專利名稱：一種靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理方法，尤其是一種對(duì)于電視上顯示的靜態(tài)圖像進(jìn)行處理的方法；屬于電視顯示技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電視發(fā)展到今天，其功能已經(jīng)不僅僅是收聽收看音視頻節(jié)目，它越來越多的被當(dāng)作信息與多媒體的顯示終端。尤其是隨著數(shù)字電視的快速發(fā)展與普及，許多其它數(shù)字電視功能如股票瀏覽、游戲、電子節(jié)目指南(EPG)等等，均將電視作為顯示設(shè)備。為了豐富股票瀏覽、游戲、電子節(jié)目指南(EPG)等這些功能的內(nèi)容以及提高美觀性，各應(yīng)用均在其中運(yùn)用大量的靜態(tài)圖片顯示。由于電視機(jī)與PC顯示器在掃描方式和清晰度上存在差異，導(dǎo)致許多圖片在電視上顯示時(shí)出現(xiàn)了閃爍的現(xiàn)象，這不僅影響了顯示的效果，而且長(zhǎng)時(shí)間觀看容易造成視覺疲勞。
造成圖像在電視上顯示出現(xiàn)閃爍的原因是目前大多數(shù)電視機(jī)采用隔行掃描方式，如果圖像上某相鄰兩象素點(diǎn)的亮度變化過大，導(dǎo)致兩場(chǎng)圖像在該點(diǎn)明暗交替，從而產(chǎn)生了閃爍的現(xiàn)象。
如果能有一種方法可以消除電視顯示靜態(tài)圖片時(shí)的閃爍現(xiàn)象，解決這種影響顯示效果，造成視覺疲勞的問題，并且對(duì)圖像本身的影響不大，將會(huì)得到廣大消費(fèi)者的歡迎，取得良好的社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出了一種靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，主要是針對(duì)在電視上顯示的靜止圖像，用來減小或避免電視機(jī)顯示靜態(tài)圖片或菜單等靜態(tài)圖象的閃爍現(xiàn)象。
本發(fā)明所述圖像抗閃爍處理方法，包括如下步驟步驟一首先對(duì)待處理的靜態(tài)圖片進(jìn)行顏色矩陣[R，G，B]的提取；步驟二將提取出的[R，G，B]矩陣轉(zhuǎn)化為以亮度、色度信號(hào)表示的[Y，Cb，Cr]矩陣，并將[Y，Cb，Cr]矩陣分離為[Y]矩陣和[Cb，Cr]矩陣；步驟三將圖片亮度[Y]矩陣通過濾波器進(jìn)行處理，過濾掉能夠產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象的亮度高頻分量；步驟四將處理過的亮度[Y’]矩陣與[Cb，Cr]矩陣合并，并將合并過的[Y’，Cb，Cr]矩陣轉(zhuǎn)化為[R’，G’，B’]矩陣；步驟五將處理后的[R’，G’，B’]矩陣經(jīng)過步驟一的反變換還原為圖片格式。例如對(duì)于Bmp格式圖片在圖像頭后直接進(jìn)行數(shù)據(jù)填充，對(duì)于Jpeg圖片需要進(jìn)行Jpeg編碼。
本發(fā)明所述靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，既可以用于靜態(tài)圖像顯示之前在先進(jìn)行的預(yù)處理，然后將這些經(jīng)過預(yù)處理的圖像用于電視顯示，這樣可以節(jié)約了成本，節(jié)省了嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)(如機(jī)頂盒)處理器和內(nèi)存資源；也可以直接安裝在電視上，完成對(duì)靜態(tài)圖像的處理；本發(fā)明減小或避免電視機(jī)顯示靜態(tài)圖片或菜單的閃爍現(xiàn)象，并且對(duì)圖像的變動(dòng)很??；是一種方便、實(shí)用的技術(shù)方法。


圖1是本發(fā)明所述圖像抗閃爍處理方法的流程圖；圖2是本發(fā)明所述k臨近均值二維濾波方法處理前的亮度矩陣和作用模板的示意圖；
圖3是本發(fā)明所述k臨近均值二維濾波方法處理后的亮度矩陣和作用模板的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的圖像抗閃爍處理方法的流程如圖1所示；下面詳細(xì)說明圖像抗閃爍預(yù)處理的工作流程步驟1首先對(duì)待處理的靜態(tài)圖片進(jìn)行顏色矩陣[R，G，B]的提取。針對(duì)不同的靜態(tài)圖片格式采取相應(yīng)的方法。例如對(duì)于Bmp格式圖片可以直接進(jìn)行提取，對(duì)于Jpeg圖片需要進(jìn)行Jpeg解碼。
步驟2將提取出的[R，G，B]矩陣轉(zhuǎn)化為以亮度、色度信號(hào)表示的[Y，Cb，Cr]矩陣，并將[Y，Cb，Cr]矩陣分離為[Y]矩陣和[Cb，Cr]矩陣。
矩陣轉(zhuǎn)化為[Y，Cb，Cr]矩陣的公式如下 步驟3將圖片亮度[Y]矩陣通過濾波器進(jìn)行處理，過濾掉能夠產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象的亮度高頻分量。
步驟4將處理過的亮度[Y’]矩陣與[Cb，Cr]矩陣合并，并將合并過的[Y’，Cb，Cr]矩陣轉(zhuǎn)化為[R’，G’，B’]矩陣。
矩陣轉(zhuǎn)化為[R’，G’，B’]矩陣的公式如下 步驟5將處理后的[R’，G’，B’]矩陣經(jīng)過步驟1的反變換還原為圖片格式。例如對(duì)于Bmp格式圖片在圖像頭后直接進(jìn)行數(shù)據(jù)填充，對(duì)于Jpeg圖片需要進(jìn)行Jpeg編碼。
本發(fā)明通過對(duì)亮度矩陣進(jìn)行濾波處理(通過濾波器)，過濾掉能夠產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象的亮度高頻分量，從而解決了電視顯示靜態(tài)圖片的閃爍問題。圖1中，橢圓框?yàn)樘幚聿襟E，方框?yàn)樘幚磉^程中的生成物。目前在電視顯示應(yīng)用中使用最常用的圖片格式為Bmp和Jpeg，其它靜態(tài)圖片格式按流程中的其它格式靜態(tài)圖片運(yùn)行。
根據(jù)上述的圖像抗閃爍預(yù)處理的工作流程可知，步驟三中，將圖片亮度[Y]矩陣進(jìn)行濾波處理，過濾掉產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象的亮度高頻分量，是本發(fā)明中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。下面通過實(shí)例進(jìn)行說明為敘述方便，在圖片亮度[Y]矩陣通過濾波器進(jìn)行處理時(shí)，假設(shè)進(jìn)入濾波器進(jìn)行濾波之前的圖像亮度矩陣[Y]為 其中，假設(shè)圖像的寬度width＝n，圖像的高度height＝m。
本發(fā)明所述方法中，濾波器對(duì)圖像亮度濾波，可以采用兩種方式；或者說可以采用兩種方法來構(gòu)造本發(fā)明所述的濾波器，即采用垂直方向的一維濾波方法，以及采用k臨近均值二維濾波方法。
圖像在電視上閃爍是由于電視將一幅圖像分為兩場(chǎng)顯示，先掃描奇數(shù)行，再掃描偶數(shù)行。如果相鄰兩行的相鄰點(diǎn)的亮度差過大，隔行掃描顯示的時(shí)候在那兩點(diǎn)的閃動(dòng)就會(huì)很明顯，人的視覺對(duì)這種閃爍非常敏感，容易造成視覺疲勞。通過試驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)相鄰兩點(diǎn)的亮度差的絕對(duì)值|Yij-Y(i+1)j|小于50時(shí)，基本可以消除閃爍現(xiàn)象。
垂直方向的一維亮度濾波方法就是基于以上分析得出的。它的基本原理是循環(huán)計(jì)算垂直方向上相鄰兩點(diǎn)亮度差的，如果大于一個(gè)指定的閾值就將其調(diào)整為和其臨近的門限內(nèi)的亮度值。
具體過程包括如下步驟步驟31、設(shè)定靜態(tài)圖片的亮度矩陣最左上像素Y00，為當(dāng)前像素，判斷Y00與其垂直相鄰的像素Y10的亮度差絕對(duì)值是否大于閾值，如果大于閾值，則改變Y10的亮度，執(zhí)行步驟32；否則直接執(zhí)行步驟32步驟32、將當(dāng)前點(diǎn)位置向右移動(dòng)一個(gè)像素，執(zhí)行步驟33；如果到達(dá)行末尾，移動(dòng)到下一行的最左方的像素，如果到達(dá)亮度矩陣像素Ym-l，n，結(jié)束垂直方向的一維亮度濾波過程；步驟33、判斷當(dāng)前點(diǎn)與其垂直相鄰的像素的亮度差絕對(duì)值是否大于閾值，如果大于閾值，則改變與其垂直相鄰的像素的亮度，執(zhí)行步驟32；否則直接執(zhí)行步驟32。
上述過程中改變亮度的具體方法為如果當(dāng)前點(diǎn)下方的像素的亮度大于當(dāng)前點(diǎn)的亮度，將當(dāng)前點(diǎn)下方的像素的亮度設(shè)為當(dāng)前點(diǎn)的亮度與閾值之和；如果當(dāng)前點(diǎn)下方的像素的亮度小于當(dāng)前點(diǎn)的亮度，將當(dāng)前點(diǎn)下方的像素的亮度設(shè)為當(dāng)前點(diǎn)的亮度與閾值之差。
大多數(shù)的情況下，閾值應(yīng)當(dāng)為50以下，這樣消除閃爍的效果比較好，如果對(duì)圖像變化要求比較少，閾值應(yīng)當(dāng)盡可能的大一些。
第二種方法是k臨近均值二維濾波方法，其設(shè)計(jì)思想是消除圖像上的噪聲點(diǎn)，即消除亮度較周圍像素過大(或過小)的點(diǎn)，將該點(diǎn)亮度賦為周圍像素亮度的均值，從而達(dá)到防止閃爍的效果。
K臨近均值二維濾波方法是一種具有邊界保持的平滑濾波方法。該濾波方法選擇圖像的非邊界點(diǎn)進(jìn)行濾波，這樣防止了圖像通過平滑濾波后變得模糊。按垂直方向的一維亮度濾波方法的循環(huán)方式，K臨近均值二維濾波方法對(duì)于每一個(gè)像素點(diǎn)的處理過程如下步驟34、判斷以待處理像素為中心設(shè)定一個(gè)p*p的作用模板是否超出了亮度矩陣的邊界，如果超出，不對(duì)待處理像素做任何處理；否則執(zhí)行步驟35；判斷的方法為以待處理像素在亮度矩陣中的位置腳標(biāo)(包括橫腳標(biāo)、縱腳標(biāo)；如Y10的橫腳標(biāo)為1；縱腳標(biāo)為0；Ymn橫腳標(biāo)為m，縱腳標(biāo)為n)分別與p做差，如果差值小于0或橫腳標(biāo)大于m-p或縱腳標(biāo)大于n-p，則超出了亮度矩陣的邊界；否則沒有超出。
步驟35、以待處理像素為中心，設(shè)定一個(gè)p*p的作用模板；如圖2所示Y為待處理像素；陰影部分為p＝3作用模板；步驟36、在模板中，選擇K個(gè)與待處理像素的亮度差最小的像素。例如選擇K＝5，將步驟34中p*p的作用模板中心以外全部像素的亮度與中央待處理像素亮度做差，假定與待處理像素亮度差最小的像素為Y1、Y2、Y3、Y4、Y5；步驟37、用這K個(gè)像素的亮度平均值替換待處理像素的亮度值。
即Y’＝(Y1+Y2+Y3+Y4+Y5)/5，變換后的亮度矩陣如圖3所示。
從過濾效果上考慮，p值限定了變換所在的區(qū)域大小，K值決定了調(diào)整的幅度。由于需要盡量小的改變圖像的原有顏色，因此色彩變換應(yīng)在小范圍內(nèi)進(jìn)行。一般p的值為3或5，K的取值范圍值為3-10。
保證相鄰點(diǎn)的亮度差值與減小對(duì)圖像顏色的變動(dòng)本身就是一對(duì)矛盾。以上的兩種濾波方法正是分別側(cè)重矛盾的兩個(gè)方面“垂直方向的一維濾波器”側(cè)重于保證相鄰點(diǎn)的亮度差值方面，它能夠嚴(yán)格保證垂直方向上的亮度變化小于門限值，但在某些情況下一些點(diǎn)的色彩變化較大；而“k臨近均值濾波器”側(cè)重于減小對(duì)圖像顏色方面，它能夠較好的保持圖像的原有色彩，但是它不能夠嚴(yán)格保證垂直方向上的亮度差值。
由于調(diào)整是逐個(gè)象素點(diǎn)進(jìn)行的，對(duì)于大面積同色的普通圖像來說，處理后的圖像顏色變化并不明顯。因此，兩種濾波器均能夠較好的抑止閃爍現(xiàn)象，得到很好的顯示效果。這兩種亮度濾波的方法可以配套在一起綜合使用，即讓分離出的亮度矩陣[Y]先后采用兩種進(jìn)行濾波，最終得到[Y’]矩陣。
最后所應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一首先對(duì)待處理的靜態(tài)圖片進(jìn)行顏色矩陣[R，G，B]的提取；步驟二將提取出的[R，G，B]矩陣轉(zhuǎn)化為以亮度、色度信號(hào)表示的[Y，Cb，Cr]矩陣，并將[Y，Cb，Cr]矩陣分離為亮度[Y]矩陣和色度[Cb，Cr]矩陣；步驟三將圖片亮度[Y]矩陣進(jìn)行濾波處理，過濾掉能夠產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象的亮度高頻分量；步驟四將處理過的亮度[Y’]矩陣與[Cb，Cr]矩陣合并，并將合并過的[Y’，Cb，Cr]矩陣轉(zhuǎn)化為[R’，G’，B’]矩陣；步驟五將處理后的[R’，G’，B’]矩陣經(jīng)過步驟一的反變換還原為圖片格式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，其特征在于，所述對(duì)待處理的靜態(tài)圖片進(jìn)行顏色矩陣[R，G，B]的提取，具體為根據(jù)靜態(tài)圖片的格式，進(jìn)行相應(yīng)的格式變換，從像素點(diǎn)陣中提取顏色矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，其特征在于，所述[R，G，B]矩陣轉(zhuǎn)化為[Y，Cb，Cr]矩陣的按照如下公式進(jìn)行
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，其特征在于，所述將圖片亮度[Y]矩陣進(jìn)行濾波處理，包括如下步驟假定亮度矩陣高度為m像素，寬度為n像素； 步驟31、設(shè)定靜態(tài)圖片的亮度矩陣最左上像素Y00為當(dāng)前像素，判斷Y00與其垂直相鄰的像素Y10的亮度差絕對(duì)值是否大于閾值，如果大于閾值，則改變Y10的亮度，執(zhí)行步驟32；否則直接執(zhí)行步驟32步驟32、將當(dāng)前點(diǎn)位置向右移動(dòng)一個(gè)像素，執(zhí)行步驟33；如果到達(dá)行末尾，移動(dòng)到下一行的最左方的像素，如果到達(dá)亮度矩陣像素Ym-1，n，結(jié)束垂直方向的一維亮度濾波過程；步驟33、判斷當(dāng)前點(diǎn)與其垂直相鄰的像素的亮度差絕對(duì)值是否大于閾值，如果大于閾值，則改變與其垂直相鄰的像素的亮度，執(zhí)行步驟32；否則直接執(zhí)行步驟32。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，其特征在于，所述的改變亮度的具體方法為如果當(dāng)前點(diǎn)下方的像素的亮度大于當(dāng)前點(diǎn)的亮度，將當(dāng)前點(diǎn)下方的像素的亮度設(shè)為當(dāng)前點(diǎn)的亮度與閾值之和；如果當(dāng)前點(diǎn)下方的像素的亮度小于當(dāng)前點(diǎn)的亮度，將當(dāng)前點(diǎn)下方的像素的亮度設(shè)為當(dāng)前點(diǎn)的亮度與閾值之差。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，其特征在于，所述的閾值應(yīng)當(dāng)為50以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，其特征在于，所述將圖片亮度[Y]矩陣進(jìn)行濾波處理，具體為對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)的濾波處理，過程如下步驟34、判斷以待處理像素為中心設(shè)定一個(gè)p*p的作用模板是否超出了亮度矩陣的邊界，如果超出，不對(duì)待處理像素做任何處理；否則執(zhí)行步驟35；步驟35、以待處理像素為中心，設(shè)定一個(gè)p*p的作用模板；步驟36、在模板中，選擇K個(gè)與待處理像素的亮度差最小的像素；步驟37、用這K個(gè)像素的亮度平均值替換待處理像素的亮度值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，其特征在于，所述的p的值為3或5，K值為3-10。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)圖像抗閃爍處理方法，其特征在于，所述[Y，Cb，Cr]矩陣轉(zhuǎn)化為[R，G，B]矩陣的按照如下公式進(jìn)行
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像抗閃爍處理方法，包括如下步驟首先對(duì)待處理的靜態(tài)圖片進(jìn)行顏色矩陣的提取；然后，將提取出的顏色矩陣轉(zhuǎn)化為以亮度、色度信號(hào)表示的矩陣，并將矩陣分離為亮度矩陣和色度矩陣；將圖片亮度矩陣通過濾波器進(jìn)行處理，過濾掉能夠產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象的亮度高頻分量；將處理過的亮度矩陣與色度矩陣合并，重新轉(zhuǎn)化為顏色矩陣；還原為圖片格式。本發(fā)明所述圖像抗閃爍處理方法，減小或避免電視機(jī)顯示靜態(tài)圖片或菜單的閃爍現(xiàn)象。這樣節(jié)約了硬件成本，節(jié)省了嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)(如機(jī)頂盒)處理器和內(nèi)存資源。
文檔編號(hào)H04N1/56GK1620102SQ20031011355
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2003年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月17日
發(fā)明者宋亮亮 申請(qǐng)人:北京中視聯(lián)數(shù)字系統(tǒng)有限公司