CN1694543A

CN1694543A - 白平衡的自动检测和处理主色系问题的方法

Info

Publication number: CN1694543A
Application number: CN 200410037500
Authority: CN
Inventors: 洪国菁
Original assignee: Tianhan Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Tianhan Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2004-05-09
Filing date: 2004-05-09
Publication date: 2005-11-09

Abstract

本发明公开了一种白平衡的自动检测和处理主色系问题的方法，包括有下列方法：开始调整数字影像的白平衡；计算参考白点与预设色温；判别参考白点的数目是否大于一预定比例；搜集主色系的状态；检测一区块是否为主色系；执行主色系白平衡处理；执行一般白平衡处理；调整蓝色因子与红色因子的增益值；完成白平衡的调整。通过上述的方法找出各色块对色温偏离的预测曲线，由此找出其颜色的偏离值，而藉由该偏离值对照预测曲线，找出最正确色温值，以调整该影像至最接近人眼所看到的色彩。

Description

白平衡的自动检测和处理主色系问题的方法

技术领域

本发明涉及白平衡的自动检测和处理主色系问题的方法，尤指一种应用于数字相机自动白平衡的设定与处理的方法。

背景技术

数字影像的产业于近年蓬勃发展，尤其以数字相机及数字摄影机为代表，而成为数字影像的明星商品。而数字影像电子产品会广受消费者喜欢的原因如下：

(1)具有极佳的便利性：因使用者所拍摄的数字影像，可实时于数字影像电子产品的液晶显示器上做一实时显示，不必如传统相机一般，必须将底片交付冲洗店做一处理后，方可得知拍摄影像的品质。

(2)具有节省费用的特性：传统相机需要购买底片，此为一支出费用，而拍摄完成的底片交付冲洗店冲洗时，必须再支付底片冲洗费及照片输出的费用，因此使用者欲完整看到自己拍摄成果，仅只拍摄一卷底片所需费用就可能达到数百元。而数字相机的影像乃储存于内存或记忆卡中，因此该数字影像可经由传输于计算机的储存媒介(如：硬盘、光盘片、随身碟)…等，看到自己的拍摄影像几乎不需要花费任何费用。

(3)具有极佳学***衡及曝光补偿等种种设定加以变化调整，寻找出最好的拍摄参数，即可让使用者获得宝贵拍照的经验，有助于摄影技术的快速成长。

(4)具有极佳的影像后制特性：利用传统相机拍照，因为无法自行冲洗相片及后制调整相片，故自冲洗店拿回相片后，发现有不良的相片却无法自行补救，只能默默接受拍摄不佳的事实；但数字相机却改变了这种模式，不但可及时检视所拍摄影像的品质，更可透影像处理软件来自行对该影像进行后制工作，而使相片完美地趋近于使用者所看见的拍摄对象，还可对影像进行特殊的效果，更增添拍摄数字影像的乐趣。

因数字影像具有上述的优点，而成为电子市场上最热门的商品之一，亦吸引更多的厂商投入研发产品，因此对于数字相机的结构及其配合应用软件的专利数量便急遽扩张。

自动白平衡为数字相机所应具备功能之一，而自动白平衡的正确性与否关系着成像的照片是否具有正确的色温，而使数字相机所拍摄的影像更能接近人眼所看到的颜色，若数字相机具有良好的白平衡校正的功能，即可省去后制影像的麻烦及不便，因此从事数字相机的制造业者皆莫不努力朝着更好的白平衡判断方法加以改进，因此目前市面的白平衡的检测调整，具有下列的方法：

(I)由(IEEE Transactions on Consumer Electronics，Vol.41，No.3，AUGUST1995)所提出一种模糊逻辑原则(Fuzzy Logic Rules)来找出色温的偏离值，再加以修正。

(II)美国专利号US6069972提出一种分布的分段值(Percentile offrequency distribution)的方法来找出影像的全部参考白点(Global White Point)，再由此来改善影像的品质。

(III)亦有的习知技艺以红外线和紫外线来检测出光源的色温，再去调整受色温偏离的颜色。

以上习知技术仅利用标准参考白点来估计测量的方法，而对于主色系影像容易造成色彩的偏移程度，产生误判的状况，而由本发明标准色板的色块色彩曲线来加以判别校正时，可有效改进习知技术的误差现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种白平衡的自动检测和处理主色系问题的方法，其主要是利用一改良式的Gray World和Fuzzy的方法，而找出参考白点对色温偏离的曲线，再利用一统计方法找出主色系的颜色值，且利用一标准色板(ColorChecker)的色块，而找出各色块对色温偏离的预测曲线，由此找出其颜色的偏离值，而藉由该偏离值对照预测曲线，找出最正确色温值，以调整该影像至最接近人眼所看到的色彩的方法。

为实现上述的目的，本发明的白平衡的自动检测和处理主色系问题的方法包括下列步骤：

开始调整数字影像的白平衡；

计算参考白点与预设色温；

判断参考白点的数目是否大于一预定比例；

搜集主色系的状态；

检测一区块是否为主色系；

执行主色系白平衡处理；

执行一般白平衡处理；

调整蓝色因子与红色因子的增益值；以及

完成白平衡的调整。

下面结合附图以具体实例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的数字影像电子装置处理白平衡的流程图；

图2是本发明所采用标准色板的示意图；

图3A是本发明的参考白点预测曲线图；

图3B是图3A的实施步骤流程图；

图4A是本发明的色彩区块空间图；

图4B是图4A的实施步骤流程图；

图5是本发明的自动白平衡处理的方块流程图；

附图标记说明：11原始影像；12前置处理；13自动白平衡；14后置处理；15纪录影像；21高色温曲线；22低色温曲线；31于灰卡所呈现不同色温中撷取一影像；32由不同曝光时间去定义每一种色温；33求得一线性回归曲线及方程式；41于标准色板的不同色温中撷取一影像；42于不同的色块中求得一线性回归曲线及方程式；43求得一复数颜色不同的色块；51开始调整数字影像的白平衡；52计算参考白点与预设色温；53参考白点的数目是否大于一预定比例；54搜集主色系的状态；55检测一区块是否为主色系；56执行主色系白平衡处理；57执行一般白平衡处理；58调整蓝色因子与红色因子的增益值；59完成白平衡的调整。

具体实施方式

请参阅图1所示的本发明的数字影像电子装置处理白平衡的流程图，其中一原始影像11经由不同光源环境(如：室内日光灯、钨丝灯或室外晴天、阴天)的影响，会使该被拍摄的影像呈现不同于眼睛色温(因人眼会自动调整环境的色温，因而不会产生看见色偏的现象)，而所拍摄的影像会先经前置处理12的作业，再经由一自动白平衡13调整，续经一后置处理14后，方可得到一最终经由白平衡处理过的纪录影像15。

当不同的光线因为时空不同而产生不同的色温变化，标准的色温值预定为4200k，而比该标准色温为低的低色温包括有2800k及2300k，其约呈现偏向红、黄色的色调；反之，比标准色温为高的高色温包括有5000k及6500k，其将呈现偏向青、蓝色的色调，本发明将以前述高、低温及标准色温值的五个基准点，在下列附图中求得参考白点的预测曲线图。

请参阅图2所示的本发明所采用标准色板的示意图，其具有二十四个不同颜色的色块，于其取十八个色块，经由色温分布的测试，即可绘成如后面所叙述图4的色彩区块空间图。

请参阅图3A、图3B所示的本发明的参考白点预测曲线图及其实施步骤流程图，其参考白点预测曲线的求得方法包括：

于灰卡所呈现不同色温中撷取一影像，而该灰卡所截取色温的参考值是如图1中所叙述的五种不同色温基准点，该五种色温分别为6500K、5000k、4200k、2800k及2300k…等；

由不同曝光时间去定义每一种色温；以及求得一线性回归曲线及方程式，且该回归曲线及方程式可分别可区分一组高色温曲线21、低色温曲线22(愈靠近Cb及远离Cr的，表示其色温愈高；反之，则色温愈低，因此由图3A观之，第二象限的色温较低，第四象限的色温较高)，以供不同色温的影像做一校正。

请同时参阅图4A、图4B所示，藉由上述所求得的参考白点预测曲线，可以经由测试求得回归曲线及方程式后，绘制于图4所设置十八种不同颜色所形成的色彩区块空间图(Color Block Space)中，以形成十八组不同的回归曲线及方程式。而该色彩区块空间(Color Block Space)求得方法包括有下列步骤：

于标准色板的不同色温中撷取一影像；

且配合图3B所揭示的方法，于不同的色块中求得一线性回归曲线及方程式；以及

求得一复数颜色不同的色块。

当求得图4的色彩区块空间图(Color Block Space)后，即可配合图5所揭示的自动白平衡处理的方块流程进行自动白平衡的处理，其包括下列步骤：

开始调整数字影像的白平衡51；

计算参考白点与预设色温52；

参考白点的数目是否大于一预定比例53，若其结果为是，执行搜集主色系的状态的步骤；若其结果为否，则执行完成白平衡调整的步骤；

搜集主色系的状态54；

检测一区块是否为主色系55，若其结果为是，则执行主色系白平衡处理；若其结果为否，则执行一般白平衡处理，而该一般的白平衡处理，即指如前述习知技艺第(II)点所称谓标准参考白点来估计测量的方法；

执行主色系白平衡处理56；

执行一般白平衡处理57；

调整蓝色因子与红色因子的增益值58；以及

完成白平衡的调整59。

以上的测试流程为针对影像中的主色系进行白平衡的检测，例如所拍摄的影像主体为一邮筒，那幺该影像的主色系即为一墨绿色做为主色系，并找到与该主色系相邻近的回归曲线及方程式进行白平衡校正处理，若该影像的成像色温偏向低色温(接近红、黄色)时，就与回归曲线的低色温回归曲线做一比较，再校正其偏离值(Offset)；反之，若该影像的成像色温偏向高色温(接近青、蓝色)，就与回归曲线的高色温回归曲线做一比较，再校正其偏离值(Offset)，而其校正的执行方法，乃为执行向量的平移，以补偿色温的偏移量，而补偿色温的方法，为调整蓝色因子与红色因子的增益值(或深、浅比例)，即可达到自动补偿白平衡的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，当不能以此限定本发明所实施的范围。因此，凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应属于本发明的保护范围。

Claims

1、一种白平衡的自动检测和处理主色系问题的方法，包括以下步骤：

开始调整数字影像的白平衡；

计算参考白点与预设色温；

判别参考白点的数目是否大于一预定比例；

搜集主色系的状态；

检测一区块是否为主色系；

执行主色系白平衡处理；

执行一般白平衡处理；

调整蓝色因子与红色因子的增益值；以及

完成白平衡的调整。

2、如权利要求1所述的白平衡的自动检测和处理主色系问题的方法，其中在检测一区块是否为主色系的步骤中，若其结果为是，则执行主色系白平衡处理；若其结果为否，则执行一般白平衡处理。

3、如权利要求1或2所述的白平衡的自动检测和处理主色系问题的方法，其中一般白平衡处理即为以标准参考白点来估计测量的方法。

4、如权利要求1所述的白平衡的自动检测和处理主色系问题的方法，其中在该参考白点的数目是否大于一预定比例的步骤中，若其结果为是，执行搜集主色系的状态的步骤；若其结果为否，则执行完成白平衡调整的步骤。

5、一种参考白点预测曲线的求得方法，包括以下步骤：

于灰卡所呈现不同色温中撷取一影像；

由不同曝光时间去定义每一种色温；以及

求得一线性回归曲线及方程式。

6、一种色彩区块空间的求得方法，包括以下步骤：

于标准色板的不同色温中撷取一影像；

于不同的色块中求得一线性回归曲线及方程式；以及

求得一复数颜色不同的色块。