圖像處理之色彩轉換(CCM)


1 色彩校正原理

       人眼對色彩的識別,是基於人眼對光譜存在三種不同的感應單元,不同的感應單元對不同波段的光有不同的響應曲線的原理,通過大腦的合成得到色彩的感知。  一般來說,我們可以通俗的用 RGB三基色的概念來理解顏色的分解和合成。理論上,如果人眼和 sensor 對光譜的色光的響應,在光譜上的體現如下的話,基本上對三色光的響應,相互之間不會發生影響,沒有所謂的交叉效應。理想R/G/B光譜響應如下:

   

    而實際人眼對R/G/B的光譜響應如下,RGB的響應並不是完全獨立的。

   

    某款相機的sensor光譜響應曲線如下:

   

     從上圖可以看出,sensor的R/G/B響應曲線和人眼的R/G/B響應曲線是不一致的。而且圖像數據經過ISP的AWB處理之后肯定會存在色偏,因此需要RGB域進行色彩矩陣校正。

2 色彩校正策略

    我們已看到 sensor 對光譜的響應,在 RGB各分量上與人眼對光譜的響應通常是有偏差的,當然就需要對其進行校正。不光是在交叉效應上,同樣對色彩各分量的響應強度也需要校正。通常的做法是通過一個色彩校正矩陣對顏色進行一次校正。校正矩陣如下:

   

      該色彩校正的運算通常由 ISP 完成,軟件通過修改相關寄存器得到正確的校正結果。另外隨着色溫的升高,要對色溫進行較正,否則,物體在這樣的光線條件下所表現出來的顏色就會偏離其正常的顏色,因此需要降低 sensor 對紅色的增益,增加 sersor 對藍光的增益。因此,建議做CCM矩陣時選取不同的色溫生成不同的CCM矩陣,然后根據實際色溫值插值得到當前色溫的CCM矩陣。

3 參考鏈接

     (1) http://xilinx.eetrend.com/article/4180

     (2) http://www.ccm99.com/thread-1196-1-1.html

     (3) http://blog.sina.com.cn/s/blog_48fd99310102wtvt.html


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