CN107610186B - 一种图像处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种图像处理方法及装置,根据第一函数f1(x)对原图像的RGB颜色空间分量点Ai(ri,gi,bi)进行图像处理,得到A0(r0,g0,b0)=f1(xi);根据第二函数f2(x)对原图像中的某一点Ai(ri,gi,bi)的饱和度进行处理,得到处理后的饱和度S0=f2(xi);令所述f2(xi)=1,求出点A0(r0,g0,b0),若max(r0,g0,b0)≤1,则将点Ai将在所述RGB颜色空间中进行图像处理,若max(r0,g0,b0)>1,则将点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理。有益效果:通过对原图像所处颜色空间中的点进行筛选,通过对出界的点进行空间转换,有效解决了色域出界而导致图像失真的问题,保证了色调的不变,提高了图像的显示效果,而且在RGB颜色空间中对图像进行饱和度增强,提高了计算效率。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域,特别涉及一种图像处理方法及装置。
背景技术
随着人们生活水平的提高,对电子产品的画面显示效果追求越来越高。现有技术中为了提高画面的显示效果,通常在画面显示时进行图像处理,在图像处理的过程中,为了让色彩显示更为鲜亮,通常需要对图像的饱和度进行调整。
对于彩色图像的饱和度增强,保证在RGB空间中没有色域的出界问题以及保持色调的不变是非常重要的。通常对彩色图像的增强大多会转换到HSI或者HSV等空间在进行处理,但是处理完成后转换到RGB空间时会产生色域的问题,通常都会采用裁剪的方式将出界的值映射到边界值,这样会导致细节的丢失,可能会产生色调的改变,而且空间转换的方法计算量比较大,费时,效率低。
如图1所示,是将彩色RGB图像经过空间转换的方法进行饱和度增强的流程图,首先待处理彩色图像转换到HSI等空间,提取饱和度值S并对其进行一定方法的饱和度增强f(S),得到增强后饱和度值f(S),将处理后的HSI模型再次通过模型转换公式转换到RGB模型空间。RGB模型空间归一化后各RGB分量范围为0~1,经HSI模型转换得到的RGB分量值会有超出1的色域的问题,通过一般的裁剪方法,可能导致与原始图像的色调不一致。
发明内容
本发明提供一种图像处理方法,以解决因色域出界而导致与原始图像色调不一致等问题。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
本发明提供了一种图像处理方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤S10、根据第一函数f1(x)对原图像的RGB颜色空间分量点Ai(ri,gi,bi)进行图像处理,得到A0(r0,g0,b0)=f1(xi),其中i为自然数;
步骤S20、根据第二函数f2(x)对原图像中的某一点Ai(ri,gi,bi)的饱和度进行处理,得到处理后的饱和度S0=f2(xi);
步骤S30、令所述f2(xi)=1,求出点A0(r0,g0,b0),若max(r0,g0,b0)≤1,则将点Ai将在所述RGB颜色空间中进行图像处理,
若max(r0,g0,b0)>1,则将点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理。
根据本发明一优选实施例,所述步骤S10包括:
步骤S11、在所述RGB颜色空间中,从所述原图像中选取某一点Ai(ri,gi,bi);
步骤S12、根据所述第一函数f1(x)对所述原图像中的点Ai在RGB颜色空间中的各空间分量进行图像处理,得到A0(r0,g0,b0)=f1(xi),
其中,所述图像处理即对所述原图像中点Ai的在所述RGB颜色空间中的各空间分量在所述RGB颜色空间中进行伸缩α以及平移β,其中所述第一函数为f1(x)=αx+β。
根据本发明一优选实施例,所述步骤S20包括:
步骤S21、在所述RGB颜色空间中,从所述原图像中选取某一点Ai(ri,gi,bi);
步骤S22、根据第三函数f3(x)求出所述原图像中的点Ai(ri,gi,bi)的饱和度Si=f3(xi);
步骤S23、根据第二函数f2(x)对所述原图像的饱和度Si进行处理,得到处理后的饱和度S0=f2(xi)。
根据本发明一优选实施例,图像处理前后,所述原图像的亮度保持不变,通过S0=f2(xi)与A0(r0,g0,b0)=f1(xi)的关系式,得出f1(x)中的α及β的值。
根据本发明一优选实施例,所述步骤S30包括:
步骤S31、令所述f2(xi)=1,求出点A0(r0,g0,b0)中的r0,g0,b0的值;
步骤S32、若max(r0,g0,b0)≤1,则利用第二函数f2(x)对所述点Ai在进行图像处理;
步骤S33、若max(r0,g0,b0)>1,则利用第四函数f4(x)将所述点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理。
根据本发明一优选实施例,所述CMY颜色空间为是一种基于颜色减法混色原理的颜色模型,其中,所述f4(x)=1-x,x为所述点Ai(ri,gi,bi)在所述RGB颜色空间的各空间分量。
本发明还提供了一种图像处理装置,所述装置包括:
图像处理模块,用于根据第一函数f1(x)对原图像的RGB颜色空间分量点Ai(ri,gi,bi)进行图像处理,得到A0(r0,g0,b0)=f1(xi),其中i为自然数,以及用于根据第二函数f2(x)对原图像中的某一点Ai(ri,gi,bi)的饱和度进行处理,得到处理后的饱和度S0=f2(xi),并求出点A0(r0,g0,b0),以及用于在max(r0,g0,b0)≤1的情况下,将点Ai在所述RGB颜色空间中进行图像处理,以及用于在max(r0,g0,b0)>1的情况下,将点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理。
根据本发明一优选实施例,所述图像处理模块用于对所述原图像中点Ai的在所述RGB颜色空间中的各空间分量在所述RGB颜色空间中进行伸缩α以及平移β,其中所述第一函数为f1(x)=αx+β。
本发明的有益效果为:本发明提出了一种图像处理方法及装置,通过对原图像所处颜色空间中的点进行筛选,通过对出界的点进行空间转换,有效解决了色域出界而导致图像失真的问题,保证了色调的不变,提高了图像的显示效果,而且在RGB颜色空间中对图像进行饱和度增强,提高了计算效率。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例,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位现有技术图像处理基本流程图;
图2为本发明实施例一一种图像处理方法的步骤示意图;
图3为本发明实施例一现有技术和本发明在RGB颜色空间彩色图像饱和度增强方法平面示意图的对比;
图4为本发明实施例二现有技术和本发明在RGB颜色空间彩色图像饱和度增强方法平面示意图的对比。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示,用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语,例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。在图中,结构相似的单元是用以相同标号表示。
本发明针对现有的图像处理方法中,通过将彩色图像转换到HSI或HSV等空间进行处理,再转换到RGB空间时,由于色域出界而导致细节丢失以及色调的改变等问题,而提出一种图像处理方法,本实施例能够改善该缺陷。
图2所示为本发明优选实施例一一种图像处理方法的步骤示意图,所述方法包括:
步骤S10、根据第一函数f1(x)对原图像的RGB颜色空间分量点Ai(ri,gi,bi)进行图像处理,得到A0(r0,g0,b0)=f1(xi),其中i为自然数;
在所述RGB颜色空间中,在原图像中选取某一点Ai(ri,gi,bi),根据所述第一函数f1(x)=αx+β对所述原图像中的点Ai在RGB颜色空间中的各空间分量进行图像处理,得到处理后的点A0(r0,g0,b0)=f1(xi);
其中,所述图像处理即对所述原图像中点Ai的在所述RGB颜色空间中的各空间分量在所述RGB颜色空间中进行伸缩α以及平移β。
步骤S20、根据第二函数f2(x)对原图像中的某一点Ai(ri,gi,bi)的饱和度进行处理,得到处理后的饱和度S0=f2(xi);
在所述RGB颜色空间中,从原图像中选取某一点Ai(ri,gi,bi),根据第三函数f3(x)求出所述原图像中的点Ai(ri,gi,bi)的饱和度Si=f3(xi),根据第二函数f2(x)对所述原图像的饱和度Si进行处理,得到处理后的饱和度S0=f2(xi);
而在图像处理前后,所述原图像的亮度保持不变,通过S0=f2(xi)与A0(r0,g0,b0)=f1(xi)的关系式,得出f1(x)中的α及β的值。
步骤S30、令所述f2(xi)=1,求出点A0(r0,g0,b0),若max(r0,g0,b0)≤1,则将点Ai将在所述RGB颜色空间中进行图像处理,
若max(r0,g0,b0)>1,则将点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理;
在上述公式中,令所述f2(xi)=1,求出点A0(r0,g0,b0)中的r0,g0,b0的值;
根据求出的r0,g0,b0中数值的大小,对所述点Ai进行图像处理的颜色空间进行选择;
若max(r0,g0,b0)≤1,则利用第二函数f2(x)对所述点Ai在RGB颜色空间中进行图像处理;若max(r0,g0,b0)>1,则利用第四函数f4(x)将所述点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理;
其中,在所述CMY颜色空间中,对转换后的点进行图像处理,处理完成后,再次利用第四函数f4(x)将所述点从CMY颜色空间转换至RGB颜色空间;
所述CMY颜色空间为是一种基于颜色减法混色原理的颜色模型,其中,所述f4(x)=1-x,x为所述点Ai(ri,gi,bi)在所述RGB颜色空间的各空间分量。
例如,在所述RGB颜色空间中选取某一点Ai(ri,gi,bi),其中i为自然数,令在所述RGB颜色空间中处理后的点为A0(r0,g0,b0);
(1)利用第一函数f1(x)=αx+β对点Ai(ri,gi,bi)在RGB颜色空间中进行伸缩α以及平移β,得到公式:
r0=αri+β (1-1)
g0=αgi+β (1-2)
b0=αbi+β (1-3)
(2)根据图像处理前后,原图像的亮度和处理后的亮度不变的原则,得到公式:
li=ri+gi+bi (1-4)
l0=r0+g0+b0 (1-5)
根据公式(1-1)~(1-5)得到α和β的关系式:
ri+gi+bi=α(ri+gi+bi)+3β (1-6)
(3)根据第三函数f3(x)求出所述原图像中的点Ai(ri,gi,bi)的饱和度,得到公式:
(4)根据第二函数f2(x)对所述原图像的饱和度Si进行处理,得到处理后的饱和度S0为:
因此,可以根据公式(1-6)和(1-8)求出α和β的值;
在公式(1-8)中,令所述f2(xi)=1,求出点A0(r0,g0,b0)中的r0,g0,b0的值;根据求出的r0,g0,b0中数值的大小,对所述点Ai进行图像处理的颜色空间进行选择;
若max(r0,g0,b0)≤1,则利用第二函数f2(x)对所述点Ai在RGB颜色空间中进行图像处理;若max(r0,g0,b0)>1,则利用第四函数f4(x)将所述点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理;
(5)根据利用第四函数f4(x)对点Ai(ri,gi,bi)在CMY颜色空间中进行处理,得到在所述CMY颜色空间中的点Ai(ci,mi,yi),得到公式:
ci=1-ri (1-9)
mi=1-gi (1-10)
yi=1-bi (1-11)
(6)利用第一函数f1(x)=αx+β对点Ai(ci,mi,yi)在CMY颜色空间中进行伸缩α以及平移β,得到处理后的点A0(c0,m0,y0),即:
c0=αci+β (1-12)
m0=αmi+β (1-13)
y0=αyi+β (1-14)
(7)根据第二函数f2(x)对所述原图像的饱和度Si进行处理,得到处理后的饱和度S0为:
(8)根据第四函数f4(x)将所述点A0(c0,m0,y0)从CMY颜色空间中转换至RGB颜色空间,即:
r0=1-c0 (1-16)
g0=1-m0 (1-17)
b0=1-y0 (1-18)
因此,根据上述方法可以实现对原图像中的点进行筛选,通过对出界的点进行空间转换,以解决色域出界的问题。
图3为过在RGB颜色空间(0,0,0)到(1,1,1)亮度轴的横截面示意图,图中S为饱和度,f(S)为饱和度增强函数f2(x)。
其中,图3A为传统饱和度增强方法,case1为饱和度增强后ro,go,bo在0~1范围内,case2为在饱和度增强后ro,go,bo的最大值可能会超出0~1的范围,即超出色域。一般会采用裁剪方法解决色域的问题,这样可能会造成图像处理前后色调的改变;
图3B为本专利的改进方法,从图中可以看出,case2情况下转换到CMY空间,这样可以保证饱和度在0~1范围内,不会产生色域的出界的问题。
本发明还提供了一种图像处理装置,所述装置包括:图像处理模块。
首先,在所述图像处理模块中,在原图像所处的RGB颜色空间中选取某一点Ai(ri,gi,bi),根据所述第一函数f1(x)=αx+β对所述原图像中的点Ai在RGB颜色空间中的各空间分量进行图像处理,得到处理后的点A0(r0,g0,b0)=f1(xi);
其中,所述图像处理即对所述原图像中点Ai的在所述RGB颜色空间中的各空间分量在所述RGB颜色空间中进行伸缩α以及平移β。
然后,在所述图像处理模块中,在原图像所处的RGB颜色空间中选取某一点Ai(ri,gi,bi),根据第三函数f3(x)求出所述原图像中的点Ai(ri,gi,bi)的饱和度Si=f3(xi),根据第二函数f2(x)对所述原图像的饱和度Si进行处理,得到处理后的饱和度S0=f2(xi);
而在图像处理前后,所述原图像的亮度保持不变,通过S0=f2(xi)与A0(r0,g0,b0)=f1(xi)的关系式,得出f1(x)中的α及β的值。
最后,在所述图像处理模块中,令所述公式f2(xi)=1,并求出点A0(r0,g0,b0)中的r0,g0,b0的值;根据求出的r0,g0,b0中数值的大小,对所述点Ai进行图像处理的颜色空间进行选择;
若max(r0,g0,b0)≤1,则利用第二函数f2(x)对所述点Ai在RGB颜色空间中进行图像处理;若max(r0,g0,b0)>1,则利用第四函数f4(x)将所述点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理;
其中,在所述CMY颜色空间中,对转换后的点进行图像处理,处理完成后,再次利用第四函数f4(x)将所述点从CMY颜色空间转换至RGB颜色空间;
所述CMY颜色空间为是一种基于颜色减法混色原理的颜色模型,其中,所述f4(x)=1-x,x为所述点Ai(ri,gi,bi)在所述RGB颜色空间的各空间分量。
例如,在所述RGB颜色空间中选取某一点Ai(ri,gi,bi),其中i为自然数,令在所述RGB颜色空间中处理后的点为A0(r0,g0,b0);
(1)利用第一函数f1(x)=αx+β对点Ai(ri,gi,bi)在RGB颜色空间中进行伸缩α以及平移β,得到公式:
r0=αri+β (2-1)
g0=αgi+β (2-2)
b0=αbi+β (2-3)
(2)根据图像处理前后,原图像的亮度和处理后的亮度不变的原则,得到公式:
li=ri+gi+bi (2-4)
l0=r0+g0+b0 (2-5)
根据公式(2-1)~(2-5)得到α和β的关系式:
ri+gi+bi=α(ri+gi+bi)+3β (2-6)
(3)根据第三函数f3(x)求出所述原图像中的点Ai(ri,gi,bi)的饱和度,得到公式:
(4)根据第二函数f2(x)对所述原图像的饱和度Si进行处理,得到处理后的饱和度S0为:
因此,可以根据公式(2-6)和(2-8)求出α和β的值;
在公式(2-8)中,令所述f2(xi)=1,求出点A0(r0,g0,b0)中的r0,g0,b0的值;根据求出的r0,g0,b0中数值的大小,对所述点Ai进行图像处理的颜色空间进行选择;
若max(r0,g0,b0)≤1,则利用第二函数f2(x)对所述点Ai在RGB颜色空间中进行图像处理;若max(r0,g0,b0)>1,则利用第四函数f4(x)将所述点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理;
(5)根据利用第四函数f4(x)对点Ai(ri,gi,bi)在CMY颜色空间中进行处理,得到在所述CMY颜色空间中的点Ai(ci,mi,yi),得到公式:
ci=1-ri (2-9)
mi=1-gi (2-10)
yi=1-bi (2-11)
(6)利用第一函数f1(x)=αx+β对点Ai(ci,mi,yi)在CMY颜色空间中进行伸缩α以及平移β,得到处理后的点A0(c0,m0,y0),即:
c0=αci+β (2-12)
m0=αmi+β (2-13)
y0=αyi+β (2-14)
(7)根据第二函数f2(x)对所述原图像的饱和度Si进行处理,得到处理后的饱和度S0为:
(8)根据第四函数f4(x)将所述点A0(c0,m0,y0)从CMY颜色空间中转换至RGB颜色空间,即:
r0=1-c0 (2-16)
g0=1-m0 (2-17)
b0=1-y0 (2-18)
因此,根据上述方法可以实现对原图像中的点进行筛选,通过对出界的点进行空间转换,以解决色域出界的问题。
图4为过在RGB颜色空间(0,0,0)到(1,1,1)亮度轴的横截面示意图,图中S为饱和度,f(S)为饱和度增强函数f2(x)。
其中,图4A为传统饱和度增强方法,case1为饱和度增强后ro,go,bo在0~1范围内,case2为在饱和度增强后ro,go,bo的最大值可能会超出0~1的范围,即超出色域。一般会采用裁剪方法解决色域的问题,这样可能会造成图像处理前后色调的改变;
图4B为本专利的改进方法,从图中可以看出,case2情况下转换到CMY空间,这样可以保证饱和度在0~1范围内,不会产生色域的出界的问题。
本发明提出了一种图像处理方法及装置,通过对所述原图像所处的RGB颜色空间中某一点的各空间分量进行图像处理,根据处理结果对原图像所处RGB颜色空间中的点进行筛选,通过对出界的点进行空间转换,由RGB颜色空间转换至CMY颜色空间中进行图像处理,有效解决了色域出界而导致图像失真的问题,保证了色调的不变,提高了图像的显示效果,而且在RGB颜色空间中对图像进行饱和度增强,提高了计算效率。
综上所述,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,但上述优选实施例并非用以限制本发明,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (5)
1.一种图像处理方法,其特征在于,包括:
步骤S10、根据第一函数f1(x)对原图像的RGB颜色空间分量点Ai(ri,gi,bi)进行图像处理,得到A0(r0,g0,b0)=f1(Ai),其中i为自然数;
步骤S20、根据第二函数f2(x)对原图像中的RGB颜色空间分量点Ai(ri,gi,bi)的饱和度进行处理,得到处理后的饱和度S0=f2(Ai);
步骤S30、令所述f2(Ai)=1,求出点A0(r0,g0,b0),若max(r0,g0,b0)≤1,则将点Ai在所述RGB颜色空间中进行图像处理,
若max(r0,g0,b0)>1,则将点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理;
所述步骤S10包括:
步骤S11、在所述RGB颜色空间中,从原图像中选取某一点Ai(ri,gi,bi);
步骤S12、根据所述第一函数f1(x)对原图像中的点Ai在RGB颜色空间中的各空间分量进行图像处理,得到A0(r0,g0,b0)=f1(Ai);
所述图像处理即对原图像中点Ai在所述RGB颜色空间中的各空间分量在所述RGB颜色空间中进行伸缩α以及平移β,其中所述第一函数为f1(x)=αx+β;
所述步骤S20包括:
步骤S21、在所述RGB颜色空间中,从原图像中选取某一点Ai(ri,gi,bi);
步骤S22、根据第三函数f3(x)求出原图像中的点Ai(ri,gi,bi)的饱和度Si=f3(Ai);
步骤S23、根据第二函数f2(x)对原图像的饱和度Si进行处理,得到处理后的饱和度S0=f2(Ai);
2.根据权利要求1所述的图像处理方法,其特征在于,图像处理前后,原图像的亮度保持不变,通过S0=f2(Ai)与A0(r0,g0,b0)=f1(Ai)的关系式,得出f1(x)中的α及β的值。
3.根据权利要求1所述的图像处理方法,其特征在于,所述步骤S30包括:
步骤S31、令所述f2(Ai)=1,求出点A0(r0,g0,b0)中的r0,g0,b0的值;
步骤S32、若max(r0,g0,b0)≤1,则利用第二函数f2(x)对点Ai在RGB颜色空间中进行图像处理;
步骤S33、若max(r0,g0,b0)>1,则利用第四函数f4(x)将点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理。
4.根据权利要求3所述的图像处理方法,其特征在于,所述f4(x)=1-x,x为点Ai(ri,gi,bi)在所述RGB颜色空间的各空间分量。
5.一种图像处理装置,其特征在于,包括:
图像处理模块,用于根据第一函数f1(x)对原图像的RGB颜色空间分量点Ai(ri,gi,bi)进行图像处理,得到A0(r0,g0,b0)=f1(Ai),其中i为自然数,以及用于根据第二函数f2(x)对原图像中的某一点Ai(ri,gi,bi)的饱和度进行处理,得到处理后的饱和度S0=f2(Ai),以及用于令所述f2(Ai)=1,求出点A0(r0,g0,b0),在max(r0,g0,b0)≤1的情况下,将点Ai在所述RGB颜色空间中进行图像处理,在max(r0,g0,b0)>1的情况下,将点Ai转换至CMY颜色空间中进行图像处理;
其中,所述图像处理模块用于对原图像中点Ai在所述RGB颜色空间中的各空间分量在所述RGB颜色空间中进行伸缩α以及平移β,其中所述第一函数为f1(x)=αx+β;
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