專利名稱：白平衡處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種白平衡處理裝置，尤其涉及一種可處理數(shù)碼格式圖像 的白平衡處理裝置。
技術(shù)背景白平衡是圖像處理的一種常用技術(shù)。眾所周知，不同光源(如日光， 熒光燈，白熾燈等)里各種色彩分量的比例并不一樣。假如用這些光源照 射同一張白紙，則白紙反射的光線中，各種色彩的分量也不一樣。例如， 使用白熾燈照射時，反射光線中黃色的成分將偏多；使用熒光燈時，藍(lán)色 的成分將偏多。如果用照相機拍攝此時的白紙，得到的圖像也將偏黃或偏 藍(lán)，為此，需要根據(jù)光源的特性，將圖像中各色彩分量的比例進行調(diào)整。 這種調(diào)整即是白平衡處理。而光源中各色彩分量的比例，通常用色溫值來 表征。色溫值越低，光源越偏紅色；色溫值越高，光源越偏藍(lán)色。目前已有的白平衡的處理方法有很多種，其原理大多是估計待處理的 原始圖像(以下簡稱為原始圖像)拍攝時光源的色溫，然后根據(jù)該色溫光 源的偏色情況將圖像的不同色彩分量乘以相應(yīng)的系數(shù)，來進行平衡。這些 方法只考慮了圖像自身的特性，而沒有考慮到人眼在觀看圖像時的特點 對于圖像的彩色部分，少量的色彩偏差并不容易被人所察覺；而對于圖像 的白色部分(如白云，雪花等)， 一旦出現(xiàn)色彩偏差，人將會很容易的感受 到。實踐中，原始圖像的色溫很難估計準(zhǔn)確，如果用該色溫直接進行白平 衡處理，往往會使圖像中白色部分產(chǎn)生偏色，使圖像看起來不真實。 一些處理技術(shù)使用區(qū)域細(xì)分、亮度細(xì)分等方法來避免這一情況的發(fā)生，但其處 理過程往往失于繁瑣。另一方面，早期的白平衡技術(shù)出現(xiàn)于數(shù)字信號處理技術(shù)并不發(fā)達的時 代，且主要針對于攝像機等視頻處理流程進行優(yōu)化。時至今日，數(shù)字信號 處理技術(shù)飛速發(fā)展，數(shù)碼格式的圖像成為主流。更容易采用軟件或硬件電 路實現(xiàn)，更容易處理數(shù)碼格式的圖像，成為白平衡算法新的要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種白平衡處理裝置，經(jīng)處理后的 圖像既可保證原始圖像中白色部分不偏色，又可保留原始圖像中白色的亮 度信息，而且便于使用軟件或硬件電路實現(xiàn)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種白平衡處理裝置，包括預(yù)處理模塊(11)，用于將原始圖像轉(zhuǎn)換成RGB格式圖像，并估計出所 述原始圖像的色溫；白平衡處理模塊(12)，用于區(qū)分所述RGB格式圖像中的像素點為白色 像素點還是為非白色像素點，然后對所述白色像素點和非白色像素點分別 進行相應(yīng)的白平衡處理；后處理模塊(13)，用于剔除經(jīng)所述白平衡處理模塊(12)處理后的圖 像中產(chǎn)生的噪聲點。本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有這樣的有益效果，通過對需進 行白平衡處理的原始圖像中的白色像素點和非白色像素點分別進行不同 方式的白平衡處理，保證了原始圖像中白色部分不偏色，又保留了原始圖 像中白色的亮度信息；同時由于本發(fā)明所述白平衡處理裝置中所使用的運算多為加法和乘法運算，因此非常便于使用軟件或硬件電路來實現(xiàn)；而且 本發(fā)明所述白平衡處理裝置是針對圖像中的每個像素分別進行白平衡處 理的，各像素之間不存在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，因而可通過并行運算來實現(xiàn)，由此加 快了對圖像進行白平衡處理的速度，提高了白平衡處理的效率。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進--步詳細(xì)的說明圖1為本發(fā)明所述白平衡處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明所述白平衡處理裝置中預(yù)處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明所述白平衡處理裝置中白平衡處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為所述白平衡處理模塊中區(qū)域階梯處理單元的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為所述白平衡處理模塊中像素白平衡處理單元的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
如圖1所示為本發(fā)明所述白平衡處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖，主要包括預(yù)處 理模塊ll、白平衡處理模塊12、后處理模塊13。其中，所述預(yù)處理模塊 11主要用于 一根據(jù)原始圖像的亮度、色度信息估計出其對應(yīng)色溫，以備后續(xù)白平衡處理時使用；二將原始圖像轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的RGB格式圖像，以 方便處理。所述白平衡處理模塊12用于區(qū)分所述RGB格式圖像中的像素 點為白色像素點還是為非白色像素點，然后對所述白色像素點和非白色像 素點分別進行相應(yīng)的白平衡處理。所述后處理模塊13主要用于檢査經(jīng)所 述白平衡處理模塊12處理后的圖像是否出現(xiàn)了噪聲點，并對所述噪聲點 進行平滑處理。如圖2所示為本發(fā)明所述預(yù)處理模塊11的結(jié)構(gòu)框圖，包括文件讀取被讀取完畢時，才會讀取另一行的前述子矩陣存儲空間C所存儲的數(shù) 據(jù)。(d) 獲取第(e + l)個前述圖像數(shù)據(jù)矩陣A中w列的子圖像數(shù)據(jù)矩陣 R的數(shù)據(jù)，并存儲至矩陣存儲空間B中的子矩陣存儲空間C中。(e) 從矩陣存儲空間B中(u + v)列的前述子矩陣存儲空間S內(nèi)讀取 第(e + l)個前述圖像數(shù)據(jù)矩陣A的數(shù)據(jù)，當(dāng)1組(u + v)列的前述子矩陣 存儲空間S所存儲的數(shù)據(jù)被讀取完畢時，才會讀取另一組的(11 +v)列的 前述子矩陣存儲空間S所存儲的數(shù)據(jù)。其中，e、 h、 i、 j、 k、 1、 m、 n、 p、 q、 x、 y、 z皆為自然數(shù)，w、 u、 v皆為有理數(shù)，且i <= m、 j <= n、 k <= x、 l<=y、 q <= z?；谏鲜黾捌渌康?，本發(fā)明提出一種存取YUV420格式圖像數(shù) 據(jù)的方法。前述YUV420格式圖像數(shù)據(jù)包括多個圖像數(shù)據(jù)矩陣A，且 每一該些圖像數(shù)據(jù)矩陣A包括m列的子圖像數(shù)據(jù)矩陣R，前述子圖像 數(shù)據(jù)矩陣R包括n行的圖像單元a。前述圖像單元a中包含p個像素， 每一像素使用多個單位的數(shù)據(jù)來表示。前述單位包括第----單位、第二 單位、及第三單位，而w列的前述子圖像數(shù)據(jù)矩陣R的第一單位的數(shù) 據(jù)需以u列的記憶單元b來存儲，且w列的前述子圖像數(shù)據(jù)矩陣R的 第二單位與第三單位的數(shù)據(jù)需以v列的前述記憶單元b來存儲，其中<formula>formula see original document page 14</formula>且定義Ri表示為第i列的子圖像數(shù)據(jù)矩陣R、 ai，j表示為第i列第j行的 圖像單元a。。此存取YUV420格式圖像數(shù)據(jù)的方法包括(f)提供矩陣存儲空間B，用以暫存該些圖像數(shù)據(jù)矩陣A。矩陣存 儲空間B包括x列的子矩陣存儲空間S，前述子矩陣存儲空間S包括y 行的前述記憶單元b。矩陣存儲空間B也表示為包括z行的子矩陣存儲 空間C，每-該子矩陣存儲空間C包括x列的子矩陣存儲空間T，每 --該子矩陣存儲空間T包括h行的前述記憶單元b。矩陣存儲空間C 也表示為包括h行的子矩陣存儲空間D，并且矩陣存儲空間C亦包括 Y列的子矩陣存儲空間E，每一該子矩陣存儲空間E表示為包括3列稱為Pr， Pg， Pb)分別滿足Pr〉A(chǔ)、 Pg〉A(chǔ)和Pb〉A(chǔ)，則認(rèn)為該像素點為白 色像素點。根據(jù)實驗，A取值為220左右時可以取得較好的處理效果，但 本發(fā)明本身并不限定A的具體取值。所述區(qū)域階梯處理單元32用于校正白色像素點的色度偏差。如圖4 所示，在本發(fā)明中所述區(qū)域階梯處理單元32所采用的校正算法為Ir=(Pr+Pg+Pb)/3 Ig=(Pr+Pg+Pb)/3 Ib二(Pr+Pg+Pb)/3 其中，Pr、 Pg、 Pb分別表示校正前一白色像素點的R、 G、 B分量， Ir、 Ig、 Ib分別表示校正后該像素點的R、 G、 B分量。所述像素白平衡處理單元33用于校正非白像素點的色度偏差。如圖 5所示，在本發(fā)明中所述像素白平衡處理單元33所采用的校正算法為Ir=Pr氺r附；Ig二Pg Ib=Pb氺rv,其中，P:r、 Pg、 Pb分別表示校正前某非白像素的R、 G、 B分量，Ir、 Ig、 Ib分別表示校正后該像素的R、 G、 B分量。后處理模塊13主要用于剔除經(jīng)所述白平衡處理模塊12處理后的圖像 中可能產(chǎn)生的噪聲點。在白平衡處理模塊12中，非白像素和白色像素經(jīng) 過了不同的處理，可能會使這兩類像素間的差別拉大。如果存在某白色像 素，其周圍的像素均為非白，該像素將可能成為十分顯眼的"噪聲點"， 反之亦然。為此，在一個實施例中，本發(fā)明所述后處理模塊13通過如卜'方法來剔除經(jīng)所述白平衡處理模塊12處理后的圖像中產(chǎn)生的噪聲點，具 體步驟如下(1)對每個像素點，分別讀取與其相鄰的8個像素點(—匕 下、左、右、左上、右上、左下、右下)；(2)若該像素點為白色像素點， 而且其周圍的像素點均為非白色像素點，或者該像素點為非白色像素點， 而且其周圍的像素點均為白色像素點，則判定該像素點為噪聲點；(3)對 噪聲點像素進行平滑處理。對所述噪聲點進行平滑處理的具體步驟為分別讀取與所述噪聲點相鄰的8個像素點的R分量值，求和后平均以作為所 述噪聲點的R分量值；讀取與所述噪聲點相鄰的8個像素點的G分量值， 求和后平均以作為所述噪聲點的G分量值；讀取與所述噪聲點相鄰的8 個像素點的B分量值，求和后平均以作為所述噪聲點的B分量值。綜上所述，通過本發(fā)明所述白平衡處理裝置對圖像進行白平衡處理實 現(xiàn)起來較為簡潔，而且所使用的運算多為加法和乘法運算，因此無論使用 軟件實現(xiàn)還是硬件電路實現(xiàn)，運算復(fù)雜度都很低。而且在本發(fā)明中進行白 平衡處理的主要模塊，即白平衡處理模塊中，是針對每個像素進行處理的， 各像素之間不存在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，因而可通過并行運算來實現(xiàn)，由此可加快對 圖像進行白平衡處理的速度。
權(quán)利要求
1. 一種白平衡處理裝置，其特征在于，包括預(yù)處理模塊(11)，用于將原始圖像轉(zhuǎn)換成RGB格式圖像，并估計出所述原始圖像的色溫；白平衡處理模塊(12)，用于區(qū)分所述RGB格式圖像中的像素點為白色像素點還是為非白色像素點，然后對所述白色像素點和非白色像素點分別進行相應(yīng)的白平衡處理；后處理模塊(13)，用于剔除經(jīng)所述白平衡處理模塊(12)處理后的圖像中產(chǎn)生的噪聲點。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的白平衡處理裝置，其特征在于，所述預(yù)處理 模塊(11)進一步包括文件讀取轉(zhuǎn)換單元(21)，用于讀入所述原始圖像文件，并將其轉(zhuǎn)化成 RGB格式圖像；亮度分析單元(22)，用于分析所述原始圖像的亮度特性； 色度分析單元(23)，用于分析所述原始圖像的色度特性； 色溫判斷單元(24)，用于根據(jù)所述亮度分析單元(22)和色度分析單 元(23)的分析結(jié)果估計出原始圖像的色溫。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的白平衡處理裝置，其特征在于，所述白平衡 處理模塊(12)進--步包括像素特性判斷單元(31)，用于判斷所述原始圖像的RGB格式圖像的各 個像素點為白色像素點還是非白色像素點；區(qū)域階梯處理單元(32)，用于校正所述原始圖像中白色像素點的色度偏差；像素白平衡單元(33)，用于校正所述原始圖像中非白色像素點的色度 偏差。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的白平衡處理裝置，其特征在于，所述像素特 性判斷單元(31)通過如下方法來判定所述原始圖像的RGB格式圖像的各個 像素點為白色像素點還是非白色像素點預(yù)先設(shè)定一特定門限A，若當(dāng)前像 素點的三個R、 G、 B分量值Pr， Pg, Pb分別滿足:Pr〉A(chǔ)、 Pg〉A(chǔ)和Pb〉A(chǔ)，則認(rèn) 為該像素點為白色像素點，其中0〈A〈255。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的白平衡處理裝置，其特征在于，所述特定門 限A為220。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的白平衡處理裝置，其特征在于，所述區(qū)域 階梯處理單元(32)所采用的校正算法為Ir二(Pr+Pg+Pb)/3 Ig=(Pr+Pg+PbV3 Ib二(Pr+Pg+Pb)/3 其中，Pr、 Pg、 Pb分別表示校正前一白色像素點的R、 G、 B分量，Ir、 Ig、 Ib分別表示校正后所述白色像素點的R、 G、 B分量。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的白平衡處理裝置，其特征在于，所述像素 白平衡處理單元33所采用的校正算法為Ir=Pr氺rra;Ig二Pg Ib二Pb氺rw;其中，Pr、 Pg、 Pb分別表示校正前一非白色像素點的R、 G、 B分量，Ir、 Ig、 Ib分別表示校正后所述非白色像素點的R、 G、 B分量，h,表示當(dāng)前色溫 下的紅色基色系數(shù)，而r^則表示當(dāng)前色溫下的藍(lán)色基色系數(shù)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的白平衡處理裝置，其特征在于，所述后處理 模塊(13)通過如下方法來剔除經(jīng)所述白平衡處理模塊(12)處理后的圖 像中產(chǎn)生的噪聲點，具體步驟如下(1) 對每個像素點，分別讀取與其相鄰的8個像素點；(2) 若該像素點為白色像素點，且其周圍的像素點均為非白色像素點， 或者若該像素點為非白色像素點，而其周圍的像素點均為白色像素點，則 判定該像素點為噪聲點；(3) 對所述噪聲點像素進行平滑處理。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的白平衡處理裝置，其特征在于，所述后處理 模塊(13)采用以下方法對所述噪聲點進行平滑處理分別讀取與所述噪 聲點相鄰的8個像素點的R分量值，求和后平均以作為所述噪聲點的R分量 值；讀取與所述噪聲點相鄰的8個像素點的G分量值，求和后平均以作為所 述噪聲點的G分量值；讀取與所述噪聲點相鄰的8個像素點的B分量值，求和 后平均以作為所述噪聲點的B分量值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種白平衡處理裝置，經(jīng)處理后的圖像既可保證原始圖像中白色部分不偏色，又可保留原始圖像中白色的亮度信息，而且便于使用軟件或硬件電路實現(xiàn)。本發(fā)明所述白平衡處理裝置包括預(yù)處理模塊11，用于將原始圖像轉(zhuǎn)換成RGB格式圖像，并估計出所述原始圖像的色溫；白平衡處理模塊12，用于區(qū)分所述RGB格式圖像中的像素點為白色像素點還是為非白色像素點，然后對所述白色像素點通過區(qū)域階梯處理單元進行白平衡運算，而對于非白色像素點采用使用色溫參數(shù)修正的方法進行白平衡運算；后處理模塊13，用于剔除經(jīng)所述白平衡處理模塊12處理后的圖像中產(chǎn)生的噪聲點。
文檔編號H04N1/56GK101222572SQ200710036378
公開日2008年7月16日 申請日期2007年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月11日
發(fā)明者秉 姚, 歐陽合, 陽 王, 王新成 申請人:上海杰得微電子有限公司