一种抓拍帧的白平衡参数估计方法及装置的制造方法

一种抓拍帧的白平衡参数估计方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种抓拍帧的白平衡参数估计方法及装置，从多帧实况帧图像数据中计算出环境光的各颜色分量平均亮度并实时进行更新，然后将环境光的各颜色分量平均亮度作为抓拍帧的环境光的各颜色分量亮度，计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度，并根据多帧抓拍帧中计算出的爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度，利用环境光的各颜色分量平均亮度和爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度计算出预估的抓拍帧的白平衡参数，解决了现有技术无法对抓拍帧的白平衡进行有效的计算和处理，导致实况帧数据丢失或抓拍帧图像出现偏色的问题。
【专利说明】
-种抓拍顺的白平衡参数估计方法及装置
技术领域
[0001] 本发明属于视频监控技术领域，尤其设及一种抓拍帖的白平衡参数估计方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 随着经济发展，交通工具的使用量也在逐年攀升，随之而来的交通安全、交通堵塞 成为城市交通的难题。目前，智能交通系统已经得到广泛的应用，可W极大地解决及预防交 通问题。
[0003] 卡口相机作为智能交通的重要组成部分，对部分路段、出入口、检查站等卡口点的 机动车进行监控图像拍摄。在正常情况下，卡口相机利用环境光线进行图像拍摄获得实况 画面，在正常情况下拍摄的图像帖用于视频流编码，称为实况帖。但在一些特殊场景，例如 在车辆闯红灯或违法变道的情况下，需要通过爆闪灯对环境进行补光后拍摄获取抓拍画 面，W保证拍摄图像的亮度与清晰度，使用爆闪灯对环境进行补光后拍摄的图像帖称为抓 拍帖。由于爆闪灯与环境光的色溫不同，因此抓拍帖与实况帖的白平衡效果不同，需要区分 实况帖与抓拍帖对白平衡分别进行独立计算。
[0004] 卡口相机的CPU对于图像帖数据的时序要求极为严格，同时CPU对图像帖数据进行 白平衡统计与白平衡计算需要较长时间。如果在图像帖数据进入CPU后，实时进行白平衡统 计与白平衡计算，将会导致CPU无法及时对图像帖数据进行白平衡处理。因此需要对图像帖 数据的白平衡参数进行预估，CPU在进行图像帖数据的白平衡处理时直接利用预估的白平 衡参数。
[0005] 由于实况帖是连续的，两帖连续的实况帖的间隔时间很短，因此两帖连续的实况 帖拍摄的环境色溫基本相同，上一帖实况帖的白平衡计算结果可W作为下一帖实况帖的预 估白平衡参数。但是对于抓拍帖来说，两次抓拍的时间间隔是不确定的，因此两次抓拍的环 境色溫可能存在较大差异，上一帖抓拍帖的白平衡计算结果无法作为当前抓拍帖的预估白 平衡参数，所W亟需一种有效的适用于卡口相机抓拍帖的白平衡参数估计方法。
[0006] 现有技术中卡口相机处理抓拍帖的白平衡的方法主要有二种：
[0007] 1、先将抓拍帖数据缓存下来，进行该抓拍帖数据的统计及白平衡计算，然后用计 算出的白平衡参数进行该抓拍帖的白平衡处理后输出抓拍帖图像，同时为了保持采集时 序，将在处理该抓拍帖的过程中收到的实况帖进行丢弃处理。
[000引该方法存在的问题是在处理抓拍帖的过程中，可能存在多帖实况帖丢失的情况， 最终导致后续违章检测等模块在进行检测时会少几帖实况帖数据，运对于高速卡口可能导 致丢失多个违章车辆信息的捕获。
[0009] 2、按照前一次的抓拍帖的白平衡计算结果作为后一次抓拍帖的白平衡处理参数。
[0010] 该方法存在的问题是如果两次抓拍时间间隔较大，环境光的亮度及色溫可能发生 较大变化，两帖抓拍帖数据的白平衡结果就不会一致，最终导致抓拍帖图像出现偏色的问 题。

【发明内容】

[0011]本发明的目的是提供一种抓拍帖的白平衡参数估计方法及装置，W解决现有技术 无法对抓拍帖的白平衡进行有效的计算和处理，导致实况帖数据丢失或抓拍帖图像出现偏 色的问题。
[0012]为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
[001引一种抓拍帖的白平衡参数估计方法，包括：
[0014] 每记录一帖实况帖，根据该实况帖的统计亮度、W及该实况帖对应的实况曝光量 计算出该实况帖对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各颜色分量平均亮度；
[0015] 每记录一帖抓拍帖，根据该抓拍帖的统计亮度、该抓拍帖的环境光曝光量、爆闪灯 曝光量、W及记录的环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量 亮度，更新记录的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度；
[0016] 在记录的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮 度发生更新时，根据更新的环境光各颜色分量平均亮度、爆闪灯对环境产生的各颜色分量 平均亮度、W及预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量和爆闪灯曝光量，预估出用于对 下一帖抓拍帖进行白平衡处理的预估白平衡参数。
[0017] 进一步地，所述每记录一帖实况帖，根据该实况帖的统计亮度、W及该实况帖对应 的实况曝光量计算出该实况帖对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各颜色分 量平均亮度，包括：
[0018] 通过公式计算得到当前连况侦对应的环境光各颜色分量亮度：
[0019]
[0020]
[0021]
[0022] 其中，env化ightR为该实况帖对应的环境光R分量亮度，env化ightG为该实况帖对 应的环境光G分量亮度，env化ightB为该实况帖对应的环境光B分量亮度，VLumaR为该实况 帖R分量统计亮度，VLumaG为该实况帖G分量统计亮度，VLumaB为该实况帖B分量统计亮度， VExp化1为该实况帖对应的实况曝光量，C为预设的固定感光性能值；
[0023] 将从预设数量的实况帖中计算出的环境光各颜色分量亮度分别相加，再除W预设 数量得到环境光各颜色分量平均亮度，记录环境光R分量平均亮度envBri曲tAvgR、环境光G 分量平均亮度envBri曲tAvgG、环境光B分量平均亮度envBri曲tAvgB。
[0024] 进一步地，所述每记录一帖抓拍帖，根据该抓拍帖的统计亮度、该抓拍帖的环境光 曝光量、爆闪灯曝光量、W及记录的环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪灯对环境产 生的各颜色分量亮度，更新记录的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度，包括：
[0025] 通过如下公式计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度：
[0026]
[0027]
[002引
[0029] 其中，flash化ightR为爆闪灯对环境产生的R分量亮度，flash化ightG为爆闪灯对 环境产生的G分量亮度，flash化ightB为爆闪灯对环境产生的B分量亮度，SLumaR为该抓拍 帖R分量统计亮度，SLumaG为该抓拍帖G分量统计亮度，SLumaB为该抓拍帖B分量统计亮度， SE邱Val为该抓拍帖的环境光曝光量，fE邱Val为爆闪灯曝光量，C为预设的固定感光性能 值，日11￥化1肖1114￥肖1?为环境光1?分量平均亮度、日]1￥化1肖1114￥肖6为环境光6分量平均亮度、 env化ightAv浊为环境光B分量平均亮度；
[0030] 将从预设数量的抓拍帖中计算出的爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度分别相 加，再除W预设数量就可W得到爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度，记录爆闪灯对 环境产生的R分量平均亮度flashBrightAvgR、爆闪灯对环境产生的G分量平均亮度 f 1曰3]1化1旨1114￥旨6、爆闪灯对环境产生的8分量平均亮度;1^1曰31181'；[曲14￥邑8。
[0031] 进一步地，所述在记录的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境产生的各颜 色分量平均亮度发生更新时，根据更新的环境光各颜色分量平均亮度、爆闪灯对环境产生 的各颜色分量平均亮度、W及预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量和爆闪灯曝光量， 预估出用于对下一帖抓拍帖进行白平衡处理的预估白平衡参数，包括：
[0032] 通过如下公式计算出预估的下一帖抓拍帖的各颜色分量统计亮度：
[0033] SLumaR = CX (sExp化 1 XenvBri曲tAvgR+fExp化 1 XflashBri曲tAvgR)
[0034] SLumaG = CX (sExpA^l XenvBri曲*4￥邑6+'6邱化1 XflashBri曲tAvgG)
[0035] SLumaR = CX (sExp化 1 XenvBri曲tAvgI3+fExp化 1 XflashBri曲tAvgB)
[0036] 其中，sLumaR为预估的抓拍帖R分量统计亮度，sLumaG为预估的抓拍帖G分量统计 亮度，SLumaB为预估的抓拍帖B分量统计亮度，env化ightAv曲为记录的环境光R分量平均亮 度，env&rightAvgG为记录的环境光G分量平均亮度，env&rightAvgB为记录的环境光B分量 平均亮度，f IashBright AvgR为记录的爆闪灯对环境产生的R分量平均亮度， flash化ightAvgG为记录的爆闪灯对环境产生的G分量平均亮度，f Iash化ightAvgB为记录 的爆闪灯对环境产生的B分量平均亮度，sExpVal为预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光 量，fE邱化1为预估的用于下一帖抓拍帖的爆闪灯曝光量，C为预置的固定感光性能值；
[0037] 通过计算出的预估的下一帖抓拍帖的各颜色分量统计亮度计算出预估的下一帖 抓拍帖的白平衡参数：
[00；3 引 [0039]
[0040]
[0041 ] sRGain为抓拍帖R通道增益值，sGGain为抓拍帖G通道增益值，sBGain为抓拍帖B通 道增益值。
[0042] 进一步地，所述预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量sExpVal为上一帖抓拍 帖对应的环境光曝光量，所述预估的用于下一帖抓拍帖的爆闪灯曝光量巧xpVal为上一帖 抓拍帖对应的爆闪灯曝光量。
[0043 ]本发明还提供了 一种抓拍帖的白平衡参数估计装置，包括：
[0044] 实况帖处理模块，用于每记录一帖实况帖，根据该实况帖的统计亮度、W及该实况 帖对应的实况曝光量计算出该实况帖对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各 颜色分量平均亮度；
[0045] 抓拍帖处理模块，用于每记录一帖抓拍帖，根据该抓拍帖的统计亮度、该抓拍帖的 环境光曝光量、爆闪灯曝光量、W及记录的环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪灯对 环境产生的各颜色分量亮度，更新记录的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度；
[0046] 白平衡参数预估模块，用于在记录的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境 产生的各颜色分量平均亮度发生更新时，根据更新的环境光各颜色分量平均亮度、爆闪灯 对环境产生的各颜色分量平均亮度、W及预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量和爆闪 灯曝光量，预估出用于对下一帖抓拍帖进行白平衡处理的预估白平衡参数。
[0047] 本发明提出了一种抓拍帖的白平衡参数估计方法及装置，通过从多帖实况帖数据 中计算出环境光的各颜色分量平均亮度，并利用环境光的各颜色分量平均亮度计算出抓拍 帖中爆闪灯对环境产生的的各颜色分量亮度，根据多帖抓拍帖计算出爆闪灯对环境产生的 各颜色分量平均亮度，从而准确计算出用于对下一帖抓拍帖进行白平衡处理的预估白平衡 参数，解决了现有技术无法对抓拍帖的白平衡进行有效的计算和处理，导致实况帖数据丢 失或抓拍帖图像出现偏色的问题。
【附图说明】
[004引图1为本发明抓拍帖的白平衡参数估计方法的流程图；
[0049] 图2为本实施例计算预估白平衡参数的原理图；
[0050] 图3为本发明抓拍帖的白平衡参数估计装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0051] 下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，W下实施例不构成 对本发明的限定。
[0052] 如图1所示，一种抓拍帖的白平衡参数估计方法，包括：
[0053] 步骤Sl、每记录一帖实况帖，根据该实况帖的统计亮度、W及该实况帖对应的实况 曝光量计算出该实况帖对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各颜色分量平均 亮度。
[0054] 本实施例卡口相机利用环境光线拍摄的图像帖称为实况帖，使用爆闪灯对环境进 行补光后进行抓拍的图像帖称为抓拍帖。抓拍帖与实况帖除了曝光参数可能不一致外，最 大的区别是抓拍帖存在爆闪灯补光，即抓拍帖存在环境光与爆闪灯补光两种光源同时存 在。
[0055] 对于实况帖，可W按照实况帖的统计亮度与实况曝光量计算该实况帖对应的环境 光亮度及环境光各颜色分量亮度。
[0056] 拍摄画面经图像传感器感光后产生的画面统计亮度分别与环境光亮度与曝光量 成正比，对于实况帖即为：
[0057] VLuma = C XvExp化 1 XenvBri 曲 t
[00则其中，化uma实况帖统计亮度，由实况帖图像数据经过统计计算得到;vExpVal为实 况帖对应的实况曝光量，由自动曝光算法对实况帖调节画面亮度时所使用的曝光参数换算 得到;C为固定感光性能值，不同的图像传感器及传输光路(滤镜等)该值不一致，但对于每 一款卡口相机该值恒定，可W预先测试计算出该值;envBright为当前环境光亮度。
[0059] 对于图像传感器感光R、G、B=个颜色分量，则有：
[0060] vLumaR = C X vE 邱化 1 X envBr i 曲 tR [0061 ] VLumaG = CX vE 邱化 1 XenvBri 曲 tG
[0062] vLumaB = C X VExpA^ 1 X envBr i 曲巧
[0063] 其中化umaR为实况帖R分量统计亮度，vLumaG为实况帖G分量统计亮度，vLumaB为 实况帖B分量统计亮度，env化ightR为环境光R分量亮度，env化ightG为环境光G分量亮度， envBr i曲巧为环境光B分量亮度。
[0064] 故而傳m出細肺对而的K挖冲?义窥j色分量亮度分别为；
[00 化]
[0066]
[0067]
[0068] 将从预巧数量的实况顿中计算的环境光各颜色分量亮度分别相加，再除W预设数 量就可W得到环境光各分量平均亮度，环境光R分量平均亮度记为envBri曲tAvgR，环境光G 分量平均亮度记为envBri曲tAvgG，环境光B分量平均亮度记为envBri曲tAvgB。
[0069] 本实施例每记录一帖实况帖，根据所拍摄的实况帖计算出对应的环境光各颜色分 量亮度，然后根据之前预设数量实况帖对应的环境光各颜色分量亮度计算出环境光各颜色 分量平均亮度，并记录计算出的环境光各颜色分量平均亮度，作为后续计算的依据。从各颜 色分量平均亮度的定义可W看出，预设数量的实况帖可W是之前数帖，也可W就是前一帖 实况帖。
[0070] 因此本实施例环境光各颜色分量平均亮度会实时更新，即每一个实况帖后更新一 次环境光各颜色分量平均亮度。例如取连续20帖最接近当前时刻的实况帖的环境光各颜色 分量亮度来计算环境光各颜色分量平均亮度。每记录一帖实况帖，则用该实况帖中计算出 来的环境光各颜色分量亮度取代前面20帖实况帖中最早拍摄的实况帖中计算出来的环境 光各颜色分量亮度，W新20帖的数据计算出新的环境光各颜色分量平均亮度，更新保存的 T^Elt 5? O
[0071] 需要说明的是，本实施例并不限于获取环境光各颜色分量平均亮度的具体方法。 例如还可W通过加权平均的方式实现，即为每帖实况帖中计算出来的环境光各颜色分量亮 度设定不同的权重值，越靠近当前时间的实况帖中计算出来的环境光各颜色分量亮度设定 的权重值越大，离当前时间越早的实况帖中计算出来的环境光各颜色分量亮度设定的权重 值越小，计算预设数量的实况帖中计算出来的环境光各颜色分量的加权平均值，得到环境 光各颜色分量平均亮度。
[0072] 另外，对于计算环境光各颜色分量平均亮度，既可W先求各帖对应的环境光各颜 色分量亮度，然后将多帖环境光各颜色分量亮度求平均值，也可W先求取多帖的统计亮度 平均值，然后求取该平均统计亮度的对应的环境光各颜色分量亮度求平均值。但是求取统 计亮度平均值的计算量较大，因此本实施例优选地采用前面一种方法。同时，由于亮度与其 颜色分量其实是存在关联的，自然光可W分解为RGB=个颜色分量。因此本实施例不仅可W 根据实况帖各颜色分量的统计亮度，直接计算环境光各颜色分量亮度，还可W根据实况帖 总的统计亮度来计算出环境光亮度，然后再分解得到环境光各颜色分量亮度。因此本实施 例的实况帖的统计亮度，即可W是实况帖的各颜色分量的统计亮度，也可W是实况帖总的 统计亮度，运里不再寶述。
[0073] 步骤S2、每记录一帖抓拍帖，根据该抓拍帖的统计亮度、该抓拍帖的环境光曝光 量、爆闪灯曝光量、W及记录的环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪灯对环境产生的 各颜色分量亮度，更新记录的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度。
[0074] 对于抓拍帖，由于存在爆闪灯补光，并且爆闪灯补光时间较短，远远小于当前曝光 时间，故有：
[0075] SLuma = CX (sExpVal XenvBri曲tAvg+fExpVal XflashBri曲t)
[0076] 其中SLuma为该抓拍帖统计亮度，由该抓拍帖图像数据经过统计计算得到； SExpVal为该抓拍帖的环境光曝光量，由自动曝光算法对抓拍帖调节画面亮度时所使用的 曝光参数换算得到;fE邱化1为爆闪灯曝光量，由自动曝光算法根据爆闪灯的补光时间W及 抓拍帖设置的增益等参数换算得到，在不考虑其他因素的情况下，爆闪灯曝光量也可W是 设定的值;flash化ight为爆闪灯对环境产生的亮度;env化ightAvg为该抓拍帖对应的环境 光平均亮度。
[0077] 同理，对于R、G、B各分量有：
[0078] SLumaR = CX (sExp化 1 XenvBri曲tAvgR+fExp化 1 XflashBri曲tR)
[0079] SLumaG = CX (sExpVal Xenv&rightAvgG+fExpVal XflashBri曲tG)
[0080] SLumaR = CX (sExpVal Xenv&rightAv浊+fExpVal XflashBri曲巧）
[0081 ]其中sLumaR为抓拍帖R分量统计亮度，sLumaG为抓拍帖G分量统计亮度，sLumaB为 抓拍帖B分量统计亮度，flash化ightR为爆闪灯对环境产生的R分量亮度，flash化ightG为 爆闪灯对环境产生的G分量亮度，flash化ightB为爆闪灯对环境产生的B分量亮度。 en V化ightAvgR为环境光R分量平均亮度，enV化ight AvgG为环境光G分量平均亮度， env化ightAv浊为环境光B分量平均亮度，由步骤Sl计算得到。
[0082]对于抓拍帖，由于相邻帖间的时间间隔很短，故相邻帖的环境光亮度可W认为基 本一致，故当前抓拍帖的环境光亮度可W使用前一帖的环境光亮度或者前几帖实况帖计算 出的环境光平均亮度。本实施例采用环境光平均亮度及各分量平均亮度来计算，只是为了 防止异常计算结果的干扰，提高了稳定性。
[0083] 刖而龙俱摇1'巧打对当前历挖卢化的义細伍A冨真麽A功I责.
[0084]
[0085]
[0086]
[0087] 对每一帖抓拍帖计算完成后，都会记录下该抓拍帖对应的爆闪灯对环境产生的各 颜色分量亮度、W及爆闪灯曝光量。
[0088] 然后将从预设数量的抓拍帖中计算出来的爆闪灯对当前环境产生的各颜色分量 亮度分别相加，再除W预设数量就可W得到爆闪灯对当前环境产生的各颜色分量平均亮 度，爆闪灯对当前环境产生的R分量平均亮度记为flashBri曲tAvgR，爆闪灯对当前环境产 生的G分量平均亮度记为f IashBri曲tAvgG，爆闪灯对当前环境产生的B分量平均亮度记为 fIashBrightAvgBc
[0089] 本实施例每记录一帖抓拍帖，爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度都会更新 一次。例如取最接近当前时刻的20帖抓拍帖的爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度来计算 爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度，每记录一帖抓拍帖，则用当前抓拍帖中计算出 来的环境光的各颜色分量亮度取代从前面20帖抓拍帖中最早拍摄的抓拍帖计算出来的环 境光各颜色分量亮度，计算出新的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度。
[0090] 本实施例还可W通过如下方法计算爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度：
[0091] 将每帖抓拍帖中计算出来的爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度设定不同的权 重值，对越靠近当前时间的抓拍帖中计算出来的爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度设定 越大的权重值，对离当前时间越早的抓拍帖中计算出来的爆闪灯对环境产生的各颜色分量 亮度设定越小的权重值，计算预设数量的抓拍帖中计算出来的爆闪灯对环境产生的各颜色 分量亮度的加权平均值，得到爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度。
[0092] 需要说明的是，对于抓拍帖，同样可W先求取多帖的统计亮度平均值，然后求取该 平均统计亮度的对应的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度。同样地，抓拍帖的统计 亮度可W是抓拍帖的各颜色分量的统计亮度，也可W是抓拍帖总的统计亮度，运里不再寶 述。
[0093] 步骤S3、在记录的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境产生的各颜色分量 平均亮度发生更新时，根据更新的环境光各颜色分量平均亮度、爆闪灯对环境产生的各颜 色分量平均亮度、W及预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量和爆闪灯曝光量，预估出 用于对下一帖抓拍帖进行白平衡处理的预估白平衡参数。
[0094] 经过上述步骤，每拍摄一帖实况帖，都需要更新记录的环境光各颜色分量平均亮 度，每拍摄一帖抓拍帖，都需要更新爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度。从而在记录 的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度发生更新时，预 估出用于对下一帖抓拍帖进行白平衡处理的预估白平衡参数。
[0095] 如图2所示，在每一实况帖时刻，计算该实况帖对应的环境光各颜色分量亮度，并 放入环境光各颜色分量亮度队列，该队列每接收到一帖的环境光各颜色分量亮度则在队列 中增加新加入的环境光各颜色分量亮度，然后剔除队列中最先加入的历史环境光各颜色分 量亮度，从而根据队列中的环境光各颜色分量亮度计算出环境光各颜色分量平均亮度。环 境光各颜色分量平均亮度可用于估计下一帖抓拍帖的白平衡参数，W及用于计算曝光灯对 环境产生的各颜色分量亮度。在每一抓拍帖时刻，计算该抓拍帖对应的爆闪灯对环境产生 的各颜色分量亮度，放入爆闪灯各颜色分量亮度队列，该队列每接收到一帖的爆闪灯对环 境产生的各颜色分量亮度则在队列中增加新加入的爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度， 然后剔除队列中最先加入的历史爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度，从而根据队列中的 爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度。爆 闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度可用于估计下一帖抓拍帖的白平衡参数。
[0096] 本实施例预估出用于对下一帖抓拍帖进行白平衡处理的预估白平衡参数，包括如 下过程：
[0097] 首先，预估出下一帖抓拍帖的各颜色分量统计亮度，即：
[0098] SLumaR = CX (sExp化 1 XenvBri曲tAvgR+fE邱化 1 XflashBri曲tAvgR)
[0099] SLumaG = CX (sExpA^l XenvBri曲*4￥邑6+'6邱化1 XflashBri曲tAvgG)
[0100] SLumaR = CX (sExp化 1 XenvBri曲tAvgI3+fExp化 1 XflashBri曲tAvgB)
[0101 ] 其中envBri曲tAvgR为环境光R分量平均亮度，env化ightAvgG为环境光G分量平均 亮度，env化ightAvgB为环境光B分量平均亮度，f Iash化ightAv排为爆闪灯对环境产生的R 分量平均亮度，flash化ightAvgG为爆闪灯对环境产生的G分量平均亮度，flash化ightAv浊 为爆闪灯对环境产生的B分量平均亮度，sExpVal为预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光 量，fE邱化1为预估的用于下一帖抓拍帖的爆闪灯曝光量，C为固定感光性能值。
[0102] 然后通过上述预估的下一帖抓拍帖的各颜色分量统计亮度计算出预估的下一帖 抓拍帖的白平衡参数：
[0103]
[0104]
[0105]
[0106] sRGain为抓拍峽R通道增益值，sGGain为抓拍帖G通道增益值，sBGain为抓拍帖B通 道增益值。
[0107] 可见，每拍摄一帖实况帖或抓拍帖，与之相关的环境光各颜色分量平均亮度或爆 闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度发生变化，导致都需要重新预估用于下一帖抓拍帖 的白平衡参数。
[0108] 然而，在预估出下一帖抓拍帖的各颜色分量统计亮度时，还需要用到两个参数，分 别是SExp化1和巧XP化1，它们分别是预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量和爆闪灯曝 光量。
[0109] 本实施例预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量sExpVal可W直接采用上一帖 抓拍帖对应的环境光曝光量，或采用前几帖抓拍帖对应的环境光曝光量的平均值，或通过 抓拍帖的目标亮度来计算得到。需要说明的是，SE邱化1参数通常是由摄像机内的专口模块 计算得到，因此各厂商计算SExpVal参数的算法不同，运里不再寶述。而本实施例预估的用 于下一帖抓拍帖的爆闪灯曝光量，可W采用上一帖抓拍帖对应的爆闪灯曝光量，也可W采 用W设定的恒定参数来实现。本发明不限于SExp化1和巧XP化1的具体计算方法。
[0110] 需要说明的是，本申请下一抓拍帖白平衡参数的预估方法适合运用在拍摄场景固 定的环境中。
[0111] 本实施例还提出了 一种抓拍帖的白平衡参数估计装置，与上述方法对应。本实施 中的装置实施例可W通过软件实现，也可W通过硬件或者软硬件结合的方式实现。W软件 实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在摄像机内的处理器将非易失性存储 器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的，如图3所示，包括：
[0112] 实况帖处理模块，用于每记录一帖实况帖，根据该实况帖的统计亮度、W及该实况 帖对应的实况曝光量计算出该实况帖对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各 颜色分量平均亮度；
[0113] 抓拍帖处理模块，用于每记录一帖抓拍帖，根据该抓拍帖的统计亮度、该抓拍帖的 环境光曝光量、爆闪灯曝光量、W及记录的环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪灯对 环境产生的各颜色分量亮度，更新记录的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度；
[0114] 白平衡参数预估模块，用于在记录的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境 产生的各颜色分量平均亮度发生更新时，根据更新的环境光各颜色分量平均亮度、爆闪灯 对环境产生的各颜色分量平均亮度、W及预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量和爆闪 灯曝光量，预估出用于对下一帖抓拍帖进行白平衡处理的预估白平衡参数。
[0115] 本实施例实况帖处理模块每记录一帖实况帖，根据该实况帖的统计亮度、W及该 实况帖对应的实况曝光量计算出该实况帖对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境 光各颜色分量平均亮度，执行如下操作：
[0116] 通过公式计算得到当前实况帖对应的环境光各颜色分量亮度：
[0117]
[011 引
[0119]
[0120] 其中，env化ightR为该实况帖对应的环境光R分量亮度，env化ightG为该实况帖对 应的环境光G分量亮度，env化ightB为该实况帖对应的环境光B分量亮度，VLumaR为该实况 帖R分量统计亮度，VLumaG为该实况帖G分量统计亮度，VLumaB为该实况帖B分量统计亮度， VExp化1为该实况帖对应的实况曝光量，C为预设的固定感光性能值；
[0121] 将从预设数量的实况帖中计算出的环境光各颜色分量亮度分别相加，再除W预设 数量得到环境光各颜色分量平均亮度，记录环境光R分量平均亮度envBri曲tAvgR、环境光G 分量平均亮度envBri曲tAvgG、环境光B分量平均亮度envBri曲tAvgB。
[0122] 本实施例抓拍帖处理模块每记录一帖抓拍帖，根据该抓拍帖的统计亮度、该抓拍 帖的环境光曝光量、爆闪灯曝光量、W及记录的环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪 灯对环境产生的各颜色分量亮度，更新记录的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度， 执行如下操作：
[0123] 通过如下公式计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度：
[0124]
[0125]
[0126]
[0127] 其中，flash化ightR为爆闪灯对环境产生的R分量亮度，flash化ightG为爆闪灯对 环境产生的G分量亮度，flash化ightB为爆闪灯对环境产生的B分量亮度，SLumaR为该抓拍 帖R分量统计亮度，SLumaG为该抓拍帖G分量统计亮度，SLumaB为该抓拍帖B分量统计亮度， SE邱Val为该抓拍帖的环境光曝光量，fE邱Val为爆闪灯曝光量，C为预设的固定感光性能 值，env化ightAvgR为环境光R分量平均亮度、env化ightAvgG为环境光G分量平均亮度、 env化ightAv浊为环境光B分量平均亮度；
[0128] 将从预设数量的抓拍帖中计算出的爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度分别相 加，再除W预设数量就可W得到爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度，记录爆闪灯对 环境产生的R分量平均亮度flashBrightAvgR、爆闪灯对环境产生的G分量平均亮度 門曰3]1化1旨1114￥旨6、爆闪灯对环境产生的8分量平均亮度^曰31181'；[曲14￥邑8。
[0129] 本实施例白平衡参数预估模块在记录的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对 环境产生的各颜色分量平均亮度发生更新时，根据更新的环境光各颜色分量平均亮度、爆 闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度、W及预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量和 爆闪灯曝光量，预估出用于对下一帖抓拍帖进行白平衡处理的预估白平衡参数，执行如下 操作：
[0130] 通过如下公式计算出预估的下一帖抓拍帖的各颜色分量统计亮度：
[0131 ] SLumaR = CX (sExp化 1 XenvBri曲tAvgR+fExp化 1 XflashBri曲tAvgR)
[0132] SLumaG = CX (sExp化 1 XenvBri曲tAvgG+fE邱化 1 XflashBri曲tAvgG)
[0133] SLumaR = CX (sExp化 1 XenvBri曲tAvgI3+fExp化 1 XflashBri曲tAvgB)
[0134] 其中，sLumaR为预估的抓拍帖R分量统计亮度，sLumaG为预估的抓拍帖G分量统计 亮度，sLumaB为预估的抓拍帖B分量统计亮度，env化ightAv曲为记录的环境光R分量平均亮 度，env&rightAvgG为记录的环境光G分量平均亮度，env&rightAvgB为记录的环境光B分量 平均亮度，f IashBright AvgR为记录的爆闪灯对环境产生的R分量平均亮度， flash化ightAvgG为记录的爆闪灯对环境产生的G分量平均亮度，f Iash化ightAvgB为记录 的爆闪灯对环境产生的B分量平均亮度，sExpVal为预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光 量，fE邱化1为预估的用于下一帖抓拍帖的爆闪灯曝光量，C为预置的固定感光性能值；
[0135] 通过计算出的预估的下一帖抓拍帖的各颜色分量统计亮度计算出预估的下一帖 抓拍帖的白平衡参数：
[0136]
[0137]
[013 引
[0139] sRGain为抓拍帖R通道增益值，sGGain为抓拍帖G通道增益值，sBGain为抓拍帖B通 道增益值。
[0140] 上述各模块在进行处理时，仅列举了一种实现的方式，其能够处理的方式与前述 方法对应，并不限于上述列出的方式。
[0141] 容易理解的是，对于预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量和爆闪灯曝光量， 可W由单独的预估模块来进行预估，也可W直接由白平衡参数预估模块来预估。本实施例 预估的用于下一帖抓拍帖的环境光曝光量sExpVal可W直接采用上一帖抓拍帖对应的环境 光曝光量，或采用前几帖抓拍帖对应的环境光曝光量的平均值，或通过抓拍帖的目标亮度 来计算得到。而本实施例预估的用于下一帖抓拍帖的爆闪灯曝光量，可W采用上一帖抓拍 帖对应的爆闪灯曝光量，也可W采用W设定的恒定参数来实现。本发明不限于sExpVal和 巧XP化1的具体计算方法。
[0142] W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精 神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变 形，但运些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种抓拍帧的白平衡参数估计方法，其特征在于，所述抓拍帧的白平衡参数估计方 法包括： 每记录一帧实况帧，根据该实况帧的统计亮度、以及该实况帧对应的实况曝光量计算 出该实况帧对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各颜色分量平均亮度； 每记录一帧抓拍帧，根据该抓拍帧的统计亮度、该抓拍帧的环境光曝光量、爆闪灯曝光 量、以及记录的环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮 度，更新记录的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度； 在记录的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度发 生更新时，根据更新的环境光各颜色分量平均亮度、爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均 亮度、以及预估的用于下一帧抓拍帧的环境光曝光量和爆闪灯曝光量，预估出用于对下一 帧抓拍帧进行白平衡处理的预估白平衡参数。2. 根据权利要求1所述的抓拍帧的白平衡参数估计方法，其特征在于，所述每记录一帧 实况帧，根据该实况帧的统计亮度、以及该实况帧对应的实况曝光量计算出该实况帧对应 的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各颜色分量平均亮度，包括： 通过公式计算得到该实况帧对应的环境光各颜色分量亮度：其中，envBrightR为该实况帧对应的环境光R分量亮度，envBrightG为该实况帧对应的 环境光G分量亮度，envBrightB为该实况帧对应的环境光B分量亮度，vLumaR为该实况帧R分 量统计亮度，vLumaG为该实况帧G分量统计亮度，vLumaB为该实况帧B分量统计亮度， vExpVa 1为该实况帧对应的实况曝光量，C为预设的固定感光性能值； 将从预设数量的实况帧中计算出的环境光各颜色分量亮度分别相加，再除以预设数量 得到环境光各颜色分量平均亮度，记录环境光R分量平均亮度envBrightAvgR、环境光G分量 平均亮度envBrightAvgG、环境光B分量平均亮度envBrightAvgB。3. 根据权利要求1所述的抓拍帧的白平衡参数估计方法，其特征在于，所述每记录一帧 抓拍帧，根据该抓拍帧的统计亮度、该抓拍帧的环境光曝光量、爆闪灯曝光量、以及记录的 环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度，更新记录的爆 闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度，包括： 通过如下公式计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度：其中，flashBrightR为爆闪灯对环境产生的R分量亮度，flashBrightG为爆闪灯对环境 产生的G分量亮度，f lashBrightB为爆闪灯对环境产生的B分量亮度，sLumaR为该抓拍帧R分 量统计亮度，sLumaG为该抓拍帧G分量统计亮度，sLumaB为该抓拍帧B分量统计亮度， sExpVal为该抓拍帧的环境光曝光量，fExpVal为爆闪灯曝光量，C为预设的固定感光性能 值，61^131^〖11丨4￥〖1?为环境光1?分量平均亮度、611￥131^〖11丨4￥〖6为环境光6分量平均亮度、 envBrightAvgB为环境光B分量平均亮度； 将从预设数量的抓拍帧中计算出的爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度分别相加，再 除以预设数量就可以得到爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度，记录爆闪灯对环境产 生的R分量平均亮度f 1&81^481^4^1?、爆闪灯对环境产生的6分量平均亮度 flashBrightAvgG、爆闪灯对环境产生的B分量平均亮度f lashBrightAvgB。4.根据权利要求1所述的抓拍帧的白平衡参数估计方法，其特征在于，所述在记录的环 境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度发生更新时，根据更 新的环境光各颜色分量平均亮度、爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度、以及预估的 用于下一帧抓拍帧的环境光曝光量和爆闪灯曝光量，预估出用于对下一帧抓拍帧进行白平 衡处理的预估白平衡参数，包括： 通过如下公式计算出预估的下一帧抓拍帧的各颜色分量统计亮度： sLumaR=CX (sExpVal XenvBrightAvgR+fExpVal Xf lashBrightAvgR) sLumaG = CX (sExpVal XenvBrightAvgG+fExpVal Xf lashBrightAvgG) sLumaR=CX (sExpVal XenvBrightAvgB+fExpVal Xf lashBrightAvgB) 其中，sLumaR为预估的抓拍帧R分量统计亮度，sLumaG为预估的抓拍帧G分量统计亮度， sLumaB为预估的抓拍帧B分量统计亮度，envBrightAvgR为记录的环境光R分量平均亮度， envBrightAvgG为记录的环境光G分量平均亮度，envBrightAvgB为记录的环境光B分量平均 亮度，f lashBrightAvgR为记录的爆闪灯对环境产生的R分量平均亮度，f lashBrightAvgG为 记录的爆闪灯对环境产生的G分量平均亮度，f lashBrightAvgB为记录的爆闪灯对环境产生 的B分量平均亮度，sExpVal为预估的用于下一帧抓拍帧的环境光曝光量，fExpVal为预估的 用于下一帧抓拍帧的爆闪灯曝光量，C为预置的固定感光性能值； 通过计算出的预估的下一帧抓拍帧的各颜色分量统计亮度计算出预估的下一帧抓拍 帧的白平衡参数：sRGain为抓拍帧R通道增益值，sGGain为抓拍帧G通道增益值，sBGain为抓拍帧B通道增 益值。5. 根据权利要求4所述的抓拍帧的白平衡参数估计方法，其特征在于，所述预估的用于 下一帧抓拍帧的环境光曝光量sExpVal为上一帧抓拍帧对应的环境光曝光量，所述预估的 用于下一帧抓拍帧的爆闪灯曝光量fExpVal为上一帧抓拍帧对应的爆闪灯曝光量。6. -种抓拍帧的白平衡参数估计装置，其特征在于，所述抓拍帧的白平衡参数估计装 置，包括： 实况帧处理模块，用于每记录一帧实况帧，根据该实况帧的统计亮度、以及该实况帧对 应的实况曝光量计算出该实况帧对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各颜色 分量平均亮度； 抓拍帧处理模块，用于每记录一帧抓拍帧，根据该抓拍帧的统计亮度、该抓拍帧的环境 光曝光量、爆闪灯曝光量、以及记录的环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪灯对环境 产生的各颜色分量亮度，更新记录的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度； 白平衡参数预估模块，用于在记录的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境产生 的各颜色分量平均亮度发生更新时，根据更新的环境光各颜色分量平均亮度、爆闪灯对环 境产生的各颜色分量平均亮度、以及预估的用于下一帧抓拍帧的环境光曝光量和爆闪灯曝 光量，预估出用于对下一帧抓拍帧进行白平衡处理的预估白平衡参数。7. 根据权利要求6所述的抓拍帧的白平衡参数估计装置，其特征在于，所述实况帧处理 模块每记录一帧实况帧，根据该实况帧的统计亮度、以及该实况帧对应的实况曝光量计算 出该实况帧对应的环境光各颜色分量亮度，更新记录的环境光各颜色分量平均亮度，执行 如下操作： 通过公式计算得到当前实况帧对应的环境光各颜色分量亮度：其中，envBrightR为该实况帧对应的环境光R分量亮度，envBrightG为该实况帧对应的 环境光G分量亮度，envBrightB为该实况帧对应的环境光B分量亮度，vLumaR为该实况帧R分 量统计亮度，vLumaG为该实况帧G分量统计亮度，vLumaB为该实况帧B分量统计亮度， vExpVa 1为该实况帧对应的实况曝光量，C为预设的固定感光性能值； 将从预设数量的实况帧中计算出的环境光各颜色分量亮度分别相加，再除以预设数量 得到环境光各颜色分量平均亮度，记录环境光R分量平均亮度envBrightAvgR、环境光G分量 平均亮度envBrightAvgG、环境光B分量平均亮度envBrightAvgB。8. 根据权利要求6所述的抓拍帧的白平衡参数估计装置，其特征在于，所述抓拍帧处理 模块每记录一帧抓拍帧，根据该抓拍帧的统计亮度、该抓拍帧的环境光曝光量、爆闪灯曝光 量、以及记录的环境光各颜色分量的平均亮度计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮 度，更新记录的爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度，执行如下操作： 通过如下公式计算出爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度：其中，flashBrightR为爆闪灯对环境产生的R分量亮度，flashBrightG为爆闪灯对环境 产生的G分量亮度，f lashBrightB为爆闪灯对环境产生的B分量亮度，sLumaR为该抓拍帧R分 量统计亮度，sLumaG为该抓拍帧G分量统计亮度，sLumaB为该抓拍帧B分量统计亮度， sExpVal为该抓拍帧的环境光曝光量，fExpVal为爆闪灯曝光量，C为预设的固定感光性能 值，61^131^〖11丨4￥〖1?为环境光1?分量平均亮度、611￥131^〖11丨4￥〖6为环境光6分量平均亮度、 envBrightAvgB为环境光B分量平均亮度； 将从预设数量的抓拍帧中计算出的爆闪灯对环境产生的各颜色分量亮度分别相加，再 除以预设数量就可以得到爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮度，记录爆闪灯对环境产 生的R分量平均亮度f 1&81^481^4^1?、爆闪灯对环境产生的6分量平均亮度 flashBrightAvgG、爆闪灯对环境产生的B分量平均亮度f lashBrightAvgB。9.根据权利要求6所述的抓拍帧的白平衡参数估计装置，其特征在于，所述白平衡参数 预估模块在记录的环境光各颜色分量平均亮度或爆闪灯对环境产生的各颜色分量平均亮 度发生更新时，根据更新的环境光各颜色分量平均亮度、爆闪灯对环境产生的各颜色分量 平均亮度、以及预估的用于下一帧抓拍帧的环境光曝光量和爆闪灯曝光量，预估出用于对 下一帧抓拍帧进行白平衡处理的预估白平衡参数，执行如下操作： 通过如下公式计算出预估的下一帧抓拍帧的各颜色分量统计亮度： sLumaR=CX (sExpVal XenvBrightAvgR+fExpVal Xf lashBrightAvgR) sLumaG = CX (sExpVal XenvBrightAvgG+fExpVal Xf lashBrightAvgG) sLumaR=CX (sExpVal XenvBrightAvgB+fExpVal Xf lashBrightAvgB) 其中，sLumaR为预估的抓拍帧R分量统计亮度，sLumaG为预估的抓拍帧G分量统计亮度， sLumaB为预估的抓拍帧B分量统计亮度，envBrightAvgR为记录的环境光R分量平均亮度， envBrightAvgG为记录的环境光G分量平均亮度，envBrightAvgB为记录的环境光B分量平均 亮度，f lashBrightAvgR为记录的爆闪灯对环境产生的R分量平均亮度，f lashBrightAvgG为 记录的爆闪灯对环境产生的G分量平均亮度，f lashBrightAvgB为记录的爆闪灯对环境产生 的B分量平均亮度，sExpVal为预估的用于下一帧抓拍帧的环境光曝光量，fExpVal为预估的 用于下一帧抓拍帧的爆闪灯曝光量，C为预置的固定感光性能值； 通过计算出的预估的下一帧抓拍帧的各颜色分量统计亮度计算出预估的下一帧抓拍 帧的白平衡参数：sRGain为抓拍帧R通道增益值，sGGain为抓拍帧G通道增益值，sBGain为抓拍帧B通道增 益值。10.根据权利要求9所述的抓拍帧的白平衡参数估计装置，其特征在于，所述预估的用 于下一帧抓拍帧的环境光曝光量sExpVal为上一帧抓拍帧对应的环境光曝光量，所述预估 的用于下一帧抓拍帧的爆闪灯曝光量fExpVal为上一帧抓拍帧对应的爆闪灯曝光量。
【文档编号】H04N9/793GK105828059SQ201610317364
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】张德, 陈多明
【申请人】浙江宇视科技有限公司