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数码相机中的白平衡和色彩校正

02/14 16:46
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数码相机中的白平衡和色彩校正

简介

白平衡和色彩校正是执行的处理作,用于确保捕获的数码相机图像具有适当的色彩保真度。 在数码相机中,使用带有彩色滤光片的光探测器阵列来检测和捕获图像。 此传感器无法像人眼那样精确地检测光线,因此需要对检测到的图像进行一些处理或校正,以确保最终图像真实地表示原始场景的颜色。

白平衡

定义

白平衡作(也称为颜色平衡、光源校正)使用白色作为标准,将正确的整体颜色“偏差”添加到捕获的图像中。这样做的目的是基本上希望场景中的所有白色对象在图像中都是白色的。

白平衡是必要的,原因有两个:

1、传感器本身在可见光范围内并非同样敏感spectrum,因此白色场景对象的颜色将发生变化,具有不同的色。

2、人眼会适应光源中的不同色调,使白色物体即使在不同颜色的灯光下也呈现相同的白色。 有必要让相机进行相同的调整,否则图片看起来会像是有色偏。

白平衡作

白平衡作是通过确保场景中的白色元素在图像中显示为白色来实现的。当各个颜色元素信号相等时,打印机和显示器等输出设备将创建白色。换句话说,当显示器的 RGB 信号相等 R = G = B 时,将在计算机显示器上创建白色。打印机也是如此。 当 C = Y = M 时,将创建白色。 因此,对于捕获的图像,当白色场景元素的颜色数据信号相等时,将获得白平衡。 在查看场景中白色元素的捕获数据时,如果 R = G = B(或其他颜色空间中的等效性),则图像是“白平衡的”。 如果我们查看白色场景元素的数据,并且颜色数据不相等我们需要执行白平衡校正作,使颜色信号相等,图像是白平衡的

其中 R、G 和 B是白平衡输出信号,R、G 和 B 是白平衡之前来自相机的 R、G 和 B 输出信号,A 是均衡白色信号所需的系数。根据您是在颜色插值之前还是之后执行白平衡,可能有两个单独的绿色信号,一个用于拜耳模式中的每个绿色像素,一个用于每个像素,每个信号都有一个相应的白平衡系数。

白平衡实现

白平衡可以作为后处理步骤实现。 计算响应白色场景而均衡颜色信号所需的白平衡系数。 颜色信号乘以这些系数,生成的图像是白平衡的。需要对捕获的每张图像执行此作。

在 Motorola ImageMOS™ 阵列中,可以通过单独调整每个颜色信号的颜色通道增益来实现白平衡。 这样就无需对图像进行后处理。 白平衡系数转换为等效的颜色通道增益,在退出传感器阵列芯片之前调整颜色信号。

白平衡的挑战在于确定颜色通道系数或增益应该是多少。 实现此目的的典型方法是捕获白色(或灰色,灰色只是白色的“阴影”)卡或其他白色元素的图像,并检查相机输出。 计算适当的系数或通道增益,使颜色信号在捕获白卡时相等。

这有几个问题。需要对使用的每种不同的光源进行白平衡。 在室外进行白平衡的相机在室内照明下不会进行白平衡,反之亦然。 此外,大多数相机用户根本不想费心捕捉白卡图像并完成白平衡程序,即使不经常需要。 因此,摄像机需要有一种自动进行白平衡的方法。 为了实现这一点,许多相机都有白平衡算法,用于确定白平衡系数或不同标准光源的设置,这些算法可以编程到相机中。

Motorola 的 ImageMOS™ 传感器支持任何这些白平衡实现。 白平衡可以作为后处理步骤完成,也可以对颜色通道增益进行编程。 白平衡系数或颜色通道增益可以通过自动白平衡算法进行控制,并在需要时不断更新。 如果需要,摩托罗拉为此目的开发了配套芯片和算法。

恩智浦

恩智浦

恩智浦半导体创立于2006年,其前身为荷兰飞利浦公司于1953年成立的半导体事业部,总部位于荷兰埃因霍温。恩智浦2010年在美国纳斯达克上市。恩智浦2010年在美国纳斯达克上市。恩智浦半导体致力于打造全球化解决方案,实现智慧生活,安全连结。

恩智浦半导体创立于2006年,其前身为荷兰飞利浦公司于1953年成立的半导体事业部,总部位于荷兰埃因霍温。恩智浦2010年在美国纳斯达克上市。恩智浦2010年在美国纳斯达克上市。恩智浦半导体致力于打造全球化解决方案,实现智慧生活,安全连结。收起

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