校正圖像偽像的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文揭示的系統(tǒng)和方法大體涉及圖像捕獲裝置，并且更具體地涉及校正所捕獲的 圖像中的色彩偽像。
【背景技術(shù)】
[0002] 使用數(shù)字相機(jī)來捕獲的圖像可能出現(xiàn)例如色點(diǎn)或色線的色彩偽像，在突出顯示區(qū) 域和銳化亮度邊緣尤其如此。此些色彩偽像對于具有較小且存在缺陷的透鏡的小型移動(dòng)相 機(jī)是尤其成問題的。色彩偽像通常造成所捕獲的圖像中不應(yīng)存在的不期望的色點(diǎn)以及色 點(diǎn)，例如，亮點(diǎn)/亮線（高光區(qū)域）以及銳化亮度邊緣（位于天空與遮蔽對象之間的匯接區(qū) 域）。色彩偽像本身會(huì)表現(xiàn)為例如由于相機(jī)透鏡故障而將所有色彩聚焦在圖像傳感器上的 一點(diǎn)處造成的高對比度邊緣的"邊界"。
[0003] 作為一種類型的色彩偽像的色點(diǎn)偽像是不期望的色點(diǎn)或色線，通常出現(xiàn)在圖像中 的亮點(diǎn)和高對比度邊緣周圍。色點(diǎn)偽像可為若干因素所致。在使用基于尼奎斯特定理的采 樣的成像系統(tǒng)中，色彩偽像（例如較小亮點(diǎn)/細(xì)線）可為以基于尼奎斯特定理的速率采樣 所致。色點(diǎn)偽像還可以是光的鏡面反射、每通道比特的錯(cuò)誤校正、傳感器的不均勻的色彩響 應(yīng)以及有缺陷的去馬賽克算法所致。
[0004] 稱為色度或色差的另一類型色彩偽像會(huì)表現(xiàn)為色彩沿著將圖像的較暗部分和較 亮部分分開的邊界的邊界。色差可能在有缺陷的透鏡無法將光的不同色彩聚焦在相同的匯 聚點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)。這是因?yàn)橥哥R對于不同波長的光具有不同的折射率（稱為透鏡色散），并且因 為折射率會(huì)隨著波長的增加而減少。由于透鏡焦距取決于折射率，因此不同波長的光能夠 聚焦在圖像傳感器的不同位置上。色差還可以為不同波長的光聚焦在焦面中的不同位置處 所致。因此，顯著有色邊緣可出現(xiàn)在圖像中的對象周圍，在高對比度區(qū)域中尤其如此。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 所捕獲的圖像中的色彩偽像會(huì)使圖像質(zhì)量降低，并且可能在相對小的相機(jī)例如移 動(dòng)裝置上使用的那些上尤其是個(gè)問題。然而，用于校正色彩偽像的現(xiàn)有方法未提出校正兩 種類型的色彩偽像（即色差和色點(diǎn)偽像）的統(tǒng)一方法。在常規(guī)上，色差和色點(diǎn)偽像是通過 不同方式解決，其中色差通過透鏡校準(zhǔn)方法以及動(dòng)態(tài)檢測-校準(zhǔn)方法解決，并且色點(diǎn)偽像 通過使用針對突出顯示/飽和區(qū)域的穩(wěn)健性而改進(jìn)的去馬賽克算法來強(qiáng)加色彩一致性或 者通過獨(dú)立后處理色度濾波器進(jìn)行校正。因此，本文所述色彩校正技術(shù)提出用于檢測和校 正色差和色點(diǎn)偽像兩者的統(tǒng)一方法的示例實(shí)施方案。
[0006] 對色彩偽像的準(zhǔn)確檢測可在區(qū)分圖像的色彩偽像和合法色彩特征方面存在挑戰(zhàn)。 本文所述的色彩校正技術(shù)的檢測方法可有利地利用圖像中出現(xiàn)的色彩偽像的一或多個(gè)特 性，包括例如色彩偽像可以具有色彩凹凸、位于突出顯示或飽和區(qū)域中、具有亮度邊緣、大 小相對較小并且具有相較于合法色彩特征而言不太均勻的色彩。本文所述的校正技術(shù)的色 彩實(shí)例能夠?qū)⑺缮z測方法與保守校正方法平衡，以便去除不想要的色彩偽像，同時(shí)維持 圖像合法色彩特征。
[0007] -個(gè)方面涉及一種用于校正具有多個(gè)像素的圖像中的色彩偽像的方法，所述方法 包括：接收所述圖像的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)包括所述圖像中的所述多個(gè)像素中的每個(gè) 的亮度（Y)分量值和兩個(gè)色度分量值；檢測所述圖像數(shù)據(jù)的所述Y分量值中的至少一個(gè)色 彩偽像；生成對應(yīng)于所述圖像中的所述多個(gè)像素的校正比率圖，所述校正比率圖指示所述 圖像數(shù)據(jù)中的所述至少一個(gè)色彩偽像的位置；將多個(gè)方向中值濾波器應(yīng)用于每個(gè)色度分量 以針對所述色度分量值的子集生成多個(gè)中值；針對所述色度分量值的所述子集中的每個(gè)， 至少部分基于對應(yīng)校正比率圖條目選擇所述多個(gè)中值中的一個(gè)；以及至少部分基于所述多 個(gè)中值中的所選擇的一個(gè)，輸出所述像素的校正的色度值。此方法可實(shí)現(xiàn)在電子裝置上，包 括具有顯示器的便攜裝置。
[0008]另一方面涉及用于對圖像中的色彩偽像進(jìn)行校正的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括檢測模 塊，所述檢測模塊被配置成檢測包括多個(gè)像素的圖像中的至少一個(gè)色彩偽像，所述檢測模 塊進(jìn)一步配置成生成具有針對所述圖像中的所述多個(gè)像素中的每個(gè)的條目的校正比率圖， 所述條目指示與對應(yīng)像素相關(guān)聯(lián)的色彩偽像類型。所述系統(tǒng)還可包括校正模塊，所述校正 模塊被配置成至少部分基于所述條目計(jì)算所述對應(yīng)像素的校正的色度值，所述條目指示與 所述對應(yīng)像素相關(guān)聯(lián)的色彩偽像的類型，所述校正模塊進(jìn)一步配置成基于所述條目選擇多 個(gè)方向中值濾波器中的一個(gè)以用來計(jì)算校正的色度值，所述校正模塊進(jìn)一步配置成如果所 述條目指示所述對應(yīng)像素與色點(diǎn)偽像相關(guān)聯(lián)，那么選擇第一方向中值濾波器，并且如果所 述條目指示所述對應(yīng)像素與色差相關(guān)聯(lián)，那么選擇第二方向中值濾波器。所述系統(tǒng)還可包 括檢驗(yàn)?zāi)K，所述檢驗(yàn)?zāi)K被配置成檢驗(yàn)所述校正的色度值，以便減少在從所述校正的色 度值形成的校正過的圖像中引入合法色彩特征的另外偽像或去飽和。
[0009] 另一方面涉及一種生成用于校正圖像中的色彩偽像的校正比率圖的方法，所述方 法包括：接收包括所述圖像的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像包括亮度分量以及兩個(gè)色度分量；將所 述亮度分量與至少一個(gè)對稱內(nèi)核卷積，以便生成色彩偽像圖；至少部分基于所述色彩偽像 圖生成初步校正比率圖，其中所述初步校正比率圖包含對應(yīng)于所述圖像中的多個(gè)像素中的 每個(gè)的條目；執(zhí)行對所述色度分量中的至少一個(gè)的灰度校驗(yàn)；以及至少部分基于所述灰度 校驗(yàn)更新所述初步校正比率圖以便從后續(xù)色彩校正中排除任何無色像素，由此生成最終校 正比率圖。
[0010] 另一方面涉及一種在電子裝置中用于校正圖像中的色彩偽像的方法，所述方法包 括：接收對應(yīng)于輸入圖像的像素的輸入值，每個(gè)輸入值均具有亮度（Y)分量、第一色度分量 以及第二色度分量，所述輸入值的所述γ分量形成γ分量數(shù)據(jù)集，所述輸入值的所述第一色 度分量形成第一色度分量數(shù)據(jù)集，并且所述輸入值的所述第二色度分量形成第二色度分量 數(shù)據(jù)集；檢測所述Y分量數(shù)據(jù)集中的至少一個(gè)色彩偽像；生成具有對應(yīng)于所述輸入值的多 個(gè)校正條目的校正比率圖，所述校正條目指示所述至少一個(gè)色彩偽像的位置；將多個(gè)方向 中值濾波器應(yīng)用于所述第一色度分量數(shù)據(jù)集以針對所述第一色度分量數(shù)據(jù)集中的每個(gè)分 量生成多個(gè)中值；將多個(gè)方向中值濾波器應(yīng)用于所述第二色度分量數(shù)據(jù)集以針對所述第二 色度分量數(shù)據(jù)集中的每個(gè)分量生成多個(gè)中值；在校正模塊處接收從所述第一色度分量數(shù)據(jù) 集和所述第二色度分量數(shù)據(jù)集中的至少一個(gè)而生成的所述多個(gè)中值，并且接收所述校正比 率圖，而且選擇所述多個(gè)中值中的一個(gè)以供用于至少部分基于所述校正比率圖條目生成輸 出圖像；以及生成包括輸出值陣列的輸出圖像，每個(gè)輸出值對應(yīng)于所述輸入圖像的輸入值， 所述生成包括基于指示色差的存在的所述校正比率圖確定改變對應(yīng)的輸入值，并且針對將 要改變的輸入值，通過將所述中值中的所選擇的一個(gè)作為輸出值應(yīng)用于在所述像素與色點(diǎn) 偽像相關(guān)聯(lián)的情況下具有第一設(shè)置和在所述像素與色差相關(guān)聯(lián)的情況下具有第二設(shè)置的 所述像素來生成輸出值。
[0011]另一方面涉及一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體存儲(chǔ) 指令，所述指令在執(zhí)行時(shí)致使至少一個(gè)處理器來執(zhí)行一種方法，所述方法包括：接收圖像的 圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)包括所述圖像中的所述多個(gè)像素中的每個(gè)的亮度（Y)分量值和兩 個(gè)色度分量值；檢測所述圖像數(shù)據(jù)的所述Y分量值中的至少一個(gè)色彩偽像；生成對應(yīng)于所 述圖像中的所述多個(gè)像素的校正比率圖，所述校正比率圖指示所述圖像數(shù)據(jù)中的所述至少 一個(gè)色彩偽像的位置；將多個(gè)方向中值濾波器應(yīng)用于每個(gè)色度分量以針對所述色度分量值 的子集生成多個(gè)中值；針對所述色度分量值的所述子集中的每個(gè)，至少部分基于對應(yīng)校正 比率圖條目選擇所述多個(gè)中值中的一個(gè)；以及至少部分基于所述多個(gè)中值中的所選擇的一 個(gè)，輸出所述像素的校正的色度值。
【附圖說明】
[0012] 在下文中，將會(huì)結(jié)合附圖以及隨附內(nèi)容描述所揭示的方面，附圖以及隨附內(nèi)容提 供用于例示而非限制所揭示的方面，其中相似標(biāo)記指示相似元件。
[0013] 圖1示出自適應(yīng)式色彩偽像校正系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性方框圖。
[0014] 圖2示出具有自適應(yīng)式色彩偽像校正能力的示范性系統(tǒng)的示意性方框圖。
[0015] 圖3A示出用于檢測在圖像的亮度分量中的色彩偽像的檢測內(nèi)核的多個(gè)實(shí)施例。
[0016] 圖3B示出能夠?qū)崿F(xiàn)圖3A的檢測內(nèi)核的校正圖電路的實(shí)施例。
[0017] 圖4A示出用于檢測在圖像的色度分量中的色彩偽像的檢測內(nèi)核的多個(gè)實(shí)施例。
[0018] 圖4B示出能夠?qū)崿F(xiàn)圖4A的檢測內(nèi)核的校正圖更新電路的實(shí)施例。
[0019] 圖5A示出方向中值濾波器的實(shí)施例。
[0020] 圖5B示出能夠?qū)崿F(xiàn)圖5A的方向中值濾波器的自適應(yīng)式色彩偽像校正電路的實(shí)施 例。
[0021] 圖5C示出可受圖5A的方向中值濾波器的應(yīng)用影響的示例像素。
[0022] 圖6示出自適應(yīng)式色彩偽像校正過程的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 引言
[0024] 本揭示案的實(shí)施例包括涉及色差和/或色點(diǎn)偽像的校正的技術(shù)。例如，可以使用 在色度通道（YCbCr)上實(shí)現(xiàn)方向中值濾波的后處理方法對色差和色點(diǎn)偽像兩者進(jìn)行校正， 在本文中稱為多假設(shè)式色彩偽像校正MHCAC。比起現(xiàn)有方法，多假設(shè)式色彩偽像校正技術(shù)放 寬對色彩偽像檢測的準(zhǔn)確性的要求并且大大提高色彩偽像校正效率和穩(wěn)健性，以便使去除 圖像中的不想要的色彩偽像與維持圖像中的合法色彩特征平衡。
[0025] 在一些實(shí)施例中，多假設(shè)式色彩偽像校正技術(shù)采用對色彩偽像的假設(shè)檢測，以便 減少錯(cuò)誤校正的可能性并且因此減少校正計(jì)算成本。色彩偽像檢測可以基于兩個(gè)有效假 設(shè)：（1)色點(diǎn)偽像和色差通常出現(xiàn)在亮點(diǎn)、亮線、高對比度邊緣以及飽和區(qū)域附近，以及（2) 嚴(yán)重色差通常會(huì)發(fā)生在飽和區(qū)域附近。在檢測后，通過使用方向中值濾波，多假設(shè)式色彩偽 像校正技術(shù)可在具有兩種不同校正設(shè)置的單個(gè)統(tǒng)一框架中自適應(yīng)地去除不同類的色彩偽 像，即色差（粗線）和色點(diǎn)（細(xì)線或點(diǎn)）偽像。多假設(shè)式色彩偽像校正技術(shù)能夠?qū)⒎较蛑?值濾波器用在圖像的色度通道上，該方向中值濾波器能夠有效校正色彩偽像，而不會(huì)對合 法色彩特征（例如，點(diǎn)、邊緣以及拐角）造成損壞。雖然在計(jì)算上比均值濾波器內(nèi)核成本更 高，但是在一些實(shí)施例中