專利名稱：提供用于數(shù)字成像系統(tǒng)的自動色彩平衡的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像裝置且更特定來說涉及用于成像系統(tǒng)的自動色彩平衡技術(shù)。

背景技術(shù)：
光成像應(yīng)用中已使用固態(tài)成像器，其中包含電荷耦合裝置(CCD)、CMOS成像器及其它。固態(tài)成像器電路包含像素單元焦平面陣列，所述單元中的每一單元包含光電傳感器，其可以是光電門、光電導(dǎo)體或具有用于累積光生電荷的摻雜區(qū)域的光電二極管。每一像素單元均具有形成于襯底上或襯底中的電荷存儲區(qū)域，所述電荷存儲區(qū)域連接到作為讀出電路一部分的輸出晶體管的柵極?？蓪㈦姾纱鎯^(qū)域構(gòu)造為浮動擴(kuò)散區(qū)域。在某些成像器電路中，每一像素單元均可包含用于將電荷從光電傳感器轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)域的至少一個電子裝置(例如晶體管)及用于將存儲區(qū)域重新設(shè)定為電荷轉(zhuǎn)移前的預(yù)定電荷水平的一個裝置，其通常也為晶體管。
在CMOS成像器中，像素單元的有源元件執(zhí)行以下必要功能(1)光子轉(zhuǎn)換為電荷；(2)累積圖像電荷；(3)將存儲區(qū)域重新設(shè)定為已知狀態(tài)；(4)將電荷轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)域；(5)選擇用于讀出的像素單元；及(6)輸出并放大表示像素電荷的信號。可在光電荷從初始電荷累積區(qū)域向存儲區(qū)域移動時放大所述光電荷。通常由源極跟隨器輸出晶體管將存儲區(qū)域處的電荷轉(zhuǎn)換為像素輸出電壓。
上述類型的CMOS成像器通常如在(例如)受讓于美光科技(Micron Technology)有限公司的美國專利案第6,140,630號、美國專利案第6,376,868號、美國專利案第6,310,366號、美國專利案第6,326,652號、美國專利案第6,204,524號及美國專利案第6,333,205號中所說明而眾所周知，所述專利的全部內(nèi)容以引用方式并入本文中。
色彩恒常性是人類視覺系統(tǒng)特征之一。人類視覺系統(tǒng)擅于在不同照明條件下辨別彩色物體。物體的色彩在極為不同的自然與人造光源類型(例如陽光、月光、白熾光、熒光及燭光)下看起來大致相同。然而，由于照明的光譜功率分布的改變，場景的所察覺的亮度與色彩外觀會有所改變。人類視覺系統(tǒng)不會完全移除光源的影響。
一種可能的解釋是，人類視覺系統(tǒng)不具有絕對色度裝置的作用。所察覺圖像含有光源與物體反射率的相互作用。因此，為使從成像裝置捕捉的圖像看起來自然，必須以與人類視覺系統(tǒng)作用方式類似的方式來保留光源的影響。例如，復(fù)制的日落場景必須看起來像日落場景。此假設(shè)由R.W.G.亨特(R.W.G.Hunt)的觀察所支持，即如果調(diào)整色彩平衡使得整個圖像整合灰色而不是校正色彩平衡(其中灰色印刷為灰色)而進(jìn)行彩色印刷，則在彩色印刷中常會產(chǎn)生更令人愉悅的效果。R.W.G.亨特(R.W.G.Hunt)的″色彩復(fù)制(The Reproduction of Color)″§16.7?；医缋碚摷俣▓D片中的所有色彩均應(yīng)整合(即平均)灰色。因此，需要并期望對所捕捉圖像更精確地進(jìn)行色彩平衡的成像裝置。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可更緊密地維持在不同照明下的圖像色彩平衡的色彩平衡方法及設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明例示性實施例，具有成像器色彩空間(例如紅綠藍(lán)(RGB)色彩空間)的來自輸入圖像的像素經(jīng)取樣以用于灰界統(tǒng)計。為避免飽和區(qū)域的影響而刪改所述像素。如果所述灰界統(tǒng)計中包含預(yù)定百分比的像素，則根據(jù)中性白點(diǎn)為每一RGB通道計算增益。將通道增益施加到RGB圖像。此過程可產(chǎn)生適于顯示的經(jīng)轉(zhuǎn)變色彩平衡圖像。
本發(fā)明可經(jīng)實施以對模擬或數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行操作且可采用硬件、軟件或二者的組合來執(zhí)行。



參照附圖從下面提供的例示性實施例的詳細(xì)說明將會明白本發(fā)明的前述及其它優(yōu)點(diǎn)與特征，其中 圖1顯示圖解說明根據(jù)本發(fā)明例示性實施例的色彩平衡過程的功能性方塊圖； 圖2顯示更詳細(xì)地圖解說明圖1所示過程的各部分的功能性方塊圖； 圖3顯示更詳細(xì)地圖解說明圖2所示過程的各部分的流程圖； 圖4顯示根據(jù)本發(fā)明例示性實施例而構(gòu)造的成像器的方塊圖；及 圖5顯示處理器系統(tǒng)，其并入包含根據(jù)本發(fā)明實施例所構(gòu)造的用于計算色彩平衡的電路的至少一個成像裝置。

具體實施例方式 在下述說明中，將例示性成像器色彩空間描述為RGB色彩空間；然而，本發(fā)明中可使用其它色彩成像協(xié)議，其中包含(例如)減色CMYK(青色、深紅色、黃色、黑色)色彩空間。
現(xiàn)在參照圖式來說明本發(fā)明的一般處理流程。參照圖1，從使用平鋪彩色濾光片陣列(例如貝爾(Bayer)馬賽克濾光片圖案)的圖像傳感器2獲取來自RGB色彩空間的圖像傳感器數(shù)據(jù)。施加內(nèi)插平鋪貝爾(Bayer)RBG信號的去馬賽克過程3以產(chǎn)生Ri、Gi及Bi信號。通過收集圖像的色度統(tǒng)計并如下面參照圖3與4更詳細(xì)地說明計算通道增益，在過程4中對所述Ri、Gi及Bi信號進(jìn)行色彩平衡以產(chǎn)生Rb、Gb及Bb信號。然后，使所述Rb、Gb及Bb信號經(jīng)歷色彩校正過程5以通過應(yīng)用常規(guī)的色彩校正方案產(chǎn)生Rt、Gt及Bt信號。將顯示映射6施加到經(jīng)色彩校正信號Rt、Gt及Bt信號以產(chǎn)生適合在輸出過程7處顯示或另外輸出RGB圖像的R′、G′及B′信號。應(yīng)了解，在處理方塊2、3、5、6及7中可分別使用任何已知的馬賽克、去馬賽克、色彩校正、顯示映射及顯示技術(shù)。
現(xiàn)在針對圖2更詳細(xì)地說明圖1的方塊4的色彩平衡過程。首先，在過程4a中計算經(jīng)刪改灰界統(tǒng)計R_Sum、G_Sum、B_Sum及計數(shù)。然后在過程方塊4b中計算通道增益R_Gain、G_Gain及B_Gain并將所述通道增益施加到輸入信號Ri、Gi及Bi以產(chǎn)生經(jīng)色彩平衡的圖像數(shù)據(jù)Rb、Gb及Bb。
下面關(guān)于本發(fā)明例示性實施例進(jìn)一步詳細(xì)描述圖2所圖解說明的過程。首先參照處理方塊4a，可通過將輸入圖像整合灰色來導(dǎo)出灰界統(tǒng)計。參見R.W.G.亨特(R.W.G.Hunt)的″色彩復(fù)制(The Reproduction of Color)″(源泉出版社(Fountain Press)，1987年第4版，ISBN 0-86343-088-0)，其揭示內(nèi)容以引用方式并入本文中。在本發(fā)明例示性實施例中，通過處理方塊4a對輸入圖像的每一像素取樣以用于整合灰色。在處理方塊4a中計算每一像素的色彩通道的色度和(R_SUM、G_SUM及B_SUM)且然后使用所述色度和在處理方塊4b中計算灰界概要的色度。將所述灰界概要的色度界定如下紅色值，GW_CR＝R_SUM/(R_SUM+G_SUM+B_SUM)；綠色值，GW_CG＝G_SUM/(R_SUM+G_SUM+B_SUM)；及藍(lán)色值，GW_CB＝B_SUM/(R_SUM+G_SUM+B_SUM)。在例示性實施例中，所有三個分量的色度的和為1。換句話說，GW_CR+GW_CG+GW_CB＝1。應(yīng)了解，在處理方塊4a中可采用任何已知的像素選擇方法，其包含但不限于對圖像中的像素隨機(jī)取樣，或者任何趨向于選擇像素的方法或操作。
可通過刪改(即排除明顯離群值，例如接近飽和的像素)來進(jìn)一步改善所述灰界概要的精確度以補(bǔ)償完全飽和的彩色物體等。圖3中的流程圖顯示例示性刪改過程。最初選擇像素(步驟10)。在所述例示性刪改過程中，如果綠色值高于預(yù)先設(shè)定的較低值(LOW_GREEN_VALUE)且低于預(yù)先設(shè)定的較高值(HIGH_GREEN_VALUE)；紅色值高于所述綠色值預(yù)先設(shè)定的較低分?jǐn)?shù)(LOW_RED_GREEN_FRACTION)且低于所述綠色值預(yù)先設(shè)定的較高分?jǐn)?shù)(HIGH_RED_GREEN_FRACTION)；且藍(lán)色值高于所述綠色值預(yù)先設(shè)定的較低分?jǐn)?shù)(LOW_BLUE_GREEN_FRACTION)且低于所述綠色值預(yù)先設(shè)定的較高分?jǐn)?shù)(HIGH_BLUE_GREEN_FRACTION)，則將像素包含在灰界統(tǒng)計中。在圖3的步驟20中執(zhí)行這些測試。
如果所述像素通過上面所列出的準(zhǔn)則(步驟20)，則將所述像素的紅色、綠色及藍(lán)色值分別添加到每一分量的總值(R_SUM、G_SUM及B_SUM)并使有效像素計數(shù)COUNT遞增(步驟30)。如果選定的像素并非用于取樣的最后像素(步驟40)，則選擇下一像素(步驟10)，并再次執(zhí)行所述刪改準(zhǔn)則確定(步驟20)。執(zhí)行相同操作步驟(如上面參照圖3所述)，直到確定已選定將包含在灰界統(tǒng)計中的最后像素(步驟40)。如果在步驟20處確定所述像素不滿足所述刪改準(zhǔn)則，則如上述執(zhí)行步驟40。
一旦確定選定的像素為用于取樣的來自圖像的最后像素(在步驟40處為是)，色彩平衡系統(tǒng)便在步驟50處確定是否是經(jīng)取樣圖像像素的總數(shù)的預(yù)定百分比計數(shù)，例如等于或大于總?cè)酉袼氐乃姆种?。如果等于或大于?jīng)取樣圖像像素總數(shù)的預(yù)定百分比計數(shù)，則認(rèn)為色彩通道增益有效(步驟60)且應(yīng)在過程方塊4b中計算所述增益并將其施加到圖像數(shù)據(jù)Ri、Gi及Bi。否則，認(rèn)為所述增益無效且色彩通道保持不變(步驟70)。應(yīng)注意，步驟50(即確定是否是總?cè)酉袼氐念A(yù)定百分比計數(shù))可在計算通道增益之后進(jìn)行，但在計算通道增益之前做出所述確定更為有效。
處理方塊4b(圖2)中的通道增益計算圍繞在灰界概要的色度與預(yù)定的中性白點(diǎn)的色度之間進(jìn)行平衡而循環(huán)出現(xiàn)。色度是以類似于已知的CIE XYZ標(biāo)準(zhǔn)觀察者三色刺激色度系統(tǒng)的概念來界定的。參見威澤斯基(Wyszecki)與斯泰爾斯(Stiles)、威利(Wiley)的“色彩科學(xué)概念及方法、量化數(shù)據(jù)與公式(Color Science Concepts andMethods，Quantitative Data and Formulae)″(ISBN 0-471-39918-3)，其揭示內(nèi)容以引用方式并入本文中。圖像傳感器的光譜響應(yīng)通常不與CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察者相同。因為色彩平衡取決于場景施照體，所以需要針對已知光源來校準(zhǔn)傳感器的中性白點(diǎn)。
在處理方塊4b中確定中性白點(diǎn)的色度?？勺詣拥貙⑺龃_定計算為圖像傳感器的光譜響應(yīng)、基于用戶偏好的預(yù)先設(shè)定或二者的組合。應(yīng)了解，可使用用于選擇中性白點(diǎn)的任何已知的方法。中性白點(diǎn)的色度由三個分量組成紅色值N_CR、綠色值N_CG及藍(lán)色值N_CB。在優(yōu)選實施例中，所有三個分量的色度的和為1。換句話說，N_CR+N_CG+N_CB＝1。
在優(yōu)選實施例中，可以在處理方塊4b中使用系統(tǒng)調(diào)諧參數(shù)G_BIAS以根據(jù)圖像傳感器的色彩通道靈敏度來精細(xì)調(diào)諧所呈現(xiàn)的圖像。可根據(jù)圖像傳感器的色彩通道靈敏度、基于用戶偏好的預(yù)先設(shè)定或二者的組合來自動地計算G_BIAS。應(yīng)了解，可使用用于選擇系統(tǒng)調(diào)諧參數(shù)的任何已知的方法。
在本發(fā)明實施例中，根據(jù)中性白點(diǎn)的色度(N_CR、N_CG、N_CB)、灰界概要的色度(GW_CR、GW_CG、GW_CB)及可選系統(tǒng)調(diào)諧參數(shù)(G_BIAS)來計算綠色通道增益G_GAIN。根據(jù)綠色通道增益計算紅色通道增益，而不是獨(dú)立地計算紅色通道增益。最后，根據(jù)紅色與綠色通道增益計算藍(lán)色通道增益。在本發(fā)明的一個實施例中，上面所提及的參數(shù)用于在處理方塊4b中為每一色彩通道如下計算增益 在處理方塊4b中執(zhí)行通道增益的優(yōu)選實施例遞歸計算，從而允許更完整地規(guī)范化通道增益。所述遞歸計算由方程式(1)、(2)及(3)的計算與可視需要多次重復(fù)的以下遞歸計算組成 在優(yōu)選實施例中，在處理方塊4b中規(guī)范化采用方程式(1)、(2)及(3)或方程式(4)、(5)及(6)計算的通道增益(現(xiàn)在為簡單起見表示為R_GAIN、G_GAIN、B_GAIN)以最小化亮度信號變化，同時維持色彩通道增益之間的比率。由于綠色通道構(gòu)成大多數(shù)亮度信號，所以通過將綠色通道增益設(shè)定為1.0來最小化亮度信號變化，并重新計算紅色通道增益與藍(lán)色通道增益，同時維持紅色、綠色及藍(lán)色通道增益之間的比率。這可由以下方程式來實現(xiàn) (7)G_GAIN′＝1.0 在優(yōu)選實施例中，在處理方塊4b中計算且如上文所述的紅色、綠色及藍(lán)色通道增益可分別用于調(diào)整處理方塊4中的信號Ri、Gi及Bi以產(chǎn)生信號Rb、Gb及Bb。在單個圖片快照應(yīng)用中，可將導(dǎo)出的通道增益應(yīng)用于后續(xù)色彩處理階段。在其中需要連續(xù)的視頻數(shù)據(jù)流的視頻應(yīng)用中，可在處理方塊4c中存儲每一幀的新通道增益并將其應(yīng)用于下一幀。如果需要更平滑的轉(zhuǎn)換，則可通過存儲多個過去通道增益并執(zhí)行對所述過去及當(dāng)前通道增益的低通濾波來實施對通道增益的低通濾波。可由運(yùn)行均值或移動平均濾波器來操作所述低通濾波，如處理方塊4c所示。應(yīng)了解，可使用任何已知的低通濾波方法。
從上述說明可顯而易見，本發(fā)明實現(xiàn)明顯的色彩平衡，實施較直接且相對容易。因此，以簡單且高效的方式實現(xiàn)色彩平衡。
圖4圖解說明例示性成像裝置300，其具有適用于提供圖1的方塊2所圖解說明的處理的像素陣列240。圖4的成像裝置采用貝爾(Bayer)濾光片并產(chǎn)生R、G、B像素輸出信號。由行驅(qū)動器245響應(yīng)于行地址解碼器255來選擇性地激活陣列240的行線。成像裝置300中還包含列驅(qū)動器260及列地址解碼器270。由定時及控制電路250來操作成像裝置300，所述定時及控制電路控制地址解碼器255、270?？刂齐娐?50還控制行與列驅(qū)動器電路245、260。
與列驅(qū)動器260相關(guān)聯(lián)的取樣及保持電路261針對陣列240的選定像素讀取像素重設(shè)信號Vrst與像素圖像信號Vsig。針對每一像素，由差動放大器262產(chǎn)生差動信號(Vrst-Vsig)并由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器275(ADC)對其進(jìn)行數(shù)字化。模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器275將經(jīng)數(shù)字化像素信號供應(yīng)到形成且可輸出數(shù)字圖像的圖像處理器280。圖像處理器280具有電路(例如處理器)，所述電路能夠?qū)ο袼仃嚵?40執(zhí)行本發(fā)明的色彩平衡處理(圖1的方塊4)。
或者，可由位于放大器262與ADC 275之間的硬連線或邏輯電路(未顯示)在所述像素陣列的模擬輸出上完成色彩平衡處理，或可由另一裝置以軟件或硬件在圖像處理器280的數(shù)字圖像輸出上完成色彩平衡處理。
圖5顯示系統(tǒng)1100，所述系統(tǒng)為經(jīng)修改以包含并入根據(jù)本發(fā)明的色彩平衡方法的成像裝置300(圖4)的典型處理器系統(tǒng)。系統(tǒng)1100為具有可包含圖像傳感器裝置的數(shù)字電路的例示性系統(tǒng)。在沒有限定性的情況下，這一系統(tǒng)可包含計算機(jī)系統(tǒng)、靜態(tài)或視頻相機(jī)系統(tǒng)、掃描儀、機(jī)器視覺、視頻電話及自動聚焦系統(tǒng)或其它成像器系統(tǒng)。
系統(tǒng)1100(例如相機(jī)系統(tǒng))通常包括中央處理單元(CPU)1102(例如微處理器)，其經(jīng)由總線1104與輸入/輸出(I/O)裝置1106進(jìn)行通信。成像裝置300還經(jīng)由總線1104與CPU 1102進(jìn)行通信?；谔幚砥鞯南到y(tǒng)1100還包含隨機(jī)存取存儲器(RAM)1110，且可包含可裝卸存儲器1115(例如快閃存儲器)，所述存儲器也經(jīng)由總線1104與CPU 1102進(jìn)行通信?？蓪⒊上裱b置300與處理器(例如，CPU、數(shù)字信號處理器或微處理器)結(jié)合，而在單個集成電路上或在與所述處理器不同的芯片上的存儲裝置可有可無。
雖然已如上描述及圖解說明了本發(fā)明優(yōu)選實施例，但應(yīng)了解，這些實施例是本發(fā)明的例示且不應(yīng)被視為限定性。例如，雖然已結(jié)合CMOS圖像傳感器描述了例示性實施例，但本發(fā)明可適用于其它電子圖像傳感器(例如CCD圖像傳感器)。可進(jìn)行添加、刪除、替代及其它修改而不背離本發(fā)明精神或范圍。因此，不應(yīng)將本發(fā)明視為受前述說明限定，而僅受隨附權(quán)利要求書的范圍限定。
權(quán)利要求
1、一種對來自圖像傳感器的輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行色彩平衡操作的方法，其包括以下動作
為具有色彩通道的所述輸入圖像數(shù)據(jù)計算灰界統(tǒng)計；
基于所述灰界統(tǒng)計及中性白點(diǎn)為所述輸入圖像數(shù)據(jù)計算色彩通道增益；及
通過將所述色彩通道增益施加到所述輸入圖像數(shù)據(jù)的相應(yīng)色彩通道而將所述輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鰣D像。
2、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計算灰界統(tǒng)計的動作進(jìn)一步包括基于預(yù)定準(zhǔn)則來刪改在計算所述灰界統(tǒng)計中使用的所述像素。
3、如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述刪改動作進(jìn)一步包括基于每一色彩通道的高與低閾值范圍來選擇用于包含在所述灰界統(tǒng)計中的像素。
4、如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述刪改動作進(jìn)一步包括確定符合所述預(yù)定準(zhǔn)則的像素總數(shù)是否是在所述灰界統(tǒng)計的所述計算中所考慮的所述像素總數(shù)的預(yù)定百分比。
5、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計算所述色彩通道增益的動作包括使用系統(tǒng)調(diào)諧參數(shù)以根據(jù)所述圖像傳感器的色彩通道靈敏度來精細(xì)調(diào)諧所述輸出圖像。
6、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計算所述色彩通道增益的動作進(jìn)一步包括以遞歸方式重新計算所述通道增益的動作。
7、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述色彩通道為紅色R、綠色G及藍(lán)色B且根據(jù)以下方程式計算所述色彩通道增益
及
其中G_GAIN為綠色通道的增益，R_GAIN為紅色通道的增益，且B_GAIN為藍(lán)色通道的增益；GW_CR、GW_CB及GW_CG表示所述灰界概要的色度；且N_CR、N_CB及N_CG表示所述中性白點(diǎn)的色度。
8、如權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包括以遞歸方式如下計算所述通道增益的動作
及
其中G_GAIN′為綠色通道的經(jīng)重新計算增益；R_GAIN′為紅色通道的經(jīng)重新計算增益，且B_GAIN′為藍(lán)色通道的經(jīng)重新計算增益。
9、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述色彩通道為紅色R、綠色G及藍(lán)色B且根據(jù)以下方程式計算所述色彩通道增益
及
其中G_GAIN為綠色通道的增益，R_GAIN為紅色通道的增益，且B_GAIN為藍(lán)色通道的增益；GW_CR、GW_CB及GW_CG表示所述灰界概要的色度；G_BIAS表示調(diào)諧參數(shù)；且N_CR、N_CB及N_CG表示所述中性白點(diǎn)的所述色度。
10、如權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包括以遞歸方式如下計算所述通道增益的動作
及
其中G_GAIN′為綠色通道的經(jīng)重新計算增益；R_GAIN′為紅色通道的經(jīng)重新計算增益，且B_GAIN′為藍(lán)色通道的經(jīng)重新計算增益。
11、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計算所述色彩通道增益的動作進(jìn)一步包括規(guī)范化所述所計算通道增益的動作。
12、如權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包括如下規(guī)范化所述所計算色彩通道增益的動作
G_GAIN′＝1.0
13、如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括使用低通濾波器對所述所計算色彩通道增益進(jìn)行濾波的動作。
14、如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括以下動作
存儲預(yù)定數(shù)目的色彩通道增益；及
通過對所述預(yù)定數(shù)目的所存儲色彩通道增益求平均值來計算所述色彩通道增益。
15、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輸入圖像傳感器是視頻相機(jī)的一部分。
16、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輸入圖像為RGB圖像。
17、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輸入圖像數(shù)據(jù)為模擬數(shù)據(jù)。
18、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輸入圖像數(shù)據(jù)為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
19、一種用于對來自圖像傳感器的輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行色彩平衡操作的成像裝置，所述裝置包括
電路，其用于
為具有色彩通道的所述輸入圖像數(shù)據(jù)計算灰界統(tǒng)計；
基于所述灰界統(tǒng)計及中性白點(diǎn)為所述輸入圖像數(shù)據(jù)計算色彩通道增益；及
通過將所述色彩通道增益施加到所述輸入圖像數(shù)據(jù)的相應(yīng)色彩通道來將所述輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鰣D像。
20、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述電路為微處理器。
21、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述用于計算灰界統(tǒng)計的電路進(jìn)一步基于預(yù)定準(zhǔn)則來刪改在計算所述灰界統(tǒng)計中使用的所述像素。
22、如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述用于刪改的電路進(jìn)一步基于每一色彩通道的高與低閾值范圍來選擇用于包含在所述灰界統(tǒng)計中的像素。
23、如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述用于刪改的電路進(jìn)一步包括確定符合所述預(yù)定準(zhǔn)則的像素總數(shù)是否是在所述灰界統(tǒng)計的所述計算中所考慮的所述像素總數(shù)的預(yù)定百分比。
24、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述用于計算所述色彩通道增益的電路根據(jù)所述圖像傳感器的所述色彩通道靈敏度來精細(xì)調(diào)諧所述輸出圖像。
25、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述用于計算所述色彩通道增益的電路以遞歸方式重新計算所述通道增益。
26、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述色彩通道為紅色R、綠色G及藍(lán)色B且根據(jù)以下方程式計算所述色彩通道增益
及
其中G_GAIN為綠色通道的增益，R_GAIN為紅色通道的增益，且B_GAIN為藍(lán)色通道的增益；GW_CR、GW_CB及GW_CG表示所述灰界概要的色度；且N_CR、N_CB及N_CG表示所述中性白點(diǎn)的色度。
27、如權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述通道增益是以遞歸方式如下計算的
及
其中G_GAIN′為綠色通道的經(jīng)重新計算增益；R_GAIN′為紅色通道的經(jīng)重新計算增益，且B_GAIN′為藍(lán)色通道的經(jīng)重新計算增益。
28、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述色彩通道為紅色R、綠色G及藍(lán)色B且根據(jù)以下方程式計算所述色彩通道增益
及
其中G_GAIN為綠色通道的增益，R_GAIN為紅色通道的增益，且B_GAIN為藍(lán)色通道的增益；GW_CR、GW_CB及GW_CG表示所述灰界概要的色度；G_BIAS表示調(diào)諧參數(shù)；且N_CR、N_CB及N_CG表示所述中性白點(diǎn)的所述色度。
29、如權(quán)利要求28所述的裝置，其中所述通道增益是以遞歸方式如下計算的
及
其中G_GAIN′為綠色通道的經(jīng)重新計算增益；R_GAIN′為紅色通道的經(jīng)重新計算增益，且B_GAIN′為藍(lán)色通道的經(jīng)重新計算增益。
30、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述用于計算所述色彩通道增益的電路進(jìn)一步包括用于規(guī)范化所述所計算通道增益的電路。
31、如權(quán)利要求30所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于如下規(guī)范化所述所計算色彩通道增益的電路
G_GAIN′＝1.0
32、如權(quán)利要求19所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于使用低通濾波器對所述所計算色彩通道增益進(jìn)行濾波的電路。
33、如權(quán)利要求19所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于執(zhí)行以下動作的電路
存儲預(yù)定數(shù)目的色彩通道增益；及
通過對所述預(yù)定數(shù)目的所存儲色彩通道增益求平均值來計算所述色彩通道增益。
34、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述輸入圖像傳感器為視頻相機(jī)的一部分。
35、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述輸入圖像為RGB圖像。
36、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述輸入圖像數(shù)據(jù)為模擬數(shù)據(jù)。
37、如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述輸入圖像數(shù)據(jù)為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
38、一種對來自圖像傳感器的輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行色彩平衡操作的平衡單元，所述單元包括
計算構(gòu)件，其用于為具有色彩通道的所述輸入圖像數(shù)據(jù)計算灰界統(tǒng)計；
計算構(gòu)件，其用于基于所述灰界統(tǒng)計及中性白點(diǎn)為所述輸入圖像數(shù)據(jù)計算色彩通道增益；及
轉(zhuǎn)變構(gòu)件，其用于通過將所述色彩通道增益施加到所述輸入圖像數(shù)據(jù)的相應(yīng)色彩通道來將所述輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鰣D像。
39、如權(quán)利要求38所述的單元，其中所述用于計算灰界統(tǒng)計的構(gòu)件進(jìn)一步包括基于預(yù)定準(zhǔn)則刪改在計算所述灰界統(tǒng)計中使用的所述像素。
40、如權(quán)利要求39所述的單元，其中所述用于刪改的構(gòu)件進(jìn)一步包括基于每一色彩通道的高與低閾值范圍來選擇用于包含在所述灰界統(tǒng)計中的像素。
41、如權(quán)利要求39所述的單元，其中所述用于刪改的構(gòu)件進(jìn)一步包括確定符合所述預(yù)定準(zhǔn)則的像素總數(shù)是否是在所述灰界統(tǒng)計的所述計算中所考慮的所述像素總數(shù)的預(yù)定百分比。
42、如權(quán)利要求38所述的單元，其中所述用于計算所述色彩通道增益的構(gòu)件包括使用系統(tǒng)調(diào)諧參數(shù)以根據(jù)所述圖像傳感器的所述色彩通道靈敏度來精細(xì)調(diào)諧所述輸出圖像。
43、如權(quán)利要求38所述的單元，其中所述用于計算所述色彩通道增益的構(gòu)件進(jìn)一步包括所述以遞歸方式重新計算所述通道增益的動作。
44、如權(quán)利要求38所述的單元，其中所述用于計算所述色彩通道增益的構(gòu)件進(jìn)一步包括所述規(guī)范化所述所計算通道增益的動作。
45、如權(quán)利要求38所述的單元，其進(jìn)一步包括用于使用低通濾波器對所述所計算色彩通道增益進(jìn)行濾波的構(gòu)件。
46、如權(quán)利要求38所述的單元，其進(jìn)一步包括用于執(zhí)行以下動作的構(gòu)件
存儲預(yù)定數(shù)目的色彩通道增益；及
通過對所述預(yù)定數(shù)目的所存儲色彩通道增益求平均值來計算所述色彩通道增益。
47、一種成像器系統(tǒng)，其包括
像素陣列，其用于提供圖像信號；
讀出電路，其用于讀出圖像信號；及
成像裝置，其對從讀出圖像信號確定的輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行色彩平衡操作，所述裝置包括經(jīng)編程用于執(zhí)行以下動作的圖像處理器
為具有色彩通道的所述輸入圖像數(shù)據(jù)計算灰界統(tǒng)計；
基于所述灰界統(tǒng)計及中性白點(diǎn)為所述輸入圖像數(shù)據(jù)計算色彩通道增益；及
通過將所述色彩通道增益施加到所述輸入圖像數(shù)據(jù)的相應(yīng)色彩通道來將所述輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鰣D像。
48、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于接收所述成像裝置的輸出的處理器。
49、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述計算灰界統(tǒng)計的動作進(jìn)一步包括基于預(yù)定準(zhǔn)則刪改在計算所述灰界統(tǒng)計中使用的所述像素。
50、如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述刪改動作進(jìn)一步包括基于每一色彩通道的高與低閾值范圍來選擇用于包含在所述灰界統(tǒng)計中的像素。
51、如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述刪改動作進(jìn)一步包括確定符合所述預(yù)定準(zhǔn)則的像素總數(shù)是否是在所述灰界統(tǒng)計的所述計算中所考慮的所述像素總數(shù)的預(yù)定百分比。
52、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述計算所述色彩通道增益的動作包括使用系統(tǒng)調(diào)諧參數(shù)以根據(jù)所述圖像傳感器的所述色彩通道靈敏度來精細(xì)調(diào)諧所述輸出圖像。
53、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述計算所述色彩通道增益的動作進(jìn)一步包括所述以遞歸方式重新計算所述通道增益的動作。
54、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述色彩通道為紅色R、綠色G及藍(lán)色B且所述圖像處理器經(jīng)編程以根據(jù)以下方程式計算色彩通道增益
及
其中G_GAIN為綠色通道的增益，R_GAIN為紅色通道的增益，且B_GAIN為藍(lán)色通道的增益；GW_CR、GW_CB及GW_CG表示所述灰界概要的色度；且N_CR、N_CB及N_CG表示所述中性白點(diǎn)的色度。
55、如權(quán)利要求54所述的系統(tǒng)，其中所述圖像處理器經(jīng)編程而以遞歸方式如下計算所述通道增益
及
其中G_GAIN′為綠色通道的經(jīng)重新計算增益；R_GAIN′為紅色通道的經(jīng)重新計算增益，且B_GAIN′為藍(lán)色通道的經(jīng)重新計算增益。
56、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述色彩通道為紅色R、綠色G及藍(lán)色B且所述圖像處理器經(jīng)編程以根據(jù)以下方程式計算色彩通道增益
及
其中G_GAIN為綠色通道的增益，R_GAIN為紅色通道的增益，且B_GAIN為藍(lán)色通道的增益；GW_CR、GW_CB及GW_CG表示所述灰界概要的色度；G_BIAS表示調(diào)諧參數(shù)；且N_CR、N_CB及N_CG表示所述中性白點(diǎn)的所述色度。
57、如權(quán)利要求56所述的系統(tǒng)，其中所述圖像處理器經(jīng)編程而以遞歸方式如下計算所述通道增益
及
其中G_GAIN′為綠色通道的經(jīng)重新計算增益；R_GAIN′為紅色通道的經(jīng)重新計算增益，且B_GAIN′為藍(lán)色通道的經(jīng)重新計算增益。
58、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述圖像處理器經(jīng)編程以規(guī)范化所述所計算通道增益。
59、如權(quán)利要求58所述的系統(tǒng)，其中所述圖像處理器經(jīng)編程以如下規(guī)范化所述所計算色彩通道增益
G_GAIN′＝1.0
60、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述圖像處理器經(jīng)編程以對所述所計算色彩通道增益進(jìn)行低通濾波。
61、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述圖像處理器經(jīng)編程以
存儲預(yù)定數(shù)目的色彩通道增益；及
通過對所述預(yù)定數(shù)目的所存儲色彩通道增益求平均值來計算所述色彩通道增益。
62、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述輸入圖像傳感器是視頻相機(jī)的一部分。
63、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述輸入圖像為RGB圖像。
64、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述輸入圖像數(shù)據(jù)為模擬數(shù)據(jù)。
65、如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述輸入圖像數(shù)據(jù)為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
全文摘要
對來自圖像的像素進(jìn)行取樣以用于灰界統(tǒng)計。為避免飽和區(qū)域的影響而刪改所述像素。如果所述灰界統(tǒng)計中包含預(yù)定百分比的像素，則計算色彩通道增益并將其施加到所述圖像。因此，以簡單且高效的方式實現(xiàn)色彩平衡。
文檔編號H04N9/73GK101361374SQ200680051089
公開日2009年2月4日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者沙恩·C·胡 申請人:美光科技公司