CN115018736A - 一种图像亮度均匀处理方法及处理终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种图像亮度均匀处理方法，包括：步骤1：接收源图像并将源图像转换为YUV格式；步骤2：将Y分部数据和UV分部数据按像素点数据位置顺序按先行后列依次存储到对应的存储区域和存储区域内的位置；步骤3：按像素点位置顺序读取第一存储区域内的Y分部数据，并按相应公式计算出新的Y分部数据，将新的Y分部数据按像素点位置顺序存储到第四存储区域；步骤4：将第四存储区域内新的Y分部数据按像素点位置与第二存储区域内的对于UV分部数据合成一个像素点，从而得到所有的像素点数据，得到处理后的图像。本发明得到的图像的各个像素点亮度变化更平缓，整个图像的亮度更均匀，不会出现部分图像偏亮或者偏暗的现象。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种图像亮度均匀处理方法及处理终端。
背景技术
图像(包括适配)亮度是图像处理的重要一个环节，随着拍照设备(包括手机、数码相机、摄像机等)的普及，拍照功能也越来越受用户重视，其中，图像的亮度会直接影响到用户观感。虽然目前有一些能够自动调节图像亮度的算法和方法，但若需要使用这些方法往往需要较高价格，普通特别是中小厂家难以使用。同时这一类算法往往计算复杂，且图像亮度均匀方面处理不够理想，与消费者的期待还存在差距，因此，希望具有能够提高图像亮度均匀效果的处理方法，并且可以自动处理，无需额外配置复杂的图像亮度处理算法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一提供一种图像亮度均匀处理方法，其能够解决图像亮度不均匀的问题；
本发明的目的之二提供一种处理终端，其能够解决图像亮度不均匀的问题。
实现本发明的目的之一的技术方案为：一种图像亮度均匀处理方法，包括如下步骤：
步骤1：接收源图像，若源图像为非YUV格式，将源图像转换为YUV格式；
步骤2：将YUV格式源图像的Y分部数据按像素点数据位置顺序按先行后列依次存储，UV分部数据也按像素点数据位置顺序按先行后列依次存储，YV分部数据存储区域的行列数量与Y分部数据的行列数据数量保持一致；Y分部数据可以存储到第一存储区域，UV分部数据存储到第二存储区域，第一存储区域和第二存储区域为两个独立存储区域；
步骤3：按像素点位置顺序读取第一存储区域内的Y分部数据，并如下公式计算出新的Y分部数据，将新的Y分部数据按像素点位置顺序存储到第四存储区域：
式中，Ai,j表示第四存储区域内第i行第j列新的Y分部数据，Si,j表示第一存储区域内第i行第j列的Y分部数据，Si,j+1表示第一存储区域内第i行第j+1列的Y分部数据，Si+1,j表示第一存储区域内第i+1行第j列的Y分部数据；
步骤4：将第四存储区域内新的Y分部数据按像素点位置与第二存储区域内的对于UV分部数据合成一个像素点，从而得到所有的像素点数据，得到处理后的图像。
进一步地，采用FPGA接收源图像，FPGA内置有第一存储区域、第二存储区域和第四存储区域。
实现本发明目的之二的技术方案为：一种处理终端，其包括，存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于运行所述程序指令，以执行所述图像亮度均匀处理方法中的步骤。
本发明的有益效果为：本发明通过提取出像素点的Y分部数据，该部分数据代表图像的亮度，并且在步骤3中，通过依次提取当前行的两个像素点数据与下一行的两个像素点数据进行平均后来替代当前像素点的Y分部数据，由于这三个像素点或同一行(最后一行)的相邻两个像素点或者最后一列的相邻像素点的像素值差值是极小的，其中前后两行的像素点数据在像素点位置上具有一定距离，从而能够对当前像素点的亮度处理时，既考虑到相邻像素点的亮度又将一定距离像素点的亮度考虑进料，从而使得当前像素点的亮度与周围的像素点亮度变化更平缓，最终整个图像的亮度更均匀，不会出现部分图像偏亮或者偏暗的现象，从而当对每一个像素点进行这样处理后，整幅图像的亮度得到极大的均匀处理，图像显示的亮度更均匀，且在一定程度上还对锯齿现象有较好的改善。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2存储的某一源图像的像素点数据(Y分部数据)示意图；
图3位对图2按本发明处理得当的新的像素点数据示意图；
图4为本发明一种处理终端的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方案，对本发明做进一步描述。
如图1-图3所示，一种图像亮度均匀处理方法，包括如下步骤：
步骤1：接收源图像，若源图像为非YUV格式，将源图像转换为YUV格式。例如，大多数图像会采用RGB格式，因此，需要将RGB格式转换为YUV格式。
本实施可以采用FPGA来接收源图像，当然，也可以采用其他硬件设备来接收源图像。外部信号源向FPGA传输源图像，通常会采用vesa时序来传输该源图像，因此，会产生VS、HS、DE和DATA信号，使得FPGA能够根据vesa时序计算出源图像的分辨率等信息，从而得到一幅完整的RGB格式源图像。
步骤2：将YUV格式源图像的Y分部数据按像素点数据位置顺序按先行后列依次存储，UV分部数据也按像素点数据位置顺序按先行后列依次存储，YV分部数据存储区域的行列数量与Y分部数据的行列数据数量保持一致。Y分部数据可以存储到第一存储区域，UV分部数据存储到第二存储区域，第一存储区域和第二存储区域为两个独立存储区域。
参考图2，第一存储区域存储的某一源图像的像素点数据示意图。以最左上角为起点，则第一行第一列的数据为第一个像素点，第一行第二列的数据为第二个像素点，依次类推，按照先行后列的顺序依次存储像素点。
在实际使用时，第一存储区域可以采用单独的一个存储硬件设备(例如RAM)，第二存储区域可以采用另一个单独的存储硬件设备。当然，也可以将一个存储硬件设备的存储地址进行划分，划分一部分存储地址属于Y分部数据专有存储区域，另一部分地址属于UV分部数据专有存储区域。
当采用FPGA来接收源图像，FPGA上电后，FPGA内部的内存(例如RAM、ROM、DDR等存储)会跟随上电初始化，初始化后，在接收到DE拉高信号(即DE信号由低电平变化到高电平)表示该图像数据为有效数据。将接收到的YUV格式源图像的Y分部数据和UV分部数据分部用不同的RAM缓存，也即一个RAM缓存Y分部数据，另一个RAM缓存UV分部数据。
步骤3：按行的顺序读取第一存储区域内的第一行的前两个像素点数据，分别记为S1和S2，读取第一存储区域第二行的第一个像素点数据，记为S3，取这三个像素点的均值作为像素点A，将像素点A存入到第四存储区域的第一个位置，也即将像素点A作为第四存储区域的第一个像素点。
读取第一存储区域内第一行的第二个像素点和第三个像素点，读取第一存储区域内第二行的第二个像素点，取这三个像素点的均值作为新的像素点A，将像素点A存入到第四存储区域的第二个位置，也即将像素点A作为第二像素点。依次类推，分别读取第一存储区域内紧接当前行上一次读取完后的后两个像素点，读取第一存储器区域内紧接当前行上一次读取的下一个像素点，并取这三个像素点的均值作为新的像素点A，将该像素点A存入到第四存储区域内的相应位置，直至读取到第一存储区域内每一行的倒数第二个像素点。其中，读取第一存储区域内第i行、第j列的像素点分别记为Si,j，1≤i≤m-1，1≤j≤n-1，m为第一存储区域的总行数，m≥2，n≥2，n为第一存储区域的总列数,n≥2，Si,j和Si+1,j分别表示第一存储区域内第j行的第i个像素点和第i+1个像素点，Si,j+1表示第j+1行的第i个像素点。并按如下公式①计算得到像素点Ai,j，并将像素点Ai,j作为第四存储区域的第i行第j列的像素点：
若读取到最后一列的数据，则将当前行的最后一个像素点和下一行的最后一个像素点的均值作为像素点A，并存储到第四存储区域的相应位置。若读取到最后一行的数据，则将当前行按读取顺序相对应的两个像素点的均值作为像素点A，并存储到第四存储区域的相应位置。若读取到最后一行、最后一列的数据，则将该像素点作为像素点A，并存储到第四存储区域的相应位置。
也即，若j＝n且i≠m，则按公式②计算得到像素点A：
若i＝m且j≠n，则按公式③计算得到像素点A：
若i＝m且j＝n，则Ai,j＝Si,j。也即，将最后一个像素点作为像素点A，该像素点A也即是第四存储区域的最后一个像素点。
因此，可将公式①-③构成如下公式：
以上公式中，若去均值得到的数值包括小数点，则只去整数部分，例如得到像素点A的均值为76.3，则最终的像素点A为76。
参考图2，例如，第2次读取第一存储区域内第一行的像素点为第2个像素点和第3个像素点，第一存储区域内第二行的第2个像素点。第3次读取第一存储区域内第一行的像素点为第3个像素点和第4个像素点，第一存储区域内第二行的第3个像素点。当读取到第四次则将第一行的所有像素点读取完，这之前读取到的像素点数据均按公式①计算得到。读取第五次后，无法在第一行读取两个像素点，因此，读取最后一行的数据需要按另一种方式计算新的像素点A。
按上述公式，将图2中的像素点计算得到的像素点如图3所示，其中，舍弃了小数部分。
步骤4：将第四存储区域内的像素点数据作为新的Y分部数据，将新的Y分部数据按像素点位置与第二存储区域内的对于UV分部数据合成一个像素点，从而得到所有的像素点数据，得到处理后的图像，该图像的亮度均匀，从而晚点图像亮度均匀处理。
本发明通过提取出像素点的Y分部数据，该部分数据代表图像的亮度，并且在步骤3中，通过依次提取当前行的两个像素点数据与下一行的两个像素点数据进行平均后来替代当前像素点的Y分部数据，由于这三个像素点或同一行(最后一行)的相邻两个像素点或者最后一列的相邻像素点的像素值差值是极小的，其中前后两行的像素点数据在像素点位置上具有一定距离，从而能够对当前像素点的亮度处理时，既考虑到相邻像素点的亮度又将一定距离像素点的亮度考虑进料，从而使得当前像素点的亮度与周围的像素点亮度变化更平缓，最终整个图像的亮度更均匀，不会出现部分图像偏亮或者偏暗的现象，从而当对每一个像素点进行这样处理后，整幅图像的亮度得到极大的均匀处理，图像显示的亮度更均匀，且在一定程度上还对锯齿现象有较好的改善。
本发明可以很好地集成在图像处理的基础软件或云计算软件上，可以实现图像的自动亮度均匀处理，从而可以很好地应用在新兴软件及服务上，更好地服务消费者，提高用户体验度。
如图4所示，本发明还涉及实现前后端字符相异加密方法的实体实现处理终端100，其包括，
存储器101，用于存储程序指令；
处理器102，用于运行所述程序指令，以执行所述图像亮度均匀处理方法中的步骤。
本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证，本发明的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种图像亮度均匀处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：接收源图像，若源图像为非YUV格式，将源图像转换为YUV格式；
步骤2：将YUV格式源图像的Y分部数据按像素点数据位置顺序按先行后列依次存储，UV分部数据也按像素点数据位置顺序按先行后列依次存储，YV分部数据存储区域的行列数量与Y分部数据的行列数据数量保持一致；Y分部数据可以存储到第一存储区域，UV分部数据存储到第二存储区域，第一存储区域和第二存储区域为两个独立存储区域；
步骤3：按像素点位置顺序读取第一存储区域内的Y分部数据，并如下公式计算出新的Y分部数据，将新的Y分部数据按像素点位置顺序存储到第四存储区域：
式中，Ai,j表示第四存储区域内第i行第j列新的Y分部数据，Si,j表示第一存储区域内第i行第j列的Y分部数据，Si,j+1表示第一存储区域内第i行第j+1列的Y分部数据，Si+1,j表示第一存储区域内第i+1行第j列的Y分部数据；
步骤4：将第四存储区域内新的Y分部数据按像素点位置与第二存储区域内的对于UV分部数据合成一个像素点，从而得到所有的像素点数据，得到处理后的图像。
2.根据权利要求1所述的图像亮度均匀处理方法，其特征在于，采用FPGA接收源图像，FPGA内置有第一存储区域、第二存储区域和第四存储区域。
3.一种处理终端，其特征在于，其包括，
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于运行所述程序指令，以执行如权利要求1或2所述图像亮度均匀处理方法中的步骤。
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