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白平衡是图像处理的一个极重要概念。所谓白平衡(英文名称为White Balance),就是对白色物体的还原。当我们用肉眼观看这大千世界时,在不同的光线下,对相同的颜色的感觉基本是相同的,比如在早晨旭日初升时,我们看一个白色的物体,感到它是白的;而我们在夜晚昏暗的灯光下,看到的白色物体,感到它仍然是白的。这是由于人类从出生以后的成长过程中,人的大脑已经对不同光线下的物体的彩色还原有了适应性。但是,作为拍摄设备,如数码相机,可没有人眼的适应性,在不同的光线下,由于CCD输出的不平衡性,造成数码相机彩色还原失真。一般情况下,我们习惯性地认为太阳光是白色的,已知直射日光的色温是5200K左右,白炽灯的色温是3000K左右。用传统相机的日光片拍摄时,白炽灯光由于色温太低,所以偏黄偏红。所以通常现场光线的色温低于相机设定的色温时,往往偏黄偏红,现场光线的色温高于相机设定时,就会偏蓝。 为了解决不同色温下,引起的白色漂移现象。由于白色对色温变化的响应最大,通常用白色来作为调整的基色。通常的白平衡技术有:自动白平衡、钨光白平衡、荧光白平衡、室内白平衡、手动调节。本文仅介绍其中的一种自动白平衡。 白平衡算法通常分为两步:白色点的检测,白色点的调整。本方法采用一个动态的阀值来检测白色点。详细算法过程为: 1. 把图像w*h从RGB空间转换到YCrCb空间。 2. 选择参考白色点: a. 把图像分成3*4个块(块数可选)。 b. 对每个块,分别计算Cr,Cb的平均值Mr,Mb。 c. 对每个块,根据Mr,Mb,分别计算Cr,Cb的方差Dr,Db。 d. 判定每个块的近白区域(near-white region)。 判别表达式为:Cb(i, j) − (Mb + Db × sign(Mb )) < 1.5× Db && Cr(i, j) − (1.5×Mr + Dr × sign(Mr )) < 1.5× Dr 设一个“参考白色点”的亮度矩阵RL,大小为w*h。 若符合判别式,则作为“参考白色点”,并把该点(i,j)的亮度(Y分量)值赋给RL(i,j); 若不符合,则该点的RL(i,j)值为0。 3. 选取参考“参考白色点”中最大的10%的亮度(Y分量)值,并选取其中的最小值Lu_min. 4. 调整RL,若RL(i,j)<Lu_min, RL(i,j)=0; 否则,RL(i,j)=1; 5. 分别把R,G,B与RL相乘,得到R2,G2,B2。 分别计算R2,G2,B2的平均值,Rav,Gav,Bav; 6. 得到调整增益: Ymax=double(max(max(Y)))/15; 7. 调整原图像:Ro= R*Rgain; Go= G*Ggain; Bo= B*Bgain; 代码如下: 1 function autoWhiteBalanceTest 2 clear all; 3 close all; 4 clc; 5 6 im=imread('13.jpg'); 7 im2=im; 8 im1=rgb2ycbcr(im);%将图片的RGB值转换成YCbCr值% 9 Lu=im1(:,:,1); 10 Cb=im1(:,:,2); 11 Cr=im1(:,:,3); 12 [x y z]=size(im); 13 tst=zeros(x,y); 14 15 %计算Cb、Cr的均值Mb、Mr% 16 Mb=mean(mean(Cb)); 17 Mr=mean(mean(Cr)); 18 19 %计算Cb、Cr的均方差% 20 Db=sum(sum(Cb-Mb))/(x*y); 21 Dr=sum(sum(Cr-Mr))/(x*y); 22 23 %根据阀值的要求提取出near-white区域的像素点% 24 cnt=1; 25 for i=1:x 26 for j=1:y 27 b1=Cb(i,j)-(Mb+Db*sign(Mb)); 28 b2=Cr(i,j)-(1.5*Mr+Dr*sign(Mr)); 29 if (b1<abs(1.5*Db) & b2<abs(1.5*Dr)) 30 Ciny(cnt)=Lu(i,j); 31 tst(i,j)=Lu(i,j); 32 cnt=cnt+1; 33 end 34 end 35 end 36 cnt=cnt-1; 37 iy=sort(Ciny,'descend');%将提取出的像素点从亮度值大的点到小的点依次排列% 38 nn=round(cnt/10); 39 Ciny2(1:nn)=iy(1:nn);%提取出near-white区域中10%的亮度值较大的像素点做参考白点% 40 41 %提取出参考白点的RGB三信道的值% 42 mn=min(Ciny2); 43 for i=1:x 44 for j=1:y 45 if tst(i,j)<mn 46 tst(i,j)=0; 47 else 48 tst(i,j)=1; 49 end 50 end 51 end 52 53 R=im(:,:,1); 54 G=im(:,:,2); 55 B=im(:,:,3); 56 R=double(R).*tst; 57 G=double(G).*tst; 58 B=double(B).*tst; 59 60 %计算参考白点的RGB的均值% 61 Rav=mean(mean(R)); 62 Gav=mean(mean(G)); 63 Bav=mean(mean(B)); 64 Ymax=double(max(max(Lu)))/15;%计算出图片的亮度的最大值% 65 66 %计算出RGB三信道的增益% 67 Rgain=Ymax/Rav; 68 Ggain=Ymax/Gav; 69 Bgain=Ymax/Bav; 70 71 %通过增益调整图片的RGB三信道% 72 im(:,:,1)=im(:,:,1)*Rgain; 73 im(:,:,2)=im(:,:,2)*Ggain; 74 im(:,:,3)=im(:,:,3)*Bgain; 75 76 %显示图片% 77 figure,imshow(im2),title('原图'); 78 figure,imshow(im),title('白平衡后的效果图'); 参考地址:http://www.cnblogs.com/haar/articles/1392227.html http://www.cnblogs.com/tiandsp/archive/2012/05/01/2477897.html 白平衡是图像处理的一个极重要概念。所谓白平衡(英文名称为White Balance),就是对白色物体的还原。当我们用肉眼观看这大千世界时,在不同的光线下,对相同的颜色的感觉基本是相同的,比如在早晨旭日初升时,我们看一个白色的物体,感到它是白的;而我们在夜晚昏暗的灯光下,看到的白色物体,感到它仍然是白的。这是由于人类从出生以后的成长过程中,人的大脑已经对不同光线下的物体的彩色还原有了适应性。但是,作为拍摄设备,如数码相机,可没有人眼的适应性,在不同的光线下,由于CCD输出的不平衡性,造成数码相机彩色还原失真。一般情况下,我们习惯性地认为太阳光是白色的,已知直射日光的色温是5200K左右,白炽灯的色温是3000K左右。用传统相机的日光片拍摄时,白炽灯光由于色温太低,所以偏黄偏红。所以通常现场光线的色温低于相机设定的色温时,往往偏黄偏红,现场光线的色温高于相机设定时,就会偏蓝。 为了解决不同色温下,引起的白色漂移现象。由于白色对色温变化的响应最大,通常用白色来作为调整的基色。通常的白平衡技术有:自动白平衡、钨光白平衡、荧光白平衡、室内白平衡、手动调节。本文仅介绍其中的一种自动白平衡。 白平衡算法通常分为两步:白色点的检测,白色点的调整。本方法采用一个动态的阀值来检测白色点。详细算法过程为: 1. 把图像w*h从RGB空间转换到YCrCb空间。 2. 选择参考白色点: a. 把图像分成3*4个块(块数可选)。 b. 对每个块,分别计算Cr,Cb的平均值Mr,Mb。 c. 对每个块,根据Mr,Mb,分别计算Cr,Cb的方差Dr,Db。 d. 判定每个块的近白区域(near-white region)。 判别表达式为:Cb(i, j) − (Mb + Db × sign(Mb )) < 1.5× Db && Cr(i, j) − (1.5×Mr + Dr × sign(Mr )) < 1.5× Dr 设一个“参考白色点”的亮度矩阵RL,大小为w*h。 若符合判别式,则作为“参考白色点”,并把该点(i,j)的亮度(Y分量)值赋给RL(i,j); 若不符合,则该点的RL(i,j)值为0。 3. 选取参考“参考白色点”中最大的10%的亮度(Y分量)值,并选取其中的最小值Lu_min. 4. 调整RL,若RL(i,j)<Lu_min, RL(i,j)=0; 否则,RL(i,j)=1; 5. 分别把R,G,B与RL相乘,得到R2,G2,B2。 分别计算R2,G2,B2的平均值,Rav,Gav,Bav; 6. 得到调整增益: Ymax=double(max(max(Y)))/15; 7. 调整原图像:Ro= R*Rgain; Go= G*Ggain; Bo= B*Bgain; 代码如下: 1 function autoWhiteBalanceTest 2 clear all; 3 close all; 4 clc; 5 6 im=imread('13.jpg'); 7 im2=im; 8 im1=rgb2ycbcr(im);%将图片的RGB值转换成YCbCr值% 9 Lu=im1(:,:,1); 10 Cb=im1(:,:,2); 11 Cr=im1(:,:,3); 12 [x y z]=size(im); 13 tst=zeros(x,y); 14 15 %计算Cb、Cr的均值Mb、Mr% 16 Mb=mean(mean(Cb)); 17 Mr=mean(mean(Cr)); 18 19 %计算Cb、Cr的均方差% 20 Db=sum(sum(Cb-Mb))/(x*y); 21 Dr=sum(sum(Cr-Mr))/(x*y); 22 23 %根据阀值的要求提取出near-white区域的像素点% 24 cnt=1; 25 for i=1:x 26 for j=1:y 27 b1=Cb(i,j)-(Mb+Db*sign(Mb)); 28 b2=Cr(i,j)-(1.5*Mr+Dr*sign(Mr)); 29 if (b1<abs(1.5*Db) & b2<abs(1.5*Dr)) 30 Ciny(cnt)=Lu(i,j); 31 tst(i,j)=Lu(i,j); 32 cnt=cnt+1; 33 end 34 end 35 end 36 cnt=cnt-1; 37 iy=sort(Ciny,'descend');%将提取出的像素点从亮度值大的点到小的点依次排列% 38 nn=round(cnt/10); 39 Ciny2(1:nn)=iy(1:nn);%提取出near-white区域中10%的亮度值较大的像素点做参考白点% 40 41 %提取出参考白点的RGB三信道的值% 42 mn=min(Ciny2); 43 for i=1:x 44 for j=1:y 45 if tst(i,j)<mn 46 tst(i,j)=0; 47 else 48 tst(i,j)=1; 49 end 50 end 51 end 52 53 R=im(:,:,1); 54 G=im(:,:,2); 55 B=im(:,:,3); 56 R=double(R).*tst; 57 G=double(G).*tst; 58 B=double(B).*tst; 59 60 %计算参考白点的RGB的均值% 61 Rav=mean(mean(R)); 62 Gav=mean(mean(G)); 63 Bav=mean(mean(B)); 64 Ymax=double(max(max(Lu)))/15;%计算出图片的亮度的最大值% 65 66 %计算出RGB三信道的增益% 67 Rgain=Ymax/Rav; 68 Ggain=Ymax/Gav; 69 Bgain=Ymax/Bav; 70 71 %通过增益调整图片的RGB三信道% 72 im(:,:,1)=im(:,:,1)*Rgain; 73 im(:,:,2)=im(:,:,2)*Ggain; 74 im(:,:,3)=im(:,:,3)*Bgain; 75 76 %显示图片% 77 figure,imshow(im2),title('原图'); 78 figure,imshow(im),title('白平衡后的效果图'); 参考地址:http://www.cnblogs.com/haar/articles/1392227.html http://www.cnblogs.com/tiandsp/archive/2012/05/01/2477897.html |
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