專利名稱：白平衡控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)白平衡調(diào)整方法，特別是一種依據(jù)不同色溫的光源來調(diào)整白平衡的自動(dòng)白平衡調(diào)整方法。本發(fā)明可應(yīng)用于影像處理裝置或方法上。
背景技術(shù)：
人類視覺系統(tǒng)(human visual system，HVS)對(duì)于五光十色的色彩變化的適應(yīng)作用，在于人類具有一種特性，此種特性是在不同色溫的光源條件下感知一白色表面而將其當(dāng)作純白色。為了模仿人類視覺系統(tǒng)的適應(yīng)作用，所有的數(shù)字影像感控組件要取得數(shù)字影像時(shí)，必須具有白平衡控制方法來實(shí)現(xiàn)人類在那一瞬間真正感知到的類似影像的數(shù)字影像。
圖1是一傳統(tǒng)的使用全影像的白平衡控制方法的步驟流程圖，首先，設(shè)定一初始的白平衡設(shè)定，如步驟S10所示。其次，如步驟S12所示，根據(jù)此白平衡設(shè)定而取得一影像。如步驟S14所示，取得全影像平均紅綠藍(lán)值。如步驟S16所示，使用全影像的平均紅綠藍(lán)值來計(jì)算白平衡信息。
如步驟S18所示，使用白平衡信息來決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)是否符合實(shí)際周圍的明暗情況。如步驟S20所示，若無須改變當(dāng)前的白平衡設(shè)定，則程序回至步驟S12取得一新影像，否則則執(zhí)行步驟S22。如步驟S22所示，若所決定的結(jié)果顯示須要選擇一新的白平衡狀態(tài)，則設(shè)定一新的白平衡設(shè)定。最后，程序回至取得一新影像的步驟且執(zhí)行其后步驟。
圖2是另一傳統(tǒng)的使用白像素的白平衡控制方法的步驟流程圖，首先，設(shè)定一初始的白平衡設(shè)定，如步驟S40所示。其次，如步驟S42所示，根據(jù)此白平衡設(shè)定而取得一影像。如步驟S44所示，找出影像中的白像素。如步驟S46所示，取得白像素的平均紅綠藍(lán)值。如步驟S48所示，使用白像素的平均紅綠藍(lán)值來計(jì)算白平衡信息。
如步驟S50所示，使用白平衡信息來決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)是否符合實(shí)際周圍的明暗情況。如步驟S52所示，若無須改變當(dāng)前的白平衡設(shè)定，則程序回至步驟S42取得一新影像，否則則執(zhí)行步驟S54。如步驟S54所示，若所決定的結(jié)果顯示須要選擇一新的白平衡狀態(tài)，則設(shè)定一新的白平衡設(shè)定。最后，程序回至取得一新影像的步驟且執(zhí)行其后步驟。
雖然上述兩習(xí)用的白平衡控制方法被廣泛使用，但是他們各別都具有一些缺點(diǎn)。在第一種方法中，當(dāng)所取得的景色，例如是落日、森林或藍(lán)天的景色時(shí)，在這些景色中具有一些主控的色彩，而在使用全影像紅綠藍(lán)的白平衡信息來決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)時(shí)，會(huì)造成不正確的白平衡判斷。結(jié)果會(huì)使得影像被修正而具有相同的平均紅綠藍(lán)值而看起來不自然。在第二種方法中，當(dāng)所找到的白像素?cái)?shù)目未超過總體的像素?cái)?shù)目的一定比率時(shí)，而在使用白像素紅綠藍(lán)的白平衡信息來決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)時(shí)，難以取得正確的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述問題而提供一種白平衡控制方法，其整合兩中傳統(tǒng)控制方法且加入增強(qiáng)的程序而形成一種更完善且更能精確地反應(yīng)周圍的明暗情況的白平衡控制方法。
本發(fā)明提供的白平衡控制方法首先設(shè)定一初始的白平衡設(shè)定。其次，根據(jù)此白平衡設(shè)定而取得一影像，取得全影像以及白像素兩者的平均紅綠藍(lán)值。分別使用全影像以及白像素兩者的平均紅綠藍(lán)值來計(jì)算白平衡信息。再其次，使用全影像以及白像素兩者的紅綠藍(lán)的白平衡信息來決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)是否符合實(shí)際周圍的明暗情況。若所決定的結(jié)果顯示須要選擇一新的白平衡狀態(tài)，則設(shè)定一新的白平衡設(shè)定。最后，程序回至取得一新影像的步驟且執(zhí)行其后的步驟。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1是一傳統(tǒng)的使用全影像的白平衡控制方法的步驟的流程圖；圖2是另一傳統(tǒng)的使用白像素的白平衡控制方法的步驟的流程圖；
圖3是本發(fā)明白平衡控制方法的步驟的流程圖；圖4A和圖4B是本發(fā)明白平衡控制方法的一較佳實(shí)施例的步驟的流程圖；圖5系舉例說明分歧的白平衡控制狀態(tài)的概略圖；圖6A和圖6B是決定程序細(xì)部?jī)?nèi)容的一較佳方案的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種白平衡控制方法，其整合圖1及圖2中所示的控制方法且加入增強(qiáng)的程序而形成一種更完善且更能精確地反應(yīng)周圍的明暗情況的新穎白平衡控制方法。
圖3是本發(fā)明白平衡控制方法的步驟的流程圖，首先，設(shè)定一初始的白平衡設(shè)定，如步驟S110所示。
其次，如步驟S112所示，根據(jù)此白平衡設(shè)定而取得一影像。如步驟S114、S144以及S146所示，取得全影像以及白像素兩者的平均紅綠藍(lán)值。如步驟S116以及S148所示，分別使用全影像以及白像素兩者之平均紅綠藍(lán)值來計(jì)算白平衡信息。
再其次，如步驟S118所示，使用全影像以及白像素兩者的紅綠藍(lán)的白平衡信息來決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)是否符合實(shí)際周圍的明暗情況。如步驟S120所示，若無須改變當(dāng)前的白平衡設(shè)定，則程序回至步驟S112，否則則執(zhí)行步驟S122。如步驟S122所示，若所決定的結(jié)果顯示須要選擇一新的白平衡狀態(tài)，則設(shè)定一新的白平衡設(shè)定。
最后，程序回至取得一新影像的步驟且執(zhí)行其后的步驟。
圖4是本發(fā)明白平衡控制方法的一較佳實(shí)施例的步驟的流程圖，其整體控制程序分成四個(gè)主要步驟。
如步驟Step I所示，本較佳實(shí)施例的白平衡控制方法是設(shè)定成初始的狀態(tài)。依序如步驟S200、S202、S204以及S206所示，此等初始的狀態(tài)包括選擇數(shù)個(gè)白平衡控制狀態(tài)n，對(duì)于白平衡控制狀態(tài)Status 1至Status n選擇數(shù)個(gè)白平衡狀況偏壓，選擇一初始的白平衡控制狀態(tài)Status S，以及對(duì)于白平衡控制狀態(tài)Status S加載一組白平衡狀況偏壓。此等白平衡控制狀態(tài)Status 1至Status n的白平衡狀況偏壓是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取得的。
圖5是舉例說明分歧的白平衡控制狀態(tài)的概略圖。如圖5所示，所選擇的白平衡控制狀態(tài)的數(shù)目為n，此乃表示具有n個(gè)狀態(tài)的白平衡設(shè)定以反應(yīng)由低色溫至高色溫的周圍的明暗情況。對(duì)于分歧的白平衡控制狀態(tài)Status(n-1)至Status n的分歧的狀況偏壓是表示成T(n-1)，n，而Status n至Status(n+1)的分歧的狀況偏壓是表示成T(n-1)，n。
如步驟Step II所示，依據(jù)一當(dāng)前的白平衡控制狀態(tài)取得一影像，如步驟S208所示。如圖所示于此具有兩組白平衡信息。之后，取得對(duì)于決定白平衡控制狀態(tài)所須的信息，如以下說明及步驟所示。如步驟S210所示，第一組白平衡信息是由全影像所獲得，包括平均全影像紅綠藍(lán)值R1、G1以及B1；如步驟S212所示，第一組白平衡獲得值包括第一紅獲得值Rg1以及第一藍(lán)獲得值Bg1；如步驟S214所示，平均全影像明視度Y。白平衡獲得值Rg1以及Bg1分別由Rg1＝G1/R1以及Bg1＝G1/B1所給定。而明視度Y是由Y＝C1×R1+C2×G1+C3×B1所給定，其中C1+C2+C3＝1。
如步驟S220以及S222所示，第二組白平衡信息是由影像中的白像素所獲得，包括平均白像素紅綠藍(lán)值R2、G2以及B2；如步驟S224所示，第二組白平衡獲得值包括第二紅獲得值Rg2以及第二藍(lán)獲得值Bg2；如步驟S226所示，白像素的數(shù)目CWB。白平衡獲得值Rg2以及Bg2分別由Rg2＝G2/R2以及Bg2＝G2/B2所給定。
如步驟Step III所示，由步驟Step II所獲得的白平衡信息是用來決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)是否可以反應(yīng)實(shí)際周圍的明暗情況，如步驟S250所示。圖6是步驟S250中的決定程序細(xì)部?jī)?nèi)容的一較佳方案的流程圖，將白像素的數(shù)目CWB與一狀況偏壓Thc相比較，如步驟S300所示。若是白像素的數(shù)目CWB超過狀況偏壓Thc，則程序執(zhí)行步驟S310，使用白像素紅綠藍(lán)的白平衡信息來決定白平衡設(shè)定。否則，若是白像素的數(shù)目CWB未超過狀況偏壓Thc，則程序執(zhí)行步驟S400，使用全影像紅綠藍(lán)的白平衡信息來決定白平衡設(shè)定。使用此決定程序可確保于一影像中具有足夠可檢測(cè)到的白像素?cái)?shù)目來反應(yīng)周圍的明暗情況。
如步驟S310所示，若是不具有足夠可檢測(cè)到的白像素?cái)?shù)目且目前的狀態(tài)Status S不等于n(不是位于最高狀態(tài))，則程序執(zhí)行步驟S320，將第二組白平衡獲得值Rg2以及Bg2與一狀況偏壓T2s，(s+1)相比較。如步驟S330所示，若是此比較是確定的，則程序執(zhí)行步驟S510；否則則程序執(zhí)行步驟S340。如步驟S510所示，白平衡控制狀態(tài)Status S改變成S＝S+1而且一旗標(biāo)信號(hào)Flag設(shè)定成1以指示白平衡控制狀態(tài)須要改變。若是步驟S330之比較是未確定的或是目前的狀態(tài)Status S等于n，則程序執(zhí)行步驟S340。如步驟S340所示，檢查Status S是否等于1，若是Status S不等于1，則程序執(zhí)行步驟S350。如步驟S350所示，將第二組白平衡獲得值Rg2以及Bg2與一狀況偏壓T2s，(s-1)相比較。如步驟S360所示，若上述比較是確定的，則程序執(zhí)行步驟S520；否則則程序執(zhí)行步驟S530。如步驟S520所示，白平衡控制狀態(tài)Status S改變成S＝S-1而且旗標(biāo)信號(hào)Flag設(shè)定成1。若是步驟S360之比較是未確定的或是目前的狀態(tài)Status S等于1，則程序執(zhí)行步驟S530。如步驟S530所示，當(dāng)前的白平衡設(shè)定將不改變，亦即S＝S且Flag＝0。
白平衡獲得值Rg2以及Bg2與狀況偏壓T2s，(s+1)相比較的一實(shí)際的例子是給定Rg2＞＝1.00且Bg2＜＝1.00，當(dāng)周圍的明暗情況顯示出比當(dāng)前的白平衡控制狀態(tài)Status S所反應(yīng)的情況具有較高的色溫，則上述比較是確定的。此外，Rg2以及Bg2與狀況偏壓T2s，(s-1)相比較的一實(shí)際的例子是給定Rg2＜＝1.00且Bg2＞＝1.00，當(dāng)周圍的明暗情況顯示出比當(dāng)前的白平衡控制狀態(tài)Status S所反應(yīng)的情況具有較低的色溫，則上述比較是確定的。除此之外，第二組白平衡獲得值Rg2以及Bg2與狀況偏壓T2之間的比較關(guān)系并不以上述說明為限制，亦可以選用不同的比較關(guān)系或是其它的狀況偏壓。
在所取得的影像中不具有足夠的白像素?cái)?shù)目的情況下，使用全影像紅綠藍(lán)的白平衡信息來決定白平衡設(shè)定，首先，如圖6的步驟S400所示，將平均全影像明視度Y與一狀況偏壓ThY核對(duì)以查證明視度Y是否夠大而具有有效的色彩信息，若是明視度Y不大于狀況偏壓ThY則程序執(zhí)行步驟S530，白平衡設(shè)定將不改變且Flag設(shè)成0；否則則程序執(zhí)行步驟S410。如步驟S410所示，若是明視度Y大于狀況偏壓ThY且目前的白平衡控制狀態(tài)Status S不等于n，則程序執(zhí)行步驟S420。如步驟S420所示，將第一組白平衡獲得值Rg1以及Bg1與一狀況偏壓T1s，(s+1)相比較。如步驟S430所示，若是此比較是確定的，則程序執(zhí)行步驟S510；否則則程序執(zhí)行步驟S440。如步驟S510所示，白平衡控制狀態(tài)S＝S+1而且旗標(biāo)信號(hào)Flag設(shè)定成1。若是步驟S430的比較是未確定的或是目前的狀態(tài)Status S等于n，則程序執(zhí)行步驟S440。如步驟S440所示，檢查Status S是否等于1，若是Status S不等于1，則程序執(zhí)行步驟S450。如步驟S450所示，將第一組白平衡獲得值Rg1以及Bg1與一狀況偏壓T1s，(s-1)相比較。如步驟S460所示，若上述比較是確定的，則程序執(zhí)行步驟S520；否則則程序執(zhí)行步驟S530。如步驟S520所示，白平衡控制狀態(tài)Status S改變成S＝S-1而且旗標(biāo)信號(hào)Flag設(shè)定成1。若是步驟S460的比較是未確定的或是目前的狀態(tài)Status S等于1，則程序執(zhí)行步驟S530。
白平衡獲得值Rg1以及Bg1與狀況偏壓T2s，(s+1)相比較的一實(shí)際的例子是給定[Rg1＜2.5且Bg1＞0.5且(Rg1＞＝1.0或Bg1＜1.0)]。另一方面，Rg1以及Bg1與狀況偏壓T2s，(s-1)相比較的一實(shí)際的例子是給定[Rg1＞0.5且Bg1＜2.5且(Rg1＜1.0或Bg1＞＝1.0)]。上述這些比較可確保減少影像中某些主控的色彩造成的效應(yīng)而影響到前述狀況比較的準(zhǔn)確性。除此之外，第一組的白平衡獲得值與狀況偏壓之間的比較關(guān)系并不以上述說明為限制，亦可以選用不同的比較關(guān)系或是其它的狀況偏壓。
如圖4的步驟Step IV所示，于白平衡控制狀態(tài)后，如步驟S260所示，若須要改變當(dāng)前的白平衡設(shè)定，則程序執(zhí)行步驟S270；否則若無須改變當(dāng)前的白平衡設(shè)定，則程序回至步驟Step II。如步驟S270所示，設(shè)定一新的白平衡狀態(tài)。如步驟S280所示，對(duì)于新的白平衡狀態(tài)加載一組白平衡狀況偏壓，而且程序回至步驟Step II。
綜上所述，依據(jù)本發(fā)明可以正確決定不同色溫的周圍的明暗情況，所以可以根據(jù)周圍的明暗情況精確地調(diào)整白平衡。
權(quán)利要求
1.一種白平衡控制方法，包括以下步驟選擇數(shù)個(gè)白平衡控制狀態(tài)Status 1至Status n以反應(yīng)由低色溫至高色溫的周圍的明暗情況；對(duì)于該等白平衡控制狀態(tài)Status 1至Status n選擇數(shù)個(gè)白平衡狀況偏壓；從數(shù)個(gè)白平衡控制狀態(tài)中選擇一初始的白平衡控制狀態(tài)；對(duì)于該初始的白平衡控制狀態(tài)加載一組白平衡狀況偏壓；依據(jù)該初始的白平衡控制狀態(tài)或是一記作Status S的當(dāng)前的白平衡控制狀態(tài)取得一影像；通過該影像取得一第一白平衡信息，包括平均全影像紅綠藍(lán)值，第一組的白平衡獲得值以及明視度；通過該影像取得第二組的白平衡信息是由影像中的白像素所獲得，包括平均白像素紅綠藍(lán)值，第二組白平衡獲得值以及白像素的數(shù)目；依據(jù)第一及第二組白平衡信息來決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)是否符合上述實(shí)際周圍的明暗情況，且取得一決定值；當(dāng)上述決定值顯示無須改變當(dāng)前的白平衡控制狀態(tài)時(shí)，則取得另一影像；以及當(dāng)上述決定值顯示須要改變當(dāng)前的白平衡控制狀態(tài)時(shí)，則設(shè)定一新的白平衡控制狀態(tài)、加載該新的白平衡控制狀態(tài)的新白平衡狀況偏壓以及取得一新的影像。
2.如權(quán)利要求1所述的白平衡控制方法，其中，該決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)是否符合上述實(shí)際周圍的明暗情況的步驟還包括下列步驟將該白像素的數(shù)目與一第一狀況偏壓比較；當(dāng)白像素的數(shù)目超過該第一狀況偏壓時(shí)，則依據(jù)該第二組白平衡信息來取得該決定值；將該第二組白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S及Status S+1的白平衡狀況偏壓比較；當(dāng)該第二組白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S及Status S+1之白平衡狀況偏壓的比較是確定的時(shí)，則將該白平衡控制狀態(tài)Status S改變成S＝S+1而且將一標(biāo)標(biāo)記信號(hào)Flag設(shè)定成1；當(dāng)該第二組白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S及Status S+1的白平衡狀況偏壓之比較是未確定的或是Status S等于n時(shí)，則檢查Status S是否等于1；當(dāng)Status S不等于1時(shí)，則將該第二組白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S-1及Status S的白平衡狀況偏壓比較；以及當(dāng)該第二組白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S-1及Status S的白平衡狀況偏壓的比較是確定的時(shí)，則將該白平衡控制狀態(tài)Status S改變成S＝S-1而且將該旗標(biāo)信號(hào)Flag設(shè)定成1。
3.如權(quán)利要求2所述的白平衡控制方法，其中，該第二組的白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S及Status S+1的白平衡狀況偏壓的比較是給定該第二組的白平衡獲得值的一紅獲得值不小于1，以及一藍(lán)獲得值不大于1。
4.如權(quán)利要求2所述的白平衡控制方法，其中，該第二組白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S-1及Status S的白平衡狀況偏壓的比較是給定該第二組的白平衡獲得值的紅獲得值不大于1，以及一藍(lán)獲得值不小于1。
5.如權(quán)利要求2所述的白平衡控制方法，其中，該決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)是否符合上述實(shí)際周圍的明暗情況的步驟還包括下列步驟當(dāng)白像素的數(shù)目未超過該第一狀況偏壓時(shí)，依據(jù)該第一組白平衡信息來取得該決定值；將該第一組白平衡信息的該明視度與一第二狀況偏壓核對(duì)以查證該明視度是否夠大而具有有效的色彩信息；當(dāng)該明視度大于第二狀況偏壓且當(dāng)前的白平衡控制狀態(tài)Status S不等于n時(shí)，則將該第一組白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S及StatusS+1的白平衡狀況偏壓比較；當(dāng)該第一組的白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S及StatusS+1的白平衡狀況偏壓之比較是確定的時(shí)，則將該白平衡控制狀態(tài)Status S改變成S＝S+1而且將該標(biāo)記信號(hào)Flag設(shè)定成1；當(dāng)該第一組的白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S及StatusS+1的白平衡狀況偏壓的比較是未確定的或是Status S等于n時(shí)，則檢查Status S是否等于1；當(dāng)Status S不等于1時(shí)，則將該第一組的白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S-1及Status S之白平衡狀況偏壓比較；以及當(dāng)該第一組白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S-1及Status S的白平衡狀況偏壓的比較是確定的時(shí)，則將該白平衡控制狀態(tài)Status S改變成S＝S-1而且將該標(biāo)記信號(hào)Flag設(shè)定成1。
6.如權(quán)利要求5所述的白平衡控制方法，其中，該第一組白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S及Status S+1的白平衡狀況偏壓的比較是給定該第一組白平衡獲得值的一紅獲得值小于2.5以及一藍(lán)獲得值大于0.5，且該紅獲得值不小于1或該藍(lán)獲得值小于1。
7.如權(quán)利要求5所述的白平衡控制方法，其中，該第一組的白平衡獲得值與該等白平衡控制狀態(tài)Status S-1及Status S的白平衡狀況偏壓的比較是給定該第一組的白平衡獲得值的紅獲得值大于0.5以及一藍(lán)獲得值小于2.5且該紅獲得值小于1或該藍(lán)獲得值小于1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種白平衡控制方法，此方法首先設(shè)定一初始的白平衡設(shè)定。其次，根據(jù)此白平衡設(shè)定而取得一影像，取得全影像以及白像素兩者的平均紅綠藍(lán)值。分別使用全影像以及白像素兩者的平均紅綠藍(lán)值來計(jì)算白平衡信息。其次，使用全影像以及白像素兩者的紅綠藍(lán)的白平衡信息來決定當(dāng)前的白平衡狀態(tài)是否符合實(shí)際周圍的明暗情況。若所決定的結(jié)果顯示須要選擇一新的白平衡狀態(tài)，則設(shè)定一新的白平衡設(shè)定。最后，程序回至取得一新影像的步驟且執(zhí)行其后步驟。本發(fā)明可應(yīng)用于影像處理裝置或方法上。
文檔編號(hào)H04N9/73GK1984348SQ200510130548
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者林文國(guó) 申請(qǐng)人:繪展科技股份有限公司