得到的色彩區(qū)域既是軸對稱分布，同時又是中心對稱分布，能夠確保圖像的色度平均值向cr-cb坐標(biāo)系中的參考點逼近，色度平均值根據(jù)圖像特點進行加權(quán)平均，每一塊色彩空間的權(quán)重不僅受亮度的影響，還會受到色度的影響，根據(jù)權(quán)重計算整幅圖像的色度平均值，通過色度平均值調(diào)整到參考點得到色度通道的增益。

分別計算每個色彩區(qū)域中cb,cr的均方差db和dr并進行從大到小的排列，如果某個色塊的db,dr同時位于所有色彩區(qū)域中最小的10%范圍之內(nèi)，則判定該色彩區(qū)域沒有足夠的色彩變化，選擇不進行白平衡處理，避免大面積的統(tǒng)一色調(diào)對結(jié)果的影響。

在計算每個色彩區(qū)域的cb,cr的均方差db,dr時，采用均方差計算公式的替代公式，將非線性化計算轉(zhuǎn)化為線性化計算，便于硬件實現(xiàn)。

采用一個動態(tài)的閥值來檢測白色像素點，將圖像從rgb色彩空間轉(zhuǎn)換為ycrcb色彩空間，通過動態(tài)閥值方法和動態(tài)增益方法選擇參考白點進行自動化白平衡校正，并對色彩較少的色塊采取原樣輸出方式，保證自動化白平衡效果，避免大面積的統(tǒng)一色調(diào)對結(jié)果的影響。本發(fā)明同時考慮到g通道增強能夠增強畫質(zhì)的因素，在白平衡處理完成之后，將圖像從ycrcb色彩空間轉(zhuǎn)換到rgb空間，對畫面中g(shù)通道進行動態(tài)增益增強，從而改善畫質(zhì)，提升視覺效果。

附圖說明：

圖1為傳統(tǒng)的灰度世界白平衡處理方法；

圖2為本發(fā)明的白平衡處理方法；

圖3(a)為一種常見的分塊方式；

圖3(b)為本發(fā)明所采用的八分法對圖像分塊的方法。

具體實施方式：

如附圖2，本發(fā)明的白平衡處理方法的具體步驟如下：

第一步，讀取rgb圖像，對圖像進行線性化處理、鏡頭校正處理、自適應(yīng)高斯濾波處理等預(yù)處理；通過線性化處理可以得到均衡的直方圖，實現(xiàn)圖像增強；采用亞像素技術(shù)獲得亞像素精度的網(wǎng)格交點坐標(biāo)，考慮了鏡頭徑向畸變、切向畸變和薄棱鏡畸變等多種因素進行鏡頭校正處理；自適應(yīng)高斯濾波處理采用自適應(yīng)反饋技術(shù)，在噪聲點的檢測過程中，濾波窗口自適應(yīng)變化，濾波窗口動態(tài)自適應(yīng)可調(diào)，對于綠色分量g通道，可以通過編程控制進行選擇采用普通矩形像素矩陣或者鉆石形像素矩陣進行濾波，能夠最大程度保留信號點的信息，只針對判定為噪聲點的像素點進行濾波，濾波效果比傳統(tǒng)的高斯濾波更能保持圖像的清晰以及高保真畫質(zhì)；

第二步，將處理后的rgb色彩空間轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的ycbcr色彩空間，對于整幅圖像的色彩區(qū)域進行分塊處理；一種常見的分塊方式如圖3(a)，該分塊方法會導(dǎo)致第3塊與第4塊、第3塊與第5塊、第8塊與第6塊、第8塊與第7塊交界處的過渡不自然，本發(fā)明所采用的八分法對圖像分塊的方法如圖3(b)，采用更適應(yīng)視覺效果的八分法進行分塊，八分法分塊后得到的色彩區(qū)域既是軸對稱分布，同時又是中心對稱分布，能夠確保圖像的色度平均值向cr-cb坐標(biāo)系中的參考點逼近，色度平均值根據(jù)圖像特點進行加權(quán)平均，每一塊色彩空間的權(quán)重不僅受亮度的影響，還會受到色度的影響，根據(jù)權(quán)重計算整幅圖像的色度平均值，通過色度平均值調(diào)整到參考點得到色度通道的增益；

第三步，計算每個色彩區(qū)域中cb均方差db，cr均方差dr，并按照從小到大順序排列，記錄最小的10%范圍之內(nèi)的色彩區(qū)域的像素點；對于db,dr同時位于所有色彩區(qū)域中最小的10%范圍之內(nèi)的像素點，則判定該像素點沒有足夠的色彩變化，選擇不進行白平衡處理，從而避免大面積的統(tǒng)一色調(diào)對結(jié)果的影響，得到最佳白平衡效果；

第四步，采用動態(tài)閥值區(qū)域選擇方法得到接近白色區(qū)域的所有像素點，根據(jù)亮度值依次從亮度最大的像素點提取出10%的參考點作為參考白點；利用整幅圖像的平均色差來設(shè)定一個預(yù)定義閾值范圍，如果色差值在預(yù)定區(qū)域之中，則認(rèn)為已經(jīng)白平衡，如果不在該區(qū)域內(nèi)，則需要白平衡，通過r、g、b增益調(diào)整后重新得到新的色差值，直到色差值落在閾值范圍之內(nèi)，因此該步驟是一個迭代的過程；

第五步，計算r、g、b通道增益，第三步所記錄的像素點區(qū)域保持原樣輸出，其它像素點區(qū)域利用增益進行白平衡校正，并對畫面中g(shù)通道進行動態(tài)增益增強，得到處理后的圖像。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種針對RGB格式圖像的自動化白平衡處理方法，對RGB圖像進行線性化處理、鏡頭校正處理以及自適應(yīng)高斯濾波處理，將RGB色彩空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間，通過動態(tài)閥值方法和動態(tài)增益方法選擇參考白點進行自動化白平衡校正。

技術(shù)研發(fā)人員：曹一君;郭正;孟凡金
受保護的技術(shù)使用者：曹一君;郭正;孟凡金
技術(shù)研發(fā)日：2016.04.03
技術(shù)公布日：2017.10.24