CN103366350B - 一种对数字图像进行补光的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对数字图像进行补光的方法，其特征在于它先计算均值颜色值；第二利用一灰度算法对均值颜色值进行计算得到均值灰度值;然后创建一提亮映射表：对所述均值灰度值进行提亮映射表的映射；所述第一映射颜色值再与所述均值灰度值作一滤色算法，得到滤色灰度值；进而，利用所述均值灰度值、第一映射颜色值获得一透明度值，同时对图像的每个像素点的三个通道的初始颜色值进行提亮映射表的映射，得到第二映射值：该第二映射值与所述初始颜色值进行滤色算法，得到一滤色颜色值，此滤色颜色值再与所述初始颜色值利用透明度值进行混合。本方案操作数字图像本身，原来的图像因为不足细节部位难以辨认，经过本实施例补光操作后，得到良好的还原，操作简单。

Description

一种对数字图像进行补光的方法

技术领域

本发明涉及一种对数字图像进行处理的方法。

背景技术

随着科技的发展与进步，越来越多载有高清、微型摄像头或者图像获取装置的设备出现，特别是数码相机、手、平板电脑，甚至是笔记本等等。考虑到是摄像设备的分辨率、光圈性能或者是客观拍摄环境的光线、装置平稳度甚至是设备的I/O性能，这些设备的成像质量都会因此受到影响，带来的结果是成像与现实世界真实画面有差距，达不到使用者的美观要求甚至可能与设备使用者的意愿相违背。

这其中一类比较有代表性的问题就是，是在采光不足的情况下，拍照的照片会显示出亮度不足，同时色彩偏暗，视觉效果差甚至难以识别。为解决这种采光不足的问题，通常做法有以下两种物理方法：一种是增设补光板，令自然光线照射补光板后反射到被拍摄物体上，增强原有的采光的效果，这种方法直观而有效，效果也容易令人满意。但因为补光板一般体积都较大，因此它有携带不方便的缺点，并且，这种补光板的操作，要需要专业人士进行调节，才能够做到补充合宜的光。操作麻烦，门槛高；另一种方法是提供指向性人工光源，例如闪光灯，通过控制图像捕获镜头的捕获频率与闪光灯的闪光频率一致来达到增强被拍摄物体的照度，该方法简单实用，但是闪光灯需要消耗额外的电能，同时不可避免地，增加了额外的成本和空间。因此，使用上述物理的方法都削弱了便携设备的便携性能。

发明内容

针对现有图像补光方式无便携性、操作门槛高、成本高以及操作不便的缺陷，本发明提出一种方案，旨在提供一种对数字图像进行补光的方法，使采光不足的成像图片在低成本、简便的操作处理下就可以实现补光效果。其技术方案如下：

一种对数字图像进行补光的方法，它顺次包括以下步骤：

步骤1：对待处理的图像的红、绿、蓝三个通道进行独立的一均值计算，得到所述三个通道各自的均值颜色值；

所述的均值计算其公式为：

$\mathrm{avgColor}=\left(\underset{1}{\overset{\mathrm{count}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{color}\right)/\mathrm{count}$

其中，avgColor为所述均值颜色值，count为所述图像其宽与高的乘积，color为红、绿、蓝三个通道的初始颜色值；

步骤2：利用一灰度算法对独立的所述均值颜色值进行计算得到均值灰度值;所述灰度算法的公式为下列两式中的一个：

Gray=0.299*Red+0.587*Green+0.114*Blue

Gray=(Red*306+Green*601+Blue*117+512)/1024

其中，Gray为均值灰度值，Red、Green、Blue分别为红、绿、蓝三个通道的所述均值颜色值；

步骤3：创建大小为256的一提亮映射表，为：

arrayColor[i]≥i；

对所述均值灰度值进行所述提亮映射表的映射：

colorMap1=arrayColor[Gray]

其中，colorMap1为进行该提亮映射表映射后得到的第一映射颜色值；

arrayColor为该提亮映射表；Gray为所述均值灰度值；

步骤4：所述第一映射颜色值再与所述均值灰度值作一滤色算法，得到滤色灰度值；该滤色算法的公式为：

colorScreen=((255-(((255-Gray)*(255-colorMap1))/255)))

其中，colorScreen为所述滤色灰度值；

步骤5：利用所述均值灰度值、第一映射颜色值获得一透明度值，其公式为：

Alpha=min(1,max(0,(versionGray-Gray)/(colorMap1-Gray)))

其中，Alpha为该一透明度值；versionGray为一预设值，范围为128-200之间；

步骤6：对所述图像的每个像素点的红、绿、蓝三个通道的初始颜色值进行提亮映射表的映射，得到第二映射值：

colorMap2=arrayColor[color]

其中colorMap2为该第二映射值；color为所述初始颜色值；

步骤7：所述第二映射值与所述初始颜色值进行滤色算法，得到一滤色颜色值：

colorScreen2=((255-(((255-color)*(255-colorMap2))/255)))

其中，colorScreen2所述为滤色颜色值；

步骤8：所述滤色颜色值后再与所述初始颜色值利用透明度值进行混合，得到结果的颜色值：

resultColor=Alpha*colorsrceen2+（1.0-Alpha）*color

其中，resultColor为所述图像得到的红、绿、蓝通道的最终颜色值。

本方案的步骤5中的预设值最优为150。图像的格式包括jpeg格式、png格式、jpg格式、bmp格式或wbmp格式。或者，为视频文件中截取的单帧图像，所述视频文件的格式包括avi格式、mov格式、rvmb格式或rm格式。

本方案的有益效果有：

1.基于数字图像本身进行数字操作，提升细节，原来的图像因为采光不足，导致细节部位难以辨认，经过本实施例整体补光操作后，得到良好的还原。操作简单；省略了便携设备的物理补光设备。

2.本方法全部用数字电路实现，在操作上可以使用软件界面、硬件开关等实现，具有便捷、快速的特点，随着数字电路运算器的发展，本方案的便利之处随之突出。

具体实施方式

以下是本发明一种对数字图像进行补光的方法，的一个实施例：

首先接收一待处理的数字图片，对其每一个像素的红、绿、蓝三个通道进行独立的均值计算，得到这三个颜色通道各自的均值颜色值avgColor；

均值计算采用如下的方法：

$\mathrm{avgColor}=\left(\underset{1}{\overset{\mathrm{count}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{color}\right)/\mathrm{count}$

count为该图像其宽与高像素的乘积，即总像素数量。Color指代了红、绿、蓝三个通道的初始颜色值；得到的均值颜色值avgColor：红色通道为25，绿色通道为29，蓝色通道为30；

然后，利用一灰度算法对刚得到的均值颜色值avgColor进行计算得到均值灰度值Gray；灰度算法的公式为：

Gray=0.299*Red+0.587*Green+0.114*Blue

Red、Green、Blue分别为上述方法得到的红、绿、蓝三个通道的均值颜色值avgColor；即各为25、29和30，得到均值灰度值Gray为27；

接着，创建大小为256的一提亮映射表：

arrayColor[i]=i;

对均值灰度值Gray进行提亮映射表的映射：

colorMap1=arrayColor[Gray]

其中，colorMap1为进行该提亮映射表映射后得到的第一映射颜色值；

arrayColor为该提亮映射表；得到colorMap1=33。

然后，第一映射颜色值colorMap1再与均值灰度值Gray作一滤色算法，得到滤色灰度值；该滤色算法的公式为：

colorScreen=((255-(((255-Gray)*(255-colorMap1))/255)))

其中，colorScreen为所述滤色灰度值；colorScreen=58；

再利用均值灰度值Gray、第一映射颜色值colorMap2获得一透明度值：

Alpha=min(1,max(0,(versionGray-Gray)/(colorMap1-Gray)))

其中，Alpha为该一透明度值；versionGray为一预设值，为150；实际上该预设值可以为128-200内任何整数。得到Alpha=1.0。

进而，对图像的每个像素点的红、绿、蓝三个通道的初始颜色值color进行提亮映射表的映射，得到第二映射值：

colorMap2=arrayColor[color]

其中colorMap2为该第二映射值；

随后，第二映射值colorMap2与初始颜色值color进行滤色算法，得到一滤色颜色值：

colorScreen2=((255-(((255-color)*(255-colorMap2))/255)))

其中，colorScreen2所述为滤色颜色值；

最后，滤色颜色值colorScreen2再与初始颜色值color利用透明度值Alpha进行混合，得到结果的颜色值：

resultColor=Alpha*colorsrceen2+1.0-Alpha）*color

其中，resultColor为述图像得到的红、绿、蓝通道的最终颜色值；该图片亮度效果得到明显增强，颜色细节也得到改善。

本方法完全基于数字图像本身进行数字操作，经过试验对比，在原先拍照出来比较暗的细节都得到了提升，原来的图像因为采光不足，导致细节部位难以辨认，经过本实施例整体补光操作后，得到良好的还原。并且，本方法全部用数字电路实现，在操作上可以使用软件界面、硬件开关等实现，具有便捷、快速的特点，随着数字电路运算器的发展，本方案的便利之处随之突出。特别地，本方案可以实现累加处理，即针对同一个数字图像多次处理，直至其效果满意为止，具有很强的拓展性。

本实施例可处理的图像的格式包括jpeg格式、png格式、jpg格式、bmp格式或wbmp格式；也可以为视频文件中截取的单帧图像，所述视频文件的格式包括avi格式、mov格式、rvmb格式或rm格式。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种对数字图像进行补光的方法，其特征在于，它顺次包括以下步骤：

步骤1：对待处理的图像的红、绿、蓝三个通道进行独立的一均值计算，得到所述三个通道各自的均值颜色值；

所述的均值计算其公式为：

$avgColor=\left(\underset{1}{\overset{count}{\Σ}}color\right)/count$

其中，avgColor为所述均值颜色值，count为所述图像其宽与高的乘积，color为红、绿、蓝三个通道的初始颜色值；

步骤2：利用一灰度算法对独立的所述均值颜色值进行计算得到均值灰度值；所述灰度算法的公式为下列两式中的一个：

Gray＝0.299*Red+0.587*Green+0.114*Blue

Gray＝(Red*306+Green*601+Blue*117+512)/1024

其中，Gray为均值灰度值，Red、Green、Blue分别为红、绿、蓝三个通道的所述均值颜色值；

步骤3：创建大小为256的一提亮映射表：对所述均值灰度值进行所述提亮映射表的映射：

colorMap1＝arrayColor[Gray]

其中，colorMap1为进行该提亮映射表映射后得到的第一映射颜色值；arrayColor为该提亮映射表；Gray为所述均值灰度值；

步骤4：所述第一映射颜色值再与所述均值灰度值作一滤色算法，得到滤色灰度值；该滤色算法的公式为：

colorScreen＝((255-(((255-Gray)*(255-colorMap1))/255)))

其中，colorScreen为所述滤色灰度值；

步骤5：利用所述均值灰度值、第一映射颜色值获得一透明度值，其公式为：

Alpha＝min(1,max(0,(versionGray-Gray)/(colorMap1-Gray)))

其中，Alpha为该一透明度值；versionGray为一预设值，范围为128-200之间；

步骤6：对所述图像的每个像素点的红、绿、蓝三个通道的初始颜色值进行提亮映射表的映射，得到第二映射值：

colorMap2＝arrayColor[color]

其中colorMap2为该第二映射值；color为所述初始颜色值；

步骤7：所述第二映射值与所述初始颜色值进行滤色算法，得到一滤色颜色值：

colorScreen2＝((255-(((255-color)*(255-colorMap2))/255)))

其中，colorScreen2所述为滤色颜色值；

步骤8：所述滤色颜色值后再与所述初始颜色值利用透明度值进行混合，得到结果的颜色值：

resultColor＝Alpha*colorsrceen2+(1.0-Alpha)*color

其中，resultColor为所述图像得到的红、绿、蓝通道的最终颜色值。

2.根据权利要求1所述一种对数字图像进行补光的方法，其特征在于：所述步骤5中的预设值为150。

3.根据权利要求1或2所述一种对数字图像进行补光的方法，其特征在于：所述图像的格式包括jpeg格式、png格式、jpg格式、bmp格式或wbmp格式。

4.根据权利要求1或2所述的一种对数字图像进行补光的方法，其特征在于：所述图像为视频文件中截取的单帧图像，所述视频文件的格式包括avi格式、mov格式、rvmb格式或rm格式。