[發明專利]基于色適應模型的彩色數碼相機白平衡校正方法

有效

• 申請號: 201710442492.3
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107197225B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 徐海松;邱玨沁;葉正男
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04N9/73
• 分類號: H04N9/73
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高;傅朝棟

1.一種基于色適應模型的彩色數碼相機白平衡校正方法，其特征在于，步驟如下：

S1：利用根號多項式回歸顏色校正方法將不同標定光源下的設備相關響應值RGB轉換至同一光源下設備無關的三刺激值CIE1931 XYZ；

所述的S1具體為：

S101：對于光譜功率分布為P(λ)的標定光源L，使用相機響應值構成模型計算標準色卡第i個色塊在該光源照明下的相機RGB值r_i、g_i和b_i：

式中ρ_i(λ)表示第i個色塊的光譜反射比，S^k(λ)表示相機第k個通道的光譜靈敏度函數，k＝R、G、B，Ω′為相機光譜響應的波長范圍；對于有N個色塊的標準色卡，計算得到一個N×3的相機響應值矩陣C(L)，其中每一行對應一個色塊的相機RGB值；

S102：計算該標定光源下完善反射表面的相機RGB值r^ill、g^ill和b^ill：

并記錄其在平面上的坐標

S103：對于光譜功率分布為P(λ)的標定光源，使用CIE1931 2°標準觀察者色匹配函數計算標準色卡第i個色塊在該光源照明下的CIE1931 XYZ三刺激值：

式中Ω為可見光的波長范圍；對于有N個色塊的標準色卡，計算得到一個N×3的三刺激值矩陣T(L)，其中每一行對應一個色塊的XYZ三刺激值；

S104：將相機響應值矩陣C(L)的維度由N×3擴展為N×q，q>3，其中第4～q列對應各個色塊響應值的根號多項式；

S105：利用最小二乘法或其它以色差作為目標函數的校正矩陣優化方法，計算擴展后的相機響應值矩陣C′(L)轉換至T(L)的6×3顏色校正矩陣M′(L)：

以C′(L)·M′(L)與T(L)之間的均方根誤差作為優化目標時，采用偽逆法對M′(L)進行計算：

M′(L)＝[C′^T(L)C′(L)]^-1C′^T(L)·T(L),

以C′(L)·M′(L)與T(L)之間的色差作為優化目標時，利用非線性優化方法對M′(L)進行計算：

M′(L)＝argminΔE(C′(L)·M′(L),T(L)),

式中ΔE(A,B)為用于計算A和B之間的色差的函數；

S106：利用S105中的方法計算各個標定光源下的3×3顏色校正矩陣M(L)；

S107：對于所有標定光源，采用S101～S106的方法計算得到各自的顏色校正矩陣M′(L)與M(L)，并存儲于相機內置存儲器中；

S2：獲取待校正光源下拍攝的圖像的白平衡校正增益系數，計算待校正光源在平面上的坐標，在相機平面上搜索與該坐標距離最近的標定光源，調用該標定光源對應的顏色校正矩陣，將該光源的設備相關的相機響應值轉換至CIE1931 XYZ空間中，將光源顏色視為物體色；

S3：使用CIECAM02色貌模型中的色適應變換CAT02計算物體色經色適應后的標準光源下的對應色：

S4：將對應色利用所述顏色校正矩陣的逆矩陣重新映射回相機RGB空間，并重新計算色適應后的白平衡校正增益系數。

2.如權利要求1所述的基于色適應模型的彩色數碼相機白平衡校正方法，其特征在于，所述的S2具體為：

S201：手動設置或利用已有的自動白平衡算法獲取待校正光源下拍攝的圖像的白平衡校正增益系數

S202：計算待校正光源在相機raw域上的RGB值：

在相機平面上搜索與距離最近的標定光源L，并從相機內置存儲器中調用其對應的顏色校正矩陣M′(L)；

S203：利用顏色校正矩陣M′(L)將該待校正光源下的完善反射表面的相機響應值轉換至CIE1931 XYZ空間中：

式中X^ill,Y^ill,Z^ill分別為XYZ空間中的三刺激值。