CN101661730A - 减少图片显示的色阶的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种减少图片显示的色阶的方法及装置。该方法主要包括：根据图片中各个区域的像素值变化率，判定所述图片中是否存在颜色渐变区域；当判定所述图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域的颜色渐变程度，在所述颜色渐变区域中添加相应的杂色点或在所述图片中叠加半透明图片。利用本发明，可以在判定图片中存在颜色渐变区域后，通过对图片添加杂色点或半透明图片，可以减少图片显示的色阶，提升用户体验。

Description

减少图片显示的色阶的方法和装置

技术领域

本发明涉及信息处理领域，尤其涉及一种减少图片显示的色阶的方法和装置。

背景技术

32位色显示可以无损失地显示真彩色，可以表示的颜色空间为2³²，界面显示效果细腻，可以应用在图形工作站、PC(Personal Computer，个人计算机)机和高端图形设备等多种产品上。但使用32位色显示需要计算和处理的数据量大，需要占用的内存多，在很多设备特别是嵌入式设备上应用比较困难。

16位色显示相对于32位色显示可以节省内存，提升处理速度，且显示效果满足大部分用户的需求，所以目前市场上使用16位色显示的设备比较多，如机顶盒、可视电话、移动终端等。当在使用16位色显示的设备上显示32位色的图片时，因为源图片与显示图片的颜色深度不同会造成颜色损失，显示图片上会出现一定的色阶，造成显示图片的失真。特别是源图片上存在颜色渐变区域时，显示图片上的色阶会比较明显。

现有技术中的一种消除上述显示图片上的色阶的方案为：利用误差扩散减少色阶的方案。该方案利用误差扩散原理，将图像临近像素点之间的色阶差异扩散至相邻像素点，以消除色阶差异。该方案将使用固定的扩散阈值，与临近像素点直接进行运算，得到该像素点的颜色值。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在该方案中，各个像素点之间的色阶差异扩散阈值固定，不会根据图片或图像颜色渐变的程度进行调整，不能满足具有多种颜色渐变程度的图片或图像的要求。

发明内容

本发明的实施例提供了一种减少图片显示的色阶的方法和装置，以减少因为源图像与显示图像的颜色深度不同，而造成的显示图像上的色阶。

一种减少图片显示的色阶的方法，包括：

根据图片中各个区域的像素值变化率，判定所述图片中是否存在颜色渐变区域；

当判定所述图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域的颜色渐变程度，在所述颜色渐变区域中添加相应的杂色点或在所述图片中叠加半透明图片。

一种减少图片显示的色阶的装置，包括：

颜色渐变区域判定模块，用于根据图片中各个区域的像素值变化率，判定所述图片中是否存在颜色渐变区域；

色阶处理模块，用于当所述颜色渐变区域判定模块判定所述图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域的颜色渐变程度，在所述颜色渐变区域中添加相应的杂色点或在所述图片中叠加半透明图片。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例在判定图片中存在颜色渐变区域后，通过对图片添加杂色点或半透明图片，可以减少图片显示的色阶，提升用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种通过添加杂色点，减少应用16位色显示的设备显示的色阶的方法的处理流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种通过叠加半透明图片，减少应用16位色显示的设备显示的色阶的方法的处理流程图；

图3为本发明实施例提供的一种减少图片显示的色阶的装置的具体实现结构图。

具体实施方式

在本发明实施例中，根据图片中各个区域的像素值变化率，判定所述图片中是否存在颜色渐变区域。然后，当判定所述图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域的颜色渐变程度，在所述颜色渐变区域中添加相应的杂色点或在所述图片中叠加半透明图片。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

在该实施例中，如果需要在应用16位色显示的设备中显示存在颜色渐变区域的图片时，通过在颜色渐变区域增加杂色点来消除和减轻应用16位色显示的设备显示的色阶。

以在图片解码过程中的处理为例，该实施例提供的一种通过添加杂色点，减少应用16位色显示的设备显示的色阶的方法的处理流程如图1所示，包括如下处理步骤：

步骤11、获取图片解码前的源图片。

从本地或网络获取图片解码前的源图片的数据，准备进行图片解码。如果显示设备为32位显示界面，则使用正常的图片解码流程进行处理；如果显示设备为存在颜色损耗的设备，如为应用16位色显示的设备时，则执行步骤12。

步骤12、对各个区域进行颜色渐变检测，统计各个区域的像素值变化率，根据上述像素值变化率判定各个区域是否为颜色渐变区域。

在图片解码过程中增加检测颜色渐变的处理过程，将上述源图片划分为多个区域，依次对各个区域进行颜色渐变检测。对一个区域的颜色渐变检测过程主要包括：获取该区域的所有像素点的像素值，统计各个像素点的像素值变化率，根据该像素值变化率判定该区域是否为颜色渐变区域，比如，当上述像素值变化率大于预先设定的颜色渐变区域的判决门限值，则判定该区域为颜色渐变区域；否则，判定该区域不是颜色渐变区域。上述颜色渐变区域的判决门限值根据具体的颜色格式而设定。

步骤13、根据颜色渐变区域的颜色渐变程度，在颜色渐变区域中添加相应的平均分布或者非均匀分布的杂色点。

当判定上述源图片中存在颜色渐变区域后，将上述获取的该颜色渐变区域的所有像素点的像素值进行平均，可以得到该颜色渐变区域的像素平均值μ。

根据上述该颜色渐变区域的所有像素点的像素值，还可以得到该颜色渐变区域的像素间像素方差σ，该像素间像素方差σ可以作为该颜色渐变区域的颜色渐变程度。上述δ的计算方法为将所有像素点的像素值的平方的均值减去所有像素点的像素值的均值的平方。

上述颜色渐变程度还可以通过只统计颜色损耗位对应的像素点的像素间像素方差σ来获取。例如：8888格式的32位图片在565格式的16位色显示设备上显示时，红颜色的ARGB分量将损失3位，绿颜色的ARGB分量将损失2位，蓝颜色的ARGB分量将损失3位。于是，只统计该颜色损耗的3(R)2(G)3(B)位的对应的像素点的像素间像素方差σ，并作为该颜色渐变区域的颜色渐变程度。

上述ARGB为一种色彩空间，也就是RGB(红绿蓝)色彩空间附加上Alpha(透明度)通道，常见于32位位图的存储结构。

根据上述计算出的颜色渐变区域的颜色渐变程度，在上述颜色渐变区域中各个像素点中添加相应的杂色点。上述杂色点可以使用平均分布，或者使用高斯分布、瑞利分布等非均匀分布。

上述平均分布的公式为：f(x)＝α(x-μ)

上述高斯分布的公式为： $f\left(x\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\mathrm{\σ}}{e}^{-\frac{{(x-\mathrm{\μ})}^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}$

上述瑞利分布的公式为： $f\left(x\right)=\frac{x}{{\mathrm{\σ}}^2}{e}^{-\frac{x^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}$

上述各个公式中的x为像素点的像素值，f(x)为添加的杂色点的像素值，μ为颜色渐变区域的像素平均值，σ为颜色渐变区域的像素间像素方差，α平均分布的经验值。

上述杂色点的大小可根据颜色渐变程度调整，上述杂色点可以使用彩色杂点或单色杂点。

通过在上述源图片中添加杂色点后，形成可以使用16位色显示设备显示的图片，然后，对该图片进行正常的填充处理等后续的解码过程。

在该实施例中，在上述杂色点的添加过程中，源图片中的损耗的颜色位已经与有效显示颜色位进行了杂色点的叠加处理，在16位色显示设备中显示时，颜色渐变区域的色阶明显减少或消失，且添加非均匀分布杂色点的效果更好，从而改善了用户的体验。

实施例二

在该实施例中，如果需要在16位色显示界面中显示存在颜色渐变区域的图片时，通过在颜色渐变区域增加半透明图片来消除和减轻16位色显示界面显示的色阶。

以在图片解码过程中的处理为例，该实施例提供的一种通过叠加半透明图片，减少应用16位色显示的设备显示的色阶的方法的处理流程如图2所示，包括如下处理步骤：

步骤21、获取图片解码前的源图片。

从本地或网络获取图片解码前的源图片的数据，准备进行图片解码。如果显示设备为32位显示界面，则使用正常的图片解码流程进行处理；如果显示设备为存在颜色损耗的设备，如为应用16位色显示的设备时，则执行步骤22。

步骤22、对各个区域进行颜色渐变检测，统计各个区域的像素值变化率，根据上述像素值变化率判定各个区域是否为颜色渐变区域。

在图片解码过程中增加检测颜色渐变的处理过程，将上述源图片划分为多个区域，依次对各个区域进行颜色渐变检测。对一个区域的颜色渐变检测过程主要包括：获取该区域的所有像素点的像素值，统计各个像素点的像素值变化率，根据该像素值变化率判定该区域是否为颜色渐变区域，比如，当上述像素值变化率大于预先设定的颜色渐变区域的判决门限值，则判定该区域为颜色渐变区域；否则，判定该区域不是颜色渐变区域。

步骤23、根据颜色渐变区域的像素平均值μ和像素间像素方差σ，构造一个半透明图片并叠加到源图片中。

当判定上述源图片中存在颜色渐变区域后，将上述获取的该颜色渐变区域的所有像素点的像素值进行平均，可以得到该颜色渐变区域的像素平均值μ。

根据上述该颜色渐变区域的所有像素点的像素值，还可以得到该颜色渐变区域的像素间像素方差σ。该像素间像素方差σ可以作为该颜色渐变区域的颜色渐变程度。

根据上述计算出的μ和δ构造一个半透明图片，图片的颜色像素值为bμ，透明度为aσ，其中a、b分别为经验值常量。上述半透明图片中包括一个半透明网格，上述半透明图片可以与上述源图片一样大，或者；与上述颜色渐变区域一样大。上述半透明网格可以使用不同宽度和高度的网格进行处理，网格的半透明度可以根据颜色渐变的程度进行调整。

将上述半透明图片叠加到上述源图片上，具体的叠加公式为：

R分量的叠加公式为： $\mathrm{dR}1=\mathrm{dR}+\frac{{(\mathrm{sR}-\mathrm{dR})}^{*}\mathrm{sA}}{255}$

G分量的叠加公式为： $\mathrm{dG}1=\mathrm{dG}+\frac{{(\mathrm{sG}-\mathrm{dG})}^{*}\mathrm{sA}}{255}$

B分量的叠加公式为： $\mathrm{dB}1=\mathrm{dB}+\frac{{(\mathrm{sB}-\mathrm{dB})}^{*}\mathrm{sA}}{255}$

其中sR、sG、sB分布表示上述半透明图片中的像素点分别的RGB分量，该分量由bμ计算得到，sA为上述半透明图片中的像素点的Alpha分量，该分量是由aσ计算得到，表示范围为0-255，即0表示全透明，255表示不透明。dR、dG、dB分别表示源图片中的像素点的RGB分量，dR1、dG1、dB1分别表示叠加后得到的目标图片中的像素点的RGB分量。

通过在上述源图片中叠加半透明图片后，形成可以使用16位色显示设备显示的图片，然后，对该图片进行正常的填充处理等后续的解码过程。

该实施例通过对图片添加半透明图片，可以减少16位色设备显示渐变图片或图片渐变区域时出现的色阶，提升用户体验。

本发明实施例还提供了一种减少图片显示的色阶的装置，其具体实现结构如图3所示，具体可以包括：

颜色渐变区域判定模块31，用于根据图片中各个区域的像素值变化率，判定所述图片中是否存在颜色渐变区域；

色阶处理模块32，用于当所述颜色渐变区域判定模块判定所述图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域的颜色渐变程度，在所述颜色渐变区域中添加相应的杂色点或在所述图片中叠加半透明图片。

所述的颜色渐变区域判定模块31包括：

像素值变化率获取模块311，用于将所述图片划分为多个区域，依次获取各个区域中所有像素点的像素值，统计各个区域中所有像素点的像素值变化率；

颜色渐变区域确定模块312，用于当所述像素值变化率获取模块判定某个区域中所有像素点的像素值变化率大于预先设定的颜色渐变区域的判决门限值，则确定该某个区域为颜色渐变区域；否则，确定该某个区域不是颜色渐变区域。上述颜色渐变区域的判决门限值根据具体的颜色格式而设定。

所述的色阶处理模块32包括：

颜色渐变程度获取模块321，用于当所述颜色渐变区域判定模块判定所述源图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域中的所有像素点的像素值，得到所述颜色渐变区域的像素平均值μ和像素间像素方差σ；

杂色点添加模块322，用于根据所述像素平均值在所述颜色渐变区域中添加平均分布的杂色点；或者，根据所述像素平均值和像素间像素方差在所述颜色渐变区域中添加非平均分布的杂色点。

上述平均分布的杂色点的像素值f(x)的计算方法为：f(x)＝α(x-μ)。所述的x为所述杂色点对应的像素点的像素值，所述的μ为所述像素平均值，所述的α平均分布的经验值。

上述的非平均分布包括高斯分布或瑞利分布。当所述非平均分布为高斯分布时，所述非平均分布的杂色点的像素值f(x)的计算方法为： $f\left(x\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\mathrm{\σ}}{e}^{-\frac{{(x-\mathrm{\μ})}^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}};$ 当所述非平均分布为瑞利分布时，所述非平均分布的杂色点的像素值f(x)的计算方法为： $f\left(x\right)=\frac{x}{{\mathrm{\σ}}^2}{e}^{\frac{x^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}.$ 所述的x为所述杂色点对应的像素点的像素值，所述的μ为所述像素平均值，所述的σ为所述像素间像素方差。

半透明图片叠加模块323，用于根据所述颜色渐变程度获取模块获取的像素平均值μ和像素间像素方差σ构造一个半透明图片，所述半透明图片的颜色像素值为bμ，透明度为aσ，其中a、b分别为经验值常量；将所述半透明图片叠加到所述源图片上，得到叠加后的图片。

上述的叠加后的图片中的像素点的RGB分量：dR1、dG1、dB1的计算方法为：

$\mathrm{dR}1=\mathrm{dR}+\frac{{(\mathrm{sR}-\mathrm{dR})}^{*}\mathrm{sA}}{255}$

$\mathrm{dG}1=\mathrm{dG}+\frac{{(\mathrm{sG}-\mathrm{dG})}^{*}\mathrm{sA}}{255}$

$\mathrm{dB}1=\mathrm{dB}+\frac{{(\mathrm{sB}-\mathrm{dB})}^{*}\mathrm{sA}}{255}$

所述的sR、sG、sB分布为所述半透明图片中的像素点分别的RGB分量，所述的sA为所述半透明图片中的像素点的透明Alpha分量，该分量是由aσ计算得到，表示范围为0-255，即0表示全透明，255表示不透明。所述的dR、dG、dB分别为所述源图片中的像素点的RGB分量。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

上述本发明实施例不仅适用于32位色图片在16位色设备上的显示，也适用于其他从较高颜色深度的图片在具有较低颜色深度的设备上显示的情况。

综上所述，本发明实施例通过对图片添加杂色点或半透明图片，可以减少16位色设备显示渐变图片或图片渐变区域时出现的色阶，提升用户体验。

本发明实施的处理方法简单，运算量少，处理成本较低，显示效果较好，比较适合嵌入式产品。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1、一种减少图片显示的色阶的方法，其特征在于，包括：

根据图片中各个区域的像素值变化率，判定所述图片中是否存在颜色渐变区域；

当判定所述图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域的颜色渐变程度，在所述颜色渐变区域中添加相应的杂色点或在所述图片中叠加半透明图片。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据图片中各个区域的像素值变化率，判定所述图片中是否存在颜色渐变区域，包括：

将所述图片划分为多个区域，依次获取各个区域中所有像素点的像素值，统计各个区域中所有像素点的像素值变化率；

当某个区域中所有像素点的像素值变化率大于预先设定的颜色渐变区域的判决门限值，则判定该某个区域为颜色渐变区域；否则，判定该某个区域不是颜色渐变区域。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的当判定所述图片中存在颜色渐变区域时，根据所述颜色渐变区域的颜色渐变程度，在所述颜色渐变区域中添加相应的杂色点，包括：

当判定所述源图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域中的所有像素点的像素值，得到所述颜色渐变区域的像素平均值和像素间像素方差；

根据所述像素平均值在所述颜色渐变区域中添加平均分布的杂色点；或者，根据所述像素平均值和像素间像素方差在所述颜色渐变区域中添加非平均分布的杂色点。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的根据所述像素平均值在所述颜色渐变区域中添加平均分布的杂色点，包括：

在所述颜色渐变区域中的每个像素点中添加相应的杂色点，所述杂色点的像素值f(x)的计算方法为：

f(x)＝α(x-μ)，

所述的×为所述杂色点对应的像素点的像素值，所述的μ为所述像素平均值，所述的α平均分布的经验值。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的非平均分布包括高斯分布或瑞利分布。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的根据所述像素平均值和像素间像素方差在所述颜色渐变区域中添加非平均分布的杂色点，包括：

在所述颜色渐变区域中的每个像素点中添加相应的杂色点；

当所述非平均分布为高斯分布时，所述杂色点的像素值f(x)的计算方法为：

当所述非平均分布为瑞利分布时，所述杂色点的像素值f(x)的计算方法为：

所述的x为所述杂色点对应的像素点的像素值，所述的μ为所述像素平均值，所述的σ为所述像素间像素方差。

7、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的当判定所述图片中存在颜色渐变区域时，根据所述颜色渐变区域的颜色渐变程度，在所述图片中叠加半透明图片，包括：

当判定所述源图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域中的所有像素点的像素值，得到所述颜色渐变区域的像素平均值μ和像素间像素方差σ；

根据所述像素平均值μ和像素间像素方差σ构造一个半透明图片，所述半透明图片的颜色像素值为bμ，透明度为aσ，其中a、b分别为经验值常量；将所述半透明图片叠加到所述源图片上，得到叠加后的图片。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的叠加后的图片中的像素点的RGB分量：dR1、dG1、dB1的计算方法，包括：

$\mathrm{dR}1=\mathrm{dR}+\frac{(\mathrm{sR}-\mathrm{dR})*\mathrm{sA}}{255}$

$\mathrm{dG}1=\mathrm{dG}+\frac{(\mathrm{sG}-\mathrm{dG})*\mathrm{sA}}{255}$

$\mathrm{dB}1=\mathrm{dB}+\frac{(\mathrm{sB}-\mathrm{dB})*\mathrm{sA}}{255}$

所述的sR、sG、sB分布为所述半透明图片中的像素点分别的RGB分量，所述的sA为所述半透明图片中的像素点的透明Alpha分量，所述的dR、dG、dB分别为所述源图片中的像素点的RGB分量。

9、一种减少图片显示的色阶的装置，其特征在于，包括：

颜色渐变区域判定模块，用于根据图片中各个区域的像素值变化率，判定所述图片中是否存在颜色渐变区域；

色阶处理模块，用于当所述颜色渐变区域判定模块判定所述图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域的颜色渐变程度，在所述颜色渐变区域中添加相应的杂色点或在所述图片中叠加半透明图片。

10、根据权利要求9所述的减少图片显示的色阶的装置，其特征在于，所述的颜色渐变区域判定模块包括：

像素值变化率获取模块，用于将所述图片划分为多个区域，依次获取各个区域中所有像素点的像素值，统计各个区域中所有像素点的像素值变化率；

颜色渐变区域确定模块，用于当所述像素值变化率获取模块判定某个区域中所有像素点的像素值变化率大于预先设定的颜色渐变区域的判决门限值，则确定该某个区域为颜色渐变区域；否则，确定该某个区域不是颜色渐变区域。

11、根据权利要求9或10所述的减少图片显示的色阶的装置，其特征在于，所述的色阶处理模块包括：

颜色渐变程度获取模块，用于当所述颜色渐变区域判定模块判定所述源图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域中的所有像素点的像素值，得到所述颜色渐变区域的像素平均值和像素间像素方差；

杂色点添加模块，用于根据所述像素平均值在所述颜色渐变区域中添加平均分布的杂色点；或者，根据所述像素平均值和像素间像素方差在所述颜色渐变区域中添加非平均分布的杂色点。

12、根据权利要求9或10所述的减少图片显示的色阶的装置，其特征在于，所述的色阶处理模块包括：

颜色渐变程度获取模块，用于当所述颜色渐变区域判定模块判定所述源图片中存在颜色渐变区域后，根据所述颜色渐变区域中的所有像素点的像素值，得到所述颜色渐变区域的像素平均值μ和像素间像素方差σ；

半透明图片叠加模块，用于根据所述颜色渐变程度获取模块获取的像素平均值μ和像素间像素方差σ构造一个半透明图片，所述半透明图片的颜色像素值为bμ，透明度为aσ，其中a、b分别为经验值常量；将所述半透明图片叠加到所述源图片上，得到叠加后的图片。

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