CN101668108A - 一种图像色彩饱和度的调节方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于图像处理领域，提供了一种图像色彩饱和度的调节方法。该方法包括以下步骤：根据当前像素点的色度值判断所述当前像素点所处的色度区间；根据所述当前像素点所处的色度区间和色度区间对应的饱和度调节参数获取所述当前像素点的饱和度系数；根据当前像素点的饱和度系数调节所述当前像素点的色度值。本发明实现了保证图像的灰暗区域的色彩噪声更小的同时使其他区域的色彩更加鲜艳。

Description

一种图像色彩饱和度的调节方法及系统

技术领域

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种图像色彩饱和度的调节方法及系统。

背景技术

数字图像广泛运用于日常生活和各行各业中，图像的饱和度处理是调节数字图像色彩表现的一种方式。饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。白、灰、黑称为消色，饱和度取决于该色中含色成分和消色成分的比例。含色成分越大，饱和度越大，色彩越鲜艳；消色成分越大，饱和度越小，色彩越灰。

色彩饱和度处理一般是数字增益的过程，用于增强彩色图像的鲜艳度。传统的图像饱和度处理方法是让一帧图像内所有像素点都使用同样的饱和度系数，而并没有对较灰的图像区域进行特殊处理，使得较灰的图像区域的数据经过饱和度调整后，色彩噪声更加明显，例如用传感技术生成图像数据，图像原始数据由像素队列生成，由于工艺、版图布局、电路结构等各方面在像素队列的差异性，使得每个像素点产生的图像数据也存在差异性，饱和度处理后原来图像数据差异放大的同时图像噪声也放大，尤其体现为色彩噪点，饱和度系数越大，色彩噪声越明显，而人的眼睛对接近黑白色的较灰的图像区域出现的色彩噪声是特别敏感的。一方面，增大色彩饱和度系数可以增强彩色图像的鲜艳度，另一方面，受色彩噪声等因素的影响，饱和度系数往往不能调高，限制了图像色彩的鲜艳程度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种图像色彩饱和度的调节方法，旨在解决现有技术中一帧图像内所有像素点都使用同样的饱和度系数，难以在保证图像的灰暗区域色彩噪声更小的同时使其他区域的色彩更加鲜艳的问题。

本发明是这样实现的，一种图像色彩饱和度的调节方法，包括以下步骤：

根据当前像素点的色度值判断所述当前像素点所处的色度区间；

根据所述当前像素点所处的色度区间和色度区间对应的饱和度调节参数获取所述当前像素点的饱和度系数；

根据当前像素点的饱和度系数调节所述当前像素点的色度值。

本发明实施例的另一目的在于提供一种图像色彩饱和度调节系统，系统包括：

色度区间配置单元，用于划分色度区间，设置色度区间对应的饱和度调节参数；

色度值获取单元，用于根据像素点的色度值判断所述像素点所处的色度区间；

饱和度系数获取单元，用于根据所述像素点所处的色度区间和色度区间对应的饱和度调节参数获取像素点的饱和度系数；以及

饱和度调节单元，用于根据像素点的饱和度系数调节所述像素点的色度值。

本发明通过划分色度区间，设置色度区间所对应的饱和度调节参数，根据像素点所处的色度区间获取像素点的饱和度系数，利用像素点的饱和度系数调节像素点的色度值，实现了减少灰暗区域的图像色彩噪声的同时增大其他区域的图像色彩鲜艳程度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的图像色彩饱和度的调节方法的实现流程图。

图2是本发明一个示例提供的像素点获取饱和度系数的流程图。

图3是本发明一个示例提供的像素点色度值调节的流程图。

图4是本发明实施例一个示例提供的饱和度调节曲线与传统的饱和度调节曲线的比较示意图。

图5是本发明实施例提供的图像色彩饱和度调节系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，通过划分色度区间，设置色度区间所对应的饱和度调节参数，根据获取的像素点的色度值判断像素点所处的色度区间并获取像素点的饱和度系数，计算像素点的新色度值，实现了对处于不同色度区间的图像的像素点色彩的饱和度调节。

图1示出了本发明实施例提供的图像色彩饱和度的调节方法的实现流程图。

在步骤S101中，根据当前像素点的色度值判断当前像素点所处的色度区间。

在计算机图像处理中，图像用数据来表示，一个颜色可以有多种数据表示模式，即多种颜色空间，且颜色空间之间可以相互转换，本发明实施例中的颜色空间可以是YUV颜色空间或YCbCr颜色空间，也可以是经过颜色空间转换后的YUV颜色空间或YCbCr颜色空间。在本发明实施例中，以YUV颜色空间为例进行描述，其中“Y”表示明亮度(LUminance或LUma)，也就是灰阶值，而“U”和“V”表示的则是色度(Chrominance或Chroma)，作用是描述图像的色彩及饱和度，指定像素的颜色。

在本发明实施例中，YUV颜色空间的变量“U”和“V”与图像的饱和度密切相关，调节图像的饱和度就是通过调节像素点的“U”和“V”值实现的。本发明实施例中，以U-V坐标为色度坐标，设定像素点在U-V坐标上的色度取值范围，色度取值范围与处理图像的硬件或者软件或者软硬结合的工具有关，还可以通过其他方式设定，比如八位的图像处理设备的色度取值范围为-128～127。

在判断像素点所处的色度区间之前要划分色度区间，色度区间越多，经过饱和度调节得到的图像色彩连接越自然越流畅，但是饱和度处理的过程计算量越大，色度区间通过选取的色度区间端点色度值划分，选取的色度区间端点色度值在色度的取值范围内。在本发明实施例中，色度取值范围内的任意两个色度值可以作为一个色度区间的两个端点色度值。

在本发明实施例中，为了达到预期效果，有时需要不断的对图像中的像素点进行调节，此时需要重新逐个划分色度区间，或者重新设置色度区间对应的饱和度调节参数，或者以上两种方式的结合，过程繁琐耗时，为了方便快速达到预期的效果，在本发明实施例中，设置了一个全局端点色度值和一个全局饱和度调节参数，使色度区间的端点色度值为全局端点色度值的分数倍，色度区间所对应的饱和度调节参数为全局饱和度调节参数的分数倍，全局端点色度值和全局饱和度调节参数可根据需要设置。

像素点所处的色度区间和像素点色度值的绝对值所处的色度区间一致。在本发明实施例中，用(u，v)表示像素点在U-V坐标的坐标值，则u为像素点在U轴上的色度值，v为像素点在V轴上的色度值，像素点所处的色度区间由|u|和|v|所处的色度区间决定，|u|处于一个色度区间，同样，|v|处于一个色度区间，当|u|和|v|所处的色度区间相同时，像素点处于一个色度区间，否则像素点处于两个色度区间。

在步骤S102中，根据当前像素点所处的色度区间和色度区间对应的饱和度调节参数获取当前像素点的饱和度系数。

在获取像素点的饱和度系数前需要设置色度区间所对应的饱和度调节参数，在本发明实施例中，设置色度区间对应的饱和度调节参数满足一定的条件：由于色度区间的端点色度值越小，表示色度区间对应的色彩区域越灰暗，为了确保处于最灰的图像区域的色彩尽量维持原有色度值，最大限度的增强色彩鲜艳度，端点色度值最小的色度区间所对应的饱和度调节参数数值的设置最小为1，同时为了抑制较灰暗和接近较灰暗图像区域的色彩噪声和增强其他图像区域的色彩鲜艳度，即灰暗图像的色彩饱和度系数相对较小，其他图像区域的色彩饱和度系数相对较大，端点色度值越大的色度区间所对应的饱和度调节参数设置的数值越大。

在本发明实施例中，一个像素点获取一个饱和度系数，当前像素点饱和度系数根据当前像素点所处的色度区间和色度区间对应的饱和度调节参数获取，具体步骤包括：当前像素点处于一个色度区间时，当前像素点的饱和度系数等于当前像素点所处的色度区间对应的饱和度调节参数；当前像素点处于两个或多个色度区间时，当前像素点的饱和度系数等于当前像素点所处的多个色度区间对应的饱和度调节参数中值最大的饱和度调节参数。

在步骤S103中，根据当前像素点的饱和度系数调节当前像素点的色度值。

在本发明实施例中，像素点的饱和度调节后的色度值应当控制在色度取值范围内，用(u，v)表示像素点在坐标U-V的上的坐标值，当前像素点获取的饱和度系数为S，则当前像素点饱和度调节后在坐标U-V的上的新坐标值为(u*S，v*S)。即当前像素点饱和度调节后的新色度值为u*S和v*S，当新色度值超过了色度取值范围时，需要对超过了色度取值范围的新色度值重新赋值，对超过了色度取值范围的u*S进行赋值的具体步骤包括：当当前像素点饱和度调节后的色度值u*S大于0时，令u*S等于色度取值范围的最大值；当当前像素点饱和度调节后的色度值u*S小于0时，令u*S等于色度取值范围的最小值。对超过了色度值表示范围的v*S进行赋值的具体步骤和对超过了色度值表示范围的u*S进行赋值的具体步骤相同，在此不再赘述。

图2示出了本发明一个示例提供的像素点获取饱和度系数的实现流程，以6个色度区间为例，详述如下：

本发明实施例中，像素点的色度取值范围为-128～127，设置一个全局端点色度值TH，0≤TH≤127，设置一个全局饱和度调节参数SAT，SAT＞16，通过设置7个色度区间端点色度值划分了6个色度区间，这7个色度区间的端点色度值为：T1＝0，T2＝TH*1/8，T3＝TH*1/4，T4＝TH*1/2，T5＝TH*3/4，T6＝TH，T7＝128，根据7个色度区间端点色度值划分的6个色度区间为：[T1，T2)，[T2，T3)，[T3，T4)，[T4，T5)，[T5，T6)，[T6，T7)，设置6个色度区间分别对应的6个饱和度调节参数为：S1＝1，S2＝SAT*1/16，S3＝SAT*1/8，S4＝SAT*1/4，S5＝SAT*3/4，S6＝SAT。本发明实施例中，TH，SAT为变量值，可以根据需要设置数值。

在步骤S201中，获取像素点在坐标U-V上的坐标(u，v)代表的色度值u，v；

在步骤S202中，设置TH，SAT数值；

在步骤S203中，判断|u|和|v|的值是否有一个大于TH，是则执行步骤S204，否则执行步骤S205；

在步骤S204中，像素点获取的饱和度系数等于SAT；

在步骤S205中，判断|u|和|v|的值是否都大于TH*3/4，是则执行步骤S206，否则执行步骤S207；

在步骤S206中，像素点获取的饱和度系数等于SAT*3/4；

在步骤S207中，判断|u|和|v|的值是否都大于TH*1/2，是则执行步骤S208，否则执行步骤S209；

在步骤S208中，像素点获取的饱和度系数等于SAT*1/4；

在步骤S209中，判断|u|和|v|的值是否都大于TH*1/4，是则执行步骤S210，否则执行步骤S211；

在步骤S210中，像素点获取的饱和度系数等于SAT*1/8；

在步骤S211中，判断|u|和|v|的值是否都大于TH*1/8，是则执行步骤S212，否则执行步骤S213；

在步骤S212中，像素点获取的饱和度系数等于SAT*1/16；

在步骤S213中，像素点获取的饱和度系数等于1。

图3本发明一个示例提供的像素点色度值调节的实现流程，以色度区间为6个为例，详述如下：

在步骤S301中，计算u’和v’的值，其中u’＝u*饱和度系数，为色度值u通过饱和度系数调节后的新色度值；v’＝v*饱和度系数，为色度值v通过饱和度系数调节后的新色度值；

在步骤S302中，判断u’是否大于127，是则执行步骤S303，否则执行步骤S304；

在步骤S303中，令u’等于127。

在步骤S304中，判断u’是否小于-128，是则执行步骤S305，否则执行步骤S306；

在步骤S305中，令u’等于-128；

在步骤S306中，判断v’是否大于127，是则执行步骤S307，否则执行步骤S308；

在步骤S307中，令v’等于127；

在步骤S308中，判断v’是否小于-128，是则执行步骤S309，否则执行步骤S310；

在步骤S309中，令v’等于-128；

在步骤S310中，像素点经过饱和度调节后的新色度值为u’，v’。

图4示出了本发明一个示例提供的饱和度调节曲线与传统的饱和度调节曲线的比较示意图。

其中曲线I为本发明一个示例提供的饱和度调节曲线，曲线II为传统的线性递增的饱和度调节曲线，曲线III为饱和度系数为1.0即不做饱和度处理的曲线。可以看出，传统的饱和度处理方法无法同时兼顾既保证远离灰暗的图像区域色彩的高饱和即色彩鲜艳、又保证接近灰暗的图像区域的色彩低饱和度即色彩噪声不明显，而本发明一个示例提供的调节曲线能够取得这些功能效果，在灰暗及接近灰暗的图像区域的饱和度系数并不太大，有效抑制了色彩噪声的出现，同时由于这些区域的饱和度系数仍然等于或大于1，色彩的饱和度得到保持或者提升，且远离灰暗的图像区域可以使用更大的饱和度系数，这些图像区域的色彩更饱和更鲜艳。

图5示出了本发明实施例提供的图像色彩饱和度调节系统的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该图像色彩饱和度调节系统可以是软件单元、硬件单元或者软硬件结合的单元。

色度区间配置单元501划分色度空间和设置色度区间对应的饱和度调节参数，色度值获取单元502根据像素点的色度值和色度区间配置单元501划分的色度空间判断像素点所处的色度区间，饱和度系数获取单元503根据色度区间配置单元501划分的色度空间和设置的色度区间对应的饱和度调节参数和色度值获取单元502判断的像素点所处的色度区间获取像素点的饱和度系数，饱和度调节单元504根据色度值获取单元502获取的像素点色度值和饱和度系数获取单元503获取的像素点饱和度系数计算像素点饱和度调节后的新色度值，并将计算得到的像素点饱和度调节后的新色度值转化在色度取值范围内。

本发明对图像中的色彩数据进行处理，通过对色彩数据进行分区判断，自动调整各区饱和度系数，抑制了灰暗区域图像色彩噪声的饱和度，同时保持或增强了图像色彩的鲜艳度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1、一种图像色彩饱和度的调节方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

根据当前像素点的色度值判断所述当前像素点所处的色度区间；

根据所述当前像素点所处的色度区间和色度区间对应的饱和度调节参数获取所述当前像素点的饱和度系数；

根据当前像素点的饱和度系数调节所述当前像素点的色度值。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括下述步骤：

划分多个色度区间，设置每个色度区间对应的饱和度调节参数。

3、如权利要求2所述的方法，所述方法的具体步骤包括：

设置一个全局端点色度值，所述多个色度区间的端点色度值为全局端点色度值的分数倍；

设置一个全局饱和度调节参数，所述每个色度区间对应的饱和度调节参数为全局饱和度调节参数的分数倍。

4、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述色度区间的端点色度值越大，对应的饱和度调节参数越大。

5、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述饱和度调节参数大于或等于1。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前像素点所处的色度区间为所述当前像素点的色度值的绝对值所处的色度区间。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，当前像素点处于一个色度区间时，所述当前像素点获取的饱和度系数等于所述当前像素点所处的色度区间对应的饱和度调节参数；

当前像素点处于多个色度区间时，所述当前像素点获取的饱和度系数等于所述当前像素点所处的多个色度区间对应的饱和度调节参数中值最大的饱和度调节参数。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述当前像素点的饱和度系数调节所述当前像素点的色度值的步骤具体包括：

将所述当前像素点的色度值乘以所述获取的当前像素点的饱和度系数得到当前像素点调节后的色度值。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述当前像素点调节后的色度值超过所述色度的取值范围时，所述以所述当前像素点的饱和度系数调节所述当前像素点的色度值步骤之后，所述方法进一步包括：

当所述当前像素点调节后的色度值大于0时，执行所述当前像素点的色度值等于色度取值范围的最大值；

当所述当前像素点调节后的色度值小于0时，执行所述当前像素点的色度值等于色度取值范围的最小值。

10、一种图像色彩饱和度调节系统，其特征在于，所述系统包括：

色度区间配置单元，用于划分色度区间，设置色度区间对应的饱和度调节参数；

色度值获取单元，用于根据像素点的色度值判断所述像素点所处的色度区间；

饱和度系数获取单元，用于根据所述像素点所处的色度区间和色度区间对应的饱和度调节参数获取像素点的饱和度系数；以及

饱和度调节单元，用于根据像素点的饱和度系数调节所述像素点的色度值。

11、如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述色度区间的端点色度值越大，对应的饱和度调节参数越大。

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