CN101873503B - 一种调节图像属性的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调节图像属性的方法和装置，其中，所述方法包括：获取YUV图像的图像属性参数；对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节，获得调节后的图像属性。应用本发明实施例提供的调节图像属性方法和装置，省去了YUV～RGB和RGB～HSV两次模块转换，避免在调节YUV图像的图像属性时计算量过大，耗费资源多的问题，由于可以直接针对YUV图像数据进行属性调节，使得调节过程占用的资源很少，极大的提高了调节的效率。再有，本申请实施例增加了对图像自身的亮度进行动态调节的方法，提高了图像调节的视频效果，经过测试对比，本发明的调节效果好于经过颜色模型转换后进行颜色属性的调节方法。

Description

一种调节图像属性的方法和装置

技术领域

本发明涉及图像属性技术领域，特别涉及一种调节图像属性的方法和装置。

背景技术

为了更好的说明图像属性，下面对颜色模型先做一简单说明：

YUV模型：一种电视***所采用的颜色编码方法，用于解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题，是目前常用的颜色模型之一。Y、U、V分别代表亮度信号及蓝色差信号和红色差信号。YUV主要用于优化彩***信号的传输，使其向后相容老式黑白电视。与RGB视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的频宽(RGB要求三个独立的视频信号同时传输)。其中“Y”表示亮度(Luminance或Luma)，也就是灰阶值；而“U”和“V”表示的则是色度(Chrominance或Chroma)，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。“亮度”是透过RGB输入信号来建立的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的两个方面-色调与饱和度。

RGB模型：一种三基色混色原理产生的颜色模型，三基色为红、绿、蓝，分别由R、G、B表示，自然界中各种颜色都可以由三基色按不同比例相加混合而成。

HSV模型：一种比较符合人眼视觉特性的颜色模型，具有亮色分离的优点。H、S、V分别代表色度信号、饱和度信号及亮度信号。

图像属性调节：图像属性包括亮度，对比度，色调和饱和度，通过对图像属性调节可以达到对图像视觉特性进行调节的目的。

目前，针对YUV模型进行的图像属性调节，一般采用颜色模型转换的方法来实现，即，首先将YUV模型式转换为RGB模型，然后再转换为HSV模型，然后对HSV颜色模型进行颜色属性调节。

可见，由YUV模型转换为HSV模型需要两次颜色模型的转换，每次颜色模型的转换都需要很大的计算量，需要耗费很多资源。

发明内容

本发明实施例提供一种调节图像属性的方法和装置，以避免在调节YUV图像的图像属性时计算量过大，耗费资源多的问题。

本发明实施例提供了一种调节图像属性的方法，包括：

获取YUV图像的图像属性参数；

对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节，获得调节后的图像属性。

其中，所述图像属性参数包括以下其中之一或任意组合：

亮度、对比度、饱和度及色度。

其中，图像属性参数为亮度时，对YUV图像中的Y分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

当亮度Y向增加的方向调节时，

Y′＝Y+B

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，B为亮度调节的值；

当亮度Y向减小的方向调节时，

Y′＝min(Y，Y″)

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，Y″为亮度调节后的最大值。

其中，图像属性参数为对比度时，对YUV图像中的Y分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

当对比度向增加的方向调节时，

Y′＝Y*C

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，C为对比度调节值；

当对比度向减小的方向调节时，

Y′＝A+(Y-A)*C

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，C为对比度调节值，A为一个基数值。

其中，图像属性参数为饱和度时，对YUV图像中的U和V分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

U′＝((U-128)*S)+128

V′＝((V-128)*S)+128

其中，U为图像调整前的蓝色差信号值，U′为调整后的蓝色差信号值，V为图像调整前的红色差信号值，V′为调整后的红色差信号值，S为饱和度调节值。

其中，图像属性参数为色度时，对YUV图像中的U和V分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调的步骤包括：

U′＝(U-128)*cosθ+(V-128)*sinθ+128

V′＝(V-128)*cosθ-(U-128)*sinθ+128

其中，U为图像调整前的蓝色差信号值，U′为调整后的蓝色差信号值，V为图像调整前的红色差信号值，V′为调整后的红色差信号值，θ为色度调节量。

其中，所述方法进一步包括：实际调节量和滑块调节量呈非线性递增关系，B值的变化随亮度的调节量增大而增大，随之减小而减小。

其中，对图像的亮度调节对调节前的图像平均亮度进行自适应，如果图像在调节之前的整体较亮，则实际调节量和滑块调节量的比值比较大，如果图像在调节之前整体亮度较小，则实际调节量和滑块调节量的比值也比较小。

其中，所述方法进一步包括：

所述饱和度的调节量对图像亮度进行自适应变化，饱和度的实际调节量随着亮度的增大而减小，随着对比度的增大而增大，在亮度和对比度同时减小时随之减小。

本发明实施例还提供了一种调节图像属性的装置，包括：

参数获取模块，用于获取YUV图像的图像属性参数；

调节模块，用于对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节，获得调节后的图像属性。

其中，所述图像属性参数包括以下其中之一或任意组合：

亮度、对比度、饱和度及色度。

其中，进一步包括：

亮度自适应模块，用于对图像的亮度调节时，如果图像的整体较亮，则调节量较大，如果图像整体亮度较小，则调节量也较小。

其中，进一步包括：

综合调节模块，用于控制所述饱和度的调节量随着亮度的增大而减小，随着对比度的增大而增大，并随着亮度和对比度同时减小时而减小。

应用本发明实施例提供的调节图像属性方法和装置，省去了YUV～RGB和RGB～HSV两次模块转换，避免在调节YUV图像的图像属性时计算量过大，耗费资源多的问题，由于可以直接针对YUV图像数据进行属性调节，调使得调节过程占用的资源很少，极大的提高了调节的效率。

再有，本申请实施例增加了对图像自身的亮度进行动态调节的方法，提高了图像调节的视频效果，经过测试对比，本发明的调节效果好于经过颜色模型转换后进行颜色属性的调节方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种调节图像属性方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的采用滑块调节图像属性的示意图；

图3是根据本发明实施例的B值与亮度调节量之间的关系示意图；

图4是根据本发明实施例的C值与对比度调节量之间的关系示意图；

图5是根据本发明实施例的色调和饱和度的关系示意图；

图6是根据本发明实施例的饱和度的调节量S与饱和度滑块调节位置及亮度、对比度的关系示意图；

图7是根据本发明实施例的调节图像属性的装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，其是根据本发明实施例的一种调节图像属性方法的流程图。具体包括：

步骤101，获取YUV图像的图像属性参数；

具体的，图像属性参数包括以下其中之一或任意组合：亮度、对比度、饱和度及色度；

步骤102，对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节，获得调节后的图像属性。

应用本发明实施例提供的调节图像属性方法，省去了YUV～RGB和RGB～HSV两次模块转换，避免在调节YUV图像的图像属性时计算量过大，耗费资源多的问题，由于可以直接针对YUV图像数据进行属性调节，调使得调节过程占用的资源很少，极大的提高了调节的效率。

再有，本申请实施例增加了对图像自身的亮度进行动态调节的方法，提高了图像调节的视频效果，经过测试对比，本发明的调节效果好于经过颜色模型转换后进行颜色属性的调节方法。

一种可能的对YUV图像的图像属性进行调节的方式可以采用滑块的调节方式，如图2所示，可以针对亮度、对比度、饱和度和色度分别设计一个滑动条，当滑块处于滑动条的中间位置时，表明未进行调节，当滑块向左移动时，表明此分量向减小的方向调节，当滑块想右移动时，表明此分量向增加的方向调节。图2中，将调节量分为100个等级，中间位置为50，此位置表明此时未进行调节。向左调节最大范围为0，向右调节最大范围为100，左右的调节等级都为50。复位按钮用于在对亮度、对比度、饱和度和色度调节后，将四个滑动块恢复到中间位置。

下面分别对亮度调节、对比度调节、饱和度调节和色度调节进行详细说明。

对亮度的调节实际是对YUV图像中的Y分量进行调节。此时，步骤102中对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

当亮度Y向增加的方向调节时，

Y′＝Y+B                        (1)

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，B为亮度调节的值；

当亮度Y向减小的方向调节时，

Y′＝min(Y，Y″)                (2)

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，Y″为亮度调节后的最大值。

对于亮度Y向减小的方向调节的情况，调节前默认图像的灰度范围为0～255，调节后灰度范围为0～Y″，亮度调节的值B＝|255-Y″。

亮度向增加的方向调节时，B值的变化随亮度的调节量增大而增大，随调节量的减小而减小。亮度向减小的方向调节时，B值的变化随亮度的调节量增大而增大，随调节量的减小而减小。调节量和B值的关系是非线性的单调递增的。另外B值和图像本身属性有关，本申请实施例中设计为对图像的平均亮度进行自适应，也即对图像的亮度调节时先对调节前的图像平均亮度进行自适应，如果图像在调节之前的整体较亮(也就是平均亮度较大)，则实际调节量和滑块调节量的比比较大，如果图像在调节之前整体亮度较小，则实际调节量和滑块调节量的比也比较小。也就是亮度调节曲线对图像原有的亮度值进行自适应。

参见图3，其是根据本发明实施例的B值与亮度调节量之间的关系示意图。图3中，横坐标为亮度滑块的调节量，范围是0-100，纵坐标为实际调节量，范围是0-255，即纵坐标的值对应调节公式中的B，横坐标为实际的调节量。图中虚线为图像整体亮度较大时的调节效果，实线为图像的整体亮度较小时的调节效果。

对对比度的调节实际也是对YUV图像中的Y分量进行调节。此时，步骤102中对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

当对比度向增加的方向调节时，

Y′＝Y*C                  (3)

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，C为对比度调节值；

当对比度向减小的方向调节时，

Y′＝A+(Y-A)*C            (4)

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，C为对比度调节值，A为一个基数值。在实际应用中，A可以取任意值，在一个较佳的实施例中A可以取30。

上述C值的变化随对比度的调节量增大而增大，随之减小而减小，但不和对比度调节量成正比关系，而是在对比度调节量越小时，灰度(也叫亮度Y)增加得越快，对比度调节量越大时，灰度增加的越慢。C值受亮度调节量影响，亮度调节量较大时，C值随之减小。同样，C值对图像的整体亮度进行了自适应，针对图像平均灰度的不同，C值的大小有所不同。

参见图4，其是根据本发明实施例的C值与对比度调节量之间的关系示意图。图4中，横坐标表示对比度滑块的调节量，范围是0-100，纵坐标表示对比度的实际调节效果，范围是0-2，实线a为图像整体亮度较小，亮度向减小的方向调节时，对比度滑块调节量和实际对比度调节值的关系。虚线b为图像整体亮度较大，亮度向减小的方向调节时，对比度滑块调节量和实际对比度调节值的关系。

需要说明的是，本申请实施例将亮度和对比度的调节结合起来，使亮度调节和对比度调节相结合，互相影响，以达到更好的调节效果。

为了防止图像整体灰度较大时，亮度和对比度同时向增大的方向调节引起的调节过量现象，设置了此种情况时的保护措施，抑制过度调节现象。抑制措施为，在亮度和对比度同时向增大的方向调节并且调节量都比较大时，减小亮度和对比度的实际调节量。

饱和度的调节是调节色度信号U、V分量组成的矢量的模，模越大饱和度越大，反之越小。

色调和饱和度的关系如图5所示，图5中，U为蓝色差信号，V为红色差信号，角度θ的值为色调的调节量，向量b的模为饱和度的调节量。下面对饱和度和色度的调节过程再做详细说明。

对饱和度的调节实际是对YUV图像中的U和V分量进行调节。此时，步骤102中对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

U′＝((U-128)*S)+128            (5)

V′＝((V-128)*S)+128            (6)

其中，U为图像调整前的蓝色差信号值，U′为调整后的蓝色差信号值，V为图像调整前的红色差信号值，V′为调整后的红色差信号值，S为饱和度调节值。其中，128为中心值。

在YUV图像空间中，Y分量的改变会引起色度的改变，为了获得更好的效果，图像的饱和度的调节量受亮度和对比度的调节量影响，饱和度的调节量随着亮度的增大而减小，随着对比度的增大而增大；并随着亮度和对比度的减小而减小。也就是说，饱和度的调节量对图像亮度进行自适应变化，饱和度的实际调节量随着亮度的增大而减小，随着对比度的增大而增大，在亮度和对比度同时减小时随之减小。

参见图6，其是根据本发明实施例的饱和度的调节量S与饱和度滑块调节位置及亮度、对比度的关系示意图。图6中，横坐标表示饱和度调节滑块的位置，纵坐标表示饱和度的实际调节量。横坐标的调节范围为0～100，50为滑块调节时的中心位置，此时饱和度没有进行调节。纵坐标的调节范围为0～2。0为将饱和度调节到最小，此时饱和度为0，即图像没有颜色信息。图6中，实线a为亮度和对比度的调节滑块都处于初始位置，即未调节的状态时，单独调节饱和度滑块的位置和实际饱和度的关系，虚线b为亮度和对比度向减小的方向调节时，调节饱和度滑块的位置和实际饱和度的关系，点画线c为亮度或对比度向增加的方向调节时，调节饱和度滑块的位置和实际饱和度的关系。

在色调的调节上，本发明实施例中采用色环的调节方式。

对色度的调节实际也是对YUV图像中的U和V分量进行调节。此时，步骤102中对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

U′＝(U-128)*cosθ+(V-128)*sinθ+128        (7)

V′＝(V-128)*cosθ-(U-128)*sinθ+128        (8)

其中，U为图像调整前的蓝色差信号值，U′为调整后的蓝色差信号值，V为图像调整前的红色差信号值，V′为调整后的红色差信号值，θ为色度调节量。其中，128为中心值。

应用本发明实施例提供的方法，对每一幅图片进行处理，也就可以对视频的每一帧图像进行处理，因此不受图片和视频的使用范围的限制，既适用于图片调节模式，也适用于视频调节模式。

本发明实施例还提供了一种调节图像属性的装置，参见图7，具体包括：

参数获取模块701，用于获取YUV图像的图像属性参数；

调节模块702，用于对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节，获得调节后的图像属性。

上述图像属性参数包括以下其中之一或任意组合：亮度、对比度、饱和度及色度。

上述装置可以进一步包括：

亮度自适应模块，用于对图像的亮度调节时，如果图像的整体较亮，则调节量较大，如果图像整体亮度较小，则调节量也较小。

上述装置还可以进一步包括：

综合调节模块，用于控制所述饱和度的调节量随着亮度的增大而减小，随着对比度的增大而增大，并随着亮度和对比度同时减小时而减小。

应用本发明实施例提供的调节图像属性装置，省去了YUV～RGB和RGB～HSV两次模块转换，避免在调节YUV图像的图像属性时计算量过大，耗费资源多的问题，由于可以直接针对YUV图像数据进行属性调节，使得调节过程占用的资源很少，极大的提高了调节的效率。

再有，本申请实施例增加了对图像自身的亮度进行动态调节的方法，提高了图像调节的视频效果，经过测试对比，本发明的调节效果好于经过颜色模型转换后进行颜色属性的调节方法。

对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种调节图像属性的方法，其特征在于，包括：

获取YUV图像的图像属性参数；所述图像属性参数包括以下其中之一或任意组合：亮度、对比度、饱和度及色度；

对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节，获得调节后的图像属性；

其中，所述图像属性参数为亮度时，对YUV图像中的Y分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

当亮度Y向增加的方向调节时，

Y′＝Y+B

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，B为亮度调节的值；

当亮度Y向减小的方向调节时，

Y′＝min(Y,Y″)

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，Y″为亮度调节后的最大值；

所述图像属性参数为对比度时，对YUV图像中的Y分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

当对比度向增加的方向调节时，

Y′＝Y*C

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，C为对比度调节值；

当对比度向减小的方向调节时，

Y′＝A+(Y-A)*C

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，C为对比度调节值，A为一个基数值；

所述图像属性参数为饱和度时，对YUV图像中的U和V分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

U′＝((U-128)*S)+128

V′＝((V-128)*S)+128

其中，U为图像调整前的蓝色差信号值，U′为调整后的蓝色差信号值，V为图像调整前的红色差信号值，V′为调整后的红色差信号值，S为饱和度调节值；

所述图像属性参数为色度时，对YUV图像中的U和V分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

U′=(U-128)*cosθ+(V-128)*sinθ+128

V′=(V-128)*cosθ-(U-128)*sinθ+128

其中，U为图像调整前的蓝色差信号值，U′为调整后的蓝色差信号值，V为图像调整前的红色差信号值，V′为调整后的红色差信号值，θ为色度调节量。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法进一步包括：实际调节量和滑块调节量呈非线性递增关系，B值的变化随亮度的调节量增大而增大，随之减小而减小。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，对图像的亮度调节对调节前的图像平均亮度进行自适应，如果图像在调节之前的整体较亮，则实际调节量和滑块调节量的比值比较大，如果图像在调节之前整体亮度较小，则实际调节量和滑块调节量的比值也比较小。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述饱和度的调节量对图像亮度进行自适应变化，饱和度的实际调节量随着亮度的增大而减小，随着对比度的增大而增大，在亮度和对比度同时减小时随之减小。

5.一种调节图像属性的装置，其特征在于，包括：

参数获取模块，用于获取YUV图像的图像属性参数；所述图像属性参数包括以下其中之一或任意组合：亮度、对比度、饱和度及色度；

调节模块，用于对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节，获得调节后的图像属性；

其中，所述图像属性参数为亮度时，对YUV图像中的Y分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

当亮度Y向增加的方向调节时，

Y′＝Y＋B

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，B为亮度调节的值；

当亮度Y向减小的方向调节时，

Y′＝min(Y,Y″)

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，Y″为亮度调节后的最大值；

所述图像属性参数为对比度时，对YUV图像中的Y分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

当对比度向增加的方向调节时，

Y′＝Y*C

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，C为对比度调节值；

当对比度向减小的方向调节时，

Y′＝A+(Y-A)*C

其中，Y为图像调整前的亮度值，Y′为亮度调整后的亮度值，C为对比度调节值，A为一个基数值；

所述图像属性参数为饱和度时，对YUV图像中的U和V分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

U′＝((U-128)*S)+128

V′＝((V-128)*S)+128

其中，U为图像调整前的蓝色差信号值，U′为调整后的蓝色差信号值，V为图像调整前的红色差信号值，V′为调整后的红色差信号值，S为饱和度调节值。

所述图像属性参数为色度时，对YUV图像中的U和V分量进行调节；则对所述图像属性参数按照预设的策略进行调节的步骤包括：

U′=(U-128)*cosθ+(V-128)*sinθ+128

V′=(V-128)*cosθ-(U-128)*sinθ+128

其中，U为图像调整前的蓝色差信号值，U′为调整后的蓝色差信号值，V为图像调整前的红色差信号值，V′为调整后的红色差信号值，θ为色度调节量。

6.根据权利要求5所述装置，其特征在于，进一步包括：

亮度自适应模块，用于对图像的亮度调节时，如果图像的整体较亮，则调节量较大，如果图像整体亮度较小，则调节量也较小。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，进一步包括：

综合调节模块，用于控制所述饱和度的调节量随着亮度的增大而减小，随着对比度的增大而增大，并随着亮度和对比度同时减小时而减小。

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