TWI364213B - - Google Patents

Description

1364213 九、發明說明： 【發明所屬之技銜領域】 本發明係一種數位影像處理方法，且特別是一種數位影像的 偽色抑制方法。 【先前技術】 人眼>斤。胃的顏色，其實就是物體吸收光線中大部分頻譜的光 之k所反射的可見光。舉例來說，綠葉吸收光線大部份頻譜的 •光之後，人眼接收反射的綠色可見光，即成為吾人所見之綠葉。 在自然界中’若將紅光、綠光及藍光依-定比例混色，即取得多 不同的m在i腦相關領域中，亦以紅、綠、藍三原色作為 色彩的混色基準。例如RGB即為一種對顏色進行編碼的方法，其 么以個位元組衣不红、綠、藍三原色之強度，藉以表示出多種 .不同的色彩。色域空間(飛〇,又稱為電視系統顏色色域(YCrCb) •亦為^衣示方式，其中的「Y」表示為數位影像的明亮度 φ (Luminance)，而Uj、「V」表示為色度(Chrominance)，亦相近於 電視；r、、，錢色色域十的色差(&、⑼。數位相機亦翻此原理， 透過如CCD等感光元件接收有色光而產生數位影像。在數位相機 使用中H現當光源過暗或是當減夜景時，將駐度提高藉 以讓齡攝之數位影像_適#亮度。然而，纽升^度^ .

亦伴者雜訊與偽色(faIse c〇1〇r)的發生。所謂的偽色即是數位影 像中原本該是色調相同之處卻發生非自然的顏色，例如拍攝藍= 布料之衣物所得之成像卻出現紅色波浪條紋。 I 1364213 為在高感光度下，讓數位相機拍攝的影像仍具備一定品質的 成像效果，抑制偽色技術遂成為一項重要的議題。現有抑制偽色 技術分兩大類：一類是需要經過複雜的分析，找出影像的允度或 彩度紋理、細節，然後透過較大的等效遮罩(mask)而得釗較好的 壓抑效杲。若等效遮罩不夠大’則壓抑的效果有限。另〆類則是 以犧牲影像部分彩度的方法，換取壓抑偽色的強度，因為人眼視 覺會對於接近灰階彩虞上的偽色特別敏感，所以此類方法大多是 將接近灰階的顏色壓抑的更接近灰階使得偽色的視覺效果明顯降 低。這兩類抑制偽色的方法各存在其優缺點。換言之，目前抑制 偽色技術尚無法在影像處理複雜度與彩度犧牲兩方面達到平衡。 【發明内容】 鑒於上述抑制偽色的影像處理複雜度輿視覺效果無法兼顧等 |巧通’本發明之目的在於提出一種數位影像的偽色抑制方法，藉 由逐一對數位影像中每一像素的彩度部份，與鄰近之像素進行彩 度勻化動作，並依據拍攝時數位相機的感光度調整偽色抑制程 度’避免讀過賴牲，進而達到影像纽複紐低且可有效降 低偽色現象之功效。 為L上述目的’本發明之數位影像的偽色抑制方法，包括以 下步驟： ' 目先力解放位影像之亮度部份與彩度部分 算彩度部分中的第-色域分量及第二色域分暑= 二攝時的感光度，設定一臨界值。然後:分： u ®與第二色域分量’依據像素和鄰接之相鄰像素 1364213 的差值與臨界值之關係，對像素執行對應之像素勻化動作。最後， 將勻化後的a度心與魏影像之亮度部份融合為抑制後影像。 依照本發_較佳實施例所叙數位補色抑财法其中 .數位影像是以包含亮度、彩度f訊的資料取樣格式來儲存，此資 料取樣格U YUY2、γυγν、% WC_0、YUY(YCbCr)422 或彻(Ycbc筆 依照本發顿較佳f施例所述之數位影像的偽色抑制方法， 其中第一色域分量表為以下算式：

Cb=〇_564胃)=-ai69*R · 0.331 + 0.5G㈣；其中 Cb 為第 -色域分量’而R、G、B為數位影像的顏色值。 依照本發_較佳實_所述之數位影像的偽色抑制方法， 其中第二色域分量係以下算式表示：

Cr··训=〇觀。娜.μ Cr為第二色域分量；以及 R、G、B為該數位影像的顏色值。 參 依照本發明的較佳實施例所^之數位影像的偽色抑制方法， 更包括依據敍度設定執行數位影像偽色抑制方法的次數。 依照本發_雛實施例所述之數㈣像的絲抑制方士， 其中像素勻化動作，包括：數位影像之某—像素的第—色：旦 與相鄰像素的第-色域分量之差值大於等於臨界值時，透迅刀置 滅器縮小像素的第-色域分量；以及數位影像之某―像冬白^ ，色域分4與補躲的第—色域分量之差值小機界值日1 ί 接取像素與相祕素之第-色域分量平均值，修正像素之 1364213 域分量。 依月?'本發明的較隹雄·大/_ v 其中像素勻化動作，幻料1所1^之从值影像的偽色抑制方法， 與相鄰像素的第二色位影像之某-像素的第二色域分普 過濾器縮讀相歡於料臨界料，透過低通 二色域分量與相鄰像素的二二::魏位影像之某—像素的第 接取像素與相鄰像素之第_ ===之_小於臨界值時，直 域分量。 叫分-平均值，修正像素之第二色 依照本發㈣$實施顺狀數位騎㈣色抑制奸， 其中採用之低通過濾裔可為下列之矩陣表示式·· “ LPF, LPF- ;以及 〇 〇 LPF： 0 0 由上所述，本發明之數位影像的偽色抑制方法，藉由取出數 位影像中織部i分別計算每—像相第-色域分量與第二 色域分量與其#❹個像素之差值’依據倾的感光度設定一 臨界值控祕Μ抑她度，並依據_麵差值B超出此臨 界進行對應的*&自化動作’達到在低運算複雜度與低彩度犧牲 度狀況’抑制數位影像中的偽色。 另關本發明之詳細特徵與，卜 細說明如下，細容Μ使任何=7_在實施方式中詳 術内容並據以實施，且㈣，…、白相關议藝者了解本發明之技 而本發明之概念亦可『佳實施例中詳細說明之。然 明本發明之目的與執行方法一例僅用於說 位!像的偽色抑制方法流程圖。請參照「苐 執行，以抑影像的偽色抑制方法是透過數位相機 驟： <位私拍攝的數位影像中的偽色，其包括以下步 接料份_度部分(步謂sii〇)。 ^八旦 分，並計算彩度部分中料-色域分*及第二 驟⑽）。之後，依據數位相機拍攝時的感光度，設 娀八:驟）。驗，分贿料—色域分㈣第二色 和鄰接之相鄰像素的差值與臨界值樣’對 又刀…文位衫像之冗度部份融合為抑制後影像涉驟㈣）。 「第2圖」為本㈣-較佳實施例之數位影像的偽色抑制方 法流程圖。請參照「第2圖」，在本實施辦，數位相翻攝影像 之後載入原始的數位影像(步驟咖）。數位影像的原仏資㈣^ 為RGB，數财麟人聽姉賴，麵其縣例如爾^ 1364213 YUYV、YVYU、YUY(YCbCr)4ll、yu^YCbQ^o、 YUV(YCbCr)422及YUV(YCbCr)444之數位影像的資料取樣格式 來健存。這些f料取樣格式包含亮度、彩度兩部分表示。在本實 施例中，係舉例以YUV資料取樣格式表示，例如以亮度⑺及色 友(Cb/Cr)方式衣不。惟，資料取樣格式不限制於上述所及之格式。 任何可表示數位影像中亮度與彩度部分的資料取樣格式皆可適用 於本發明，在此並不限制其範圍。 所謂的色差即是顏色值與亮度值之間的差值，亦可當作是數 位京彡像的彩度部份。經轉換後，顏色資钭量減少一半，但轉換後 影像之品質接近於原始影像。 在本實施例中，亮度(Y)轉換可表為： Y=0.299*R-f 〇.5875|:G + 0.114h：B ； 、刀r v度邛刀（即巴左)則包合q弟—色域分量(匚的.以及第二 巴域分量(Cr)。其中，個別甴以下數學式表之：

Cb=0.564*(B-Y) = _〇.i69*R - 0.331*〇 + 0.500¾ ； Cr=0.713*(R>Y) = 〇.5〇〇*R. 〇.419*G - 〇.〇81*B ； 其中Cb為第—色域分量、Cr為第二色域分量，而R、g、b 為數位影像的顏色值(紅、綠、藍）。由上述處理程序，數位相機得 以將拍攝之數位影像區分為亮度部份(步騍S22〇)及彩度部分(步驟 S230)。偽色壓抑程度與數位相機拍攝時的感光度有關，因此本實 施例卜依據此感光度設定一臨界值，周以控制偽色的壓抑裎^ (步驟S240)。另外，由於偽色出現有其區域性，在同區域内的數 個像素裡應有相同的彩度值表現(Cb/Cr不致相差太多）。因此5本 10 實施利透過一核心袓4 值是否相近，麵素雜值與週遭的辣像素的彩度 S250)，籍由控制像^f的臨界值來進行偽色抑制動作（步驟 當逐一的對數2、/顿素差值大小，抑祕色現象發生。 行彩度部分的紗:f、中的每—個像素與其鄰近的多個像素進 度部份與偽色抑贿聽轉後。再將餘影像的亮 位影像(步驟S26〇)^錢部份融合，以形成一偽色抑制後之數 例更依據感光為取條铜处影像品質，本實施 行次數後_咖)于錢，_預設之執 )即元琰偽色抑制動作。 第3圖」為「第9 的流程圖。請參'日S「第㉔回」=臨界值進行偽色抑制動作 二二Sf2) ’先_化第—色域分量和變數Smn_Cb(X) 第。域刀里々口交放Sum-Cr(Y)，這些變色係用以作為數位 ，中某-像素的勻化動作之用途(步驟咖）。之後，逐一取出 次μΓ像的像了進订偽色抑市lJ動作，並取出由原始像素的RGB值 第二度之第一色域分量與第二色域分量(步驟 S306)。當 和細、於臨养值或第二色域分錢差值小於臨界 ^二广8的是)’表示該像素與其鄰近的像素之織相近。 ^ ^時，人眼觀查魏影像之偽色會顯得相當明顯。 為，錄與其鴻像素的色域分t(步驟S31G)，以勻 ‘^像，彩度。在本實施例，係分別對該區各像素彩度中的 來戶與第二色域分量進行加總動作，再平均這些像素的 …为’以勾化該區域彩度之致果。另夕卜，當第一色域分量的 左值大於等於臨界值或第二多 ，， (步驟、的扑表示該像㈣差值大於等於臨界值畤 此時可選擇輕度壓抑或稿；^處於彩度變化的物體交界處。 一 t大小、寻於臨界值時透過低 。。田 偽色發t換言之，透過低㈣算(步驟S312)，來抑制 W過遽器，可甩來降低此區域中· ㈣巴像京的區域，以減低人 λ甲了跑 低通過^例Μ : Α域純《之觀感。其中，此 '1 2 Γ 2 4 2 ；lpf2- 0 1 〇' 1 A '0 0 0— .1 2 1_ 1 4 ] η 1八 ;4Li>F3= 0 1 0 y 1 〇 0 0 0 LPF]= 偽色鳴，在此麟;:口低通過娜理這些可能 正均的所有相鄰的像”已運算處理(步驟灿的是），j 1二域分量和(步驟S318)，並以此: 分量值。獅值，錄賺的新心 鄰之所有像素(步驟s314的否），即 有^^軸細“㈣_ S316)。t數位影像中: .产完成’即完麵色抑制(步驟S32G的是）；否則 4 τ圖」巧以如視窗進行偽色抑制的示意圖。請參照「< 100，則個別針對第一〜棘域减敦值所s又疋的界值j 不。或为量(Cb)與第二色域分量(Cr)進行勻4 12 1364213 動作，以抑制偽色之發生。此像素C(2,2)之第一色域分量為200， 第二色域分量為200，其相鄰之八個方位的相鄰像素的Cb/Cr值 依序為 C(0;0)=(255,255)、C(0,2)=(255,255)、C(0;4)=(255,255)、 C(2,0)=(255,255) 、 C(2,4)=(255,255) 、 0(4,0)=(255,255)、 C(4,2)=(255,255)，以及 C(4;4H255,255)。 逐一對這些相鄰像素運算取差值時發現差值小於臨界值，此 時當像素C(2,2)判斷周圍相鄰像素之色域分量未超出臨界值時， 表示該像素C(2,2)與相鄰像素之色域差距較小。此時，直接取加 總之平均值做為該像素勻化後的新色域分量值。本例中像素C(2,2) 的新的色域分量 C’(2,2)之計算式，例如為 C，(2,2)=(255*8/8,255*8/8H255,255)。 「第5圖」為以核心視窗進行偽色抑制的另一示意圖。請參 照「第5圖」，同樣地，假設目前正在對像素C(2,2)進行偽色抑制， 而核心視窗500為5X5個像素之視窗大小。依據感光度數值所設 定的臨界值為100,則個別針對第一色域分量(Cb)與第二色域分量 (Cr)進行勻化動作，以抑制偽色之發生。此像素C(2,2)之第一色域 分量為100，第二色域分量為100，其相鄰之八個方位的相鄰像素 的 Cb/Cr 值依序為 C(1，1H255,255)、C(l,2)=(255,255)、 C(l，3)=(255,255) 、 C(2;l)=(255,255) 、 C(2,3)=(255,255)、 C(3，l)=(255,255)、C(3,2)=(255,255)，以及 C(3,3)=(255,255)。當計 算像素C(2,2)與其相鄰多個像素的差值後，發現像素C(2,2)與相鄰 的所有像素之差值皆大於等於臨界值。此時，透過低通過濾器來 抑制像素C(2;2)之第一色域分量與第二色域分量，勻化該像素鄰 1364213 近區蟑的彩度均勻化。 本實施例例如以LPF。4 ]|做為選用之低通過據器，透過 此低通過濾器抑制像素C(2,2)之色域分量為：

Cb，(2,2)=Cb(2專叫/8，即 Cb，(2,2>2汾 pm Λ S * 幻吻以卿讽即邮和汾術離 /， ，像素⑽的彩度表為C叫(127 5 127 $ 疋，低通過濾器的選用並不限制於前述之LpFl、吁代的 吾人亦可依特殊需求，例如漸層化，設 2 ' LPF3 ’ 過濾器，以透過此低通過遽器勻化數位景^某求=低通 並減低這些像素發生偽色現象的機率。 篆$的彩度’ 雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其二 定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離树用以限 内，所為之更動與潤飾’均屬本發明之專利保護^’巳圍 ，專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所 【圖式簡單說明】 第1圖為數位影像的偽色㈣方法流程圖。 程圖第2 _本剌-触實麵之數崎像的私抑制方法流 !=第2圖之赠此臨界值進行偽色抑制動作的流程圖。 弟4圖為以核心視窗進行偽色抑制的示意圖。 Ώ 第5圖為以核心視窗進行偽色抑制的另—示意圖。 1364213 【主要元俾符號說明】 400、500 核心視窗

Claims (1)

1. 、申請專利範圍·· l種數位影像的偽色抑制方法，係於—數位相 該數位相機賴之數位影像的複數個像素逐—進以對 動作’該教位影像的偽色抑制方法包括以下步驟：’·’’抑制 分解該數位影像之亮度部份與彩度部分； 及—並物彩度物的—第-色域分量 依據該數軸齡攝時_光度，設定—臨界值； 分別針對該第-色域分量與該第 像素執爾應之像素勻化動作，其中該像素均化動作包括、 鄰像素像素的該第一色域分量與該些相 低通過渡輪‘=_Λ=Γ樹，透過一 鄰像素的像素的該第-色域分量與該些相 素鱗此4 I域刀里之差值小於該臨界值時，直接取該像 第…像素之該第一色域分量平均值修正該像 第一色域分量； 值素大的該第二色域分量與該些相 低ϋ過省-始— 差值大於等於該臨界值時，透過該 _ 小該像素的該第二色域分量；以及 郝禮去二數位讀之某—像素的該第二色域分量與該些相 …4二色域分量之差值小於該臨界值時，直接取該像 1364213 • I 10〇年5月11日替換首 素與該些相鄰像素之該第二色域分量平均 第二色域分量；以及 ^ . 將勻化後的彩度部分與數位影像之該亮度部份融合為一 • 抑制後影像。 2. 如申請專利範圍第1項所述之數位影像的偽色抑制方法，其中 該數位影像係以包含亮度、彩度的資料取樣格式儲存，該資料 取樣格式係選自於由YUY2、γυγν、Yyy^j、 •醫的_411、YUV(YCbCr)420、YUV(YCbCr)422 及 YUV(YCbCr)444所組成的集合之一。 3. 如申請專利範圍第1項所述之數位影像的偽色抑制方法，其中 該第一色域分量係以下算式表示： Cb=0.564*(B_Y) = _0.i69*R-0.331*G + 0.500*B ;其中 Cb為第一色域分量；以及 R、G、B為該數位影像的顏色值。 Φ 4.如申請專利範圍第1項所述之數位影像的偽色抑制方法，其中 該第二色域分量係以下算式表示： C尸0.713*(R-Y)= 0.500*R_0.419*G_〇〇81*B ;其中 Cr為第二色域分量；以及 R、G、B為該數位影像的顏色值。 5.如申請專利範圍第1項所述之數位影像的偽色抑制方法，更包 - 括依據該感光度設定執行該數位影像的偽色抑制方法之次數。 .6.如申請專利範圍第1項所述之數位影像的偽色抑制方法，其中 該低通過濾器係選自於以下之矩陣表示式： 17 1364213 LPF, LPF, LPFi 1 2 1 2 4 2 1 2 1 0 1 0' 1 4 1 0 1 0 0 0 0' 0 1 0 0 0 0 ;以及 100年5月11日替換頁

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