專利名稱：一種用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字?jǐn)z像裝置領(lǐng)域，尤其涉及數(shù)字?jǐn)z像裝置獲取圖像的過程中的色偏校正方法。
背景技術(shù)：
在數(shù)字?jǐn)z像裝置獲取圖象的過程中，由于各方面的原因，使得圖象中的某種或某些顏色與期望的顏色略有偏差?，F(xiàn)在的色偏校正方法一般只提供r，g，b三個分量的調(diào)整。在調(diào)整過程中，一般是將攝像裝置對準(zhǔn)某個標(biāo)準(zhǔn)色板，通過左右移動R，G，B三個分量的滑塊來使得獲取的圖象上各種顏色盡量達到或接近標(biāo)準(zhǔn)色板上的顏色。在上述方法中，可以發(fā)現(xiàn)以下不足之處1.可供調(diào)整的工具很少，只可以通過三個自由度r，g，b來對色偏進行調(diào)整。2.調(diào)整過程比較費時，往往是剛把某個顏色跟色板上的標(biāo)準(zhǔn)顏色調(diào)好了，又引起其他某一個或某幾個顏色發(fā)生偏差。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法。它可以提供9個自由度對色偏進行靈活、快速、準(zhǔn)確的調(diào)整。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實現(xiàn)一種用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法，其步驟為1)在某一光照條件下，取出標(biāo)準(zhǔn)色板上所有顏色的各顏色分量；2)在相同光照條件下，取出數(shù)字?jǐn)z像裝置獲得的圖像中的N種顏色的各顏色分量(r1，g1，b1)，...，(rN，gN，bN)，N≥9；3)從步驟1)所述的所有顏色的各顏色分量中取出與步驟2)中的N種顏色對應(yīng)的顏色的各顏色分量(R1，G1，B1)，...，(RN，GN，BN)，N≥9；4)設(shè)定3*3矩陣A作為變換系數(shù)矩陣，并根據(jù)顏色分量(r1，g1，b1)，...，(rN，gN，bN)和顏色分量(R1，G1，B1)，...，(RN，GN，BN)計算出變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值；5)根據(jù)變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值來調(diào)節(jié)數(shù)字?jǐn)z像裝置獲取的圖像的所有顏色的各顏色分量。
上述色板為麥卡貝斯色彩檢查圖。步驟4)中采用均方誤差最小的方法來計算變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值。
在大多數(shù)情況下，采用上述方法已經(jīng)能夠調(diào)整顏色的偏差。然而，仍然有某些少數(shù)場合下，達不到令人滿意的調(diào)整效果。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，這主要是由于某種顏色分量與期望的顏色分量之間存在固有的偏移。
為了達到更加滿意的顏色調(diào)整效果，并提供12個自由度對色偏進行靈活、快速、準(zhǔn)確的調(diào)整。
上述方法中的步驟2)和步驟3)中的N≥12；上述方法中的步驟4)中還包括設(shè)定3*1的向量D作為偏移向量，并根據(jù)顏色分量(r1，g1，b1)，...，(rN，gN，bN)和顏色分量(R1，G1，B1)，...，(RN，GN，BN)計算出偏移向量D中的3個參數(shù)的值；上述方法中的步驟5)為根據(jù)變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)及偏移向量D中的3個參數(shù)的值來調(diào)節(jié)數(shù)字?jǐn)z像裝置獲取的圖像的所有顏色的各顏色分量。
本發(fā)明只需要把標(biāo)準(zhǔn)色板上的各個顏色值預(yù)先計算出來，然后根據(jù)數(shù)字?jǐn)z像裝置獲得的圖像的N種顏色的各顏色分量與標(biāo)準(zhǔn)色板中相同顏色的各顏色分量，可以自動估算出變換系數(shù)矩陣A，以及偏移向量D中的3個參數(shù)。然后利用變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)及偏移向量D中的3個參數(shù)對數(shù)字?jǐn)z像裝置獲得的圖像進行色偏校正，這樣可以通過12個自由度對色偏進行調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)更靈活的調(diào)整能力。本發(fā)明調(diào)整過程完全自動化，大大提高工作效率。變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)及偏移向量D中的3個參數(shù)的值采用均方誤差最小的方法計算得出，從數(shù)學(xué)理論的角度來看，這樣得到的參數(shù)是最優(yōu)的。


圖1為本發(fā)明的流程圖；圖2為本發(fā)明具體實施方式
的流程圖。
下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明進行進一步說明。
參看圖1，一種用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法，其步驟為1)在某一光照條件下，計算出麥卡貝斯色彩檢查圖(MacbethColorChecker(R) Color Rendition Chart)所有顏色的各顏色分量；2)在相同光照條件下，取出數(shù)字?jǐn)z像裝置獲得的圖像中的N種顏色的各顏色分量(r1，g1，b1)，...，(rN，gN，bN)，N≥9；3)從步驟1)所述的所有顏色的各顏色分量中取出與步驟2)中的N種顏色相對應(yīng)的顏色的各顏色分量(R1，G1，B1)，...，(RN，GN，BN)，N≥9；4)設(shè)定3*3矩陣A作為變換系數(shù)矩陣，并根據(jù)顏色分量(r1，g1，b1)，...，(rN，gN，bN)和顏色分量(R1，G1，B1)，...，(RN，GN，BN)計算出變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值；5)根據(jù)變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值來調(diào)節(jié)數(shù)字?jǐn)z像裝置獲取的圖像的所有顏色的各顏色分量。
參看圖2，一種用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法，其步驟為1)計算出麥卡貝斯色彩檢查圖(Macbeth ColorChecker(R) ColorRendition Chart)所有顏色的各顏色分量；2)取出數(shù)字?jǐn)z像裝置獲得的圖像中的N種顏色的各顏色分量(r1，g1，b1)，...，(rN，gN，bN)，N≥12；3)從步驟1)所述的所有顏色的各顏色分量中取出與步驟2)中的N種顏色相同的顏色的各顏色分量(R1，G1，B1)，...，(RN，GN，BN)，N≥12；4)設(shè)定3*3矩陣A作為變換系數(shù)矩陣，設(shè)定3*1的向量D作為偏移向量。根據(jù)顏色分量(r1，g1，b1)，...，(rN，gN，bN)和顏色分量(R1，G1，B1)，...，(RN，GN，BN)計算出變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)以及偏移向量D中的3個參數(shù)的值；5)根據(jù)變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)及偏移向量D中的3個參數(shù)的值來調(diào)節(jié)數(shù)字?jǐn)z像裝置獲取的圖像的所有顏色的各顏色分量。
下面詳細論述如何計算變換系數(shù)矩陣A中的3*3個變換參數(shù)的值及偏移向量D中的3個參數(shù)的值。令r′g′b′=A*rgb+D----(1)]]>其中，A=a11a12a13a21a22a23a31a32a33,D=D1D2D3]]>首先考慮求A矩陣?yán)锏牡谝恍腥齻€參數(shù)[a11a12a13]
考察下面的式子r′＝a11*r+a12*g+a13*b+D1(2)定義y=Σi=1N(Ri-ri′)2----(3)]]>我們希望y最小。
把(2)代入(3)，得到y(tǒng)=Σi=1N(Ri-a11*ri-a12*gi-a13*bi-D1)2----(4)]]>對(4)式求偏導(dǎo)數(shù)，得到 令各偏導(dǎo)數(shù)為0，并稍做整理，可以得到
令H=Σiri2ΣirigiΣiribiΣiriΣigiriΣigi2ΣigibiΣigiΣibiriΣibigiΣibi2ΣibiΣiriΣigiΣibi1,]]>h=ΣiriRiΣigiRiΣibiRiΣiRi]]>，可以通過下式求出[a11a12a13D1][a11a12a13D1]T＝H-1*h用同樣的方法可以求出A矩陣及D向量里的其他幾個參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法，其步驟為1)在某一光照條件下，取出標(biāo)準(zhǔn)色板上所有顏色的各顏色分量；2)在相同光照條件下，取出數(shù)字?jǐn)z像裝置獲得的圖像中的N種顏色的各顏色分量(r1，g1，b1)，...，(rN，gN，bN)，N≥9；3)從步驟1)所述的所有顏色的各顏色分量中取出與步驟2)中的N種顏色對應(yīng)的顏色的各顏色分量(R1，G1，B1)，...，(RN，GN，BN)，N≥9；4)設(shè)定3*3矩陣A作為變換系數(shù)矩陣，并根據(jù)顏色分量(r1，g1，b1)，...，(rN，gN，bN)和顏色分量(R1，G1，B1)，...，(RN，GN，BN)計算出變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值；5)根據(jù)變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值來調(diào)節(jié)數(shù)字?jǐn)z像裝置獲取的圖像的所有顏色的各顏色分量。
2.按照權(quán)利要求1所述用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法，其特征在于，所述步驟1)中的色板為麥卡貝斯色彩檢查圖。
3.按照權(quán)利要求1所述用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法，其特征在于，所述步驟4)中采用均方誤差最小的方法來計算變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值。
4.按照權(quán)利要求1所述用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法，其特征在于，所述步驟2)和步驟3)中的N≥12；所述步驟4)中還包括設(shè)定3*1的向量D作為偏移向量，并根據(jù)顏色分量(r1，g1，b1)，...，(rN，gN，bN)和顏色分量(R1，G1，B1)，...，(RN，GN，BN)計算出偏移向量D中的3個參數(shù)的值；所述步驟5)為根據(jù)變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)及偏移向量D中的3個參數(shù)的值來調(diào)節(jié)數(shù)字?jǐn)z像裝置獲取的圖像的所有顏色的各顏色分量。
5.按照權(quán)利要求4所述用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法，其特征在于，所述步驟1)中的色板為麥卡貝斯色彩檢查圖。
6.按照權(quán)利要求4所述用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法，其特征在于，所述步驟4)中采用均方誤差最小的方法來計算變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值及偏移向量D中的3個參數(shù)的值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于數(shù)字?jǐn)z像裝置的色偏自動校正方法，屬于數(shù)字?jǐn)z像裝置領(lǐng)域。本發(fā)明可以提供9個自由度對色偏進行靈活、快速、準(zhǔn)確的調(diào)整。本發(fā)明步驟為在相同光照條件下，取出數(shù)字?jǐn)z像裝置獲得的圖像中的N種顏色的各顏色分量；從所有顏色的各顏色分量中取出與上述的N種顏色對應(yīng)的顏色的各顏色分量；設(shè)定3＊3矩陣A作為變換系數(shù)矩陣，并根據(jù)顏色分量計算出變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值；根據(jù)變換系數(shù)矩陣A中的9個變換參數(shù)的值來調(diào)節(jié)數(shù)字?jǐn)z像裝置獲取的圖像的所有顏色的各顏色分量。
文檔編號H04N5/225GK1622596SQ20041000879
公開日2005年6月1日 申請日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者王浩 申請人:北京中星微電子有限公司