[發明專利]一種基于RGB-IR圖像數據的白平衡校正裝置及方法

在審

• 申請號: 201810445093.7
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108600725A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 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
• 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RGB?IR圖像數據的白平衡校正裝置及方法，圖像輸入單元通過RGB?IR圖像傳感器獲得M*N數據陣列；紅外校正強度控制單元基于可見光強度大小，輸出紅外校正強度參數K；紅外校正單元根據傳感器R、G、B及IR通道的響應曲線參數和紅外校正強度參數K實現顏色分量通道消除紅外分量；白平衡增益計算單元實現白平衡統計、標記、增益計算處理。白平衡增益計算單元和紅外校正單元、白平衡校正單元相連，白平衡校正單元根據增益參數對紅外校正單元輸出各顏色分量進行校正；圖像校正輸出單元對經過紅外校正和白平衡校正的圖像數據進行傳輸。本發明一次性校正RGB?IR原始數據的紅外信號干擾和色溫偏色，輸出數據直接送入現有圖像信號處理模塊進行處理。

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RGB-IR圖像數據的白平衡校正裝置及方法。

背景技術

RGB-IR是一種可以同時進行可見光和紅外光信號感光的圖像傳感器。紅外光信號主要用于在低照度情況下提供場景亮度信息，而在正常照度情況，一般不需要額外亮度信息來補充，僅R、G、B可見光分量信號即可得到較好的成像效果。但由于紅外光和可見光波長差異，兩者成像靶面并不在同一深度，所以當以可見光平面準焦時，紅外光信號會在成像面形成虛像影響圖像的顏色和質量。除此之外，傳統Bayer數據各分量值會隨著光源變換產生一定偏差，具體表現在白色區域的偏色現象，即白色物體反射出光源信息導致成像顏色偏差。

綜上所述，針對RGB-IR圖像進行白平衡校正時，需要盡可能消除掉紅外光信號對可見光分量的影響，并且需要對校正后的可見光數據進行白平衡處理使得在不同光源情況下的同一物體成像盡可能一致。

目前消除紅外光影響的常見解決方案是在傳感器前面配置IR-CUT雙濾光片切換裝置，即通過硬件控制紅外截止低通濾光片和全光譜光學玻璃的切換，在白天光線充足時，讓攝像機在紅外截止低通濾光片模式下工作，消除紅外信號對可見光成像的影響；當光線較暗時，切換至全光譜光學玻璃模式，通過IR信號分量對成像亮度進行補償，提高低照度成像效果。顯然，重復性機械切換，其穩定性很難完美保障，長時間使用可能導致切換失效。

對于傳統RGB圖像數據，現有的白平衡處理算法主要包括灰度世界法，白點檢測法等。其中，灰度世界法基于灰度世界假設，即認為一幅具有大量色彩變換的圖像，其R、G、B分量均值趨于同一灰度值。并以各分量均值為參考灰度值計算分量增量，然后對圖像各像素進行白平衡校正。顯然，當圖像場景存在大量單色物體時，整副圖像往往不滿足灰度世界假設，所以用全局統計量進行白平衡校正容易出現誤校現象。

常見的白平衡校正算法通過檢測白點像素信息進行統計和增量校正。中國專利公開號CN1835600A公開一種技術方案：“一種白平衡方法包括以下步驟：a)去除一影像的一白物體上的色偏；b)利用該白物體的一像素信息來檢測該影像的一參考白點；c)基于該像素信息及該色偏決定一尺度因子，以調整該影像的白平衡。”該技術方案白點檢測主要基于YC_bC_r數據格式，在一定條件之下以最高亮度像素點為有效白點，最終通過該白點信息進行白平衡校正。顯然，該算法較之于灰度世界法，校正結果更為精確，但其不僅需要經過數據格式轉換，而且需要對每個數據點進行比較判斷，圖像分辨率越高，硬件實現負擔越大。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于RGB-IR圖像數據的白平衡校正裝置及方法,解決了帶有紅外分量的RGB-IR格式數據的白平衡校正問題。在消除IR分量對R、G、B分量的成像干擾的前提下對傳感器數據進行白平衡處理，通過改進的分塊白平衡校正技術，有效消除色偏的同時減少整個處理裝置的復雜度，降低成本。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于RGB-IR圖像數據的白平衡校正裝置，包括圖像輸入單元、紅外校正強度控制單元、紅外校正單元、白平衡增益計算單元、白平衡校正單元以及圖像校正輸出單元；

圖像輸入單元通過RGB-IR圖像傳感器獲得M*N數據陣列；