CN202058210U - 亮度提升装置 - Google Patents

Abstract

一种亮度提升装置，包括：第一计算单元，计算每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离；第一判断单元，根据第一计算单元获取的每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离，判断每一像素点是否处在肤色区域、第一区域或第二区域；亮度提升单元，与第一判断单元连接，若像素点处在肤色区域，则按基准幅度提升亮度；若像素点处在第一区域，使亮度提升的程度随像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离的增加而逐步减小；若像素点处在第二区域，则保持原亮度。采用本实用新型的亮度提升装置，可以避免提升亮度后图像肤色区域亮于其他区域，整体出现分两层的现象。

Description

亮度提升装置

技术领域

本实用新型涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种亮度提升装置。

背景技术

随着数字技术的发展，越来越多的彩色图像设备走入人们的生活，例如数码相机，液晶电视，可视电话等，但在图像采集过程中，由于图像设备本身的原因，采集出来的图像有可能出现曝光不足，颜色失真等现象，因此人们希望通过后续处理，来改善这些图像的质量。

由于在图像处理技术中一些目标区域需要以色度区分，例如，人的肤色，这使得YCrCb颜色空间成为图像处理技术中一种常用的颜色空间，其中Y指亮度，Cr指红色分量与亮度的差值，Cb指蓝色分量与亮度的差值。经大量的研究和实验表明，在一定亮度范围内，人的肤色在去除亮度信息的归一化YCrCb颜色空间中，Cr、Cb近似服从正态分布，即式中，

其中，μ_Cr，μ_Cb，σ_Cr，σ_Cb为红色色差Cr与蓝色色差Cb的平均值及各自的方差，ρ为两色差的相关系数。在正态分布的前提下，人的Cr、Cb在色度空间内聚集在以μ_Cr，μ_Cb为中心的椭圆内，椭圆上的点到μ_Cr，μ_Cb的距离相等，定义

一般称D为Mahalanobis距离。经统计，黄色人种、白色人种、黑色人种及混合后平均的μ_Cr，μ_Cb，σ_Cr，σ_Cb及ρ的各值请见图1。并且亮度在一定范围，人肤色的D为一固定值D1，这样，可以通过计算任意一像素点的D来判别该像素点是否为肤色，若D＜D1，则该像素点为肤色，否则该像素点不为肤色。

一般在对带肤色图像的亮度提升处理过程中，每一像素点通过色度分布找到是否属于肤色区域后，都只对肤色区域进行亮度提升，其他区域不做处理，具体参照Du-Sik Park等人于2006年12月26日发表在Journal of ElectronicImaging上题目为Preferred skin color reproduction on the display的文章中，这样处理会造成提升亮度后的整个图像出现分层现象，肤色区域明显亮于周边区域，出现两层。

因此，在处理带人肤色的图像过程中亟待找到一种既可以提升肤色区域的亮度，又可以消除图像因提升亮度而产生分层的现象的亮度提升装置。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是消除因提升图像中肤色亮度而产生分层的现象。

为解决上述问题，本实用新型提供一种亮度提升的装置，包括：

亮度，红色色差，蓝色色差获取单元，用于得到待提升亮度图像每一像素点亮度，红色色差，蓝色色差；

第一计算单元，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元连接，计算每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离；

第一判断单元，与第一计算单元连接，根据第一计算单元获取的每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离，判断所述像素点是否处在肤色区域、第一区域或第二区域；所述肤色区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离小于第一阈值，所述第一区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离大于肤色区域各像素点距中心点的Mahalanobis距离而小于第二阈值，所述第二区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离大于第一区域各像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离；

亮度提升单元，与第一判断单元连接，若像素点处在肤色区域，则按基准幅度提升亮度；若像素点处在第一区域，使亮度提升的程度随像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离的增加而逐步减小；若像素点处在第二区域，则保持原亮度。

可选地，所述第一计算单元包括：

第一减法器，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元连接，包括：肤色区域中心点的蓝色色差输入端，计算亮度，红色色差，蓝色色差获取单元获取的每一像素点蓝色色差与肤色区域中心点的蓝色色差差值；

第一绝对值运算器，与第一减法器连接，对第一减法器所获得的差值进行绝对值运算；

第二减法器，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元连接，包括：肤色区域中心点的红色色差输入端，计算亮度，红色色差，蓝色色差获取单元获取的每一像素点红色色差与肤色区域中心点的红色色差差值；

第二绝对值运算器，与第二减法器连接，对第二减法器所获得的差值进行绝对值运算；

第一比较器，与第一减法器、第一绝对值运算器、第二减法器、第二绝对值运算器连接，若第一减法器与第二减法器符号相同，则将第一绝对值运算器与第二绝对值运算器所获得的值相加，将所获得的相加结果导入第一判断单元；若否，则将第一绝对值运算器所获得值与第二绝对值运算器所获得值导入第二比较器；

第二比较器，与第一比较器连接，若第一绝对值运算器所获得值大于第二绝对值运算器所获得值，则将第一绝对值运算器所获得值导入第一判断单元；若否，则将第二绝对值运算器所获得值导入第一判断单元。

可选地，所述第一判断单元包括：

第三比较器，与第一计算单元连接，包括：第一阈值输入端，若第一计算单元所得到的像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离比第一阈值小，则判断该像素点落入肤色区域；若否，则将该像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离导入第四比较器；

第四比较器，与第三比较器连接，包括：第二阈值输入端，若第三比较器导入的该像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离小于第二阈值，则判断该像素点落入第一区域；若否，则判断该像素点落入第二区域。

可选地，所述亮度提升单元包括：

亮度基准幅度获取单元，所述亮度基准幅度获取单元包括：第二判断单元，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元连接，包括：像素点亮度最大值输入端、像素点亮度最小值输入端、像素点亮度中间值输入端，判断每一像素点亮度Y是否落在[Y_min，Y_medium]之间；若是，则将该像素亮度Y，像素点亮度中间值Y_medium，像素点亮度最小值Y_min，导入第二计算单元；若否，则将该像素亮度Y，像素点亮度中间值Y_medium，像素点亮度最大值Y_max导入第三计算单元；第二计算单元，与第二判断单元连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端，采用

得到该像素点亮度增加基准值ΔY，所述ΔY_medium为像素点亮度中间值Y_medium增加量；第三计算单元，与第二判断单元连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端，采用得到该像素点亮度增加基准值ΔY，所述ΔY_medium为像素点亮度中间值Y_medium增加量；

调制函数获取单元，与第一计算单元、第一判断单元连接，若像素点处在肤色区域，则设置对应区域内调制函数值为1，若像素点处在第二区域，则设置对应区域内调制函数值为0，若像素点处在第一区域，则设置对应区域内调制函数为1到0之间单调下降；

第四计算单元，包括：第一乘法器，与调制函数获取单元、亮度基准幅度获取单元连接，将每一像素点在亮度基准幅度获取单元得到的值与调制函数获取单元获取的调制函数相乘；第一加法器，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元、第一乘法器相连，将乘法器所获得值与原亮度值相加得到每一像素点提升亮度后的亮度值。

可选地，所述第二计算单元包括：

第二乘法器，与第二判断单元连接，将Y_medium-Y_min取倒数后结果与Y-Y_min相乘；

第三乘法器，与第二乘法器连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端，将所接收的像素点亮度中间值增加量ΔY_medium与第二乘法器结果相乘，得到该像素点亮度增加基准值；

所述第三计算单元包括：

第四乘法器，与第二判断单元连接，将Y_max-Y_medium取倒数后结果与Y_max-Y相乘；

第五乘法器，与第四乘法器连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端，将ΔY_medium与第四乘法器结果相乘，得到该像素点亮度增加基准值。

可选地，所述调制函数获取单元包括：

调制函数选择单元，与第一判断单元连接，在像素点处在肤色区域时，启动第一调制函数输出单元；在像素点处在第二区域时，启动第二调制函数输出单元；在像素点处在第一区域时，启动第三调制函数输出单元；

第一调制函数输出单元，与调制函数选择单元连接，启动时输出调制函数值为1；

第二调制函数输出单元，与调制函数选择单元连接，启动时输出调制函数值为0；

第三调制函数输出单元，包括：

第三减法器，与第一计算单元、调制函数选择单元连接，包括：第一阈值输入端，将落入第一区域像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离与第一阈值相减；

第六乘法器，与第三减法器相连，将第三减法器获取值与第三减法器获取值相乘；

第四减法器，包括：第二阈值输入端、第一阈值输入端，将第二阈值与第一阈值取差值；

第七乘法器，与第四减法器相连，将第四减法器获取值与第四减法器获取值相乘；

第八乘法器，与第六乘法器、第七乘法器相连，将七乘法器获取值取倒数后结果与第六乘法器获取值相乘；

第五减法器，与第八乘法器相连，包括：1值输入端，计算1减去第八乘法器获得的值，并输出调制函数值。

可选地，所述调制函数获取单元包括：

调制函数选择单元，与第一判断单元连接，在像素点处在肤色区域时，启动第一调制函数输出单元；在像素点处在第二区域时，启动第二调制函数输出单元；在像素点处在第一区域时，启动第三调制函数输出单元；

第一调制函数输出单元，与调制函数选择单元连接，启动时输出调制函数值为1；

第二调制函数输出单元，与调制函数选择单元连接，启动时输出调制函数值为0；

第三调制函数输出单元，包括：

第六减法器，与第一计算单元、调制函数选择单元连接，包括：第二阈值输入端，将落入第一区域像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离与第二阈值相减；

第七减法器，包括：第一阈值输入端，第二阈值输入端，将所述第一阈值与第二阈值相减；

第九乘法器，与第六减法器及第七减法器连接，将第七减法器所获得值取倒数后与第六减法器所获得值相乘，并输出调制函数值。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：通过根据不同色度对区域每一像素点对应亮度进行调制，得到调制后的提升亮度的图像，与原先的只对肤色区域进行提升亮度的处理结果相比，可以避免提升亮度后图像肤色区域亮于其他区域，整体出现分两层的现象。

附图说明

图1是统计不同人种的色度分布特征值列表；

图2是本实用新型亮度提升装置结构示意图；

图3是本实用新型简化人皮肤色度分布范围示意图；

图4是本实用新型实施例一与二中第一计算单元结构示意图；

图5是本实用新型实施例一与二中第一判断单元结构示意图；

图6是本实用新型实施例一与二中亮度基准幅度获取单元结构示意图；

图7是本实用新型实施例一中第三调制函数输出单元结构示意图；

图8是本实用新型实施例一与二中亮度提升的方法流程示意图；

图9是本实用新型实施例一与二中亮度提升的方法肤色度分布、第一区域与第二区域范围示意图；

图10是本实用新型实施例一与二中亮度提升的方法肤色度区域、第一区域与第二区域亮度基准幅度获取示意图；

图11是本实用新型实施例一中亮度提升的方法肤色度区域、第一区域与第二区域调制函数示意图；

图12是本实用新型实施例二中第三调制函数输出单元结构示意图；

图13是本实用新型实施例二中亮度提升的方法肤色度区域、第一区域与第二区域调制函数示意图。

具体实施方式

本实用新型旨在通过对亮度调制时加入色度信息，根据不同区域色度对每一像素点对应亮度进行调制，得到调制后的提升亮度的图像，避免图像只有肤色区域较亮，其他区域亮度较暗，整体出现分两层的现象。

基于此，本实用新型提供一种亮度提升的装置，包括：

亮度，红色色差，蓝色色差获取单元，用于得到待提升亮度图像每一像素点亮度，红色色差，蓝色色差；

第一计算单元，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元连接，计算每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离；

第一判断单元，与第一计算单元连接，根据第一计算单元获取的每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离，判断所述像素点是否处在肤色区域、第一区域或第二区域；所述肤色区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离小于第一阈值，所述第一区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离大于肤色区域各像素点距中心点的Mahalanobis距离而小于第二阈值，所述第二区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离大于第一区域各像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离；

亮度提升单元，与第一判断单元连接，若像素点处在肤色区域，则按基准幅度提升亮度；若像素点处在第一区域，使亮度提升的程度随像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离的增加而逐步减小；若像素点处在第二区域，则保持原亮度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的两个具体实施方式做详细的说明。

实施例一

如图2所示，本实施例一提供的亮度提升装置，包括：

亮度，红色色差，蓝色色差获取单元1，用于得到待提升亮度图像每一像素点亮度，红色色差，蓝色色差；

第一计算单元2，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元1连接，计算所述像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离；

第一判断单元3，与第一计算单元2连接，根据第一计算单元获取的每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离，判断所述像素点是否处在肤色区域、第一区域或第二区域；所述肤色区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离小于阈值，所述第一区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离大于肤色区域各像素点距中心点的Mahalanobis距离，所述第二区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离大于第一区域各像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离；

亮度提升单元4，与第一判断单元3连接，若像素点处在肤色区域，则按基准幅度提升亮度；若像素点处在第一区域，使亮度提升的程度随像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离的增加而逐步减小；若像素点处在第二区域，则保持原亮度。

由于椭圆状的人肤色分布使得根据色度判断某像素点是否是肤色区域在硬件上很难实现，所以本实用新型对人皮肤在色度空间上的分布进行了简化，如图3所示，用直线对椭圆各边进行逼近，形成一个六边形。

如图4所示，所述第一计算单元2包括：

第一减法器21，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元1连接，包括：肤色区域中心点的蓝色色差输入端211，计算亮度，红色色差，蓝色色差获取单元获取的每一像素点蓝色色差与肤色区域中心点的蓝色色差差值；

第一绝对值运算器22，与第一减法器21连接，对第一减法器所获得的差值进行绝对值运算；

第二减法器23，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元1连接，包括：肤色区域中心点的红色色差输入端231，计算亮度，红色色差，蓝色色差获取单元获取的每一像素点红色色差与肤色区域中心点的红色色差差值；

第二绝对值运算器24，与第二减法器23连接，对第二减法器所获得的差值进行绝对值运算；

第一比较器25，与第一减法器21、第一绝对值运算器22、第二减法器23、第二绝对值运算器24连接，若第一减法器与第二减法器符号相同，则将第一绝对值运算器与第二绝对值运算器所获得的值相加，将所获得的相加结果导入第一判断单元；若否，则将第一绝对值运算器所获得值与第二绝对值运算器所获得值导入第二比较器；

第二比较器26，与第一比较器连接25，若第一绝对值运算器所获得值大于第二绝对值运算器所获得值，则将第一绝对值运算器所获得值导入第一判断单元；若否，则将第二绝对值运算器所获得值导入第一判断单元。

如图5所示，所述第一判断单元3包括：

第三比较器31，与第一计算单元2连接，包括：第一阈值输入端311，若第一计算单元所得到的像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离比第一阈值小，则判断该像素点落入肤色区域；若否，则将该像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离导入第四比较器；

第四比较器32，与第三比较器31连接，包括：第二阈值输入端321，若第三比较器导入的该像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离小于第二阈值，则判断该像素点落入第一区域；若否，则判断该像素点落入第二区域。

需要注意的是，第三比较器也可设置为减法器，若第一计算单元所得到的像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离与第一阈值差值小于0，则判断该像素点落入肤色区域；若否，则将减法器获得的值导入第四比较器；相应地，第四比较器包括：第二阈值与第一阈值差值输入端，若第三比较器导入的该像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离与第一阈值差值小于第二阈值与第一阈值差值，则判断该像素点落入第一区域；若否，则判断该像素点落入第二区域。

所述亮度提升单元4包括：

亮度基准幅度获取单元41，如图6所示，所述亮度基准幅度获取单元包括：第二判断单元411，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元1连接，包括：像素点亮度最大值输入端4111、像素点亮度最小值输入端4112、像素点亮度中间值输入端4113，判断每一像素点亮度Y是否落在[Y_mim，Y_medium]之间；若是，则将该像素亮度Y，像素点亮度中间值Y_medium，像素点亮度最小值Y_min，导入第二计算单元412；若否，则将该像素亮度Y，像素点亮度中间值Y_medium，像素点亮度最大值Y_max导入第三计算单元413；第二计算单元412，与第二判断单元411连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端4121，采用

得到该像素点亮度增加基准值ΔY，所述ΔY_medium为像素点亮度中间值Y_medium增加量；第三计算单元413，与第二判断单元411连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端4131，采用

得到该像素点亮度增加基准值ΔY，所述ΔY_medium为像素点亮度中间值Y_medium增加量；

调制函数获取单元42，与第一计算单元2、第一判断单元3连接，若像素点处在肤色区域，则设置对应区域内调制函数值为1，若像素点处在第二区域，则设置对应区域内调制函数值为0，若像素点处在第一区域，则设置对应区域内调制函数为1到0之间单调下降；

第四计算单元43，包括：第一乘法器431，与调制函数获取单元42、亮度基准幅度获取单元41连接，将每一像素点在亮度基准幅度获取单元得到的值与调制函数获取单元获取的调制函数相乘；第一加法器432，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元、第一乘法器相连，将乘法器所获得值与原亮度值相加得到每一像素点提升亮度后的亮度值。

所述第二计算单元412包括：

第二乘法器4121，与第二判断单元411连接，将Y_mean-Y_min取倒数后结果与Y-Y_min相乘；

第三乘法器4122，与第二乘法器4121连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端41221，将所接收的像素点亮度中间值增加量ΔY_medium与第二乘法器结果相乘，得到该像素点亮度增加基准值；

所述第三计算单元413包括：

第四乘法器4131，与第二判断单元411连接，将Y_max-Y_medium取倒数后结果与Y_max-Y相乘；

第五乘法器4132，与第四乘法器4131连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端41321，将ΔY_medium与第四乘法器结果相乘，得到该像素点亮度增加基准值。

所述调制函数获取单元42包括：

调制函数选择单元421，与第一判断单元3连接，在像素点处在肤色区域时，启动第一调制函数输出单元422；在像素点处在第二区域时，启动第二调制函数输出单元423；在像素点处在第一区域时，启动第三调制函数输出单元424；

第一调制函数输出单元422，与调制函数选择单元421连接，启动时输出调制函数值为1；

第二调制函数输出单元423，与调制函数选择单元421连接，启动时输出调制函数值为0；

第三调制函数输出单元424，如图7所示，包括：

第三减法器4241，与第一计算单元2、调制函数选择单元421连接，包括：第一阈值输入端42411，将落入第一区域像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离与第一阈值相减；

第六乘法器4242，与第三减法器相连4241，将第三减法器获取值与第三减法器获取值相乘；

第四减法器4243，包括：第二阈值输入端42431、第一阈值输入端42432，将第二阈值与第一阈值取差值；

第七乘法器4244，与第四减法器4243相连，将第四减法器获取值与第四减法器获取值相乘；

第八乘法器4245，与第六乘法器4242、第七乘法器4244相连，将七乘法器获取值取倒数后结果与第六乘法器获取值相乘；

第五减法器4246，与第八乘法器4245相连，包括：1值输入端42461，计算1减去第八乘法器获得的值，并输出调制函数值。

如图8所示，与本实施例一提供的亮度提升装置对应的亮度提升的方法包括：

执行步骤S1，获取待提升亮度的图像中每一像素点对应的亮度信号，红色色差，蓝色色差各分量值。

在本实施例一中具体为输入三个具有代表性的像素点，对应三个像素点的Y，Cb，Cr值分别为：点一(100，109，160)，点二(100，129，160)，点三(100，149，160)。

执行步骤S2，获取每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离。所述获取每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离步骤包括：以红色色差，蓝色色差分量值构建坐标系，任意一像素点的坐标为(Cr，Cb)，设置肤色区域中心点的坐标为(Cro，Cbo)；

若Cr＞Cro且Cb＞Cbo或Cr≤Cro且Cb≤Cbo时：

D＝|Cb-Cbo|+|Cr-Cro|；

若Cr≤Cro且Cb＞Cbo或Cr＞Cro且Cb≤Cbo时：

D＝max(|Cb-Cbo|，|Cr-Cro|)。

本实施例一中设置肤色区域中心点(cr，cb)为(154，105)，

若Cr＞154且Cb＞105或Cr≤154且Cb≤105时：

D＝|Cb-105|+|Cr-154|；

若Cr≤154且Cb＞105或Cr＞154且Cb≤105时：

D＝max(|Cb-105|，|Cr-154|)。

需要注意的是，如果是待处理的图像人种比较集中，例如在某些特定地理范围使用，肤色区域中心点(Cr，Cb)可以根据图1做更精准设置。

执行步骤S3，将图像中的像素点分为：肤色区域、第一区域和第二区域；所述肤色区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离小于第一阈值，所述第一区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离大于肤色区域各像素点距中心点的Mahalanobis距离而小于第二阈值，所述第二区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离大于第一区域各像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离；

所述第一阈值D₁范围包括：0～40，优选20；所述第二阈值D2＝D1+δ，所述δ范围包括：0～40，优选20。

经过上述步骤，所述每一像素点可能处于的肤色区域，第一区域或第二区域范围如图9所示。

具有代表性地，点一(100，109，160)对应的D为10，判断点一处于肤色区域；

点二(100，129，160)对应的D为30，判断点二处于第一区域；

点三(100，149，160)对应的D为50，判断点三处于第二区域。

执行步骤S4，对肤色区域的像素按基准幅度提升亮度；对第一区域的像素点，使亮度提升的程度随像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离的增加而逐步减小；对第二区域的像素点，保持原亮度。

所述步骤S4中，对各区域像素点提升亮度包括：

Y’＝Y+ΔY*g(D)，其中Y为原亮度，Y’为提升后亮度，ΔY为亮度提升基准幅度，g(D)为ΔY的调制函数；

所述亮度提升基准幅度ΔY计算方法，如图10所示，包括：

若Y_min≤Y≤Y_medium时，

若Y_medium＜Y≤Y_max时，

其中，Y_medium为亮度中间值，ΔY_medium为亮度中间值Y_medium的提升量。

本实施例一中，优选ΔY_medium为20，Y_min范围[0，40]，Y_max范围[220，230]，Y_medium范围[110，135]，Y_min取优选值24，Y_max取优选值230，Y_medium取优选值127；

所述ΔY调制函数g(D)满足：

若像素点位于肤色区域，g(D)＝1；

若像素点位于第二区域，g(D)＝0；

若像素点位于第一区域，g(D)为1到0之间单调下降。

本实施例一中所述步骤S4中第一区域g(D)为单调下降的抛物线，即：

其中D₁为第一阈值，D₂为第二阈值，如图11所示。

本实施例一中，由于三点亮度都为100，落在Y_min≤Y≤Y_medium范围内，则ΔY可得为15。

原具有代表性的三个像素点若只提升肤色区域亮度，则处于肤色区域点一YCbCr坐标为(115，109，160)，处于第一区域点二为(100，129，160)，处于第二区域点三为(100，149，160)，肤色区域与第一区域由于亮度变化较大，容易出现分层。

采用本实施例一的亮度提升方法，具有代表性的三个点，点一(100，109，160)对应的D为10，处于肤色区域，则调制函数g(D)＝1，则Y’可得为115；

点二(100，129，160)对应的D为30，处于第一区域，则调制函数

则Y’可得为111；

点三(100，149，160)对应的D为50，处于第二区域，则调制函数g(D)＝0，则Y’可得为原亮度值100。

经本实施例一的亮度提升装置及方法处理后，亮度经调制后的肤色区域点一为(115，109，160)，处于第一区域点二为(111，129，160)，处于第二区域点三为(100，149，160)，自肤色区域至第二区域，亮度逐渐降低，变化较平滑，可以避免肤色区域与第一区域的分层现象。

实施例二

本实施例二提供的亮度提升装置中第三调制函数输出单元与对应的亮度提升的方法步骤S4采用的调制方式与实施例一不同，其余步骤相同。

所述第三调制函数输出单元424，如图12所示，包括：

第六减法器4247，与第一计算单元2、调制函数选择单元421连接，包括：第二阈值输入端42471，将落入第一区域像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离与第二阈值相减；

第七减法器4248，包括：第一阈值输入端42481，第二阈值输入端42482，将所述第一阈值与第二阈值相减；

第九乘法器4249，与第六减法器4247及第七减法器4248连接，将第七减法器所获得值取倒数后与第六减法器所获得值相乘，并输出调制函数值。

本实施例二中，所述第一区域g(D)为单调下降的一次函数，即：

其中D₁为第一阈值，D₂为第二阈值，如图13所示；

具有代表性地，点一(100，109，160)对应的D为10，处于肤色区域，则调制函数g(D)＝1，则Y’可得为115；

点二(100，129，160)对应的D为30，处于第一区域，则调制函数

则Y’可得为108；

点三(100，149，160)对应的D为50，处于第二区域，则调制函数g(D)＝0，则Y’可得为原亮度值100。

经本实施例二中的亮度提升装置及方法处理后，亮度经调制后的肤色区域点一为(115，109，160)，处于第一区域点二为(108，129，160)，处于第二区域点三为(100，149，160)，自肤色区域至第二区域，亮度逐渐降低，变化较平滑，同样可以避免肤色区域与第一区域的分层现象。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种亮度提升装置，包括：

亮度，红色色差，蓝色色差获取单元，用于得到待提升亮度图像每一像素点亮度，红色色差，蓝色色差；

第一计算单元，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元连接，计算每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离；

第一判断单元，与第一计算单元连接，根据第一计算单元获取的每一像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离，判断所述像素点是否处在肤色区域、第一区域或第二区域；所述肤色区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离小于第一阈值，所述第一区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离大于肤色区域各像素点距中心点的Mahalanobis距离而小于第二阈值，所述第二区域是指像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离大于第一区域各像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离；

亮度提升单元，与第一判断单元连接，若像素点处在肤色区域，则按基准幅度提升亮度；若像素点处在第一区域，使亮度提升的程度随像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离的增加而逐步减小；若像素点处在第二区域，则保持原亮度。

2.根据权利要求1所述的亮度提升装置，其特征在于，所述第一计算单元包括：

第一减法器，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元连接，包括：肤色区域中心点的蓝色色差输入端，计算亮度，红色色差，蓝色色差获取单元获取的每一像素点蓝色色差与肤色区域中心点的蓝色色差差值；

第一绝对值运算器，与第一减法器连接，对第一减法器所获得的差值进行绝对值运算；

第二减法器，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元连接，包括：肤色区域中心点的红色色差输入端，计算亮度，红色色差，蓝色色差获取单元获取的每一像素点红色色差与肤色区域中心点的红色色差差值；

第二绝对值运算器，与第二减法器连接，对第二减法器所获得的差值进行绝对值运算；

第一比较器，与第一减法器、第一绝对值运算器、第二减法器、第二绝对值运算器连接，若第一减法器与第二减法器符号相同，则将第一绝对值运算器与第二绝对值运算器所获得的值相加，将所获得的相加结果导入第一判断单元；若否，则将第一绝对值运算器所获得值与第二绝对值运算器所获得值导入第二比较器；

第二比较器，与第一比较器连接，若第一绝对值运算器所获得值大于第二绝对值运算器所获得值，则将第一绝对值运算器所获得值导入第一判断单元；若否，则将第二绝对值运算器所获得值导入第一判断单元。

3.根据权利要求1所述的亮度提升装置，其特征在于，所述第一判断单元包括：

第三比较器，与第一计算单元连接，包括：第一阈值输入端，若第一计算单元所得到的像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离比第一阈值小，则判断该像素点落入肤色区域；若否，则将该像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离导入第四比较器；

第四比较器，与第三比较器连接，包括：第二阈值输入端，若第三比较器导入的该像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离小于第二阈值，则判断该像素点落入第一区域；若否，则判断该像素点落入第二区域。

4.根据权利要求3所述的亮度提升装置，其特征在于，所述亮度提升单元包括：

亮度基准幅度获取单元，所述亮度基准幅度获取单元包括：第二判断单元，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元连接，包括：像素点亮度最大值输入端、像素点亮度最小值输入端、像素点亮度中间值输入端，判断每一像素点亮度Y是否落在[Y_min，Y_medium]之间；若是，则将该像素亮度Y，像素点亮度中间值Y_medium，像素点亮度最小值Y_min，导入第二计算单元；若否，则将该像素亮度Y，像素点亮度中间值Y_medium，像素点亮度最大值Y_max导入第三计算单元；第二计算单元，与第二判断单元连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端，采用

得到该像素点亮度增加基准值ΔY，所述ΔY_medium为像素点亮度中间值Y_medium增加量；第三计算单元，与第二判断单元连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端，采用

得到该像素点亮度增加基准值ΔY，所述ΔY_medium为像素点亮度中间值Y_medium增加量；

调制函数获取单元，与第一计算单元、第一判断单元连接，若像素点处在肤色区域，则设置对应区域内调制函数值为1，若像素点处在第二区域，则设置对应区域内调制函数值为0，若像素点处在第一区域，则设置对应区域内调制函数为1到0之间单调下降；

第四计算单元，包括：第一乘法器，与调制函数获取单元、亮度基准幅度获取单元连接，将每一像素点在亮度基准幅度获取单元得到的值与调制函数获取单元获取的调制函数相乘；第一加法器，与亮度，红色色差，蓝色色差获取单元、第一乘法器相连，将乘法器所获得值与原亮度值相加得到每一像素点提升亮度后的亮度值。

5.根据权利要求4所述的亮度提升装置，其特征在于，所述第二计算单元包括：

第二乘法器，与第二判断单元连接，将Y_medium-Y_min取倒数后结果与Y-Y_min相乘；

第三乘法器，与第二乘法器连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端，将所接收的像素点亮度中间值增加量ΔY_medium与第二乘法器结果相乘，得到该像素点亮度增加基准值；

所述第三计算单元包括：

第四乘法器，与第二判断单元连接，将Y_max-Y_medium取倒数后结果与Y_max-Y相乘；

第五乘法器，与第四乘法器连接，包括：像素点亮度中间值增加量输入端，将ΔY_nedium与第四乘法器结果相乘，得到该像素点亮度增加基准值。

6.根据权利要求4所述的亮度提升装置，其特征在于，所述调制函数获取单元包括：

调制函数选择单元，与第一判断单元连接，在像素点处在肤色区域时，启动第一调制函数输出单元；在像素点处在第二区域时，启动第二调制函数输出单元；在像素点处在第一区域时，启动第三调制函数输出单元；

第一调制函数输出单元，与调制函数选择单元连接，启动时输出调制函数值为1；

第二调制函数输出单元，与调制函数选择单元连接，启动时输出调制函数值为0；

第三调制函数输出单元，包括：

第三减法器，与第一计算单元、调制函数选择单元连接，包括：第一阈值输入端，将落入第一区域像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离与第一阈值相减；

第六乘法器，与第三减法器相连，将第三减法器获取值与第三减法器获取值相乘；

第四减法器，包括：第二阈值输入端、第一阈值输入端，将第二阈值与第一阈值取差值；

第七乘法器，与第四减法器相连，将第四减法器获取值与第四减法器获取值相乘；

第八乘法器，与第六乘法器、第七乘法器相连，将七乘法器获取值取倒数后结果与第六乘法器获取值相乘；

第五减法器，与第八乘法器相连，包括：1值输入端，计算1减去第八乘法器获得的值，并输出调制函数值。

7.根据权利要求4所述的亮度提升装置，其特征在于，所述调制函数获取单元包括：

调制函数选择单元，与第一判断单元连接，在像素点处在肤色区域时，启动第一调制函数输出单元；在像素点处在第二区域时，启动第二调制函数输出单元；在像素点处在第一区域时，启动第三调制函数输出单元；

第一调制函数输出单元，与调制函数选择单元连接，启动时输出调制函数值为1；

第二调制函数输出单元，与调制函数选择单元连接，启动时输出调制函数值为0；

第三调制函数输出单元，包括：

第六减法器，与第一计算单元、调制函数选择单元连接，包括：第二阈值输入端，将落入第一区域像素点距肤色区域中心点的Mahalanobis距离与第二阈值相减；

第七减法器，包括：第一阈值输入端，第二阈值输入端，将所述第一阈值与第二阈值相减；

第九乘法器，与第六减法器及第七减法器连接，将第七减法器所获得值取倒数后与第六减法器所获得值相乘，并输出调制函数值。

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