專利名稱：一種多方式的圖像灰度調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
非線性編剪輯軟件及視音頻后期特效處理與合成軟件中的多方式的圖像灰度調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
在視頻后期特效處理與合成的過(guò)程中，圖像的黑白電平、增益等是調(diào)整圖像灰度的重要方面。通常使用灰度直方圖的方式進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)，直方圖拉伸和直方圖均衡化是兩種最常見(jiàn)的間接灰度調(diào)節(jié)方法。直方圖拉伸是通過(guò)對(duì)比度拉伸對(duì)直方圖進(jìn)行調(diào)整，從而“擴(kuò)大”前景和背景灰度的差別，以達(dá)到增強(qiáng)對(duì)比度的目的，這種方法可以利用線性或非線性的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)；其進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)“中心思想”是把原始圖像的灰度直方圖從比較集中的某個(gè)灰度區(qū)間變成在全部灰度范圍內(nèi)的均勻分布。直方圖均衡化就是對(duì)圖像進(jìn)行非線性拉伸，重新分配圖像像素值，使一定灰度范圍內(nèi)的像素?cái)?shù)量大致相同。直方圖均衡化就是把給定圖像的直方圖分布改變成“均勻”分布直方圖分布?；叶戎狈綀D調(diào)節(jié)方式的缺點(diǎn)是變換后圖像的灰度級(jí)減少，某些細(xì)節(jié)消失；某些圖像，如直方圖有高峰，經(jīng)處理后對(duì)比度不自然的過(guò)分增強(qiáng)。為了客服以上缺點(diǎn)，本發(fā)明涉及了一種多方式的圖像灰度調(diào)整算法，可以比較精細(xì)的調(diào)整圖像的灰度，其中心思想是建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)多方式的圖像灰度調(diào)整算法，可以比較精細(xì)的調(diào)整圖像的灰度。為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明采用用戶設(shè)置圖像參數(shù)的方式，之后對(duì)輸入圖像進(jìn)行圖像通道劃分，并且可以兼容彩色通道及無(wú)色通道兩種方式，采用增益參數(shù)二級(jí)補(bǔ)償方式， 第一次補(bǔ)償增加倍增器對(duì)增益參數(shù)進(jìn)行二級(jí)調(diào)節(jié)、增加增益器修訂參數(shù)進(jìn)行增益修訂，第二次補(bǔ)償是通過(guò)增加偏移和提升參數(shù)實(shí)現(xiàn)的。二次補(bǔ)償是通過(guò)伽馬校正完成的。在此過(guò)程中用戶可以調(diào)節(jié)黑、白電平值，增益，倍增器，補(bǔ)償?shù)榷鄠€(gè)參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)的組合調(diào)整可以得到比較精細(xì)的調(diào)節(jié)結(jié)果，從而可比較精細(xì)的調(diào)整圖像的灰度。值得說(shuō)明的是，因?yàn)椴噬珗D像的各個(gè)通道都是一種灰度圖像，所有這種調(diào)節(jié)方法可以不止限于灰度圖像，還可以應(yīng)用到彩色圖像中的各個(gè)通道，對(duì)各個(gè)通道的圖像數(shù)據(jù)做不同的灰度調(diào)節(jié)，可以豐富彩色圖像的調(diào)節(jié)。


為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖做簡(jiǎn)單的介紹圖1 表示黑電平調(diào)節(jié)前后的效果圖2 白電平調(diào)節(jié)前后的效果圖3 增益一級(jí)調(diào)節(jié)(gain = 3，multiply = 1，lift = 0)的效果圖4 增益二級(jí)調(diào)節(jié)前后(gain = 3，multiply = 0. 5，lift = _0· 14)的效果
圖5 補(bǔ)償前后(offset = 0. 5，lift = _0· 22)的效果圖6 gamma校正前后(gamma = 2. 5)的效果圖7 綜合調(diào)節(jié)前后(黑電=0. 065，白電=0. 8，lift = 0. 15，gain = 1. 09， multiply = 0. 97，offset = 0· 01，gamma = 0. 72)的效果圖8 分別對(duì)紅、綠、藍(lán)通道調(diào)節(jié)增益(gain = 2)的效果圖9:具體實(shí)施流程
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清除、完整地描述在圖像的灰度調(diào)整中，黑、白電平，增益等是幾個(gè)主要的標(biāo)示量。根據(jù)調(diào)節(jié)圖像的實(shí)際工程需求，設(shè)計(jì)了如下公式

這些參數(shù)的組合調(diào)整可以得到比較精細(xì)的調(diào)節(jié)結(jié)果。當(dāng)用戶調(diào)節(jié)黑電平參數(shù)時(shí)可以調(diào)節(jié)圖像的黑電平值；當(dāng)用戶調(diào)節(jié)白電平參數(shù)時(shí)可以調(diào)節(jié)圖像的白電平值；當(dāng)用戶組合調(diào)節(jié)倍增器、增益、提升參數(shù)時(shí)可以調(diào)節(jié)圖像的增益；當(dāng)用戶組合調(diào)節(jié)偏移、提升參數(shù)時(shí)可以調(diào)節(jié)圖像的灰度偏移。對(duì)輸入圖像首先下調(diào)黑電平至用戶設(shè)定的黑電平值，然后乘以增益。為更好的調(diào)節(jié)圖像的增益，我們加了一個(gè)倍增器，可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)調(diào)節(jié)，同時(shí)為增益參數(shù)加了一個(gè)修正的參數(shù)lift，更便于圖像增益的精細(xì)調(diào)節(jié)。然后將這個(gè)調(diào)節(jié)結(jié)果限定到用戶設(shè)定的黑白電平范圍內(nèi)，即除以白電平與黑電平的差值。再對(duì)調(diào)節(jié)結(jié)果做了二級(jí)補(bǔ)償，即將調(diào)節(jié)結(jié)果加上偏移和提升參數(shù)。這樣，用戶可以調(diào)節(jié)六個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像灰度的精細(xì)調(diào)節(jié)，同時(shí)還可用于 Alpha圖像通道的數(shù)據(jù)參數(shù)處理。對(duì)第一步的調(diào)節(jié)結(jié)果，可以加上gamma(伽馬)校正，得到最終的輸出圖像結(jié)果。如下公式
1 第二步:Qut _ Agamma (2) 其中，A代表第一步處理的結(jié)果圖像，gamma代表伽馬參數(shù)，out代表最終輸出圖像。
4
笛一-Lt A = —~ ———.(input - bpoint) + offset + lift 為 “. wpoint - bpoint( 1 )
其中
Input :代表輸入圖像； Mul 代表倍增器參數(shù)； Gain 代表增益參數(shù)； Lift 代表提升參數(shù)； Wpoint 代表白電平參數(shù)； Bpoint 代表黑電平參數(shù)； Offset 代表補(bǔ)償參數(shù)； A代表第一步的處理結(jié)果。
從中可以看出，用戶可以調(diào)節(jié)黑、白電平值，增益，倍增器，補(bǔ)償，提升共六個(gè)參數(shù)，
值得說(shuō)明的是，因?yàn)椴噬珗D像的各個(gè)通道都是一種灰度圖像，所有這種調(diào)節(jié)方法可以不止限于灰度圖像，還可以應(yīng)用到彩色圖像中的各個(gè)通道，對(duì)各個(gè)通道的圖像數(shù)據(jù)做不同的灰度調(diào)節(jié)，可以豐富彩色圖像的調(diào)節(jié)。通過(guò)以上調(diào)節(jié)，可以得到顯著的視覺(jué)效果，具體對(duì)比效果如下黑電平調(diào)節(jié)前后的效果如圖1所示；白電平調(diào)節(jié)前后的效果如圖2所示；增益一級(jí)調(diào)節(jié)(gain = 3，multiply = 1，lift = 0)的效果如圖3所示；增益二級(jí)調(diào)節(jié)前后(gain= 3，multiply = 0. 5，lift = _0· 14)的效果如圖 4 所示、補(bǔ)償前后(offset = 0. 5，lift = -0. 22)的效果如圖5所示；gamma校正前后(gamma = 2. 5)的效果如圖6所示；綜合調(diào)節(jié)前后(黑電=0.065，白電=0. 8，lift = 0. 15，gain = 1. 09, multiply =0· 97，offset = 0· 01，gamma = 0. 72)的效果如圖 7 所示；分別對(duì)紅、綠、藍(lán)通道調(diào)節(jié)增益(gain = 2)的效果如圖8所示；具體實(shí)施流程如圖9所示。
權(quán)利要求
1.一種多方式圖像灰度調(diào)整方法，其特征在于，包括下列步驟輸入步驟提取輸入圖像，并下調(diào)黑電平值，確定黑電平值、白電平值；設(shè)定增益值、用戶可以設(shè)置增益參數(shù)、倍增器參數(shù)、增益修訂參數(shù)、提升參數(shù)、偏移參數(shù)； 提取圖像通道數(shù)據(jù)步驟，將輸入圖像按照顏色通道模式進(jìn)行提?。?參數(shù)計(jì)算步驟1，輸入圖像值與用戶設(shè)定的黑電平值差值乘以增益與增益修訂參數(shù)的差結(jié)果與倍增器參數(shù)相乘以除以白電平與黑電平的差值，再將調(diào)節(jié)結(jié)果加上偏移和提升參數(shù)。輸出圖像結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法中提取圖像通道數(shù)據(jù)步驟，其特征在于可以使用RGB圖像通道模式。
3.如權(quán)利要求1所述的方法中提取圖像通道數(shù)據(jù)步驟，其特征在于可以使用Alpha圖像通道或單色圖像通道模式。
4.如權(quán)利要求1或2中所述的方法，其特征在于，在參數(shù)計(jì)算步驟1后可加入gamma校正。
5.如權(quán)利要求1或3中所述的方法，其特征在于，在參數(shù)計(jì)算步驟1后可加入gamma校正。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多方式圖像灰度調(diào)整方法，用于非線性編剪輯軟件及視音頻后期特效處理與合成軟件中的多方式的圖像灰度調(diào)整，本發(fā)明解決了較精細(xì)的調(diào)整圖像的灰度的問(wèn)題，本發(fā)明采用用戶設(shè)置圖像參數(shù)的方式，之后對(duì)輸入圖像進(jìn)行圖像通道劃分，并且可以兼容彩色通道及無(wú)色通道兩種方式，采用增益參數(shù)二級(jí)補(bǔ)償方式，第一次補(bǔ)償增加倍增器對(duì)增益參數(shù)進(jìn)行二級(jí)調(diào)節(jié)、增加增益器修訂參數(shù)進(jìn)行增益修訂，第二次補(bǔ)償是通過(guò)增加偏移和提升參數(shù)實(shí)現(xiàn)的。一次補(bǔ)償是通過(guò)伽馬校正完成的。在此過(guò)程中用戶可以調(diào)節(jié)黑、白電平值，增益，倍增器，補(bǔ)償?shù)榷鄠€(gè)參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)的組合調(diào)整可以得到比較精細(xì)的調(diào)節(jié)結(jié)果，從而可比較精細(xì)的調(diào)整圖像的灰度。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102567959SQ201010619918
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者李磊 申請(qǐng)人:新奧特(北京)視頻技術(shù)有限公司