TWI479878B - Correction of pseudo - color pixels in digital image - Google Patents

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Description

對數位影像中偽色像素的校正方法
一種數位影像的處理方法，特別有關於一種對數位影像中的偽色像素的顏色校正方法。
人眼對色彩的識別，是基於人眼對光線存在三種不同的感應單元，不同的感應單元對不同波段的光有不同的響應曲線的原理，通過大腦的合成得到色彩的感知。一般來說，我們可以通俗的用紅綠藍三原色的概念來理解顏色的分解和合成。
數位相機的感光元件與人眼對於紅綠藍光的響應並不是完全相同的。既然感光元件對光譜的響應，與紅綠藍光各分量上與人眼對光譜的響應通常是有偏差的，當然就需要對其進行校正。不光是在交叉效應上，同樣對色彩各分量的響應強度也需要校正。通常的做法是通過一個色彩校正陣列(color correction matrix，以下簡稱CCM)對顏色進行一次校正。
對於顏色校正陣列的處理流程，請參考「第1圖」所示。首先，設定一組顏色校正陣列(步驟S110)。顏色校正陣列的大小可以為一組3*3像素陣列或是4*3像素陣列。其中像素陣列大小係根據所決定的處理演算法所決定。將顏色校正陣列分別套用於數位影像中，使得顏色校正陣列分別且不重疊的套用對數位影像(步驟S120)。請參考式1所示，其係為對顏色校正陣列運算式。
R係為紅色像素；G係為綠色像素；B係為藍色像素；CCMmn係分別為顏色校正參數，其中m為在列之位置，n為在行之位置；R’係為經過顏色校正後之紅色像素；G’係為經過顏色校正後之綠色像素；B’係為經過顏色校正後之藍色像素。請參考「第2a圖」與「第2b圖」所示，其係分別為數位影像經過顏色校正陣列處理的示意圖。在「第2a圖」中的原始影像200，每一個小的方塊代表的是一個像素220(pixel)。顏色校正陣列210係為虛線框線的方塊，在此假設為3*3像素大小。在「第2b圖」中係對於原始影像200每一個像素220更細分成三個不同顏色的像素，其分別為紅色像素221、綠色像素222與藍色像素223。
最後根據上述運算結果，產生「第2c圖」之顏色校正後之像素值示意圖。在已處理影像300中的斜線方塊係為偽色像素230。但是數位影像經過顏色校正處理後，雖然可以提高已處理影像300的顏色飽和度。但可能會在影像的細部中出現與原本實際景物中並不存在的色點或色塊。
對於習知技術中也會利用高斯濾波或是低通濾波等方法，來進行去除偽色的處理。但是這些濾波的方法是對於全部數位影像的像素來進行去除的動作，這樣雖然可以去除偽色。但同時也會造成其他像素的顏色偏差。
鑒於以上的問題，本發明的主要目的在於提供一種對數位影像出現偽色像素之相應的顏色校正方法，對數位影像中所出現的偽色像素進行校正處理。
為達上述目的，本發明所揭露對數位影像中偽色像素的校正方法，包括下列步驟；取得原始影像，使其經由顏色校正陣列運算後生成已處理影像；根據顏色差異度比對原始影像與已處理影像間的像素，找出已處理影像之像素中之偽色像素；對原始影像與已處理影像之相應位置的偽色像素進行顏色校正處理。
本發明係提供一種對數位影像的偽色像素的校正處理。用以對經過顏色校正陣列處理後產生偽色像素之數位影像進行偽色像素的校正。其係根據原始影像之相應位置的像素顏色對偽色像素進行校正。經過校正後使得此一像素的顏色可以更為接近原始影像的像素顏色。並且不會影響到數位影像其他像素的顏色。
有關本發明的特徵與實作，茲配合圖示作最佳實施例詳細說明如下。
本發明利用計算機對產生偽色的數位影像進行其校正處理。請參考「第3圖」所示，其係為本發明之偽色校正流程示意圖。本發明所提出的偽色校正方法包括下列步驟：取得原始影像，使其經由顏色校正陣列運算後生成已處理影像(步驟S310)。原始影 像指的是未經過處理的數位影像。接著，將原始影像利用顏色校正陣列進行顏色校正處理，進而產生相應的已處理影像。
接下來，根據顏色差異度比對原始影像與已處理影像間的像素，找出已處理影像之像素中之偽色像素(步驟S320)。影像差異比對係利用一個x*y像素大小的陣列，用以分別檢視數位影像中每一陣列中是否有偽色像素的出現。
將原始影像與已處理影像分別比對其中相應位置的每一個像素值之顏色差異度。在本實施例中係以圖形顏色色域的紅綠藍三原色值來進行顏色差異度之比對。除了上述的圖形顏色色域外，也可以利用電視系統顏色色域(YCbCr color filed)來進行顏色差異度比對之依據。原始影像與已處理影像的相應位置的像素差異過大時，則代表有此一像素係為偽色像素。
對原始影像與已處理影像之相應位置的偽色像素依據式2進行顏色校正處理(步驟S330)：Pixelimg3=m*Pixelimg1+n*Pixelimg2 式2
其中，Pixelimg1係為原始影像之像素；Pixelimg2係為已處理影像之像素；Pixelimg3係為一輸出像素；m+n=1，m≧0、n≧0。值得注意的是，Pixel除了可以是單一像素值外，也可以用於各顏色像素值。
請參考「第4圖」所示，其係為本發明對偽色像素校正之示意圖。將已處理影像中出現偽色像素420，根據其位置從原始影像 中選取相同位置的像素410出來。並將原始影像的像素410之顏色分量與偽色像素420之顏色分量進行顏色校正。最後，將所得到的各顏色分量重新整合成輸出影像的顯示像素430。原始影像的像素410之顏色分量係分別為紅色像素411、綠色像素412與藍色像素413；偽色像素420之顏色分量係分別為紅色像素421、綠色像素422與藍色像素423；輸出影像的顯示像素430之顏色分量係分別為紅色像素431、綠色像素432與藍色像素433。
顏色校正處理根據一顏色分佈查找表，查找出相應原始影像之m值與相應已處理影像之n值，根據原始影像與已處理影像之間的像素顏色差異度，查找出相應原始影像之m值與相應已處理影像之n值。m值與n值的總量係為1，其係所表示的意義為將原始影像的像素與偽色像素值進行一比例的調和。因為每一個顏色分量對於是覺得顯示並非是等量的，若是將每一個顏色分量給予相同的調整值的話，會讓校正後的顏色差異更大。請參考「第5圖」所示，其係為顏色分佈查找表與顏色分佈曲線示意圖。
因為直接將偽色像素的顏色改換成原始影像的相應像素之顏色的話，容易使得周遭的像素間的顏色差異過大，造成視覺上明顯的突兀。所以本發明利用原始影像與已處理影像相應位置的像素，將兩種顏色依據上述的方式查找出相應的比例來混合，藉以調配出與周遭相仿的顏色。
更進一步來說，可以針對偽色像素420的顯示色域的顯示分 量進行式2的處理。利用圖形顏色色域的紅綠藍三原色值來進行顏色差異度之比對。其處理過程更包括下列步驟：將已處理影像之偽色像素生成相應的紅色像素421、綠色像素422與藍色像素423。分別將偽色像素的紅色像素421與原始影像的紅色像素411進行顏色校正處理；將偽色像素的綠色像素422與原始影像的綠色像素412進行顏色校正處理；將偽色像素的藍色像素423與原始影像的藍色像素413進行顏色校正處理。
在此利用調整偽色像素的紅色像素421為例。假設原始影像中的像素之紅色像素411值係為100的話，產生偽色像素的紅色像素421值係為150。查找顏色分佈查找表，用以找出其原始影像之顏色與偽色像素值之差異比例，從對照表中查找出相應m值與n值。簡單的來說，因為偽色的紅色值較為原始影像的紅色值大，所以調整原始影像的m值會較n值大。假設所查找到的m值係為0.7的話，則n值係為0.3。在依據式2計算輸出像素值，最後得到的結果係為下式所示：0.7*100+0.3*150=115 式3
若是以電視系統顏色色域的顯示分量進行式2的處理，則進行下列步驟：將已處理影像之像素生成相應的亮度分量、藍色色度分量與紅色色度分量；將亮度分量進行顏色校正處理；將藍色色度分量進行顏色校正處理；將紅色色度分量進行顏色校正處理。
本發明係提供一種對數位影像的偽色像素的校正處理。用以 對經過顏色校正陣列處理後產生偽色像素之數位影像進行偽色像素的校正。其係根據原始影像之相應位置的像素顏色對偽色像素進行校正。經過校正後使得此一像素的顏色可以更為接近原始影像的像素顏色。並且不會影響到數位影像其他像素的顏色。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視 本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧原始影像
210‧‧‧顏色校正陣列
220‧‧‧像素
221‧‧‧紅色像素
222‧‧‧綠色像素
223‧‧‧藍色像素
230‧‧‧偽色像素
300‧‧‧已處理影像
410‧‧‧原始影像
411‧‧‧紅色像素
412‧‧‧綠色像素
413‧‧‧藍色像素
420‧‧‧已處理影像
421‧‧‧紅色像素
422‧‧‧綠色像素
423‧‧‧藍色像素
430‧‧‧顯示像素
431‧‧‧輸出影像之紅色像素
432‧‧‧輸出影像之綠色像素
433‧‧‧輸出影像之藍色像素
第1圖係為習知技術之架構示意圖。
第2a圖係為習知技術之數位影像經過顏色校正陣列處理的示意圖。
第2b圖係為習知技術之數位影像經過顏色校正陣列處理的示意圖。
第2c圖係為習知技術之顏色校正後之像素值示意圖。
第3圖係為本發明之偽色校正流程示意圖。
第4圖係為本發明對偽色像素的校正示意圖。
第5圖係為顏色分佈查找與顏色分佈曲線圖。

Claims (8)

  1. 一種對數位影像中偽色像素的校正方法，其用以校正經過一顏色校正陣列處理後所產生的一偽色像素，所述對數位影像中偽色像素的校正方法包括下列步驟：取得一原始影像(img1)，使利用一顏色校正陣列(color correction matrix)對該原始影像進行一顏色校正處理，用以生成一已處理影像(img2)；根據一顏色差異度用以比對該原始影像與該已處理影像間的像素，找出該已處理影像之像素中之該偽色像素；以及對該原始影像與該已處理影像之相應位置的該偽色像素依據下式進行顏色校正處理：Pixelimg3=m*Pixelimg1+n*Pixelimg2其中，Pixelimg1係為該原始影像之像素；Pixelimg2係為該已處理影像之像素；Pixelimg3係為一輸出像素；m+n=1，m≧0、n≧0；該原始影像與該已處理影像之顏色差異係根據圖形顏色色域(RGB color filed)所決定。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之對數位影像中偽色像素的校正方法，其中該顏色校正陣列係為一3*3像素大小之陣列，並從該原始影像中選擇相應大小的像素陣列與該顏色校正陣列進行該顏色校正處理。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之對數位影像中偽色像素的校正方法，其中該顏色校正陣列係為一4*3像素大小之陣列，並從該原始影像中選擇相應大小的像素陣列與該顏色校正陣列進行該顏色校正處理。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之對數位影像中偽色像素的校正方法，其中生成該已處理影像更包括以下步驟：依據該顏色校正陣列之大小，分別且不重疊的對該原始影像選取出相應大小的像素陣列進行該顏色校正陣列的運算。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之對數位影像中偽色像素的校正方法，其中執行該顏色校正處理中，更包括下列步驟：將該已處理影像之像素生成相應的一紅色像素、一綠色像素與一藍色像素；將該紅色像素進行該顏色校正處理；將該綠色像素進行該顏色校正處理；以及將該藍色像素進行該顏色校正處理。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之對數位影像中偽色像素的校正方法，其中該顏色校正處理係根據一查找表，根據該原始影像與已處理影像之間的像素的該顏色差異度，查找出相應該原始影像之m值與相應該已處理影像之n值。
  7. 一種對數位影像中偽色像素的校正方法，其用以校正經過一顏 色校正陣列處理後所產生的一偽色像素，所述對數位影像中偽色像素的校正方法包括下列步驟：取得一原始影像(img1)，使利用一顏色校正陣列(color correction matrix)對該原始影像進行一顏色校正處理，用以生成一已處理影像(img2)；根據一顏色差異度用以比對該原始影像與該已處理影像間的像素，找出該已處理影像之像素中之該偽色像素，其中該原始影像與該已處理影像之顏色差異係根據電視系統顏色色域(YCbCr color filed)所決定；將該已處理影像之像素生成相應的一亮度分量、一藍色色度分量與一紅色色度分量；對該原始影像與該亮度分量、該藍色色度分量、該紅色色度分量之相應位置的該偽色像素依據下式進行該顏色校正處理：Pixelimg3=m*Pixelimg1+n*Pixelimg2其中，Pixelimg1係為該原始影像之像素；Pixelimg2係為該亮度分量、該藍色色度分量、該紅色色度分量影像之像素；Pixelimg3係為一輸出像素；m+n=1，m≧0、n≧0。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之對數位影像中偽色像素的校正方法，其中該顏色校正處理係根據一查找表，根據該原始影像與該已處理影像之間的像素的該顏色差異度，查找出相應該原始 影像之m值與相應該已處理影像之n值。
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