偏色图像的色彩还原算法实现
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第３ ３卷
第 ３期
四 川 兵 ． ’ 报 工 学
２ １ ３月 ０ ２年
【 光学工程与电子技术】
偏 色 图像 的 色彩 还原 算 法 实现
王 欢 陈向宁 姜 明勇 ， ，
（ 装备学院 ａ研究生管理大 队；ｂ 光电装 备系 ， ． ． 北京 １１１） ０４ ６
摘要 ： 针对数码 图像在不 同光源拍摄 中产生的偏色现象 ， 出了一 种基于边缘 检测的色彩 还原算法 。该算法首 先对偏色 图 提
匀 的分布在更大 的 区间 范围 内 ， 而将 图像 中的景物恢 复到 接 从
近 自然 的效 果 ， 于 下 一 步 找 到理 想 的参 考 白色 区域 。图 ３ 便 （ ） （） ａ 、 ｂ 分别为 图 ２ ａ 、 ｂ 的直方 图均衡 后 效果 。从 图 中 可 （）（）
见， 偏色现象得到有效改善 。
的基 础上 ， 出了一种基于边缘检测 的颜 色校正算法 ， 提 并通过 实
验对 该 校 正算 法进 行 了验 证 。
２ 算法实现
２ １ Ｒ Ｂ三通 道 直 方 图均 衡 ． Ｇ
在偏暗图像中 ， 方 图的组成成 分集 中在灰 度级较 低 的一 直
侧 ； 明亮 图像 的直方 图则倾 向于灰度 级较 高 的一 侧。直方 图 而
均衡 。通过直方 图均衡有 效地减 少 图像 的偏 色现 象 ， 图像 的 使 偏 色得到抑制 ， 便于下一步更准确地找到理想的 白色区域 ； （ ）将 图像从 Ｒ Ｂ空 间转换到 Ｙ ｂ ｒ ２ Ｇ Ｃ Ｃ 空间。在色彩空间转
变后 ， 提取 ｙ 分量 的边缘 ， 沿着边 缘包 含的 区域 找到满足条件 的 理想 白色区域 ；
收 稿 日期 ：０ ２— １ ５ ２ １ ０ —０ 作者简介 ： 王欢 （９ ８ ）女 ， １８一 ， 硕士研究生 ， 主要从事光学遥感 图像处理研究 。
ห้องสมุดไป่ตู้
１Ｏ ｌ
四 川 兵 工 学 报
（） ２ 所示的参考 白点。
ｙ。 ＞０ ９ ｙ Ⅲ ． ｍ
ｈｔ ：／ｃ ｇｊｕｓｒ．ｏ ／ ｔ ／ ｓｂ ．ｏ ｒ ｖ ｃｍ ｐ ｅ
像进 行直方图均衡 ， 图像 的偏色现象得到抑制。然后 将直方图均衡 后的图像从 Ｒ Ｂ空间转换到 Ｙ ｂ ｒ 间 ， 使 Ｇ ＣＣ 空 再使用 ｓｂｌ ｏｅ 算子对 ｙ分量做边缘检测 ， 找到满足条件 的近 白色 区域 ， 进而通过计算增益来对 图像进行调整 。实验表 明： 该算法对不 同光
中， 从而使得 图像 的视觉效果得到改善 。图 ２ ａ 、ｂ 分别 给 （） （ ） 出了偏 蓝图像和偏红图像 Ｒ Ｂ三通道 的直方 图。 Ｇ 由图 ２ ａ 、 ｂ 可以清楚 地看 出， （）（ ） 当一 幅图像偏蓝 时 ， Ｂ通
道直方图 中的灰度级集中于灰度级较高 的一侧 ； 当图像偏红时 ， Ｙ通道直方 图中的灰度级集 中于灰度级 较高 的一侧 。为 了抑 制 图像的偏色现象 ， 须对上述 图像进行直方 图均衡 ， 灰度级较 均 使
照下 的偏 色图像均 有很好 的校正效果 。 关键词 ： 白平衡 ； 直方图均衡 ； 边缘检测 ； ＩＤ ２ ０ ＣＥ Ｅ ００
中 图 分 类 号 ：Ｐ ９ Ｔ３ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６— ７ ７ ２ １ ）３— １９— ３ １０ ０ ０ （０ ２ ０ ０ ０ ０
（ ）在参考 白色区域 确定后 ， ３ 计算 出信 道增益值 ， 从而进行
颜色调整。
直 方 图均衡
色彩 空间转 换 寻找 白 色区域
色恒 常性 拉 。而 图像采 集设备 并不具 有颜 色恒 常性 ， Ｊ 在采集 图 像 时容易受 到环境 光源 、 物体 本身 的反射 特性及 采集设 备 的感 光 系数 的影 响 ， 使采集 到 的图像颜 色与真 实的 图像 颜 色存在 偏
和视 点位 置 、 光源无关 的颜色特征量 ， 从而进一 步求 出该光 源下
图 １ 算 法 流 程
的物体颜 色与标 准 白光下物体颜 色之 间的对应 关系 。虽然现 有 的颜 色校 正算 法众 多 ， 但每种算法都有 自己的适用条 件 ， 没有 一 种算 法可以很 好地 适用 于绝 大多数场合 。因此 本文在现有算 法
１ 算法设计
基 于边缘检测 的颜色校正算法其 核心思想是 通过寻找理 想 的近 白色 区域 对偏 色图像进行 色彩还原校 正。具体的算法 主要
分为以下 三个 步骤 。其算法 流程如 图 １ 所示 。 （ ）首先对彩 色 图像 的 Ｒ、 Ｂ三 个通道 分别 进行 直方 图 １ Ｇ、
均衡可以将一 幅图像 的像 素值 均 匀地 分布 在 图像 的各 个 区间
（Ｊ Ｉ ６ｉ ）一（ ＋Ｄ ｛ ｉｎ Ｍ６ ＜ １５ Ｄ６ Ｃ ６ ｓ （ ）ｌ ． ｇ （ ｌ ， Ｃ ）一 （． Ｍ，＋Ｄ ｓ ｎ Ｍ， １５￥ ｉ （ ）Ｉ＜ １５ Ｄ ｇ ． ，
（） ２
在式（ ） ，ｍ 为最 大的 ｌ值 ， ２ 中 ｌ ， ， 也可 直接 定义为 ２ ５ Ｙ ３ ， ｍ 为 区域 内最小的 ｌ值 。在 现有 的 限制条 件基础 上 ， 文 中 的 ｙ ， 本 取最大亮度前百分之十的点。增 加 的这个 约束条件将使得 到的 近 白色区域更接近于真实的 白色 ， 提高算法 的可靠性 和稳定性 ，
差， 形成偏色 图像 。不 同的光源具有不 同的光谱成分 和分布 ， 色
归一 化 率 计 算
．
温不 同使得物体在 不 同的光 源照射下 呈现 出不 同的颜色 ， 使 这
得物体的反射 光谱较真 实色彩有一定 的偏 差 。为 了获取物 体
色彩 还 原
的“ 真实颜色” 就需 要从视觉 感知模 型中直接 或间接 地估计 出 ，
随着数码 产业 的快 速发 展， 人们 对于 成像 质量 的要 求越 来 越高 ， 图像作为人类理解世界 的窗 口， 对人们生 活的影响 与 日俱 增 。人类视觉 系统 具有 颜色恒 常性 ， 即人 眼对照 明环境 的亮 度 和颜 色的变化具有 视觉 适应 现象… 。当照 明条件 发生变 化时 ， 视觉 系统 会尽 量使 感知 色貌 的差别 区域最小 ， 这种现 象称 为颜
第 ３期
四 川 兵 ． ’ 报 工 学
２ １ ３月 ０ ２年
【 光学工程与电子技术】
偏 色 图像 的 色彩 还原 算 法 实现
王 欢 陈向宁 姜 明勇 ， ，
（ 装备学院 ａ研究生管理大 队；ｂ 光电装 备系 ， ． ． 北京 １１１） ０４ ６
摘要 ： 针对数码 图像在不 同光源拍摄 中产生的偏色现象 ， 出了一 种基于边缘 检测的色彩 还原算法 。该算法首 先对偏色 图 提
匀 的分布在更大 的 区间 范围 内 ， 而将 图像 中的景物恢 复到 接 从
近 自然 的效 果 ， 于 下 一 步 找 到理 想 的参 考 白色 区域 。图 ３ 便 （ ） （） ａ 、 ｂ 分别为 图 ２ ａ 、 ｂ 的直方 图均衡 后 效果 。从 图 中 可 （）（）
见， 偏色现象得到有效改善 。
的基 础上 ， 出了一种基于边缘检测 的颜 色校正算法 ， 提 并通过 实
验对 该 校 正算 法进 行 了验 证 。
２ 算法实现
２ １ Ｒ Ｂ三通 道 直 方 图均 衡 ． Ｇ
在偏暗图像中 ， 方 图的组成成 分集 中在灰 度级较 低 的一 直
侧 ； 明亮 图像 的直方 图则倾 向于灰度 级较 高 的一 侧。直方 图 而
均衡 。通过直方 图均衡有 效地减 少 图像 的偏 色现 象 ， 图像 的 使 偏 色得到抑制 ， 便于下一步更准确地找到理想的 白色区域 ； （ ）将 图像从 Ｒ Ｂ空 间转换到 Ｙ ｂ ｒ ２ Ｇ Ｃ Ｃ 空间。在色彩空间转
变后 ， 提取 ｙ 分量 的边缘 ， 沿着边 缘包 含的 区域 找到满足条件 的 理想 白色区域 ；
收 稿 日期 ：０ ２— １ ５ ２ １ ０ —０ 作者简介 ： 王欢 （９ ８ ）女 ， １８一 ， 硕士研究生 ， 主要从事光学遥感 图像处理研究 。
ห้องสมุดไป่ตู้
１Ｏ ｌ
四 川 兵 工 学 报
（） ２ 所示的参考 白点。
ｙ。 ＞０ ９ ｙ Ⅲ ． ｍ
ｈｔ ：／ｃ ｇｊｕｓｒ．ｏ ／ ｔ ／ ｓｂ ．ｏ ｒ ｖ ｃｍ ｐ ｅ
像进 行直方图均衡 ， 图像 的偏色现象得到抑制。然后 将直方图均衡 后的图像从 Ｒ Ｂ空间转换到 Ｙ ｂ ｒ 间 ， 使 Ｇ ＣＣ 空 再使用 ｓｂｌ ｏｅ 算子对 ｙ分量做边缘检测 ， 找到满足条件 的近 白色 区域 ， 进而通过计算增益来对 图像进行调整 。实验表 明： 该算法对不 同光
中， 从而使得 图像 的视觉效果得到改善 。图 ２ ａ 、ｂ 分别 给 （） （ ） 出了偏 蓝图像和偏红图像 Ｒ Ｂ三通道 的直方 图。 Ｇ 由图 ２ ａ 、 ｂ 可以清楚 地看 出， （）（ ） 当一 幅图像偏蓝 时 ， Ｂ通
道直方图 中的灰度级集中于灰度级较高 的一侧 ； 当图像偏红时 ， Ｙ通道直方 图中的灰度级集 中于灰度级 较高 的一侧 。为 了抑 制 图像的偏色现象 ， 须对上述 图像进行直方 图均衡 ， 灰度级较 均 使
照下 的偏 色图像均 有很好 的校正效果 。 关键词 ： 白平衡 ； 直方图均衡 ； 边缘检测 ； ＩＤ ２ ０ ＣＥ Ｅ ００
中 图 分 类 号 ：Ｐ ９ Ｔ３ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６— ７ ７ ２ １ ）３— １９— ３ １０ ０ ０ （０ ２ ０ ０ ０ ０
（ ）在参考 白色区域 确定后 ， ３ 计算 出信 道增益值 ， 从而进行
颜色调整。
直 方 图均衡
色彩 空间转 换 寻找 白 色区域
色恒 常性 拉 。而 图像采 集设备 并不具 有颜 色恒 常性 ， Ｊ 在采集 图 像 时容易受 到环境 光源 、 物体 本身 的反射 特性及 采集设 备 的感 光 系数 的影 响 ， 使采集 到 的图像颜 色与真 实的 图像 颜 色存在 偏
和视 点位 置 、 光源无关 的颜色特征量 ， 从而进一 步求 出该光 源下
图 １ 算 法 流 程
的物体颜 色与标 准 白光下物体颜 色之 间的对应 关系 。虽然现 有 的颜 色校 正算 法众 多 ， 但每种算法都有 自己的适用条 件 ， 没有 一 种算 法可以很 好地 适用 于绝 大多数场合 。因此 本文在现有算 法
１ 算法设计
基 于边缘检测 的颜色校正算法其 核心思想是 通过寻找理 想 的近 白色 区域 对偏 色图像进行 色彩还原校 正。具体的算法 主要
分为以下 三个 步骤 。其算法 流程如 图 １ 所示 。 （ ）首先对彩 色 图像 的 Ｒ、 Ｂ三 个通道 分别 进行 直方 图 １ Ｇ、
均衡可以将一 幅图像 的像 素值 均 匀地 分布 在 图像 的各 个 区间
（Ｊ Ｉ ６ｉ ）一（ ＋Ｄ ｛ ｉｎ Ｍ６ ＜ １５ Ｄ６ Ｃ ６ ｓ （ ）ｌ ． ｇ （ ｌ ， Ｃ ）一 （． Ｍ，＋Ｄ ｓ ｎ Ｍ， １５￥ ｉ （ ）Ｉ＜ １５ Ｄ ｇ ． ，
（） ２
在式（ ） ，ｍ 为最 大的 ｌ值 ， ２ 中 ｌ ， ， 也可 直接 定义为 ２ ５ Ｙ ３ ， ｍ 为 区域 内最小的 ｌ值 。在 现有 的 限制条 件基础 上 ， 文 中 的 ｙ ， 本 取最大亮度前百分之十的点。增 加 的这个 约束条件将使得 到的 近 白色区域更接近于真实的 白色 ， 提高算法 的可靠性 和稳定性 ，
差， 形成偏色 图像 。不 同的光源具有不 同的光谱成分 和分布 ， 色
归一 化 率 计 算
．
温不 同使得物体在 不 同的光 源照射下 呈现 出不 同的颜色 ， 使 这
得物体的反射 光谱较真 实色彩有一定 的偏 差 。为 了获取物 体
色彩 还 原
的“ 真实颜色” 就需 要从视觉 感知模 型中直接 或间接 地估计 出 ，
随着数码 产业 的快 速发 展， 人们 对于 成像 质量 的要 求越 来 越高 ， 图像作为人类理解世界 的窗 口， 对人们生 活的影响 与 日俱 增 。人类视觉 系统 具有 颜色恒 常性 ， 即人 眼对照 明环境 的亮 度 和颜 色的变化具有 视觉 适应 现象… 。当照 明条件 发生变 化时 ， 视觉 系统 会尽 量使 感知 色貌 的差别 区域最小 ， 这种现 象称 为颜