CN101959000A - 图像数据处理的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像数据处理的方法和装置，方法包括以下步骤：按照预定的规则调整过滤图像数据的模板上的各个点，所述各个点具有的灰度等级的阈值、且在所述模板上均匀分布；获取图像数据，将所述图像数据中各个位置像素的灰度等级与所述模板上相应位置的阈值进行比较，生成相应的指示点亮或熄灭所述像素的指示值；按照所述指示值点亮或熄灭所述像素。本发明可以实现比以往模板的运算速度更快，显示效果更好，硬件资源更少的图像显示。模板实现的过程采用均匀化点与点之间的距离，能够减少图像在做半色调算法时细节的损失，增强图像效果。

Description

图像数据处理的方法和装置

技术领域

本发明涉及视频信号处理领域，具体而言，涉及一种图像数据处理的方法和装置。

背景技术

在对图像数据进行处理过程中，会使用数字半色调处理，即将具有连续色调的原始图像转化为离散的二值(0或1)阵列，利用人眼视觉的低通特性，使之看上去具有连续色调的感觉，构成具有整体感、层次感的现实图像。该技术已经广泛地应用于打印机、传真机、布料印染、等离子体显示中。

数字半色调处理中，性能最好的是误差扩散算法。误差扩散算法最先由Floyd等人提出，它将当前像素的量化误差按一定比例扩散到邻接像素上，这样局部的量化误差对相邻像素点而言是一种补偿，使得误差扩散系统具有自校正能力。但这种方式产的半色调影像会出现具方向性的纹理。

为了使半调处理的图像中产生良好的视觉效果，需要对半色调处理的图像执行白噪声抖动处理，但是经过白噪声抖动处理的二值图像外观上具有明显的颗粒性，原因是抖动图案中存在较多周期性的低频分量。为了将图像同一灰度中的少数点尽量均匀分散，构造了只包含光谱中高频部分的模板，并具有蓝噪声特性，通过具有蓝噪声特性的模板过滤图像。正如蓝色是可见光中的高频部分一样，蓝噪声也是白噪声中的高频部分，描述了理想的非周期分布的点模式的空间和频谱特征。

在蓝噪声模板的实现过程中有很多的模板，例如：图1所示的kunth提出的经典数据模板，但采用这类模板对图像进行处理时，其效果仍不能满足要求，存在运算数据量大，且图像有较大的颗粒感、画面模糊。

发明内容

本发明旨在提供一种图像数据处理的方法和装置，其能够解决上述技术中的蓝噪声模板对图像进行处理时，存在运算数据量大，且图像有较大的颗粒感、画面模糊的问题。

根据本发明的还一个方面，提供一种图像数据处理的方法，包括以下步骤：

按照预定的规则调整过滤图像数据的模板上的各个点，所述各个点具有的灰度等级的阈值、且在所述模板上均匀分布；

获取图像数据，将所述图像数据中各个位置像素的灰度等级与所述模板上相应位置的阈值进行比较，生成相应的指示点亮或熄灭所述像素的指示值；

按照所述指示值点亮或熄灭所述像素。

进一步地，所述按照预定的规则调整过滤图像数据的模板上的各个点的过程包括：

生成偶数行、列的屏蔽层，在所述屏蔽层上均匀设置一半数量的屏蔽点；

逐层均匀添加屏蔽点，将添加屏蔽点之后屏蔽层上逐层对称或随机添加新的屏蔽点；

将各个具有屏蔽点的屏蔽层叠加，组合成所述模板。

进一步地，将所述图像数据中各个位置像素的灰度等级与所述模板上相应位置的阈值进行比较，生成相应的指示点亮或熄灭所述像素的指示值的过程包括：

当判断出所述像素的灰度等级小于所述阈值时，生成熄灭的指示值；当判断出所述像素的灰度等级大于或等于所述阈值时，生成点亮的指示值。

进一步地，所述模板为Blue Noise MASK蓝噪声模板。

根据本发明的还一个方面，提供一种图像数据处理的装置，包括以下单元：

生成单元，用于按照预定的规则调整过滤图像数据的模板上的各个点，所述各个点具有的灰度等级的阈值、且在所述模板上均匀分布；

运算单元，用于获取图像数据，将所述图像数据中各个位置像素的灰度等级与所述模板上相应位置的阈值进行比较，生成相应的指示点亮或熄灭所述像素的指示值；

显示单元，用于按照所述指示值点亮或熄灭所述像素。

本发明可以实现比以往模板的运算速度更快，显示效果更好，硬件资源更少的图像显示。模板实现的过程采用均匀化点与点之间的距离，能够减少图像在做半色调算法时细节的损失。增强图像效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中kunth提出的模板的示意图；

图2示出了本发明实施例中按照预定规则生成模板的流程图；

图3示出了本发明实施例中4×4的灰度等级为8的屏蔽层的示意图；

图4示出了本发明实施例中4×4的灰度等级为7屏蔽层的示意图；

图5示出了本发明实施例中4×4的灰度等级为9屏蔽层的示意图；

图6示出了本发明实施例中4×4的16个灰度等级的各个屏蔽层的示意图；

图7示出了本发明实施例中4×4的过滤模板的示意图；

图8示出了本发明实施例中图像过滤的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。本发明的图像数据处理的方法采用按照预定规则生成的模板对图像数据进行过滤，从而快速地过滤图像中的蓝噪声，得到过滤后的图像。过滤的时间短、效率高、且具有颗粒感小、图像清晰。

在说明本发明的流程之前，需要说明本发明的实施例中按照预定的规则生成过滤模板的过程，本发明的实施例中，使用生成的模板过滤图像数据。生成模板的过程可参见图2，包括以下步骤：

S21：生成偶数行、列的模板均匀分布灰度等级的屏蔽层。

采用偶数行、列的模板可实现灰度等级的均匀分布，例如，生成如图3所示的4×4的均匀分布的灰度级为8的模板。

S22：按照从聚度最小的原则在每个调整后的屏蔽层上逐层调整过滤点，从而获得下一层的屏蔽层，从而获得多个屏蔽层，直到获得所有各个灰度等级的模板。

参见图4、图5所示的灰度等级为7、灰度等级为9的屏蔽层示意图，例如，在图3的右下角置为0，得到图4所示的灰度等级为7的屏蔽层；图3的左下角置为1，得到图5所示的灰度等级为9的屏蔽层。可按照对称的原则调整各个过滤点，从而得到相应的各个屏蔽层。

优选地，当存在多个从聚度相同的可调整点，还可以按照随机的方式选择出一个过滤点。

S23：将各个调整后的各层的屏蔽层组合成一个模板。

将图6所示的各个灰度等级的屏蔽层，组合成图7所示的模板。需要说明的是图7所示的模板不是唯一的形式，由于预定的规则不同，可以生成多种不同形式灰度等级分别的模板。特别是调整每层的过滤点时，存在多个从聚度相同的可调整点，按照随机的方式选择出过滤点，会导致生成多种不同形式的模板。在本发明的实施例中模板为基于Blue Noise MASK蓝噪声模式模板，模板实现的过程采用均匀化点与点之间的距离。该模板上的各个点的值为灰度等级的阈值，用于后续的与图像数据比较。

通过步骤S23得到的对图像数据进行过滤，过滤的过程可参见图8，包括以下步骤：

S31：按照模板的大小获取相应的图像数据。

例如，获取图像中的最左上角前四行1-4位表1中的数据A如下，

数据表1：

10	10	10	10
				10	10	10	10
10	10	10	10
				10	10	10	10

S32：使用按照预定规则生成的模板对数据表1中的A数据执行比较操作，得到数据表2中的数据B。

数据表2：

1	0	1	0
				0	1	0	1
1	0	1	0
				0	1	0	0

其中，比较时，将图7中的灰度等级模板中的灰度等级数据与数据表1中的数据A中相应位置的数据进行比较，当数据A大于等于相应位置的灰度等级数据时，得到1；反之，小于时，得到0。最后得到数据表2中的数据B。数据表2中，1为在屏幕上点亮的像素，0为屏幕上不点亮的像素。

S33：模板继续右移，获得图像中左起前四行第5-8位的数据表3中的数据C。

数据表3：

10	10	10	10
				10	10	10	10
10	10	10	10
				10	10	10	9

S34：使用按照预定规则生成的模板对数据表3中的数据C执行比较操作，得到数据表4中的数据D。

数据表4：

1	0	1	0
				0	1	0	1
1	0	1	0
				0	1	0	1

其中，数据D中1为屏幕上点亮的像素，0为屏幕上不点亮的像素。

S35：依次对整个视频数据处理后即可得到整个视频图像在屏幕上点亮的数据总和，最后实现图像显示。

由于本发明的方案，采用分层调整并获得各个层的屏蔽层，从而得到组合出的模板中，各个灰度等级的点之间的距离均匀，过滤出的图像清晰、颗粒感小、且运算简单，时间短等优点。

优选地，在上述的实施例中，还可在每次过滤图像数据后，下一场数据到来之前，将模板按照N×90度进行旋转。其中，N为大于0的自然数。可保证处理静态数据的时候有些点不会长期点亮，有些点不会长期黑暗，图像显示效果要好于不做转换处理的模板。

优选地，为便于扩充，上述的模板还可以组合，根据上述生成过程产生的4×4模板，这个模板可以作为基本模板，进行扩展形成8×8或者更多维的模板，用在不同大小显示画面上，减少图像显示中形成的从聚缺陷。

由于采用预定规则生成的模板，均匀化点与点之间的距离，模板之间的各点的从聚度均匀，过滤图像时不会有从聚缺陷。可以比以往模板的运算速度更快，显示效果更好，硬件资源更少的图像显示。该模板可有效地滤除低频噪声，通过高频信号。这样在显示过程中，人眼不会看到过多的人工处理产生的纹路现象，同时画面的细节也不会有所损失，视觉效果要好于其它的滤波器。

本发明的方法能够减少图像在做半色调算法时细节的损失，增强图像效果，提升AC-PDP图像画质。本发明的方法可集成在各种图像处理的芯片中，该芯片可集成在计算机、手机、或视频播放器等设备中。

上面详细说明了本发明的方法实施例，对于本发明的方法实施例，可有多种形式的装置结构，下面说明本发明的装置实施例，本发明的装置包括：

生成单元，用于按照预定的规则调整过滤图像数据的模板上的各个点，所述各个点具有的灰度等级的阈值、且在所述模板上均匀分布；

运算单元，用于获取图像数据，将所述图像数据中各个位置像素的灰度等级与所述模板上相应位置的阈值进行比较，生成相应的指示点亮或熄灭所述像素的指示值；

显示单元，用于按照所述指示值点亮或熄灭所述像素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种图像数据处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照预定的规则调整过滤图像数据的模板上的各个点，所述各个点具有的灰度等级的阈值、且在所述模板上均匀分布；

获取图像数据，将所述图像数据中各个位置像素的灰度等级与所述模板上相应位置的阈值进行比较，生成相应的指示点亮或熄灭所述像素的指示值；

按照所述指示值点亮或熄灭所述像素。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预定的规则调整过滤图像数据的模板上的各个点的过程包括：

生成偶数行、列的屏蔽层，在所述屏蔽层上均匀设置一半数量的屏蔽点；

逐层均匀添加屏蔽点，将添加屏蔽点之后屏蔽层上逐层对称或随机添加新的屏蔽点；

将各个具有屏蔽点的屏蔽层叠加，组合成所述模板。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述图像数据中各个位置像素的灰度等级与所述模板上相应位置的阈值进行比较，生成相应的指示点亮或熄灭所述像素的指示值的过程包括：

当判断出所述像素的灰度等级小于所述阈值时，生成熄灭的指示值；当判断出所述像素的灰度等级大于或等于所述阈值时，生成点亮的指示值。 

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模板为BlueNoise MASK蓝噪声模板。

5.一种图像数据处理的装置，其特征在于，包括以下单元：

生成单元，用于按照预定的规则调整过滤图像数据的模板上的各个点，所述各个点具有的灰度等级的阈值、且在所述模板上均匀分布；

运算单元，用于获取图像数据，将所述图像数据中各个位置像素的灰度等级与所述模板上相应位置的阈值进行比较，生成相应的指示点亮或熄灭所述像素的指示值；

显示单元，用于按照所述指示值点亮或熄灭所述像素。 

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