CN106375636B - 一种相机的闪光的渐晕效应的补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相机的闪光的渐晕效应的补偿方法，包括以下步骤：开启相机和闪光灯，使色卡占满整个屏幕并拍照；使用photoshop将拍摄的照片划分出17x13的矩阵分区，记录每一个分区的R值、G值、B值并存储；通过相机调试软件获取相机的R增益校正系数和B增益校正系数，所述R增益校正系数和B增益校正系数皆为17x13的矩阵参数；计算新的r值、G值和b值；计算新的R增益校正系数和B增益校正系数；根据照片偏红或偏蓝的状态以及调整系数k来调整新的R增益校正系数和B增益校正系数，将调整后R增益校正系数和B增益校正系数导入相机，从而实现对拍摄的照片进行闪光着色补偿。

Description

一种相机的闪光的渐晕效应的补偿方法

技术领域

本发明涉及一种相机的闪光渐晕效应补偿方法。

背景技术

人们常用手机或相机去记录日常生活的点滴，但是在光照环境不佳的情况下，拍出来的照片质量不佳。尤其是利用手机摄像头进行拍照，手机摄像头受到手机尺寸及部件的影响，功能远远不及相机丰富。而手机已经成为人们日常工作、生活一部分，现在手机不仅仅可以用来打电话，还可以通过手机上网聊天，购物以及拍照，以前人们为了拍张照做留恋，或者纪录小孩的成长历程，必须跑到照相馆，现在人们随时都可以拿出自己的手机，对自己感兴趣的东西拍个照，发到朋友圈去分享，手机的拍照效果受到各大手机产商的重视。

当周围环境亮度不佳时，现有技术中可以额外给灯光照明，或者是采用开启闪光灯的方式去弥补，这些方式虽然可以提供一定的照明，但是照片效果还是不佳。影响闪光灯效果的主要因素是：补光和渐晕效应的补偿，很多时候打闪出来的光不一定均匀，它受到很多因素影响，如闪光灯本身的质量，灯罩，灯罩的组装，以及打闪的距离远近， 如此多的因素很难管控，所以渐晕效应（shading）的补偿显的尤为重要，彩色渐晕效应（colorshading）补偿的均匀，打闪出来的照片颜色补偿越均匀，亮度的均一性也会显的更好。

shading产生的原因是因为镜头是圆形的，此必然决定了四周的亮度相对于中心的亮度低，需通过软件对四周补偿，从而达到四周的亮度趋近中心的亮度，但由于各场景色温不同，在不同色温下RGB三原色的透色能力不同（低色温R的透射能力强，高色温B的透射能力强），从而出现四周和中心颜色偏差；

现在高通和MTK都是在全黑环境下拍摄18%灰卡（灰100%是黑色，灰1%是白色，灰18%是介于黑白间偏向白的中性色），通过软件工具产生校准参数，然后以该校准参数作为闪光灯的shading补偿，此方法没有考虑到闪光灯/补光灯打闪不均匀等问题，造成局部偏红偏绿的问题，所以打闪出来的照片会出现很严重的color shading（颜色均一性），呈现出来的照片效果差，局部偏色明显。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提出一种相机的闪光的渐晕效应的补偿方法。

本发明提出的相机的闪光的渐晕效应的补偿方法包括以下步骤：

一种相机的闪光的渐晕效应的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1. 开启相机，相机正对18%灰卡，并使灰卡占满整个屏幕，在全黑的环境下开启闪光灯拍摄照片；

步骤2. 使用photoshop打开拍摄的照片，选择切片工具将相机拍摄的照片划分出17x13的矩阵分区，选择颜色取样工具记录每一个分区的R值、G值、B值，并列表存储；

步骤3. 通过相机调试软件获取相机的R增益校正系数R_ration和B增益校正系数B_ration，所述R增益校正系数R_ration和B增益校正系数B_ration皆为17x13的矩阵参数；

步骤4. 通过下面公式算出未校准的红色分量r和蓝色分量b，并将r值、G值、b值列表存储：

r = R / R_ration，b = B / B_ration；

步骤5. 将上述计算得到的红色分量r和蓝色分量b值按照下列公式计算得到补光后的第二R增益校正系数r_ration值和第二B增益校正系数b_ration值并存储：

r_ration = G / r，b_ration = G / b;

步骤6. 判断拍摄的照片是否偏红，若偏红，则固定第二B增益校正系数b_ration,降低第二R增益校正系数r_ration, 将第二R增益校正系数r_ration乘一个调整系数k，得到调整后的R_rat矩阵，R_rat矩阵=k * r_ration；若偏蓝，则固定r_ration, 降低b_ration, 将b_ration乘以所述的调整系数k，得到调整后的B_rat矩阵，B_rat=k *b_ration，调整系数k > 0 且 k < 1；

步骤7. 将新得到的R_rat矩阵替代所述R增益校正系数R_ration矩阵，将B_rat矩阵替代所述B增益校正系数B_ration矩阵，并导入相机，对拍摄的照片进行闪光着色补偿。

所述色卡为18%的灰卡。

本发明在原有的校准参数基础上，通过一种软件算法对原校准参数进行优化，让校准参数更合理，解决闪光灯打闪不均匀等问题造成的图片局部偏红偏绿等问题。

附图说明

图1为本发明一实施例照片的RGB值表。

图2为本发明一实施例原R增益校正系数和原B增益校正系数的取值表。

图3为本发明一实施例照片的rGb值表。

图4为本发明一实施例新R增益校正系数和新B增益校正系数的取值表。

图5为调整系数k的取值表。

图6为R_rat的取值表。

图7为图3中rGb值表与图6中R_rat取值表的乘积表。

图8为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

现有的手机相机中，对闪光灯的shading补偿是全黑环境下拍摄18%灰卡，通过相机调试软件产生增益校正系数，增益校正系数主要针对色彩的R值和B值，称为R和B的R增益校正系数R_ration和B增益校正系数B_ration。然后以该增益校正系数作为闪光灯的shading补偿，此方法没有考虑到闪光灯/补光灯打闪不均匀，造成局部偏红偏绿的问题。

本发明提出相机的闪光的渐晕效应的补偿方法包括以下步骤：

步骤1. 开启手机的相机，打开闪光灯，将手机对着18%灰卡，使灰卡占满整个屏幕，在全黑的环境下拍照。

步骤2. 使用photoshop软件打开拍摄的照片，选择切片工具将手机相机拍摄的照片划分出17x13的矩阵分区，选择颜色取样工具记录每一个分区的R值、G值和B值，并列表存储。

具体在选择切片工具时，首先在软件中右击照片选择划分切片，选择水平划分，设置为17个纵向切片，均匀分隔，点击确定；然后，右击选择划分切片，取消水平划分，选择垂直划分，设置为13个横向切片，均匀分隔， 点击确定；再右击吸管工具，选择颜色取样工具，用颜色取样工具分别点击划分出来的17x13个分区的中央，并将每一个分区的R、G、B值记录下来，记录后的RGB值见图1中的表1。

步骤3. 获取相机的原R增益校正系数R_ration(也叫R的加成系数)和原B增益校正系数B_ration(也叫B的加成系数)， R增益校正系数R_ration和B增益校正系数B_ration皆为17x13的矩阵参数，见图2中的表2。

步骤4. 通过下面公式算出未校准的红色分量r和蓝色分量b，并将r值、G值、b值列表存储：

r = R / R_ration，b = B / B_ration；

计算后得到没有加成的r、G、b值见图3中表3。

步骤5. 将上述计算得到的r、G、b值按照下列公式计算得到补光后的第二R增益校正系数r_ration值和第二B增益校正系数b_ration值并存储：

r_ration = G / r，b_ration = G / b;

计算后得到的没有加成的第二R增益校正系数r_ration矩阵和第二B增益校正系数b_ration矩阵，见图4中表4。

步骤6. 判断拍摄的照片是否偏红，若偏红，则固定第二B增益校正系数b_ration,降低第二R增益校正系数r_ration, 将第二R增益校正系数r_ration乘一个调整系数k，得到调整后的R_rat矩阵，R_rat矩阵=k * r_ration；若偏蓝，则固定第二R增益校正系数r_ration, 降低第二B增益校正系数b_ration, 将第二B增益校正系数b_ration乘一个系数k，得到调整后的B_rat矩阵，B_rat=k *b_ration ，调整系数k > 0 且 k < 1。

查看打闪出来的照片，根据从拍摄的图片采集到的图1中表1的数据判断，如果R>G，图片偏红，则固定第二B增益校正系数b_ration, 降低第二R增益校正系数r_ration, 将第二R增益校正系数r_ration乘一个调整系数k：k * r_ration ，k > 0 & k < 1。为了不使k值设置过大，调节幅度过大，将调整系数k值设为0.02的倍数，k=0.02*i，i>0&i<50, R =k* r_ration * r，当R接近B，或者R = B时，则定位最终的r_ration值；如果R<G, 图片偏蓝，则固定r_ration, 降低b_ration, 将b_ration乘一个调整系数k：k * b_ration ，k >0 & k < 1，k=0.02*i，i>0&i<50, B = k* b_ration * b。

由于r_ration和b_ration为17 x 13的矩阵，为了更好灵活的调节r_ration和b_ration矩阵, 可以将k值同样设置为17 x 13的矩阵， 将k值矩阵一一对应乘以r_ration和b_ration, 改变k值矩阵中的每个k值， 即可改变拍摄的图片的每个采集点的r_ration和b_ration值，从而改变每个采集点的R值和B值， k值17x13的矩阵见图5中表5。

单独对17 x 13的k值矩阵中的某个k值做手动修改，可能会造成色彩过渡不均匀顺滑，为了修改后的参数拍出来的照片更顺滑和准确，我们可以在k值矩阵中，选择9个参考点（当然参考点越多越准确），并通过下面的公式获得参考点与参考点之间的值：

(Km - Kn) / (m-n) * i + K(n+i) (m > n, i < m, i = 1, 2, 3 ... m-1)

其中Kn，Km是参考点的值，Kn是前参考点，Km是后参考点，可通过修改参考点的值，改变K在的变化方向，更好的掌控图像RGB的变化，具体参数请见图5中的表5。

通过k * r_ration (k > 0 & k < 1，k=0.02*i，i>0&i<50)，将17 x 13的k值矩阵和17 x 13的r_raion或者b_ration值一一对应相乘，得到一个新的调整后的17 x 13的R_rat矩阵，具体参数见图6中的R_rat矩阵。

同理，如果R<G，图片偏蓝，调整第二B增益校正系数b_ration, 可获得一组新的B_rat值。

根据R = R_rat * r (R_rat = k*r_ration), 将新的17 x 13的 R_rat矩阵与图3中的表3的r值矩阵一一相乘, 并将得到的R值替换图1中表1的R值，得到仿真后的17x13的RGB矩阵，见图7中表7， 将图7中表7与图1中表1对比， 图7中表7的R值与G和B更加在接近，说明新的表7更接近白平衡。

步骤7. 将新得到的R_rat矩阵替代原R增益校正系数R_ration矩阵，或者将B_rat矩阵替代原B增益校正系数数b_ration矩阵，并导入相机。导入相机实现渐晕效应的补偿原理为：手机的相机接收光源输出raw图，raw图每个pix点都只具有单一的R值、G值或B值，根据三基色原理，将只含有单一R值、G值或B值的pix点差值成每个pix点都含有R值、G值和B值，插值后的数据经过ＯＢ的扣除（OB是因模组发热，漏光等形成的暗电流，将暗电流扣除），shading补偿，加入AE（自动曝光）、AF（自动对焦）、和AWB（自动白平衡），及以ISP（isp包括ASP（Analog Signal Processing）、ADC（Analog-Digital Converter）、前期影像处理（Pre-ISP）与后端影像处理（Post-ISP)）处理，最终生成yuv数据，打包成jpg图片；

本发明是在原有的校准参数基础上，通过一种软件算法对原校准参数进行优化，让校准参数更合理，解决了闪光灯打闪不均匀等问题造成的图片局部偏红偏绿等问题。

以上具体实施例仅用以举例说明本发明的结构，本领域的普通技术人员在本发明的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种相机的闪光的渐晕效应的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1. 开启相机，对着色卡并使色卡占满整个屏幕，使用闪光灯在全黑的环境下拍摄照片；

步骤2. 使用photoshop打开拍摄的照片，选择切片工具将拍摄的照片划分出17x13的矩阵分区，选择颜色取样工具记录每一个分区的R值、G值、B值，并列表存储；

步骤3. 通过相机调试软件获取相机的R增益校正系数R_ration和B增益校正系数B_ration，所述R增益校正系数R_ration和B增益校正系数B_ration皆为17x13的矩阵参数；

步骤4. 通过下面公式算出未校准的红色分量r和蓝色分量b，并将r值、G值、b值列表存储：

r = R / R_ration，b = B / B_ration；

步骤5. 将上述计算得到的红色分量r和蓝色分量b值按照下列公式计算得到补光后的第二R增益校正系数r_ration值和第二B增益校正系数b_ration值并存储：

r_ration = G / r，b_ration = G / b;

步骤6. 判断拍摄的照片是否偏红，若偏红，则固定第二B增益校正系数b_ration, 降低第二R增益校正系数r_ration, 将第二R增益校正系数r_ration乘一个调整系数k，得到调整后的R_rat矩阵，R_rat矩阵=k * r_ration；若偏蓝，则固定r_ration, 降低b_ration,将b_ration乘以所述的调整系数k，得到调整后的B_rat矩阵，B_rat=k * b_ration，调整系数k > 0 且 k < 1；

步骤7. 将新得到的R_rat矩阵替代所述R增益校正系数R_ration矩阵，将B_rat矩阵替代所述B增益校正系数B_ration矩阵，并导入相机，对拍摄的照片进行闪光着色补偿；

所述色卡为18%灰卡。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整系数k =0.02*i，i>0且i<50。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整系数k为一个17*13的矩阵。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6中，如果R>G，则照片偏红，如果R<G，则照片偏蓝。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相机调试软件将相机拍摄的照片分成17*13个模块做白平衡，从而得到R增益校正系数R_ration和B增益校正系数B_ration。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述闪光灯为相机自带的闪光灯，或者是与相机相互独立的闪光灯。