DE60308104T2

DE60308104T2 - Vorrichtung und Verfahren zur adaptiven Farbverbesserung in Farbbildern

Info

Publication number: DE60308104T2
Application number: DE60308104T
Authority: DE
Inventors: Won-Hee Choe; 301-1804 Cheongmyeong Maeul Du-sik Park; 502-1305 Jinsan Maeul Chang-yeong Kim; Seong-Deok Lee; Ho-Young Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-07-20
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: EP1383341A2; JP2004096731A; BRPI0302384A2; CN1297941C; CN1477598A; DE60308104D1; BRPI0302384B1; JP3749722B2; EP1383341B1; BRPI0302384A8; EP1383341A3; US20040013298A1; US7433104B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur adaptiven Verbesserung der Farbe eines Bildes, und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung der Farbe eines Eingabebildes durch adaptives Verändern der Sättigung des Eingabebildes.
Es gibt einige herkömmliche Techniken zur Farbverbesserung eines Farbbildes. Eine ist ein Verfahren zur bildabhängigen Farbsättigungskorrektur in einer Naturabbildung wie sie im US-Patent Nr. 5450217 (Xerox Corporation, 1995. 9) offenbart ist. Bei diesem Verfahren wird Farbsättigung in einem HSV-Farbraum verstärkt, von dem angenommen wird, dass er in der Lage ist, ein Bild so darzustellen, dass es fast die selbe Sättigung aufweist wie eine erkannte Sättigung des Bildes. Dieses Verfahren kann jedoch die Farbsättigung bestimmter Bilder nur verstärken, wenn sie eine mittlere Sättigung aufweisen, die nicht höher ist als ein bestimmter Schwellenwert. Deshalb kann, in einem Fall, wo dieses Verfahren bei aufeinanderfolgenden Bildern angewendet wird, die ein bewegtes Bild darstellen und eine Sättigung von ungefähr dem Schwellenwert als Mittelwert aufweisen, ein Flimmern auf dem Bildschirm auftreten.
Ein anderes Verfahren ist ein Verfahren zum automatischen Steuern der Farbsättigung in einem Videodekoder unter Verwendung des in US-Patent Nr. 6188788 B1 (Texas Instruments Inc., 2001.2) offenbarten rekursiven Algorithmus. Bei diesem Verfahren wird ein YCbCr-Signal aus einem zusammengesetzten Videosignal erhalten und dann mit einem idealen Burstsignal verglichen, so dass das Verhältnis des YCbCr-Signals zum idealen Burstsignal erhalten wird. Danach wird die Farbe eines Bildes ausgehend vom Verhältnis des YCbCr-Signals zum idealen Burstsignal kompensiert, wobei die Amplitudenverstärkung eines Farbsignals unter Verwendung eines rekursiven Algorithmus erhöht wird.
Diese Technik kann jedoch begrenzt bei Videosignalen angewendet werden, nicht bei allen Arten von Farbbildern, und die Variation der Farbdifferenzsignale kann zu Variationen im Farbton führen.
Noch ein anderes Verfahren ist ein Verfahren zur Hochgeschwindigkeitsfarbsättigungskonversion wie in US-Patent Nr. 5315694 (Toshiba Kabushiki Kaisha, 1994.5) offenbart. Dieses Verfahren beruht auf der Annahme, dass der Betrag, um den die Sättigung eines RGB-Farbsignals eines Eingabebildes nach Konvertieren des Farbsignals des Eingabebildes in ein Signal in einem HSI-Farbraum (H: Farbton, S. Sättigung und I- Intensität) erhöht wird, gleich der Summe des RGB-Vektors des Farbsignals des Eingabebildes und des RGB-Vektors ist, der durch die Sättigungsverstärkung im RGB-Farbraum erhalten ist. Mit anderen Worten, der Betrag, um den die Sättigung eines Farbsignals erhöht wird, kann durch einen Vektor in einem RGB-Farbraum dargestellt werden. Dementsprechend ist es möglich, ein RGB-Ausgabesignal zu erhalten, das eine verstärkte Sättigung aufweist, indem der Betrag, um den die Sättigung eines ursprünglichen RGB-Signals erhöht ist, in eine 3 × 3 Matrix konvertiert wird. Gemäß dieser Technik wird ein Prozess zum nicht linearen Konvertieren eines Farbraums, der in der Lage ist, ein Bild mit einem Farbton und einer Sättigung darzustellen, in einen anderen unnötig wird, und daher wird diese Technik als Hochgeschwindigkeitssättigungskonversion betrachtet. Da jedoch dieses Verfahren die Sättigung aller Bilder kollektiv um den selben Betrag verstärkt, ist es unmöglich, die Sättigung von Farbsignalen unter Berücksichtigung der Charakteristiken jedes Eingabebildes adaptiv zu verbessern.
Die oben beschriebenen herkömmlichen Sättigungsverbesserungstechniken verbessern die Sättigung von Farbsignalen eines Eingabebildes mehr kollektiv als adaptiv um den selben Betrag, ohne die Charakteristiken von Teilen des Eingabebildes zu berücksichtigen, wie Teile, die eine Wolke darstellen, die als Bereich geringer Sättigung betrachtet werden.
Dementsprechend können solche Bereiche geringer Sättigung eines Eingabebildes in unnatürlichen Farben dargestellt werden.
EP 0989739 A2 , US 4805016 und EP 1326425 A2 (veröffentlicht am 9. Juli 2003) offenbaren jeweils ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildqualitätsanpassung, bei dem die Sättigung eines Bildes verändert wird.
JP2001-218078 offenbart ein Verfahren zum Korrigieren von Sättigung unter Verwendung einer Sättigungskorrekturkurve. Die Sättigungskorrekturkurve beruht auf einer mittleren Sättigung eines zu korrigierenden Bildes.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum adaptiven Verbessern der Farbe eines Bildes zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren umfasst: (a) Ermitteln einer Sättigungskomponente für jedes Pixel eines Eingabebildes, wobei die Sättigungskomponente und andere Komponenten der Pixel zusammen das Eingabebild definieren; (b) Bestimmen einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die verwendet wird, um die Sättigung des Eingabebildes zu verbessern, gemäß einer Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable, wobei die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable unter Verwendung der Gleichung α = A(S_αvg) bestimmt wird, wo α und S_αvg die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable und eine mittlere Sättigung des Eingabebildes darstellen; (c) selektives Verändern der ermittelten Sättigungskomponente jedes Pixels unter Verwendung der Sättigungsverstärkungsfunktion; (d) Erzeugen eines Ausgabefarbwerts für jedes Pixel durch Synthetisieren der selektiv veränderten Sättigungskomponente und der anderen Komponenten des Eingabebildes; und (e) Erzeugen eines Ausgabebildes ausgehend von den Ausgabefarbwerten für die Pixel, dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungsverstär kungsfunktion unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt wird:
wo F(x), S_i und S₀ die Sättigungsverstärkungsfunktion, Sättigung des Eingabebildes und Sättigung des Ausgabebildes darstellen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum adaptiven Verbessern der Farbe eines Bildes zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren umfasst: (a) Ermitteln einer Sättigungskomponente für jedes Pixel eines Eingabebildes, wobei die Sättigungskomponente und andere Komponenten der Pixel zusammen das Eingabebild definieren; (b) Bestimmen einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die verwendet wird, um die Sättigung des Eingabebildes gemäß einer Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable zu verbessern, wobei die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable unter Verwendung der Gleichung α = A(S_αvg) bestimmt wird, wo α und S_αvg die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable und eine mittlere Sättigung des Eingabebildes darstellen; (c) selektives Verändern der ermittelten Sättigungskomponente jedes Pixels unter Verwendung der Sättigungsverstärkungsfunktion; (d) Erzeugen eines Ausgabefarbwerts für jedes Pixel durch Synthetisieren der selektiv veränderten Sättigungskomponente und der anderen Komponenten des Eingabebildes; und (e) Erzeugen eines Ausgabebildes ausgehend von den Ausgabefarbwerten für die Pixel, dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungsverstärkungsfunktion unter Verwendung der folgenden Gleichungen bestimmt wird: S0 = F(Si) = Si + α × Δ
wo F(x), S_i, S₀ und K die Sättigungsverstärkungsfunktion, Sättigung des Eingabebildes, Sättigung des Ausgabebildes und eine arbiträre Konstante darstellen.
Bevorzugt umfasst Schritt (a): (a1) Konvertieren eines in einem ersten Farbraum dargestellten Eingabebildes in ein Eingabebild in einem zweiten Farbraum, worin din Sättigung des Eingabebildes extrahiert werden kann; und (a2) Ermitteln der Sättigungskomponente aus dem konvertierten Eingabebild.
Bevorzugt werden gemäß der Sättigungsverstärkungsfunktion die Beträge, um die die Sättigung eines Eingabepixels in einem schwach gesättigten Bereich verstärkt werden und um die die Sättigung eines Eingabepixels in einem stark gesättigten Bereich verstärkt werden, unterschiedlich.
Bevorzugt umfasst Schritt (b): (b1) Extrahieren einer mittleren Sättigung des Eingabebildes aus Farbsignalen des Eingabebildes, (b2) Bestimmen der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable ausgehend von der mittleren Sättigung und (b3) Bestimmen der Sättigungsverstärkungsfunktion ausgehend von der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable.
Bevorzugt wird ein Maximum der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable ausgehend von den sichtbaren Wahrnehmungscharakteristiken einer bestimmten Farbdifferenzformel in einem CIEL*a*b*-Farbraum bestimmt.
Bevorzugt ist die Farbdifferenzformel durch die folgende Gleichung definiert:
Hier stellen ΔH und ΔL Variationen in Farbton bzw. Helligkeit dar.
Bevorzugt ist der zweite Farbraum ein HSV-Farbraum oder ein YCbCr-Farbraum.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum adaptiven Verbessern der Farbe eines Bildes zur Verfügung gestellt, umfassend: eine Sättigungskomponentenermittlungseinheit zum Ermitteln einer Sättigungskomponente jedes Pixels eines Eingabebildes, wobei die Sättigungskomponente und andere Komponenten der Pixel zusammen das Eingabebild definieren; eine Berechnungseinrichtung für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable zur Bestimmung einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die zum Verbessern der Sättigung des Eingabebildes gemäß einer Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable verwendet wird, wobei die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable unter Verwendung der Gleichung α = A(S_αvg) bestimmt wird, wo α und S_αvg die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable und eine mittlere Sättigung des Eingabebildes darstellen; eine Sättigungsverstärkungseinheit zum selektiven Verändern der ermittelten Sättigungskomponente jedes Pixels unter Verwendung der Sättigungsverstärkungsfunktion; und eine Sättigungskomponentensyntheseeinheit zum Synthetisieren der veränderten Sättigungskomponente und der anderen Komponenten für das Eingabebild und Erzeugen eines Ausgabebildes ausgehend von den synthetisierten Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable ausgebildet ist zum Bestimmen der Sättigungsverstärkungsfunktion unter Verwendung der folgenden Gleichung:
wo F(x), S_i und S₀ die Sättigungsverstärkungsfunktion, Sättigung des Eingabebildes und Sättigung des Ausgabebildes darstellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum adaptiven Verbessern der Farbe eines Bildes zur Verfügung gestellt, umfassend: eine Sättigungskomponentenermittlungseinheit zum Ermitteln einer Sättigungskomponente jedes Pixels eines Eingabebildes, wobei die Sättigungskomponente und andere Komponenten der Pixel zusammen das Eingabebild definieren; eine Berechnungseinrichtung für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable zur Bestimmung einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die zum Verbessern der Sättigung des Eingabebildes gemäß einer Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable verwendet wird, wobei die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable unter Verwendung der Gleichung α = A(S_αvg) bestimmt wird, wo α und S_αvg die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable und eine mittlere Sättigung des Eingabebildes darstellen; eine Sättigungsverstärkungseinheit zum selektiven Verändern der ermittelten Sättigungskomponente jedes Pixels unter Verwendung der Sättigungsverstärkungsfunktion; und eine Sättigungskomponentensyntheseeinheit zum Synthetisieren der veränderten Sättigungskomponente und der anderen Komponenten für das Eingabebild und Erzeugen eines Ausgabebildes ausgehend von den synthetisierten Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable ausgebildet ist zum Bestimmen der Sättigungsverstärkungsfunktion unter Verwendung der folgenden Gleichungen: S0 = F(Si) = Si + α × Δ
wo F(x), S_i, S₀ und K die Sättigungsverstärkungsfunktion, Sättigung des Eingabebildes, Sättigung des Ausgabebildes und eine arbiträre Konstante darstellen.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ferner einen ersten Farbkonverter zum Konvertieren eines in einem ersten Farbraum dargestellten Eingabebildes in ein Eingabebild in einem zweiten Farbraum, worin eine Sättigung des Eingabebildes extrahiert werden kann, und einen zweiten Farbkonverter zum Konvertieren des im zweiten Farbraum dargestellten Ausgabebildes in ein Ausgabebild im ersten Farbraum.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ferner eine Berechnungseinheit für einen Framesättigungsmittelwert zum Berechnen der mittleren Sättigung des Eingabebildes, welche der Berechnungseinrichtung für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable zugeführt wird.
Bevorzugt bestimmt die Berechnungseinrichtung für die Sättigungsverstärkungsfunktion die Sättigungsverstärkungsfunktion, um die der Betrag, um den die Sättigung eines Eingabepixels in einem schwach gesättigten Bereich verstärkt wird, gering ist und der Betrag, um den die Sättigung eines Eingabepixels in einem stark gesättigten Bereich verstärkt wird, groß ist.
Bevorzugt wird ein Maximum der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable ausgehend von den sichtbaren Wahrnehmungscharakteristiken einer bestimmten Farbdifferenzformel in einem CIEL*a*b*-Farbraum bestimmt.
Bevorzugt ist die Farbdifferenzformel durch die folgende Gleichung definiert:
Hier stellen ΔH und ΔL Variationen in Farbton bzw. Helligkeit dar.
Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zum adaptiven Verbessern der Farbe in Farbbildern zur Verfügung, das bei bewegten Bildern effektiv angewendet werden kann, das Problem des Verschnitts bei der Sättigungsverstärkung vermeiden kann und die Sättigung von Bildern mit geringer Sättigung vor übermäßiger Verstärkung schützen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Eingabebild automatisch mit einer optimalen Sättigung darzustellen, während Sättigungsverschnitt vermieden wird und Farbton und Helligkeit des Eingabebildes erhalten bleiben. Außerdem ist es möglich, übermäßige Sättigungsverstärkung in Berreichen mit geringer Sättigung zu vermeiden, indem die Merkmale einer Sättigungsverstärkungsfunktion genutzt werden. Außerdem ist es möglich, ein Bild automatisch mit einer optimalen Sättigung darzustellen, während Farbton und Helligkeit eines Bildes minimiert sind. Selbst wenn ein Benutzer die Sättigung des Bildes willkürlich einstellt, kann die vorliegende Erfindung Sättigungsverschnitt verhindern und die Sättigung von Teilen mit geringer Sättigung des Bildes zu unnatürlicher Verstärkung unterdrücken.
Die obigen und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich durch eine ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein Blockdiagram einer Vorrichtung zum adaptiven Verstärken der Sättigung ist, die eine mittlere Sättigung verwendet, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockdiagram einer Vorrichtung zum adaptiven Verstärken der Sättigung ist, die eine mittlere Sättigung verwendet, gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein Blockdiagramm ist, das eine Vorrichtung zum adaptiven Verstärken der Sättigung ausgehend von einer Benutzereinstellung darstellt;
4 ein Schaubild ist, das die Charakteristiken von Eingabe- und Ausgabedaten zeigt, die unter Verwendung von Verfahren 1 in einer in 3 gezeigten Sättigungsverstärkungseinheit erhalten sind;
5 ein Schaubild ist, das die Verteilung von Zunahmen der Sättigung in Bezug auf Variablen zum Bestimmen einer Sättigungsverstärkungsfunktion zeigt, so dass die in 4 gezeigten Eingabe/Ausgabecharakteristiken erhalten werden können;
6 ein Schaubild ist, das Charakteristiken von Eingabe- und Ausgabedaten zeigt, die unter Verwendung von Verfahren 2 in einer in 3 gezeigten Sättigungsverstärkungseinheit erhalten sind;
7 ein Schaubild ist, das die Verteilung von Zunahmen der Sättigung in Bezug auf Variablen zum Bestimmen einer Sättigungsverstärkungsfunktion zeigt, so dass die in 6 gezeigten Eingabe/Ausgabecharakteristiken erhalten werden können;
8A ein Fließbild eines Verfahrens zum adaptiven Verstärken der Sättigung unter Verwendung der in 1 gezeigten mittleren Sättigung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
8B ein Fließbild eines Verfahrens zum adaptiven Verstärken der Sättigung unter Verwendung der in 2 gezeigten mittleren Sättigung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
9A ein Fließbild eines Verfahrens zum adaptiven Verstärken der Sättigung zeigt, ausgehend von Sättigung wie sie von einem Benutzer bevorzugt und eingestellt ist;
9B ein Fließbild eines anderen Verfahrens zum adaptiven Verstärken der Sättigung zeigt, ausgehend von Sättigung wie sie von einem Benutzer bevorzugt und eingestellt ist.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung ausführlicher mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind.
1 ist Blockdiagram einer Vorrichtung zum adaptiven Verstärken der Sättigung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug zu 1 weist die Vorrichtung zum adaptiven Verstärken der Sättigung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110, eine Berechnungseinheit 120 für einen Framesättigungsmittelwert, eine Berechnungseinrichtung 130 für den Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungswert, eine Sättigungskomponentenverstärkungseinheit 140 und eine Sättigungskomponentensyntheseeinheit 150 auf.
Die Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 leitet eine Sättigungskomponente von einem Eingabebild ab. Das Eingabebild ist in einem bestimmten Farbraum dargestellt, wie einem YUV-Farbraum, YCbCr-Farbraum und so weiter. Die Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 gibt die abgeleitete Sättigungskomponente an die Sättigungskomponentenverstärkungseinheit 140 und gibt andere Komponenten des Eingabebildes an die Sättigungskomponentensyntheseeinheit 150. Im Falle, dass das Eingabebild im YCbCr-Farbraum dargestellt ist, leitet die Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 die Sätti gungskomponente vom Eingabebild durch die folgende Gleichung (1) oder (2) ab.
In Gleichung (1) ist β eine einstellbare Variable und in Gleichung (2) sind Cr_max und Cb_max maximale Farbkomponenten des Eingabebildes beim Helligkeitswert Y. β, Cr_max und Cb_max werden verwendet, um einen Bereich des Sättigungskomponentenwerts einzustellen, der für eine Charakteristik des YCbCr-Farbraums geeignet ist. Die Farbkomponenten Cb und Cr können vom Helligkeitswert Y im YCbCr-Farbraum abweichen.
Die Berechnungseinheit 120 für einen Framesättigungsmittelwert berechnet eine mittlere Sättigung S_avg des Eingabebildes und gibt die berechnete mittlere Sättigung S_avg an die Berechnungseinrichtung 130 für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable. Wenn die Größe des Eingabebildes N × M beträgt, kann die mittlere Sättigung S_avg durch Gleichung (3) ermittelt werden.
Hier ist S_i ein Sättigungswert jedes Frames, der das Eingabebild bildet.
Die Berechnungseinrichtung 130 für den Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungswert berechnet eine Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α als einen Faktor zum Bestimmen eines Betrags der Sättigungsverstärkung einer Ausgabesättigung und wird durch die mittlere Sättigung S_avg bestimmt. α = A(Savg) (4)
Die Sättigungsverstärkungseinheit 140 bestimmt die Sättigung jedes Pixels des Eingabebildes unter Verwendung einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die durch die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α bestimmt ist und stellt die von der Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 eingegebene Sättigungskomponente ein. Die Sättigungsverstärkungseinheit 140 stellt die Sättigungskomponente durch Gleichung (5) ein. S' = F(S) (5)
Hier ist die Sättigungsverstärkungsfunktion F eine Funktion, die die Ausgabesättigungskomponente S' aus der Eingabesättigungskomponente S ableitet. Die Sättigungskomponentensyntheseeinheit 150 synthetisiert die eingestellte Sättigungskomponente, die von der Sättigungskomponentenverstärkungseinheit 140 eingegeben ist und andere Komponenten des Eingabebildes, die von der Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 eingegeben sind. Die Sättigungskomponentensyntheseeinheit 150 erzeugt ein Ausgabebild entsprechend der synthetisierten Komponenten. Außerdem kann die Sättigungskomponentensyntheseeinheit 150 den Farbraum des Ausgabebildes in einen anderen Farbraum konvertieren, zum Beispiel RGB-Farbraum, der für ein bestimmtes Anzeigegerät geeignet ist.
2 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum adaptiven Verstärken der Sättigung gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 3 ist ein Blockdiagramm einer alternativen Vorrichtung zum adaptiven Verstärken der Sättigung nach Be nutzereinstellung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug zu 2 ermittelt eine in 3 gezeigte Berechnungseinheit 201 für einen Framesättigungsmittelwert die Sättigung eines Framebildes von bewegten Bildern oder eines Eingabebildes, um die Sättigung des Eingabebildes adaptiv zu verstärken. Unter der Annahme, dass die Größe des Eingabebildes N × M beträgt, kann Sättigung S durch Gleichung (6) definiert werden und mittlere Sättigung S_avg kann durch Gleichung (7) definiert werden.
Mit Bezug zu 2 ermittelt eine Berechnungseinheit 202 der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable eine Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α durch die folgende Gleichung (8) unter Verwendung einer aus Gleichung (7) erhaltenen mittleren Sättigung. Hier ist die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α ein Faktor zum Bestimmen des Betrags, um den die Ausgabesättigung eines Eingabebildes erhöht wird, und wird durch die mittlere Sättigung des Eingabebildes bestimmt. α = A(Savg) (8)
Mit Bezug zu 3 empfängt eine Berechnungseinheit 301 für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable einen Sättigungswert α_user, der von einem Benutzer bevorzugt wird, vom Benutzer und ermittelt die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α wie in Gleichung (9) gezeigt. Mit anderen Worten, die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α kann ausgehend vom benutzerbevorzugten Sättigungswert α_user beliebig festgelegt werden. Hier liegt der vom Benutzer bevorzugte Sättigungswert α_user zwischen 0 und 1. α = A(αuser) (9)
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, bestimmt eine Sättigungsverstärkungseinheit 203 oder 302 eine Sättigungsverstärkungsfunktion ausgehend von der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α. Mit anderen Worten, die Sättigungsverstärkungseinheit 203 oder 302 wendet die in den Gleichungen (8) und (9) definierte Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α für die Sättigung jedes Pixels bei einer Sättigungsverstärkungsfunktion an, die in Gleichung (10) gezeigt ist. S0 = F(Si)(10)
Hier ist die Sättigungsverstärkungsfunktion F eine Funktion, die eine Ausgabesättigung S₀ ableitet, die von der Eingabesättigung S_i jedes Pixels um einen bestimmten Betrag verstärkt ist und die in 4 gezeigten Charakteristiken zeigt, in Abhängigkeit von der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α. Mit anderen Worten, der Betrag, um den die Sättigung jedes Pixels erhöht wird, ist in einem Bereich mit geringer Sättigung klein und ist in einem Bereich mit höher Sättigung hoch.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, erhält ein erster Farbkonverter 204 oder 303 H-, S- und V-Werte aus den R-, G- und B-Werten eines Eingabepixels, wie in Gleichung (11) gezeigt.

wenn B > G, H = 360° – H₁
sonst H = H₁
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, konvertiert ein zweiter Farbkonverter 205 oder 304 H-, S- und V-Werte mit dem verstärkten Sättigungswert S₀ in R-, G- und B-Werte, die im Folgenden beschrieben werden.
Zunächst wird Farbton H, der in Gradwerten zwischen 0° und 360° dargestellt wird, in eine Zahl zwischen 0 und 6 konvertiert, indem durch 60 geteilt wird und in eine ganze Zahl int_H und eine Decimalfraktion decimal_H geteilt wird, was in der folgenden Gleichung gezeigt ist.
H = int_H + decimal_H
Zum Bilden der R-, G- und B-Werte verwendete Werte können aus Gleichung (13) ausgehend von Helle V und der verstärkten Sättigung S₀ abgeleitet werden. p = V × (1 – S0) q = V × (1 – S0 × decimal_H) t = V × (1 – S0 × (1 – decimal_H)) (13)
Die R-, G- und B-Werte können durch die folgenden Werte ausgehend vom Farbton H in der folgenden Gleichung ermittelt werden. wenn int_H = 0, R = 255 × V, G = 255 × t, B = 255 × p wenn int_H = 1, R = 255 × q, G = 255 × V, B = 255 × p wenn int_H = 2, R = 255 × p, G = 255 × V, B = 255 × t wenn int_H = 3, R = 255 × p, G = 255 × q, B = 255 × V wenn int_H = 4, R = 255 × t, G = 255 × p, B = 255 × V wenn int_H = 5, R = 255 × V, G = 255 × p, B = 255 × q (14)
Nachfolgend werden die Funktion der vorliegenden Erfindung und zwei Verfahren zum Bestimmen der Gleichungen (8), (9) und (10) beschrieben. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein HSV-Farbraum, der durch Farbton, Sättigung und Wert dargestellt ist, verwendet, um die Variation von Farbton und Helligkeit zu minimieren und Verschnitt in einem Fall zu vermeiden, wo ein Benutzer beliebig den Betrag einstellt, um den die Sättigung eines Pixels erhöht wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Verschnitt durch Berechnen eines Sättigungswerts (S), wie in Gleichung (6) gezeigt, ausgehend von einem der Faktoren R, G und B zu vermeiden, der sehr wahrscheinlich Verschnitt bewirkt, so dass verhindert werden kann, dass der Sättigungswert (S) einen RGB-Farbbereich übersteigt. Außerdem kann im Vergleich zu anderen Farbräumen, der HSV-Farbraum Farben darstellen, die denen am ähnlichsten sind, die das menschliche Sehvermögen erkennt, und kann achromatische Elemente und chromatische Elemente separat verarbeiten. Außerdem ist es im HSV-Farbraum möglich, einen Farbton ungeachtet der Variation der Sättigung zu erhalten, weil Sättigung fast nichts mit dem Farbton zu tun hat.
Andererseits gibt es ein Verfahren zum Verstärken der Sättigung um den selben Betrag, ohne die Sättigung jedes Teils eines Eingabebildes zu berücksichtigen, um das Bild so klar wie eines darzustellen, das vom menschlichen Sehvermögen erkannt wird. Dies Verfahren kann jedoch nicht kontinuierlich die Sättigung eines bewegten Bildes auf einem verstärkten Niveau halten und ergibt nur unnatürliche Bilder auf einem Bildschirm. Um die Sättigung adaptiv zu verstärken, muss der Betrag, um den die Sättigung eines Eingabebildes erhöht wird, klein sein, wenn die ursprüngliche Sättigung des Eingabebildes gering ist. Wenn hingegen die ursprüngliche Sättigung des Eingabebildes hoch ist, kann der Betrag, um den die Sättigung des Eingabebildes erhöht wird, groß sein. Außerdem muss im Fall der starken Verstärkung der Sättigung eines Eingabebildes verhindert werden, dass ein gewisser Teil des Eingabebildes, der ein Bild in einer achromatischen Farbe darstellt, wie ein Bild einer Wolke, unnatürlich sättigungsverstärkt wird. Um die oben genannten Probleme zu lösen, setzt die vorliegende Erfindung eine adaptive Sättigungsverstärkungsfunktion ein, die durch die mittlere Sättigung eines Eingabebildes bestimmt ist, wie in Gleichung (8) gezeigt. Gleichung (9) zeigt die Art, wie eine adaptive Sättigungsverstärkungsfunktion ausgehend von einem bei einem Benutzer bevorzugten Sättigungswert bestimmt wird. Die vorliegende Erfindung stellt die Verfahren 1 und 2 zum Bestimmen der Gleichungen (8), (9) und (10) zur Verfügung.
Verfahren 1
Bei Verfahren 1 wird die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α unter Verwendung der Gleichungen (15) und (16) statt der Gleichungen (8) und (9) bestimmt, und die Sättigungsverstärkungsfunktion F wird unter Verwendung der Gleichung (17) statt der Gleichung (10) bestimmt. 4 ist ein Schaubild, das die Charakteristiken von Eingabe- und Ausgabedaten zeigt, die unter Verwendung von Verfahren 1 in einer in 3 gezeigten Sättigungsverstärkungseinheit erhalten sind, und 5 ist ein Schaubild, das die Verteilung von Zunahmen der Sättigung in Bezug auf Variablen zur Bestimmung einer Sättigungsverstärkungsfunktion zeigt, so dass die in 4 gezeigten Eingabe-/Ausgabecharakteristiken erhalten werden können.
Gemäß diesem Verfahren wird ein Minimum α_min der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α auf 0,1 gesetzt, so dass die Sättigung eines Bereichs mit einer geringen Sättigung auf unter 0,1 gehalten ist. Außerdem wird, um ein Maximum α_max der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α und einen Sättigungsproportionalkoeffizienten α_ref eines Eingabebildes zu erhalten, eine Farbdifferenzformel in einem CIEL*a*b*-Farbraum verwendet, so dass Farbton und Helligkeit in einem Bereich variiert werden können, wo das menschliche Sehvermögen solche Variationen nicht erkennen kann.
Das menschliche Sehvermögen kann eine Farbdifferenz erkennen, wenn eine Farbdifferenzformel ΔE_ab in einem ausgeglichenen Farbraum nicht kleiner als 3 ist, d. h. CIEL*a*b*. Hier können im CIEL*a*b*-Farbraum drei Komponenten, darunter Helligkeit, Sättigung und Farbton extrahiert werden, und die Farbdifferenzformel ΔE_ab im CIEL*a*b*-Farbraum kann durch Gleichung (18) ausgedrückt werden, die in Gleichung (19) konvertiert werden kann.
Wenn eine Farbdifferenzformel ΔE_ch als Maß der Variation von Farbton H und Helligkeit L definiert ist, kann es durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.
Das menschliche Sehvermögen kann Variationen in Farbton und Helligkeit erkennen, wenn ΔE_LH nicht kleiner als 3 ist.
Mit anderen Worten, gemäß der vorliegenden Erfindung werden das Maximum α_max der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α und der Sättigungsproportionalkoeffizient α_ref im voraus bestimmt, so dass die Farbdifferenz ΔE_LH zwischen einem Eingabebild und einem Ausgabebild mit einer verstärkten Sättigung kleiner als 3 sein kann. Dementsprechend ist es möglich, unter Verwendung nur der Sättigungscharakteristiken eines Eingabebildes ein Ausgabebild zu erhalten, das eine optimale Sättigung aufweist, während die Variation in Farbton und Helligkeit minimiert ist.
Wie in 5 gezeigt ist, weist die Sättigungsverstärkungsfunktion des Verfahrens 1 eine Sättigungszunahme von nicht mehr als 0 in einem Bereich mit geringer Sättigung auf, mit anderen Worten in einem Bereich, wo die Sättigung nicht höher als 0,1 ist. Hingegen beginnt in einem Bereich, wo eine Sättigung höher ist als 0,1, der Betrag, um den die Sättigung erhöht wird, zu steigen, so dass sich die Form einer Standardnormalkurve zeigt. Diese Sättigungsverstärkungsfunktion verstärkt die Sättigung eines Eingabebildes mit einer geringen mittleren Sättigung weniger stark. Diese Sättigungsverstärkungsfunktion verstärkt jedoch den Kontrast eines solchen Eingabebildes mit geringer Sättigung, indem die Sättigung von gewissen Teilen des Eingabebildes gesenkt wird, die eine geringere Sättigung aufweisen als die anderen.
Verfahren 2
Bei Verfahren 2 wird die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α unter Verwendung der Gleichungen (21) und (22) statt der Gleichungen (8) und (9) bestimmt, und die Sättigungsverstärkungsfunktion F wird unter Verwendung der Gleichung (23) statt der Gleichung (10) bestimmt. 6 ist ein Schaubild, das Charakteristiken von Eingabe- und Ausgabedaten zeigt, die unter Verwendung von Verfahren 2 in der in 3 gezeigten Sättigungsverstärkungseinheit erhalten sind, und 7 ist ein Schaubild, das die Verteilung von Zunahmen der Sättigung in Bezug auf Variablen zur Bestimmung einer Sättigungsverstärkungsfunktion zeigt, so dass die in 6 gezeigten Eingabe-/Ausgabecharakteristiken erhalten werden können.
Wie in den 6 und 7 gezeigt ist, sind die Merkmale des Verfahrens 2 bezüglich des Maximalbetrags der Sättigungsverstärkung gleich wie bei Verfahren 1. Die Merkmale des Verfahrens 2 bezüglich des Minimalbetrags der Sättigungsverstärkung sind gleich den Sättigungscharakteristiken der ursprünglichen Eingabebilder. Mittlere Sättigungsverstärkung wird durch Interpolation unter Verwendung der Maximal- und Minimalbeträge der Sättigungsverstärkung bestimmt. In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die Bestimmungskonstante K der maximalen Sättigungsverstärkung auf 1,15 gesetzt.
Gemäß der Sättigungsverstärkungsfunktion von Verfahren 2, wie in 7 gezeigt, wird die Sättigung eines Bereichs mit geringer Sättigung, d. h. einem Bereich mit einer Sättigung von nicht mehr als 0,1 um 0 verstärkt. Hingegen beginnt in einem Bereich, wo die Sättigung höher als 0,1 ist, der Betrag, um den die Sättigung zunimmt, zu steigen, so dass sich die Form einer Standardnormalkurve zeigt.
Die 8A und 8B sind Fließbilder eines Verfahrens zum adaptiven Verstärken der Sättigung eines Bildes gemäß bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In 8A kann die mittlere Sättigung des gesamten Bildes aus Gleichung (3) abgeleitet werden, und in 8B kann die mittlere Sättigung des gesamten Bildes aus den Gleichungen (6) und (7) abgeleitet werden. Ferner kann in den 8A und 8B eine Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable aus Gleichung (4) bzw. Gleichung (8) abgeleitet werden.
Mit Bezug zu 8A gewinnt in Schritt S800 die Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 eine Sättigungskomponente aus einem Eingabebild, das in einem bestimmten Farbraum dargestellt ist, wie dem YUV-Farbraum, YCbCr-Farbraum und so weiter. In Schritt 810 berechnet die Berechnungseinheit 120 für den Framesättigungsmittelwert eine mittlere Sättigung S_avg und die Berechnungseinrichtung 130 für den Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungswert bestimmt eine Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable ausgehend von der berechneten mittleren Sättigung S_avg. In Schritt S820 bestimmt die Sättigungskomponentenverstärkungseinheit 140 die Sättigung jedes Pixels des Eingabebildes unter Verwendung einer von der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α bestimmten Sättigungsverstärkungsfunktion und stellt die von der Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 eingegebene Sättigungskomponente ein. In Schritt S830 synthetisiert die Sättigungskomponentensyntheseeinheit 150 die einge stellte Sättigungskomponente, die von der Sättigungskomponentenverstärkungseinheit 140 eingegeben ist und andere Komponenten des Eingabebildes, die von der Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 eingegeben sind.
Mit Bezug zu 8B werden in Schritt S850 RGB-Werte eines Eingabebildes, das in einem RGB-Farbraum dargestellt ist, in HSV-Werte in einem HSV-Farbraum konvertiert, wo die Sättigung des Eingabebildes extrahiert werden kann. In Schritt S860 berechnet die Berechnungseinheit 201 für den Framesättigungsmittelwert eine mittlere Sättigung S_avg, und die Berechnungseinheit 202 des Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungswerts eine Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable ausgehend von der berechneten mittleren Sättigung S_avg. Hier kann die Reihenfolge der Schritte S850 und S860 verändert werden, wenn es notwendig ist. In Schritt S870 bestimmt die Sättigungsverstärkungseinheit 203 die Sättigung jedes Pixels des Eingabebildes unter Verwendung einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die von der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α bestimmt ist und stellt die in Schritt S850 erhaltenen HSV-Werte ein. Der zweite Farbkonverter 205 konvertiert in Schritt S880 die eingestellten HSV-Werte zurück in RGB-Werte und gibt in Schritt S890 ein Bild aus, das den RGB-Werten entspricht.
Die 9A und 9B sind Fließbilder eines alternativen Verfahrens zum adaptiven Verstärken der Sättigung eines Bildes ausgehend von Benutzervorgaben. Bei diesem Verfahren kann eine Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α ausgehend von einer Benutzereinstellvariable aus Gleichung (9) abgeleitet werden.
Mit Bezug zu 9A leitet in Schritt S900 die Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 eine Sättigungskomponente von einem Eingabebild ab, das in einem bestimmten Farbraum dargestellt ist, wie dem YUV-Farbraum, YCbCr-Farbraum und so weiter. In Schritt 910 berechnet die Berechnungseinrichtung 130 für den Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungswert eine Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable ausgehend von einem benutzerbevorzugten Sättigungswert α_user, der von einem Benutzer eingegeben ist. In Schritt 920 bestimmt die Sättigungskomponentenverstärkungseinheit 140 die Sättigung jedes Pixels des Eingabebildes unter Verwendung einer von der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α bestimmten Sättigungsverstärkungsfunktion und stellt die von der Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 eingegebene Sättigungskomponente ein. In Schritt S930 synthetisiert die Sättigungskomponentensyntheseeinheit 150 die eingestellte Sättigungskomponente, die von der Sättigungskomponentenverstärkungseinheit 140 eingegeben ist und andere Komponenten des Eingabebildes, die von der Sättigungskomponentenermittlungseinheit 110 eingegeben sind.
Mit Bezug zu 9B konvertiert in Schritt S950 der erste Farbkonverter 303 RGB-Werte eines in einem RGB-Farbraum dargestellten Eingabebildes in HSV-Werte in einem HSV-Farbraum, wo die Sättigung des Eingabebildes extrahiert werden kann. Die Berechnungseinheit 301 für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable berechnet die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable α ausgehend von einem benutzerbevorzugten Sättigungswert α_user, der vom Benutzer eingegeben ist in Schritt S960. In Schritt S970 bestimmt die Sättigungsverstärkungseinheit 302 die Sättigung jedes Pixels des Eingabebildes ausgehend von einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die von der Sättigungsverstärkungsbestimmungsvariable α bestimmt ist und stellt die in Schritt S950 die erhaltenen HSV-Werte ein. Der zweite Farbkonverter 304 konvertiert in Schritt S980 die eingestellten HSV-Werte zurück in RGB-Werte und gibt ein Bild entsprechend der RGB-Werte in Schritt S990 aus.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können als Programme realisiert sein, die auf ein Aufzeichnungsmedium geschrieben sein können und in einem allgemein verwendeten digitalen Computer ausgeführt werden können. Außerdem können die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als Computerchips realisiert sein und können in einem allgemein verwendeten digitalen Computer ausgeführt werden, wie einem digitalen Fernsehgerät.
Hier kann das Aufzeichnungsmedium, das von einem Computer gelesen werden kann, einen Magnetspeicher beinhalten wie ROM, Floppy Disk oder Festplatte und ein optisches Aufzeichnungsmedium wie CD-ROM, DVD oder Trägerwellen (zum Beispiel Übertragung durch das Internet).
Wie oben beschrieben ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, Bilder mit einer optimalen Sättigung automatisch darzustellen, während Farbton und Helligkeit erhalten bleiben, durch Definieren einer Sättigungsverstärkungsfunktion in einem HSV-Farbraum ausgehend von der mittleren Sättigung von Eingabebildern und Verstärken der Sättigung der Eingabebilder ausgehend von der Sättigungsverstärkungsfunktion. Außerdem kann die vorliegende Erfindung Verschnitt vermeiden. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung aufgrund der Charakteristiken der Sättigungsverstärkungsfunktion verhindern, dass ein Bereich mit geringer Sättigung übermäßige Sättigungsverstärkung erfährt.
Während diese Erfindung insbesondere mit Bezug zu bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich für die Fachleute, dass verschiedene Änderungen in Form und Details hierbei vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Verfahren zum adaptiven Verbessern der Farbe eines Bildes, wobei das Verfahren umfasst: a. Ermitteln einer Sättigungskomponente für jedes Pixel eines Eingabebildes, wobei die Sättigungskomponente und andere Komponenten der Pixel zusammen das Eingabebild (S800) definieren; b. Bestimmen einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die verwendet wird, um die Sättigung des Eingabebildes zu verbessern, gemäß einer Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable, wobei die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable unter Verwendung der Gleichung α = A(S_αvg) bestimmt wird, wo α und S_αvg die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable und eine mittlere Sättigung des Eingabebildes darstellen (S810); c. selektives Verändern der ermittelten Sättigungskomponente jedes Pixels unter Verwendung der Sättigungsverstärkungsfunktion (S820); d. Erzeugen eines Ausgabefarbwerts für jedes Pixel durch Synthetisieren der selektiv veränderten Sättigungskomponente und der anderen Komponenten des Eingabebildes (S830); und e. Erzeugen eines Ausgabebildes ausgehend von den Ausgabefarbwerten für die Pixel (S830), dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungsverstärkungsfunktion unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt wird:
wo F(x), S_i und S₀ die Sättigungsverstärkungsfunktion, Sättigung des Eingabebildes und Sättigung des Ausgabebildes darstellen.
Verfahren zum adaptiven Verbessern der Farbe eines Bildes, wobei das Verfahren umfasst: a. Ermitteln einer Sättigungskomponente für jedes Pixel eines Eingabebildes, wobei die Sättigungskomponente und andere Komponenten der Pixel zusammen das Eingabebild (S800) definieren; b. Bestimmen einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die verwendet wird, um die Sättigung des Eingabebildes zu verbessern, gemäß einer Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable, wobei die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable unter Verwendung der Gleichung α = A(S_αvg) bestimmt wird, wo α und S_αvg die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable und eine mittlere Sättigung des Eingabebildes darstellen (S810); c. selektives Verändern der ermittelten Sättigungskomponente jedes Pixels unter Verwendung der Sättigungsverstärkungsfunktion (S820); d. Erzeugen eines Ausgabefarbwerts für jedes Pixel durch Synthetisieren der selektiv veränderten Sättigungskomponente und der anderen Komponenten des Eingabebildes (S830); und e. Erzeugen eines Ausgabebildes ausgehend von den Ausgabefarbwerten für die Pixel (S830), dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungsverstärkungsfunktion unter Verwendung der folgenden Gleichungen bestimmt wird:
wo F(x), S_i, S₀ und K die Sättigungsverstärkungsfunktion, Sättigung des Eingabebildes, Sättigung des Ausgabebildes und eine arbiträre Konstante darstellen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin Schritt a. umfasst: a1. Konvertieren eines in einem ersten Farbraum dargestellten Eingabebildes in ein Eingabebild, das in einem zweiten Farbraum dargestellt ist, worin eine Sättigungskomponente jedes Pixels des Eingabebildes aus dem im zweiten Farbraum dargestellten Eingabebild extrahiert werden kann; und a2. Ermitteln der Sättigungskomponente jedes Pixels des im zweiten Farbraum dargestellten Eingabebildes.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin Schritt b. umfasst: b1. Extrahieren einer mittleren Sättigung der Pixel des Eingabebildes aus Farbsignalen des Eingabebildes; b2. Bestimmen der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable ausgehend von der mittleren Sättigung; und b3. Bestimmen der Sättigungsverstärkungsfunktion ausgehend von der Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable.
Verfahren nach Anspruch 3, worin der zweite Farbraum ein HSV-Farbraum oder ein YCbCr-Farbraum ist.
Vorrichtung zum adaptiven Verbessern der Farbe eines Bildes, umfassend: eine Sättigungskomponentenermittlungseinheit (110) zum Ermitteln einer Sättigungskomponente jedes Pixels eines Eingabebildes, wobei die Sättigungskomponente und andere Komponenten der Pixel zusammen das Eingabebild definieren; eine Berechnungseinrichtung (130) für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable zur Bestimmung einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die zum Verbessern der Sättigung des Eingabebildes gemäß einer Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable verwendet wird; wobei die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable unter Verwendung der Gleichung α = A(S_αvg) bestimmt wird, wo α und S_αvg die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable und eine mittlere Sättigung des Eingabebildes darstellen; eine Sättigungsverstärkungseinheit (140) zum selektiven Verändern der ermittelten Sättigungskomponente jedes Pixels unter Verwendung der Sättigungsverstärkungsfunktion; und eine Sättigungskomponentensyntheseeinheit (150) zum Synthetisieren der veränderten Sättigungskomponente und der anderen Komponenten für das Eingabebild und Erzeugen eines Ausgabebildes ausgehend von den synthetisierten Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung (130) für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable angeordnet ist zum Bestimmen der Sättigungsverstärkungsfunktion unter Verwendung der folgenden Gleichung:
wo F(x), S_i und S₀ die Sättigungsverstärkungsfunktion, Sättigung des Eingabebildes und Sättigung des Ausgabebildes darstellen.
Vorrichtung zum adaptiven Verbessern der Farbe eines Bildes, umfassend: eine Sättigungskomponentenermittlungseinheit (110) zum Ermitteln einer Sättigungskomponente jedes Pixels eines Eingabebildes, wobei die Sättigungskomponente und andere Komponenten der Pixel zusammen das Eingabebild definieren; eine Berechnungseinrichtung (130) für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable zur Bestimmung einer Sättigungsverstärkungsfunktion, die zum Verbessern der Sättigung des Eingabebildes gemäß einer Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable verwendet wird, wobei die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable unter Verwendung der Gleichung α = A(S_αvg) bestimmt wird, wo α und S_αvg die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable und eine mittlere Sättigung des Eingabebildes darstellen; eine Sättigungsverstärkungseinheit (140) zum selektiven Verändern der ermittelten Sättigungskomponente jedes Pixels unter Verwendung der Sättigungsverstärkungsfunktion; und eine Sättigungskomponentensyntheseeinheit (150) zum Synthetisieren der veränderten Sättigungskomponente und der anderen Komponenten für das Eingabebild und Erzeugen eines Ausgabebildes ausgehend von den synthetisierten Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung (130) für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable angeordnet ist zum Bestimmen der Sättigungsverstärkungsfunktion unter Verwendung der folgenden Gleichungen:
wo F(x), S_i, S₀ und K die Sättigungsverstärkungsfunktion, Sättigung des Eingabebildes, Sättigung des Ausgabebildes und eine arbiträre Konstante darstellen.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend: einen ersten Farbkonverter (204) zum Konvertieren eines in einem ersten Farbraum dargestellten Eingabebildes in ein Eingabebild, das in einem zweiten Farbraum dargestellt ist, worin eine Sättigung jedes Pixels des Eingabebildes aus dem im zweiten Farbraum dargestellten Eingabebild extrahiert werden kann; und einen zweiten Farbkonverter (205) zum Konvertieren eines im zweiten Farbraum dargestellten Ausgabebildes in ein Ausgabebild, das im ersten Farbraum dargestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner umfassend eine Berechnungseinheit (120) für einen Framesättigungsmittelwert zum Berechnen der mittleren Sättigung des Eingabebildes, welche mittlere Sättigung der Berechnungseinrichtung für die Sättigungsverstärkungsfunktionsbestimmungsvariable zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, worin der zweite Farbraum ein HSV-Farbraum oder ein YCbCr-Farbraum ist.
Computerprogramm umfassend Computerprogrammcodemittel, die geeignet sind zum Durchführen aller Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wenn das Programm auf einem Computer läuft.
Computerprogramm nach Anspruch 11, das auf einem computerlesbarem Medium verkörpert ist.