CN102196233A

CN102196233A - 一种改善视频图像质量的方法和装置

Info

Publication number: CN102196233A
Application number: CN 201010139011
Authority: CN
Inventors: 刘俊; 梁晨
Original assignee: Tencent Technology Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Tencent Technology Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: CN102196233B

Abstract

本发明公开了一种改善视频图像质量的方法和装置，涉及数字图像处理领域，所述方法包括：将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据所述直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数；根据所述当前帧的第一像素值调整参数和所述当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整。本发明提供的方案通过将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，通过直方图，获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数，根据获取到的参数对每个像素值进行调整，实现了对视频图像质量的改善，提高了用户的体验，满足了实际应用中的需要。

Description

一种改善视频图像质量的方法和装置

技术领域

本发明涉及数字图像处理领域，特别涉及一种改善视频图像质量的方法和装置。

背景技术

随着数字图像技术的发展，观看视频已经成了人们日常生活中必不可少的娱乐项目，这使得人们对视频播放器播出的视频图像质量有较高的要求。

为此现有技术中提供了一些改善视频图像质量的播放器，例如：画质王播放器，通过上述播放器，可以让用户观看到色彩得到改善的视频图像。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在以下的缺点和不足：

现有的播放器采用的实现方法会在亮场景中丢失很多暗处的细节，播出的视频图像的质量不是很高。

发明内容

为了改善视频图像的质量，提高用户的使用体验，本发明实施例提供了一种改善视频图像质量的方法和装置，所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种改善视频图像质量的方法，所述方法包括：

将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据所述直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数；

根据所述当前帧的第一像素值调整参数和所述当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整。

在所述将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据所述直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之前，还包括：

对当前帧图像进行缩小处理；

去除当前帧图像上高度小于预设阈值的像素。

所述对当前帧图像进行缩小处理，包括：

采用多媒体扩展指令集或流式单指令多数据扩展指令集，对所述当前帧图像进行缩小处理。

在所述根据所述直方图，获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之后，在所述根据所述当前帧的第一像素值调整参数和所述当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整之前，还包括：

根据所述当前帧的第一像素值调整参数和所述当前帧的第二像素值调整参数进行帧间关联度计算，获取当前帧的第一调整参数和当前帧的第二调整参数。

所述根据所述当前帧的第一像素值调整参数和所述当前帧的第二像素值调整参数进行帧间关联度计算，获取当前帧的第一调整参数和当前帧的第二调整参数，包括：

获取所述当前帧的第一像素值调整参数所包含的像素占总像素的第一比值；

获取所述当前帧的第二像素值调整参数所包含的像素占总像素的第二比值；

通过所述当前帧的第一像素值调整参数、所述第一比值和上一帧的第一调整参数获取所述当前帧的第一调整参数；

通过所述当前帧的第二像素值调整参数、所述第二比值和上一帧的第二调整参数获取所述当前帧的第二调整参数。

所述方法，还包括：

通过获取到的所述当前帧的第一调整参数和所述当前帧的第二调整参数对所述当前帧的每个像素值进行调整。

再一方面，本发明实施例提供了一种改善视频图像质量的装置，所述装置包括：

获取像素值调整参数模块，用于将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据所述直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数；

调整模块，用于根据所述当前帧的第一像素值调整参数和所述当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整。

所述装置，还包括：

处理模块，用于在将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据所述直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之前，对当前帧图像进行缩小处理；

删除模块，用于去除当前帧图像上高度小于预设阈值的像素。

所述处理模块，包括：

处理单元，用于采用多媒体扩展指令集或流式单指令多数据扩展指令集，对所述当前帧图像进行缩小处理。

所述装置，还包括：

获取调整参数模块，用于在所述根据所述直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之后，在所述根据所述当前帧的第一像素值调整参数和所述当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整之前，根据所述第一像素值调整参数和所述第二像素值调整参数进行帧间关联度计算，获取当前帧的第一调整参数和当前帧的第二调整参数。

所述获取调整参数模块，包括：

获取第一比值单元，用于获取所述当前帧的第一像素值调整参数所包含的像素占总像素的第一比值；

获取第二比值单元，用于获取所述当前帧的第二像素值调整参数所包含的像素占总像素的第二比值；

获取当前帧的第一调整参数单元，用于通过所述当前帧的第一像素值调整参数、所述第一比值和上一帧的第一调整参数获取所述当前帧的第一调整参数；

获取当前帧的第二调整参数单元，用于通过所述当前帧的第二像素值调整参数、所述第二比值和上一帧的第二调整参数获取所述当前帧的第二调整参数。

所述调整模块还用于通过获取到的所述当前帧的第一调整参数和所述当前帧的第二调整参数对所述当前帧的每个像素值进行调整。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：通过将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据直方图，获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数，通过获取到的参数对每个像素值进行调整，实现了对视频图像质量的改善，提高了用户的体验，满足了实际应用中的需要。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的改善视频图像质量的方法流程图；

图2是本发明实施例2提供的改善视频图像质量的方法流程图；

图3是本发明实施例3提供的改善视频图像质量的方法流程图；

图4是本发明实施例3提供的帧间关联度的示意图；

图5是本发明实施例4提供的改善视频图像质量的装置示意图；

图6是本发明实施例4提供的改善视频图像质量的另一装置示意图；

图7是本发明实施例4提供的改善视频图像质量的另一装置示意图；

图8是本发明实施例4提供的改善视频图像质量的另一装置示意图；

图9是本发明实施例4提供的改善视频图像质量的另一装置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

为了改善视频图像的质量，提高用户的使用体验，本发明实施例提供了一种改善视频图像质量的方法，参见图1，该方法内容如下：

101：将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数；

102：根据当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整。

进一步地，将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之前，还包括：

对当前帧图像进行缩小处理；

去除当前帧图像上高度小于预设阈值的像素。

进一步地，对当前帧图像进行缩小处理，包括：

采用多媒体扩展指令集或流式单指令多数据扩展指令集，对当前帧图像进行缩小处理。

进一步地，在根据直方图，获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之后，在根据当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整之前，还包括：

根据当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数进行帧间关联度计算，获取当前帧的第一调整参数和当前帧的第二调整参数。

进一步地，根据当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数进行帧间关联度计算，获取当前帧的第一调整参数和当前帧的第二调整参数，包括：

获取当前帧的第一像素值调整参数所包含的像素占总像素的第一比值；

获取当前帧的第二像素值调整参数所包含的像素占总像素的第二比值；

通过当前帧的第一像素值调整参数、第一比值和上一帧的第一调整参数获取当前帧的第一调整参数；

通过当前帧的第二像素值调整参数、第二比值和上一帧的第二调整参数获取当前帧的第二调整参数。

进一步地，该方法，还包括：

通过获取到的当前帧的第一调整参数和当前帧的第二调整参数对当前帧的每个像素值进行调整。

综上所述，本发明实施例提出了一种改善视频图像质量的方法，通过将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数，通过获取到的参数对每个像素值进行调整，实现了对视频图像质量的改善，提高了用户的体验，满足了实际应用中的需要。

实施例2

为了改善视频图像的质量，提高用户的使用体验，本发明实施例提供了一种改善视频图像质量的方法，参见图2，该方法内容如下：

201：对当前帧进行计算，获取第一像素值调整参数f_L和第二像素值调整参数f_R；

其中，f_L为当前帧图像上最暗的像素值调整参数，f_R为当前帧图像上最亮的像素值调整参数，获取f_L和f_R具体包括以下步骤：

201A：将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图；

通常视频解码器输出的数据流是YUV域的，需要在计算直方图时先将YUV域上的数据转换到RGB域上，本发明采用以下的转换公式，详见下文：

R＝1.164(Y-16)+1.596(V-128)； (1)

G＝1.164(Y-16)-0.813(V-128)-0.391(U-128)； (2)

B＝1.164(Y-16)+2.018(U-128)； (3)

通过上述公式1、公式2、公式3可以将YUV域的数据转换为RGB的数据，具体实现时还可以采用其他的转换公式，本发明实施例对此不做限制。

201B：通过直方图，获取f_L和f_R。

1、获取f_L具体包括：从直方图的x轴最左端开始逐步向右端对RGB直方图的通道进行累加，当三个通道中的像素累加到占整体像素一定百分比时，停止累加，并记录此时的x值作为f_L，即x1＝f_L，其中，x轴代表亮度。

例如：本发明实施例设定的百分比为1％，P_R为R通道的像素值、P_G为G通道的像素值、P_B为B通道的像素值，P为整体像素的像素值，即通过计算(P_R+P_G+P_B)/P＝1％时，获取当前对应的x轴的坐标位置，将当前的坐标位置作为f_L，具体实现时根据实际需要还可以设定为其他的百分比，本发明实施例对此不做限制。

2、获取f_R具体包括：从直方图的x轴最右端开始逐步向左端对RGB直方图的通道进行累加，当三个通道中的像素累加到占整体像素一定百分比时，停止累加，并记录此时的x值作为f_R，即x2＝f_R，详细步骤参见上述描述，在此不再赘述。

根据实际应用中的拉伸比例设定f_L的阈值、f_R的阈值，分别为f_L阈、f_R阈，当f_L＞f_L阈时，本发明实施例提供的方法还需要对f_L进行调整，使得f_L＝f_L阈；同理当f_R＞f_R阈时，需要对f_R进行调整，使得f_R＝f_R阈。

202：根据获取到的f_L和f_R对当前帧的每个像素值进行调整。

具体地，将获取到的f_L和f_R带入到公式4中对当前帧的像素值进行调整，其中，V_old为当前帧没有进行视频图像调整时的像素值，根据f_L、f_R及公式4可以实现对当前帧的每个像素值进行调整。

V_new＝(V_old-f_L)/(f_R-f_L) (4)

例如：以RGB图像为例，V_oldR为当前帧没有进行视频图像调整时的R通道的像素值、V_oldG为当前帧没有进行视频图像调整时的G通道的像素值、V_oldB为当前帧没有进行视频图像调整时的B通道的像素值，将参数f_L、f_R代入到公式4中，可以获取到调整后的R通道的像素值、G通道的像素值及B通道的像素值。

实施例3

为了改善视频图像的质量，本发明实施例提供了一种改善视频图像质量的方法，参见图3，该方法内容如下：

301：对当前帧进行计算，获取参数f_L和f_R；

301A：对当前帧图像进行缩小处理；

具体地，为了加快处理速度，该步骤采用了MMX(Multi Media Extensions，多媒体扩展)指令集或SSE(Streaming SIMD Extensions，流式单指令多数据扩展)指令集，对当前帧图像进行缩小处理，具体实现时还可以采用其他的数据并行指令集，本发明实施例对此不做限制。通过采用该步骤可以在保证整体算法正确性的前提下极大的减轻后续步骤的运算量，减少了CPU的占用率，提高了运行速率。

301B：去除当前帧图像上高度小于预设阈值的像素；

字幕一般是白色的，通常出现在每帧图像的下方，其像素值调整参数很大，采用统计学方法对视频中字幕所处位置进行统计，本发明经统计得到，绝大部分影片字幕位于为整个画面高度40％以下，为此在计算直方图时不将整个画面高度40％以下的部分计算在内。通过该步骤减少了因字幕出现与消失的时候直方图大幅变化导致的画面亮度跳跃的问题。

301C：将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图；

301D：通过直方图，获取参数f_L和f_R。

其中，301C和301D的详细执行过程参见实施例2，在此不再赘述。

由于上述获取f_L的步骤是取从直方图的x轴最左端开始逐步向右端对RGB直方图的通道进行累加，三个通道中的像素累加到占整体像素一定百分比时，停止累加，并记录此时的x值作为f_L；上述获取f_R的步骤是从直方图的x轴最右端开始逐步向左端对RGB直方图的通道进行累加，当三个通道中的像素累加到占整体像素一定百分比时，停止累加，并记录此时的x值作为f_R，采用上述步骤使得在某些场景下会出现一部分亮度与主体偏移较大的像素个数处于百分比阈值边界上，使得会造成两帧之间参数的不稳定，视频图像出现画面闪烁的问题。

为解决上述问题，本发明实施例提出了一种帧间关联算法，参考本帧以前的f_LastL和f_LastR参数，其中，f_LastL为上一帧的f_CurL值、f_LastR为上一帧的f_CurR值，新的参数f_CurL由f_LastL和f_L共同决定、新的参数f_CurR由f_LastR和f_R共同决定，详细描述参见步骤302：

302：根据步骤301中获取到的参数f_L和f_R进行帧间关联度计算，获取当前帧的第一调整参数f_CurL和当前帧的第二调整参数f_CurR；

302A：获取f_L在当前帧直方图区间上所包含的像素占总像素的第一比值P_L；

具体地，P_L＝range(P_L，0，C)/C，C为0-1之间的常数，其中，

通过上述公式5可以获取到P_L的值，即当P_L＜0时，P_L＝0；当P_L＞C时，P_L＝1；其他情况时，P_L＝P_L/C。

302B：获取f_R在当前帧直方图区间上所包含的像素占总像素的第二比值P_R；

具体地，P_R＝range(P_R，0，C)/C，C为0-1之间的常数，具体实现步骤参见步骤302A，通过上述公式可以获取到P_R的值，即当P_R＜0时，P_L＝0；当P_R＞C时，P_R＝1；其他情况时，P_R＝P_R/C。

302C：获取参数f_CurL；

具体为f_CurL＝(1-P_L)×f_LastL+P_L×f_L，根据f_LastL、P_L及f_L的值可以获取到参数f_CurL，并将获取到的参数f_CurL定义为f_LastL，即f_LastL＝f_CurL，作为下一帧计算时使用。

302D：获取参数f_CurR。

具体为f_CurR＝(1-P_R)×f_LastR+P_R×f_R，根据f_LastR、P_R及f_R的值可以获取到参数f_CurR，并将获取到的参数f_CurR定义为f_LastR，即f_LastR＝f_CurR，作为下一帧计算时使用。

参见图4，虚线分别代表f_LastL、f_LastR；细实线分别代表当前帧f_L、f_R；粗实线分别代表f_CurL、f_CurR，当细实线与虚线之间的斜线区域的面积越小，说明引起两帧之间参数变化的像素数目就越少，则当前值就更多的取决于上一帧的值；同理当细实现与虚线之间的斜线区域的面积越大，说明引起两帧之间参数变化的像素数目就越多，则当前值就更多的取决于当前帧的值。通过步骤302解决了两帧之间参数不稳定的问题，避免了视频图像出现画面闪烁的问题。

303：通过获取到的参数f_CurL和f_CurR对当前帧的每个像素值进行调整；

具体地，将获取到的参数带入到公式6中对当前帧的像素值进行调整，其中，V_old为当前帧没有进行视频图像调整时的像素值，根据参数f_CurL、f_CurR及公式6可以实现对当前帧的每个像素值进行调整。

V_new＝(V_old-f_CurL)/(f_CurR-f_CurL) (6)

例如：以RGB图像为例，V_oldR为当前帧没有进行视频图像调整时的R通道的像素值、V_oldG为当前帧没有进行视频图像调整时的G通道的像素值、V_oldB为当前帧没有进行视频图像调整时的B通道的像素值，将参数f_CurL、f_CurR代入到公式6中，可以获取到调整后的R通道的像素值、G通道的像素值及B通道的像素值。

综上所述，本发明实施例提出了一种改善视频图像质量的方法，通过将直方图均衡化算法应用到视频图像上，并采用了对当前帧图像进行缩小处理及帧间关联算法，实现了对视频图像的改善，减少了CPU的占用率，提高了运行速率，减少了因字幕出现与消失的时候造成的画面亮度跳跃的问题，解决了两帧之间参数不稳定的问题，避免了视频图像出现画面闪烁的问题，提高了用户的使用体验，满足了实际应用中的需要。

实施例4

为了改善视频图像的质量，提高用户的使用体验，本发明实施例提供了一种改善视频图像质量的装置，参见图5，该装置包括：

获取像素值调整参数模块401，用于将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数；

调整模块402，用于根据当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整。

进一步地，参见图6，该装置，还包括：

处理模块403，用于在将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之前，对当前帧图像进行缩小处理；

删除模块404，用于去除当前帧图像上高度小于预设阈值的像素。

进一步地，参见图7，处理模块403，包括：

处理单元403A，用于采用多媒体扩展指令集或流式单指令多数据扩展指令集，对当前帧图像进行缩小处理。

进一步地，参见图8，该装置，还包括：

获取调整参数模块405，用于在根据直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之后，在根据当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整之前，根据第一像素值调整参数和第二像素值调整参数进行帧间关联度计算，获取当前帧的第一调整参数和当前帧的第二调整参数。

进一步地，参见图9，获取调整参数模块405，包括：

获取第一比值单元405A，用于获取当前帧的第一像素值调整参数所包含的像素占总像素的第一比值；

获取第二比值单元405B，用于获取当前帧的第二像素值调整参数所包含的像素占总像素的第二比值；

获取当前帧的第一调整参数单元405C，用于通过当前帧的第一像素值调整参数、第一比值和上一帧的第一调整参数获取当前帧的第一调整参数；

获取当前帧的第二调整参数单元405D，用于通过当前帧的第二像素值调整参数、第二比值和上一帧的第二调整参数获取当前帧的第二调整参数。

调整模块402，还用于通过获取到的当前帧的第一调整参数和当前帧的第二调整参数对当前帧的每个像素值进行调整。

综上所述，本发明实施例提出了一种改善视频图像质量的装置，通过上述装置实现了对视频图像的改善，减少了CPU的占用率，提高了运行速率，减少了因字幕出现与消失的时候造成的画面亮度跳跃的问题，解决了两帧之间参数不稳定的问题，避免了视频图像出现画面闪烁的问题，提高了用户的使用体验，满足了实际应用中的需要。

本发明实施例中的“接收”一词可以理解为主动从其他模块获取也可以是接收其他模块发送来的信息。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种改善视频图像质量的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将YUV域的数据转换为RGB域上的数据，获取直方图，根据所述直方图获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之前，还包括：

对当前帧图像进行缩小处理；

去除当前帧图像上高度小于预设阈值的像素。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对当前帧图像进行缩小处理，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述直方图，获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之后，在所述根据所述当前帧的第一像素值调整参数和所述当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整之前，还包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前帧的第一像素值调整参数和所述当前帧的第二像素值调整参数进行帧间关联度计算，获取当前帧的第一调整参数和当前帧的第二调整参数，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：

7.一种改善视频图像质量的装置，其特征在于，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置，还包括：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理模块，包括：

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置，还包括：

获取调整参数模块，用于在所述根据所述直方图，获取当前帧的第一像素值调整参数和当前帧的第二像素值调整参数之后，在所述根据所述当前帧的第一像素值调整参数和所述当前帧的第二像素值调整参数对每个像素值进行调整之前，根据所述第一像素值调整参数和所述第二像素值调整参数进行帧间关联度计算，获取当前帧的第一调整参数和当前帧的第二调整参数。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述获取调整参数模块，包括：

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述调整模块还用于通过获取到的所述当前帧的第一调整参数和所述当前帧的第二调整参数对所述当前帧的每个像素值进行调整。