CN101031023A - 一种图像处理的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像处理的方法，该方法包括：确定当前帧图像中待处理区域，将该待处理区域中的像素点划分为一个以上的集合，并将所述待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合，为每一集合中的像素点颜色分量设定权重，并对所述当前帧图像中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。通过本发明，解决了图像中偏色的问题，使得用户感受较好。本发明还同时公开了一种图像处理的系统。

Description

一种图像处理的方法和系统

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种图像处理的方法和系统。

背景技术

随着计算机网络和消费电子技术的发展，便携式数码相机、数码摄像机等越来越多的摄像产品进入了人们的生活，另外，视频通信、网络会议等应用也越来越广泛。因此，通过这些数码产品获得的图像效果也越来越引起人们的关注。而在实际应用中，由于光照或背景颜色等原因，往往容易导致图像中人们关注较多的区域出现不同程度的偏色。例如，图像中人脸部位一般是使用者比较重视的区域，因此，在这一区域使用者对偏色的容忍度比其他区域出现偏色要低，直接给使用者留下影像品质不好的印象，令使用者感受较差。

发明内容

本发明提供一种图像处理的方法和系统，以解决现有技术中存在的图像中出现偏色的问题。

本发明提供一种图像处理的方法，该方法包括：

确定当前帧图像中待处理区域；

将该待处理区域中的像素点划分为一个以上的集合，并将所述待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合；

为每一集合中的像素点颜色分量设定权重，并对所述当前帧图像中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。

所述进行加权平均操作，确定颜色分量平均值是根据公式：

计算获得的，

其中，i表示第一集合中像素点标识，k表示第n集合中像素点标识，w₁表示为第一集合中像素点颜色分量设定的权重，w_n表示为第n集合中像素点颜色分量设定的权重。

所述确定颜色分量平均值之后还包括：

利用过去至少一帧的颜色分量平均值对所述当前帧确定的颜色分量平均值进行调整。

所述利用过去至少一帧的颜色分量平均值对所述确定的颜色分量平均值进行调整是根据公式：

计算获得的，

其中，颜色分量平均值_最终表示调整后的颜色分量平均值，α_i表示设定的过去第i帧的颜色分量平均值的参考比重，且

保存至少一个颜色样本门限值，所述将该待处理区域中的像素点根据所述保存的至少一个颜色样本门限值划分为一个以上的集合。

若所述颜色样本门限值为肤色样本门限值，确定待处理区域中不低于所述肤色样本门限值的像素点为第一集合，待处理区域中低于所述肤色样本门限值的像素点为第二集合，所述待处理区域之外的像素点为第三集合，

则为所述第一集合中的像素点颜色分量设定的权重大于为第二集合中的像素点颜色分量设定的权重，且为第二集合中的像素点颜色分量设定的权重大于为第三集合中的像素点颜色分量设定的权重。

所述待处理区域包括人脸区域，则所述确定当前帧图像中人脸区域是利用人脸检测算法实现。

本发明还提供一种图像处理的系统，该系统包括：

确定单元，用于确定当前帧图像中待处理区域；

划分单元，用于将所述待处理区域中的像素点划分为一个以上的集合，并将所述待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合；

权重设定单元，用于为每一集合中的像素点颜色分量设定权重；

操作单元，用于对所述当前帧图像中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。

所述操作单元包括：

第一保存单元，用于保存公式：

，其中，i表示第一集合中像素点标识，k表示第n集合中像素点标识，w₁表示为第一集合中像素点颜色分量设定的权重，w_n表示为第n集合中像素点颜色分量设定的权重；

第一计算单元，用于根据所述公式对所述待处理区域中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。

所述系统还包括：

调整单元，用于利用过去至少一帧的颜色分量平均值对确定的所述颜色分量平均值进行调整。

所述调整单元包括：

第二保存单元，用于保存公式：

其中，颜色分量平均值_最终表示调整后的颜色分量平均值，α_i表示设定的过去第i帧的颜色分量平均值的参考比重，且

第二计算单元，用于根据所述公式对所述颜色分量平均值进行调整。

所述划分单元包括：

第三保存单元，用于保存至少一个颜色样本门限值；

处理单元，用于将图像中待处理区域中的像素点根据所述保存的至少一个颜色样本门限值划分为至少两个集合。

本发明通过将当前帧图像中待处理区域中的像素点划分为一个以上的集合，并将所述待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合，为集合中的像素点颜色分量设定权重，进行加权平均操作，确定颜色分量平均值的方法，解决了图像中偏色的问题，并通过对确定的颜色分量平均值进行调整，并且避免了图像色彩的突然变化带来的不良影响，使得用户感受较好。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明实施例方法步骤流程示意图。

具体实施方式

本发明方法的主要思想是：首先，确定当前帧图像中的待处理区域；然后，将该待处理区域中的像素点划分为一个以上的集合，并将所述待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合；再次，为每一集合中的像素点颜色分量设定权重；最后，对所述当前帧图像中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值。

如图1所示，为本发明系统结构示意图，该系统包括确定单元11、划分单元12、权重设定单元13和操作单元14，其中，确定单元11用于确定当前帧图像中待处理区域；划分单元12用于将所述待处理区域中的像素点划分为一个以上的集合，并将所述待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合；权重设定单元13用于为每一集合中的像素点颜色分量设定权重；操作单元14用于对所述当前帧图像中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。

所述操作单元14包括第一保存单元21和第一计算单元22，其中，第一保存单元21，用于保存公式：

，其中，i表示第一集合中像素点标识，k表示第n集合中像素点标识，w₁表示为第一集合中像素点颜色分量设定的权重，w_n表示为第n集合中像素点颜色分量设定的权重；第一计算单元22用于根据所述公式对所述待处理区域中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。

所述系统还包括调整单元15，用于利用过去至少一帧的颜色分量平均值对确定的所述颜色分量平均值进行调整。

所述调整单元15包括第二保存单元31和第二计算单元32，其中，第二保存单元31用于保存公式：

其中，颜色分量平均值_最终表示调整后的颜色分量平均值，α_i表示设定的过去第i帧的颜色分量平均值的参考比重，且

第二计算单元32用于根据所述公式对确定的所述颜色分量平均值进行调整。

所述划分单元12包括第三保存单元41和处理单元42，其中，第三保存单元41用于保存至少一个颜色样本门限值；处理单元42用于将图像中待处理区域中的像素点根据所述保存的至少一个颜色样本门限值划分为至少两个集合。

下面结合具体实施例详细说明本发明方法。

如图2所示，为本发明实施例方法步骤流程示意图，在本实施例中，设定图像中的待处理区域为人脸区域，该方法包括以下步骤：

步骤201：确定当前帧图像中的待处理区域，即确定人脸区域。

在本实施例中，可以利用人脸检测算法，如AdaBoost算法等，快速检测出人脸所在的区域，即获得人脸区域的位置坐标及大小。在本实施例中是以一个人脸为例，对于多个人脸区域的方法可以类推获得。

当然，对于待处理区域为非人脸区域的情况，也可以根据预先存储的图像中需要处理的物体特征模型来确定该物体在取景器图像中各点的位置，并将该点包围的区域作为待处理区域。

步骤202：将该待处理区域中的像素点划分为一个以上的集合，并将所述待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合。

通过步骤201得到当前帧图像中待处理的人脸区域，对该区域的包含的像素点进行划分，该划分方法可以有多种，例如可以采用阈值划分的方法，该方法为：保存至少一个颜色样本门限值，将图像中待处理区域中的像素点根据所述保存的至少一个颜色门限值划分为一个以上的集合。本实施例中设定的待处理区域为人脸区域，则根据设定的含有肤色样本的图像信息统计出两个肤色样本门限值，分别为第一肤色样本门限值和第二肤色样本门限值，且第一肤色样本门限值大于第二肤色样本门限值，再将待处理区域中在所述两个肤色样本门限值之间的像素点集合设定为第一集合，将其余的像素点集合设定为第二集合。当然，也可以设定大于第一肤色颜色样本门限值的像素点位于第一集合，小于第二肤色颜色样本门限值的像素点位于第二集合，其他像素点位于第三集合。同样，若待处理区域不是人脸区域，也可以利用这种阈值划分的方法。

另外，将待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合的方法可以与上述划分方法相似，根据设定的颜色样本门限值将待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合。当然，在本实施例中，也可以将待处理区域中在所述两个肤色样本门限值之间的像素点集合设定为第一集合，将待处理区域中其余的像素点和待处理区域外的像素点集合设定为第二集合。

步骤203：为每一集合中的像素点颜色分量设定权重，并对所述当前帧图像中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。

将待处理区域划分出两个集合后，分别为每一集合的中的像素点颜色分量设定不同的权重，对该权重大小的设定原则可以为：越是用户希望查看的像素点集合权重越高。例如，在本实施例中，第一集合中的像素点的颜色分量为两个肤色颜色样本门限值之间，因此所加权重可以大于1，如取值1.5；第二集合的像素点的颜色分量为两个肤色颜色样本门限值之外，因此所加权重可以小于1，如取值0.9。而待处理区域之外的像素点集合可能为背景图像，不是用户希望终端察看的部分，因此可以设定权重较小，如取值0.5。当设定图像中每一集合像素点颜色分量的权重后，可以对像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。具体地说可以利用公式(1)进行：

在公式(1)中，i表示第一集合中像素点标识，k表示第n集合中像素点标识，w₁表示为第一集合中像素点颜色分量设定的权重，w_n表示为第n集合中像素点颜色分量设定的权重。

当然，若设定了一个肤色样本门限值，也可以将人脸区域中不低于该肤色样本门限值的像素点设定为第一集合，人脸区域中低于该肤色样本门限值的像素点设定为第二集合，人脸区域之外的像素点设定为第三集合，因此，为第一集合中的像素点颜色分量设定的权重大于为第二集合中的像素点颜色分量设定的权重，且为第二集合中的像素点颜色分量设定的权重大于为第三集合中的像素点颜色分量设定的权重。

在本实施例中，将所述颜色分量平均值看作是R分量平均值(Rmean)、G分量平均值(Gmean)和B分量平均值(Bmean)的组合。以待处理区域为人脸区域，待处理区域像素点划分为两个集合，待处理区域之外的像素点为一个集合，且获得Rmean为例，将三个集合中的像素点R分量值分别对应三个权重进行加权平均的操作，可以利用公式(2)进行：

在公式(2)中，w_肤色表示对第一集合像素点R分量值所加的权重，由于第一集合中的像素点属于肤色样本颜色值分布范围，是用户希望重点查看的，因此设定w_肤色＝1.5；w_非肤色表示对第二集合像素点R分量值所加的权重，由于第二集合中的像素点不属于肤色样本颜色值分布范围，是用户次重点查看的，因此设定w_非肤色＝0.9；w_背景表示对第三集合像素点R分量值所加的权重，由于第三集合由待处理区域外的像素点组成，可能为背景图像，是用户不重点查看的，因此设定w_背景＝0.5；R_像素i表示第一集合中每一个像素点的R分量值；R_像素k表示第二集合中每一个像素点的R分量值；R_像素j表示第三集合中每一个像素点的R分量值。通过公式(2)就可以确定当前帧图像的Rmean，同样的，也可以容易地获得Gmean和Bmean，进而获得颜色分量平均值。

当然，若待处理区域中的像素点被划分为大于两个的集合，或待处理区域外的像素点被划分为两个以上的集合，同样可以根据公式(2)计算获得Rmean、Gmean和Bmean。本领域的技术人员利用这些确定的颜色分量平均值，可以很容易地对图象的色彩进行处理。

通过上述步骤201和步骤203，当图像中出现偏色等状况时对图像中像素点的颜色分量平均值进行了调整，但是，由于对待处理区域的检测，如对人脸的检测的不稳定性可能带来误差，使得连续几帧中的颜色分量平均值的计算结果发生较大的变化，为画面色彩带来不良影响，因此对获得的颜色分量平均值还应该进行平滑处理。下面仍以Rmean为例，描述本实施例中对Rmean的计算值进行平滑处理的过程。

步骤204：利用过去至少一帧的颜色分量平均值对所述当前帧确定的颜色分量平均值进行调整。

在对当前帧的颜色分量平均值进行调整的时候，已经获得了当前帧和过去帧的颜色分量平均值，因此，可以利用已获得的颜色分量平均值对前帧的颜色分量平均值进行调整，调整过程可以利用公式(3)实现：

在公式(3)中，颜色分量平均值_最终表示调整后的当前帧的颜色分量平均值，α_i表示设定的过去第i帧的颜色分量平均值的参考比重，且 该参考比重可以指示对应帧的颜色分量平均值对调整的影响程度，若i＝0，α₀则表示当前帧的颜色分量平均值对自身调整的影响程度。

下面以Rmean为例，描述本实施例，设定已获得的R分量平均值为Rmean，进行平滑调整处理后的R分量平均值为Rmean_最终，以过去n帧的Rmean值对当前Rmean进行调整，以n＝3为例，分别设定当前帧和过去3帧对调整过程的参考比重，该参考比重可以指示对应帧的Rmean对调整的影响程度，例如，设定当前帧的Rmean参考比重α₀为0.6，过去第1帧的Rmean参考比重α₁为0.2，过去第2帧的Rmean参考比重α₂为0.15，过去第三帧的Rmean参考比重α₃为0.05，表明当前帧的Rmean对自身调整影响最大。当然，该参考比重的设定可以根据实际用户需要而设定。当设定好参考比重后，可以根据公式(4)对当前帧的R分量平均值进行调整：

在公式(4)中，α_i表示过去第i帧的参考比重，且

根据上述公式(4)实现了对当前像素点的Rmean的平滑处理，同样也可以实现对Gmean和Bmean的平滑处理，进而实现对颜色分量平均值进行调整。

在本实施例中，是利用过去帧的像素点的Rmean对当前的Rmean进行平滑调整，当然，也可以利用其他方法对当前帧的Rmean进行调整，例如，设定一个适当的范围，如[100，150]，如果计算当前帧得到的Rmean落在该范围之内，则认为是可靠的，并直接用于校正图象色彩；如果落在该范围之外，则认为Rmean值不可靠，转而选取100(或150)作为可靠的Rmean来校正图象色彩。

通过本发明，解决了图像中偏色的问题，并且避免了图像色彩的突然变化带来的不良影响，使得用户感受较好。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1、一种图像处理的方法，其特征在于，该方法包括：

确定当前帧图像中待处理区域；

将该待处理区域中的像素点划分为一个以上的集合，并将所述待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合；

为每一集合中的像素点颜色分量设定权重，并对所述当前帧图像中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行加权平均操作，确定颜色分量平均值是根据公式：

计算获得的，

其中，i表示第一集合中像素点标识，k表示第n集合中像素点标识，w₁表示为第一集合中像素点颜色分量设定的权重，w_n表示为第n集合中像素点颜色分量设定的权重。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定颜色分量平均值之后还包括：

利用过去至少一帧的颜色分量平均值对所述当前帧确定的颜色分量平均值进行调整。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用过去至少一帧的颜色分量平均值对所述确定的颜色分量平均值进行调整是根据公式：

计算获得的，

其中，颜色分量平均值最终表示调整后的颜色分量平均值，α_i表示设定的过去第i帧的颜色分量平均值的参考比重，且

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，保存至少一个颜色样本门限值，所述将该待处理区域中的像素点根据所述保存的至少一个颜色样本门限值划分为一个以上的集合。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述颜色样本门限值为肤色样本门限值，确定待处理区域中不低于所述肤色样本门限值的像素点为第一集合，待处理区域中低于所述肤色样本门限值的像素点为第二集合，所述待处理区域之外的像素点为第三集合，

则为所述第一集合中的像素点颜色分量设定的权重大于为第二集合中的像素点颜色分量设定的权重，且为第二集合中的像素点颜色分量设定的权重大于为第三集合中的像素点颜色分量设定的权重。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待处理区域包括人脸区域，则所述确定当前帧图像中人脸区域是利用人脸检测算法实现。

8、一种图像处理的系统，其特征在于，该系统包括：

确定单元，用于确定当前帧图像中待处理区域；

划分单元，用于将所述待处理区域中的像素点划分为一个以上的集合，并将所述待处理区域之外的像素点划分为一个以上的集合；

权重设定单元，用于为每一集合中的像素点颜色分量设定权重；

操作单元，用于对所述当前帧图像中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。

9、如权利要求8所述系统，其特征在于，所述操作单元包括：

第一保存单元，用于保存公式：

，其中，i表示第一集合中像素点标识，k表示第n集合中像素点标识，w₁表示为第一集合中像素点颜色分量设定的权重，w_n表示为第n集合中像素点颜色分量设定的权重；

第一计算单元，用于根据所述公式对所述待处理区域中的像素点颜色分量进行加权平均操作，确定颜色分量平均值，进而对图像色彩进行处理。

10、如权利要求8所述系统，其特征在于，所述系统还包括：

调整单元，用于利用过去至少一帧的颜色分量平均值对确定的所述颜色分量平均值进行调整。

11、如权利要求10所述系统，其特征在于，所述调整单元包括：

第二保存单元，用于保存公式：

其中，颜色分量平均值_最终表示调整后的颜色分量平均值，α_i表示设定的过去第i帧的颜色分量平均值的参考比重，且

第二计算单元，用于根据所述公式对所述颜色分量平均值进行调整。

12、如权利要求8所述系统，其特征在于，所述划分单元包括：

第三保存单元，用于保存至少一个颜色样本门限值；

处理单元，用于将图像中待处理区域中的像素点根据所述保存的至少一个颜色样本门限值划分为至少两个集合。

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