CN1929543A - 数字照相机静止图像画质改善方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于数字照相机静止图像画质改善方法的发明。本发明的由以下几个步骤组成。第一步，利用JPEG算法将图像数据压缩；第二步，将图像信息储存到JPEG压缩图像数据的用户数据中；第三步，将JPEG压缩图像数据解压缩；第四步，通过储存在用户数据部分的信息将解压缩后的数据变换成新的图像数据；第五步，将新的图像数据变换成RGB形式。通过本发明可以扩大亮度值和色彩值的范围，增加图像的鲜明度，从而使画质得到改善。

Description

数字照相机静止图像画质改善方法

【技术领域】

本发明是关于改善数字照相机静止图像画质方法的发明，更为详细地说，就是关于利用图像亮度和色彩的最大值和最小值对数字照相机静止图像画质进行改善的方法。

【背景技术】

目前人们对数字照相机的需求日益增加，在数字照相机中为了保证有效地处理图像，使用JEPG算法对数据进行压缩和伸长。JPEG算法的核心是离散余弦变换。(DCT：Dixcete Cosine Transform)

离散余弦变换是将8×8的图像空间表达式转化为频率域表达式的正交变换，变换后大部分图像能量集中在低频部分，利用这种特性，丢弃高频部分信息实现压缩。为了丢弃高频部分信息，需要用到量化，量化就是将频率成份值按照成份不同分成定好的量化值。

采用离散余弦变换技术的压缩虽然提高了压缩率，但丢弃的高频部分即使进行逆量化解压缩也难以恢复到原始状态。

人眼对频率的敏感度不同，对高频不敏感，对低频敏感，而低频部分可以完全恢复到初始状态。

离散余弦变换或量化过程都不实现真正的压缩，只是对数据进行变换，真正实现压缩的过程是熵编码过程。

熵编码对出现概率大的事件用短码字编码，反之用长码字编码，使事件的平均码长缩短，实现码率压缩。经过熵编码过程得到时最终压缩数据。

图1是数字照相机图像数据传统处理方法的流程示意图。

参照图1对数字照相机图像数据传统处理方法进行说明。

照相机镜头1在物体的反射光进入传感器2之前对输入光的量进行调节。

然后传感器2将图像的R，G，B亮度和色彩值转换成电信号。模拟/数字变换器(ADC)3将从传感器2输出的连续的模拟信号变换成数字数据的0，1码。

其间使用色表现方式为YUV或YcbCr方式，这两种方式是通过将图像数据的亮度和色度分离然后表现色彩的方式。

在JPEG压缩部4对模拟/数字变换器3中变换的数字图像以JPEG方式进行压缩以便储存。然后将压缩数字图像数据储存在存储器6中。

在JPEG解压缩部通过YUV方式将存储器6中的压缩数据转换成图像数据7，再变换成RGB形式8，最后在LCD等显示屏9中显示出图像。

数字图像数据压缩前的处理过程称为前期处理，压缩后的处理过程称为后期处理。

图2是使用JPEG压缩算法压缩的图像的信息构成示意图。如图所示，使用JPEG算法压缩的图像数据中包括压缩数据21，用户数据22，JPEG文件头23和JPEG开始符24等。

传统的静止图像压缩过程中将压缩的图像数据储存在压缩数据21部分，作者、制作时间、地点等数据储存在用户数据22空间内。

即，依据传统技术对图像数据进行压缩时，储存的不是图像画质改善信息而是与图像相关的附加信息。

但是，JPEG压缩数据中不是单纯地储存附加的信息，而是储存了与静止图像有关的信息，只要进行一些重载，就可以获得比较满意的画质改善效果。

但是图像数据处理过程中，传统技术没能有效地使用用户数据空间。

【发明内容】

本发明为解决上述问题进行了研发，在利用JPEG压缩算法进行压缩时，将图像数据的亮度/色度值的最大值和最小值信息储存在JPEG压缩图像数据中，解压缩时使用上述信息对静止图像画质进行改善。

依据本发明，还可以增加图像像素间的亮度差和色度差，提高图像的鲜明度，收到明显的画质改善效果。

为了实现上述目的，本发明的数字照相机静止图像画质改善方法由以下几个步骤组成。第一步，利用JPEG算法将图像数据压缩；第二步，将图像信息储存到JPEG压缩图像数据中的用户数据中；第三步，将JPEG压缩图像数据解压缩；第四步，通过储存在用户数据部分的信息将解压缩后的数据变换成新的图像数据；第五步，将新的图像数据变换成RGB形式。

如上所述，通过本发明，可以将图像数据的亮度和色度信息储存在JPEG压缩图像数据中，利用这些信息可以改善图像的画质。

此外，在非常暗或非常亮的地方拍摄出的照片，由于亮度和色度的范围有限，画面质量较差，依据本发明，可扩大亮度和色度的范围，增加图像的鲜明度，达到改善画质的目的。

即，增加各像素之间的亮度差和色度差，增加图像鲜明度，达到改善画质的目的。

【附图说明】

图1是数字照相机图像数据传统处理方法的流程示意图。

图2是使用JPEG压缩算法压缩的图像的信息构成示意图。

图3是依据本发明对数字照相机静止图像画质进行改善的流程示意图。

图4是JPEG压缩图像数据解压缩和变换过程示意图。

图5是依据本发明实施的YUV图像数据亮度值变换过程示意图。

【具体实施方式】

下面将参照附图对本发明的数字照相机静止图像画质改善方法的实施例进行详细说明。

图3是依据本发明对数字照相机静止图像画质进行改善的流程示意图。如图所示本发明由以下几个步骤组成。第一步，利用JPEG算法将图像数据压缩步骤S100；第二步，掌握压缩图像数据的亮度和色度值的最大值和最小值，并储存到用户数据中步骤S110；第三步，将JPEG压缩图像数据解压缩步骤S120；第四步，利用用户数据中储存的最大值和最小值将解压缩的YUV图像数据变换成新值步骤S130；第五步，将YUV数据变换成RGB形式步骤S140。

通常在数字照相机中通过模拟/数字变换将模拟信号转换为YUV方式的数字数据。然后利用JEPG压缩算法将YUV数字数据压缩。

压缩结束后可以知道图像数据的最大值和最小值。即知道图像数据的亮度和色度在那一个阶段范围内。

例如，YUV方式的图像数据中，亮度和色度为8bit时，亮度和色度范围为0-255位，压缩结束后可以知道YUV图像数据的亮度和色度属于那个阶段。

本发明就是在压缩结束后将数据的最大值和最小值储存在用户信息部分中，在解压缩的过程中利用上述信息扩大解压缩图像数据的亮度和色度范围，增加各像素之间的亮度差和色度差，从而达到改善图像的效果。

下面，参照图4与图5对依据本发明的实施例进行说明。

图4是JPEG压缩图像数据解压缩和变换过程示意图。

图5是依据本发明实施的YUV图像数据亮度值变换过程示意图。

如图4，压缩数据30在JPEG解压缩部中解压缩成YUV方式的图像数据。

这里的压缩数据30是使用JPEG压缩算法压缩而成，用户数据中包括压缩前的图像数据信息。具体来说，就是包括亮度和色度的最大值(M)和最小值(S)信息。

然后从JPEG压缩数据中解压缩的YUV方式数据32利用上述最大值和最小值使用下面的运公式变换成新的YUV图像数据34。

【公式1】

$\mathrm{Out}=\frac{(\mathrm{In}-S)}{M}\×255|$

公式中的M是储存在用户信息中的亮度和色度的最大值，S是最小值，In是亮度与色度的个别值，Out是通过公式1变换成的新亮度和色度值。

例如：假设JPEG压缩部中的YUV方式的预解压缩文件的亮度值在12-225之间，就认为最小值为16，最大值为225然后储存到用户信息中。

然后解压缩图像数据30，转换成YUV方式数据32，再通过公式1和储存在用户数据中的信息转换成具有新亮度值的YUV方式数据。

如图5，通过公式1将原来色度为Y的图像数据变换成亮度为Y的新图像数据。

变换后，YUV方式的图像数据的亮度值范围由16-240位扩大到0-255位。

色度的变换过程与亮度变换过程相同。

如上所述，在非常暗或非常亮的地方拍摄出的照片，由于亮度和色度的范围有限，画面质量较差，依据本发明可扩大亮度和色度的范围，增加图像的鲜明度，达到改善画质的目的。

即，增加各像素之间的亮度差和色度差，增加图像鲜明度，达到改善画质的目的。

通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。

因此，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1、数字照相机静止图像画质改善方法，包括：

第一步，利用JPEG算法将图像数据压缩；

第二步，将图像信息储存到JPEG压缩图像数据中的用户数据中；第三步，将JPEG压缩图像数据解压缩；

第四步，通过储存在用户数据部分的信息将解压缩后的数据变换成新的图像数据；

第五步，将新的图像数据变换成RGB形式。

2、如权利要求项1所述的数字照相机静止图像画质改善方法，其特征在于，

在储存图像数据信息步骤中，将图像的亮度/色度的最大值和最小值信息储存到用户数据部分。

3、如权利要求项1所述的数字照相机静止图像画质改善方法，其特征在于，

利用用户数据部分的信息将解压缩后的数据变换成新的数据步骤中将解压缩后获得的图像数据的亮度/色度值变换为新值。

4、如权利要求项3所述的数字照相机静止图像画质改善方法，其特征在于，

将解压缩后的数据变换成新的图像数据步骤中将解压缩后获得的图像数据的亮度/色度值变换为新值时使用的公式为：

$\mathrm{Out}=\frac{(\mathrm{In}-S)}{M}\×255$

其中，In是亮度与色度的个别值，Out是通过公式变换成的新亮度和色度值，M是储存在用户信息中的亮度和色度的最大值，S是最小值。

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