專利名稱：基于感興趣區(qū)域的自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多媒體信號(hào)處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于感興趣區(qū)域的自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的視頻編碼技術(shù)(如H. 264/AVC)雖然可以達(dá)到較高的壓縮比，獲得相對(duì)較好的壓縮效率，但是當(dāng)其運(yùn)用于手機(jī)視頻通信、桌面即時(shí)視頻等低碼率要求的應(yīng)用場景中時(shí)，往往會(huì)由于碼率要求過低造成圖像/視頻主觀質(zhì)量下降，特別是在人眼比較敏感的臉部區(qū)域會(huì)出現(xiàn)模糊，方塊等效應(yīng)，嚴(yán)重影響視頻質(zhì)量。為了改善和提升低碼率或帶寬受限應(yīng)用中圖像/視頻主觀質(zhì)量，視頻質(zhì)量增強(qiáng)預(yù)處理是一種通用且有效的技術(shù)手段。這種方法常常是將圖像增強(qiáng)和人眼視覺特性結(jié)合起來，首先通過檢測視頻中的感興趣區(qū)域(Region of Interest,簡稱R0I,在視頻中通常將人臉定為感興趣區(qū)域)，將視頻中感興趣區(qū)域設(shè)為感興趣區(qū)域，非感興趣區(qū)域設(shè)為非感興趣區(qū)域，對(duì)感興趣區(qū)域和非感興趣區(qū)域分別采用不同的增強(qiáng)方案，對(duì)感興趣區(qū)域采用突出高頻和細(xì)節(jié)的圖像增強(qiáng)方法，對(duì)非感興趣區(qū)域則采用輕微的模糊處理，采用高斯低通濾波方法來平滑改區(qū)域的高頻信息，從而達(dá)到提升視頻主觀質(zhì)量的目的。雖然上述方法對(duì)單幅圖像處理效果較好，但當(dāng)其應(yīng)用于視頻主觀質(zhì)量增強(qiáng)中，會(huì)存在如下問題視頻是由連續(xù)變化的不同幀圖像組成的，每幀圖像中感興趣區(qū)域需要增強(qiáng)的強(qiáng)度都不同，當(dāng)上述方法連續(xù)處理不同幀圖像時(shí)，會(huì)出現(xiàn)某些幀邊緣增強(qiáng)過度和某些幀邊緣增強(qiáng)過弱，從而不能自適應(yīng)的調(diào)整對(duì)不同圖像的增強(qiáng)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于感興趣區(qū)域的自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法，其使高頻細(xì)節(jié)在不同幀圖像中都得到適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)，并可以針對(duì)不同應(yīng)用場景、不同的視頻內(nèi)容，依據(jù)圖像內(nèi)容自適應(yīng)調(diào)整增強(qiáng)閾值，從而獲得最佳的增強(qiáng)效果。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種基于感興趣區(qū)域的自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法，包括以下步驟(I)讀取當(dāng)前幀圖像，并判斷幀圖像的宏塊是否是感興趣區(qū)域，若宏塊是感興趣區(qū)域，則轉(zhuǎn)入步驟(2)，若宏塊是非感興趣區(qū)域，則轉(zhuǎn)入步驟(6)；(2)利用ASAD算法對(duì)感興趣區(qū)域每一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，以得到感興趣區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的ASAD值，并通過ASAD值得到ASAD灰度圖；(3)對(duì)ASAD掩膜圖進(jìn)行自適應(yīng)增強(qiáng)處理，以得到自適應(yīng)閾值Th ； (4)將自適應(yīng)閾值Th和ASAD值進(jìn)行比較，以得到ASAD掩模圖，具體包括(4-1)判斷ASAD圖中第一個(gè)像素點(diǎn)的ASAD值是否大于或等于像素點(diǎn)的自適應(yīng)閾值Th，如果ASAD值大于或等于自適應(yīng)閾值Th，則轉(zhuǎn)入步驟(4-2)，否則轉(zhuǎn)入步驟(4-3)；(4-2)將ASAD圖中像素點(diǎn)的ASAD值賦值為I，幀圖像的感興趣區(qū)域中對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)是邊界點(diǎn)，且邊界點(diǎn)作為標(biāo)記點(diǎn)，然后轉(zhuǎn)入步驟(4-4)；(4-3)將ASAD圖中像素點(diǎn)的ASAD值賦值為O ;(4-4)對(duì)于ASAD圖中的所有像素點(diǎn)，重復(fù)上述步驟(4_1)至(4_3)，直到所有像素點(diǎn)都處理完畢為止；(4-5)通過標(biāo)記點(diǎn)得到ROI區(qū)域的ASAD掩模圖；(5)根據(jù)掩模圖對(duì)感興趣區(qū)域中的對(duì)應(yīng)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行高斯高通濾波，以得到自適應(yīng)增強(qiáng)的感興趣區(qū)域，然后轉(zhuǎn)入步驟(7)；(6)對(duì)非感興趣區(qū)域進(jìn)行高斯低通濾波；
(7)對(duì)感興趣區(qū)域和非感興趣區(qū)域的邊界進(jìn)行降質(zhì)處理；(8)進(jìn)入到下一幀圖像，并重復(fù)執(zhí)行上述步驟⑴至(7)，直到所有幀圖像都處理完畢為止。與傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)或結(jié)合人眼視覺特性增強(qiáng)的方法相比，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果I、本發(fā)明充分考慮了視頻自身連續(xù)特性以及自適應(yīng)的調(diào)整增強(qiáng)策略；2、本發(fā)明利用人眼視覺的特性，對(duì)每一幀圖像的感興趣區(qū)域進(jìn)行有針對(duì)性的增強(qiáng)，并適應(yīng)視頻通信中人眼的觀察，有效消除了傳統(tǒng)圖像增強(qiáng)使部分區(qū)域失真的現(xiàn)象，因此本發(fā)明利用每一幀圖像感興趣區(qū)域中高頻點(diǎn)的數(shù)目大小嚴(yán)格控制濾波點(diǎn)的多少。


圖I是本發(fā)明基于感興趣區(qū)域的自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法的流程圖。圖2 (a)和(d)是采用傳統(tǒng)的H. 264編碼方法得到的圖像。圖2 (b)和(e)是采用傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)方法結(jié)合H. 264編碼方法得到的圖像。圖2(c)和(f)是采用本發(fā)明的方法結(jié)合H. 264編碼方法得到的圖像。
具體實(shí)施例方式以下首先對(duì)本發(fā)明的技術(shù)術(shù)語進(jìn)行解釋和說明宏塊英文為Macroblock，是視頻編碼技術(shù)中的一個(gè)基本概念。在視頻編碼中，一個(gè)編碼圖像通常劃分成若干宏塊組成，亮度宏塊為16x16大小的像素塊。掩膜圖英文為Masked Picture,對(duì)一巾貞圖像做處理時(shí)，以此掩模圖的標(biāo)記為準(zhǔn)，對(duì)幀圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)做處理。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。如圖I所示，本發(fā)明基于感興趣區(qū)域的自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法包括以下步驟(I)讀取當(dāng)前幀圖像，并判斷幀圖像的宏塊是否是感興趣區(qū)域(Region OfInterest,簡稱R0I)，若宏塊是感興趣區(qū)域，則轉(zhuǎn)入步驟(2)，若宏塊是非感興趣區(qū)域，則轉(zhuǎn)入步驟(6);由于本發(fā)明主要針對(duì)桌面視頻、視頻通話等應(yīng)用場景，實(shí)時(shí)性要求很高，故感興趣區(qū)域檢測采用膚色特性對(duì)宏塊進(jìn)行初步的判斷和標(biāo)記，然后利用數(shù)字形態(tài)學(xué)和濾波的方法對(duì)標(biāo)記宏塊進(jìn)一步處理，以提高檢測的精確度，實(shí)驗(yàn)表明，該方法不僅復(fù)雜度很低而且檢測到的感興趣區(qū)域的準(zhǔn)確度很高；(2)利用絕對(duì)差的平均和(Average Sum of Absolute Difference,簡稱 ASAD)算法對(duì)感興趣區(qū)域每一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，以得到該感興趣區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的ASAD值，并
通過ASAD值得到ASAD灰度圖；具體而言，ASAD算法如下
權(quán)利要求
1.一種基于感興趣區(qū)域的自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)讀取當(dāng)前幀圖像，并判斷所述幀圖像的宏塊是否是感興趣區(qū)域，若所述宏塊是感興趣區(qū)域，則轉(zhuǎn)入步驟(2)，若所述宏塊是非感興趣區(qū)域，則轉(zhuǎn)入步驟(6)； (2)利用ASAD算法對(duì)所述感興趣區(qū)域每ー個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，以得到所述感興趣區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的ASAD值，并通過所述ASAD值得到ASAD灰度圖； (3)對(duì)所述ASAD掩膜圖進(jìn)行自適應(yīng)增強(qiáng)處理，以得到自適應(yīng)閾值Th； (4)將所述自適應(yīng)閾值Th和所述ASAD值進(jìn)行比較，以得到ASAD掩模圖，具體包括 (4-1)判斷所述ASAD圖中第一個(gè)像素點(diǎn)的ASAD值是否大于或等于所述像素點(diǎn)的自適應(yīng)閾值Th，如果所述ASAD值大于或等于所述自適應(yīng)閾值Th，則轉(zhuǎn)入步驟(4-2)，否則轉(zhuǎn)入步驟(4-3)； (4-2)將所述ASAD圖中所述像素點(diǎn)的ASAD值賦值為1， 所述巾貞圖像的感興趣區(qū)域中對(duì)應(yīng)的所述像素點(diǎn)是邊界點(diǎn)，且所述邊界點(diǎn)作為標(biāo)記點(diǎn)，然后轉(zhuǎn)入步驟(4-4)； (4-3)將所述ASAD圖中所述像素點(diǎn)的ASAD值賦值為O ; (4-4)對(duì)于所述ASAD圖中的所有像素點(diǎn)，重復(fù)上述步驟 (4-1)至(4-3)，直到所有像素點(diǎn)都處理完畢為止； (4-5)通過所述標(biāo)記點(diǎn)得到ROI區(qū)域的ASAD掩模圖； (5)根據(jù)所述掩模圖對(duì)所述感興趣區(qū)域中的對(duì)應(yīng)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行高斯高通濾波，以得到自適應(yīng)增強(qiáng)的感興趣區(qū)域，然后轉(zhuǎn)入步驟(7)； (6)對(duì)所述非感興趣區(qū)域進(jìn)行高斯低通濾波； (7)對(duì)所述感興趣區(qū)域和所述非感興趣區(qū)域的邊界進(jìn)行降質(zhì)處理； (8)進(jìn)入到下ー幀圖像，并重復(fù)執(zhí)行上述步驟(I)至(7)，直到所有幀圖像都處理完畢為止。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于感興趣區(qū)域的自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法，包括讀取當(dāng)前幀圖像，并判斷幀圖像的宏塊是否是感興趣區(qū)域，若宏塊是感興趣區(qū)域，則利用ASAD算法對(duì)感興趣區(qū)域每一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，以得到感興趣區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的ASAD值，并通過ASAD值得到ASAD灰度圖，對(duì)ASAD灰度圖進(jìn)行增強(qiáng)處理，以得到自適應(yīng)閾值，將自適應(yīng)閾值和ASAD值進(jìn)行比較，以得到ASAD掩模圖，根據(jù)ASAD掩模圖對(duì)感興趣區(qū)域中的對(duì)應(yīng)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行高斯高通濾波，以得到自適應(yīng)增強(qiáng)的感興趣區(qū)域，對(duì)感興趣區(qū)域和非感興趣區(qū)域的邊界進(jìn)行降質(zhì)處理。本發(fā)明使高頻細(xì)節(jié)在不同幀圖像中都得到適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)，從而可獲得最佳的增強(qiáng)效果。
文檔編號(hào)G06T5/20GK102663682SQ20121006510
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者馮慧, 喻莉, 夏珍, 王亮紅, 鄧慧萍, 鐘剛, 陳玲 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)