一種基于YCbCr空間模型分層的飽和度調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于YCbCr空間模型分層的飽和度調(diào)節(jié)方法。首先對(duì)于某顏色值，若其亮度值大于128，則將其對(duì)稱到亮度值小于128的空間進(jìn)行處理，然后計(jì)算顏色值所對(duì)應(yīng)的CbCr角度；并根據(jù)所在亮度平面的邊界形狀，判斷顏色值所對(duì)邊界的端點(diǎn)，并計(jì)算所在亮度平面上，Cb或Cr可被調(diào)節(jié)的最飽和值，最后根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)飽和度系數(shù)與Cb或Cr可被調(diào)節(jié)的最飽和值計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)后的顏色值。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在不改變顏色值的亮度與色調(diào)的前提下，對(duì)像素點(diǎn)進(jìn)行飽和度增強(qiáng)，由于是在顏色模型的有效范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，因此不會(huì)出現(xiàn)因過(guò)飽和調(diào)節(jié)而帶來(lái)的顏色失真，并且會(huì)使調(diào)節(jié)后的圖像顏色鮮明。
【專利說(shuō)明】-種基于YCbCr空間模型分層的飽和度調(diào)節(jié)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像數(shù)字化增強(qiáng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種在保持亮度與色調(diào)不變的前 提下，根據(jù)對(duì)圖像YCbCr空間進(jìn)行的模型分層，對(duì)圖像飽和度進(jìn)行調(diào)節(jié)的圖像增強(qiáng)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 視障者閱讀輔具，可以通過(guò)攝像頭拍攝外界的圖像，然后在顯示屏上放大給弱視 者觀看。由于攝像頭本身圖像采集性能、被拍攝對(duì)象本身的圖像質(zhì)量、拍攝環(huán)境的光照等原 因，有時(shí)視障者閱讀輔具輸出的彩色圖像的飽和度偏弱，圖像質(zhì)量并不理想，如果對(duì)拍攝的 圖像進(jìn)行圖像的飽和度進(jìn)行增強(qiáng)處理，會(huì)給弱視者一個(gè)比較好的視覺(jué)效果。
[0003] YCbCr顏色空間是便攜式視頻設(shè)備、電視會(huì)議DVD、數(shù)字電視、HDTV以及其它消費(fèi) 類視頻設(shè)備、高質(zhì)量視頻應(yīng)用、演播室以及專業(yè)視頻產(chǎn)品的常用格式。例如一些攝像頭從底 層傳上的數(shù)據(jù)通常就是YCbCr格式數(shù)據(jù)。
[0004] 目前比較常用的圖像飽和度增強(qiáng)方法是把圖像先從YCbCr顏色空間轉(zhuǎn)換到RGB顏 色空間，再?gòu)腞GB顏色空間轉(zhuǎn)換到HSI顏色空間，然后再進(jìn)行圖像飽和度增強(qiáng)。這種方法的 缺點(diǎn)是顏色空間多次轉(zhuǎn)換，顏色計(jì)算的計(jì)算量較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于在保持亮度與色調(diào)不變的前提下，直接在YCbCr空間改變圖像 的色彩飽和度，提出一種基于YCbCr空間模型分層的飽和度調(diào)節(jié)方法。
[0006] 對(duì)于RGB模型空間的有效像素點(diǎn)，即R、G、B各顏色通道的值均在0至255間的點(diǎn)， 按式（1)轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間后，RGB顏色模型轉(zhuǎn)換為如圖1所示的空間六面體，Y分量的取 值范圍為[0,255]，〇3、0的取值范圍為[-128，128]，這里￥分量即為亮度分量，〇3、0為 色差信號(hào)。不同的Y平面會(huì)與六面體的不同邊界線段相交。
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于YCbCr空間模型分層的飽和度調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 對(duì)于某顏色值，若其亮度值大于128,則將其對(duì)稱到亮度值小于128的空間進(jìn)行處 理，若其亮度值小于或等于128,則直接進(jìn)入步驟2); 2) 計(jì)算顏色值所對(duì)應(yīng)的CbCr角度，并且如果亮度值在（0, 29]進(jìn)入步驟3 ;如果亮度值 在（29, 76]進(jìn)入步驟4);如果亮度值在（76, 105]進(jìn)入步驟5);如果亮度值在（105, 128]進(jìn) 入步驟6); 3) 計(jì)算所在亮度平面的三邊形邊界，并計(jì)算顏色值所對(duì)邊界的端點(diǎn)； 4) 計(jì)算所在亮度平面的四邊形邊界，并計(jì)算顏色值所對(duì)邊界的端點(diǎn)； 5) 計(jì)算所在亮度平面的五邊形邊界，并計(jì)算顏色值所對(duì)邊界的端點(diǎn)； 6) 計(jì)算所在亮度平面的四邊形邊界，并計(jì)算顏色值所對(duì)邊界的端點(diǎn)； 7) 計(jì)算所在亮度平面上，Cb或Cr可被調(diào)節(jié)的最飽和值； 8) 據(jù)設(shè)定的目標(biāo)飽和度系數(shù)與Cb或Cr可被調(diào)節(jié)的最飽和值計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)后的顏色 值。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述某顏色值是指從RGB顏色空間依式（1) 轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間的顏色值，R、G、B的取值范圍為[0, 255]，Y的取值范圍為[0, 255]，Cb、 Cr的取值范圍為[-128,128]，這里Y分量即為亮度分量，Cb、Cr為色差信號(hào)；RGB空間的顏 色模型為一立方體，轉(zhuǎn)換后，YCbCr空間的顏色模型為一空間六面體；不同的Y平面會(huì)與六 面體的不同邊界線段相交；
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟1)的具體方法為：對(duì)于某像素點(diǎn)，其 YCbCr顏色空間的值為（Υρ %，Cri)，依式（2)計(jì)算（Y2, Cb2, Cr2):
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟2)的具體方法為： ?
:做任何飽和度增強(qiáng)處理，算法結(jié)束； 否則，?
?衣式⑶計(jì)算角度Θ，
這里"Λ"為"并且"； 取θ2 = Θ，如果γ2 e (〇,29]進(jìn)入步驟3);如果Y2 e (29,76]進(jìn)入步驟4);如果 Y2 e (76, 105]進(jìn)入步驟5);如果Y2 e (105, 128]進(jìn)入步驟6)。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟3)的具體步驟為： 3-1) Y = Y2平面會(huì)與YCbCr空間模型相交于三條邊界線段：GC、GA、GE，依式（4)、（5)、 (6)，計(jì)算線段 GC、GA、GE 上的截點(diǎn)（Y2, CbGC，CrGC)、（Y2, CbGA，CrGA)、（Y2, CbGE，CrGE):
3-2)計(jì)算（
所對(duì)應(yīng)的角度Θ GC、Θ GA、Θ GE :
3- 3)依式（7)計(jì)算顏色點(diǎn)（Y2，Cb2，Cr2)所對(duì)應(yīng)的CbCr平面上邊界線的2個(gè)端點(diǎn)的坐 標(biāo)值Cb 3, Cr3, Cb4, Cr4,然后進(jìn)入步驟7，
這里"V"為"或者"。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟4)的具體步驟為： 4- l)Y = Y2平面會(huì)與YCbCr空間模型相交于四條邊界線段：CB、GA、GE、⑶，依式（8)、 (5)、（6)、（9)計(jì)算 CB、GA、GE、CD 上的截點(diǎn)（Y2, CbCB，CrCB)、（Y2, CbGA，CrGA)、（Y2, CbGE，CrGE)、 (Y2, CbCD, CrCD)：
4-2)計(jì)算（Y2, CbCB，CrCB)、（Y2, CbGA，CrGA)、（Y2, CbGE，CrGE)、（Y2, CbCD，CrCD)所對(duì)應(yīng)的角度 R R R R ? CBA ? GA^ ? GE^ ? CD :
4- 3)依式（10)計(jì)算顏色點(diǎn)（Y2，Cb2，Cr2)所對(duì)應(yīng)的CbCr平面上邊界線的2個(gè)端點(diǎn)的坐 標(biāo)值Cb 3, Cr3, Cb4, Cr4,然后進(jìn)入步驟7，
(10),,
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟5)的具體步驟為： 5- l)Y = Y2平面會(huì)與YCbCr空間模型相交于五條邊界線段：CB、BA、AF、GE、CD，依式（8)、 (11)、（12)、（6)、（9)計(jì)算線段 CB、BA、AF、GE、CD 上的截點(diǎn)（Y2, CbCB，CrCB)、（Y2, CbBA，CrBA)、 (Y2, CbAF, CrAF), (Y2, CbGE, CrGE), (Y2, CbCD, CrCD)：
5_2)計(jì)算
所對(duì)應(yīng)的角度 Θ CB、θ BA、Θ AF、Θ eE、Θ CD :

5- 3)依式（13)計(jì)算顏色點(diǎn)（Y2，Cb2，Cr2)所對(duì)應(yīng)的CbCr平面上邊界線的2個(gè)端點(diǎn)的坐 標(biāo)值Cb 3, Cr3, Cb4, Cr4，然后進(jìn)入步驟7)，
(13) 〇
8. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟6)的具體步驟為： 6- 1)Υ = ￥2平面會(huì)與YCbCr空間模型相交于四條邊界線段：BH、AF、GE、⑶，依式 (14) 、（I2)、⑶、⑶計(jì)算線段 BH、AF、GE、CD 上的截點(diǎn)（Y2, CbBH，CrBH)、（Y2, CbAF，CrAF)、 (Y2, CbGE, CrGE), (Y2, CbCD, CrCD)：
6-2)計(jì)算（Y2, CbBH，CrBH)、（Y2, CbAF，CrAF)、（Y2, CbGE，CrGE)、（Y2, CbCD，CrCD)所對(duì)應(yīng)的角度 R R R R ? ΒΗΛ ? AF^ ? GE^ ? CD :
6-3)依式（15)計(jì)算顏色點(diǎn)（Y2，Cb2，Cr2)所對(duì)應(yīng)的CbCr平面上邊界線的2個(gè)端點(diǎn)的坐 標(biāo)值Cb3, Cr3, Cb4, Cr4，然后進(jìn)入步驟7)，
(卜）
9. 如權(quán)利要求5?8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟7)的具體方法為：依式 (16)計(jì)算像素點(diǎn)飽和度調(diào)節(jié)的最飽和色差值Cbmax或Crmax :
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟8)的具體方法為：依式（17)計(jì)算飽 和度調(diào)整結(jié)果（Y5, Cb5, Cr5):
其中為目標(biāo)飽和度系數(shù)，范圍[0%, 100% ],值越大，顏色越發(fā)飽和,用戶可根據(jù)實(shí) 際情況設(shè)定。
【文檔編號(hào)】H04N9/64GK104104932SQ201410268527
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】童立靖, 彭泉銚 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué)