CN105631826B - 一种彩色图像饱和度增强方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色图像饱和度增强方法，包括如下步骤：读取彩色图像，获取各个像素的坐标及其颜色分量值；计算各个颜色分量比例值；根据灰度像素不变原则，对颜色分量比例值进行放大；对放大的颜色分量比例值进行拉升处理，得到拉升的颜色分量比例值；根据拉升的颜色分量比例值对颜色分量值进行增强处理，得到颜色分量增强值；对颜色分量增强值进行钳位处理并输出。本发明还提供一种执行上述方法的系统，包括：读取模块、计算模块、放大模块、拉升模块增强模块和输出模块。本发明能够直接在RGB空间进行处理，不需颜色空间转换，无需外部控制参数，内部自适应控制。饱和度增强的程度比较适中，人眼的视觉感知比较自然舒适，色彩的鲜艳度改善明显。

Description

一种彩色图像饱和度增强方法及系统

技术领域

本发明涉及图像和视频处理领域，尤其涉及一种彩色图像饱和度增强方法及系统。

背景技术

由于不良天气的影响或景物本身的颜色比较灰暗，导致成像图片的色彩饱和度低下，使得人眼的视觉感知效果不佳，因此彩色图像饱和度增强是图像处理领域的一种基本操作，应用广泛。

现有的色彩饱和度增强方法，一般分为两类方法。一类方法是将彩色图像数据从RGB空间转换到另一种颜色空间，如Lab空间，进行处理后再转换回RGB空间。此类方法的不足是数据的多次转换造成计算复杂度的增加；另一类方法在RGB空间直接进行处理，如Photoshop软件，通过参数控制各像素的数值变化幅度。此类方法的不足是其控制参数非自适应，需要多次调整参数才能得到一个较好的效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种彩色图像饱和度增强方法，用以解决解决现有色彩饱和度增强方法的计算量大、参数非自适应等不足，使得饱和度增强处理变得简单化、智能化。

为解决上述问题，本发明提供了一种彩色图像饱和度增强方法，包括如下步骤：

步骤1、读取彩色图像，获取各个像素的坐标及其颜色分量值；

步骤2、计算各个颜色分量比例值；

步骤3、根据灰度像素不变原则，对所述颜色分量比例值进行放大；

步骤4、对放大的所述颜色分量比例值进行拉升处理，得到拉升的颜色分量比例值；

步骤5、根据所述拉升的颜色分量比例值对所述颜色分量值进行增强处理，得到颜色分量增强值；

步骤6、对所述颜色分量增强值进行钳位处理并输出。

其中，步骤2计算坐标(x,y)位置上像素的各所述颜色分量比例值，具体为：

ηr(x,y)＝(1+r(x,y))/(3+r(x,y)+g(x,y)+b(x,y))

ηg(x,y)＝(1+g(x,y))/(3+r(x,y)+g(x,y)+b(x,y))

ηb(x,y)＝(1+b(x,y))/(3+r(x,y)+g(x,y)+b(x,y))

其中，r(x,y)、g(x,y)、b(x,y)分别表示在坐标(x,y)位置上像素的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值；ηr(x,y)、ηg(x,y)、ηb(x,y)分别表示红色、绿色、蓝色分量比例值。

其中，步骤3具体为将步骤2中各个所述颜色分量比例值乘以常数3。

其中，步骤4具体为对步骤3中各个所述颜色分量比例值进行数学开方处理。

其中，步骤5具体为将各个所述颜色分量值乘以其对应的所述拉升的颜色分量比例值。

其中，步骤6的钳位处理具体为：如果所述颜色分量增强值大于255，则将其设置为255。

其次，提供一种执行上述彩色图像饱和度增强方法的增强系统，包括：

读取模块，用于读取彩色图像，获取像素坐标及其颜色分量值；

计算模块，用于计算各个颜色分量比例值；

放大模块，用于根据灰度像素不变原则，对所述颜色分量比例值进行放大；

拉升模块，用于对放大的所述颜色分量比例值进行拉升处理，得到拉升的颜色分量比例值；

增强模块，用于根据所述拉升的颜色分量比例值对所述颜色分量值进行增强处理，得到颜色分量增强值；

输出模块，用于对所述颜色分量增强值进行钳位处理并输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：能够直接在RGB空间进行处理，不需颜色空间转换，无需外部控制参数，内部自适应控制。效果良好，饱和度增强的程度比较适中，人眼的视觉感知比较自然舒适，色彩的鲜艳度改善明显。

附图说明

图1为本发明中彩色图像饱和度增强方法的流程图；

图2为待处理的图片；

图3为经过本发明中彩色图像饱和度增强方法处理的图片。

具体实施方式

为便于本领域技术人员对本发明的技术方案和有益效果进行理解，特结合附图对具体实施方式进行如下描述。

如图1所示，其为本发明中的彩色图像饱和度增强方法的流程图，从图中可知，该方法包括如下步骤：

步骤1、读取彩色图像，获取各个像素的坐标及其颜色分量值。

具体为：读入彩色图像，对其每一个像素坐标(x,y)读取其颜色分量值，红色分量值为r(x,y)，绿色分量值为g(x,y)，蓝色分量值为b(x,y)。

步骤2、计算各个颜色分量的颜色分量比例值。

将各个颜色分量值分别除以所有颜色分量值之和，如下式：

ηr(x,y)＝(1+r(x,y))/(3+r(x,y)+g(x,y)+b(x,y))

ηg(x,y)＝(1+g(x,y))/(3+r(x,y)+g(x,y)+b(x,y))

ηb(x,y)＝(1+b(x,y))/(3+r(x,y)+g(x,y)+b(x,y))

其中，ηr(x,y)、ηg(x,y)、ηb(x,y)分别表示红色、绿色、蓝色分量比例值，使用常数1和3，是为了防止所有初始颜色分量值都为0，计算式的分母为0的情况。

步骤3、根据灰度像素不变原则，将颜色分量比例值进行放大，即将各个颜色分量比例值均乘以常数3，得到放大的颜色分量比例值，用下式表示：

ηr1(x,y)＝3*ηr(x,y)

ηg1(x,y)＝3*ηg(x,y)

ηb1(x,y)＝3*ηb(x,y)

其中，ηr1(x,y)、ηg1(x,y)、ηb1(x,y)分别表示放大的红色分量比例值、放大的绿色分量比例值、放大的蓝色分量比例值。此步骤中目的是为了保证当像素各颜色分量相等时，即比例值为1/3时乘以3使其等于1，在后续步骤中进行数学开方后，最终的颜色分量值保持不变。此步骤简单且有效。

步骤4、对各放大的颜色分量比例值进行拉升处理，得到拉升的颜色分量比例值。

对各个放大的颜色分量比例值进行数学开方处理，如下式：

ηr2(x,y)＝sqrt(ηr1(x,y))

ηg2(x,y)＝sqrt(ηg1(x,y))

ηb2(x,y)＝sqrt(ηb1(x,y))

其中，ηr2(x,y)、ηg2(x,y)、ηb2(x,y)分别表示拉升的红色分量比例值、拉升的绿色分量比例值和拉升的蓝色分量比例值。sqrt()表示实现数学开方操作的函数。

步骤5、根据各个拉升的颜色分量比例值对相应颜色分量值进行增强处理，得到颜色分量增强值。

将各个颜色分量值乘以其对应的各个拉升的颜色分量比例值，如下式：

R(x,y)＝r(x,y)*ηr2(x,y)

G(x,y)＝g(x,y)*ηg2(x,y)

B(x,y)＝b(x,y)*ηb2(x,y)

其中，R(x,y)、G(x,y)、B(x,y)分别表示红色分量增强值、绿色分量增强值、蓝色分量增强值。此步骤简单且有效。

步骤6、对各个颜色分量增强值进行钳位处理并输出。

此步骤中的钳位处理为，当步骤5中的各个颜色分量增强值大于255时，则将其设定为255，即颜色分量增强值≦255。

经过上述处理后，彩色图像的饱和度得到增强，如图2和图3所示，其分别为待处理的图片和经过本发明中彩色图像饱和度增强方法处理的图片。两个图进行对比可以看出，经过上述方法处理的图片，饱和度增强的程度比较适中，效果良好，人眼的视觉感知比较自然舒适，色彩的鲜艳度改善明显。

此外，本发明还提供一种执行上述彩色图像饱和度增强方法的增强系统，包括：

读取模块，用于读取彩色图像，获取像素坐标及其颜色分量值；

计算模块，用于计算各个颜色分量比例值；

放大模块，用于根据灰度像素不变原则，对所述颜色分量比例值进行放大；

拉升模块，用于对放大的所述颜色分量比例值进行拉升处理，得到拉升的颜色分量比例值；

增强模块，用于根据所述拉升的颜色分量比例值对所述颜色分量值进行增强处理，得到颜色分量增强值；

输出模块，用于对所述颜色分量增强值进行钳位处理并输出。

本发明中的彩色图像饱和度增强方法及系统，能够直接在RGB空间进行处理，不需颜色空间转换，无需外部控制参数，内部自适应控制。饱和度增强的程度比较适中，效果良好，人眼的视觉感知比较自然舒适，色彩的鲜艳度改善明显。

以上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)

1.一种彩色图像饱和度增强方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、读取彩色图像，获取各个像素的坐标及其颜色分量值；

步骤2、计算各个颜色分量比例值；

步骤3、根据灰度像素不变原则，对所述颜色分量比例值进行放大；

步骤4、对放大的所述颜色分量比例值进行拉升处理，得到拉升的颜色分量比例值；

步骤5、根据所述拉升的颜色分量比例值对所述颜色分量值进行增强处理，得到颜色分量增强值；

步骤6、对所述颜色分量增强值进行钳位处理并输出；

其中，步骤3具体为将步骤2中各个所述颜色分量比例值乘以常数3；

步骤4具体为对步骤3中放大后各个所述颜色分量比例值进行数学开方处理。

2.根据权利要求1所述的彩色图像饱和度增强方法，其特征在于，步骤2计算坐标(x,y)位置上像素的各所述颜色分量比例值，具体为：

ηr(x,y)＝(1+r(x,y))/(3+r(x,y)+g(x,y)+b(x,y))

ηg(x,y)＝(1+g(x,y))/(3+r(x,y)+g(x,y)+b(x,y))

ηb(x,y)＝(1+b(x,y))/(3+r(x,y)+g(x,y)+b(x,y))

其中，r(x,y)、g(x,y)、b(x,y)分别表示在所述坐标(x,y)位置上像素的红色分量值、绿色分量值、蓝色分量值；ηr(x,y)、ηg(x,y)、ηb(x,y)分别表示红色、绿色、蓝色分量比例值。

3.根据权利要求1所述的彩色图像饱和度增强方法，其特征在于，步骤5具体为将各个所述颜色分量值乘以其对应的所述拉升的颜色分量比例值。

4.根据权利要求1所述的彩色图像饱和度增强方法，其特征在于，步骤6的钳位处理具体为：如果所述颜色分量增强值大于255，则将其设置为255。

5.一种执行权利要求1-4任一项所述的彩色图像饱和度增强方法的增强系统，其特征在于，包括：

读取模块，用于读取彩色图像，获取像素坐标及其颜色分量值；

计算模块，用于计算各个颜色分量比例值；

放大模块，用于根据灰度像素不变原则，对所述颜色分量比例值进行放大；

拉升模块，用于对放大的所述颜色分量比例值进行拉升处理，得到拉升的颜色分量比例值；

增强模块，用于根据所述拉升的颜色分量比例值对所述颜色分量值进行增强处理，得到颜色分量增强值；

输出模块，用于对所述颜色分量增强值进行钳位处理并输出。