CN101621704B

CN101621704B - 用于图形图像的颜色增强的方法和装置

Info

Publication number: CN101621704B
Application number: CN2009101594275A
Authority: CN
Inventors: S·杨; T·卢
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: US20090324071A1; US20140270521A1; CN101621704A; EP2141655B1; JP5496556B2; EP2141655A2; US9311696B2; JP2010016818A; US20140010447A1; EP2141655A3

Abstract

一种颜色增强系统可以增强图像中的颜色成分。在一个实施例中，颜色增强系统通过将输入颜色值与经过颜色增强的值组合来抑制色带。在另一实施例中，可以利用像素周围的饱和度值的局部变化来确定对输入饱和值的修改以便进行颜色增强。作为又一实施例，可以通过将计算特定图像中给定像素值的出现次数的直方图与跟踪之前帧中给定值的出现频率的平均值的历史直方图组合来抑制帧之间的闪烁。

Description

用于图形图像的颜色增强的方法和装置

技术领域

本发明一般涉及图像处理和用于提高在基于计算机的系统中显示的图像的质量的技术。

背景技术

视频后处理管线的任务之一是自动颜色增强。在色相、饱和度、亮度(HSL)颜色空间中，有两个不同的方面可以改变以实现颜色增强、色相调整和饱和度调整。典型的色相调整实例是通过将色度信号的相位移动到更接近对应面部色调的相位来进行面部色调校正。尽管面部色调的相位误差减小了，但是其它颜色成分的相位误差会增大。

颜色饱和度也是很重要的，因为饱和的颜色更吸引用户的眼睛。为了获得更鲜艳的图像，调整图像饱和度的基本方法是通过增加图像的色度向量的增益。此操作等效于将原始色度向量乘以饱和度向量。传统上，颜色增强器通常利用预设的固定饱和度因子，而不管输入图像特性如何。对于不太饱和的视频图像，可以通过应用固定的饱和度因子来获得鲜艳效果。但是，对于已经饱和的视频图像，过饱和调整会导致过度饱和和图像细节的损失。

此外，当直接增加颜色饱和度时，会出现色带。当显示器不能提供平滑的颜色梯度，而是呈现颜色的条纹或条带时，尤其在非常亮或非常暗的区域中，会出现色带。

发明内容

本发明涉及一种抑制色带的方法，包括：

通过将原始饱和度值与颜色增强值组合来抑制色带。

该方法包括测量像素与其相邻像素之间的变化以形成(develop)饱和度增强的测量值(measure)。

本发明涉及一种调整图像的饱和度(saturation)的方法，包括：

基于图像中的像素与那些像素的相邻像素之间的饱和度值的变化来调整所述图像的饱和度。

本发明涉及一种处理图像数据的方法，包括：

形成图像中像素的颜色值的出现次数的当前直方图；

保存用于存储之前分析的图像的颜色值的历史直方图；以及

混合所述历史直方图和所述当前直方图。

本发明涉及一种处理装置，包括：

用于为多个像素生成增强的饱和度值的单元；以及

耦合到所述单元的色带(banding)抑制设备，用于接收输入饱和度值以将所述输入饱和度值与所述增强的饱和度值组合，从而创建输出饱和度值。

附图说明

图1是本发明一个实施例的示意图；

图2是如图1所示的实施例的流程图；以及

图3是一个实施例的系统描绘。

具体实施方式

参照图1，颜色增强系统10可以只对色相、亮度、饱和度(HSL)颜色空间中的饱和度进行操作。输入亮度和输入色相的值可以不受系统10的影响。而是，在一些实施例中，只修改(modify)输入饱和度。在一些实施例中，饱和度增强类似于对比度增强。

首先，初始化直方图。可以通过对直方图中的所有条目应用相同的数字来初始化直方图。在一些实施例中，在可能的饱和度值是0到255的情况下，可以赋予每个值例如500的初始条目。在一些实施例中，不是利用所有256个值，而是只使用64个值，以便将饱和度值分组。例如，0-3、4-7等饱和度值可以是独立的组。直方图主要跟踪在输入图像的像素内遇到给定值0-255的次数。因此，在方框22中初始化直方图之后，在方框24中测量局部变化。

为了测量局部变化，对于每个像素，测量中心像素与其相邻像素之间的饱和度类似度。例如，在一个实施例中，根据需要，可以将中心像素与四个相邻像素或八个相邻像素进行比较。为了进行比较，将中心像素的饱和度值与其相邻像素的饱和度值的平均值进行比较。例如，可以确定中心像素与其周围像素的饱和度值之间的绝对差的和。如果和大于预定阈值，例如大于50，则在颜色饱和度方面，可以将中心像素看作是来自非均匀区域的像素。因此，可将直方图中对应于此像素值的条目增加例如1。如果和小于阈值，那么最可能的情况是，像素来自均匀饱和度的区域。在此情况下，在一个实施例中，与此像素的饱和度对应的条目(entry)的值不变。

在逐个像素扫描完整个图像之后，直方图记录例如从0到255的每个潜在的饱和度值的计数。直方图指示图像中有多少个像素具有特定饱和度值。但是，直方图会略微有点偏斜，这是因为具有局部颜色变化的像素的值实际上是增大的。然后，将如方框20所示的所得直方图与保存在历史饱和度查找表(LUT)16中的历史直方图进行组合。在一些实施例中，通过在方框18处将更新后的直方图(方框20)与历史直方图(方框16)混合，可以减小饱和度变化的大小，并且可以减少相邻帧之间的闪烁效应。

在一个实施例中，可以利用新直方图(方框20)和历史直方图(方框16)的加权平均值进行混合。例如，在一个实施例中，将当前直方图按7/16加权，并将历史直方图按9/16加权。然后，将新的直方图存储回历史饱和度查找表16中。在一个实施例中，历史直方图和当前直方图的混合可以通过利用加权平均值进行α混合来实现。权的准确值或权的使用容易受到相当大的变化。

接着，将从新数据和历史数据混合而得的新直方图作为新查找表 16进行存储，然后其用于调整本地副本饱和度查找表12中的输入饱和度。查找表12可以存储在16处所存储的历史饱和度查找表的本地副本。此外，可以变换本地副本以便从255提供每个可能的饱和度级的值。因此，尽管饱和度查找表16对于每组饱和度值(比如0-3和4-7等)可能只具有一个值，但在一个实施例中，可以使用内插法来为0-255的可能的值中的每个值形成直方图值。

利用查找表(方框12)，调整输入饱和度值。基于更新后的局部直方图来对输入图像执行直方图均衡化。

在一些实施例中，接着可以使用本地副本饱和度查找表12的输出作为输出饱和度值。但是，对于色带抑制还有利的是，在色带抑制块14中通过混合新值和输入饱和度值来修改本地副本饱和度查找表12输出值。在一些实施例中，可以在块14中使用输入饱和度值和来自本地副本饱和度查找表12的值的加权平均值。因此，在一些实施例中，可以抑制色带。

因此，在一些实施例中，使饱和度变得更加均匀，可以改善饱和度对比度，并且在一些情况下，可以增加像素与其相邻像素之间的差异。

图2中的流程图示出用于实现图1中所描绘的功能的一个序列26。在一些实施例中，可以利用存储计算机可读指令的存储设备以软件实现颜色增强系统10，这些计算机可读指令在执行时使得实现图1中所描绘的功能。在其它实施例中，可以使用硬件来实现这个目的。

首先，如方框28所示，初始化并定义本地副本饱和度查找表12。另外，在方框30，可以定义并初始化用于存储历史直方图的饱和度查找表16。然后，如方框32所示，对于图像中的每个像素，测量局部变化。如果在棱形34中确定局部变化小于或等于预定阈值PT，则如方框36所示，将像素值PV增加1。如棱形38所示，重复流程，直到处理完图像中的最后一个像素。

此时，如方框40所示，可将信息归一化以便提供如上所述从诸如64的较小数量的值得到的256个内插值。然后，如方框42所示，将新的直方图与历史直方图混合。在方框44，将输出亮度设置成等于输入亮度。在方框46，将输出色相设置成等于输入色相。在方框48，将输出饱和度设置成等于存储在本地副本饱和度查找表12中的历史查找表值。然后，在方框50，混合(blend)本地副本饱和度查找表值和输入饱和度值。当在棱形52中确定最后一个像素完成时，流程结束。

接下来转到图3，在一个实施例中，图形处理器112可以包括实现图1中的功能块的视频后处理管线。图形处理器112可以通过总线106耦合到帧缓冲器114。帧缓冲器114可以耦合到显示屏118以显示由图形处理器112产生的图像。总线107和108耦合到显示屏118，显示屏118还耦合到键盘或鼠标120。

在一个实施例中，图形处理器112通过总线105耦合到芯片组核心逻辑110，芯片组核心逻辑110通过总线104耦合主处理器100和存储设备130。在一些实施例中，存储设备130可以包括主存储器132、硬盘驱动器134和可移动光或磁介质136。在一些实施例中，图2中描绘的序列26可以用软件实现，并且可以存储在主存储器132的区域139中。但是，本发明不限于软件实施例。在一些实施例中，主存储器132还可存储如图1所示的各种查找表。当然，在一些实施例中，此存储可以在任何其它存储设备中或诸如主处理器100或图形处理器112的组件内进行。

本文描述的图形处理技术可以在各种硬件体系结构中实现。例如，图形功能性可以集成在芯片组内。或者，可以使用分离的图形处理器。作为又一实施例，图形功能可以通过包括多核处理器在内的通用处理器来实现。

本说明书中提到“一个实施例”或“实施例”时表示，结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明所涵盖的至少一个实现中。因此，出现短语“一个实施例”或“在实施例中”时不一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以用不同于所示特定实施例的其它合适的形式设立，并且所有这些形式都涵盖在本申请的权利要求内。

尽管关于有限数量的实施例描述了本发明，但本领域技术人员将能由此明白众多修改和改变。希望随附权利要求涵盖落在本发明的真实精神和范围内的所有这些修改和改变。

Claims

1.一种抑制色带的方法，包括：

通过对于每个图像测量像素的饱和度值与其相邻像素的饱和度值之间的变化以获得颜色增强值并将原始饱和度值与所述颜色增强值组合来抑制色带。

2.如权利要求1所述的方法，包括使用所述原始饱和度值和所述颜色增强值的加权平均值。

3.如权利要求1所述的方法，包括用直方图记录在图像内遇到的饱和度值的计数。

4.如权利要求3所述的方法，包括基于给定像素的饱和度值与其相邻像素的饱和度值之间的变化来改变所述计数。

5.如权利要求4所述的方法，包括将历史直方图与当前图像的直方图组合以形成用于修改输入饱和度的直方图。

6.一种调整图像的饱和度的方法，包括：

基于图像中的像素与同一图像中那些像素的相邻像素之间的饱和度值的变化来调整所述图像的饱和度。

7.如权利要求6所述的方法，包括利用直方图来跟踪图像内像素的饱和度值的出现次数。

8.如权利要求7所述的方法，包括基于给定像素与其相邻像素之间的局部变化来改变所述饱和度值的出现次数。

9.如权利要求8所述的方法，包括：混合从之前的图像所得的历史直方图和包含所改变的饱和度值的出现次数的直方图。

10.如权利要求9所述的方法，包括利用所述历史直方图和所述包含所改变的饱和度值的出现次数的的直方图的加权平均值来形成混合的直方图。

11.如权利要求10所述的方法，包括利用所述混合的直方图来修改输入像素的饱和度值。

12.一种处理图像数据的方法，包括：

形成图像中像素的颜色值的出现率的当前直方图，其中所述形成图像中像素的颜色值的出现率的当前直方图包括形成用于记录基于给定像素与同一图像中其相邻像素的饱和度值之间的变化而改变的饱和度值的计数的直方图；

保存用于存储之前分析的图像的颜色值的历史直方图；

混合所述历史直方图和所述当前直方图。

13.如权利要求12所述的方法，其中形成直方图包括形成作为饱和度值的颜色值的直方图。

14.如权利要求12所述的方法，包括利用加权平均值来混合所述当前直方图与所述历史直方图以形成混合的直方图。

15.如权利要求14所述的方法，包括存储所述混合的直方图作为新的历史直方图。

16.一种处理装置，包括：

用于通过测量像素的饱和度值与同一图像中其相邻像素的饱和度值之间的变化来为多个像素生成增强的饱和度值的单元；以及

耦合到所述单元的色带抑制设备，用于接收输入饱和度值以将所述输入饱和度值与所述增强的饱和度值组合，从而创建输出饱和度值。

17.如权利要求16所述的装置，所述设备用于生成所述输入饱和度值和所述增强的饱和度值的加权平均值。

18.如权利要求16所述的装置，包括用于测量像素与其相邻像素之间的局部饱和度变化的设备。

19.如权利要求18所述的装置，所述单元用于形成在图像内遇到的饱和度值的直方图。

20.如权利要求19所述的装置，用于形成直方图的所述单元基于给定像素与其相邻像素的饱和度值之间的变化来改变所述饱和度值的计数。

21.如权利要求20所述的装置，用于形成直方图的所述单元将历史直方图与当前图像的直方图组合以形成用于修改输入饱和度的直方图。

22.如权利要求16所述的装置，其中所述设备是处理器。

23.如权利要求22所述的装置，其中所述设备是图形处理器。

24.如权利要求23所述的装置，所述图形处理器基于图像中的像素与那些像素的相邻像素之间的饱和度值的变化来调整所述图像的饱和度。

25.如权利要求23所述的装置，所述图形处理器用于形成图像中像素的颜色值的出现率的当前直方图，保存用于存储之前分析的图像的颜色值的历史直方图，并混合所述历史直方图和所述当前直方图。