基于白平衡算法的尿檢圖像顏色校正

王可欣　藍(lán)章禮

摘 要 針對(duì)自然環(huán)境下尿檢圖像采集中的顏色偏差問(wèn)題，提出了一種基于白平衡算法的尿檢圖像顏色校正方法.本文提出的顏色校正方法更加符合尿檢圖像的實(shí)際需求；提出的顏色校正方法充分利用了尿檢圖像本身的特點(diǎn)，不需要標(biāo)準(zhǔn)色卡的輔助。

關(guān)鍵詞 尿檢 偏色檢測(cè) 顏色校正

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1概述

隨著智能手機(jī)的普及，采用手機(jī)在自然環(huán)境下進(jìn)行尿檢圖像采集逐漸成為一個(gè)發(fā)展方向。但是，尿檢圖像在采集過(guò)程中，存在光源色溫、光線強(qiáng)弱，拍攝角度、手機(jī)像素等諸多不確定因素的影響，使得最終獲取的結(jié)果同理想條件相比，會(huì)存在一定程度的偏色，影響后續(xù)處理過(guò)程。目前常見(jiàn)的顏色校正方法可以分成無(wú)監(jiān)督和有監(jiān)督的顏色校正算法.無(wú)監(jiān)督是指不依賴其他先驗(yàn)知識(shí)，直接利用圖像本身的顏色特征估計(jì)得到圖像成像時(shí)的光照顏色。白平衡算法，灰度世界算法等都屬于這類算法。有監(jiān)督首先需要學(xué)習(xí)圖像的先驗(yàn)知識(shí)，如可能的光照顏色或在自然場(chǎng)景中可能出現(xiàn)的顏色分布，然后利用先驗(yàn)知識(shí)來(lái)估計(jì)場(chǎng)景中的光照。W.Xiong等提出的基于支持向量回歸SVR算法屬于有監(jiān)督的算法。建立一種不需要先驗(yàn)知識(shí)，可在自然環(huán)境下判斷和校正偏色的方法，獲得符合尿檢分析要求的尿檢圖像，對(duì)于尿檢圖像采集工作的推廣，具有重要意義。

2尿檢圖像的顏色校正

2.1理論基礎(chǔ)

傳統(tǒng)的白平衡算法是基于Retinex理論提出來(lái)的。白平衡算法認(rèn)為圖像中RGB顏色通道的最大響應(yīng)是由場(chǎng)景中的白色表面引起的。也就是說(shuō)白平衡算法認(rèn)為圖像中存在白色表面，RGB三個(gè)顏色通道的最大值偏離白色的程度是由場(chǎng)景中的光照引起的。白平衡算法算法簡(jiǎn)單而且計(jì)算復(fù)雜度低，但是要求場(chǎng)景中至少存在一個(gè)白色像素點(diǎn)。而尿檢試紙圖像恰好滿足這一要求。常用的尿檢試紙由8-11個(gè)試劑塊和白色塑料片組成，完全滿足白平衡算法要求的至少存在一個(gè)白色像素點(diǎn)。

基于白平衡理論，可以這樣對(duì)圖像進(jìn)行自動(dòng)白平衡校正：搜尋所拍攝圖像中最亮的區(qū)域作為白色區(qū)域，以該區(qū)域的RGB三色分量的統(tǒng)計(jì)平均值作為白平衡校準(zhǔn)的依據(jù)。

2.2具體算法

白平衡算法假設(shè)場(chǎng)景中的RGB最大值在白色像素點(diǎn)處。算法步驟如下：

（1）在整個(gè)圖像搜索RGB最大值，取前3%作為白色像素區(qū)；

（2）計(jì)算白色像素區(qū)的RGB統(tǒng)計(jì)平均值；

（3）將統(tǒng)計(jì)平均值作為白色像素點(diǎn)參考值，計(jì)算RGB各分量的增益系數(shù)，kR=255/Ravg；kG=255/Gavg；kB=255/Bavg。

然后根據(jù)下式對(duì)整個(gè)圖像所有像素點(diǎn)進(jìn)行白平衡校正，

R'=kRR；G'=kGG；B'=kBB

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

為了還原真實(shí)場(chǎng)景光照，本文尿檢圖像均在自然光照下采集，沒(méi)有用圖像編輯軟件進(jìn)行任何顏色調(diào)整。圖像采集設(shè)備為Oppo R7手機(jī)，像素為1300萬(wàn)像素。

原偏色圖像：

經(jīng)白平衡算法校正后：

從圖中可以看出，本文算法對(duì)于自然環(huán)境下的尿檢偏色圖像有一定的校正效果。本文針對(duì)尿檢圖像的顏色分布特點(diǎn)，采用了白平衡顏色校正算法。實(shí)驗(yàn)表明，本文的校正算法綜合考慮了尿檢圖像的特征，所得結(jié)果偏色程度較低，對(duì)自然環(huán)境下偏色圖像的校正有一定參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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