CN103971336A - 一种图像明度的调整方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种图像明度的调整方法、装置和设备。本发明方法通过在RGB空间内，利用一个系数自由调整明度量度，不需要模型转换，从而减少计算量，并且经过本发明方法处理的后图像,没有失真，调整非常均匀，最大成度保留了图像的细节因素。更适合人眼观察,具有较高的图像质量，满足实时视频应用，也可以在摄像，电子图像信号系统中应用。

Description

一种图像明度的调整方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像明度的调整方法、装置和设备。

背景技术

明度是指色彩的明亮程度。各种有色物体由于它们的反射光量的区别而产生颜色的明暗强弱。色彩的明度有两种情况：一是同一色相不同明度。如同一颜色在强光照射下显得明亮，弱光照射下显得较灰暗模糊；同一颜色加黑或加白掺和以后也能产生各种不同的明暗层次。二是各种颜色的不同明度。每一种纯色都有与其相应的明度。黄色明度最高，蓝紫色明度最低，红、绿色为中间明度。色彩的明度变化往往会影响到纯度，如红色加入黑色以后明度降低了，同时纯度也降低了；如果红色加白则明度提高了，纯度却降低了。HSV(Hue,Saturation,Value，是根据颜色的直观特性创建的一种颜色空间,也称六角锥体模型Hexcone Model，这个模型中颜色的参数分别是：色调(H)，饱和度(S)，亮度(V))是一种比较直观的颜色模型，在许多图像编辑工具中应用比较广泛。通常对RGB图像进行明度调整时，先将RGB转换成HSV，然后在HSV空间内进行调整，调整完成后再将HSV模型转换成RGB模型。

但是RGB模型与HSV模型在相互转化过程中需要大量的计算，而且现有技术对RGB图像进行明度调整时量差不够均匀，这往往使图像中的细节丢失，甚至改变了图像原有的属性。

发明内容

本发明实施例的目的在于提出一种图像明度的调整方法，旨在解决现有技术RGB模型与HSV模型在相互转化计算量大，以及现有技术对RGB图像进行明度调整时，不会丢失过多的真实细节的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种图像明度的调整方法，所述方法包括以下步骤：

获取待处理图像A；

设A(i,j)_R为A的(i,j)点像素红色分量值，A(i,j)_G为A的(i,j)点像素绿色分量值，A(i,j)_B为A的(i,j)点像素蓝色分量值；i为表示像素位于当前图像的行坐标；j表示像素位于当前图像的列坐标；

对图像A的RGB分量进行处理，获得图像B；

具体处理方法如下：

设M＝max{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}，m＝min{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}

若M＝A(i,j)_R，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_G\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_G，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_B，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_G\\ {B(i,j)}_B=f\left(M\right)\end{array}\right.$

其中：B(i,j)_R为B的(i,j)点像素红色分量值，B(i,j)_G为B的(i,j)点像素绿色分量值，B(i,j)_B为B的(i,j)点像素蓝色分量值；f(x)为满足如下性质的函数：1)定义域和值域均为[0,1]；2)函数f(x)为在(0,1)区间内二阶导函数连续，x为函数变量；3)函数f(x)在[0,1]区间为单增函数；

输出图像B。

优选地，所述的图像明度的调整方法中，f(x)＝x·(1-α+α·x)，α为[-1,1]的调整参数。

本发明实施例的另一目的在于提出一种图像明度的调整装置，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取待处理图像A；

分量处理模块，用于对图像A的RGB分量进行处理，获得图像B；

所述分量处理模块进一步包括设置模块和判断赋值模块，

设置模块，用于设置M＝max{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}，

m＝min{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}；

其中，A(i,j)_R为A的(i,j)点像素红色分量值，A(i,j)_G为A的(i,j)点像素绿色分量值，A(i,j)_B为A的(i,j)点像素蓝色分量值；i为表示像素位于当前图像的行坐标；j表示像素位于当前图像的列坐标；

判断赋值模块，用于判断

若M＝A(i,j)_R，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_G\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_G，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_B，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_G\\ {B(i,j)}_B=f\left(M\right)\end{array}\right.$

其中：B(i,j)_R为B的(i,j)点像素红色分量值，B(i,j)_G为B的(i,j)点像素绿色分量值，B(i,j)_B为B的(i,j)点像素蓝色分量值；

f(x)为满足如下性质的函数：1)为定义域和值域均为[0,1]；2)函数f(x)在(0,1)区间内二阶导函数连续；3)函数f(x)在[0,1]区间为严格单增函数；

图像输出模块,用于输出图像B。

优选地，所述判断赋值模块中，f(x)＝x·(1-α+α·x)，α为[-1,1]的调整参数。

本发明实施例的第三目的在于提出一种包含所述图像明度的调整装置的设备。

本发明的有益效果

本发明通过在RGB空间内，利用一个系数自由调整明度量度，不需要模型转换，从而减少计算量，并且经过本发明方法处理的后图像,没有失真，调整非常均匀，最大成度保留了图像的细节因素。更适合人眼观察,具有较高的图像质量，满足实时视频应用，也可以在摄像，电子图像信号系统中应用。

附图说明

图1是本发明优选实施例一种图像明度的调整方法流程图；

图2是本发明优选实施例一种图像明度的调整装置结构图。

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，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。应当理解，此处所描写的具体实施例，仅仅用于解释本发明，并不用以限制本发明。

本发明实施例通过在RGB空间内，利用一个系数自由调整明度量度，不需要模型转换，从而减少计算量，并且经过本发明方法处理的后图像,没有失真，调整非常均匀，最大成度保留了图像的细节因素。更适合人眼观察,具有较高的图像质量，满足实时视频应用，也可以在摄像，电子图像信号系统中应用。

实施例一

图1是本发明优选实施例一种图像明度的调整方法流程图；所述方法包括以下步骤：

S101,获取待处理图像A；

设A(i,j)_R为A的(i,j)点像素红色分量值，A(i,j)_G为A的(i,j)点像素绿色分量值，A(i,j)_B为A的(i,j)点像素蓝色分量值；i为表示像素位于当前图像的行坐标；j表示像素位于当前图像的列坐标；

S102，对图像A的RGB分量进行处理，获得图像B；

具体处理方法如下：

设M＝max{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}，m＝min{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}

若M＝A(i,j)_R，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_G\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_G，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_B，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\·A{(i,j)}_G\\ {B(i,j)}_B=f\left(M\right)\end{array}\right.$

其中：B(i,j)_R为B的(i,j)点像素红色分量值，B(i,j)_G为B的(i,j)点像素绿色分量值，B(i,j)_B为B的(i,j)点像素蓝色分量值；

f(x)为满足如下性质的函数：1)为定义域和值域均为[0,1]；2)函数f(x)在(0,1)区间内二阶导函数连续；3)函数f(x)在[0,1]区间为严格单增函数，x为函数变量；

例如，可取f(x)＝x·(1-α+α·x)，α为[-1,1]的调整参数；α>0时，明度增强操作，α<0时，明度减弱操作，此时图像处理效果较好。

S103，输出图像B。

实施例二

图2是本发明优选实施例一种图像明度的调整装置结构图。所述装置包括：

图像获取模块，用于获取待处理图像A；

分量处理模块，用于对图像A的RGB分量进行处理，获得图像B；

所述分量处理模块进一步包括设置模块和判断赋值模块，

设置模块，用于设置M＝max{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}，

m＝min{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}；

其中，A(i,j)_R为A的(i,j)点像素红色分量值，A(i,j)_G为A的(i,j)点像素绿色分量值，A(i,j)_B为A的(i,j)点像素蓝色分量值；i为表示像素位于当前图像的行坐标；j表示像素位于当前图像的列坐标；

判断赋值模块，用于判断

若M＝A(i,j)_R，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_G\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_G，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_B，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_G\\ {B(i,j)}_B=f\left(M\right)\end{array}\right.$

其中：B(i,j)_R为B的(i,j)点像素红色分量值，B(i,j)_G为B的(i,j)点像素绿色分量值，B(i,j)_B为B的(i,j)点像素蓝色分量值；

f(x)为满足如下性质的函数：1)为定义域和值域均为[0,1]；2)函数f(x)

在(0,1)区间内二阶导函数连续；3)函数f(x)在[0,1]区间为严格单增函数；

例如，可取f(x)＝x·(1-α+α·x)，α为[-1,1]的调整参数；α>0时，明度增强操作，α<0时，明度减弱操作，此时图像处理效果较好。

图像输出模块,用于输出图像B。

本领域的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步骤是可以通过程序指令相关硬件来完成的，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质可以为ROM、RAM、磁盘、光盘等。

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 (5)

1.一种图像明度的调整方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取待处理图像A；

设A(i,j)_R为A的(i,j)点像素红色分量值，A(i,j)_G为A的(i,j)点像素绿色分量值，A(i,j)_B为A的(i,j)点像素蓝色分量值；i为表示像素位于当前图像的行坐标；j表示像素位于当前图像的列坐标；

对图像A的RGB分量进行处理，获得图像B；

具体处理方法如下：

设M＝max{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}，m＝min{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}

若M＝A(i,j)_R，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_G\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_G，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_B，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_G\\ {B(i,j)}_B=f\left(M\right)\end{array}\right.$

其中：B(i,j)_R为B的(i,j)点像素红色分量值，B(i,j)_G为B的(i,j)点像素绿色分量值，B(i,j)_B为B的(i,j)点像素蓝色分量值；f(x)为满足如下性质的函数：1)定义域和值域均为[0,1]；2)函数f(x)为在(0,1)区间内二阶导函数连续，x为函数变量；3)函数f(x)在[0,1]区间为单增函数；

输出图像B。

2.如权利要求1所述的图像明度的调整方法，其特征在于，

f(x)＝x·(1-α+α·x)，α为[-1,1]的调整参数。

3.一种图像明度的调整装置，其特征在于，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取待处理图像A；

分量处理模块，用于对图像A的RGB分量进行处理，获得图像B；

所述分量处理模块进一步包括设置模块和判断赋值模块，

设置模块，用于设置M＝max{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}，

m＝min{A(i,j)_R,A(i,j)_G,A(i,j)_B}；

其中，A(i,j)_R为A的(i,j)点像素红色分量值，A(i,j)_G为A的(i,j)点像素绿色分量值，A(i,j)_B为A的(i,j)点像素蓝色分量值；i为表示像素位于当前图像的行坐标；j表示像素位于当前图像的列坐标；

判断赋值模块，用于判断

若M＝A(i,j)_R，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_G\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_G，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=f\left(M\right)\\ B{(i,j)}_B=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_B\end{array}\right.$

若M＝A(i,j)_B，则图像B按以下方法赋值：

$\left\{\begin{array}{c}B{(i,j)}_R=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_R\\ B{(i,j)}_G=\frac{f\left(M\right)}{M}\&CenterDot;A{(i,j)}_G\\ {B(i,j)}_B=f\left(M\right)\end{array}\right.$

其中：B(i,j)_R为B的(i,j)点像素红色分量值，B(i,j)_G为B的(i,j)点像素绿色分量值，B(i,j)_B为B的(i,j)点像素蓝色分量值；

f(x)为满足如下性质的函数：1)为定义域和值域均为[0,1]；2)函数f(x)在(0,1)区间内二阶导函数连续；3)函数f(x)在[0,1]区间为严格单增函数；

图像输出模块,用于输出图像B。

4.如权利要求3所述的图像明度的调整装置，其特征在于，所述判断赋值模块中，f(x)＝x·(1-α+α·x)，α为[-1,1]的调整参数。

5.一种包含如权利要求3所述图像明度的调整装置的设备。