CN107786858B - 一种基于空间频率抑制伪色的方法、装置及电子设备 - Google Patents

一种基于空间频率抑制伪色的方法、装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于空间频率抑制伪色的方法、装置及电子设备。所述方法包括：以图像中每个像素点作为中心像素，生成N×N像素矩阵；对每一个N×N像素矩阵，利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数，得到所有像素点的方向系数；利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息；根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理。本发明能够随着RAW数据空间的空间频率的变化自适应的抑制伪彩色的发生，有效地抑制图像在高频区域由于去马赛克出现的伪彩色问题，提高图像纹理分辨率，提升色彩还原能力，且产品成本相对低廉。

Description

一种基于空间频率抑制伪色的方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于空间频率抑制伪色的方法、装置及电子设备。
背景技术
CMOS图像传感器将捕捉到的光源信号转化为数字信号的原始数据为RAW数据，RAW数据空间中像素按颜色分量分为R、G、B 3个通道存储，每个像素点丢失的其他颜色的分量需要通过后期插值来重建以获得完整的图像，该插值重建的过程就叫做去马赛克。由于去马赛克算法是基于临近像素的值去获得目标像素缺失的颜色分量的值，补全过程中要用到周围像素，无法避免的就会引起图像相位差异，使有效像素的方向改变，这种相位差和方向的改变在图像高频区域变得尤为明显。在利用去马赛克算法补全缺失的像素时，如果对有效区域内的像素的方向判断错误，导致相邻点的内插结果交错，补偿出了不应该出现的色彩，称为伪彩色。在视觉为主的现在，图像处理技术和效果的好坏成了各大消费电子厂商差异化竞争的主要工具，因此对伪彩色的抑制就显得刻不容缓。
当前使用较多是采用滤光片进行滤波，在图像进入传感器之前就将空间频率较高部分的图像进行模糊处理，从而起到抑制伪彩色的作用。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：
采用滤光片进行滤波的方法会导致图像的色彩和纹理遭到破坏，而且对于便携式消费类电子来说，成本和产品的大小很重要，所以增加滤光片就显得太过于奢侈。
发明内容
本发明提供的基于空间频率抑制伪色的方法、装置及电子设备，能够随着RAW数据空间的空间频率的变化自适应的抑制伪彩色的发生，有效地抑制图像在高频区域由于去马赛克出现的伪彩色问题，提高图像纹理分辨率，提升色彩还原能力，且产品成本相对低廉。
第一方面，本发明提供一种基于空间频率抑制伪色的方法，包括：
以图像中每个像素点作为中心像素，生成N×N像素矩阵；
对每一个N×N像素矩阵，利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数，得到所有像素点的方向系数；其中，所述有效像素为与中心像素同颜色分量的像素。
利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息；
根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理。
可选地，所述利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数包括：计算中心像素与45°、90°、135°、180°和0°中每个方向的有效像素乘上加权系数后的差值，将得到的所有的差值进行对比，中心像素的方向系数与所有差值中最小差值所对应的有效像素的方向系数一致。
可选地，所述利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息包括：
对图像所选区域内每个N×N像素矩阵，根据矩阵内每个像素点的方向系数，得到每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线；
根据图像所选区域内每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线，得到所选区域内像素点的方向分布频率曲线。
可选地，所述根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理包括：
根据所述所选区域内像素点的方向分布频率曲线，得到图像所选区域内方向交叉的像素点的数量；
当所述图像所选区域内方向交叉的像素点的数量大于预定数量时时，选择双边色差内插单元进行插值计算；否则，选择方向内插单元进行插值计算。
第二方面，本发明提供一种基于空间频率抑制伪色的装置，包括：
生成单元，用于以图像中每个像素点作为中心像素，生成N×N像素矩阵；
第一计算单元，用于对每一个N×N像素矩阵，利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数，得到所有像素点的方向系数；其中，所述有效像素为与中心像素同颜色分量的像素。
第二计算单元，用于利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息；
处理单元，根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理。
可选地，所述第一计算单元用于计算中心像素与45°、90°、135°、180°和0°中每个方向的有效像素乘上加权系数后的差值，将得到的所有的差值进行对比，中心像素的方向系数与所有差值中最小差值所对应的有效像素的方向系数一致。
可选地，所述第二计算单元用于对图像所选区域内每个N×N像素矩阵，根据矩阵内每个像素点的方向系数，得到每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线；
根据图像所选区域内每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线，得到所选区域内像素点的方向分布频率曲线。
可选地，所述处理单元用于根据所述所选区域内像素点的方向分布频率曲线，得到图像所选区域内方向交叉的像素点的数量；
当所述图像所选区域内方向交叉的像素点的数量大于预定数量时，选择双边色差内插单元进行插值计算；否则，选择方向内插单元进行插值计算。
第三方面，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括上述基于空间频率抑制伪色的装置。
本发明实施例提供的基于空间频率抑制伪色的方法、装置及电子设备，以图像中每个像素点作为中心像素，生成N×N像素矩阵，对每一个N×N像素矩阵，利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数，得到所有像素点的方向系数，利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息，根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理。与现有技术相比，本发明能够随着RAW数据空间的空间频率的变化自适应的抑制伪彩色的发生，有效地抑制图像在高频区域由于去马赛克出现的伪彩色问题，提高图像纹理分辨率，提升色彩还原能力，且产品成本相对低廉。
附图说明
图1为本发明一实施例基于空间频率抑制伪色的方法的流程图；
图2为本发明一实施例基于空间频率抑制伪色的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。
本发明提供一种基于空间频率抑制伪色的方法，如图1所示，所述方法包括：
S11、以图像中每个像素点作为中心像素，生成N×N像素矩阵；
其中，N>＝3且N取奇数。
S12、对每一个N×N像素矩阵，利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数，得到所有像素点的方向系数；
其中，Bayer array(拜尔阵列)图像传感器捕获的图像主要由1/2的G(绿)，1/4的B(蓝)，1/4的R(红)构成，图像的每个像素仅包含一种颜色分量(G、B、R中的一种)，所述N×N像素矩阵内的有效像素为与中心像素同颜色分量的像素。
S13、利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息；
S14、根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理。
本发明实施例提供的基于空间频率抑制伪色的方法，以图像中每个像素点作为中心像素，生成N×N像素矩阵，对每一个N×N像素矩阵，利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数，得到所有像素点的方向系数，利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息，根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理。与现有技术相比，本发明能够随着RAW数据空间的空间频率的变化自适应的抑制伪彩色的发生，有效地抑制图像在高频区域由于去马赛克出现的伪彩色问题，提高图像纹理分辨率，提升色彩还原能力，且产品成本相对低廉。
具体地，所述利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数包括：计算中心像素与45°、90°、135°、180°和0°中每个方向的有效像素乘上加权系数后的差值，将得到的所有的差值进行对比，中心像素的方向系数与所有差值中最小差值所对应的有效像素的方向系数一致。
其中，分别以001、010、011、100和000标识45°、90°、135°、180°和0°方向上的像素点。
具体地，所述利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息包括：
对图像所选区域内每个N×N像素矩阵，根据矩阵内每个像素点的方向系数，得到每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线；
根据图像所选区域内每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线，得到所选区域内像素点的方向分布频率曲线。
具体地，所述根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理包括：
根据所述所选区域内像素点的方向分布频率曲线，得到图像所选区域内方向交叉的像素点的数量；
当所述图像所选区域内方向交叉的像素点的数量大于预定数量时，选择双边色差内插单元进行插值计算；否则，选择方向内插单元进行插值计算。
其中，所述预定数量为设定频率阈值thr0。
进一步地，所述双边色差内插单元用于通过双边色差插值算法来重建像素丢失的其他两种颜色分量以获得完整的图像。
进一步地，所述方向内插单元用于通过方向插值算法来重建像素丢失的其他两种颜色分量以获得完整的图像。
本发明实施例还提供一种基于空间频率抑制伪色的装置，如图2所示，所述装置包括：
生成单元11，用于以图像中每个像素点作为中心像素，生成N×N像素矩阵；
其中，N>＝3且N取奇数。
第一计算单元12，用于对每一个N×N像素矩阵，利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数，得到所有像素点的方向系数；
其中，Bayer array(拜尔阵列)图像传感器捕获的图像主要由1/2的G(绿)，1/4的B(蓝)，1/4的R(红)构成，图像的每个像素仅包含一种颜色分量(G、B、R中的一种)，所述N×N像素矩阵内的有效像素为与中心像素同颜色分量的像素。
第二计算单元13，用于利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息；
处理单元14，根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理。
本发明实施例提供的基于空间频率抑制伪色的装置，以图像中每个像素点作为中心像素，生成N×N像素矩阵，对每一个N×N像素矩阵，利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数，得到所有像素点的方向系数，利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息，根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理。与现有技术相比，本发明能够随着RAW数据空间的空间频率的变化自适应的抑制伪彩色的发生，有效地抑制图像在高频区域由于去马赛克出现的伪彩色问题，提高图像纹理分辨率，提升色彩还原能力，且产品成本相对低廉。
具体地，所述第一计算单元12，用于计算中心像素与45°、90°、135°、180°和0°中每个方向的有效像素乘上加权系数后的差值，将得到的所有的差值进行对比，中心像素的方向系数与所有差值中最小差值所对应的有效像素的方向系数一致。
其中，分别以001、010、011、100和000标识45°、90°、135°、180°和0°方向上的像素点。
具体地，所述第二计算单元13，用于对图像所选区域内每个N×N像素矩阵，根据矩阵内每个像素点的方向系数，得到每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线；
根据图像所选区域内每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线，得到所选区域内像素点的方向分布频率曲线。
具体地，所述处理单元14，用于根据所述所选区域内像素点的方向分布频率曲线，得到图像所选区域内方向交叉的像素点的数量；
当所述图像所选区域内方向交叉的像素点的数量大于预定数量时，选择双边色差内插单元进行插值计算；否则，选择方向内插单元进行插值计算。
其中，所述预定数量为设定频率阈值thr0。
进一步地，所述双边色差内插单元用于通过双边色差插值算法来重建像素丢失的其他两种颜色分量以获得完整的图像。
进一步地，所述方向内插单元用于通过方向插值算法来重建像素丢失的其他两种颜色分量以获得完整的图像。
本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述基于空间频率抑制伪色的装置。
本领域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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于空间频率抑制伪色的方法，其特征在于，包括：
以图像中每个像素点作为中心像素，生成N×N像素矩阵；
对每一个N×N像素矩阵，利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数，得到所有像素点的方向系数；其中，所述有效像素为与中心像素同颜色分量的像素；
利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息；
根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理；
所述利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数包括：计算中心像素与45°、90°、135°、180°和0°中每个方向的有效像素乘上加权系数后的差值，将得到的所有的差值进行对比，中心像素的方向系数与所有差值中最小差值所对应的有效像素的方向系数一致，其中，分别以001、010、011、100和000标识45°、90°、135°、180°和0°方向的有效像素的方向系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息包括：
对图像所选区域内每个N×N像素矩阵，根据矩阵内每个像素点的方向系数，得到每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线；
根据图像所选区域内每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线，得到所选区域内像素点的方向分布频率曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理包括：
根据所述所选区域内像素点的方向分布频率曲线，得到图像所选区域内方向交叉的像素点的数量；
当所述图像所选区域内方向交叉的像素点的数量大于预定数量时，选择双边色差内插单元进行插值计算；否则，选择方向内插单元进行插值计算；所述双边色差内插单元用于通过双边色差插值算法来重建像素丢失的其他两种颜色分量以获得完整的图像，所述方向内插单元用于通过方向插值算法来重建像素丢失的其他两种颜色分量以获得完整的图像。
4.一种基于空间频率抑制伪色的装置，其特征在于，包括：
生成单元，用于以图像中每个像素点作为中心像素，生成N×N像素矩阵；
第一计算单元，用于对每一个N×N像素矩阵，利用所述N×N像素矩阵内的有效像素计算中心像素的方向系数，得到所有像素点的方向系数；其中，所述有效像素为与中心像素同颜色分量的像素；
第二计算单元，用于利用所述像素点的方向系数，计算得出图像所选区域的空间频率信息；
处理单元，根据所述图像所选区域的空间频率信息选择色彩补偿单元进行图像处理；
所述第一计算单元，还用于计算中心像素与45°、90°、135°、180°和0°中每个方向的有效像素乘上加权系数后的差值，将得到的所有的差值进行对比，中心像素的方向系数与所有差值中最小差值所对应的有效像素的方向系数一致，其中，分别以001、010、011、100和000标识45°、90°、135°、180°和0°方向的有效像素的方向系数。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元，用于对图像所选区域内每个N×N像素矩阵，根据矩阵内每个像素点的方向系数，得到每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线；根据图像所选区域内每个N×N像素矩阵内像素点的方向分布频率曲线，得到所选区域内像素点的方向分布频率曲线。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理单元，用于根据所述所选区域内像素点的方向分布频率曲线，得到图像所选区域内方向交叉的像素点的数量；当所述图像所选区域内方向交叉的像素点的数量大于预定数量时，选择双边色差内插单元进行插值计算；否则，选择方向内插单元进行插值计算；所述双边色差内插单元用于通过双边色差插值算法来重建像素丢失的其他两种颜色分量以获得完整的图像，所述方向内插单元用于通过方向插值算法来重建像素丢失的其他两种颜色分量以获得完整的图像。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求4至6中任一项所述的基于空间频率抑制伪色的装置。
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