CN112788321B - 图像颜色恢复方法和装置、摄像装置、存储介质 - Google Patents
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Abstract
图像颜色恢复方法及装置,摄像装置,以及存储介质。所述方法包括:获取原始图像;确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值;基于所述C、M、Y、W四个颜色通道值,计算所述原始图像的亮度分量以及每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,获得第一RGB图像;计算所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量;基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量,以获得所述YUV图像;以及将所述YUV图像转换为第二RGB图像,作为颜色恢复后的图像。基于本发明,可以在不使用IRCUT的条件下恢复图像的颜色,保留近红外光在透雾、低照度时降噪和提高图像亮度等方面的优点。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理领域,具体地涉及一种图像颜色恢复方法和装置、摄像装置、存储介质。
背景技术
目前常见的图像传感器,包括电荷耦合器件(Charge Coupled Devices,CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)图像传感器,均为硅基图像传感器,其在可见光之外的近红外波段仍能感光。近红外光进入图像传感器后,将冲淡图像的颜色,例如绿叶植物会强烈反射近红外光,导致拍摄的草地、树叶呈现雪景般的白色。通常要在彩色图像传感器前面安装红外截止滤光片(Infrared Cut-off filter,IRCUT),以滤除近红外光、保留可见光,以恢复出与人类视觉相接近的色彩。
然而,安装IRCUT存在以下几个方面的缺点。首先,近红外光在透雾方面有重要作用,安装IRCUT之后,将失去近红外光透雾的功能;其次,在曝光不足的场景下,例如室内低照度场景和夜晚,近红外光有利于降低噪声、提高图像亮度。安装IRCUT后将失去近红外光的这些作用。此外,安装IRCUT还会增加设备成本。
现有技术中的一些颜色校正方法可以在不使用IRCUT的情况下恢复图像的颜色,但其无法保留近红外光在透雾、低照度时降噪和提高图像亮度等方面的优点。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何在不使用IRCUT的条件下恢复图像的颜色,同时保留近红外光在透雾、低照度时降噪和提高图像亮度等方面的优点。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种图像颜色恢复方法,包括:获取原始图像;确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值;基于所述C、M、Y、W四个颜色通道值,计算所述原始图像的亮度分量以及每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,获得第一RGB图像;计算所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量;基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量,以获得所述YUV图像;以及将所述YUV图像转换为第二RGB图像,作为颜色恢复后的图像。
可选地,所述原始图像基于具有CMYW滤色器阵列的图像传感器获得。
可选地,确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值包括:基于去马赛克处理,确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值。
可选地,所述原始图像每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值基于公式(1)而计算:
其中,C、M、Y、W分别是所述原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值,R、G、B分别是对应的R、G、B三个颜色通道值,k1、k2、k3是修正系数。
可选地,所述原始图像的亮度分量基于公式(2)而计算:
Y0=(C+M+Y+W)/4 (2),
其中,Y0是所述原始图像的亮度分量,C、M、Y、W分别是所述原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值。
可选地,所述计算第一RGB图像的亮度分量和颜色分量包括:基于所述原始图像的亮度分量对所述第一RGB图像进行降噪处理,获得第三RGB图像;对所述第三RGB图像进行白平衡,获得第四RGB图像;以及计算所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量。
可选地,基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量包括:基于所述原始图像的亮度分量和所述第四RGB图像的亮度分量,计算所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量;以及基于所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量以及所述YUV图像的亮度分量,计算所述YUV图像的颜色分量。
可选地,所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量基于公式(3)而计算:
Y’=α*Y0+(1-α)*Y’1 (3),
其中,Y’是所述YUV图像的亮度分量,Y0是所述原始图像的亮度分量,Y’1是所述第四RGB图像的亮度分量,α是用于调节图像亮度分量中近红外光的比例的系数,0<=α<=1。
可选地,所述YUV图像的颜色分量基于公式(4)而计算:
其中,U’和V’是所述YUV图像的颜色分量,Y’是所述YUV图像的亮度分量,U’1和V’1是所述第四RGB图像的颜色分量,Y’1是所述第四RGB图像的亮度分量。
可选地,将所述YUV图像转换为所述第二RGB图像之后,所述方法还包括:对所述第二RGB图像进行颜色校正,将颜色校正后的图像作为颜色恢复后的图像。
本发明实施例还提供了一种图像颜色恢复装置,包括:存储器、处理器和信号处理模块,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,控制所述信号处理模块执行以下步骤:获取原始图像;确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值;基于所述C、M、Y、W四个颜色通道值,计算所述原始图像的亮度分量以及每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,获得第一RGB图像;计算所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量;基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量,以获得所述YUV图像;以及将所述YUV图像转换为第二RGB图像,作为颜色恢复后的图像。
可选地,所述原始图像基于具有CMYW滤色器阵列的图像传感器获得。
可选地,确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值包括:基于去马赛克处理,确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值。
可选地,所述原始图像每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值基于公式(1)而计算:
其中,C、M、Y、W分别是所述原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值,R、G、B分别是对应的R、G、B三个颜色通道值,k1、k2、k3是修正系数。
可选地,所述原始图像的亮度分量基于公式(2)而计算:
Y0=(C+M+Y+W)/4 (2),
其中,Y0是所述原始图像的亮度分量,C、M、Y、W分别是所述原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值。
可选地,所述计算第一RGB图像的亮度分量和颜色分量包括:基于所述原始图像的亮度分量对所述第一RGB图像进行降噪处理,获得第三RGB图像;对所述第三RGB图像进行白平衡,获得第四RGB图像;以及计算所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量。
可选地,基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量包括:基于所述原始图像的亮度分量和所述第四RGB图像的亮度分量,计算所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量;以及基于所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量以及所述YUV图像的亮度分量,计算所述YUV图像的颜色分量。
可选地,所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量基于公式(3)而计算:
Y’=α*Y0+(1-α)*Y’1 (3),
其中,Y’是所述YUV图像的亮度分量,Y0是所述原始图像的亮度分量,Y’1是所述第四RGB图像的亮度分量,α是用于调节图像亮度分量中近红外光的比例的系数,0<=α<=1。
可选地,所述YUV图像的颜色分量基于公式(4)而计算:
其中,U’和V’是所述YUV图像的颜色分量,Y’是所述YUV图像的亮度分量,U’1和V’1是所述第四RGB图像的颜色分量,Y’1是所述第四RGB图像的亮度分量。
可选地,所述信号处理模块还适于执行:将所述YUV图像转换为所述第二RGB图像之后,对所述第二RGB图像进行颜色校正,将颜色校正后的图像作为颜色恢复后的图像。
本发明实施例还提供了一种摄像装置,包括光学透镜、图像传感器以及上述任一图像颜色恢复装置。
本发明实施例还提供了一种存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令运行时执行上述任一图像颜色恢复方法的步骤。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点。
在本发明实施例中,所述图像颜色恢复方法包括:获取原始图像;确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值;基于所述C、M、Y、W四个颜色通道值,计算所述原始图像的亮度分量以及每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,获得第一RGB图像;计算所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量;基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量,以获得所述YUV图像;以及将所述YUV图像转换为第二RGB图像,作为颜色恢复后的图像。本发明实施例提供的图像颜色恢复方法中,基于C、M、Y、W四个颜色通道值,计算原始图像的亮度分量,该亮度分量保留着近红外光透雾、噪声低、亮度高的优点,同时计算原始图像的每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,以获得消除了近红外光的第一RGB图像。并进一步基于所述原始图像的亮度分量以及所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,获得颜色恢复后的图像,使得该颜色恢复后的图像既有近红外光透雾、噪声低、亮度高的优点,又具有良好的颜色。
附图说明
图1示出了CMYW滤色器阵列的各种排列方式;
图2示出了具有CMYW滤色器阵列的图像传感器的四种颜色像素的量子效率曲线;
图3是本发明实施例提供的一种图像颜色恢复方法的流程示意图;
图4是图3所示的图像颜色恢复方法中步骤S14的流程示意图;
图5是图3所示的图像颜色恢复方法中步骤S15的流程示意图;
图6是本发明实施例提供的一种图像颜色恢复装置的结构示意图;以及
图7是本发明实施例提供的一种摄像装置的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述,现有技术中的一些颜色校正方法可以在不使用IRCUT的情况下恢复图像的颜色,但其无法保留近红外光在透雾、低照度时降噪和提高图像亮度等方面的优点。
本发明的技术方案基于原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值,计算原始图像的亮度分量,该亮度分量保留着近红外光透雾、噪声低、亮度高的优点,同时计算原始图像的每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,以获得消除了近红外光的第一RGB图像。并进一步基于所述原始图像的亮度分量以及所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,获得颜色恢复后的图像,使得该颜色恢复后的图像既有近红外光透雾、噪声低、亮度高的优点,又具有良好的颜色。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
在彩色图像传感器当中,每个像素都有一个特定颜色的滤色器,由这些滤色器组成的阵列称为滤色器阵列(Color Filter Array,CFA)。每个像素只负责采集其滤色器所对应的一种色彩信息。制作滤色器所用的着色剂主要对特定波长的可见光进行吸收,而对近红外光的吸收作用很弱,因此,近红外光在不同的滤色器有相近的透过率。
发明人经研究发现,在含有无色通道W的CFA中,通过无色通道与其它颜色通道相减,则可以在不使用IRCUT的情况下,消除近红外光对颜色的影响。因此,本发明实施例提供的技术方案中,不使用IRCUT,且采用具有CMYW滤色器阵列的图像传感器,其中C代表青色(Cyan),M代表品红色(Magenta),Y代表黄色(Yellow),W代表无色(White)。参考图1,图1示出了CMYW滤色器阵列的各种排列方式。
参考图2,图2示出了具有CMYW滤色器阵列的图像传感器的四种颜色像素的量子效率曲线。量子效率表示一个光子照射到像素上时,产生的平均电子数。可以看出,在780纳米以上的近红外波段,C、M、Y、W这4种像素的量子效率曲线是基本重合的,即表明近红外光在不同的滤色器有相近的透过率。
参考图3,图3是本发明提供的一种图像颜色恢复方法的流程示意图。所述图像颜色恢复方法可应用于摄像装置。
图3所示方法可以包括以下步骤:
步骤S11:获取原始图像;
步骤S12:确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值;
步骤S13:基于所述C、M、Y、W四个颜色通道值,计算所述原始图像的亮度分量以及每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,获得第一RGB图像;
步骤S14:计算所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量;
步骤S15:基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量,以获得所述YUV图像;
步骤S16:将所述YUV图像转换为第二RGB图像,作为颜色恢复后的图像。
在步骤S11的具体实施中,光线通过摄像装置的光学透镜在具有CMYW滤色器阵列的图像传感器上成像,从而获取原始图像。所述原始图像为CMYW格式。
在步骤S12的具体实施中,可以基于去马赛克处理(Demosaicking),确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值。具体的去马赛克处理技术可以参考现有方法,在此不再赘述。
在步骤S13的具体实施中,考虑到青色C是红色R的补色,品红色M是绿色G的补色,黄色Y是蓝色B的补色,可以基于公式(1)计算所述原始图像的每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,获得第一RGB图像:
其中,C、M、Y、W分别是所述原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值,R、G、B分别是对应的R、G、B三个颜色通道值,k1、k2、k3是修正系数。
在一些实施例中,k1=1.2,k2=1,k3=1。实际应用中,还可以根据图像传感器的实际光谱特性进行微调,获得满足需要的修正系数k1、k2和k3。
基于公式(1),通过无色通道与其它颜色通道相减,得到了消除了近红外光的第一RGB图像。
此外,在步骤S13的具体实施中,还可以基于公式(2)计算所述原始图像的亮度分量:
Y0=(C+M+Y+W)/4 (2),
其中,Y0是所述原始图像的亮度分量,C、M、Y、W分别是所述原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值。
由于本发明的技术方案没有使用IRCUT,因此Y0保留着近红外光透雾、噪声低、亮度高的优点。
发明人经研究认为,基于已经消除了近红外光的第一RGB图像的颜色信息,进一步结合包含近红外光的亮度信息的原始图像的亮度分量Y0,后续可以通过处理获得既有近红外光透雾、噪声低、亮度高的优点,又具有良好颜色的最终图像。
在步骤S14的具体实施中,计算所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量。在步骤S15的具体实施中,基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量,以获得所述YUV图像。
参考图4,在一些实施例中,为了后续获得更好的图像质量,步骤S14可以包括以下步骤:
S141:基于所述原始图像的亮度分量对所述第一RGB图像进行降噪处理,获得第三RGB图像;
S142:对所述第三RGB图像进行白平衡,获得第四RGB图像;
S143:计算所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量。
在一些实施例中,考虑到上述公式(1)采用了减法运算,获得的所述第一RGB图像的信噪比可能不够高。为了提高信噪比,执行步骤S141,对R、G、B分别进行降噪。由于原始图像的亮度分量Y0的噪声较低,且Y0与R、G、B具有强相关性,因此,可以以Y0作为引导图像,对R、G、B分别进行降噪得到R’、G’、B’。具体地,可以采用导向滤波(Guided Filter)技术或联合双边滤波(jointbilateral filter)技术等进行降噪,本领域技术人员可参考相关现有技术,在此不再赘述。
在一些实施例中,为进一步提高图像质量,执行步骤S142,对所述第三RGB图像进行白平衡,获得第四RGB图像。具体地,可以采用色温曲线方法等进行白平衡,本领域技术人员可参考相关现有技术,在此不再赘述。
在步骤S143的具体实施中,计算所述第四RGB图像的亮度分量Y’1及颜色分量U’1和V’1。具体地,RGB和YUV之间的转换可以基于以下公式进行:
在一些实施例中,可以对所述第四RGB图像的亮度分量Y’1进行降噪处理。
相应的,参考图5,在一些实施例中,步骤S15可以包括以下步骤:
S151:基于所述原始图像的亮度分量和所述第四RGB图像的亮度分量,计算所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量;
S152:基于所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量以及所述YUV图像的亮度分量,计算所述YUV图像的颜色分量。
在步骤S151的具体实施中,可以将所述原始图像的亮度分量与所述第四RGB图像的亮度分量按照一定的比例相加,以得到对应的YUV图像的亮度分量。具体地,可以基于公式(3)计算所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量:
Y’=α*Y0+(1-α)*Y’1 (3),
其中,Y’是所述YUV图像的亮度分量,Y0是所述原始图像的亮度分量,Y’1是所述第四RGB图像的亮度分量,α是用于调节图像亮度分量中近红外光的比例的系数,0<=α<=1。
在一些实施例中,α的取值可以依赖自动模式,例如根据成像***的总增益和图像传感器的曝光时间来确定。在一些实施例中,α的取值也可以依赖手动模式,例如根据天气情况、是否有去雾需求等,进行人工调节。
具体地,在自动模式中,可以通过实验,构建包含***增益、曝光时间和α值的查找表,其中,***增益指传感器和电路对光电信号放大的倍数。当***增益和曝光时间较小时,说明环境光照良好,此时α取值较小,由公式(3)可知此时亮度分量Y’中近红外光的成分较小。当***增益和曝光时间较大时,说明环境照度较低,此时α取值较大,亮度分量Y’中所包含的近红外光成分增加,以改善噪声和图像亮度。也就是说,在自动模式中,α是***增益和曝光时间的增函数。而在手动模式中,可以根据天气、光照等,人工调节α的取值。例如,在有雾的天气或者光照不足的场景,可以手动增大α的值。
在步骤S152的具体实施中,可以基于公式(4)计算所述YUV图像的颜色分量:
其中,U’和V’是所述YUV图像的颜色分量,Y’是所述YUV图像的亮度分量,U’1和V’1是所述第四RGB图像的颜色分量,Y’1是所述第四RGB图像的亮度分量。
由公式(4)可知,当近红外光使亮度Y’增加时,颜色分量U’和V’也按照Y’/Y'1的比例增加,以弥补亮度增加导致的颜色饱和度的下降。
在归一化的表示方法中,当U’或V’大于0.5时,取0.5;当U’或V’小于-0.5时,取-0.5,即:
U=MIN(U,0.5)
U=MAX(U,-0.5)
V=MIN(V,0.5)
V=MAX(V,-0.5)。
在步骤S16的具体实施中,获得所述YUV图像之后,进行色彩空间转换,获得第二RGB图像,作为颜色恢复后的图像。具体地,YUV和RGB之间的转换可以采用基于以下公式进行:
在一些实施例中,将所述YUV图像转换为所述第二RGB图像之后,所述图像颜色恢复方法还包括:对所述第二RGB图像进行颜色校正,将颜色校正后的图像作为颜色恢复后的图像。
本发明上述实施例提供的图像颜色恢复方法基于原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值,计算原始图像的亮度分量,该亮度分量保留着近红外光透雾、噪声低、亮度高的优点,同时计算原始图像的每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,以获得消除了近红外光的第一RGB图像。并进一步基于所述原始图像的亮度分量以及所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,获得颜色恢复后的图像,使得该颜色恢复后的图像既有近红外光透雾、噪声低、亮度高的优点,又具有良好的颜色。
相应的,本发明实施例还提供了一种图像颜色恢复装置,图6是所述图像颜色恢复装置20的结构示意图。
参考图6,所述图像颜色恢复装置20包括存储器201、处理器202和信号处理模块203。所述存储器201上存储有可在所述处理器202上运行的计算机程序,所述处理器202执行所述计算机程序时,控制所述信号处理模块203执行以下步骤:获取原始图像;确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值;基于所述C、M、Y、W四个颜色通道值,计算所述原始图像的亮度分量以及每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,获得第一RGB图像;计算所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量;基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量,以获得所述YUV图像;以及将所述YUV图像转换为第二RGB图像,作为颜色恢复后的图像。
在一些实施例中,所述原始图像基于具有CMYW滤色器阵列的图像传感器获得。
在一些实施例中,确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值包括:基于去马赛克处理,确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值。
在一些实施例中,所述原始图像每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值基于公式(1)而计算:
其中,C、M、Y、W分别是所述原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值,R、G、B分别是对应的R、G、B三个颜色通道值,k1、k2、k3是修正系数。
在一些实施例中,所述原始图像的亮度分量基于公式(2)而计算:
Y0=(C+M+Y+W)/4 (2),
其中,Y0是所述原始图像的亮度分量,C、M、Y、W分别是所述原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值。
在一些实施例中,所述计算第一RGB图像的亮度分量和颜色分量包括:基于所述原始图像的亮度分量对所述第一RGB图像进行降噪处理,获得第三RGB图像;对所述第三RGB图像进行白平衡,获得第四RGB图像;以及计算所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量。
在一些实施例中,基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量包括:基于所述原始图像的亮度分量和所述第四RGB图像的亮度分量,计算所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量;以及基于所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量以及所述YUV图像的亮度分量,计算所述YUV图像的颜色分量。
在一些实施例中,所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量基于公式(3)而计算:
Y’=α*Y0+(1-α)*Y’1 (3),
其中,Y’是所述YUV图像的亮度分量,Y0是所述原始图像的亮度分量,Y’1是所述第四RGB图像的亮度分量,α是用于调节图像亮度分量中近红外光的比例的系数,0<=α<=1。
在一些实施例中,所述YUV图像的颜色分量基于公式(4)而计算:
其中,U’和V’是所述YUV图像的颜色分量,Y’是所述YUV图像的亮度分量,U’1和V’1是所述第四RGB图像的颜色分量,Y’1是所述第四RGB图像的亮度分量。
在一些实施例中,所述信号处理模块203还适于执行:将所述YUV图像转换为所述第二RGB图像之后,对所述第二RGB图像进行颜色校正,将颜色校正后的图像作为颜色恢复后的图像。
在一些实施例中,所述处理器202或所述信号处理模块203可以为DSP、CPU、MCU、ARM、FPGA等。
关于所述图像颜色恢复装置20的工作原理、工作方式的更多内容,可以参照图3至图5中所示实施例的相关描述,在此不再赘述。
参考图7,图7是本发明实施例提供的一种摄像装置的结构示意图。
所述摄像装置30包括光学透镜301、图像传感器302以及上述图像颜色恢复装置20。在一些实施例中,所述图像传感器302为具有CMYW滤色器阵列的图像传感器。
本发明实施例还提供了一种存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令运行时执行上述图像颜色恢复方法的步骤。所述存储介质可以包括ROM、RAM、磁盘或光盘等。所述存储介质还可以包括非挥发性存储器(non-volatile)或者非瞬态(non-transitory)存储器等。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (22)
1.一种图像颜色恢复方法,其特征在于,包括:
获取原始图像;
确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值;
基于所述C、M、Y、W四个颜色通道值,计算所述原始图像的亮度分量以及每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,获得第一RGB图像;
计算所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量;
基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量,以获得所述YUV图像;以及
将所述YUV图像转换为第二RGB图像,作为颜色恢复后的图像。
2.根据权利要求1所述的图像颜色恢复方法,其特征在于,所述原始图像基于具有CMYW滤色器阵列的图像传感器获得。
3.根据权利要求1所述的图像颜色恢复方法,其特征在于,确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值包括:
基于去马赛克处理,确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值。
5.根据权利要求1所述的图像颜色恢复方法,其特征在于,所述原始图像的亮度分量基于公式(2)而计算:
Y0=(C+M+Y+W)/4 (2),其中,Y0是所述原始图像的亮度分量,C、M、Y、W分别是所述原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值。
6.根据权利要求1所述的图像颜色恢复方法,其特征在于,所述计算第一RGB图像的亮度分量和颜色分量包括:
基于所述原始图像的亮度分量对所述第一RGB图像进行降噪处理,获得第三RGB图像;
对所述第三RGB图像进行白平衡,获得第四RGB图像;以及
计算所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量。
7.根据权利要求6所述的图像颜色恢复方法,其特征在于,基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量包括:
基于所述原始图像的亮度分量和所述第四RGB图像的亮度分量,计算所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量;以及
基于所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量以及所述YUV图像的亮度分量,计算所述YUV图像的颜色分量。
8.根据权利要求7所述的图像颜色恢复方法,其特征在于,所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量基于公式(3)而计算:
Y’=α*Y0+(1-α)*Y’1 (3),
其中,Y’是所述YUV图像的亮度分量,Y0是所述原始图像的亮度分量,Y’1是所述第四RGB图像的亮度分量,α是用于调节图像亮度分量中近红外光的比例的系数,0<=α<=1。
10.根据权利要求1所述的图像颜色恢复方法,其特征在于,将所述YUV图像转换为所述第二RGB图像之后,所述方法还包括:
对所述第二RGB图像进行颜色校正,将颜色校正后的图像作为颜色恢复后的图像。
11.一种图像颜色恢复装置,包括:存储器、处理器和信号处理模块,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时,控制所述信号处理模块执行以下步骤:
获取原始图像;
确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值;
基于所述C、M、Y、W四个颜色通道值,计算所述原始图像的亮度分量以及每个像素对应的R、G、B三个颜色通道值,获得第一RGB图像;
计算所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量;
基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量,以获得所述YUV图像;以及
将所述YUV图像转换为第二RGB图像,作为颜色恢复后的图像。
12.根据权利要求11所述的图像颜色恢复装置,其特征在于,所述原始图像基于具有CMYW滤色器阵列的图像传感器获得。
13.根据权利要求11所述的图像颜色恢复装置,其特征在于,所述确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值包括:
基于去马赛克处理,确定所述原始图像每个像素对应的C、M、Y、W四个颜色通道值。
15.根据权利要求11所述的图像颜色恢复装置,其特征在于,所述原始图像的亮度分量基于公式(2)而计算:
Y0=(C+M+Y+W)/4 (2),其中,Y0是所述原始图像的亮度分量,C、M、Y、W分别是所述原始图像的C、M、Y、W四个颜色通道值。
16.根据权利要求11所述的图像颜色恢复装置,其特征在于,所述计算第一RGB图像的亮度分量和颜色分量包括:
基于所述原始图像的亮度分量对所述第一RGB图像进行降噪处理,获得第三RGB图像;
对所述第三RGB图像进行白平衡,获得第四RGB图像;以及
计算所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量。
17.根据权利要求16所述的图像颜色恢复装置,其特征在于,所述基于所述原始图像的亮度分量、所述第一RGB图像的亮度分量和颜色分量,计算所述第一RGB图像对应的YUV图像的亮度分量和颜色分量包括:
基于所述原始图像的亮度分量和所述第四RGB图像的亮度分量,计算所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量;以及
基于所述第四RGB图像的亮度分量和颜色分量以及所述YUV图像的亮度分量,计算所述YUV图像的颜色分量。
18.根据权利要求17所述的图像颜色恢复装置,其特征在于,所述第四RGB图像对应的YUV图像的亮度分量基于公式(3)而计算:
Y’=α*Y0+(1-α)*Y’1 (3),
其中,Y’是所述YUV图像的亮度分量,Y0是所述原始图像的亮度分量,Y’1是所述第四RGB图像的亮度分量,α是用于调节图像亮度分量中近红外光的比例的系数,0<=α<=1。
20.根据权利要求11所述的图像颜色恢复装置,其特征在于,所述信号处理模块还适于执行:
将所述YUV图像转换为所述第二RGB图像之后,对所述第二RGB图像进行颜色校正,将颜色校正后的图像作为颜色恢复后的图像。
21.一种摄像装置,其特征在于,包括光学透镜、图像传感器以及如权利要求11-20任一项所述的图像颜色恢复装置。
22.一种存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,所述计算机指令运行时执行权利要求1至10中任一项所述的图像颜色恢复方法的步骤。
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