CN1756300A

CN1756300A - 一种色彩噪声抑制的方法及装置

Info

Publication number: CN1756300A
Application number: CN 200410080507
Authority: CN
Inventors: 李维国; 陈衣凡
Original assignee: MStar Semiconductor Inc Taiwan
Current assignee: MStar Semiconductor Inc Taiwan
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-05

Abstract

本发明涉及一种色彩噪声抑制的方法及装置，根据数字影像像素的亮度，加权调整此像素，而通过每一个数字影像像素的亮度情况，来调整其色彩饱和度，可有效减少亮度较低像素的彩度的强度，以改善数字影像在像素亮度较低时，因较高的色彩饱和度或色彩噪声而产生对影像品质不良的影响。

Description

一种色彩噪声抑制的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种抑制在低亮度下色彩噪声的方法及装置，特别是涉及一种根据像素亮度以加权调整像素彩度的色彩噪声抑制的方法及装置。

背景技术

随着数字时代的来临，数字相机已逐渐取代传统相机的使用，而影像信息的流通也从传统的照片逐渐以数字影像来代替。因此，数字影像品质的良莠也越来越受到要求。

目前，数字影像以像素为单位，而每一像素的色彩为由三原色(R、G、B)所构成，且每一像素色彩皆具有其亮度以及彩度。数字影像品质的良莠则是主要取决于其所呈现画面的亮度、对比度以及饱和度。

至于现有对数字影像的处理，是先将数字影像每一像素的R、G、B值转换为亮度(Y)信号以及彩度(U，V)信号后，再直接调整亮度信号、彩度信号，以分别作为对数字影像每一像素在亮度、彩度上的调整，以提高数字影像的亮度、对比度及彩度。通常，若直接对数字影像每一像素所代表的亮度信号、彩度信号作调整时，会出现一些问题。

传统上，亮度(Y)信号以及彩度(U，V)或(Cb，Cr)信号都分开处理，不会一起考虑。因此，我们提出根据每一影像像素的亮度来调整其色彩饱和度。一般电视在视讯与影像处理上，若处理不好，会在暗画面出现色彩噪声。

有鉴于此，本发明提出一种色彩噪声抑制的方法及装置，可在数字影像亮度较低时，有效抑制此数字影像上的色彩噪声。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种色彩噪声抑制的方法及装置，其根据每一影像像素的亮度(Y)信号来调整其色彩饱和度，以在亮度较低的情况下给其较低的色彩饱和度而抑制低亮度的色彩噪声，在亮度较高时而给其较高的色彩饱和度使画面有较丰富的色彩。

为达成此目的，本发明提出一种色彩噪声抑制的方法，其主要特征为根据数字影像像素所对应的亮度，以加权调整像素所对应的彩度。

在本发明较佳实施例中，加权的方式则包括下列步骤：首先，提供一加权函数，其中，此加权函数与一使用者定义的临界亮度相关且此加权函数以像素的亮度作为变量。接着，根据临界亮度(Yth)与像素的输入亮度(Yin)作比较。通过加权函数找出像素亮度所对应的加权值，且根据加权值调整像素的彩度。

且其中，加权函数为一具有边界条件的线性函数，因此若加权函数以W表示，临界亮度以Yth表示，亮度输入以Yin表示，线性函数的斜率以S表示，加权值以A表示，则加权函数可表示为：

W(Yin)＝S×(Yin-Yth) if Yin＞Yth

W(Yin)＝0 if Yin＜＝Yth

此外，若加权值未超出一加权限制值，则根据加权值调整像素的彩度，若加权值超出加权限制值，则根据加权限制值调整像素的彩度。

同样地，为达到上述目的，本发明更提出一种色彩噪声抑制的装置，包括有加权决定装置、加权装置。其中该加权决定装置由减法器以及乘法器所组成，减法器接收亮度输入信号以及临界亮度信号以相减输出，乘法器接收斜率信号以及减法器的输出相乘后输出加权信号。加权装置由乘法器所组成，其接收彩度输入信号以及上述的加权信号以输出彩度输出信号。

在本发明较佳实施例中，更包括以箝位器作为加权限制装置，其通过接收一加权限制信号以箝位限制由加权决定装置所输出的加权信号准位，以限制加权装置所接收的加权信号准位。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的色彩噪声抑制方法中加权的流程图；

图2为本发明较佳实施例的加权函数工作的坐标示意图；

图3为本发明较佳实施例的色彩噪声抑制装置；

图4为数字影像图片经本发明色彩噪声抑制装置前后的比较图。

其中，附图标记如下：

300-色彩噪声抑制装置

305-加权决定装置

307-加权装置

310-减法器

320、340、350-乘法器

321、325-加权信号

330-箝位器

360-临界亮度信号

365-斜率信号

366-加权限制信号

370-亮度输入信号

371、373-彩度输入信号

381、383-彩度输出信号

具体实施方式

为能对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认识与了解，现配合附图详细说明如下：

由于本发明主要是根据数字影像上像素的亮度表现，通过加权调整像素所对应的彩度，在亮度较低下时给其较低的色彩饱和度而抑制低亮度的色彩噪声。而加权方式请参考图1，图1为本发明较佳实施例的色彩噪声抑制方法中加权的流程图。首先，提供一加权函数，此加权函数与一临界亮度有关，且以像素的亮度作为变量，此为步骤101。其中，加权函数可以为线性的直线方程式。

接着，在加权函数所在的坐标上决定临界亮度，此临界亮度代表此加权函数具有输出值的起始点，此为步骤102。

因此，通过加权函数，可找出对应像素亮度的加权值，以作为对像素彩度的加权，此为步骤103。若临界亮度以Yth表示，像素的亮度以Yin表示，直线方程式的加权函数以W(Yin)表示，加权值以A表示，则加权函数可表示为：

W(Yin)＝S×(Yin-Yth)＝A if Yin＞Yth

W(Yin)＝0 if Yin＜＝Yth

其中，S为方程式的斜率。

通过加权函数得到加权值后，为了避免根据此加权值增益像素彩度的结果有可能超出其可使用的界限，必须限制加权值的界限。也因此，在步骤103得到加权值后，必须判断加权值是否超出一加权限制值(Wmax)，此步骤104，若加权值未超过此加权限制值，则根据此加权值调整像素的彩度，此为步骤105；反之，若加权值超过此加权限制值，则根据此加权限制值调整像素的彩度，此为步骤106。

请参考图2，图2为本发明较佳实施例的加权函数工作的坐标示意图。在图2中，输入的像素亮度Yin必须大于等于临界亮度(Yth)，其通过加权函数W(Yin)才有对应的加权值A。而当输入的像素亮度Yin通过加权函数W(Yin)对应得到的加权值A超过加权限制值(Wmax)时，则像素亮度Yin通过加权函数W(Yin)对应得到的加权值A以加权限制值Wmax输出。

因此，由图2可知，加权函数W(Yin)在像素亮度Yin大于等于临界亮度后有对应的加权值A，且当像素亮度Yin透过加权函数W(Yin)所得到的加权值A大于加权限制值Wmax时，加权值则被限制为加权限制值Wmax。

请参考图3，图3为本发明较佳实施例的色彩噪声抑制装置。此色彩噪声抑制装置300主要是根据图2步骤103所提出的直线方程式运作的。此色彩噪声抑制装置300包括有加权决定装置305、作为加权限制的箝位器330以及加权装置307，其中加权决定装置305由减法器310以及乘法器320所组成，加权装置307由乘法器340、350所组成。

直线方程式所使用的临界亮度、斜率，则分别由加权决定装置305中减法器310接收的临界亮度信号360(Yth)以及乘法器320接收的斜率信号365(S)来决定。而直线方程式所使用的加权限制值则由箝位器330接收的加权限制信号366来决定。

因此，当色彩噪声抑制装置300接收代表数字影像像素的亮度输入信号370、彩度输入信号371(U(in))、彩度输入信号373(V(in))时，可经由减法器310同时接收亮度输入370(Yin)、临界亮度信号360后相减输出，乘法器320同时接收减法器310的输出以及斜率信号365后相乘输出，以得到代表亮度输入信号370经图2直线方程式后所得加权值的加权信号321。而加权信号321可在箝位器330受加权限制信号366控制的情况下，箝位输出小于等于加权限制值(Wmax)电平(level)的加权信号325。最后，在乘法器340同时接收加权信号325以及彩度输入信号371，以及在乘法器350同时接收加权信号325以及彩度输入信号373的情况下，可通过彩度输入信号371、373分别乘上加权信号325后得到彩度输出信号381、383。

而数字信号像素的亮度输入信号370经色彩噪声抑制装置300后，其根据亮度输入信号370调整数字影像像素的彩度输入信号371、373，以输出381(Uout)、彩度输出信号383(Vout)。而数字影像则可通过上述的机制，根据数字影像像素的亮度调整数字影像像素的彩度。

请参考图4，图4为数字影像图片经本发明色彩噪声抑制装置前后的比较图。左半部为未经本发明色彩噪声抑制装置的原始图片，右半部为经本发明色彩噪声抑制装置的抑制噪声后的图片。明显地，通过本发明，根据数字影像上像素的亮度表现，以加权调整像素所对应的彩度，有效抑制了低亮度的色彩噪声。综合上述，本发明提出一种色彩噪声抑制的方法及装置，藉由根据数字影像像素的亮度，加权调整像素所对应的彩度。因此，本发明是在亮度较低下给其较低的色彩饱和度而抑制低亮度的色彩噪声，在亮度较高时而给其较高的色彩饱和度使画面有较丰富的色彩。

当然，本发明还可有其他多种实施例，例如上述加权值的取得也可以直接通过查表方式或其它类似的映像方式取得。在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1、一种色彩噪声抑制的方法，其特征在于，包括如下步骤：

取得一像素的亮度值；

以所述像素的亮度值为输入变量，通过加权方式映像取得一加权值；

再根据所述加权值调整对应所述像素的彩度。

2、一种色彩噪声抑制的方法，其特征在于，根据一像素所对应的亮度，以加权方式调整所述像素所对应的彩度，所述的加权方式，又包括如下步骤：

提供一加权函数，其中所述加权函数与一临界亮度相关且所述加权函数以所述像素的亮度作为变量；

决定所述临界亮度；

通过所述加权函数找出所述像素亮度所对应的一加权值；以及

根据所述加权值调整对应所述像素的彩度。

3、根据权利要求2所述的色彩噪声抑制的方法，其特征在于，所述加权函数为一具有边界条件的线性函数。

4、根据权利要求3所述的色彩噪声抑制的方法，其特征在于，若所述加权函数以W表示，所述临界亮度以Yth表示，所述像素的亮度以Yin表示，所述线性函数的斜率以S表示，所述加权值以A表示，则所述加权函数可表示为：

W(Yin)＝S×(Yin-Yth)＝A

5、根据权利要求4所述的色彩噪声抑制的方法，进一步包括：

如果所述加权值未超出一边加权限制值，则根据所述加权值调整所述像素的彩度，如果所述加权值超出所述边加权限制值，则根据所述边加权限制值调整所述像素的彩度。

6、一种色彩噪声抑制的装置，其特征在于，包括：

一加权决定装置，接收一亮度输入信号以输出一加权信号；以及

一加权装置，接收所述加权信号以及至少一彩度输入信号以输出一彩度输出信号。

7、根据权利要求6所述的色彩噪声抑制的装置，进一步包括：

一加权限制装置，接收由所述加权决定装置所输出的所述加权信号以及一加权限制信号以限制所述加权信号的电平输出，且所述加权限制装置输出所述加权信号至所述加权装置。

8、根据权利要求7所述的色彩噪声抑制的装置，其特征在于，所述加权限制装置为一箝位器。

9、根据权利要求6所述的色彩噪声抑制的装置，其特征在于，所述加权决定装置进一步包括：

一减法器，接收所述亮度输入信号以及一临界亮度信号以相减输出；以及

一乘法器，接收所述减法器的输出以及一斜率信号以相乘输出所述加权信号。

10、根据权利要求6所述的色彩噪声抑制的装置，其特征在于，所述加权装置为一乘法器。

11、根据权利要求6所述的色彩噪声抑制的装置，其特征在于，所述彩度输入信号包括一第一彩度输入信号以及一第二彩度输入信号。

12、根据权利要求11所述的色彩噪声抑制的装置，其特征在于，所述加权装置进一步包括：

一第一乘法器，接收所述第一彩度输入信号以及所述加权信号以输出一第一彩度输出信号；以及

一第二乘法器，接收所述第二彩度输入信号以及所述加权信号以输出一第二彩度输出信号。