CN104093011B - 一种伪彩色抑制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种伪彩色抑制方法及装置，应用于图像处理设备中，该方法包括：根据预设区域的色度，判断所述预设区域是否为彩色区域；根据所述预设区域的亮度，判断所述预设区域是否为线条密集区域；若所述预设区域既为彩色区域，也为线条密集区域，则确认所述预设区域为伪彩色区域；若所述预设区域为伪彩色区域，则通过降低所述预设区域的饱和度抑制伪彩色。本发明提供一种利用有限大小模板抑制大面积伪彩色的方法，使得在有限自然色损失下，能够明显抑制伪彩色。

Description

一种伪彩色抑制方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种伪彩色抑制方法和装置。

背景技术

在ISP(Image Signal Processing，图像信号处理)运算中，RGB三个分量的独立运算往往会破坏RGB三个分量的原有比例关系，从而引入伪彩色。如图1所示的虚线矩形框区域即为伪彩色区域。伪彩色一般出现在线条密集区域，线条越密集越容易产生伪彩色。

理论上，伪彩色属于色彩噪声，若放到YCbCr空间上来衡量，伪彩色可以看成Cb和Cr平面上的噪点，因此，可以用一般的降噪算法来抑制，比如在Cb和Cr空间上分别进行中值滤波、均值滤波以及腐蚀膨胀等算法。

降噪算法的效果与降噪模板大小密切相关。若降噪模板小于伪彩色区域，则模板内颜色与模板周边区域的颜色几乎一致，无法区别出色彩噪声，会将模板内区域误判为正常颜色。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种伪彩色抑制方法，应用于图像处理设备中，该方法包括：

根据预设区域的色度，判断所述预设区域是否为彩色区域；

根据所述预设区域的亮度，判断所述预设区域是否为线条密集区域；

若所述预设区域既为彩色区域，也为线条密集区域，则确认所述预设区域为伪彩色区域；

若所述预设区域为伪彩色区域，则通过降低所述预设区域的饱和度抑制伪彩色。

本发明还提供了一种伪彩色抑制装置，应用于图像处理设备中，其特征在于，该装置包括：

彩色区域判断单元，用于根据预设区域的色度，判断所述预设区域是否为彩色区域；

线条密集区域判断单元，用于根据所述预设区域的亮度，判断所述预设区域是否为线条密集区域；

伪彩色区域判断单元，用于若所述预设区域既为彩色区域，也为线条密集区域，则确认所述预设区域为伪彩色区域；

饱和度调节单元，用于若所述预设区域为伪彩色区域，则通过降低所述预设区域的饱和度抑制伪彩色。

本发明提供一种利用有限大小模板抑制大面积伪彩色的方法，使得在有限自然色损失下，能够明显抑制伪彩色。

附图说明

图1是本发明一种实施方式中伪彩色抑制装置的逻辑器件实现方式示意图。

图2是本发明一种实施方式中伪彩色抑制方法的流程图。

图3是本发明一种实施方式中YCbCr空间伪彩色判定方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

本发明提供一种伪彩色抑制装置，以下以逻辑器件实现为例进行说明，但是本发明并不排除诸如硬件或者软件等其他实现方式。如图1所示，该装置运行于逻辑器件上，该装置包括彩色区域判断单元、线条密集区域判断单元、伪彩色区域判断单元以及饱和度调节单元。同时，逻辑器件上还运行有色度空间转换单元，在后续具体实施方式中将配合该装置实现伪彩色抑制。请参考图2，该装置的使用和运行过程包括以下步骤：

步骤101，彩色区域判断单元根据预设区域的色度，判断所述预设区域是否为彩色区域；

步骤102，线条密集区域判断单元根据所述预设区域的亮度，判断所述预设区域是否为线条密集区域；

步骤103，伪彩色区域判断单元在所述预设区域既为彩色区域，也为线条密集区域时，则确认所述预设区域为伪彩色区域；

步骤104，饱和度调节单元在所述预设区域为伪彩色区域时，通过降低所述预设区域的饱和度抑制伪彩色。

本发明根据预设区域内色块的色度和亮度等信息判断该色块是否为伪彩色区域，同时，基于饱和度调整抑制伪彩色。以下通过具体实施方式进行详细说明。

首先，设置模板大小，例如，以6*6为模板，在图像范围内利用该模板进行遍历，将每一个落入模板内的色块作为预设区域进行如下处理。

在对预设区域进行伪彩色抑制之前，首先需要确认该预设区域是否为伪彩色区域。本发明以YCbCr空间为例，介绍伪彩色区域判定方法。如图1所示，对于输入的RGB空间图像，需通过逻辑器件中的色度空间转换单元，将RGB空间图像转换为YCbCr空间图像后，再进行伪彩色区域判断。假设YCbCr空间各分量Y、Cb以及Cr均采用8位二进制数表示。

根据色度空间转换公式：

R＝1.164*(Y-16)+1.596*(Cr-128)

G＝1.164*(Y-16)-0.813*(Cr-128)-0.392*(Cb-128)

B＝1.164*(Y-16)+2.017*(Cb-128)

如果R＝G＝B，则表示对应区域为黑白区域，因此，由上述公式可知，Cb＝128且Cr＝128时，区域为黑白区域。

如图3所示，基于上述理论，逻辑器件中的彩色区域判断单元根据预设的色度差值thr_c，判断预设区域是否为彩色区域。若预设区域内Cb-128<thr_c且Cr-128<thr_c，则认为该区域为黑白区域，否则，该区域为彩色区域。理想状态下，thr_c应取值为零，以区别黑白区域和彩色区域，但实际图像中不存在绝对的黑白区域，因此，需根据实际情况，在合理的误差范围内，设置色度差值thr_c。

同时，逻辑器件中的线条密集区域判断单元对同一预设区域进行线条密集区域判断。判断依据为，线条越密集的区域越容易产生伪彩色，因此，线条密集区域判断单元根据预设区域内的线条密集程度区分自然色和伪彩色。实际上，如果是自然色区域，则区域内确实不会存在大量线条。

由于物体的轮廓主要来源于亮度Y分量，因此，可通过Y分量判断预设区域内的线条。本发明采用Y的均方差判断区域内是否存在密集线条，假设F(Y)表示亮度Y的均方差，则线条密集区域判断单元根据预设的线条密集阈值thr_y，判断预设区域是否为线条密集区域。当预设区域内的F(Y)<thr_y时，则该预设区域为非线条密集区域，否则，该区域为线条密集区域。thr_y的取值同thr_c一样，在实际图像中不存在绝对的平坦无轮廓线区域，因此，根据实际情况设置该值，以区分线条密集区域和非密集区域。

逻辑器件中的伪彩色区域判断单元根据彩色区域判断单元和线条密集区域判断单元输出的结果，判断预设区域是否为伪彩色区域。判断依据为，若预设区域既为彩色区域又为线条密集区域，则该区域为伪彩色区域。

上述伪彩色判断的准确度取决于预设色度差值thr_c和预设线条密集阈值thr_y，thr_c和thr_y值设置的越小，判断结果越倾向于伪彩色，但后续伪彩色的抑制处理会在一定程度上造成自然色的损失，因此，thr_c和thr_y的设置需根据实际的显示要求进行设置。

在确认伪彩色区域后，对伪彩色区域进行抑制。如图1所示，利用逻辑器件中的饱和度调节单元对伪彩色进行抑制，输出伪彩色抑制后的RGB空间图像。由于饱和度调节可以改变伪彩色对人的感官冲击，饱和度降低，伪彩色感官冲击降低；饱和度提高，伪彩色感官冲击提高。因此，本发明通过降低伪彩色区域的饱和度抑制伪彩色。

降低饱和度的理论公式为：

R＝1.164*(Y-16)+1.596*(Cr-128)*K

G＝1.164*(Y-16)-0.813*(Cr-128)*K-0.392*(Cb-128)*K

B＝1.164*(Y-16)+2.017*(Cb-128)*K

其中，0<K<＝1，可见，K值越小，处理后的伪彩色越接近黑白，伪彩色的处理效果越好。

在实际操作过程中，针对图像的不同区域，可采用不同的K值。例如，对自然色区域采用较大的K值，以尽量保持自然色的饱和度；对伪彩色区域采用较小的K值，以降低伪彩色的饱和度。为了获得更好的显示效果，还可根据(Cb-128)、(Cr-128)以及F(Y)的统计值，动态设置不同区域的K值，使每个区域获得最佳的色彩显示，在抑制伪彩色的同时，尽量避免对自然色影响，降低自然色的损失。

本发明提出的基于区域饱和度调整的伪彩色抑制方法，能有效解决有限模板大小对大面积伪彩色区域的抑制，能够在有限自然色损失下，明显抑制伪彩色。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种伪彩色抑制方法，应用于图像处理设备中，其特征在于，该方法包括：

根据预设区域的色度，判断所述预设区域是否为彩色区域；

根据所述预设区域的亮度，判断所述预设区域是否为线条密集区域；

若所述预设区域既为彩色区域，也为线条密集区域，则确认所述预设区域为伪彩色区域；

若所述预设区域为伪彩色区域，则根据饱和度公式降低所述预设区域的饱和度抑制伪彩色，所述饱和度公式为：

R＝1.164*(Y-16)+1.596*(Cr-128)*K

G＝1.164*(Y-16)-0.813*(Cr-128)*K-0.392*(Cb-128)*K

B＝1.164*(Y-16)+2.017*(Cb-128)*K

其中，0<K<＝1。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述预设区域是否为彩色区域的具体方法为：

若所述色度值与预设色度值的差值小于预设色度差值，则所述预设区域为黑白区域，否则，所述预设区域为彩色区域。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述预设区域是否为线条密集区域的具体方法为：

若所述亮度值小于预设线条密集阈值，则所述预设区域为非线条密集区域，否则，所述预设区域为线条密集区域。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

根据所述预设区域的色度和亮度，动态调节K值，降低所述预设区域的饱和度。

5.一种伪彩色抑制装置，应用于图像处理设备中，其特征在于，该装置包括：

彩色区域判断单元，用于根据预设区域的色度，判断所述预设区域是否为彩色区域；

线条密集区域判断单元，用于根据所述预设区域的亮度，判断所述预设区域是否为线条密集区域；

伪彩色区域判断单元，用于若所述预设区域既为彩色区域，也为线条密集区域，则确认所述预设区域为伪彩色区域；

饱和度调节单元，用于若所述预设区域为伪彩色区域，则根据饱和度公式降低所述预设区域的饱和度抑制伪彩色，所述饱和度公式为：

R＝1.164*(Y-16)+1.596*(Cr-128)*K

G＝1.164*(Y-16)-0.813*(Cr-128)*K-0.392*(Cb-128)*K

B＝1.164*(Y-16)+2.017*(Cb-128)*K

其中，0<K<＝1。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述彩色区域判断单元判断所述预设区域是否为彩色区域的具体过程为：

若所述色度值与预设色度值的差值小于预设色度差值，则所述预设区域为黑白区域，否则，所述预设区域为彩色区域。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述线条密集区域判断单元判断所述预设区域是否为线条密集区域的具体过程为：

若所述亮度值小于预设线条密集阈值，则所述预设区域为非线条密集区域，否则，所述预设区域为线条密集区域。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述饱和度调节单元进一步用于根据所述预设区域的色度和亮度，动态调节K值，降低所述预设区域的饱和度。