[發明專利]一種基于像素的色彩還原裝置及方法

在審

• 申請號: 201810445092.2
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108377373A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 曾勇;尚宇盟
• 申請（專利權）人: 杭州雄邁集成電路技術有限公司
• 主分類號: H04N9/73
• 分類號: H04N9/73;H04N9/67
• 代理公司: 浙江納祺律師事務所 33257
• 代理人: 鄭滿玉

本發明提出一種基于像素的色彩還原裝置及方法，預標定處理模塊用于在各標準色溫環境下分別采集24色卡的Raw數據，計算各個色溫環境下的白平衡增益值，通過對比色卡標準數據與采集數據，得到對應色溫環境下色彩校正矩陣，并建立色溫?色彩矩陣元素擬合函數用于后續色彩矩陣估計；圖像色彩還原模塊用于原始數據輸入，進行子塊劃分、局部色溫計算、色溫插值計算、色彩矩陣計算、各像素點色彩矩陣校正還原，最終校正后數據輸出。本發明有利于現實中復雜光源成像環境的圖像或視頻色彩還原，對于顏色還原度要求較高的應用場景和器件，效果要優于現有的全局還原和局部估計全局還原等技術方案。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種基于像素的色彩還原裝置及方法。

背景技術

同一場景在不同光源照射下反射的光信號各不相同，這是由于不同光源的色溫差異，其直接結果將導致圖像傳感器采集的原始RGB信號較其真實信號均有所偏移。而人眼由于其特殊的生理性能，具有自動“還原”場景真實顏色的能力，即顏色恒常性。所以對于成像設備，色彩還原功能即處理原始數據使其呈現與人眼觀測一致的顏色是必不可少的。

現有的色彩還原技術一般分為全局色溫估計和局部色溫估計，更進一步，局部色溫估計又常見于局部估計全局還原的實現形式，僅少數基于像素還原。例如，中國專利公布號CN104219511A公開了“以標準色卡建立標準RGB與實際RGB數據的映射關系，通過偽逆矩陣運算得到全局校正矩陣M，然后對圖像每個像素點以M進行校正；”又如中國專利公布號CN106204662A公開了“基于視網膜生理機制，將圖像分為亮區和暗區進行光源估計，然后利用兩光源和對原始圖像進行全局還原，實現顏色恒常功能；”而中國專利公布號CN105678710A公開了“直接基于像素校正的技術，其通過在固定校正還原區依次獲取多張色卡成像數據，得到與像素位置相關的標準RGB值和成像RGB值的比例因子，然后在相同位置對相關物體進行校正，其校正原理主要基于相同位置具有相同光強，以此消除每像素點的色溫干擾，并通過尋找相似成像RGB標定值進行還原。”

一般來說，實際成像環境不可能為理想單光源，所以傳統針對單光源假設所進行的全局色彩還原技術的研究都存在不能很好還原真實場景的局限；而局部估計全局還原的模式，雖然在綜合考慮各局部色溫影響，得到的整體光源色溫信息進行還原，比一般全局技術整體還原效果更好，但其從根本上仍屬于全局還原，當局部塊之間色溫差異較大時，其加權得到的全局校正矩陣仍和單光源效果類似；顯然，基于像素的色彩還原就能很解決上述問題，而中國專利CN105678710A要求標定和還原圖像數據嚴格對齊，以此消除各像素點色溫信息影響，不僅難以實現，而且每次還原，都需要在同一場景進行標定采集，在實際實現中基本是難以實現的。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供基于像素的色彩還原裝置及方法,針對現實場景中復雜光源環境進行色彩還原技術的研究，改進現有的局部估計全局還原技術，以局部估計進行像素還原，通過標準光源數據擬合，無需用戶根據場景進行對準或標定，保證其可行性，同時達到更高的色彩還原度。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于像素的色彩還原裝置，包括預標定處理模塊和圖像色彩還原模塊，其中，預標定處理模塊用于在各標準色溫環境下分別采集24色卡的Raw數據，計算各個色溫環境下的白平衡增益值，通過對比色卡標準數據與采集數據，得到對應色溫環境下色彩校正矩陣，并建立色溫-色彩矩陣元素擬合函數用于后續色彩矩陣估計；圖像色彩還原模塊用于原始數據輸入，進行子塊劃分、局部色溫計算、色溫插值計算、色彩矩陣計算、各像素點色彩矩陣校正還原，最終校正后數據輸出。

作為一種優選方式，預標定處理模塊還包括標定數據獲取模塊、增益-色溫模塊以及色溫-色彩矩陣模塊，其中，標定數據獲取模塊在各標準色溫環境下，分別采集24色卡的Raw數據，增益-色溫模塊用于計算各個色溫環境下的白平衡增益值，色溫-色彩矩陣模塊通過對比色卡標準數據與采集數據，得到對應色溫環境下色彩校正矩陣，并建立色溫-色彩矩陣元素擬合函數用于后續色彩矩陣估計。