一種圖像自動白平衡方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種自動白平衡方法，該方法包括步驟：獲取LED白光燈的驅(qū)動電流值；判斷所述驅(qū)動電流值是否超過預設(shè)的閾值，若是，則將當前圖像的環(huán)境色溫設(shè)置為預設(shè)的色溫值，若否，則計算當前圖像的環(huán)境色溫值；根據(jù)當前圖像的環(huán)境色溫值進行色溫增益計算，獲取增益系數(shù)u和v；根據(jù)所述增益系數(shù)u和v對下一幅圖像進行色溫調(diào)節(jié)；重復執(zhí)行上述步驟，直至色差信號Cr和Cb小于預設(shè)的閾值。本發(fā)明還公開一種自動白平衡裝置，本發(fā)明能有效減小補光燈對白平衡的影響，提高白平衡效果和成像質(zhì)量。
【專利說明】一種圖像自動白平衡方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字成像領(lǐng)域，特別是涉及一種圖像自動白平衡方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]白平衡的基本概念是“不管在任何光源下，都能將白色物體還原為白色”。自動白平衡和自動曝光都是前端數(shù)字成像設(shè)備的必備功能，其實現(xiàn)的好壞直接影響視頻的質(zhì)量。
[0003]自然界的色溫跨度極寬，我們常見的高壓鈉光路燈色溫可低至1800K，而水域上空的晴朗藍天色溫可達27000K，自動白平衡算法可以確保成像設(shè)備在不同色溫環(huán)境中的良好的顏色表現(xiàn)。
[0004]由于前端設(shè)備的感光器件存在局限性，當光照條件不好時，不能呈現(xiàn)良好的視頻效果，主要表現(xiàn)在噪點增多、細節(jié)分辨能力下降、暗區(qū)物體無法辨識等問題，目前安防領(lǐng)域通過增加輔助光源的方案解決上述問題。當前業(yè)界的輔助光源主要有兩種，即紅外LED燈和白光LED燈，兩者的主要區(qū)別在于光的波長不同，紅外LED燈只能用于黑白視頻，對于既需要良好的低照效果又需要彩色視頻的場合并不適用，同時由于存在發(fā)熱和壽命問題，紅外LED燈一直飽受詬病。而白光LED燈是節(jié)能環(huán)保的新型綠色照明燈具，是一種可見光，屬于冷光源，所以不會發(fā)熱且壽命長，廣泛用于安防監(jiān)控的輔助照明，因成像設(shè)備夜晚在白光燈的輔助照明情況下，攝取的圖像是彩色的，可滿足特殊應(yīng)用對于圖像一直是彩色的要求。
[0005]由于LED白光燈有其特定的波長和光照特性，會對白平衡時色溫計算產(chǎn)生一定的影響，影響白平衡效果和成像質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種自動白平衡方法，該方法能夠有效降低LED白光燈對白平衡的影響，提高成像質(zhì)量。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種自動白平衡方法，包括步驟:獲取LED白光燈的驅(qū)動電流值；判斷所述驅(qū)動電流值是否超過預設(shè)的閾值，若是，則將當前圖像的環(huán)境色溫設(shè)置為預設(shè)的色溫值，若否，則計算當前圖像的環(huán)境色溫值；根據(jù)當前圖像的環(huán)境色溫值進行色溫增益計算，獲取增益系數(shù)U和V ;根據(jù)所述增益系數(shù)U和V對下一幅圖像進行色溫調(diào)節(jié)；重復執(zhí)行上述步驟，直至色差信號Cr和Cb小于預設(shè)的閾值。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種另一技術(shù)方案:
[0010]一種自動白平衡裝置，包括電流獲取模塊、判斷模塊、增益計算模塊、色溫調(diào)節(jié)模塊和循環(huán)模塊；所述電流獲取模塊用于獲取LED白光燈的驅(qū)動電流值；所述判斷模塊用于判斷所述驅(qū)動電流值是否超過預設(shè)的閾值，若是，則將當前圖像的環(huán)境色溫設(shè)置為預設(shè)的色溫值，若否，則計算當前圖像的環(huán)境色溫值；所述增益計算模塊用于根據(jù)當前圖像的環(huán)境色溫值進行色溫增益計算，獲取增益系數(shù)u和V ;所述色溫調(diào)節(jié)模塊用于根據(jù)所述增益系數(shù)u和V對下一幅圖像進行色溫調(diào)節(jié)；所述循環(huán)模塊用于重復調(diào)用上述模塊，直至色差信號Cr和Cb小于預設(shè)的閾值。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中存在的白平衡效果及成像效果不佳的問題，本發(fā)明通過將LED白光燈的驅(qū)動電流納入白平衡控制的參考因素中，判斷所述驅(qū)動電流值是否超過預設(shè)的閾值，若是，則將當前圖像的環(huán)境色溫設(shè)置為預設(shè)的色溫值，因此，有效減小LED白光燈對白平衡的影響，從而提高自動白平衡的效果和成像質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一實施方式中一種自動白平衡方法的執(zhí)行方法流程圖；
[0013]圖2為本發(fā)明一實施方式中一種自動白平衡裝置的功能結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]主要標號說明:
[0015]10-電流獲取模塊；20_判斷模塊；30_增益計算模塊；40_色溫調(diào)節(jié)模塊；50_循環(huán)模塊。

【具體實施方式】
[0016]名詞解釋:
[0017]色差信號Cr和Cb =YCbCr空間的視頻信號表示，Cb為藍色分量與亮度信號的差值，Cr為紅色分量與亮度信號的差值；
[0018]增益系數(shù)u和V:系統(tǒng)自定義參數(shù)，u和V分別為Cr和Cb的增益校正因子
[0019]約束條件α、β和Y:系統(tǒng)自定義參數(shù)，α、β和Y均為預設(shè)的約束值，由大量的場景測試和燈箱測試統(tǒng)計獲得；
[0020]為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0021]本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:通過判斷LED白光燈驅(qū)動電流來設(shè)定自動白平衡的圖像環(huán)境色溫，有效減小LED白光燈對白平衡的影響，從而提高自動白平衡的效果和成像質(zhì)量。
[0022]請參閱圖1，一種自動白平衡方法，包括步驟:
[0023]S1、獲取LED白光燈的驅(qū)動電流值；
[0024]S2、判斷所述驅(qū)動電流值是否超過預設(shè)的閾值，若是，則將當前圖像的環(huán)境色溫設(shè)置為預設(shè)的色溫值，若否，則計算當前圖像的環(huán)境色溫值；
[0025]S3、根據(jù)當前圖像的環(huán)境色溫值進行色溫增益計算，獲取增益系數(shù)u和V ;
[0026]S4、根據(jù)所述增益系數(shù)u和V對下一幅圖像進行色溫調(diào)節(jié)；
[0027]S5、重復執(zhí)行上述步驟，直至色差信號Cr和Cb小于預設(shè)的閾值。
[0028]本發(fā)明所設(shè)計的自動白平衡是在YUV空間進行的，不考慮亮度信號Y，使用色差信號Cr、Cb進行運算。處理器首先獲得色差信號Cr、Cb,當色差信號Cr、Cb大于預設(shè)的色溫閾值時，計算圖像的環(huán)境色溫，并根據(jù)環(huán)境色溫進行增益計算，獲得調(diào)整增益系數(shù)u和V，然后U、V值返回給下一幅圖像做色溫調(diào)節(jié)，如果下一幅圖像色溫估計還沒有通過，則繼續(xù)迭代，反之，結(jié)束迭代過程，即當Cr、Cb小于預設(shè)的閾值，即完成了一次自動白平衡的運算。
[0029]其中，環(huán)境色溫計算是攝像機自動白平衡算法的三個基本操作中最重要的一環(huán)，色溫估計必須估算出正確的色差，才能保證后續(xù)操作的正確性，特別是在參考圖像充滿大面積彩色時，算法必須具有一定的魯棒性，以保證色彩的完整性。
[0030]本發(fā)明針對色溫計算這一環(huán)節(jié)，進行了優(yōu)化處理，充分考慮LED白光燈對實際使用的影響，因此，當色差信號Cr、Cb大于預設(shè)的色溫閾值時，獲取LED白光燈的驅(qū)動電流值，通過將所述驅(qū)動電流與預設(shè)的電流閾值進行比較，判斷當前環(huán)境的色溫主導色溫，當驅(qū)動電流大于電流閾值時說明LED白光燈的色溫是當前圖像的主導色溫，其余燈光的色溫對于成像設(shè)備的影響較小，因此將當前圖像的環(huán)境色溫值定LED白光燈的色溫，在本實施方式中所述色溫設(shè)定為6000K至7000K，從而有效減小低照時的色溫計算誤判。
[0031]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:通過對LED白光燈驅(qū)動電流的采集與判斷來調(diào)整當前圖像的環(huán)境色溫，有效減小低照時的色溫計算誤判，提高自動白平衡的效果和成像質(zhì)量。
[0032]進一步的，為了能更加準確的計算當前圖像的環(huán)境色溫值，本實施方式在在預設(shè)的約束條件α、β和Y下對當前圖像的環(huán)境色溫進行色溫估計得到當前圖像的環(huán)境色溫值，其中，α、β和Υ均為預設(shè)的約束值，α、β和Y由大量的場景測試和燈箱測試統(tǒng)計獲得最終確定下來的約束條件，如公式I所示:

【權(quán)利要求】
1.一種自動白平衡方法，其特征在于，包括步驟: 獲取LED白光燈的驅(qū)動電流值； 判斷所述驅(qū)動電流值是否超過預設(shè)的閾值，若是，則將當前圖像的環(huán)境色溫設(shè)置為預設(shè)的色溫值，若否，則計算當前圖像的環(huán)境色溫值； 根據(jù)當前圖像的環(huán)境色溫值進行色溫增益計算，獲取增益系數(shù)u和V ; 根據(jù)所述增益系數(shù)u和V對下一幅圖像進行色溫調(diào)節(jié)； 重復執(zhí)行上述步驟，直至色差信號Cr和Cb小于預設(shè)的閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動白平衡方法，其特征在于，所述“計算當前圖像的環(huán)境色溫值”的方法為:在預設(shè)的約束條件下對當前圖像的環(huán)境色溫進行色溫估計得到當前圖像的環(huán)境色溫值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動白平衡方法，其特征在于，當所述驅(qū)動電流值超過預設(shè)的閾值時，將當前圖像的環(huán)境色溫設(shè)置為6500K。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動白平衡方法，其特征在于，在所述步驟“獲取LED白光燈的驅(qū)動電流值”前還包括步驟: 獲取當前圖像的亮度值，根據(jù)所述亮度值調(diào)整光圈大小、快門速度、自動增益和LED白光燈驅(qū)動電流進行自 動曝光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動白平衡方法，其特征在于，在進行自動曝光時，優(yōu)先調(diào)整光圈大小和快門速度進行自動曝光，當光圈大小和快門速度超過預設(shè)的閾值時，再調(diào)整自動增益和LED白光燈驅(qū)動電流進行自動曝光。
6.一種自動白平衡裝置，其特征在于，包括電流獲取模塊、判斷模塊、增益計算模塊、色溫調(diào)節(jié)模塊和循環(huán)模塊； 所述電流獲取模塊用于獲取LED白光燈的驅(qū)動電流值； 所述判斷模塊用于判斷所述驅(qū)動電流值是否超過預設(shè)的閾值，若是，則將當前圖像的環(huán)境色溫設(shè)置為預設(shè)的色溫值，若否，則計算當前圖像的環(huán)境色溫值； 所述增益計算模塊用于根據(jù)當前圖像的環(huán)境色溫值進行色溫增益計算，獲取增益系數(shù)u和V ; 所述色溫調(diào)節(jié)模塊用于根據(jù)所述增益系數(shù)U和V對下一幅圖像進行色溫調(diào)節(jié)； 所述循環(huán)模塊用于重復調(diào)用上述模塊，直至色差信號Cr和Cb小于預設(shè)的閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動白平衡裝置，其特征在于，所述判斷模塊包括色溫估計單元，所述色溫估計單元用于在預設(shè)的約束條件下對當前圖像的環(huán)境色溫進行色溫估計得到當前圖像的環(huán)境色溫值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動白平衡裝置，其特征在于，所述判斷模塊包括色溫設(shè)置單元，所述色溫設(shè)置單元用于當所述驅(qū)動電流值超過預設(shè)的閾值時，將當前圖像的環(huán)境色溫設(shè)置為6500K。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動白平衡裝置，其特征在于，還包括自動曝光模塊，所述自動曝光模塊用于獲取當前圖像的亮度值，根據(jù)所述亮度值調(diào)整光圈大小、快門速度、自動增益和LED白光燈驅(qū)動電流進行自動曝光。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動白平衡裝置，其特征在于，所述自動曝光模塊包括參數(shù)設(shè)置單元，所述參數(shù)設(shè)置單元用于在進行自動曝光時，優(yōu)先調(diào)整光圈大小和快門速度進行自動曝 光，當光圈大小和快門速度超過預設(shè)的閾值時，再調(diào)整自動增益和LED白光燈驅(qū)動電流進行自動曝光。
【文檔編號】H04N9/73GK104079909SQ201410353219
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】張艷玲, 劉付輝生, 范鐵道, 李修新 申請人:深圳英飛拓科技股份有限公司