[发明专利]图像信号中的色彩增强方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图像处理领域，特别涉及一种图像信号中的色彩增强方法和装置。

背景技术

对彩色的视觉感知是人类视觉系统的固有能力。彩色图像是一种矢量图像，现有技术中的彩色图像增强技术可分为两大类：将灰度图像变换/转换为彩色图像以提高人们对图像内容的观察效率；或：直接对彩色图像进行增强，同时考虑彩色矢量的所有分量，但可对不同分量区别对待。

一般来说以光源投射时所使用的色彩是属于“叠加型”的原色系统，此系统中包含了红、绿、蓝三种原色，亦称为“三原色”。使用这三种原色可以产生其他颜色，例如红色与绿色混合可以产生黄色或橙色，绿色与蓝色混合可以产生青色(Cyan)，蓝色与红色混合可以产生紫色或品红色(Magenta)。当这三种原色以等比例叠加在一起时，会变成灰色；若将此三原色的强度均调至最大并且等量重叠时，则会呈现白色。这套原色系统常被称为“RGB色彩空间”，亦即由红(R)绿(G)蓝(B)所组合出的色彩系统。

此外，人类还通过三种基本特征量描述彩色，分别是：亮度，与物体的反射率成正比；色调，与光谱中光的波长相联系；色彩饱和度，与一定色调光的纯度相关。色调与色彩饱和度合称色度，彩色可以用亮度和色度共同表示。人眼对于彩色的观察和处理是一种生理和心理现象，对于彩色的许多结论建立于实验基础。在色彩增强领域，Retinex理论提出增强对比对可以实现图像正确，该理论主要思想如下：Retinex理论主要包含了两个方面的内容:物体的颜色是由物体对长波、中波和短波光线的反射能力决定的,而不是由反射光强度的绝对值决定的；物体的色彩不受光照非均性的影响,具有一致性。依据Retinex的色彩理论,现有技术中存在一种实现图像增强的方法,主要包括以下几个步骤:

(1)数据准备。如果输入图像为彩色图像,则将其划分为R,G,B三个波段；将每个像素的值由整数转换为浮点数。

(2)计算每个波段内相对明暗感觉。

(3)数据显示。将每个波段内像素间的相对明暗关系确定的色彩值转换为RGB值以便能在现有的设备中显示和使用。

根据这一理论，有不同的实现方式，包括：

一种图像增强实现方法，通过增强对比对来提升图像效果，具体的公式为：R(i,j)＝【R(i,j)-R的平均值】*对比度调整系数+R的平均值*亮度。该方案属于色彩饱和度的改变，没有考虑到过饱和问题和饱和后色相变化问题，会导致区域对比度丢失，色彩发生变化。

另一现有技术提供一种图像色彩增强装置和方法，主要思想是颜色空间转换模块将输入的图像数据从RGB空间转换到HSV空间；基于色度的增益函数生成模块接收用户设置的色度调节区间，生成该色度分区的基于色度的增益函数；基于饱和度的增益函数生成模块在该用户设置的色度调节区间内，生成基于饱和度的增益函数；饱和度增强模块利用所述基于色度的增益函数和所述基于饱和度的增益函数对饱和度进行增强。该方案HSV空间的亮度表达不合理，过于简单，转换回去后会出现较大偏差；HSV空间的色域范围与RGB的色域范围不一样，转换过程中会导致过饱和等问题。

又一现有技术提供一种基于hsl空间和自适应反双曲正切函数的图像增强算法，包括步骤：(1)对图像进行RGB到HSL的空间变换；(2)针对亮度通道L，使用优化过的自适应反双曲正切函数进行亮度和对比度的增强；(3)对亮度通道进行校正以去除噪音；(4)对增强后的HSL图像进行RGB转换，获得最终的图像结果。该方案仅对亮度进行增强，与色彩增强关系不大；色域转换导致的过饱和问题依旧存在。

发明内容

为此，需要提供一种不致因转换造成过饱和、且转换效果真实自然、不丢失色彩信息的对RGB进行矢量变换以实现图像色彩增强的方法和装置。

为实现上述目的，发明人提供了一种图像信号中的色彩增强方法，包括步骤：

获取待处理区域一像素点的原始RGB分量集合；

基于原始RGB分量集合获取经增强的RGB分量集合，具体包括：

从所述原始RGB分量集合中获取亮度分量，所述亮度分量用于描述所述像素点的亮度；从所述原始RGB分量集合中去除所述亮度分量，获取RGB色彩矢量；对所述RGB色彩矢量进行一增强处理；将所述亮度分量加入经增强处理后的RGB色彩矢量，获取经增强的RGB分量集合；

以所述经增强的RGB分量集合显示所述像素点。