CN100515044C

CN100515044C - 图像转换方法及其装置

Info

Publication number: CN100515044C
Application number: CNB200410051732XA
Authority: CN
Inventors: 李振秀
Original assignee: LG Electronics Huizhou Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Huizhou Co Ltd
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: CN1756311A

Abstract

本发明是有关更能清晰和华丽地显示图像的图像转换方法及其装置的技术。通过本发明中的图像转换方法，可将从摄像机中摄取的图像以及与该图像相同的图层图像予以屏幕合并(screen merge)。此时，图层图像应在屏幕合并之前，至少完成增强对比度(contrast enhance)、提高饱和度(saturation enhance)或滤波(smoothing)中的一个以上操作。此外，本发明还可利用明星照效果，根据不同的背景，刻画出不同的人物形象。

Description

图像转换方法及其装置

【技术领域】

本发明是有关图像处理装置的技术，尤其是关于对摄取的图像进行屏幕合并处理，提供一个更为清晰画质和华丽效果的图像转换方法及其装置的技术。

【背景技术】

目前，支持高画质图像，并能进行多种图像编辑的数码像机得以广泛普及。据此，最近将摄像机安装在移动性能超常的手机或PDA等移动通信终端机上，以起到数码像机作用的产品纷纷面市。

通常而言，专用数码像机可提供高画质图像，并主要在电脑上转换摄取的图像，以获取用户所需的清晰画质的图像。

相反，利用安装在手机等终端机上的摄像机摄取的图像，因摄像机镜头的特性问题，不易摄取高画质图像，而且至今尚未研发出能摄取高清晰度图像的产品。

尤其在用安装在手机上的摄像机摄取的图像中，常常带有很浓的噪音，并且不能如愿进行曝光和白色补偿。此外，与实际照明相比，用手机相机拍摄的图像相对较暗，并且常会在图像中含有红光或蓝光等不必要的颜色。

为了完善安装在手机上的摄像机功能，亟待解决上述画质问题，但鉴于目前硬件方面的实际费用问题，很难轻易着手予以改善，故应从软件方面找到解决方案。

在用安装在手机上的摄像机摄取的大部分图像中，常以人物为中心，而背景往往只是一个陪衬。即，由于用安装在手机上的摄像机主要以人物为主拍摄图像，因此图像中常以人物为主，背景为辅。

对于安装在手机上的摄像机而言，图像画质的关键取决于人物图像的清晰度和华丽度。

由于目前手机上配置的基本智能(resource)功能有限，故很难正常运行需要很多验算过程的图像转换所需运算法则。

此外，在数码像机等摄像机功能非常关键的装置中，将图像转换所需的运算法则设计成芯片组(chip set)后安装在装置内部，但由于在安装摄像机的手机上，摄像机并非属于主要功能，因此不可能投入巨额费用，将图像转换所需的运算法则设计成芯片组后，将其安装在装置内。

【发明内容】

本发明旨在解决常规技术中所存在的上述问题，提供一个可通过对摄取的图像进行屏幕合并处理，获取更为清晰的画质和华丽效果的图像转换方法及其装置。

为了实现上述目的，根据本发明研发出的图像转换方法的正确实施例由如下几个步骤组成

生成对与摄取图像进行复制而产生相同的图像的图层图像；

对上述摄取图像和图层图像按下列数学式进行屏幕合并处理成被转换的屏幕合并图像：。

Out(x，y)＝{MAX-[(MAX-In_1(x，y))×(MAX-In_2(x，y))]÷MAX}

在此，In_1(x，y)代表在上述摄取图像的x和y坐标中的像素亮度值，In_2(x，y)代表上述图层图像的x和y坐标中的像素亮度值，MAX代表像素所拥有的最大亮度值，Out(x，y)代表上述被转换的屏幕合并图像在x和y坐标上的像素亮度值。

在本发明的图像转换方法中，还应包括至少对图层图像进行增强对比度、提高饱和度或滤波中的一个以上操作的步骤。

在本发明的另一正确实施例中，图像转换方法由如下几个步骤组成：

对摄取图像以及与该图像进行复制而产生相同的图像的图层图像按下列数学式予以屏幕合并处理成被转换的屏幕合并图像：

Out(x，y)＝{MAX-[(MAX-In_1(x，y))×(MAX-In_2(x，y))]÷MAX}

在此，In_1(x，y)代表在上述摄取图像的x和y坐标中的像素亮度值，In_2(x，y)代表上述图层图像的x和y坐标中的像素亮度值，MAX代表像素所拥有的最大亮度值，Out(x，y)代表上述被转换的屏幕合并图像在x和y坐标上的像素亮度值；

对上述屏幕合并的图像和摄取图像进行合成处理。

在上述合成处理的步骤，可利用从带有明星照效果的图像中提取的脸部领域。此时，上述提取领域应是上述摄取图像的脸部领域或屏幕合并图像的脸部领域。

本发明的两个正确实施例中的图像转换装置由如下结构组成：

保存由摄像机拍摄图像的第1保存工具；

保存对摄取图像进行复制而产生相同的图像的图层图像的第2保存工具；

对上述摄取图像和图层图像进行屏幕合并处理成被转换的屏幕合并图像所需的屏幕合并工具，所述屏幕合并工具进行如同下列数学式一样的验算过程：

Out(x，y)＝{MAX-[(MAX-In_1(x，y))×(MAX-In_2(x，y))]÷MAX}

在上述图像转换装置中，至少还可包括如下三种工具中的一个以上工具：增强图层图像对比度的工具、提高图层图像饱和度的工具、对上述图层图像进行滤波处理的工具。

此外，在上述图像转换装置中，还可包括对屏幕合并图像和上述摄取图像进行合成处理的工具。此时，该合成工具可利用从屏幕合并图像或上述摄取图像中提取的带有明星照效果的脸部领域。

上述摄像机可安装在移动通信终端机、数码像机或个人电脑中的任意一个装置上。

如上所述，根据本发明研发出的图像转换方法和装置，通过对摄像机摄取的图像进行屏幕合并处理，可将其转换成更为清晰和华丽的图像。

通过本发明，还可针对摄像机摄取的图像，对具有明星照效果的人物图像进行合成处理，以满足每个用户的不同嗜好。

此外，上述图像转换方法的验算过程非常简单，故可适用于数码像机乃至智能功能有限的手机等移动通信终端机上，进一步提高了面向客户的服务质量，有效促进了客户的产品购买欲。

【附图说明】

图1是在本发明中，适用于增强对比度的图表；

图2是在本发明中，提高饱和度的过程示意图；

图3是在本发明的正确实施例中，图像转换装置的结构示意图；

图4是在本发明的正确实施例中，图像转换方法顺序图；

图5是在本发明的另一正确实施例中，图像转换装置的结构示意图；

图6是在本发明的另一正确实施例中，图像转换方法顺序图；

图7是在图6中，提取脸部领域的方法顺序图。

【具体实施方式】

下面将参照附图对本发明的正确实施例进行详细说明。

在本发明中，为使图像更为清晰和华丽，应按数学式1的方式进行图像转换。

[数学式1]

Out(x，y)＝{MAX-[(MAX-In_1(x，y))×(MAX-In_2(x，y))]÷MAX}

在此，In_1(x，y)代表在输入图像1的x和y坐标中的像素(pixel)亮度值，In_2(x，y)代表输入图像2的x和y坐标中的像素亮度值，MAX代表像素所拥有的最大亮度值，Out(x，y)代表被转换的图像在x和y坐标上的像素亮度值。

在本发明中，将两个图像如上数学式1那样予以转换的过程命名为屏幕合并(screen merge)。

在通过屏幕合并方式转换图像时，如果需要合并的两个图像相同，那么像素越亮的图像，其处理结果就会越亮，而像素较暗的图像，则具有维持原来亮度的性质。

在上述数学式1中，如果YcbCr等亮度成分已被区分，那么只对亮度成分(例如，Y)进行图像合并处理，而其它成分(例如，颜色成分(Cb、Cr))则将维持原来图像的像素值。

利用输入的图像和与之相同的图像，通过数学式1进行屏幕合并处理时，经过屏幕合并后的图像要比输入的图像显得更为华丽。

数学式1是指对一个输入图像和与之相同的图像进行屏幕合并处理，以转换图像的方式。

此时，还可不直接对相同的图像与输入图像进行屏幕合并处理，而是先对相同的图像进行增强对比度(contrast enhance)或提高饱和度(saturationenhance)的操作，然后将之与输入图像进行屏幕合并处理。

如上所述，在先对上述相同图像进行增强对比度(contrastenhance)或提高饱和度(saturation enhance)的操作后，将之与输入

图像进行屏幕合并处理时。为了方便说明，下面将上述相同图像称为图层图像。

若在对与原图像相同的图层图像进行增强对比度(contrastenhance)或提高饱和度(saturation enhance)处理后，将之与上述输入图像进行屏幕合并处理，那么屏幕合并处理后的图像要比此前图像显得更为清晰和华丽。

通常而言，增强对比度的方法会有很多种。但在图1中，本发明仅用简单的转换方式增强对比度，大大降低了复杂度(complexity)。即，如图1所示，提高饱和度的目的在于增强图像对比效果，以获得更为鲜明的颜色效果。在此，使亮度值大的图像变得更大，并将亮度值小的图像转换成更小。

提高饱和度是使图像颜色变得更浓而鲜明的转换方法。如图2所示，在使用YcbCr颜色空间的图像中，假设色度(以下简称CbCr)平面上的128.128为中心点，那么可从该中心点，沿着当前CbCr位置的方向，将中心点的距离设定为更远。即，在CbCr平面上，中心点为灰色，而末端领域是纯色系列，因此如果扩大中心点的距离，就能提高图像饱和度。

在本发明中，通过下面的数学式2，对拥有0～255之间范围的Cb和Cr值进行了转换。即，仅对中心点以内距离的Cb和Cr，以一定比例(例如，30％)扩大了距离。因此如数学式2所示，可通过小量的验算，便可获得提高饱和度的效果。

[数学式2]

IF(((Cb-127)<＝84.AND.(Cb-172)>-84).AND.((Cr-127)<＝84.AND.(Cr-127)>-84)))

{IF((Cb-127)>＝0)

Cb_new＝(Cb-127)*13/10+127

ELSE

Cb_new＝(Cb-127)*13/10+127

IF((Cr-127)>＝0)

Cr_new＝(Cr-127)*13/10+127

ELSE

Cr_new＝(Cr-127)*13/10+127}

此外，在上述图像转换方法中，除了增强对比度(contrastenhance)或提高饱和度(saturation enhance)以外，还可追加滤波

(smoothing)的操作方法。在此，滤波处理方法可采用平均滤波器(meanfilter)。滤波处理可起到模糊(blur)效果，并根据周边像素值，以当前像素为中心，更改为新的像素值。

假如以当前像素为中心，将周边像素9个像素的平均值设定为当前中心像素值，那么图像整体就会显得暗淡，这在图像处理方面还被称为平均滤波器(mean filter)效果。

此时，在增强对比度(contrast enhance)、提高饱和度(saturationenhance)或滤波(smoothing)处理方法中，可根据需要只选用其中之一或全部选用。

下面将进一步详细说明本发明中的图像转换方法。

图3是在本发明的正确实施例中，图像转换装置的结构示意图。

如图3所述，图像转换装置10由如下结构组成：即，保存摄像机11摄取图像的帧缓存器13；保存与摄取图像相同图层图像的图层帧缓存器15；对上述摄取图像和图层图像进行屏幕合并所需的屏幕合并发动机17。

此外，在上述图像转换装置10中还包括对图层图像进行增强对比度、提高饱和度或滤波处理所需的工具20。

也就是说，在上述工具20中还包括，增强图像对比度的增强对比度发动机23、提高饱和度的提高饱和度发动机25和进行图像滤波处理的滤波发动机27。

上述每个发动机23、25、27可全部包括在图像转换装置10中，还可根据需要，仅包括上述发动机23、25、27中的一个发动机。

帧缓存器13是保存摄像机11拍摄图像的空间，而图层帧缓存器15是保存与上述摄取图像相同复制的图层图像的空间。

屏幕合并发动机17可对保存在帧缓存器13中的摄取图像和保存在图层帧缓存器15中的图层图像进行屏幕合并处理。

屏幕合并发动机17可进行如同数学式1一样的验算过程，它对亮度值越亮的图像进行更亮处理，而对亮度值较暗的图像，则使其保持当前亮度值。

此外，包括在上述工具20中的增强对比度发动机23、提高饱和度发动机25和滤波发动机27，可根据需要，针对保存在图层帧缓存器15中的图层图像，分别进行增强对比度、提高饱和度或滤波处理，然后再保存到图层帧缓存器15中。

此时，屏幕合并可对在增强对比度发动机23、提高饱和度发动机25或滤波发动机27中，至少由两个以上的发动机予以处理的图层图像以及上述摄取图像进行处理。

据此，可将摄像机11拍摄的图像转换成更为清晰和华丽的图像。

下面将对具有上述结构特点的图像转换装置的运行过程进行详细说明。

图4是在本发明的正确实施例中，图像转换方法顺序图。

如图4所示，首先由摄像机11摄取图像(步骤S31)，然后复制该摄取图像，以生成相同的图层图像(步骤S32)。此时，上述摄取的图像和图层图像将分别保存到帧缓存器13和图层帧缓存器15中。

此外，针对图层图像，将依次进行增强对比度、提高饱和度和滤波处理(步骤S33、步骤S34、步骤S35)。此时，上述步骤S33、步骤S34和步骤S35可任意改变顺序，并根据需要，还可不依次进行上述所有过程。即，可以只进行增强对比度的操作，还可进行增强对比度和滤波处理。此外，可以只进行滤波处理，还可在本发明中，依次进行上述3个过程。

假如依次进行步骤S33～步骤S35，那么将对经过上述处理后的图像和被保存到帧缓存器13中的上述摄取图像进行屏幕合并处理(步骤S36)。

假如不需要进行步骤S33～步骤S35的所有过程，便只对保存在帧缓存器13中的上述摄取图像和保存在图层帧缓存器15中的图层图像进行屏幕合并处理。

据此，可通过上述图像转换方法，使整体图像变得更为清晰和华丽。

上述说明是对图像整体的华丽表现方法。

但有时希望图像里的背景保持原样，而只希望脸部显得清晰和华丽。

下面，将对满足上述需求的图像转换装置及其方法进行详细说明。

图5是在本发明的另一正确实施例中，图像转换装置的结构示意图。

如图5所示，图像转换装置40由摄像机42、帧缓存器43、图层帧缓存器44、脸部提取发动机45、屏幕合并发动机46、工具50和合成发动机47组成。上述摄像机42、帧缓存器43、图层帧缓存器44、屏幕合并发动机46和工具50所具备的功能与上述图3中的说明相同，故不在此进行进一步说明。此外，上述工具50中还包括增强对比度发动机51、提高饱和度发动机53或滤波发动机55。

根据具有明星照效果的不同图像，即，在摄取图像或被屏幕合并处理的图像中，根据不同的使用图像，上述脸部提取发动机的45位置也会各自不同。

如图5所示，作为具有明星照效果的图像，在使用上述摄取图像时，脸部提取发动机45将与帧缓存器43相连。

相反，作为具有明星照效果的图像，在使用屏幕合并处理的图像时，脸部提取发动机45将与屏幕合并发动机46相连。

也就是说，根据每个人的不同嗜好，有些用户喜欢在脸部图像中，使用从上述摄取原图像中提取的脸部领域，还有些用户喜欢使用从屏幕合并处理的图像中提取的脸部领域。因此，作为具有明星照效果的图像，可使用上述摄取的图像或被屏幕合并的图像。

如图5所示，合成发动机47可对由脸部提取发动机45提取的脸部领域和由屏幕合并发动机46屏幕合并的图像进行合成处理。此时，作为具有明星照效果的图像，可使用从上述摄取图像中提取的脸部领域，背景可使用被屏幕合并处理的图像。

此外，在从屏幕合并处理的图像中提取脸部领域时，作为具有明星照效果的图像，可使用从屏幕合并处理的图像中提取的脸部领域，而背景可使用上述摄取的图像。

下面将对具有上述结构特点的本发明另一实施例中的图像转换装置运行过程进行详细说明。

图6是在本发明的另一正确实施例中，图像转换方法顺序图。

如图6所示，首先由摄像机42摄取图像(步骤S51)，然后从摄取的图像中提取脸部领域(步骤S52)。此时，上述摄取的图像被保存到帧缓存器(3中。

此外，复制上述摄取的图像，以生成与之相同的图层图像(步骤S53)，并将生成的图层图像保存到图层帧缓存器44中。

然后，对保存在帧缓存器43中的摄取图像和保存在图层帧缓存器44中的图层图像进行屏幕合并处理(步骤S53)。

此外，虽然在图6未予以图示，但在步骤S53过程后，还可根据需要，在增强对比度、提高饱和度或滤波处理中，追加进行一个以上的过程。

在屏幕合并处理过程结束后，对在步骤S52中提取的脸部领域和被屏幕合并处理的图像进行合成处理，以生成具有明星照效果的图像(步骤S55)。

在上述过程中，具有明星照效果的图像所限于上述摄取图像的情况。

相反，如果屏幕合并处理后的图像具有明星照效果，步骤S52过程应在步骤S54之后。

也就是说，从屏幕合并处理的图像中提取脸部领域，并对该脸部领域和上述摄取图像进行合成处理。

参照图7简单说明在步骤S52中提取脸部领域的方法是，首先输入上述摄取图像(步骤S61)，然后针对输入的图像，确认每个像素值是否在肉色范围内的问题(步骤S62)。

将属于肉色范围内的像素组成类似的颜色组(步骤S63)，然后从中提取肉色候选领域(步骤S64)。

此后，通过椭圆匹配，验证提取的肉色候选领域是否为椭圆形的问题(步骤S65)，如果是椭圆形，便确认是否存在眼部和嘴部样式的事实(步骤S66)。

最后，对脸部领域进行确认，并从上述摄取图像中提取特定的脸部领域(步骤S67)。

本发明中的图像转换装置适用于移动通信终端机(例如，手机或PDA)、数码像机或个人电脑上。此时，移动通信终端机、数码像机或个人电脑上应设有摄像机。

Claims

1、图像转换方法，包括：

生成对摄取图像进行复制而产生相同的图像的图层图像；

对上述摄取图像和图层图像按下列数学式进行屏幕合并处理成被转换的屏幕合并图像：

Out(x，y)＝{MAX-[(MAX-In_1(x，y))×(MAX-In_2(x，y))]÷MAX}

2、如权利要求1所述的图像转换方法，其特征在于，

对上述屏幕合并的图像和摄取图像进行合成处理。

3、如权利要求2所述的图像转换方法，其特征在于，

在对图像进行合成处理时，应使用从具有明星照效果的图像中提取的脸部领域。

4、如权利要求3所述的图像转换方法，其特征在于，

提取的脸部领域应是上述摄取图像的脸部领域或被屏幕合并图像的脸部领域。

5、如权利要求1或2所述的图像转换方法，其特征在于，

所述屏幕合并应对上述摄取图像和图层图像的所有像素予以处理。

6、如权利要求1或2所述的图像转换方法，其特征在于，

应对图层图像进行增强对比度、提高饱和度或滤波中的一个以上处理过程。

7、如权利要求6所述的图像转换方法，其特征在于，

提高饱和度应在色度平面上，扩大图层图像与中心点之间的距离。

8、对摄像机摄取图像进行转换所需的装置，包括：

保存由摄像机拍摄图像的第1保存工具；

Out(x，y)＝{MAX-[(MAX-In_1(x，y))×(MAX-In_2(x，y))]÷MAX}

9、如权利要求8所述的对摄像机摄取图像进行转换所需的装置，其特征在于，

所述图像转换装置还应包括增强图层图像对比度的工具。

10、如权利要求8所述的对摄像机摄取图像进行转换所需的装置，其特征在于，

所述图像转换装置还应包括提高图层图像饱和度的工具。

11、如权利要求8所述的对摄像机摄取图像进行转换所需的装置，其特征在于，

所述图像转换装置还应包括对图层图像进行滤波处理的工具。

12、如权利要求11所述的对摄像机摄取图像进行转换所需的装置，其特征在于，

所述滤波工具应是平均滤波器。

13、如权利要求8所述的对摄像机摄取图像进行转换所需的装置，其特征在于，

所述图像转换装置还应包括对屏幕合并图像和上述摄取图像进行合成处理的工具。

14、如权利要求13所述的对摄像机摄取图像进行转换所需的装置，其特征在于，

所述合成工具应利用从屏幕合并图像或上述摄取图像中提取的带有明星照效果的脸部领域。