一种自适应饱和度增强方法与流程

1.本发明涉及图像彩增强的技术领域，尤其涉及一种自适应饱和度增强方法。

背景技术：

2.在图像源到图像显示终端传输的过程中，因电路噪音、传输损耗等都会造成图像质量的下降。为了改善图像显示终端显示图像的视觉效果，彩图像增强有很大的意义。
3.现有的彩图像增强算法通常采用全局饱和度增强和局部饱和度增强，然而无法针对局部进行增强，造成局部饱和度调整过度或不足。局部饱和度增强通常较难处理不同区域、不同强度的过渡问题。

技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，对待增强图像进行hsv转换，获得图像根据图像的饱和度分量ism×n，获取各饱和度区间对应的饱和度增强比例；根据待增强图像中每个像素的饱和度及其对应的饱和度增强比例，获得由饱和度增强比例构成的比例图irm×n；对比例图irm×n进行金字塔过渡，得到过渡后的比例图ir
′m×n；计算过渡后的比例图ir
′m×n的均值r
avg
，根据均值r
avg
计算每个像素的局部增强比例，以对饱和度分量ism×n进行增强；将增强后的图像i
hs
′v进行rgb转换；其中，m为图像行数，n为图像列数。
7.作为本发明所述的自适应饱和度增强方法的一种优选方案，其中：hsv转换包括，从r、g、b中取出最大值max和最小值min，分别根据最大值max和最小值min计算h、s、v；其中，v＝max，s＝(max-min)/max；s即为ism×n；若r为最大值max，则令h＝(r-b)/(max-min)；否则，令h＝1+(b-r)/(max-min)；从而获得图像
8.作为本发明所述的自适应饱和度增强方法的一种优选方案，其中：计算局部增强比例的步骤包括，设饱和度分段区间序列为{a1,a2,
…
,an}，在饱和度分量ism×n中，处于区间[a
i-1
,ai)中的饱和度对应的增强比例为r
i-1
，对应的强度系数为β
i-1
，i∈n
+
,且1≤i≤l，ai∈[0,1]，r
i-1
∈[1,∞)，β
i-1
∈[0,1]；最高饱和度增强比例为rmax∈[0,∞)；处于区间[a
i-1
,ai)中的饱和度对应的增强比例为r
i-1
为：
[0009]ri-1
＝1+β
i-1
×
rmax
[0010]
式中，i为饱和度分段区间索引号，n
+
为正整数，l为分段区间的数量。
[0011]
作为本发明所述的自适应饱和度增强方法的一种优选方案，其中：包括，根据饱和度分量ism×n进行分段，设分段区间序列为{0,0.2,0.5,0.7,0.9,1}，对应区间的饱和度强度
系数分别为{0.2,1,0.6,0.2,0.1}，最高饱和度增强比例rmax＝0.5；低饱和度区间[0,0.2)对应的饱和度增强比例r1为：
[0012]
r1＝1+0.2
×
rmax
[0013]
中低饱和度区间[0.2,0.5)对应的饱和度增强比例r2为：
[0014]
r2＝1+rmax
[0015]
中高饱和度区间[0.5,0.7)对应的饱和度增强比例r3为：
[0016]
r3＝1+0.6
×
rmax
[0017]
高饱和度区间[0.7,0.9)对应的饱和度增强比例r4为：
[0018]
r4＝1+0.2
×
rmax
[0019]
极高饱和度[0.9,1]对应的饱和度增强比例r5为：
[0020]
r5＝1+0.1
×
rmax。
[0021]
作为本发明所述的自适应饱和度增强方法的一种优选方案，其中：包括，计算金字塔层数pyl：
[0022]
pyl＝round(log2(l)),l＝min(m,n)
[0023]
对比例图irm×n进行0.5倍下采样，重复pyl次得到图像金字塔，再对其顶层图像采用双线性插值方式还原到待增强图像尺寸大小，实现均匀过渡，得到过渡后的比例图ir
′m×n；
[0024]
式中，l为图像边长的最小值，是金字塔层数计算的输入。
[0025]
作为本发明所述的自适应饱和度增强方法的一种优选方案，其中：计算每个像素的局部增强比例包括，计算比例图ir
′m×n的均值r
avg
，将其作为整体饱和度增强比例；根据整体饱和度增强比例计算每个像素的局部增强比例r
(x,y)
：
[0026][0027]
式中，(x，y)为像素在图像中的坐标，x∈[1,m]，y∈[1,n]，ir
′
(x,y)
为比例图ir
′m×n中坐标为(x，y)的值。
[0028]
作为本发明所述的自适应饱和度增强方法的一种优选方案，其中：包括，根据每个像素的局部增强比例r
(x,y)
对饱和度分量ism×n对应位置的饱和度is
(x,y)
进行增强：
[0029]
is
′
(x,y)
＝r
(x,y)
×
is
(x,y)
[0030]
式中，is
′
(x,y)
为增强后的像素饱和度。
[0031]
作为本发明所述的自适应饱和度增强方法的一种优选方案，其中：包括，将饱和度增强后的hsv转换回rgb空间，即：
[0032]i′
rgb
＝t
′
(i
hs
′v)。
[0033]
式中，t
′
为hsv到rgb空间的逆转换，i
′
rgb
为饱和度增强后的rgb空间图像，i
hs
′v为对饱和度分量进行增强后的hsv空间图像。
[0034]
本发明的有益效果：能够解决不同区域的强度过渡问题，使得图像更鲜艳，层次更鲜明。
附图说明
[0035]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0036]
图1为本发明第一个实施例所述的自适应饱和度增强方法的流程示意图。
[0037]
图2为未使用本发明的待处理图像。
[0038]
图3为使用本发明处理后的图像。
具体实施方式
[0039]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
[0040]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0041]
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0042]
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0043]
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0044]
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0045]
实施例1
[0046]
参照图1，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种自适应饱和度增强方法，包括：
[0047]
s1：对待增强图像进行hsv转换，获得图像
[0048]
从r、g、b中取出最大值max和最小值min，分别根据最大值max和最小值min计算h、s、v；其中，v＝max，s＝(max-min)/max；s即为ism×n；
[0049]
若r为最大值max，则令h＝(r-b)/(max-min)；否则，令h＝1+(b-r)/(max-min)；从
而获得图像
[0050]
其中，m为图像行数，n为图像列数。
[0051]
本实施将rgb值(24，132，29)通过上述转换方法进行hsv转换，获得hsv(128，209，132)，与理论值相同，获得了较高的精度。
[0052]
s2：根据图像的饱和度分量ism×n，获取各饱和度区间对应的饱和度增强比例。
[0053]
设饱和度分段区间序列为{a1,a2,
…
,an}，在饱和度分量ism×n中，处于区间[a
i-1
,ai)中的饱和度对应的增强比例为r
i-1
，对应的强度系数为β
i-1
，i∈n
+
,且1≤i≤l，ai∈[0,1]，r
i-1
∈[1,∞)，β
i-1
∈[0,1]；最高饱和度增强比例为rmax∈[0,∞)；
[0054]
处于区间[a
i-1
,ai)中的饱和度对应的增强比例为r
i-1
为：
[0055]ri-1
＝1+β
i-1
×
rmax
[0056]
式中，i为饱和度分段区间索引号，n
+
为正整数，l为分段区间的数量。
[0057]
s3：根据待增强图像中每个像素的饱和度及其对应的饱和度增强比例，获得由饱和度增强比例构成的比例图irm×n。
[0058]
s4：对比例图irm×n进行金字塔过渡，得到过渡后的比例图ir
′m×n。
[0059]
计算金字塔层数pyl：
[0060]
pyl＝round(log2(l)),l＝min(m,n)
[0061]
式中，l为图像边长的最小值，是金字塔层数计算的输入。
[0062]
对比例图irm×n进行0.5倍下采样，重复pyl次得到图像金字塔，再对其顶层图像采用双线性插值方式还原到待增强图像尺寸大小，实现均匀过渡，得到过渡后的比例图ir
′m×n；
[0063]
s5：计算过渡后的比例图ir
′m×n的均值r
avg
，根据均值r
avg
计算每个像素的局部增强比例，以对饱和度分量ism×n进行增强。
[0064]
计算比例图ir
′m×n的均值r
avg
，将其作为整体饱和度增强比例；
[0065]
根据整体饱和度增强比例计算每个像素的局部增强比例r
(x,y)
：
[0066][0067]
式中，(x，y)为像素在图像中的坐标，x∈[1,m]，y∈[1,n]，ir
′
(x,y)
为比例图ir
′m×n中坐标为(x，y)的值。
[0068]
进一步的，根据每个像素的局部增强比例r
(x,y)
对饱和度分量ism×n对应位置的饱和度is
(x,y)
进行增强：
[0069]
is
′
(x,y)
＝r
(x,y)
×
is
(x,y)
[0070]
式中，is
′
(x,y)
为增强后的像素饱和度。
[0071]
s6：将增强后的图像i
hs
′v进行rgb转换。
[0072]
将饱和度增强后的hsv转换回rgb空间，即:
[0073]i′
rgb
＝t
′
(i
hs
′v)。
[0074]
式中，t
′
为hsv到rgb空间的逆转换，i
′
rgb
为饱和度增强后的rgb空间图像，i
hs
′v为
对饱和度分量进行增强后的hsv空间图像。
[0075]
发明通过分段处理实现局部饱和度增强，并利用图像金字塔技术实现增强的强度平滑过度，最后结合增强的强度均值以及平滑后的局部增强比例实现整体与局部的增强，从而达到提升彩鲜艳度以及彩层次的目的。
[0076]
实施例2
[0077]
本实施例提供了一种获取各饱和度区间对应的饱和度增强比例的计算例，具体包括：
[0078]
根据饱和度分量ism×n进行分段，设分段区间序列为{0,0.2,0.5,0.7,0.9,1}，对应区间的饱和度强度系数分别为{0.2,1,0.6,0.2,0.1}，最高饱和度增强比例rmax＝0.5；
[0079]
低饱和度区间[0,0.2)对应的饱和度增强比例r1为：
[0080]
r1＝1+0.2
×
rmax
[0081]
中低饱和度区间[0.2,0.5)对应的饱和度增强比例r2为：
[0082]
r2＝1+rmax
[0083]
中高饱和度区间[0.5,0.7)对应的饱和度增强比例r3为：
[0084]
r3＝1+0.6
×
rmax
[0085]
高饱和度区间[0.7,0.9)对应的饱和度增强比例r4为：
[0086]
r4＝1+0.2
×
rmax
[0087]
极高饱和度[0.9,1]对应的饱和度增强比例r5为：
[0088]
r5＝1+0.1
×
rmax。
[0089]
经过上述处理后，彩图像的饱和度到增强。参照图2和图3，其分别为待处理图像与经过本发明兼容整体和局部饱和度增强方法处理的图片。从两张图像的对比可以看出，经过本发明处理后的图像整体彩过度均匀，局部彩对比有了显著增强。
[0090]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种自适应饱和度增强方法，其特征在于：包括，对待增强图像进行hsv转换，获得图像根据图像的饱和度分量is
m
×
n
，获取各饱和度区间对应的饱和度增强比例；根据待增强图像中每个像素的饱和度及其对应的饱和度增强比例，获得由饱和度增强比例构成的比例图ir
m
×
n
；对比例图ir
m
×
n
进行金字塔过渡，得到过渡后的比例图ir
′
m
×
n
；计算过渡后的比例图ir
′
m
×
n
的均值r
avg
，根据均值r
avg
计算每个像素的局部增强比例，以对饱和度分量is
m
×
n
进行增强；将增强后的图像i
hs
′v进行rgb转换；其中，m为图像行数，n为图像列数。2.如权利要求1所述的自适应饱和度增强方法，其特征在于：hsv转换包括，从r、g、b中取出最大值max和最小值min，分别根据最大值max和最小值min计算h、s、v；其中，v＝max，s＝(max-min)/max；s即为is
m
×
n
；若r为最大值max，则令h＝(r-b)/(max-min)；否则，令h＝1+(b-r)/(max-min)；从而获得图像3.如权利要求2所述的自适应饱和度增强方法，其特征在于：计算局部增强比例的步骤包括，设饱和度分段区间序列为{a1,a2,
…
,a
n
}，在饱和度分量is
m
×
n
中，处于区间[a
i-1
,a
i
)中的饱和度对应的增强比例为r
i-1
，对应的强度系数为β
i-1
，i∈n
+
,且1≤i≤l，a
i
∈[0,1]，r
i-1
∈[1,∞)，β
i-1
∈[0,1]；最高饱和度增强比例为rmax∈[0,∞)；处于区间[a
i-1
,a
i
)中的饱和度对应的增强比例为r
i-1
为：r
i-1
＝1+β
i-1
×
rmax式中，i为饱和度分段区间索引号，n
+
为正整数，l为分段区间的数量。4.如权利要求2所述的自适应饱和度增强方法，其特征在于：包括，根据饱和度分量is
m
×
n
进行分段，设分段区间序列为{0,0.2,0.5,0.7,0.9,1}，对应区间的饱和度强度系数分别为{0.2,1,0.6,0.2,0.1}，最高饱和度增强比例rmax＝0.5；低饱和度区间[0,0.2)对应的饱和度增强比例r1为：r1＝1+0.2
×
rmax中低饱和度区间[0.2,0.5)对应的饱和度增强比例r2为：r2＝1+rmax中高饱和度区间[0.5,0.7)对应的饱和度增强比例r3为：r3＝1+0.6
×
rmax高饱和度区间[0.7,0.9)对应的饱和度增强比例r4为：r4＝1+0.2
×
rmax极高饱和度[0.9,1]对应的饱和度增强比例r5为：r5＝1+0.1
×
rmax。5.如权利要求3或4所述的自适应饱和度增强方法，其特征在于：包括，
计算金字塔层数pyl：pyl＝round(log2(l)),l＝min(m,n)对比例图ir
m
×
n
进行0.5倍下采样，重复pyl次得到图像金字塔，再对其顶层图像采用双线性插值方式还原到待增强图像尺寸大小，实现均匀过渡，得到过渡后的比例图ir
′
m
×
n
；式中，l为图像边长的最小值，是金字塔层数计算的输入。6.如权利要求5所述的自适应饱和度增强方法，其特征在于：计算每个像素的局部增强比例包括，计算比例图ir
′
m
×
n
的均值r
avg
，将其作为整体饱和度增强比例；根据整体饱和度增强比例计算每个像素的局部增强比例r
(x,y)
：式中，(x，y)为像素在图像中的坐标，x∈[1,m]，y∈[1,n]，ir
′
(x,y)
为比例图ir
′
m
×
n
中坐标为(x，y)的值。7.如权利要求6所述的自适应饱和度增强方法，其特征在于：包括，根据每个像素的局部增强比例r
(x,y)
对饱和度分量is
m
×
n
对应位置的饱和度is
(x,y)
进行增强：is
′
(x,y)
＝r
(x,y)
×
is
(x,y)
式中，is
′
(x,y)
为增强后的像素饱和度。8.如权利要求7所述的自适应饱和度增强方法，其特征在于：包括，将饱和度增强后的hsv转换回rgb空间，即：i
′
rgb
＝t
′
(i
hs
′v)。式中，t
′
为hsv到rgb空间的逆转换，i
′
rgb
为饱和度增强后的rgb空间图像，i
hs
′v为对饱和度分量进行增强后的hsv空间图像。

技术总结

本发明公开了一种自适应饱和度增强方法，包括，对待增强图像进行HSV转换，获得图像根据图像的饱和度分量IS

技术研发人员：

沈峘 王对武 谭运生 张佩泽

受保护的技术使用者：

南京泓众电子科技有限公司

技术研发日：

2022.09.26

技术公布日：

2022/12/19