CN108171646A - 基于亮度保持的图像色调调节方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于亮度保持的图像色调调节方法及装置。所述方法包括：根据第一线性变换降低输入图像的R分量，以使得所述输入图像向冷色色调方向调节；其中，所述第一线性变换的公式为：R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale)0≤i<height，0≤j<width，scale<0；R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数；根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。本发明能够在保持图像亮度不变的前提下，对输入图像进行不同程度的色调调节。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于亮度保持的图像色调调节方法及装置。
背景技术
图像处理是计算机图形学里重要的研究课题。在图像处理中，图像色调调节在近几年得到了广泛的研究，其中，关于图像色调调节的经典方法是将输入图像的色调调节为参考图像的色调，其基本原理为将输入图像从RGB域转换到lαβ域，然后求得输入图像与参考图像在lαβ域中的均值和方差，并基于所述输入图像与参考图像在lαβ域中的均值和方差得到经过处理后的输入图像的lαβ值，最后将经过处理后的输入图像从lαβ域转回RGB域。这里，之所以将将输入图像从RGB域转换到lαβ域是因为lαβ域能更好地模拟人的视觉系统，并且lαβ域的三个坐标轴是相互独立的，所以可以在每个通道独立进行运算而不会相互干扰。
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：
现有的图像色调调节方法需要先将输入图像从RGB域转换到lαβ域，而且只能将输入图像的色调调节为参考图像的色调；另外，经过色调处理后的图像亮度也会发生改变，从而导致处理后的图像视觉效果较差。
发明内容
本发明提供的基于亮度保持的图像色调调节方法及装置，能够在保持图像亮度不变的前提下，对输入图像进行不同程度的色调调节。
第一方面，本发明提供一种基于亮度保持的图像色调调节方法，包括：
根据第一线性变换降低输入图像的R分量，以使得所述输入图像向冷色色调方向调节；其中，所述第一线性变换的公式为：
R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale) 0≤i<height，0≤j<width，scale<0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数；
根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
可选地，所述根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量通过以下公式进行：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的增加量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的降低量。
第二方面，本发明提供一种基于亮度保持的图像色调调节方法，包括：
根据第二线性变换增加输入图像的R分量，以使得所述输入图像向暖色色调方向调节；其中，所述第二线性变换的公式为：
当scale*R(i,j)≤(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale) Par≤i<height，0≤j<width，scale>0；
当scale*R(i,j)>(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)+(255-R(i,j))*Par 0≤i<height，0≤j<width，scale>0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数，Par为过饱和控制参数，0≤Par≤1；
根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
可选地，Par的取值为0.5。
可选地，所述根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量通过以下公式进行：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的降低量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的增加量。
第三方面，本发明提供一种基于亮度保持的图像色调调节装置，包括：
第一R分量调节模块，用于根据第一线性变换降低输入图像的R分量，以使得所述输入图像向冷色色调方向调节；其中，所述第一线性变换的公式为：
R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale) 0≤i<height，0≤j<width，scale<0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数；
第一G分量和B分量调节模块，用于根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
可选地，所述第一G分量和B分量调节模块通过以下公式来根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的增加量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的降低量。
第四方面，本发明提供一种基于亮度保持的图像色调调节装置，包括：
第二R分量调节模块，用于根据第二线性变换增加输入图像的R分量，以使得所述输入图像向暖色色调方向调节；其中，所述第二线性变换的公式为：
当scale*R(i,j)≤(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale) Par≤i<height，0≤j<width，scale>0；
当scale*R(i,j)>(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)+(255-R(i,j))*Par 0≤i<height，0≤j<width，scale>0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数，Par为过饱和控制参数，0≤Par≤1；
第二G分量和B分量调节模块，用于根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
可选地，Par的取值为0.5。
可选地，所述第二G分量和B分量调节模块通过以下公式根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的降低量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的增加量。
本发明实施例提供的基于亮度保持的图像色调调节方法及装置，与现有技术相比，能够在保持图像亮度不变的前提下，对输入图像进行不同程度的色调调节。
附图说明
图1为本发明一实施例基于亮度保持的图像色调调节方法的流程图；
图2为本发明另一实施例基于亮度保持的图像色调调节方法的流程图；
图3为本发明一实施例基于亮度保持的图像色调调节装置的结构示意图；
图4为本发明另一实施例基于亮度保持的图像色调调节装置的结构示意图。
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亮度保持的图像色调调节方法，如图1所示，所述方法包括：
S11、根据第一线性变换降低输入图像的R分量，以使得所述输入图像向冷色色调方向调节。
其中，所述第一线性变换的公式为：
R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale) 0≤i<height，0≤j<width，scale<0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数。
例如，我们想对于图像进行暖色调节，我们可以将scale设置为-0.1。
R(i,j)＝R(i,j)*0.9 0≤i<height，0≤j<width。
12、根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
本发明实施例提供的基于亮度保持的图像色调调节方法，与现有技术相比，能够在保持图像亮度不变的前提下，对输入图像进行不同程度的冷色色调调节。
可选地，由于所述输入图像的Y分量代表亮度，其中，Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B，为了保证Y分量不变，即保证输入图像处理前后的图像亮度不变，所述根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量通过以下公式进行：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的增加量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的降低量。
本发明实施例还提供一种基于亮度保持的图像色调调节方法，如图2所示，所述方法包括：
S21、根据第二线性变换增加输入图像的R分量，以使得所述输入图像向暖色色调方向调节。
其中，所述第二线性变换的公式为：
当scale*R(i,j)≤(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale) Par≤i<height，0≤j<width，scale>0；
当scale*R(i,j)>(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)+(255-R(i,j))*Par 0≤i<height，0≤j<width，scale>0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数，Par为过饱和控制参数，0≤Par≤1。
S22、根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
本发明实施例提供的基于亮度保持的图像色调调节方法，与现有技术相比，能够在保持图像亮度不变的前提下，对输入图像进行不同程度的暖色色调调节；另外，本发明在增加输入图像的R分量的过程中，通过过饱和控制参数的设置能够防止R分量出现的过饱和现象。
可选地，Par的取值为0.5。
可选地，由于所述输入图像的Y分量代表亮度，其中，Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B，为了保证Y分量不变，即保证输入图像处理前后的图像亮度不变，所述根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量通过以下公式进行：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的降低量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的增加量。
本发明实施例提供的一种基于亮度保持的图像色调调节装置，如图3所示，包括：
第一R分量调节模块31，用于根据第一线性变换降低输入图像的R分量，以使得所述输入图像向冷色色调方向调节。
其中，所述第一线性变换的公式为：
R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale) 0≤i<height，0≤j<width，scale<0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数。
第一G分量和B分量调节模块32，用于根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
本发明实施例提供的基于亮度保持的图像色调调节装置，与现有技术相比，能够在保持图像亮度不变的前提下，对输入图像进行不同程度的冷色色调调节。
由于所述输入图像的Y分量代表亮度，其中，Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B，为了保证Y分量不变，即保证输入图像处理前后的图像亮度不变，所述第一G分量和B分量调节模块32通过以下公式来根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的增加量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的降低量。
本发明实施例还提供的一种基于亮度保持的图像色调调节装置，如图4所示，包括：
第二R分量调节模块41，用于根据第二线性变换增加输入图像的R分量，以使得所述输入图像向暖色色调方向调节。
其中，所述第二线性变换的公式为：
当scale*R(i,j)≤(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale) Par≤i<height，0≤j<width，scale>0；
当scale*R(i,j)>(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)+(255-R(i,j))*Par 0≤i<height，0≤j<width，scale>0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数，Par为过饱和控制参数，0≤Par≤1。
第二G分量和B分量调节模块42，用于根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
本发明实施例提供的基于亮度保持的图像色调调节方法，与现有技术相比，能够在保持图像亮度不变的前提下，对输入图像进行不同程度的暖色色调调节；另外，本发明在增加输入图像的R分量的过程中，通过过饱和控制参数的设置能够防止R分量出现的过饱和现象。
可选地，Par的取值为0.5。
可选地，由于所述输入图像的Y分量代表亮度，其中，Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B，为了保证Y分量不变，即保证输入图像处理前后的图像亮度不变，所述第二G分量和B分量调节模块42通过以下公式根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的降低量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的增加量。
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 (10)
1.一种基于亮度保持的图像色调调节方法，其特征在于，包括：
根据第一线性变换降低输入图像的R分量，以使得所述输入图像向冷色色调方向调节；其中，所述第一线性变换的公式为：
R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale)0≤i<height，0≤j<width，scale<0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数；
根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量通过以下公式进行：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的增加量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的降低量。
3.一种基于亮度保持的图像色调调节方法，其特征在于，包括：
根据第二线性变换增加输入图像的R分量，以使得所述输入图像向暖色色调方向调节；其中，所述第二线性变换的公式为：
当scale*R(i,j)≤(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale)Par≤i<height，0≤j<width，scale>0；
当scale*R(i,j)>(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)+(255-R(i,j))*Par 0≤i<height，0≤j<width，scale>0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数，Par为过饱和控制参数，0≤Par≤1；
根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，Par的取值为0.5。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量通过以下公式进行：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的降低量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的增加量。
6.一种基于亮度保持的图像色调调节装置，其特征在于，包括：
第一R分量调节模块，用于根据第一线性变换降低输入图像的R分量，以使得所述输入图像向冷色色调方向调节；其中，所述第一线性变换的公式为：
R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale)0≤i<height，0≤j<width，scale<0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数；
第一G分量和B分量调节模块，用于根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一G分量和B分量调节模块通过以下公式来根据所述输入图像的R分量的降低量增加所述输入图像的G分量和B分量：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的增加量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的降低量。
8.一种基于亮度保持的图像色调调节装置，其特征在于，包括：
第二R分量调节模块，用于根据第二线性变换增加输入图像的R分量，以使得所述输入图像向暖色色调方向调节：其中，所述第二线性变换的公式为：
当scale*R(i,j)≤(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)*(1+scale)Par≤i<height，0≤j<width，scale>0；
当scale*R(i,j)>(255-R(i,j))*Par时，R(i,j)＝R(i,j)+(255-R(i,j))*Par 0≤i<height，0≤j<width，scale>0；
R(i,j)表示输入图像坐标(i,j)的R分量的像素值，height和width为所述输入图像的高度和宽度，scale为色调调节参数，Par为过饱和控制参数，0≤Par≤1；
第二G分量和B分量调节模块，用于根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量，以保持所述输入图像的亮度不变。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，Par的取值为0.5。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二G分量和B分量调节模块通过以下公式根据所述输入图像的R分量的增加量降低所述输入图像的G分量和B分量：
ΔG(i,j)和ΔB(i,j)分别表示所述输入图像的G分量和B分量的降低量，ΔR(i,j)表示所述输入图像的R分量的增加量。
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| 王萍等: "基于色调不变的彩色图像增强", 《中国图象图形学报》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109727198A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-07 | 成都品果科技有限公司 | 一种基于肤色检测的图像亮度优化方法 |
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| CN113286136A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-08-20 | 卡莱特云科技股份有限公司 | 画面颜色调整方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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