[發(fā)明專利]自動(dòng)白平衡校正系統(tǒng)以及校正方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910342016.3
• 申請(qǐng)日: 2019-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN110087053A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏超;賀光輝;何衛(wèi)鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N9/73
• 分類號(hào): H04N9/73;H04N9/04
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

本發(fā)明提供了一種自動(dòng)白平衡校正系統(tǒng)，包括直方圖統(tǒng)計(jì)模塊、模式計(jì)算模塊、直方圖調(diào)整模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、讀寫控制模塊。直方圖統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)輸入圖像的RGB通道直方圖，并分別存入讀寫控制模塊的三個(gè)存儲(chǔ)單元中；模式計(jì)算模塊根據(jù)通道直方圖計(jì)算出工作模式：直方圖匹配、直方圖平移；直方圖調(diào)整模塊根據(jù)計(jì)算工作模式計(jì)算出相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)；數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)工作模式對(duì)圖像做最終變換得到新的圖像。同時(shí)提供了一種自動(dòng)白平衡校正方法。本發(fā)明采用基于直方圖的自動(dòng)白平衡互補(bǔ)算法，并采用累加匹配并行的方式完成直方圖匹配過程，通過消耗相對(duì)較少的硬件資源就可得到較大的適用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種適用范圍廣且硬件資源消耗相對(duì)較低的自動(dòng)白平衡校正系統(tǒng)以及校正方法。

背景技術(shù)

圖像傳感器是模仿人類的視覺成像的，但傳感器并不具有人類視覺的一些特征，顏色恒常性就是其中之一。顏色恒常性是指人的視覺映像在一定范圍內(nèi)不隨視覺條件改變，保持相對(duì)穩(wěn)定的特性，它對(duì)人類的生存和發(fā)展具有重要的意義。由于客觀事物具有穩(wěn)定性，人類認(rèn)識(shí)世界也必須要有相應(yīng)的穩(wěn)定性。一個(gè)特定的物體，由于光照的變化，反射的光譜也會(huì)有所不同，人的視覺系統(tǒng)能夠識(shí)別出這種變化，并能夠判斷出該變化是由于光照條件的變化導(dǎo)致的。所以當(dāng)光照在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，人類視覺系統(tǒng)認(rèn)為該物體的表面顏色是恒定不變的。因此人類在不同的光源下仍然可以得到物體在白色光源下的顏色，而圖像傳感器本身并不具有這種特性，導(dǎo)致圖像傳感器在鎢絲燈下拍攝的物體會(huì)偏紅，而在晴天下拍攝的物體會(huì)偏藍(lán)。即低色溫下會(huì)產(chǎn)生紅色色偏，高色溫下會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色色偏，自動(dòng)白平衡算法就是用來校正色偏的。

現(xiàn)有的白平衡算法主要分為三大類：基于假設(shè)的白平衡算法、基于先驗(yàn)知識(shí)的白平衡算法和基于直方圖的自動(dòng)白平衡算法。基于假設(shè)的白平衡算法依托于一定的假設(shè)基礎(chǔ)，例如灰色世界法、完美反射法，算法簡(jiǎn)單但當(dāng)假設(shè)不成立時(shí)算法失效；基于先驗(yàn)知識(shí)的自動(dòng)白平衡算法依托于大量的樣本數(shù)據(jù)獲得參數(shù)值，例如色域映射算法、顏色相關(guān)性算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，算法校正準(zhǔn)確度高、適用范圍廣，但算法復(fù)雜；基于直方圖的自動(dòng)白平衡算法通過調(diào)整圖像的直方圖校正色偏，例如基于直方圖拉伸、直方圖匹配的自動(dòng)白平衡算法，此類算法不依托于假設(shè)、算法簡(jiǎn)單、校正效果好但適用范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)白平衡校正喜用以及校正方法，采用基于直方圖匹配的自動(dòng)白平衡校正算法來得到最好的校正效果，同時(shí)通過采用直方圖平移作為補(bǔ)充算法來提高算法的使用范圍，而在直方圖匹配的VLSI實(shí)現(xiàn)過程中采用累加匹配的方式減少運(yùn)算次數(shù)，節(jié)省硬件資源。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案如下。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種自動(dòng)白平衡校正方法，包括如下步驟：

S1，分別收集當(dāng)前圖像RGB各通道的直方圖信息，得到RGB通道直方圖的分布；

S2，根據(jù)RGB通道直方圖的分布判斷圖像適宜采用的直方圖校正模式：若RB通道直方圖[sat_th,255]內(nèi)的高飽和像素?cái)?shù)量均小于G通道直方圖[bri_th,255]內(nèi)的高明度像素?cái)?shù)量，則圖像適宜采用直方圖匹配模式進(jìn)行校正；否則，圖像適宜采用直方圖平移模式進(jìn)行校正；其中，sat_th為高飽和像素的下界限，bri_th為高明度像素的下界限；

S3，對(duì)直方圖進(jìn)行調(diào)整：

-若圖像適宜采用直方圖匹配模式進(jìn)行校正，則分別計(jì)算R通道與G通道、B通道與G通道的匹配值，完成對(duì)R通道和B通道的直方圖調(diào)整，包括如下子步驟：

首先計(jì)算RGB通道各像素點(diǎn)的像素累積值：