全自動高效計算的顏色一致性方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及數字設備成像以及圖像處理技術領域，特別涉及RGB彩色圖像，以及 與之對應的RGB圖像的顏色一致性視覺增強。
【背景技術】
[0002] 隨著可拍攝的數字設備的逐漸普及，越來越多的消費者使用普通數字設備來拍攝 視頻或者圖片，這些數字影像對用戶來說，都記錄了一些特定的人物或者事件，因而具有特 定的意義。然而，對于普通消費者來說，很難獲得專業的攝像設備所得到的專業級的影像。 很多情況下，不同的光照得到的場景的顏色是不一樣的。而人眼在很大程度上，能夠自適應 這些光線的變化，準確辨識這些顏色。用戶拍攝圖像或者視頻時所用到的數字設備，對場 景中的光線并不具備與人眼一樣的自適應光線變化的特性，這種特性表現在拍攝出來的圖 像，與用戶視覺直接感知到的場景的顏色有偏差，而對這種顏色偏差的校正，就需要對顏色 的一致性做調節，以盡量獲取到與真是場景顏色一致的數字影像。
[0003] 對圖像的顏色一致性的校正，或者稱為顏色白平衡，大概可以分為：（1)直接 對圖像使用固定參數做全局的顏色校正，最著名和最常用到的一個假設是灰度世界假 設（gray-world assumption)是：在中性光源的場景中，物體對光的反射的平均值是沒 有顏色的，典型的如Gray World方法；另外一個知名的假設是白塊假設（white-patch assumption) :RGB通道中的最大顏色響應是由最理想的反射導致的，典型的如Max RGB方 法。該類方法主要是用到了比較低層的統計特征，因而計算效率比較高。（2)基于色域的方 法（Gamut-based methods)。該類方法利用色域映射來完成，最開始由Forsyth等人將此方 法引入。它基于這樣一個假設條件：在真實成像的圖像里，對于一個給定的光源，只能獲得 有限的顏色數。該類方法可能會用到顏色的高級特征或者語義特征，因而計算效率比起第 一類方法來說，會低很多。
[0004] 上述方法有一個共同的缺陷就是沒有對成像數字設備（如相機）的顏色過濾結構 對彩色圖像顏色校正所產生的作用做任何考慮。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術中的缺陷，本發明目的是提供一種考慮了數字成像設備的顏色過濾 結構對彩色圖像的高效的顏色一致性校正方法。
[0006] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0007] 本發明對原始彩色RGB圖像先計算各自顏色通道的均值，然后通過顏色均值計算 圖像的均值，利用得到的這些均值，借用相機的顏色過濾結構和顏色色調一致性模型，融合 全局顏色和局部顏色特征，自適應的對圖像的每一個顏色通道的每一個像素點作顏色校 正。用戶還可以根據校正后的圖像，進一步按照自己需求，調節參數，得到更好的結果。
[0008] 本發明所述的全自動高效計算的顏色一致性方法，具體包括以下步驟：
[0009] (1)對原始彩色RGB圖像的三個顏色通道分別計算其平均值；
[0010] (2)對得到的三個顏色通道的平均值再次計算其平均值，得到整個原始彩色圖像 的平均值；
[0011] (3)根據上述步驟獲得的關于圖像顏色的全局特征數據即整個原始彩色圖像的平 均值，對圖像的三個顏色通道分別做校正，得到輸出的視覺增強的圖像；
[0012] 在上述步驟（3)之后，用戶可以調節參數，以滿足對圖像不同質量的調整。
[0013] 本發明充分考慮了在數字成像終端需要實時性的要求，結合顏色過濾結構以及色 調一致性模型，提出全局顏色與局部顏色特征融合的高效率全自動顏色一致性方法。該方 法可以嵌入到數字成像設備中，或者在個人電腦上對后期成像的圖像做顏色一致性校正。
[0014] 與現有技術相比，本發明具有如下收益效果：
[0015] 本發明能有效的改善圖像的視覺質量，使圖像的表現更豐富，更接近原始場景。在 計算效率上，與Gary-world等方法接近，能充分的滿足在高實時性的數字設備等終端上的 使用要求。
[0016] 本發明能有效的對場景的顏色保持一致性，從而方便后續其他的圖像處理。
【附圖說明】
[0017] 通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、 目的和優點將會變得更明顯：
[0018] 圖1為本發明一實施例原始彩色RGB圖像；
[0019] 圖2為本發明一實施例原始彩色RGB圖像的第一種調節方式的不同調節參數的視 覺效果與gray-world方法結果對比；
[0020] 圖3為本發明一實施例原始彩色RGB圖像的第二種調節方式的不同調節參數的視 覺效果與gray-world方法結果對比。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術 人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明 的保護范圍。
[0022] 圖1顯示了一張彩色RGB圖像。從圖中可以看出，圖像明顯發黃，顏色出現了失真。 為了盡量還原原始場景中的真實顏色，需要對其作顏色一致性的校正。在實施之前，先對一 些變量做一些說明。
[0023] 未經顏色一致性校正的彩色圖像X(i, j) = (r(i, j), g(i, j), b(i, j))T，對其校正 后的圖像為邛,)) = f帀,)),邡,/),吣,))f，其中（i，j)表示的是像素在圖像的空間位置，i =1，2,…，n j = 1，2, "'Iib 分別表示圖像的行和列。（r(i, j), g(i, j)，b(i, j))1^示圖像 的R，G，B三個顏色通道分量在位置（i，j)的值。
[0024] 基于上述進行全自動高效計算的顏色一致性方法，具體實施步驟如下：
[0025] (1)對原始彩色RGB圖像的三個顏色通道分別計算其平均值，計算如下：
【主權項】
1. 一種全自動高效計算的顏色一致性方法，用于對彩色圖像視覺增強，其特征在于，所 述方法包括如下步驟： 第一步，對原始彩色RGB圖像的=個顏色通道分別計算其平均值； 第二步，對得到的=個顏色通道的平均值再次計算其平均值，得到整個原始彩色圖像 的平均值； 第=步，根據上述步驟獲得的數據，對圖像的=個顏色通道分別做校正，得到輸出的視 覺增強的圖像。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一步中；對原始彩色RGB圖像的= 個顏色通道分別求取均值，具體為： 設有未經顏色一致性校正的彩色圖像X(i，j) = (r(i，j)，g(i，j)，b(i，j))T，對其校正 后的圖像為n/,;'：)=(帶化抓化如礦，其中a,如表示的是像素在圖像的空間位置，i =1，2,…，n j = 1，2,…，m，分別表示圖像的行和列；(r (i, _]')，g(i, _]')，b(i, j))嗦示圖像 的R，G，B S個顏色通道分量在位置（i，j)的值； R，G，B S個顏色通道分量的均值做如下計算：
r、客、F分別為原始彩色R，G，BS個顏色通道分量的平均值。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，第二步中，整個原始彩色圖像的平均值計 算如下：
〇
4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第=步中，校正的系數為：
〇
5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，對系統參數進行可控調節，進一步將校正 系數修改為：
若設定X在[0, 255]之間取值，則丫 = le5?le7。
6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，丫 = le6。
7. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，對系統參數進行可控調節，進一步將校正 系數修改為：
若設定X在[0, 255]之間取值，則丫 = 20?80。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，丫 =40。
9. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，輸出的視覺增強的圖像為：
〇
10. 根據權利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，上述第=步之后，用戶可W調 節參數，W滿足對圖像不同質量的調整。
【專利摘要】本發明公開了一種全自動高效計算的顏色一致性方法，該方法對原始彩色RGB圖像先計算各自顏色通道的均值，然后通過顏色均值計算圖像的均值，利用得到的這些均值，借用相機的顏色過濾結構和顏色色調一致性模型，融合全局顏色和局部顏色特征，自適應的對圖像的每一個顏色通道的每一個像素點作顏色校正，用戶還可以根據校正后的圖像，進一步按照自己需求，調節參數，得到更好的結果。模擬方法的實驗結果表明，提出的方法能獲得令人賞心悅目的視覺效果。
【IPC分類】G06T5-00
【公開號】CN104599241
【申請號】CN201410742584
【發明人】龍偉, 楊杰
【申請人】上海交通大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月5日