摄像机白平衡引起的昏暗问题改善算法VIP免费

电子科技2008年第21卷第2期摄像机白平衡引起的昏暗问题改善算法马云云1，陶福星2，周娜1(1．西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室，陕西西安710071；2．西北工业大学机电学院，陕西710072)摘要在有色温偏色影响时，特别是环境照度较低的情况下，具有自动白平衡功能视频摄像机拍摄的视频内容会出现昏暗问题。针对这一问题提出了一种渐降饱和度算法：在摄像机因RGB通道增益最大值达到增益上限而无法增加时，渐降饱和度，同时上调增益，提高图像亮度；当环境照度增加时，逐渐恢复图像颜色饱和度。实验证明，所提方案改善了视频摄像机在低照度下的视觉效果，并且饱和度渐变过程过渡自然。关键词视频摄像机；自动白平衡；自动曝光；低照度；饱和度中图分类号’烈919．8文献标识码A文章编号1007—7820(2008)02—047—04ImprovementMethodfor“Darkness”ProblemofVideoCameraCausedbyⅥ，lliteBalanceMaYunyunl。TaoFuxing。，ZhouNal(1．StateKeyLaboratoryofIntegratedServicesNetworks，XidianUniversity，Xi’an710071，China；2．NorthwestemPolytechnicalUniversi何，xi’an710072，China)AbstractVideocameraswithautomaticwhitebalancefunctionmayencountertheproblemof“darkness”whenthereisacolordeviationcausedbythecolortemperatureoflight，especiallyunderlowilluminationcondi—tion．Anewalgorithmisproposedinthispapertosolvetheproblembydecreasingthecolorsaturationgradual·ly．Whenthe“darkness”problemOCCUrs，thecolorsaturationisdecreasedwhilethegainofRGBsensorisin·creased．Iftheilluminationturnsnormal，thecolorsaturationisrecoveredgradually．Testresultsindicatethattheproposedalgorithmachievesbettervisualeffectunderlowilluminationconditionandsmoothtransitiondur-ingtheadjustmentofthecolorsaturation．Keywordsvideocamera；automaticwhitebalance(AWB)；automaticexposure(AE)；lowillumina-tion；saturation通常视频摄像机系统都具有自动白平衡和自动曝光这两项基本功能⋯。自动白平衡和自动曝光在数字域分别通过判断视频帧中与色温或亮度相关的信息来调整图像采集的RGB感光通道增益。自动白平衡负责调节RGB通道增益因子的比例，自动曝光模块保持白平衡调节后的RGB通道增益，收稿日期：2007—07·01作者简介：马云云(1982一)，女，硕士研究生。研究方向：多媒体通信。陶福星(1981一)，男，硕士研究生。研究方向：汽车工程。周娜(1982一)，女，硕士研究生。研究方向为多媒体通信。进行整体增益调节。当摄像机采集到视频帧受色温影响出现偏色时，白平衡通过降低R或B中某一通道增益，增加另一通道增益纠正偏色【2，3]。对于偏色严重情况自动白平衡调节后会出现B通道增益与R通道增益的比例较大或B通道增益达到上限情况。若此时环境照度较低，自动曝光模块需要保持RGB增益比例增加增益来改善视频亮度。但受增益上限的限制，增益可以增加的幅度很小或无法增加，导致低照度下出现昏暗甚至黑屏问题。为了解决上述问题，文中提出了一种渐降饱和度过渡方案：摄像机RGB通道增益达上限时，万方数据摄像机白平衡引起的昏暗问题改善算法U鬣H薄孙J—一图1视频摄像机预处理框图1．1方案设计令R_gain、G_gain、Bgain分别代表R、G、B分量的实际通道增益值，Max表示增益值的上限(由芯片自身规定)。下面分别介绍渐降饱和度和照度增加时逐渐恢复彩色两个过程：(1)渐降饱和度过程1)逐渐降低图像的彩色饱和度，饱和度调节将在2．2节中具体介绍；2)降低彩色饱和度的同时调整当前帧的感光通道增益R_gain、G_gain、B_gain：调节过程中引入3个变量R—gain一2、G—gain_2、B_gain．_2，按式(1)进行初始化rR_gain_2=R_gain{G_gain_2=G_gain(1)【B_gain_2=B_gain利用自动曝光功能调节R__gain_2、G—gain_2、B—gain一2值，然后按式(2)确定新的R—gain、G_gain、B_gain值rR_gain=min(R_gain_2，Max){G_gain=min(G_gain_2，Max)(2)[B_gain=min(B_gain_2，Max)(2)照度增加时恢复彩色过程：1)利用自动曝光功能保持比例减小增益R—gain_2、G_gai...