CN107172406A - 图像处理方法及装置 - Google Patents

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宗靖国
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Abstract

本发明实施例提出一种图像处理方法以及一种图像处理装置,其改善了传统方法由YUV422恢复YUV444时存在的错色问题,对于UV分量缺失当前像素点依据亮度分量信息计算权重再计算其恢复后UV分量,从而在减少带宽的同时尽可能地保证了图像画质。

Description

图像处理方法及装置
技术领域
本发明涉及图像处理及显示技术领域,尤其涉及一种图像处理方法以及一种图像处理装置。
背景技术
YUV是一种将亮度信息(Y)与色度信息(UV)分离的颜色编码方法,由于人眼主要对亮度信息比较敏感,因此通过对U和V分量的采样,可以进一步的减少带宽。主流的YUV采样方式有YUV444,YUV422。若采用YUV422采样传输时,需要在传输完成后将YUV422恢复为YUV444。
传统方法中,由YUV422恢复YUV444的方法有复制法和平均法,然而,现有技术对图像的边缘纹理处理不好,存在错色现象。
发明内容
因此,本发明实施例提出一种图像处理方法以及一种图像处理装置,解决现有技术对图像的边缘纹理处理不好而存在错色现象的技术问题。
一方面,提供了一种图像处理方法,包括:获取输入图像中色度信息缺失的第一像素点,所述输入图像为YUV422格式信号;根据所述第一像素点的亮度信息、与所述第一像素点相邻的第二像素点的亮度信息、以及与所述第一像素点相邻的第三像素点的亮度信息,计算得到所述第一像素点的色度权重;根据所述第一像素点的色度权重、所述第二像素点的色度信息以及所述第三像素点的色度信息,计算得到所述第一像素点的色度信息,以得到YUV444格式信号的输出图像。
再一方面,提供了一种图像处理装置,包括:图像输入模块,用于获取输入图像中色度信息缺失的第一像素点,所述输入图像为YUV422格式信号;色度权重计算模块,用于根据所述第一像素点的亮度信息、与所述第一像素点相邻的第二像素点的亮度信息、以及与所述第一像素点相邻的第三像素点的亮度信息,计算得到所述第一像素点的色度权重;色度信息恢复模块,用于根据所述第一像素点的色度权重、所述第二像素点的色度信息以及所述第三像素点的色度信息,计算得到所述第一像素点的色度信息,以得到YUV444格式信号的输出图像。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:改善了传统方法由YUV422恢复到YUV444时存在的错色问题,对于UV分量缺失当前像素点依据亮度分量信息计算权重再计算其恢复后UV分量,从而在减少带宽的同时尽可能地保证了图像画质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为相关技术中YUV444采样和YUV422采样的原理示意图。
图2A、图2B及图2C分别为原图像、采用现有技术的平均法恢复UV分量后的效果图以及采用本发明实施例的基于Y分量权重恢复UV分量后的效果图。
图3A为本发明实施例的一种图像处理装置的模块示意图;
图3B为本发明实施例中的色度权重计算模块的子模块示意图;
图3C为本发明其它实施例的图像处理装置的模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的目的之一在于提供一种将YUV422恢复到YUV444的图像处理方法,可以改善现有技术中存在的错色现象,尤其是在边缘部分,从而可以实现在减少带宽的同时提升图像的显示画质。
具体地,本发明实施例提出的一种图像处理方法,包括步骤:获取输入图像中色度信息缺失的第一像素点,所述输入图像为YUV422格式信号;根据所述第一像素点的亮度信息、与所述第一像素点相邻的第二像素点的亮度信息、以及与所述第一像素点相邻的第三像素点的亮度信息,计算得到所述第一像素点的色度权重;以及根据所述第一像素点的色度权重、所述第二像素点的色度信息以及所述第三像素点的色度信息,计算得到所述第一像素点的色度信息,以得到YUV444格式信号的输出图像。
上述根据所述第一像素点的亮度信息、与所述第一像素点相邻的第二像素点的亮度信息、以及与所述第一像素点相邻的第三像素点的亮度信息,计算得到所述第一像素点的色度权重的步骤例如包括:计算所述第一像素点的亮度信息与所述第二像素点的亮度信息的亮度距离,得到第一距离;计算所述第一像素点的亮度信息与所述第三像素点的亮度信息的亮度距离,得到第二距离;以及根据所述第一距离和所述第二距离得到所述第一像素点相对于所述第二像素点的第一色度权重系数和相对于所述第三像素点的第二色度权重系数。其中,所述根据所述第一距离和所述第二距离得到所述第一像素点相对于所述第二像素点的第一色度权重系数和相对于所述第三像素点的第二色度权重系数的步骤例如包括:当所述第一距离与所述第二距离相等,所述第一色度权重系数和所述第二色度权重系数均为0.5;或者当所述第一距离与所述第二距离不相等,将所述第二距离与所述第一距离和所述第二距离之和的比值作为所述第一色度权重系数、将所述第一距离与所述第一距离和所述第二距离之和的比值作为所述第二色度权重系数。
上述根据所述第一像素点的色度权重、所述第二像素点的色度信息以及所述第三像素点的色度信息,计算得到所述第一像素点的色度信息的步骤例如包括:将所述第一色度权重系数和所述第二像素点的色度信息的乘积与所述第二色度权重系数和所述第三像素点的色度信息的乘积之和作为所述第一像素点的色度信息。
概括来讲,本发明实施例是对现有的平均法进行了优化,提出基于亮度分量计算色度权重的插值方法。为便于更清楚的理解本实施例,下面将特举具体例子对本实施例的图像处理方法进行详细说明。
首先,请参见图1,主流的YUV采样方式有YUV444,YUV422两种。图1中以圆黑点表示采样像素点的Y分量,以空心圆圈表示采样像素点的UV分量。其中,就YUV444采样而言,每一个Y分量对应一组UV分量;而就YUV422采样而言,每两个Y分量共用一组UV分量。即YUV444表示原图像RGB转换到YUV空间的三个分量都保留;YUV422表示原图像RGB转换到YUV空间时,在同一像素行上对UV分量进行隔点采样,假设第(i,j)个像素点保留YUV三个分量,则第(i,j+1)个像素点只保留Y分量。
基于目前主流的YUV采样方式,本发明实施例的图像处理方法可采用如下实施过程:
若恢复后UV分量记为UVOUT,对于UVOUT中的每一个像素点(i,j):
(S1)若j是奇数时表示像素点(i,j)为UV分量未缺失像素点,则UVOUT(i,j)=UV(i,j);
(S2)若j是偶数时表示像素点(i,j)为UV分量缺失像素点,则依据亮度分量(Y分量)计算色度权重,具体如下:
(S21)记当前像素点左侧像素点Y分量LeftPoint=Y(i,j-1),当前像素点Y分量CurrentPoint=Y(i,j)以及当前像素点右侧像素点Y分量RightPoint=Y(i,j+1);若当前像素点Y分量与其左侧像素点Y分量越接近,则对应UV分量也应越接近其左侧像素点UV分量;反之,同理;
(S22)当前像素点Y分量与其左右两侧像素点Y分量的距离LeftDis及RightDis分别为:
LeftDis=abs(LeftPoint-CurrentPoint);
RightDis=abs(RightPoint-CurrentPoint);
(S23)计算权重系数CoefLeft及CoefRight:
若LeftDis=RightDis,则有CoefLeft=0.5,CoefRight=0.5,此处判断条件的设置主要是考虑距离LeftDis和RightDis均等于0的情形;
否则,若LeftDis≠RightDis,则
CoefLeft=RightDis/(RightDis+LeftDis),CoefRight=LeftDis/(RightDis+LeftDis);
(S24)计算当前像素点的恢复后UV分量:UVOUT(i,j)=CoefLeft*UV(i,j-1)+CoefRight*UV(i,j+1));
(S3)最后,若需要进行颜色空间转换,则将从YUV422恢复到YUV444的图像转换到基色颜色空间例如RGB颜色空间后输出。当然,此处可以理解的是,也可以根据实际需要决定是否在图像输出前进行颜色空间转换。
参见图2A-2C,其中图2A为原图像,图2B为采用现有技术的平均法恢复UV分量后的效果图,图2C为采用本发明实施例的基于Y分量权重恢复UV分量后的效果图。从图2A-图2C可以看到,本发明实施例最终实现的结果与原图像差异很小,边缘处理较好;而现有技术在边缘上(图2B虚线框内的边缘)出现了很多错色的问题。
此外,参见图3A,其为本发明实施例提出的一种能够改善图像画质的图像处理装置。如图3A所示,本实施例的图像处理装置30包括:图像输入模块31、色度权重计算模块33以及色度信息恢复模块35。
其中,图像输入模块31用于获取输入图像中色度信息缺失的第一像素点,所述输入图像为YUV422格式信号;色度权重计算模块33用于根据所述第一像素点的亮度信息、与所述第一像素点相邻的第二像素点的亮度信息、以及与所述第一像素点相邻的第三像素点的亮度信息,计算得到所述第一像素点的色度权重;以及色度信息恢复模块35用于根据所述第一像素点的色度权重、所述第二像素点的色度信息以及所述第三像素点的色度信息,计算得到所述第一像素点的色度信息,以得到YUV444格式信号的输出图像。至于各个功能模块31、33及35的具体功能细节则可参考前述实施例中的步骤(S2)及其子步骤(S21)-(S24),故在此不再赘述。;
再者,值得一提的是,图像处理装置30的各个功能模块31、33及35例如是由保存在存储器中的多个软件模块实现且这些软件模块可由上位机处理器、下位机式处理器例如视频处理器中的处理器来执行,且一种典型的应用是将图像处理装置30整合在视频处理器中。
在其它实施例中,如图3B所示,色度权重计算模块33包括:第一距离计算模块331、第二距离计算模块333和权重系数计算模块335。其中,第一距离计算模块331用于计算所述第一像素点的亮度信息与所述第二像素点的亮度信息的亮度距离,得到第一距离;第二距离计算模块333用于计算所述第一像素点的亮度信息与所述第三像素点的亮度信息的亮度距离,得到第二距离;权重系数计算模块335用于根据所述第一距离和所述第二距离得到所述第一像素点相对于所述第二像素点的第一色度权重系数和相对于所述第三像素点的第二色度权重系数。至于各个功能模块331、333及335的具体功能细节可参考前述实施例中的子步骤(S22)和(S23),在此不再赘述。
在另一其它实施例中,如图3C所示,图像处理装置还可进一步包括:图像输出模块35,用于将所述YUV444格式信号的输出图像转换至目标颜色空间(例如RGB颜色空间)后输出。当然如果后续不需要基色颜色空间图像,则图像输出模块35可以直接YUV444颜色空间图像输出;再者,此处输出的图像可以存储也可以送至目标显示屏例如LED显示屏进行显示。
综上所述,本发明实施例改善了传统方法由YUV422恢复YUV444时存在的错色问题,对于UV分量缺失当前像素点依据亮度分量信息计算权重再计算其恢复后UV分量,从而在减少带宽的同时尽可能地保证了图像画质。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多路单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种图像处理方法,其特征在于,包括:
获取输入图像中色度信息缺失的第一像素点,所述输入图像为YUV422格式信号;
根据所述第一像素点的亮度信息、与所述第一像素点相邻的第二像素点的亮度信息、以及与所述第一像素点相邻的第三像素点的亮度信息,计算得到所述第一像素点的色度权重;
根据所述第一像素点的色度权重、所述第二像素点的色度信息以及所述第三像素点的色度信息,计算得到所述第一像素点的色度信息,以得到YUV444格式信号的输出图像。
2.如权利要求1所述的图像处理方法,其特征在于,所述根据所述第一像素点的亮度信息、与所述第一像素点相邻的第二像素点的亮度信息、以及与所述第一像素点相邻的第三像素点的亮度信息,计算得到所述第一像素点的色度权重包括:
计算所述第一像素点的亮度信息与所述第二像素点的亮度信息的亮度距离,得到第一距离;
计算所述第一像素点的亮度信息与所述第三像素点的亮度信息的亮度距离,得到第二距离;
根据所述第一距离和所述第二距离得到所述第一像素点相对于所述第二像素点的第一色度权重系数和相对于所述第三像素点的第二色度权重系数。
3.如权利要求2所述的图像处理方法,其特征在于,所述根据所述第一像素点的色度权重、所述第二像素点的色度信息以及所述第三像素点的色度信息,计算得到所述第一像素点的色度信息包括:
将所述第一色度权重系数和所述第二像素点的色度信息的乘积与所述第二色度权重系数和所述第三像素点的色度信息的乘积之和作为所述第一像素点的色度信息。
4.如权利要求2所述的图像处理方法,其特征在于,所述根据所述第一距离和所述第二距离得到所述第一像素点相对于所述第二像素点的第一色度权重系数和相对于所述第三像素点的第二色度权重系数包括:
当所述第一距离与所述第二距离相等,所述第一色度权重系数和所述第二色度权重系数均为0.5;
当所述第一距离与所述第二距离不相等,将所述第二距离与所述第一距离和所述第二距离之和的比值作为所述第一色度权重系数、将所述第一距离与所述第一距离和所述第二距离之和的比值作为所述第二色度权重系数。
5.如权利要求1所述的图像处理方法,其特征在于,包括:将所述YUV444格式信号的输出图像转换至目标颜色空间后输出。
6.如权利要求5所述的图像处理方法,其特征在于,所述目标颜色空间为RGB颜色空间。
7.一种图像处理装置,其特征在于,包括:
图像输入模块,用于获取输入图像中色度信息缺失的第一像素点,所述输入图像为YUV422格式信号;
色度权重计算模块,用于根据所述第一像素点的亮度信息、与所述第一像素点相邻的第二像素点的亮度信息、以及与所述第一像素点相邻的第三像素点的亮度信息,计算得到所述第一像素点的色度权重;
色度信息恢复模块,用于根据所述第一像素点的色度权重、所述第二像素点的色度信息以及所述第三像素点的色度信息,计算得到所述第一像素点的色度信息,以得到YUV444格式信号的输出图像。
8.如权利要求7所述的图像处理装置,其特征在于,所述色度权重计算模块包括:
第一距离计算模块,用于计算所述第一像素点的亮度信息与所述第二像素点的亮度信息的亮度距离,得到第一距离;
第二距离计算模块,用于计算所述第一像素点的亮度信息与所述第三像素点的亮度信息的亮度距离,得到第二距离;
权重系数计算模块,用于根据所述第一距离和所述第二距离得到所述第一像素点相对于所述第二像素点的第一色度权重系数和相对于所述第三像素点的第二色度权重系数。
9.如权利要求8所述的图像处理装置,其特征在于,所述色度信息恢复模块用于:将所述第一色度权重系数和所述第二像素点的色度信息的乘积与所述第二色度权重系数和所述第三像素点的色度信息的乘积之和作为所述第一像素点的色度信息。
10.如权利要求8所述的图像处理装置,其特征在于,所述权重系数计算模块用于:
当所述第一距离与所述第二距离相等,所述第一色度权重系数和所述第二色度权重系数均为0.5;
当所述第一距离与所述第二距离不相等,将所述第二距离与所述第一距离和所述第二距离之和的比值作为所述第一色度权重系数、将所述第一距离与所述第一距离和所述第二距离之和的比值作为所述第二色度权重系数。
11.如权利要求7所述的图像处理装置,其特征在于,包括:
图像输出模块,用于将所述YUV444格式信号的输出图像转换至目标颜色空间后输出。
12.如权利要求11所述的图像处理装置,其特征在于,所述目标颜色空间为RGB颜色空间。
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