專(zhuān)利名稱(chēng)：具有自動(dòng)白平衡控制的設(shè)備、介質(zhì)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種具有自動(dòng)白平衡控制的設(shè)備、介質(zhì)和方法，該自動(dòng)白平衡控制能夠通過(guò)最小化引入灰色區(qū)域的色度分量來(lái)檢測(cè)精確的光源并且基于色彩分量被從色彩空間提取的檢測(cè)的光源信息自動(dòng)控制白平衡。
背景技術(shù)：
白平衡控制是指在拍攝的圖像或視頻中調(diào)整色彩平衡的色彩控制功能，其通過(guò)檢測(cè)遭受由于輸入圖像數(shù)據(jù)中的光源引起的對(duì)物體顏色的最大改變的白色，按檢測(cè)的白色的RGB分量比率決定色溫，并且根據(jù)色溫并基于檢測(cè)的白色控制紅色R和藍(lán)色B，來(lái)轉(zhuǎn)換整個(gè)色調(diào)。
通常，即使當(dāng)通過(guò)例如數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等的成像設(shè)備拍攝相同的物體時(shí)，取決于圍繞各種相關(guān)圖像光源，例如白熾燈、熒光燈、日光等的環(huán)境，拍攝的圖像的顏色看上去不同。人類(lèi)眼睛具有通過(guò)使眼睛適應(yīng)每一光源而使人類(lèi)感覺(jué)白色是白色的色感一致性，但是成像設(shè)備以這種的方式來(lái)再現(xiàn)白光，該方式是由于RGB分量被具有不同色溫的光源反映，所以當(dāng)光源的色溫高時(shí)藍(lán)色被包括，或者當(dāng)色溫低時(shí)紅色被包括。
因此，例如當(dāng)由于光源的改變而使色溫改變時(shí)，需要白平衡來(lái)使白色被正確地感受為白色。例如，可能需要以紅色R的增益增加并且藍(lán)色B的增益減小的方式來(lái)控制包含藍(lán)色的白色，或者需要以藍(lán)色B的增益增加并且紅色R的增益減小的方式來(lái)控制包含紅色的白色。
這種對(duì)白平衡的精確控制需要參考白色的精確檢測(cè)。為此，基于規(guī)定累計(jì)拍攝的圖像的全部色彩分量的結(jié)果為0，即顏色接近于無(wú)色的灰色世界假設(shè)來(lái)控制白平衡。具體地講，如果輸入圖像具有寬范圍的各種顏色，則灰色世界假設(shè)下的白平衡控制能夠有效地檢測(cè)白色。即使當(dāng)在輸入圖像中存在主色或者色度分量被引入到提取的灰色區(qū)域時(shí)，在灰色世界假設(shè)下的白平衡控制也必須在獲得關(guān)于光源的精確信息的情況下來(lái)精確地控制白平衡。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)做出至少在這里討論的本發(fā)明的實(shí)施例來(lái)解決上述缺陷以及其他與這些傳統(tǒng)布置相關(guān)的問(wèn)題。
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種自動(dòng)白平衡控制的設(shè)備、介質(zhì)和方法，該自動(dòng)白平衡控制能夠通過(guò)最小化從色彩空間提取的引入到灰色區(qū)域中的色度分量，并且使用通過(guò)排除存在于輸入圖像中的主色而檢測(cè)的光源信息，來(lái)精確地控制白平衡。
為了實(shí)現(xiàn)以上和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的實(shí)施例包括具有自動(dòng)白平衡控制的設(shè)備，該設(shè)備包括色彩空間轉(zhuǎn)換單元，將通過(guò)圖像傳感器拍攝的輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有色度分量的色彩空間數(shù)據(jù)；灰色區(qū)域提取單元，基于與輸入圖像數(shù)據(jù)相關(guān)的光源的灰色區(qū)域提取輸入圖像數(shù)據(jù)的灰色區(qū)域，所述光源的灰色區(qū)域基于光源和預(yù)定色彩檢查器被識(shí)別；檢測(cè)單元，通過(guò)使用輸入圖像數(shù)據(jù)的色域平均值和色域中心值來(lái)提取初始光源信息，并且通過(guò)使用灰色分量和色度分量之間的亮度差的確定的存在來(lái)調(diào)整初始光源信息，以排除引入提取的灰色區(qū)域的色度分量；和增益控制單元，基于調(diào)整的初始光源信息計(jì)算被應(yīng)用以縮放輸入圖像數(shù)據(jù)的增益，并且通過(guò)將計(jì)算的增益應(yīng)用于輸入圖像數(shù)據(jù)來(lái)控制輸入圖像數(shù)據(jù)的白平衡。
該設(shè)備還可包括信號(hào)處理單元，用于對(duì)已白平衡的輸入圖像進(jìn)行信號(hào)處理并將其顯示；和/或電荷耦合裝置(CCD)，CCD作為圖像傳感器，并且提供輸入圖像數(shù)據(jù)。
色彩空間可以是具有亮度(Y)軸、R/R+G+B軸和B/R+G+B軸的色彩空間，或者是具有亮度(Y)軸、R/G軸和B/G軸的色彩空間。
灰色區(qū)域提取單元可基于通過(guò)使用多個(gè)光源獲得的灰色小片數(shù)據(jù)的平均值來(lái)檢測(cè)每一光源的白點(diǎn)，檢測(cè)關(guān)于每一光源的各個(gè)白點(diǎn)的特定范圍作為每一光源的各個(gè)灰色區(qū)域，并且提取包括所述多個(gè)光源的所有灰色區(qū)域的區(qū)域作為輸入圖像的灰色區(qū)域。
檢測(cè)單元可包括光源信息提取單元，基于輸入圖像的色域平均值和色域中心值計(jì)算在其上色域平均值被反映的加權(quán)平均值，并且基于加權(quán)平均值提取初始光源信息；和調(diào)整單元，通過(guò)使用灰色分量和色度分量之間的亮度差的確定的存在來(lái)將灰色區(qū)域劃分為低亮度的第一區(qū)域和高亮度的第二區(qū)域，并且基于第一區(qū)域的平均值和第二區(qū)域的平均值來(lái)調(diào)整初始光源信息。
光源信息提取單元可將加權(quán)平均值垂直地映射到連接所述多個(gè)光源的白點(diǎn)的中心軸，當(dāng)將每一光源的加權(quán)平均值映射到每一光源的白點(diǎn)時(shí)，基于使誤差最小的運(yùn)動(dòng)來(lái)校正映射到中心軸的加權(quán)平均值，并且提取校正的加權(quán)平均值作為初始光源信息。
加權(quán)平均值可根據(jù)以下方程來(lái)計(jì)算rweighted＝(α×rave+β×rgm)/(α+β)bweighted＝(α×bave+β×bgm)/(α+β)，這里，rweighted表示加權(quán)平均值的R/R+G+B值，bweighted表示加權(quán)平均值的B/R+G+B值，α和β分別表示常數(shù)，rave表示色域平均值的R/R+G+B值，以及bave表示色域平均值的B/R+G+B值。
調(diào)整單元基于可通過(guò)使用灰色區(qū)域中的最大值和最小值的平均值和灰色區(qū)域的平均值所確定的門(mén)限亮度值將灰色區(qū)域劃分為第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且通過(guò)使用第一區(qū)域的平均值和第二區(qū)域的平均值來(lái)調(diào)整初始光源信息。
門(mén)限亮度值可根據(jù)以下方程來(lái)計(jì)算Ythreshold＝(α×Yregion+β×Yave)/(α+β)，這里，Ythreshold表示門(mén)限亮度值，Yregion表示第一區(qū)域和第二區(qū)域的平均值的平均值，Yave表示灰色區(qū)域的平均值，以及α和β是任意常數(shù)。
調(diào)整單元可選擇地檢測(cè)根據(jù)距初始光源信息最短距離所在的第一區(qū)域的平均值或第二區(qū)域的平均值作為調(diào)整的光源信息。
調(diào)整的光源信息可根據(jù)以下方程來(lái)計(jì)算如果Distup＞Distdown，則rwht＝rdown，bwht＝bdown如果Distup＜Distdown，則rwht＝rup，bwht＝bup這里，rwht和bwht分別表示調(diào)整的光源信息的R/R+G+B和B/R+G+B值，rdown和bdown分別表示第一區(qū)域的色域平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值，rup和bup分別表示第二區(qū)域的色域平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值，Distup和Distdown分別表示從初始光源信息到第二區(qū)域的平均值的距離，以及從初始光源信息到第一區(qū)域的平均值的距離。
增益可根據(jù)以下方程來(lái)計(jì)算Rgain=fscaling×gwhtrwht]]>
Bgain=fscaling×gwhtbwht]]>這里，Rgain和Bgain分別表示應(yīng)用于紅色R和藍(lán)色B的增益，fscaling表示用于縮放輸入圖像的縮放因子，以及rwht和bwht分別表示調(diào)整的光源信息R/R+G+B和B/R+G+B值。
增益控制單元可通過(guò)將輸入圖像的紅色R乘以縮放因子的倒數(shù)和計(jì)算的紅色R的增益并將輸入圖像的藍(lán)色B乘以縮放因子的倒數(shù)和計(jì)算的藍(lán)色B的增益，來(lái)控制輸入圖像的白平衡。
為了實(shí)現(xiàn)上述和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的實(shí)施例包括一種自動(dòng)白平衡控制方法，該方法包括將由圖像傳感器拍攝的輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有色度分量的色彩空間數(shù)據(jù)；基于光源的灰色區(qū)域提取用于輸入圖像數(shù)據(jù)的灰色區(qū)域，所述光源的灰色區(qū)域基于與輸入圖像數(shù)據(jù)相關(guān)的多個(gè)光源和預(yù)定的色彩檢查器被識(shí)別；通過(guò)使用輸入圖像數(shù)據(jù)的色域平均值和色域中心值來(lái)提取初始光源信息；通過(guò)使用灰色分量和色度分量之間的亮度差的確定的存在來(lái)調(diào)整初始光源信息以排除被引入到提取的灰色區(qū)域的色度分量來(lái)提取最終信源信息；基于調(diào)整的最終光源信息來(lái)計(jì)算將被應(yīng)用于對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放的增益；通過(guò)將計(jì)算的增益應(yīng)用于輸入圖像數(shù)據(jù)來(lái)控制輸入圖像數(shù)據(jù)的白平衡。
該方法還可包括對(duì)白平衡的輸入圖像進(jìn)行信號(hào)處理和顯示，和/或從作為圖像傳感器的電荷耦合裝置(CCD)提供輸入圖像數(shù)據(jù)。
色彩空間可以是具有亮度(Y)軸、R/R+G+B軸和B/R+G+B軸的色彩空間，或是具有亮度(Y)軸、R/G軸和B/G軸的色彩空間。
提取灰色區(qū)域的步驟可包括基于通過(guò)使用多個(gè)光源獲得的灰色小片(patch)數(shù)據(jù)的平均值來(lái)檢測(cè)用于每一光源的白點(diǎn)，并通過(guò)檢測(cè)關(guān)于各個(gè)灰色區(qū)域的每一各個(gè)光源的白點(diǎn)的特定的各個(gè)范圍作為每一光源來(lái)提取包括所有用于多個(gè)光源的各個(gè)灰色區(qū)域作為輸入圖像的灰色區(qū)域。
提取最終光源信息的步驟可包括基于輸入圖像數(shù)據(jù)的色域平均值和色域中心值來(lái)計(jì)算色域平均值在其上被反映的加權(quán)平均值；基于加權(quán)平均值來(lái)提取初始光源信息；通過(guò)使用灰色分量和色度分量之間的亮度差的確定的存在來(lái)將灰色區(qū)域劃分為低亮度的第一區(qū)域和高亮度的第二區(qū)域；基于第一區(qū)域的平均值和第二區(qū)域的平均值來(lái)調(diào)整初始光源信息。
提取光源信息的步驟可還包括將加權(quán)平均值垂直地映射到連接多個(gè)光源的白點(diǎn)的中心軸上，當(dāng)將每一光源的加權(quán)平均值映射到每一光源的白點(diǎn)上時(shí)，基于使誤差達(dá)到最小的移動(dòng)來(lái)校正加權(quán)平均值；提取校正的加權(quán)平均值作為初始光源信息。
可根據(jù)下面的方程來(lái)計(jì)算加權(quán)平均值rweighted＝(α×rave+β×rgm)/(α+β)bweighted＝(α×bave+β×bgm)/(α+β)，這里，rweighted表示加權(quán)平均值的R/R+G+B值，bweighted表示加權(quán)平均值的B/R+G+B值，α和β分別表示常數(shù)，rave表示色域平均值的R/R+G+B值，bave表示色域平均值的B/R+G+B值。
調(diào)整初始光源信息的步驟可包括基于通過(guò)使用通過(guò)使用灰色區(qū)域中的最大值的最小值的平均值以及灰色區(qū)域的平均值而決定的門(mén)限亮度值來(lái)將灰色區(qū)域劃分為第一區(qū)域和第二區(qū)域，并通過(guò)使用第一區(qū)域的平均值和第二區(qū)域的平均值來(lái)調(diào)整初始光源信息。
可根據(jù)下面的方程來(lái)計(jì)算門(mén)限亮度值Ythreshold＝(α×Yregion+β×Yave)/(α+β)這里，Ythreshold表示門(mén)限亮度值，Yregion表示第一區(qū)域和第二區(qū)域的平均值的平均值，Yave表示灰色區(qū)域的平均值，α和β表示任意常數(shù)。
調(diào)節(jié)初始光源信息的步驟可包括檢測(cè)位于距初始光源信息最短距離的第一區(qū)域的平均值或第二區(qū)域的平均值作為調(diào)整的光源信息。
可根據(jù)下面的方程計(jì)算調(diào)整的光源信息如果Distup＞Distdown，則rwht＝rdown，bwht＝bdown如果Distup＜Distdown，則rwht＝rup，bwht＝bup這里，rwht和bwht分別表示調(diào)整的光源信息的R/R+G+B和B/R+G+B值，rdown和bdown分別表示第一區(qū)域的色域平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值，rup和bup分別表第二區(qū)域的色域的平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值，Distup和Distdown分別表示從初始光源信息到第二區(qū)域的平均值的距離和從初始光源信息到第一區(qū)域的平均值的距離。
可根據(jù)下面的方程來(lái)計(jì)算增益
Rgain=fscaling×gwhtrwht]]>Bgain=fscaling×gwhtbwht]]>這里，Rgain和Bgain分別表示將被應(yīng)用于紅色R和藍(lán)色B的增益，fscaling表示用于對(duì)輸入圖像進(jìn)行縮放的縮放因子，rwht和bwht分別表示調(diào)整的光源信息的R/R+G+B和B/R+G+B值。
控制白平衡的步驟可包括通過(guò)將輸入圖像的紅色R乘以縮放因子的倒數(shù)和計(jì)算的紅色R的增益并將輸入圖像的藍(lán)色B乘以縮放因子的倒數(shù)和計(jì)算的藍(lán)色B的增益來(lái)控制用于輸入圖像的白平衡。
為了實(shí)現(xiàn)上述和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的實(shí)施例包括包含用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法實(shí)施例的計(jì)算機(jī)可讀代碼的至少一種介質(zhì)。
本發(fā)明的其它方面和/或優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中被部分地闡述，并從描述中變得清楚，或可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而被理解。


通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚和更容易理解，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有白平衡控制的設(shè)備，例如成像裝置；圖2A和2B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例如圖1的色彩空間轉(zhuǎn)換單元的操作；圖3A至3C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例如圖1的灰色區(qū)域提取單元的操作；圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例如圖1的檢測(cè)單元；圖5A至5C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例如圖1的光源信息提取單元的操作；圖6A和6B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例如圖6的調(diào)整單元的操作；圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例如成像裝置的白平衡控制方法；和圖8A和8B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的白平衡控制之后的灰色小片的柱狀圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，詳細(xì)描述本發(fā)明的一些實(shí)施例，其示例在附圖中表示，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的部件。以下通過(guò)參考附圖描述實(shí)施例以解釋本發(fā)明。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有白平衡控制的設(shè)備，例如成像裝置。
如圖1所示，成像裝置中的白平衡控制可能包括例如色彩空間轉(zhuǎn)換單元100、灰色區(qū)域提取單元200、檢測(cè)單元300和增益控制單元600。這里，檢測(cè)單元300還可包括例如光源信息提取單元400和調(diào)整單元500。
色彩空間轉(zhuǎn)換單元100可將輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用于色彩空間的數(shù)據(jù)。由于在實(shí)際色彩分量范圍之外的灰色是有效地反應(yīng)相對(duì)光源的環(huán)境的改變的顏色，所以色彩空間變換單元100可將輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為便于檢測(cè)灰色區(qū)域的色彩空間。即，色彩空間轉(zhuǎn)換單元100可將CCD輸出的RGB值轉(zhuǎn)換為用于色彩空間的數(shù)據(jù)，用于容易的灰色區(qū)域檢測(cè)，以控制作為圖像傳感器的輸出值的CCD輸出的RGB值的白平衡。
色彩空間可以是例如具有亮度軸、R/(R+G+B)軸和B/(R+G+B)軸的色彩空間或者是具有亮度軸、R/G軸和B/G軸的色彩空間。即，由于當(dāng)光源產(chǎn)生色偏(color cast)時(shí)，灰色的RGB分量之間的比率改變，所以使用CCD輸出的RGB值的RGB分量之間的比率作為坐標(biāo)軸，可將輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為色彩空間。
灰色區(qū)域提取單元200可基于通過(guò)使用例如多個(gè)光源獲得的灰色小片(patch)的數(shù)據(jù)來(lái)提取一定范圍的灰色區(qū)域。這里，多個(gè)光源可被表示為例如標(biāo)號(hào)D65、D50、CWF、A等，應(yīng)注意的是，隨著光源數(shù)量的增加，提取灰色區(qū)域的精確性可被提高。
灰色區(qū)域提取單元200可獲得用于多個(gè)光源的例如Macbeth色彩檢查器的灰色小片的數(shù)據(jù)，并且將獲得的灰色小片數(shù)據(jù)的平均值識(shí)別為每一光源的白色。此外，灰色區(qū)域提取單元200可利用每一光源的分布特征將關(guān)于每一光源的白點(diǎn)的特定區(qū)域識(shí)別為對(duì)于每一光源的灰色區(qū)域，并且提取包含對(duì)于光源的所有識(shí)別的灰色區(qū)域的區(qū)域作為輸入圖像的灰色區(qū)域。
光源信息提取單元400可使用例如輸入圖像的色域中心值和平均值來(lái)提取初始光源信息。如果在中心值和平均值之間存在大的差值，則光源信息提取單元400可計(jì)算色域中心值和平均值，通過(guò)將權(quán)值應(yīng)用到計(jì)算的平均值來(lái)計(jì)算加權(quán)平均值，并且在提取初始光源信息的過(guò)程中使用計(jì)算的加權(quán)平均值。光源信息提取單元400可垂直地將例如計(jì)算的加權(quán)平均值映射到光軌跡(bright locus)，并且從垂直映射的光軌跡提取最終確定的初始光源信息，其中，光軌跡是連接由灰色區(qū)域提取單元200識(shí)別的光源的白點(diǎn)的中心軸。
調(diào)整單元500可調(diào)整初始光源信息以排除引入到例如由灰色區(qū)域提取單元200提取的灰色區(qū)域中的色度分量，并且提取最終光源信息。這里，為了提取最終光源信息，調(diào)整單元500可利用灰色分量和色度分量之間的差值的存在，基于門(mén)限亮度值來(lái)劃分灰色區(qū)域，并且基于劃分的灰色區(qū)域的平均值來(lái)識(shí)別最終白點(diǎn)。調(diào)整單元500提取劃分的灰色區(qū)域之外的不包含色度分量的區(qū)域的平均值作為調(diào)整的光源信息。
此外，調(diào)整單元500可將灰色區(qū)域劃分為更小的區(qū)域，以提取更精確的光源信息。而且，如果輸入具有單一背景顏色的圖像，則調(diào)整單元500可通過(guò)進(jìn)一步再次劃分已劃分的灰色區(qū)域的灰色區(qū)域來(lái)檢測(cè)高亮區(qū)域，并且當(dāng)調(diào)整光源信息時(shí)通過(guò)確定高亮區(qū)域的平均值來(lái)提取更精確的光源信息。
增益控制單元600可通過(guò)使用例如由調(diào)整單元500決定的最終光源信息來(lái)計(jì)算用于調(diào)整輸入圖像數(shù)據(jù)的增益，并且通過(guò)將計(jì)算的增益應(yīng)用到輸入圖像數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整白平衡。
圖2A和2B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例如圖1的色彩空間轉(zhuǎn)換單元100的操作。圖2A示出在具有固定亮度的R/G和B/G平面的色彩空間中當(dāng)R、G和B色彩分量均勻增加時(shí)圖像數(shù)據(jù)的分布。此外，圖2B示出在具有固定亮度的R/(R+G+B)和B/(R+G+B)平面的色彩空間中當(dāng)R、G和B色彩分量均勻增加時(shí)圖像數(shù)據(jù)的分布。
在圖2A中，通常，成像設(shè)備不使用例如所有的電荷耦合裝置(CCD)數(shù)據(jù)，但是以特定間隔對(duì)CCD數(shù)據(jù)執(zhí)行采樣，并且使用基于關(guān)于采樣的數(shù)據(jù)的預(yù)定窗口中的CCD數(shù)據(jù)的平均值的小片數(shù)據(jù)。由于灰色區(qū)域的平均值可被認(rèn)為是白點(diǎn)，所以為了提取光源信息，即白點(diǎn)，可基于這種小片數(shù)據(jù)首先提取灰色區(qū)域。此外，由于當(dāng)光源而導(dǎo)致產(chǎn)生色偏時(shí)，灰色的RGB分量之間的比率改變，所以如圖2A所示，R/G和B/G平面的色彩空間可被使用。
在圖2B中，由于與圖2A中顯示的色彩空間比較，圖像數(shù)據(jù)相對(duì)均勻地分布，所以隨著每一色彩分量的RGB分量的均勻增加，提取灰色區(qū)域的精確性可被提高。因此，以下，可基于例如圖2B所示的具有固定亮度的R/(R+G+B)和B/(R+G+B)平面上的色彩空間來(lái)提取關(guān)于光源的信息。
圖3A至3C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例如圖1的灰色區(qū)域提取單元200的操作。圖3A示出對(duì)于通常四個(gè)光源的色域，圖3B示出對(duì)于四個(gè)光源的灰色區(qū)域。此外，圖3C示出將色度分量引入用于成像設(shè)備的檢測(cè)的灰色區(qū)域。這里，在圖3A-3C中，標(biāo)號(hào)Gr被用于表示圖像設(shè)備的灰色區(qū)域。
在圖3A中，可基于通過(guò)利用每一光源獲得的色彩檢查器的圖像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)每一光源的色域。這里，四個(gè)光源已經(jīng)被表示為D65、D50、CWF和A，應(yīng)注意的是其他光源可被類(lèi)似地用于提取輸入圖像的色域。
在圖3B中，從例如對(duì)四個(gè)光源檢測(cè)的色域中，可基于色彩檢查器的灰色小片數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)每一光源的灰色區(qū)域。對(duì)每一光源檢測(cè)的色彩檢查器的灰色小片數(shù)據(jù)的平均值可相應(yīng)于白點(diǎn)。因此，每一光源的白點(diǎn)可被檢測(cè)，隨后在關(guān)于每一光源的白點(diǎn)周?chē)纬苫疑∑淖兎秶４送?，例如通過(guò)四條直線可獲得輸入圖像的建?；疑珔^(qū)域，這四條直線包括對(duì)于四個(gè)光源的所有的灰色改變范圍。
在圖3C中，例如由于對(duì)光源的改變，色度分量可被引入基于如圖3A和3B所示的色彩檢查器和四個(gè)光源的色域信息所決定的輸入圖像數(shù)據(jù)的灰色區(qū)域。即，由于灰色區(qū)域比用于實(shí)際輸入圖像的光源的灰色區(qū)域改變范圍被更廣泛地提取，所以當(dāng)如圖3B所示對(duì)由不同的光源引起的輸入圖像數(shù)據(jù)提取灰色區(qū)域時(shí)，例如青色的色度分量可被引入灰色區(qū)域。如圖3C所示，例如黃色和青色的色度分量族與例如藍(lán)色、紅色、品紅色和綠色族的色度分量相比已經(jīng)被相對(duì)進(jìn)一步引入灰色區(qū)域。現(xiàn)在，將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例討論期望控制提取的光源信息以排除引入到灰色區(qū)域的色度分量。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的如圖1的檢測(cè)單元300。
在圖4中，上述檢測(cè)單元300可包括光源信息提取單元400和調(diào)整單元500，光源信息提取單元400還可包括色域中心計(jì)算單元410、色域平均計(jì)算單元420、以及加權(quán)平均提取單元430。
色域中心計(jì)算單元410可獲得作為連接用于在灰色區(qū)域提取單元200中計(jì)算的光源的白點(diǎn)的中心軸的建模光軌跡，并基于例如由建模中心軸的延長(zhǎng)線和例如R/(R+B+G)和B/(R+G+B)軸的交點(diǎn)檢測(cè)的色域的兩個(gè)最遠(yuǎn)點(diǎn)來(lái)計(jì)算色域中心值。
色域平均計(jì)算單元420可計(jì)算用于輸入圖像的色域的色域平均值，加權(quán)平均提取單元430可基于例如在色域中心計(jì)算單元410中計(jì)算的色域中心值和例如在色域平均計(jì)算器單元420中計(jì)算的色域平均值來(lái)計(jì)算加權(quán)平均值。這里，加權(quán)平均值可以是例如基于計(jì)算的色域平均值和色域中心值之間的差計(jì)算出的平均值通過(guò)將加權(quán)因子應(yīng)用于色域平均值而計(jì)算的平均值。
調(diào)整單元500可通過(guò)將不同光源應(yīng)用于例如作為在光源信息提取單元400中提取的初始光源信息來(lái)檢測(cè)灰色區(qū)域，并通過(guò)排除引入到灰色區(qū)域的色度分量來(lái)識(shí)別最終的光源信息。
圖5A到5C還示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的如圖1的光源信息提取單元400的操作。圖5A示出色域中心計(jì)算單元410的操作，圖5B示出加權(quán)平均提取單元430的操作。圖5C示出用于獲得基于例如在加權(quán)平均提取單元430中計(jì)算的加權(quán)平均值而決定的初始光源信息的操作。
在圖5A中，可通過(guò)提取例如用于輸入圖像的色域的兩個(gè)最遠(yuǎn)點(diǎn)并計(jì)算所述兩個(gè)最遠(yuǎn)點(diǎn)的平均值來(lái)計(jì)算色域中心。
更詳細(xì)地說(shuō)，例如連接用于在灰色區(qū)域提取單元200中計(jì)算的光源的白點(diǎn)的色彩空間中的中心軸可被識(shí)別，例如作為中心軸的延長(zhǎng)線和R/(R+B+G)和B/(R+G+B)軸的交點(diǎn)的點(diǎn)X0和Y0可被識(shí)別。分別位于從點(diǎn)X0到中心軸和從點(diǎn)Y0到中心軸的最短的距離的點(diǎn)可成為用于輸入圖像的色域的兩個(gè)最遠(yuǎn)點(diǎn)。也就是說(shuō)，位于從點(diǎn)X0到中心軸的最短距離的點(diǎn)X1和位于從點(diǎn)Y0到中心軸的最短距離的點(diǎn)Y1分別成為最遠(yuǎn)點(diǎn)。因此，這里，色域中心值與標(biāo)號(hào)gm相應(yīng)，即與點(diǎn)X1和Y1的中心值相應(yīng)。
在圖5B中，當(dāng)例如由色域平均計(jì)算單元420計(jì)算的平均值不同于例如由色域中心計(jì)算單元410計(jì)算的中心值時(shí)，由于主色存在于色域中，所以可能違背規(guī)定平均色彩成為灰色的灰色世界假設(shè)。因此，當(dāng)計(jì)算白信息時(shí)，由于計(jì)算的色域平均值可能未能精確地表示白信息，所以可通過(guò)確定色域中心值來(lái)識(shí)別加權(quán)平均值。例如，可根據(jù)下面的方程1來(lái)計(jì)算加權(quán)平均值。
方程1rweighted＝(α×rave+β×rgm)/(α+β)bweighted＝(α×bave+β×bgm)/(α+β)這里，rweighted表示加權(quán)平均值的R/R+G+B值，bweighted表示加權(quán)平均值的B/R+G+B值，α和β表示常數(shù)。此外，rave表示色域平均值的R/R+G+B值，bave表示色域平均值的B/R+G+B值。
如方程1所示，例如，在加權(quán)平均提取單元430中，加權(quán)平均值的R/R+B+G值和B/R+G+B值可在例如由色域平均計(jì)算單元420計(jì)算的色域平均值上反映色域中心值。也就是說(shuō)，例如如果在色域平均值和色域中心值之間存在差，則加權(quán)平均提取單元430可通過(guò)將加權(quán)因子應(yīng)用于色域平均值和色域中心值以使色域平均值移向色域中心值來(lái)防止由于色域的主色而導(dǎo)致色域平均值在任何特定方向上被偏移，從而能精確地提取初始光源信息。
例如，在圖5B所示的色域中，由于當(dāng)主色是黃色時(shí)，由色域平均計(jì)算單元420計(jì)算的色域平均值具有接近于黃色而不是灰色的值，所以加權(quán)平均提取單元430可提取通過(guò)在計(jì)算的色域平均值上反映色域中心值來(lái)將色域平均值移向色域中心值而獲得的加權(quán)平均值。因此，加權(quán)平均提取單元430可防止初始光源信息由于存在主色而沒(méi)有傳統(tǒng)地優(yōu)選地在色域中均勻地存在的不同色彩而導(dǎo)致的不精確提取。
在圖5C中，點(diǎn)“a”表示例如由加權(quán)平均提取單元430提取的色域的加權(quán)平均值，點(diǎn)“b”表示當(dāng)色域的加權(quán)平均值被映射到光軌跡，即連接用于光源的白點(diǎn)的中心軸上時(shí)獲得的點(diǎn)“a”，點(diǎn)“c”表示基于映射的點(diǎn)“b”調(diào)整的光源。
為了提取初始光源信息，加權(quán)平均值“a”被垂直地映射到光軌跡上。也就是說(shuō)，映射點(diǎn)被分配為處于光軌跡與垂直于光軌跡的包含加權(quán)平均值“a”的直線的交點(diǎn)。此外，為了使當(dāng)每一光源的加權(quán)平均值被映射到用于初始光源的白點(diǎn)上時(shí)的誤差最小，可校正映射到光軌跡上的加權(quán)平均值，其后提取初始光源信息。參見(jiàn)下面的方程2。
方程2rinitial=l×rweighted2+m×rweighted+n]]>binitial=l′×bweighted2+m′×bweighted+n′]]>這里，rinitial和binitial表示初始光源信息，rweighted表示加權(quán)平均值的R/R+G+B值，bweighted表示加權(quán)平均值的B/R+G+B值。此外，l、m和n以及l(fā)′、m′和n′表示任意常數(shù)。例如，當(dāng)位于映射到光軌跡上的加權(quán)平均值附近的光源的白點(diǎn)之間的距離小于特定值時(shí)，方程2可被應(yīng)用于調(diào)整映射到光軌跡上的加權(quán)平均值。
圖6A和6B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的如圖1所示的調(diào)整單元500的操作。
例如，圖6A示出調(diào)整單元500根據(jù)亮度調(diào)整初始光源信息的操作。相似地，圖6B示出調(diào)整單元500通過(guò)使用基于亮度劃分的區(qū)域的平均值來(lái)提取最終光源信息的操作。
在圖6A中，水平軸表示色度分量，垂直軸表示亮度分量。為了提取被引入到灰色區(qū)域的色度分量從其被移除的光源信息，可基于亮度分量來(lái)劃分灰色區(qū)域，初始光源信息基于每一劃分的區(qū)域的色域平均值在光源信息提取單元300中被調(diào)整和提取。
此外，如圖6A所示，在基于亮度分量調(diào)整初始光源信息的過(guò)程中，隨著圖像數(shù)據(jù)的色度值增加，色彩分量可能位于色域的邊界附近。然而，隨著圖像數(shù)據(jù)的灰色值增加，色彩分量向Y軸靠近。因此，由于在灰色分量和色度分量之間存在差，所以可基于亮度將灰色區(qū)域劃分為包含色度分量的區(qū)域和不包含色度分量的區(qū)域，并且可基于色度分量被引入到其中的灰色區(qū)域來(lái)調(diào)整提取的初始光源信息。
例如，由于與第一色彩相比，第二色彩具有較高的色度值，所以第二色彩可能位于色域邊界的附近。也就是說(shuō)，由于與第二色彩相比，第一色彩具有較高的灰色值，所以第一色彩相對(duì)地離亮度軸較近。這里，第一色彩與第二色彩之間有亮度差，產(chǎn)生亮度差為12-11。
如圖6B所示，由于在灰色分量與色度分量之間存在亮度差，所以灰色區(qū)域可基于亮度值被劃分為具有低亮度值的第一區(qū)域和具有高亮度值的第二區(qū)域。這里，如圖所示，水平軸表示R/R+G+B值，垂直軸表示亮度。圖6B還示出灰色區(qū)域相對(duì)于R/R+G+B值基于亮度被劃分，但可獲得通過(guò)相對(duì)于B/R+G+B值基于亮度劃分灰色區(qū)域而調(diào)整的光源信息的R/R+G+B和B/R+G+B值。
如下所示的方程3可用于獲得用于劃分灰色區(qū)域?yàn)榈谝粎^(qū)域和第二區(qū)域的參考門(mén)限亮度值。
方程3Ytheshold＝(α×Yregion+β×Yave)/(α+β)這里，Ythreshold表示作為劃分灰色區(qū)域的參考的門(mén)限亮度值，Yregion表示劃分的灰色區(qū)域的各個(gè)平均值的平均值，Yave表示灰色區(qū)域的平均值，α和β表示任意常數(shù)。
如方程3所示，可基于最大亮度值和最小亮度值的平均值Yregion和整個(gè)灰色區(qū)域的色域平均值Yave來(lái)獲得作為劃分灰色區(qū)域的參考的亮度值。
灰色區(qū)域可基于計(jì)算的門(mén)限亮度值Ythreshold被劃分為具有低亮度值的第一區(qū)域和具有高亮度值的第二區(qū)域。此外，可基于白點(diǎn)WP_down，即第一區(qū)域的色域平均值，以及白點(diǎn)WP_up，即第二區(qū)域的色域平均值來(lái)獲得調(diào)整的光源信息。因此，例如，下面的方程4可用于獲得由調(diào)整單元500調(diào)整的光源信息。
方程4如果Distup＞Distdown，則rwht＝rdown，bwht＝bdown如果Distup＜Distdown，則rwht＝rup，bwht＝bup這里，rwht和bwht分別表示白點(diǎn)值，即調(diào)整的光源信息的R/R+G+B和B/R+G+B值。此外，rdown和bdown分別表示第一區(qū)域的平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值，rup和bup分別表示第二區(qū)域的平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值。此外，Distup和Distdown分別表示從基于初始光源信息檢測(cè)的點(diǎn)，即圖5c中的點(diǎn)“c”到第二區(qū)域的平均值和到第一區(qū)域的平均值的距離。因此，下面的方程5可用于獲得從初始光源信息值到第一區(qū)域的平均值的距離以及從初始光源信息值到第二區(qū)域的平均值的距離。
方程5Distup=(rinitial-rup)2+(binitial-bup)2]]>Distdown=(rinitial-rdown)2+(binitial-bdown)2]]>這里，Distup和Distdown分別表示從初始光源信息值到第二區(qū)域的平均值的距離和從初始光源信息值到第一區(qū)域的平均值的距離，rinitial和binitial表示例如由光源信息提取單元400提取的初始光源信息值。此外，rdown和bdown分別表示第一區(qū)域的平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值，rup和bup分別表示第二區(qū)域平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值。
如上面的方程3所示，調(diào)整的光源信息成為平均值，其可以是具有到初始光源信息值的最短距離的第一區(qū)域的平均值或第二區(qū)域的平均值。調(diào)整單元500可基于計(jì)算的亮度門(mén)限值將灰色區(qū)域劃分為具有高亮度值的第二區(qū)域和具有低亮度值的第一區(qū)域，將灰色區(qū)域劃分為色度分量被引入其中的區(qū)域和色度分量未被引入其中的區(qū)域，并識(shí)別用于包括初始光源信息的區(qū)域的白點(diǎn)來(lái)作為調(diào)整的光源信息。因此，通過(guò)識(shí)別用于色度分量未被引入其中的灰色區(qū)域的白點(diǎn)作為最終光源信息，調(diào)整單元500可從根據(jù)被引入到灰色區(qū)域的色度分量來(lái)決定的初始光源信息中提取排除了色度分量的光源信息。
另一方面，當(dāng)輸入圖像是具有單一背景色的圖像時(shí)，由于作為高亮度區(qū)域的第二區(qū)域包括高亮區(qū)域，所以調(diào)整單元500可通過(guò)調(diào)整高亮區(qū)域的亮度值在其上被反映的光源信息來(lái)提取精確的光源信息。當(dāng)高亮度區(qū)域與不包括色度分量的劃分的灰色區(qū)域，即在其中初始光源信息和用于劃分的區(qū)域的白點(diǎn)具有最小值的劃分的灰色區(qū)域相應(yīng)時(shí)，調(diào)整單元500可確定劃分的灰色區(qū)域包括高亮區(qū)域。
因此，調(diào)整單元500可將作為在基于門(mén)限亮度值被劃分的灰色區(qū)域中的高亮度區(qū)域的第二區(qū)域再次劃分為包含高亮區(qū)域的區(qū)域以及不包含高亮區(qū)域的區(qū)域。例如，包含高亮區(qū)域的區(qū)域可以是與第二區(qū)域的亮度的前20％相應(yīng)的區(qū)域。
這里，調(diào)整單元500可首先決定高亮區(qū)域是否由輸入的圖像產(chǎn)生，并將確定結(jié)果反映在用于將被調(diào)整的高亮區(qū)域的白點(diǎn)的光源信息上。例如，調(diào)整單元500可通過(guò)檢查高亮區(qū)域的平均亮度值是否小于通過(guò)將整個(gè)灰色區(qū)域的平均亮度值乘以3.5獲得的亮度值來(lái)確定高亮區(qū)域是否已經(jīng)由輸入的圖像產(chǎn)生。
如果高亮區(qū)域的平均亮度值小于通過(guò)將整個(gè)灰色區(qū)域的平均亮度值乘以3.5獲得的亮度值，再次注意這僅僅是一個(gè)示例，則調(diào)整單元500可分配高亮區(qū)域的平均值作為調(diào)整的光源信息。然而，在這個(gè)示例中，如果高亮區(qū)域的平均亮度值大于通過(guò)將整個(gè)灰色區(qū)域的平均亮度值乘以3.5獲得的亮度值，則調(diào)整單元500分配第二區(qū)域的平均值作為調(diào)整的光源信息。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于成像設(shè)備的白平衡控制的方法。
在圖7中，輸入的圖像數(shù)據(jù)可被轉(zhuǎn)換為用于具有色度分量的色彩空間的數(shù)據(jù)(S901)。為了提取光源信息并控制白平衡，圖像數(shù)據(jù)可被轉(zhuǎn)換為在其中圖像數(shù)據(jù)可被分為色度分量和無(wú)色(achromatic)分量的色彩空間，當(dāng)從光源發(fā)生色偏時(shí)，可使用改變灰色的RGB分量比率的特性。
例如，這樣的色彩空間可以是具有固定亮度的R/G和B/G平面，或是具有固定的亮度的R/R+G+B和B/R+G+B平面。下文中，將描述關(guān)于將輸入的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到具有固定亮度的R/R+G+B和B/R+G+B平面并基于提取的光源信息控制白平衡的操作。
此外，可通過(guò)例如以特定的間隔對(duì)由圖像傳感器拍攝的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣來(lái)獲得圖像數(shù)據(jù)，采樣的數(shù)據(jù)被用于基于在預(yù)定的窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)的平均值的分片數(shù)據(jù)。
接下來(lái)，例如，可在轉(zhuǎn)換的色彩空間中基于多個(gè)光源和色彩檢查器來(lái)提取用于成像設(shè)備的灰色區(qū)域(S903)。通常，作為例子，多個(gè)光源可以是用于成像設(shè)備光源D65、D50、CWF和A，色彩檢查器可以是Macbeth色彩檢查器，注意其它實(shí)施例是等同地可用的。
在此示例中，光源可用于基于從Macbeth色彩檢查器獲得的圖像數(shù)據(jù)來(lái)提取用于光源的灰色區(qū)域，包含所有提取的灰色區(qū)域的用于成像設(shè)備的灰色區(qū)域可被提取。更詳細(xì)地說(shuō)，可基于Macbeth色彩檢查器的灰色小片數(shù)據(jù)的平均值來(lái)提取用于光源的灰色區(qū)域，可形成四條直線以包括用于光源的所有提取的灰色區(qū)域，從而可提取用于成像設(shè)備的灰色區(qū)域。這里，在光源數(shù)量增加的情況下，基于使用查找表等的非線性方法，而不是被形成以包括用于光源的灰色區(qū)域的四條直線，可改善用于成像設(shè)備的灰色區(qū)域的提取的精度，再次注意其它實(shí)施例也是等同地可用的。
可基于輸入圖像的色域中心值和色域平均值來(lái)提取初始光源信息(S905)。當(dāng)在輸入的圖像中存在主色時(shí)，為了防止違背規(guī)定輸入的圖像數(shù)據(jù)的平均值成為灰色的灰色世界假設(shè)，可為了將被反映的輸入圖像的色域中心值執(zhí)行計(jì)算。當(dāng)在輸入的圖像中存在主色時(shí)，由于在輸入的圖像的色域平均值與輸入的圖像的色域中心值之間產(chǎn)生大的差值，所以可通過(guò)將權(quán)值應(yīng)用于計(jì)算的色域平均值和色域中心值來(lái)計(jì)算加權(quán)平均值。
例如，計(jì)算的加權(quán)平均值可以被垂直地映射到連接在操作S903中提取的灰色區(qū)域中的光源白點(diǎn)的中心軸上。也就是說(shuō)，加權(quán)平均值可被映射到一條直線和中心軸相交的點(diǎn)上，在垂直于中心軸的直線中，該條直線包括加權(quán)平均值。此外，當(dāng)每一光源的加權(quán)平均值被映射到原始光源的白點(diǎn)上時(shí)，可通過(guò)調(diào)整被映射到光軌跡的加權(quán)平均值以使誤差最小化來(lái)提取初始光源信息。
可基于色度分量被引入其中的灰色區(qū)域來(lái)控制提取的初始光源信息(S907)。由于基于用于多個(gè)光源的灰色區(qū)域來(lái)提取用于輸入的圖像的灰色區(qū)域，所以色度分量被引入其中的區(qū)域被用作用于提取光源信息的灰色區(qū)域，而不是用于實(shí)際被使用的光源的灰色區(qū)域。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，期望調(diào)整基于色度分量被引入的灰色區(qū)域而提取的初始光源信息。
為了調(diào)整光源信息，確認(rèn)在灰色分量和色度分量之間存在亮度差是有益的。如上參照?qǐng)D6A所述，當(dāng)在具有色度軸和亮度軸的平面上比較灰色分量和色度分量的亮度時(shí)，在色度正比于亮度的區(qū)域中，灰色分量具有比色度分量更低的亮度值，在色度反比于亮度的區(qū)域中，灰色分量具有高于色度分量的亮度值。
因此，由于在灰色分量和色度分量之間存在亮度差，所以可基于門(mén)限亮度值來(lái)劃分灰色區(qū)域，在劃分的區(qū)域的平均值之外，位于初始光源信息附近的平均值可被識(shí)別為調(diào)整的光源信息?；疑珔^(qū)域可基于門(mén)限亮度值被劃分為包含色度分量的灰色區(qū)域和不包含色度分量的灰色區(qū)域，接近于初始光源信息的劃分的區(qū)域的平均值可被識(shí)別為光源信息，不包含色度分量的灰色區(qū)域的平均值可被提取作為調(diào)整的光源信息。因此，可在已經(jīng)被引入灰色區(qū)域的色度分量已經(jīng)從其中被排除的地方提取光源信息。
同時(shí)，當(dāng)輸入具有單一背景色的輸入圖像時(shí)，可不基于一個(gè)門(mén)限亮度值將灰色區(qū)域劃分為兩個(gè)區(qū)域，但高亮度區(qū)域可被再次劃分。從而為了與將被反映的高亮區(qū)域相應(yīng)的亮度的平均值，可調(diào)整初始光源信息。
可基于調(diào)整的光源信息計(jì)算將被應(yīng)用于輸入的圖像的增益(S909)。為了基于提取的光源信息排除由于光源導(dǎo)致的色溫變化，可對(duì)用于每一輸入的圖像的RGB數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放。例如，可根據(jù)以下的方程6來(lái)獲得在用于輸入的圖像的RGB數(shù)據(jù)的縮放中使用的增益。
方程6Rgain=fscaling×gwhtrwht]]>Bgain=fscaling×gwhtbwht]]>這里，Rgain和Bgain表示將被應(yīng)用于R和B的增益值，fscaling表示縮放因子，rwht和bwht表示作為調(diào)整的光源信息的白點(diǎn)的R/R+G+B和B/R+G+B值。此外，gwht表示光源信息的G值。
計(jì)算的增益可被應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)控制(S911)?？赏ㄟ^(guò)將R和B分別乘以例如在方程6中計(jì)算的Rgain和Bgain來(lái)控制白平衡。也就是說(shuō)，可通過(guò)R’＝R×Rgain/fscaling，G’＝G，B’＝B×Bgain/fscaling來(lái)控制用于每一輸入的圖像的白平衡。
圖8A和8B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于灰色小片的直方圖。圖8A示出傳統(tǒng)的白平衡控制方法被應(yīng)用于其的灰色小片，圖8B示出根據(jù)本發(fā)明的白平衡控制方法被應(yīng)用于其的灰色小片。
在圖8A和8B中，在傳統(tǒng)的白平衡控制方法可被應(yīng)用于其的用于Macbeth色彩檢查器的結(jié)果圖像中，由于對(duì)灰色小片的直方圖分布不精確地調(diào)整白平衡，所以RGB分量不均勻地分布在圖8A的直方圖中。然而，圖8B示出在根據(jù)本發(fā)明的白平衡控制方法被應(yīng)用于其的圖像中RGB分量保持其間的平衡。
如上所述，通過(guò)檢測(cè)具有被引入灰色區(qū)域的色度分量的最小化的效果的光源信息，并調(diào)整白平衡，本發(fā)明的實(shí)施例可改善白平衡的精度。
此外，當(dāng)檢測(cè)用于檢測(cè)光源信息的灰色區(qū)域時(shí)，通過(guò)基于色域中心值計(jì)算色域平均值，本發(fā)明的實(shí)施例可防止光源信息由于在色域中存在主色而導(dǎo)致的不精確的檢測(cè)。
除了上述實(shí)施例，也可通過(guò)至少一種介質(zhì)，例如計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上/中的可讀代碼/指令來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。所述介質(zhì)可與允許存儲(chǔ)和/或發(fā)送計(jì)算機(jī)可讀代碼的任意介質(zhì)/媒體相應(yīng)。
計(jì)算機(jī)可讀代碼可在介質(zhì)上以多種方式以及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)被記錄/傳送，介質(zhì)的例子包括磁存儲(chǔ)介質(zhì)(例如ROM、軟盤(pán)、硬盤(pán)等)、光記錄介質(zhì)(例如CD-ROM或DVD)、以及諸如載波的存儲(chǔ)/發(fā)送介質(zhì)。介質(zhì)還可以是分布式網(wǎng)絡(luò)，從而以分布式方式存儲(chǔ)/傳送并執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀代碼。
雖然已示出并描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物定義的范圍的本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對(duì)實(shí)施例做出改變。
權(quán)利要求
1.一種具有自動(dòng)白平衡控制的設(shè)備，包括色彩空間轉(zhuǎn)換單元，將通過(guò)圖像傳感器拍攝的輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有色度分量的色彩空間數(shù)據(jù)；灰色區(qū)域提取單元，基于與輸入圖像數(shù)據(jù)相關(guān)的光源的灰色區(qū)域提取輸入圖像數(shù)據(jù)的灰色區(qū)域，所述光源的灰色區(qū)域基于光源和預(yù)定色彩檢查器被識(shí)別；檢測(cè)單元，通過(guò)使用輸入圖像數(shù)據(jù)的色域平均值和色域中心值來(lái)提取初始光源信息，并且通過(guò)使用灰色分量和色度分量之間的亮度差的確定的存在來(lái)調(diào)整初始光源信息，以排除引入到提取的灰色區(qū)域的色度分量；和增益控制單元，基于調(diào)整的初始光源信息計(jì)算被應(yīng)用以縮放輸入圖像數(shù)據(jù)的增益，并且通過(guò)將計(jì)算的增益應(yīng)用于輸入圖像數(shù)據(jù)來(lái)控制輸入圖像數(shù)據(jù)的白平衡。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括信號(hào)處理單元，用于對(duì)已白平衡的輸入圖像進(jìn)行信號(hào)處理并將其顯示。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括電荷耦合裝置，所述電荷耦合裝置作為圖像傳感器，并且提供輸入圖像數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，色彩空間是具有亮度(Y)軸、R/R+G+B軸和B/R+G+B軸的色彩空間，或者是具有亮度(Y)軸、R/G軸和B/G軸的色彩空間。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，灰色區(qū)域提取單元基于通過(guò)使用多個(gè)光源獲得的灰色小片數(shù)據(jù)的平均值來(lái)檢測(cè)每一光源的白點(diǎn)，檢測(cè)關(guān)于每一光源的各個(gè)白點(diǎn)的特定范圍作為每一光源的各個(gè)灰色區(qū)域，并且提取包括所述多個(gè)光源的所有灰色區(qū)域的區(qū)域作為輸入圖像的灰色區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，檢測(cè)單元包括光源信息提取單元，基于輸入圖像的色域平均值和色域中心值計(jì)算在其上色域平均值被反映的加權(quán)平均值，并且基于所述加權(quán)平均值提取初始光源信息；和調(diào)整單元，通過(guò)使用灰色分量和色度分量之間的亮度差的確定的存在來(lái)將灰色區(qū)域劃分為低亮度的第一區(qū)域和高亮度的第二區(qū)域，并且基于第一區(qū)域的平均值和第二區(qū)域的平均值來(lái)調(diào)整初始光源信息。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，光源信息提取單元將加權(quán)平均值垂直地映射到連接所述多個(gè)光源的白點(diǎn)的中心軸，當(dāng)將每一光源的加權(quán)平均值映射到每一光源的白點(diǎn)時(shí)，基于使誤差最小的運(yùn)動(dòng)來(lái)校正映射到中心軸的加權(quán)平均值，并且提取校正的加權(quán)平均值作為初始光源信息。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，加權(quán)平均值根據(jù)以下方程來(lái)計(jì)算rweighted＝(α×rave+β×rgm)/(α+β)bweighted＝(α×bave+β×bgm)/(α+β)，其中，rweighted表示加權(quán)平均值的R/R+G+B值，bweighted表示加權(quán)平均值的B/R+G+B值，α和β分別表示常數(shù)，rave表示色域平均值的R/R+G+B值，以及bave表示色域平均值的B/R+G+B值。
9.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，調(diào)整單元基于通過(guò)使用灰色區(qū)域中的最大值和最小值的平均值和灰色區(qū)域的平均值所確定的門(mén)限亮度值將灰色區(qū)域劃分為第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且通過(guò)使用第一區(qū)域的平均值和第二區(qū)域的平均值來(lái)調(diào)整初始光源信息。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，門(mén)限亮度值根據(jù)以下方程來(lái)計(jì)算Ythreshold＝(α×Yregion+β×Yave)/(α+β)，其中，Ythreshold表示門(mén)限亮度值，Yregion表示第一區(qū)域和第二區(qū)域的平均值的平均值，Yave表示灰色區(qū)域的平均值，以及α和β是任意常數(shù)。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，調(diào)整單元選擇地檢測(cè)根據(jù)距初始光源信息最短距離所在的第一區(qū)域的平均值或第二區(qū)域的平均值作為調(diào)整的光源信息。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，調(diào)整的光源信息根據(jù)以下方程來(lái)計(jì)算如果Distup＞Distdown，則rwht＝rdown，bwht＝bdown如果Distup＜Distdown，則rwht＝rup，bwth＝bup其中，rwht和bwht分別表示調(diào)整的光源信息的R/R+G+B和B/R+G+B值，rdown和bdown分別表示第一區(qū)域的色域平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值，rup和bup分別表示第二區(qū)域的色域平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值，Distup和Distdown分別表示從初始光源信息到第二區(qū)域的平均值的距離以及從初始光源信息到第一區(qū)域的平均值的距離。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，增益根據(jù)以下方程來(lái)計(jì)算Rgain=fscaling×gwhtrwht]]>Bgain=fscaling×gwhtbwht]]>其中，Rgain和Bgain分別表示應(yīng)用于紅色R和藍(lán)色B的增益，fscaling表示用于縮放輸入圖像的縮放因子，以及rwht和bwht分別表示調(diào)整的光源信息R/R+G+B和B/R+G+B值。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，增益控制單元通過(guò)將輸入圖像的紅色R乘以縮放因子的倒數(shù)和計(jì)算的紅色R的增益并將輸入圖像的藍(lán)色B乘以縮放因子的倒數(shù)和計(jì)算的藍(lán)色B的增益，來(lái)控制輸入圖像的白平衡。
15.一種自動(dòng)白平衡控制方法，包括將由圖像傳感器拍攝的輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有色度分量的色彩空間數(shù)據(jù)；基于光源的灰色區(qū)域提取輸入圖像數(shù)據(jù)的灰色區(qū)域，所述光源的灰色區(qū)域基于與輸入圖像數(shù)據(jù)相關(guān)的多個(gè)光源和預(yù)定的色彩檢查器被識(shí)別；通過(guò)使用輸入圖像數(shù)據(jù)的色域平均值和色域中心值來(lái)提取初始光源信息，并且通過(guò)使用灰色分量和色度分量之間的亮度差的確定的存在調(diào)整初始光源信息以排除引入到提取的灰色區(qū)域的色度分量來(lái)提取最終光源信息；和基于調(diào)整的最終光源信息來(lái)計(jì)算將被應(yīng)用于對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放的增益，通過(guò)將計(jì)算的增益應(yīng)用于輸入圖像數(shù)據(jù)來(lái)控制輸入圖像數(shù)據(jù)的白平衡。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括對(duì)被白平衡的輸入圖像進(jìn)行信號(hào)處理并將其顯示。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括從作為圖像傳感器的電荷耦合裝置提供輸入圖像數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，色彩空間是具有亮度(Y)軸、R/R+G+B軸、B/R+G+B軸的色彩空間，或是具有亮度(Y)軸、R/G軸、B/G軸的色彩空間。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，提取灰色區(qū)域的步驟包括基于通過(guò)使用多個(gè)光源而獲得的灰色小片數(shù)據(jù)的平均值來(lái)檢測(cè)每一光源的白點(diǎn)；和通過(guò)檢測(cè)關(guān)于每一各個(gè)光源的白點(diǎn)的特定的各個(gè)范圍作為每一光源的各個(gè)灰色區(qū)域來(lái)提取包括多個(gè)光源的各個(gè)灰色區(qū)域的區(qū)域作為輸入圖像的灰色區(qū)域。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，提取最終光源信息的步驟包括基于輸入圖像的色域平均值和色域中心值來(lái)計(jì)算在其上色域平均值被反映的加權(quán)平均值，并基于所述加權(quán)平均值提取初始光源信息；和通過(guò)使用灰色分量和色度分量之間的亮度差的確定的存在來(lái)將灰色區(qū)域劃分為低亮度的第一區(qū)域和高亮度的第二區(qū)域，并基于第一區(qū)域的平均值和第二區(qū)域的平均值來(lái)調(diào)整初始光源信息。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，提取光源信息的步驟還包括將加權(quán)平均值垂直地映射到連接多個(gè)光源的白點(diǎn)的中心軸上；當(dāng)將每一光源的加權(quán)平均值映射到每一光源的白點(diǎn)上時(shí)，基于使誤差最小的運(yùn)動(dòng)來(lái)校正映射到中心軸上的加權(quán)平均值；和提取校正的加權(quán)平均值作為初始光源信息。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，根據(jù)下面的方程計(jì)算加權(quán)平均值rweighted＝(α×rave+β×rgm)/(α+β)bweighted＝(α×bave+β×bgm)/(α+β)，方程中，rweighted表示加權(quán)平均值的R/R+G+B值，bweighted表示加權(quán)平均值的B/R+G+B值，α和β分別表示常數(shù)，rave表示色域平均值的R/R+G+B值，bave表示色域平均值的B/R+G+B值。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，調(diào)整初始光源信息的步驟包括基于通過(guò)使用灰色區(qū)域中的最大值和最小值的平均值以及灰色區(qū)域的平均值而決定的門(mén)限亮度值來(lái)將灰色區(qū)域劃分為第一區(qū)域和第二區(qū)域；和通過(guò)使用第一區(qū)域的平均值和第二區(qū)域的平均值來(lái)調(diào)整初始光源信息。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，根據(jù)下面的方程計(jì)算門(mén)限亮度值Ythreshold＝(α×Yregion+β×Yave)/(α+β)，方程中，Ythreshold表示門(mén)限亮度值，Yregion表示第一區(qū)域和第二區(qū)域的平均值的平均值，Yave表示灰色區(qū)域的平均值，α和β表示任意常數(shù)。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，調(diào)整初始光源信息的步驟包括檢測(cè)位于距離初始光源信息最短距離的第一區(qū)域的平均值或第二區(qū)域的平均值作為調(diào)整的光源信息。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，根據(jù)下面的方程來(lái)計(jì)算調(diào)整的光源信息如果Distup＞Distdown，則rwht＝rdown，bwht＝bdown如果Distup＜Distdown，則rwht＝rup，bwht＝bup其中，rwht和bwht分別表示調(diào)整的光源信息的R/R+G+B和B/R+G+B值，rdown和bdown分別表示第一區(qū)域色域平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值，rup和bup分別表第二區(qū)域的色域平均值的R/R+G+B和B/R+G+B值，Distup和Distdown分別表示從初始光源信息到第二區(qū)域的平均值的距離和從初始光源信息到第一區(qū)域的平均值的距離。
27.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，根據(jù)下面的方程計(jì)算增益Rgain=fscaling×gwhtrwht]]>Bgain=fscaling×gwhtbwht,]]>方程中，Rgain和Bgain分別表示將被應(yīng)用于紅色R和藍(lán)色B的增益，fscaling表示用于對(duì)輸入圖像進(jìn)行縮放的縮放因子，rwht和bwht分別表示調(diào)整的光源信息的R/R+G+B和B/R+G+B值。
28.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，控制白平衡的步驟包括通過(guò)將輸入圖像的紅色R乘以縮放因子的倒數(shù)和計(jì)算的紅色R的增益并將輸入圖像的藍(lán)色B乘以縮放因子的倒數(shù)和計(jì)算的藍(lán)色B的增益來(lái)控制用于輸入圖像的白平衡。
全文摘要
一種自動(dòng)白平衡控制成像設(shè)備、介質(zhì)和方法。該自動(dòng)白色控制成像設(shè)備可包括色彩空間轉(zhuǎn)換單元，將輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有色度分量的色彩空間數(shù)據(jù)；灰色區(qū)域提取單元，基于光源的灰色區(qū)域提取輸入圖像數(shù)據(jù)的灰色區(qū)域，所述光源的灰色區(qū)域基于多個(gè)光源和預(yù)定色彩檢查器被檢測(cè)；檢測(cè)單元，使用色域平均值和色域中心值來(lái)提取初始光源信息，并且調(diào)整初始光源信息以排除引入到提取的灰色區(qū)域的色度分量；增益控制單元，基于調(diào)整的初始光源信息計(jì)算用于縮放輸入圖像數(shù)據(jù)的增益，并且通過(guò)將計(jì)算的增益應(yīng)用于輸入圖像數(shù)據(jù)來(lái)控制白平衡。
文檔編號(hào)H04N9/64GK1832583SQ200610007778
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月18日
發(fā)明者金圣洙, 李皓榮, 樸斗植, 金昌容 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社