JP4728411B2 - Method for reducing color bleed artifacts in digital images - Google Patents

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Description

本発明は、デジタル画像に関する。より詳細には、本発明は、圧縮画像の復元に関する。   The present invention relates to digital images. More particularly, the present invention relates to decompression of compressed images.

JPEGおよびいくつかの他の画像圧縮アルゴリズムによる画像圧縮は、画像を輝度チャンネルとクロミナンス(chrominance: 色)チャンネルとに変換し、クロミナンスチャンネル(CbおよびCr)を整数分の1で(通常2または4)サブサンプリングすることによって行われる。そして、輝度チャンネルとサブサンプリングされたクロミナンスチャンネルとは、グレイスケール画像に適した圧縮モジュールによって圧縮される。人間の視覚系(human visual system(HVS))は、輝度感度に比較して色感の空間感度がおよそ1/2に低減するため、クロミナンスチャンネルをサブサンプリングすることができる。従って、サブサンプリングされたクロミナンス値を含む大抵のカラー写真において、サブサンプリングからもたらされる色にじみアーティファクトは実質的に目立たない。   Image compression with JPEG and some other image compression algorithms converts the image into luminance and chrominance channels, and the chrominance channels (Cb and Cr) are a fraction of an integer (typically 2 or 4). ) Done by sub-sampling. The luminance channel and the subsampled chrominance channel are then compressed by a compression module suitable for grayscale images. The human visual system (HVS) can subsample the chrominance channel because the spatial sensitivity of the color sensation is reduced to about ½ compared to the luminance sensitivity. Thus, in most color photographs that include subsampled chrominance values, the color bleed artifacts resulting from subsampling are substantially inconspicuous.

しかしながら、異なる色の間で頻繁に急峻なエッジを含むカラー複合文書画像では、色にじみアーティファクトは顕著である。たとえば、カラー複合文書において、一様の色を有する領域上にテキストまたはコンピュータで作成された他の形状が重なる場合がある。急峻なエッジは、コンピュータ生成画像および写真の変わり目において発生する。   However, color bleeding artifacts are noticeable in color compound document images that frequently contain sharp edges between different colors. For example, in a color compound document, text or other computer-generated shapes may overlap on an area having a uniform color. Steep edges occur at the turn of computer-generated images and photographs.

復元されたクロミナンスチャンネルが、線形補間等の単純な技法によってそれらの元の解像度に戻るよう補間される場合、色にじみアーティファクトは顕著である。色にじみアーティファクトは、純色を有する領域と白色領域(または明色を有する領域)との間の境界に見られる。文書画像では、これらの境界はしばしば、白色の背景または明るい背景と色文字、ラインおよびパッチとの間にある。   If the recovered chrominance channels are interpolated back to their original resolution by a simple technique such as linear interpolation, the color bleed artifact is noticeable. Color bleed artifacts are found at the boundary between a region having a pure color and a white region (or a region having a light color). In document images, these boundaries are often between a white or light background and color letters, lines and patches.

また、反転テキスト(たとえば、色付き背景における白色文字)を含む領域でも、色にじみアーティファクトは顕著である。人間の視覚系の特性により、色にじみアーティファクトはエッジの明るい方の側に見える。   Also, color blurring artifacts are prominent even in areas containing inverted text (for example, white characters in a colored background). Due to the nature of the human visual system, color blurring artifacts appear on the brighter side of the edge.

色にじみアーティファクトにより、画質が低下する。従って、特にカラー複合文書画像において色にじみアーティファクトを低減することが望ましい。   Color blur artifacts reduce image quality. Therefore, it is desirable to reduce color bleeding artifacts, especially in color compound document images.

本発明の一態様によれば、デジタル画像における色にじみアーティファクトを、デジタル画像の少なくともいくつかのピクセルのクロミナンス値を変更することによって低減する。ピクセルを、輝度値と色ダイナミックレンジとに従って変更する。本発明の他の態様および利点は、本発明の原理を実施例として示す添付図面と考え合せて、以下の詳細な説明から明らかとなろう。   According to one aspect of the invention, color bleed artifacts in a digital image are reduced by changing the chrominance values of at least some pixels of the digital image. The pixel is changed according to the luminance value and the color dynamic range. Other aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, illustrating by way of example the principles of the invention.

画像を復元し復元画像における色にじみアーティファクトを低減する方法の図である。FIG. 6 is a diagram of a method for restoring an image and reducing color blurring artifacts in the restored image. ピクセルの局所ピクセル近傍の図である。It is a figure of the local pixel vicinity of a pixel. ピクセル複製によって補間された復元画像においてピクセルの色ダイナミックレンジを確定するスライディングウインドウの図である。FIG. 4 is a sliding window that determines the color dynamic range of a pixel in a reconstructed image interpolated by pixel replication. ピクセル複製によって補間された復元画像においてピクセルの色ダイナミックレンジを確定するスライディングウインドウの図である。FIG. 4 is a sliding window that determines the color dynamic range of a pixel in a reconstructed image interpolated by pixel replication. ピクセル複製によって補間された復元画像においてピクセルの色ダイナミックレンジを確定するスライディングウインドウの図である。FIG. 4 is a sliding window that determines the color dynamic range of a pixel in a reconstructed image interpolated by pixel replication. ピクセル複製によって補間された復元画像においてピクセルの色ダイナミックレンジを確定するスライディングウインドウの図である。FIG. 4 is a sliding window that determines the color dynamic range of a pixel in a reconstructed image interpolated by pixel replication. 図1の方法のハードウェア実施態様の図である。FIG. 2 is a diagram of a hardware implementation of the method of FIG.

図面に示すように、本発明は、サブサンプリングされたクロミナンス値を含むデジタル画像における色にじみアーティファクトを低減する方法および装置において具体化される。本方法および装置は、特に、自然フィーチャ(feature)とコンピュータ生成フィーチャとをともに含むカラー複合文書画像における色にじみアーティファクトを低減するのに適している。写真領域における自然フィーチャは、穏やかな輝度の遷移またはクロミナンスの遷移を有する傾向がある。テキスト領域等のコンピュータ生成フィーチャは、急峻なエッジと急峻な輝度遷移またはクロミナンス遷移とを有する傾向がある。本方法および装置は、急峻なエッジで発生する色にじみアーティファクトを低減する。   As shown in the drawings, the present invention is embodied in a method and apparatus for reducing color blurring artifacts in a digital image that includes subsampled chrominance values. The method and apparatus are particularly suitable for reducing color bleed artifacts in color compound document images that contain both natural features and computer-generated features. Natural features in photographic areas tend to have a mild luminance transition or chrominance transition. Computer-generated features such as text regions tend to have steep edges and steep luminance or chrominance transitions. The method and apparatus reduce color bleed artifacts that occur at sharp edges.

図1は、圧縮画像を復元し復元画像における色にじみアーティファクトを低減する方法を示す。圧縮画像は、圧縮された輝度(Y)値の第1のストリーム(stream)と、圧縮されたクロミナンス(CbおよびCr)値の第2および第3のストリームとを含む。圧縮前に、クロミナンスチャンネルは、サブサンプリングされるか、またはローパスフィルタリングされた後サブサンプリングされる。   FIG. 1 illustrates a method for decompressing a compressed image and reducing color blurring artifacts in the decompressed image. The compressed image includes a first stream of compressed luminance (Y) values and second and third streams of compressed chrominance (Cb and Cr) values. Prior to compression, the chrominance channel is subsampled or low-pass filtered and then subsampled.

画像復元は、圧縮された値の第1、第2および第3のストリームにアクセスすることで開始する(ブロック102)。第1のストリームから輝度値(Y)を復元し(ブロック104)、第2および第3のストリームからクロミナンス値(CbおよびCr)を復元する(ブロック106)。   Image decompression begins by accessing the first, second and third streams of compressed values (block 102). The luminance value (Y) is restored from the first stream (block 104), and the chrominance values (Cb and Cr) are restored from the second and third streams (block 106).

以降、輝度値とクロミナンス値とを、正規化された値に関して説明する。輝度値は、0≦Y≦1である。クロミナンス値は、−0.5≦Cb≦0.5および−0.5≦Cr≦0.5である。ポイントCb=Cr=0は、グレー軸(無色)に対応する。   Hereinafter, luminance values and chrominance values will be described with respect to normalized values. The luminance value is 0 ≦ Y ≦ 1. The chrominance values are −0.5 ≦ Cb ≦ 0.5 and −0.5 ≦ Cr ≦ 0.5. Point Cb = Cr = 0 corresponds to the gray axis (colorless).

圧縮中にクロミナンス値(CbおよびCr)がサブサンプリングされるため、復元されたクロミナンスチャンネルを、それらの元の解像度にするように補間またはアップサンプリングすることにより、輝度チャンネルの解像度と一致させる(ブロック108)。簡単な補間方法はピクセル複製(pixel replication)であり、すべての低解像度ピクセルを、同じクロミナンス値(CbおよびCr)を有する高解像度ピクセルの2×2ブロックに置換する。より精巧なアップサンプリング方法では、エッジ等の高空間周波数の場所においてエイリアシングアーティファクトを低減するために、ピクセル複製されたクロミナンスチャンネルに対しローパスフィルタリングを適用する。   Since the chrominance values (Cb and Cr) are subsampled during compression, the recovered chrominance channels are matched to the resolution of the luminance channel by interpolating or up-sampling them to their original resolution (block 108). A simple interpolation method is pixel replication, which replaces all low resolution pixels with 2 × 2 blocks of high resolution pixels having the same chrominance values (Cb and Cr). More sophisticated upsampling methods apply low pass filtering to the pixel replicated chrominance channel in order to reduce aliasing artifacts at high spatial frequency locations such as edges.

復元デジタル画像における色にじみアーティファクトを、デジタル画像における少なくともいくつかのピクセルのクロマ値を変更することによって低減する。ピクセルのクロマ値を、ピクセルの輝度値と局所的な色ダイナミックレンジとに対応して変更し(ブロック110)、クロマ値の変化に従ってクロミナンス値(CbおよびCr)をスケーリングする(ブロック112)。色ダイナミックレンジに対応してクロマ値を変更することにより、本質的に一様な明色を有する領域において過度に色度を低減しないようにする。   Color bleed artifacts in the restored digital image are reduced by changing the chroma values of at least some pixels in the digital image. The pixel's chroma value is changed corresponding to the pixel's luminance value and the local color dynamic range (block 110), and the chrominance values (Cb and Cr) are scaled according to the change in the chroma value (block 112). By changing the chroma value corresponding to the color dynamic range, the chromaticity is not excessively reduced in a region having an essentially uniform light color.

復元された輝度チャンネルとクロミナンスチャンネルとを、元の解像度のRGB空間に戻るように変換することができる。そして、復元画像を表示(たとえば、印刷)することができる。   The restored luminance and chrominance channels can be transformed back to the original resolution RGB space. Then, the restored image can be displayed (for example, printed).

ピクセルの局所的な色ダイナミックレンジは、その局所ピクセル近傍に関して確定される。図2は、ピクセルの近傍の実施例を提供する。破線で示すウインドウによって輪郭が描かれた近傍は、ピクセルの3×3アレイを含む。「X」でマークされた所定ピクセルは、近傍の中心にある。   A pixel's local color dynamic range is determined with respect to its local pixel neighborhood. FIG. 2 provides an example of pixel neighborhoods. The neighborhood outlined by the dashed window contains a 3 × 3 array of pixels. The predetermined pixel marked with “X” is in the center of the neighborhood.

所定のピクセル各々の色ダイナミックレンジを、局所ピクセル近傍におけるピクセルの最小クロマ値と最大クロマ値との差として計算することができる。ピクセルのクロマ値(C)を、

Figure 0004728411
として計算することができ、クロマ値(C)を
Figure 0004728411
によって概算することができる。この場合、クロミナンス値の各々の許容値範囲は、[−0.5,0.5]である。近傍の色ダイナミックレンジ(D)は、Cが近傍の最小クロマ値を表しCが近傍の最大クロマ値を表す場合、D=C−Cとして計算してよい。 The color dynamic range of each given pixel can be calculated as the difference between the pixel's minimum and maximum chroma values in the vicinity of the local pixel. The chroma value (C) of the pixel
Figure 0004728411
The chroma value (C) can be calculated as
Figure 0004728411
Can be approximated by In this case, the allowable range of each chrominance value is [−0.5, 0.5]. Near the color dynamic range (D), if C M C m represents the minimum chroma values of the neighboring represents the maximum chroma value in the neighborhood may be calculated as D = C M -C m.

近傍と色ダイナミックレンジは、所定のピクセルの各々に対して確定される。従って、色ダイナミックレンジは、ピクセル単位で確定される。   The neighborhood and color dynamic range are established for each of the predetermined pixels. Therefore, the color dynamic range is determined in units of pixels.

所定のピクセルに対する新たなクロマ値(C’)を、C’=C−f(Y,D)・(C−C)として計算してよい。ここで、Cはピクセルの元のクロマ値であり、Dは色ダイナミックレンジであり、Cは、0からそのピクセルの局所ピクセル近傍の最小クロマまでの値を有する色の係数であり、f(Y,D)は、相対的なクロマ低減の大きさを決めるパラメータ式である。 A new chroma value (C ′) for a given pixel may be calculated as C ′ = C−f (Y, D) · (C−C 0 ). Where C is the original chroma value of the pixel, D is the color dynamic range, C 0 is the color coefficient having values from 0 to the minimum chroma near the local pixel of that pixel, and f ( Y, D) is a parameter formula that determines the relative chroma reduction magnitude.

パラメータ式f(Y,D)は、0と1との間の範囲で変動しうる。パラメータ式f(Y,D)は、以下の制約に従う。すなわち、(1)Y→1の場合、f(Y,D)→1であって、それによりC’→Cであり、(2)D→0の場合、f(Y,D)→0である。D→0の場合、C’→Cであり、そのためそのピクセルのクロマ値は変更されない。 The parameter formula f (Y, D) can vary in the range between 0 and 1. The parameter formula f (Y, D) is subject to the following constraints. That is, if (1) Y → 1, then f (Y, D) → 1, thereby C ′ → C 0 , and (2) if D → 0, then f (Y, D) → 0. It is. In the case of D → 0, C ′ → C, so that the chroma value of the pixel is not changed.

また、パラメータ式f(Y,D)は、別の制約に従ってもよい。すなわち、D→0およびY→1の場合、f(Y,D)→0である。このように、色ダイナミックレンジが優先する。   The parameter formula f (Y, D) may be subject to another restriction. That is, in the case of D → 0 and Y → 1, f (Y, D) → 0. Thus, the color dynamic range has priority.

クロマ値が変更されると、対応する各クロミナンス値(CbおよびCr)は、比C’/Cによってスケーリングされる。このため、Cb’=C’/C・CbおよびCr’=C’/C・Crである。これにより、色の色相は変化しない。   When the chroma value is changed, each corresponding chrominance value (Cb and Cr) is scaled by the ratio C '/ C. Therefore, Cb ′ = C ′ / C · Cb and Cr ′ = C ′ / C · Cr. Thereby, the hue of the color does not change.

色係数(C)について異なる場合を考慮する。第1の場合、C=Cである。このときC’=C−f(Y,D)・(C−C)であり、新たなクロマ値(C’)は、元のクロマ値(C)と近傍最小値(C)との間にある。高輝度Y→1の場合、新たなクロマ値(C’)は、局所最小値(C)に近づく。そのため、Y→1に従ってC’→Cとなる。 Consider different cases for the color coefficient (C 0 ). In the first case, C 0 = C m . At this time, C ′ = C−f (Y, D) · (C−C m ), and the new chroma value (C ′) is the original chroma value (C) and the minimum neighborhood value (C m ). between. In the case of high luminance Y → 1, the new chroma value (C ′) approaches the local minimum value (C m ). Therefore, the C '→ C m accordance Y → 1.

第2の場合、C=max(C−D,0)である。このような係数Cにより、新たな(C’)は、局所最小値(C)より下になることが可能である。しかしながら、クロマ値はなおかつ、色ダイナミックレンジ(D)によって決まる。色係数(C)は、C−Dより下には低減しない。C<Dである場合、色係数(C)は0となる。色ダイナミックレンジが小さくない場合、状況C<Dは、「無着色」領域と「純色」領域との間のエッジに対応する。この状況では、「無着色」側が白色に近い場合、クロマ値を0まで低減することができる。一方、状況C>Dは、「マイルドな色(mild-color)」と「純色」との間のエッジに対応する可能性があり、その場合、色にじみアーティファクトの可視性はそれほど高くはない。この状況では、クロマ値を0に低減することができるので、エッジの明るい方の側で色が大幅に低減される。変更されたクロマ値に対し下限C−Dを置くことにより、色ダイナミックレンジ(D)がそれほど小さくも大きくもない色勾配領域(「マイルドエッジ」)において、輝度Y→1の場合にクロマ値が大幅に低減されないことが保証される。 In the second case, C 0 = max (C m −D, 0). With such a coefficient C 0 , the new (C ′) can fall below the local minimum (C m ). However, the chroma value is still determined by the color dynamic range (D). The color coefficient (C 0 ) does not decrease below C m -D. When C m <D, the color coefficient (C 0 ) is 0. If the color dynamic range is not small, the situation C m <D corresponds to the edge between the “no color” region and the “pure color” region. In this situation, the chroma value can be reduced to 0 when the “uncolored” side is close to white. On the other hand, the situation C m > D may correspond to an edge between “mild-color” and “pure color”, in which case the color blur artifact is not very visible. . In this situation, the chroma value can be reduced to 0, so the color is greatly reduced on the brighter side of the edge. By setting the lower limit C m -D for the changed chroma value, the chroma value is obtained when the luminance is Y → 1 in the color gradient region (“mild edge”) where the color dynamic range (D) is not so small or large. Is guaranteed not to be significantly reduced.

第3の場合、C=0である。高輝度Y→1に対し、新たなクロマ値(C’)は0に近づく。このため、Y→1に従ってC’→0となる。 In the third case, C 0 = 0. For high brightness Y → 1, the new chroma value (C ′) approaches zero. Therefore, C ′ → 0 according to Y → 1.

パラメータ式を、異なる方法で表現することができる。代表的なパラメータ式は、f(Y,D)=max[1−α{(1−Y)/D},0]である。代表的なパラメータ式は、常に2つの制約に従う。すなわち、項α(αは正)の値とは無関係に、f(Y→1,D)→1およびf(Y,D→0)→0である。   Parameter expressions can be expressed in different ways. A typical parameter formula is f (Y, D) = max [1-α {(1-Y) / D}, 0]. A typical parameter equation always obeys two constraints. That is, f (Y → 1, D) → 1 and f (Y, D → 0) → 0 regardless of the value of the term α (α is positive).

Dの与えられた値に対し、それより下では色にじみアーティファクトが可視ではない輝度値(Y)がある。与えられたDに対して色にじみアーティファクトが可視でない場合、項αの値を、f(Y,D)=0であるように選択することができる。たとえば、Y<(1−D/α)である場合、クロマ値は変更されない。すなわち、閾値T(D)=(1−D/α)であるとすれば、Y<T(D)の場合C’=Cである。 For a given value of D, there is a luminance value (Y) below which the color bleed artifact is not visible. If no color bleed artifact is visible for a given D, the value of the term α can be selected such that f (Y, D) = 0. For example, if Y <(1-D / α), the chroma value is not changed. That is, if the threshold value T Y (D) = (1−D / α), C ′ = C when Y <T Y (D).

項αは、色ダイナミックレンジ(D)の関数であってよい。項αを、Dの各値に対して測定してよい。各項αを、主観テスト(たとえば、パッチにおけるアーティファクトの可視性を観察する)から測定してよい。   The term α may be a function of the color dynamic range (D). The term α may be measured for each value of D. Each term α may be measured from a subjective test (eg, observing the visibility of artifacts in the patch).

一方、項αは、すべてのDに対して一定であってよい。項αの値を、試行錯誤によって確定することができる。たとえば、0.5≦α≦1が有効であることが分かった。   On the other hand, the term α may be constant for all D. The value of the term α can be determined by trial and error. For example, it was found that 0.5 ≦ α ≦ 1 is effective.

このように、色にじみの視覚的知覚をもたらすピクセルにおけるクロミナンスの大きさを低減する方法が明らかにされた。本方法は、輝度値と局所クロミナンス値とを考慮することにより、高輝度値と無視できない程のクロミナンス値とを有するパッチを変更しない。平坦領域は、相対的に高い輝度を有するが、同時に無視できない程のクロミナンスも有する可能性がある。本方法は、かかる領域を白色にマッピングしない。文書画像は、明色の背景を有するテキストボックスを有する場合がある。本方法は、明るい背景を白色にマッピングしない。   Thus, a method for reducing the amount of chrominance in a pixel resulting in a visual perception of color blur has been clarified. The method does not change patches with high luminance values and non-negligible chrominance values by considering luminance values and local chrominance values. A flat region has a relatively high brightness, but may also have chrominance that cannot be ignored at the same time. The method does not map such areas to white. The document image may have a text box with a light background. The method does not map a light background to white.

本方法は、特に、複合カラー文書において色にじみアーティファクトを低減するうえで有効である。しかしながら、本方法はそのように限定されない。   This method is particularly effective in reducing color bleed artifacts in complex color documents. However, the method is not so limited.

図2は、3×3正方形状の近傍を示すが、本方法は、このような近傍に限定されない。近傍は、いかなる特定のサイズにも限定されない。ピクセルの数は、9に限定されない。所定のすべてのピクセルに対して近傍のピクセルの数が固定であることは好ましいが、画像領域の特定の種類(たとえば、テキスト、グラフィックス、自然形体)に適応するように、近傍のサイズを動的に変更してよい。   Although FIG. 2 shows a 3 × 3 square neighborhood, the method is not limited to such a neighborhood. The neighborhood is not limited to any particular size. The number of pixels is not limited to nine. It is preferred that the number of neighboring pixels be fixed for all given pixels, but the neighborhood size can be adjusted to accommodate a particular type of image area (eg, text, graphics, natural features). May be changed.

近傍は、いかなる特定の形状にも限定されないが、パフォーマンスの理由で正方形ウインドウが好ましい。たとえば、近傍の形状を菱形状としてよい。最小値/最大値計算に、中心ピクセルを含めてよく(すなわち、完全な近傍を使用してよい)、あるいは最小値/最大値計算から、所定の中心ピクセルを排除することができる(すなわち、中空の近傍を使用することができる)。   The neighborhood is not limited to any particular shape, but a square window is preferred for performance reasons. For example, the nearby shape may be a diamond shape. The minimum / maximum calculation may include a central pixel (ie, a perfect neighborhood may be used) or a predetermined central pixel may be excluded from the minimum / maximum calculation (ie, hollow Can be used).

本方法を、デジタル画像を視覚的に重要なチャンネル(たとえば、輝度チャンネルと青および赤クロミナンスチャンネル)に分解することに関して説明した。しかしながら、本方法は、YCbCr色空間に限定されない。たとえば、本方法を、Yuv、LuvまたはLab色空間(Lは明度を表す)に適用することができる。   The method has been described with respect to decomposing a digital image into visually important channels (eg, luminance channels and blue and red chrominance channels). However, the method is not limited to the YCbCr color space. For example, the method can be applied to Yuv, Luv or Lab color spaces (L represents lightness).

上述した方法では、計算量の多くを、近傍の各ピクセルに対する色ダイナミックレンジを計算することに当てる。しかしながら、サブサンプリングされたクロミナンス値を使用しそれにより冗長性を利用することにより、計算量を低減することができ、本方法の速度を上昇させることができる。   In the method described above, a large amount of calculation is applied to the calculation of the color dynamic range for each neighboring pixel. However, using subsampled chrominance values and thereby utilizing redundancy can reduce the amount of computation and increase the speed of the method.

ここで、ピクセル複製によって補間された復元画像におけるピクセルの色ダイナミックレンジを確定するスライディングウインドウを示す、図3(a)〜図3(d)を参照する。補間中、復元された輝度チャンネルの第1のピクセルを、ピクセルC1の2×2ブロックによって置換し、復元された輝度チャンネルの第2のピクセルを、ピクセルC2の2×2ブロックによって置換し、復元された輝度チャンネルの第3のピクセルを、ピクセルC3の2×2ブロックによって置換し、復元された輝度チャンネルの第4のピクセルを、ピクセルC4の2×2ブロックによって置換する。   Reference is now made to FIGS. 3A-3D, which show sliding windows that determine the color dynamic range of the pixels in the reconstructed image interpolated by pixel duplication. During interpolation, the first pixel of the restored luminance channel is replaced by a 2 × 2 block of pixel C1, and the second pixel of the restored luminance channel is replaced by a 2 × 2 block of pixel C2, and restored. The third pixel of the reconstructed luminance channel is replaced by the 2 × 2 block of pixel C3, and the fourth pixel of the reconstructed luminance channel is replaced by the 2 × 2 block of pixel C4.

アップサンプリングされたクロミナンスチャンネルのすべての2×2ブロックにおけるピクセルは、正確に同じクロミナンス値を含む。図3(a)〜図3(d)が示すように、2×2ブロック境界に位置合せされるアップサンプリングされたクロミナンスチャンネルの各4×4ブロックは、3×3近傍に適応する4つの可能性を有する。これらの4つの可能性の各々に対し、近傍最小値(または最大値)と近傍の色ダイナミックレンジとは、同じ4つの色係数値から計算されるため同じである。4つの色係数値は、4つの倍サイズのピクセルに対応し、この各ピクセルは、サブサンプリングされたクロミナンスチャンネルのピクセルに対応する。このように、計算の複雑性が、サブサンプリングされたクロミナンスチャンネルにおいて2×2近傍の最大値および最小値を見つけることに帰着する。これにより、クロミナンスのモジュラス計算の数が1/4に低減され、近傍の最小クロマ値および最大クロマ値(CおよびC)を計算するために必要な比較の数が、1/16に低減される。このようにピクセル複製を使用する場合、クロミナンスチャンネルに対しそれらのサブサンプリングの前にローパスフィルタリングを適用することが好ましい。たとえば、元のクロミナンスチャンネルのすべての2×2ブロックを、そのブロックの4つのクロミナンス値の平均または中央値によって置換することができる。 The pixels in all 2 × 2 blocks of the upsampled chrominance channel contain exactly the same chrominance value. As shown in FIGS. 3 (a) -3 (d), each 4 × 4 block of an upsampled chrominance channel aligned to a 2 × 2 block boundary has four possibilities to adapt to a 3 × 3 neighborhood. Have sex. For each of these four possibilities, the neighborhood minimum (or maximum) and neighborhood color dynamic range are the same because they are calculated from the same four color coefficient values. The four color coefficient values correspond to four double sized pixels, each pixel corresponding to a subsampled chrominance channel pixel. Thus, computational complexity results in finding the maximum and minimum values near 2 × 2 in the subsampled chrominance channel. This reduces the number of chrominance modulus calculations to ¼, and reduces the number of comparisons required to calculate the neighborhood minimum and maximum chroma values (C m and C M ) to 1/16. Is done. When using pixel replication in this way, it is preferable to apply low pass filtering to the chrominance channels prior to their subsampling. For example, all 2 × 2 blocks of the original chrominance channel can be replaced by the average or median of the four chrominance values of that block.

計算量を、他の方法で低減することができる。たとえば、新たなクロマ値(C’)と元のクロマ値(C)との差がわずかである場合、クロマ値を変更することによりほとんど利益が得られない。従って、差がわずかである場合、パラメータ式は計算されずクロマ値は変更されない。たとえば、Tが所定閾値であるとして、(C−C)<Tである場合、C’=Cである。色ダイナミックレンジ(D)は、高速再帰的アルゴリズムで計算される場合、すべてのピクセルに対して計算される。従って、比較D<Tを実行することにより、オーバヘッドはほとんどもたらされない。例示的な閾値は、T=0.1(正規化されたクロミナンス値に対し)である。 The computational complexity can be reduced in other ways. For example, if the difference between the new chroma value (C ′) and the original chroma value (C) is small, little benefit is gained by changing the chroma value. Therefore, if the difference is small, the parameter formula is not calculated and the chroma value is not changed. For example, assuming that T is a predetermined threshold, if (C−C 0 ) <T, C ′ = C. The color dynamic range (D) is calculated for all pixels when calculated with a fast recursive algorithm. Therefore, performing the comparison D <T results in little overhead. An exemplary threshold is T = 0.1 (relative to the normalized chrominance value).

本方法を、ハードウェア、ソフトウェアまたはその2つの組合せで実施することができる。   The method can be implemented in hardware, software or a combination of the two.

ここで、本方法のソフトウェア実施態様を示す図4を参照する。コンピュータメモリ212は、実行時にプロセッサ216に対して上述した方法を実行するよう命令するプログラム214を格納する。メモリ212およびプロセッサ216は、パーソナルコンピュータまたはワークステーションの一部であってよい。   Reference is now made to FIG. 4, which shows a software implementation of the method. The computer memory 212 stores a program 214 that instructs the processor 216 to execute the above-described method at runtime. Memory 212 and processor 216 may be part of a personal computer or workstation.

非再帰的アルゴリズムを使用して、ピクセル近傍の最小クロマ値および最大クロマ値を確定することができる。近傍のすべてのタイプに対して非再帰的アルゴリズムを使用することができる。最小値および最大値を確定するために必要なメモリのサイズは、近傍のサイズに等しい。   A non-recursive algorithm can be used to determine the minimum and maximum chroma values near the pixel. Non-recursive algorithms can be used for all types of neighbors. The size of memory required to determine the minimum and maximum values is equal to the neighborhood size.

高速再帰的アルゴリズムを使用して、完全な正方形の近傍(たとえば、2×2近傍、3×3近傍、5×5近傍)の最小クロマ値および最大クロマ値を確定してよい。2×2近傍を除き、近傍のサイズに関らず、近傍の最大クロマ値および最小クロマ値を確定するために、12回の比較だけでよい。2×2近傍の場合、3つの比較だけでよい。この再帰的アルゴリズムが使用される場合、ラインをバッファリングするために必要なメモリのサイズは、横のカーネルウインドウのサイズの2倍に等しい。   A fast recursive algorithm may be used to determine minimum and maximum chroma values for a perfect square neighborhood (eg, 2 × 2, 3 × 3, 5 × 5 neighborhood). Except for the 2 × 2 neighborhood, only 12 comparisons are required to determine the neighborhood's maximum and minimum chroma values, regardless of the neighborhood size. For a 2 × 2 neighborhood, only three comparisons are necessary. When this recursive algorithm is used, the size of memory required to buffer the line is equal to twice the size of the horizontal kernel window.

本発明は、上に説明し例示した特定の実施形態に限定されない。代りに、本発明は、併記の特許請求の範囲に従って解釈される。   The present invention is not limited to the specific embodiments described and illustrated above. Instead, the present invention is construed according to the claims that follow.

Claims (8)

デジタル画像における色にじみアーティファクトを低減する方法であって、該方法は、
前記デジタル画像における少なくともいくつかのピクセルのクロミナンス値を減じるステップを含み、
を0と該ピクセルの局所近傍の最小クロマ値Cとの間の値、Cを前記ピクセルの元のクロマ値、Yを該ピクセルの輝度、Dを局所近傍ピクセルの最小値C及び最大値Cの関数である色ダイナミックレンジとするとき、前記いくつかのピクセルのクロミナンス値は、該ピクセルのもとのクロマ値をf(Y,D)・(C−C)だけ減じて得られるクロマ値に従って決められ、f(Y,D)は0と1との範囲の値であり、且つ、Y→1のときf(Y,D)→1であり、D→0のとき(Y,D)→0である、前記方法。
A method for reducing color bleed artifacts in a digital image, the method comprising:
Reducing the chrominance values of at least some pixels in the digital image;
C 0 is a value between 0 and the minimum chroma value C m of the local neighborhood of the pixel, C is the original chroma value of the pixel, Y is the luminance of the pixel, D is the minimum value C m of the local neighborhood pixel, and when the color dynamic range is a function of the maximum value C M, the chrominance value of the number of pixels by subtracting the original chroma value of the pixel by f (Y, D) · ( C-C 0) determined according to obtain chroma, f (Y, D) is a value in the range of 0 and 1, and, Y → 1 when f (Y, D) a → 1, when D → 0 f Said method wherein (Y, D) → 0.
前記f(Y,D)はまた、D→0でかつY→1の場合はf(Y,D)→0に従う、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the f (Y, D) also follows f (Y, D) → 0 if D → 0 and Y → 1. 前記色ダイナミックレンジD=(C−C)である、請求項1の方法。 The method of claim 1, wherein the color dynamic range D = (C M −C m ). ピクセルの元のクロマ値(C)が変更された場合、C’が新たなクロマ値であるとすると、該ピクセルのもとの前記クロミナンス値を比C’/Cによってスケーリングして新たなクロミナンス値を求める、請求項1記載の方法。   If the original chroma value (C) of a pixel is changed and C ′ is the new chroma value, the original chrominance value of the pixel is scaled by the ratio C ′ / C to obtain a new chrominance value. The method of claim 1, wherein: デジタル画像における色にじみアーティファクトを低減する装置であって、該装置は、前記デジタル画像における少なくともいくつかのピクセルのクロミナンス値を減じる手段を含み、
前記クロミナンス値を減じる手段は、Cを0と該ピクセルの局所近傍の最小クロマ値Cとの間の値、Cを前記ピクセルの元のクロマ値、Yを該ピクセルの輝度、Dを局所近傍ピクセルの最小値C及び最大値Cの関数である色ダイナミックレンジとするとき、前記いくつかのピクセルのクロミナンス値を、該ピクセルのもとのクロマ値をf(Y,D)・(C−C)だけ減じて得られるクロマ値に従って決め、f(Y,D)は0と1との範囲の値であり、且つ、Y→1のときf(Y,D)→1であり、D→0のとき(Y,D)→0であるよう構成されている、前記装置。
An apparatus for reducing color bleed artifacts in a digital image, the apparatus comprising means for reducing chrominance values of at least some pixels in the digital image;
The means for reducing the chrominance value comprises: C 0 is a value between 0 and a minimum chroma value C m in the local vicinity of the pixel, C is the original chroma value of the pixel, Y is the luminance of the pixel, and D is a local value. When the color dynamic range is a function of the minimum value C m and the maximum value C M of the neighboring pixels, the chrominance values of the several pixels are set as f (Y, D) · ( C (C 0 ) is determined according to the chroma value obtained by subtraction, and f (Y, D) is a value in the range of 0 and 1, and f (Y, D) → 1 when Y → 1 , D → 0, where f (Y, D) → 0.
前記f(Y,D)はまた、D→0でかつY→1の場合はf(Y,D)→0に従う、請求項5記載の装置。   6. The apparatus of claim 5, wherein the f (Y, D) also follows f (Y, D) → 0 if D → 0 and Y → 1. 前記色ダイナミックレンジD=(C−C)である、請求項5の装置。 The apparatus of claim 5, wherein the color dynamic range D = (C M −C m ). 前記クロミナンス値を減じる手段は、ピクセルの元のクロマ値(C)が変更された場合、C’が新たなクロマ値であるとすると、該ピクセルのもとの前記クロミナンス値を比C’/Cによってスケーリングして新たなクロミナンス値を求めるよう構成されている、請求項5記載の装置。   The means for reducing the chrominance value is such that if the original chroma value (C) of a pixel is changed and C ′ is a new chroma value, the original chrominance value of the pixel is expressed as a ratio C ′ / C. The apparatus of claim 5, wherein the apparatus is configured to scale to determine a new chrominance value.
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CN112446830B (en) * 2019-08-27 2024-09-20 浙江宇视科技有限公司 Image color edge processing method and device, storage medium and electronic equipment
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06296285A (en) * 1992-10-12 1994-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Video signal correction device
JPH11127454A (en) * 1997-06-26 1999-05-11 Xerox Corp Method for correcting image data

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06296285A (en) * 1992-10-12 1994-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Video signal correction device
JPH11127454A (en) * 1997-06-26 1999-05-11 Xerox Corp Method for correcting image data

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