【VS开发】【图像处理】自动白平衡(AWB)算法---色温曲线
原文地址:http://blog.csdn.net/wzwxiaozheng/article/details/38434391
白平衡算法---色温曲线
本文大体讲解了白平衡的算法流程,适用于想了解和学习白平衡原理的筒子们.
一般情况下要实现AWB算法需要专业的图像和算法基础,本文力图通过多图的方式,深入浅出,降低初学者理解上的门槛,让大家都理解到白平衡算法流程.
看到这里还在继续往下瞄的同学,一定知道了色温的概念,并且知道sensor原始图像中的白色如果不经AWB处理,在高色温(如阴天)下偏蓝,低色温下偏黄,如宾馆里的床头灯(WHY!OTZ) (如下图).
下面这个T恤的图片非常经典,怎么个经典后续再说,不过大体可以看出有偏黄和偏蓝的情况.虽然如此,却已经是AWB矫正以后的效果.
所以,为了眼前的女神白富美在镜头里不变成阿凡达和黄脸婆,这时就需要白平衡来工作了.
流程原理很简单:
1,在各个色温下(2500~7500)拍几张白纸照片,假设拍6张(2500,3500…7500),可以称作色温照.
2,把色温照进行矫正,具体是对R/G/B通道进行轿正,让偏色的白纸照变成白色,并记录各个通道的矫正参数.
实际上只矫正R和B通道就可以,这样就得到了6组矫正参数(Rgain,Bgain).
3,上面是做前期工作,爱思考的小明发现,只要知道当前场景是什么色温,再轿正一下就可以了.事实上也就是如此.
所以,AWB算法的核心就是判断图像的色温,是在白天,晚上,室内,室外,是烈日还是夕阳,还是在阳光下的沙滩上.或者是在卧室里”暖味”的床头灯下.
之前拍了6张色温照以及6组矫正参数.可是6够么,当然不够, 插值一下可以得到无数个值,我们把点连成线, 得到了一个神奇的曲线------色温曲线.大概是下面这个样子.
上面提到了三个值(RG,BG,色温),这应该是个三维的.没关系,我们再来一条RG跟色温的曲线,这样只要知道色温,就知道RG,知道RG,就知道BG,知道RG,BG就能轿正了,yes!
至此,我们的前期工作已经全部做完了, 并得到了AWB的色温曲线,下一步只要计算得到当前色温,顺藤摸瓜就能得到当前的矫正参数(Rgain,Bgain),那白平衡的工作就作完了.(放心,当然没这么简单)
第一部分先到这里,下一部分将讲解AWB算法的核心------计算图像色温.
涉及到的知识点大致有图像分块, 判断白区, 根据色温曲线划分不同光源, 对不同光源加权平均得到实际色温.
本文主要讲解了白平衡算法中估算当前场景色温的流程.
色温计算的原理并不复杂,但是要做好,还是要细心做好每一步工作,这需要大量的测试,并对算法不断完善.
首先简单说一下流程:
1, 取一帧图像数据,并分成MxN块,假设是25x25,并统计每一块的基本信息(,白色像素的数量及R/G/B通道的分量的均值).
2, 根据第1步中的统计值, 找出图像中所有的白色块,并根据色温曲线判断色温.
3, 至此,我们得出来了图像中所有的可能色温,如果是单一光源的话,可以取色温最多的,当作当前色温.
比如25x25=625 个块中,一共找出了100个有效白色块, 里面又有80个白色块代表了色温4500左右, 那当前色温基本就是4500.
根据4500色温得出的Rgain,Bgain来调整当前图像,就不会差(很多!).
下面我们再详细讲解一下,每一步中需要做的工作:
第1步, 计算每一块的基本信息.
关于白色像素统计,大家知道sensor原始图像是偏色的,怎么统计块中的白色点呢,那只有设置一个颜色范围,只要在范围中,就可以认为是白色像素,范围见下图:
统计白色像素个数的用处是,1,如果块中的白色像素太少,可以抛弃掉. 2,如果白色像素太多,多到每一个像素点都是,那也要抛弃掉,因为很可能在该区域过曝了
接着把统计到的白色像素点R/G/B取均值, 并得到该block 的R/G, B/G值
至此,我们得到了每一块的白点数目及R/G,B/G的值. (请自动对应第1部分中色温曲线).
第二步 计算当前色温
这个比较复杂, 大自然绚丽多彩,景色万千. 上一步中统计的”白色点”难免会有失误的地方,比较常见的如黄色皮肤容易被误判为低色温下的白点,淡蓝色的窗帘,容易被误判为高色温下的白点,一张图中既有白色,也有黄色,也有蓝色的时候,是不是感觉情况有点复杂,其它的大家可继续脑补.
这时我们需要一定的策略来正确的判断出到哪个才是真的白.
通常我们会把取到的白色块,计算一下到曲线的距离,再设置相应的权重.话不多说,上个图大家就都明白了.
假设有上面这样一幅图,该图是在没有开AWB的前提下截取的,可以看到左边白色地方略有偏绿,当前色温是室内白炽灯,大概4000~5000k左右.(请忽略颜色不正的问题,我们在讨论白平衡)
下面我们就根据之前的统计信息和测量好的色温曲线进行白平衡矫正.
首先要找出白区,如下图:
上面这个图中的数字标示出了检测到的白色区域,数字相同的表示一个白区,根据统计信息(白点数,rg/bg值)来区分的.可以看到有误判的地方,比如色卡左上第二块的肤色块.还有最右边从上面数第二块也是容易被判断成低色温白块的情况.
针对这种误判的情况,对不同块根据统计信息进行权重设置,以求让误判的区域对最终结果影响小一些.
上面这个图标注了权重,基本是根据统计信息中白点数来确定的.可以看到图中一片白色被标识了高权重.其它情况被标识了低权重. 权重高低一是看块中白色点数量,二是看rg/bg到色温曲线的距离.
通过上面两个图,大家就可以明显的找到白色区,并根据曲线来矫正,即使不通过曲线矫正,把白色区的r/g,b/g值向1趋近,让r=g=b,也会得到非常好的白平衡效果.如下图所示:
至此,白平衡的基本流程就讲完了,有图有真相,大家一定看着也方便.
总结一下:第一次做白平衡,感觉理论很简单,不用什么基础也能看懂.实际算法调试时,可谓差之毫厘,失之千里.总是感觉不由自主就走上歪路.中间参考了大量资料,比如网上有许多基于色温/灰度世界/白点检测的白平衡算法,实际个人感觉应该把它们都结合起来,让算法强壮,健康才是我们想要的.
还记得第一章中开始的那两张白色T恤的图么,算了,我再贴一下:
这张图可以理解为在多光源下的白平衡调整.阴影色温比阳光下色温要高一些,如果阳光下是5000k,阴影可能是7000k.有光就有影,它们经常出现在一个镜头里,对着其中一个色温调,另一边就会偏色.为了整体效果好,要把翘翘板平衡起来,可以加一些策略在里面.
下面给出一幅<怎样画马>,让大家体会一下流程.
【VS开发】【图像处理】自动白平衡(AWB)算法---色温曲线的更多相关文章
- 白平衡自己主动(AWB)算法---2,颜色计算
本文说明了白平衡算法估计当前场景的色温过程. 色温计算的原理并不复杂,但要做到,还是一道,认真做好每一步,这需要大量的测试,和算法一直完好. 关于该过程首先简要: 1, 取的图像数据,并划分MxN块, ...
- 用OpenCV实现Photoshop算法(三): 曲线调整
http://blog.csdn.net/c80486/article/details/52499919 系列文章: 用OpenCV实现Photoshop算法(一): 图像旋转 用OpenCV实现Ph ...
- 记录我第一次在Android开发图像处理算法的经历
大概是四月底的时候.有人加我QQ问我是否做能做一些基于图像皮肤检測的算法, 主要是实现对皮肤六项指标: 1. 水分 2. 有份 3. 痤疮与痘痘 4. 色斑与肤 ...
- 【Unity3d游戏开发】游戏中的贝塞尔曲线以及其在Unity中的实现
RT,马三最近在参与一款足球游戏的开发,其中涉及到足球的各种运动轨迹和路径,比如射门的轨迹,高吊球,香蕉球的轨迹.最早的版本中马三是使用物理引擎加力的方式实现的足球各种运动,后来的版本中使用了根据物理 ...
- iOS开发——UI篇&九宫格算法
九宫格算法 关于iOS开发中九宫格的实现虽然使用不多,而且后面会有更好的方实现,但是作为一个程序员必需要知道的就是九宫格算法的实现. 一:实现思路: (1)明确每一块用得是什么view (2)明确每个 ...
- Win8 Metro(C#)数字图像处理--2.66FloodFill算法
原文:Win8 Metro(C#)数字图像处理--2.66FloodFill算法 [函数名称] 洪水填充算法函数 WriteableBitmap FloodfillProcess(Write ...
- c#图像处理的简单算法
原文链接:https://blog.csdn.net/wchstrife/article/details/78984735 使用C#进行图像处理前言之前一直认为图像处理是一件很高大上的事情,在一门选修 ...
- 图像处理------泛洪填充算法(Flood Fill Algorithm) 油漆桶功能
泛洪填充算法(Flood Fill Algorithm) 泛洪填充算法又称洪水填充算法是在很多图形绘制软件中常用的填充算法,最熟悉不过就是 windows paint的油漆桶功能.算法的原理很简单,就 ...
- autocad 二次开发 最小包围圆算法
autocad 二次开发 最小包围圆算法 主要实现了在模型空间下的得到一个包围所有图元的最小圆,该算法的思路是这样:1.从点集中随机选出两个点作为直径对圆进行初始化.2.判断下一个点p是否在圆中,如果 ...
随机推荐
- vue设置全局query参数
router.beforeEach((to, from, next) => { // 设置全局店铺ID shopid const shopid = from.query.shopid // 如果 ...
- pandas的dataframe与spark的dataframe
- electron 设置-webkit-app-region: drag 后, 双击放大窗口变形
双击放大后窗口只是在最左上角,并没有放大, 或者放大了页面变形,如图 原因: 是设置了窗口 transparent: true,和背景色导致的, 不要设置就可以,默认为false mainWindow ...
- eclipse svn同步过滤掉某些不需要同步的文件
注:这里说的svn是eclipse里svn插件 默认情况下,我们在点击svn同步时,总是会把一些不需要的目录和文件也给同步了,这样我觉得很晃眼睛,所以在这里说下怎么去去掉不想同步的文件 1.默认同步下 ...
- Vue学习搭建(基础)
空项目:https://github.com/ElementUI/element-starter.git 参考教程:https://blog.csdn.net/xuehu837769474/artic ...
- json代码——json序列化,json-parse,JSONstringify格式化输出,虚拟DOM
JS对象转为类似json的字符串,对象->字符串叫序列化,字符串->对象 是反序列化 ㈠json序列化 <script> var shy = new Object() ...
- C# Winform程序之间如何传递和接收参数 Process
Program: static class Program { /// <summary> /// 应用程序的主入口点. /// </summa ...
- maven项目创建4
运行maven项目,首先要不最根项目添加到maven本地仓库,执行 项目-->右键-->Run as-->Maven install 注:创建war包项目,本地测试,创建index ...
- AcWing:110. 防晒(贪心)
有C头奶牛进行日光浴,第i头奶牛需要minSPF[i]到maxSPF[i]单位强度之间的阳光. 每头奶牛在日光浴前必须涂防晒霜,防晒霜有L种,涂上第i种之后,身体接收到的阳光强度就会稳定为SPF[i] ...
- JS框架_(Laydate.js)简单实现日期日历
百度云盘 传送门 密码:71hf JavaScript日期与时间组件_____laydate.js 日期日历效果: <!DOCTYPE html> <html> <hea ...