專利名稱：一種色彩噪聲抑制的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制在低亮度下色彩噪聲的方法及裝置，特別是涉及一種根據(jù)像素亮度以加權(quán)調(diào)整像素彩度的色彩噪聲抑制的方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字時代的來臨，數(shù)字相機已逐漸取代傳統(tǒng)相機的使用，而影像信息的流通也從傳統(tǒng)的照片逐漸以數(shù)字影像來代替。因此，數(shù)字影像品質(zhì)的良莠也越來越受到要求。
目前，數(shù)字影像以像素為單位，而每一像素的色彩為由三原色(R、G、B)所構(gòu)成，且每一像素色彩皆具有其亮度以及彩度。數(shù)字影像品質(zhì)的良莠則是主要取決于其所呈現(xiàn)畫面的亮度、對比度以及飽和度。
至于現(xiàn)有對數(shù)字影像的處理，是先將數(shù)字影像每一像素的R、G、B值轉(zhuǎn)換為亮度(Y)信號以及彩度(U，V)信號后，再直接調(diào)整亮度信號、彩度信號，以分別作為對數(shù)字影像每一像素在亮度、彩度上的調(diào)整，以提高數(shù)字影像的亮度、對比度及彩度。通常，若直接對數(shù)字影像每一像素所代表的亮度信號、彩度信號作調(diào)整時，會出現(xiàn)一些問題。
傳統(tǒng)上，亮度(Y)信號以及彩度(U，V)或(Cb，Cr)信號都分開處理，不會一起考慮。因此，我們提出根據(jù)每一影像像素的亮度來調(diào)整其色彩飽和度。一般電視在視訊與影像處理上，若處理不好，會在暗畫面出現(xiàn)色彩噪聲。
有鑒于此，本發(fā)明提出一種色彩噪聲抑制的方法及裝置，可在數(shù)字影像亮度較低時，有效抑制此數(shù)字影像上的色彩噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種色彩噪聲抑制的方法及裝置，其根據(jù)每一影像像素的亮度(Y)信號來調(diào)整其色彩飽和度，以在亮度較低的情況下給其較低的色彩飽和度而抑制低亮度的色彩噪聲，在亮度較高時而給其較高的色彩飽和度使畫面有較豐富的色彩。
為達成此目的，本發(fā)明提出一種色彩噪聲抑制的方法，其主要特征為根據(jù)數(shù)字影像像素所對應(yīng)的亮度，以加權(quán)調(diào)整像素所對應(yīng)的彩度。
在本發(fā)明較佳實施例中，加權(quán)的方式則包括下列步驟首先，提供一加權(quán)函數(shù)，其中，此加權(quán)函數(shù)與一使用者定義的臨界亮度相關(guān)且此加權(quán)函數(shù)以像素的亮度作為變量。接著，根據(jù)臨界亮度(Yth)與像素的輸入亮度(Yin)作比較。通過加權(quán)函數(shù)找出像素亮度所對應(yīng)的加權(quán)值，且根據(jù)加權(quán)值調(diào)整像素的彩度。
且其中，加權(quán)函數(shù)為一具有邊界條件的線性函數(shù)，因此若加權(quán)函數(shù)以W表示，臨界亮度以Yth表示，亮度輸入以Yin表示，線性函數(shù)的斜率以S表示，加權(quán)值以A表示，則加權(quán)函數(shù)可表示為W(Yin)＝S×(Yin-Yth) if Yin＞YthW(Yin)＝0 if Yin＜＝Y(jié)th此外，若加權(quán)值未超出一加權(quán)限制值，則根據(jù)加權(quán)值調(diào)整像素的彩度，若加權(quán)值超出加權(quán)限制值，則根據(jù)加權(quán)限制值調(diào)整像素的彩度。
同樣地，為達到上述目的，本發(fā)明更提出一種色彩噪聲抑制的裝置，包括有加權(quán)決定裝置、加權(quán)裝置。其中該加權(quán)決定裝置由減法器以及乘法器所組成，減法器接收亮度輸入信號以及臨界亮度信號以相減輸出，乘法器接收斜率信號以及減法器的輸出相乘后輸出加權(quán)信號。加權(quán)裝置由乘法器所組成，其接收彩度輸入信號以及上述的加權(quán)信號以輸出彩度輸出信號。
在本發(fā)明較佳實施例中，更包括以箝位器作為加權(quán)限制裝置，其通過接收一加權(quán)限制信號以箝位限制由加權(quán)決定裝置所輸出的加權(quán)信號準(zhǔn)位，以限制加權(quán)裝置所接收的加權(quán)信號準(zhǔn)位。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明較佳實施例的色彩噪聲抑制方法中加權(quán)的流程圖；圖2為本發(fā)明較佳實施例的加權(quán)函數(shù)工作的坐標(biāo)示意圖；圖3為本發(fā)明較佳實施例的色彩噪聲抑制裝置；圖4為數(shù)字影像圖片經(jīng)本發(fā)明色彩噪聲抑制裝置前后的比較圖。
其中，附圖標(biāo)記如下
300-色彩噪聲抑制裝置305-加權(quán)決定裝置307-加權(quán)裝置310-減法器320、340、350-乘法器321、325-加權(quán)信號330-箝位器360-臨界亮度信號365-斜率信號366-加權(quán)限制信號370-亮度輸入信號371、373-彩度輸入信號381、383-彩度輸出信號具體實施方式
為能對本發(fā)明的特征、目的及功能有更進一步的認識與了解，現(xiàn)配合附圖詳細說明如下由于本發(fā)明主要是根據(jù)數(shù)字影像上像素的亮度表現(xiàn)，通過加權(quán)調(diào)整像素所對應(yīng)的彩度，在亮度較低下時給其較低的色彩飽和度而抑制低亮度的色彩噪聲。而加權(quán)方式請參考圖1，圖1為本發(fā)明較佳實施例的色彩噪聲抑制方法中加權(quán)的流程圖。首先，提供一加權(quán)函數(shù)，此加權(quán)函數(shù)與一臨界亮度有關(guān)，且以像素的亮度作為變量，此為步驟101。其中，加權(quán)函數(shù)可以為線性的直線方程式。
接著，在加權(quán)函數(shù)所在的坐標(biāo)上決定臨界亮度，此臨界亮度代表此加權(quán)函數(shù)具有輸出值的起始點，此為步驟102。
因此，通過加權(quán)函數(shù)，可找出對應(yīng)像素亮度的加權(quán)值，以作為對像素彩度的加權(quán)，此為步驟103。若臨界亮度以Yth表示，像素的亮度以Yin表示，直線方程式的加權(quán)函數(shù)以W(Yin)表示，加權(quán)值以A表示，則加權(quán)函數(shù)可表示為W(Yin)＝S×(Yin-Yth)＝A if Yin＞Yth
W(Yin)＝0 if Yin＜＝Y(jié)th其中，S為方程式的斜率。
通過加權(quán)函數(shù)得到加權(quán)值后，為了避免根據(jù)此加權(quán)值增益像素彩度的結(jié)果有可能超出其可使用的界限，必須限制加權(quán)值的界限。也因此，在步驟103得到加權(quán)值后，必須判斷加權(quán)值是否超出一加權(quán)限制值(Wmax)，此步驟104，若加權(quán)值未超過此加權(quán)限制值，則根據(jù)此加權(quán)值調(diào)整像素的彩度，此為步驟105；反之，若加權(quán)值超過此加權(quán)限制值，則根據(jù)此加權(quán)限制值調(diào)整像素的彩度，此為步驟106。
請參考圖2，圖2為本發(fā)明較佳實施例的加權(quán)函數(shù)工作的坐標(biāo)示意圖。在圖2中，輸入的像素亮度Yin必須大于等于臨界亮度(Yth)，其通過加權(quán)函數(shù)W(Yin)才有對應(yīng)的加權(quán)值A(chǔ)。而當(dāng)輸入的像素亮度Yin通過加權(quán)函數(shù)W(Yin)對應(yīng)得到的加權(quán)值A(chǔ)超過加權(quán)限制值(Wmax)時，則像素亮度Yin通過加權(quán)函數(shù)W(Yin)對應(yīng)得到的加權(quán)值A(chǔ)以加權(quán)限制值Wmax輸出。
因此，由圖2可知，加權(quán)函數(shù)W(Yin)在像素亮度Yin大于等于臨界亮度后有對應(yīng)的加權(quán)值A(chǔ)，且當(dāng)像素亮度Yin透過加權(quán)函數(shù)W(Yin)所得到的加權(quán)值A(chǔ)大于加權(quán)限制值Wmax時，加權(quán)值則被限制為加權(quán)限制值Wmax。
請參考圖3，圖3為本發(fā)明較佳實施例的色彩噪聲抑制裝置。此色彩噪聲抑制裝置300主要是根據(jù)圖2步驟103所提出的直線方程式運作的。此色彩噪聲抑制裝置300包括有加權(quán)決定裝置305、作為加權(quán)限制的箝位器330以及加權(quán)裝置307，其中加權(quán)決定裝置305由減法器310以及乘法器320所組成，加權(quán)裝置307由乘法器340、350所組成。
直線方程式所使用的臨界亮度、斜率，則分別由加權(quán)決定裝置305中減法器310接收的臨界亮度信號360(Yth)以及乘法器320接收的斜率信號365(S)來決定。而直線方程式所使用的加權(quán)限制值則由箝位器330接收的加權(quán)限制信號366來決定。
因此，當(dāng)色彩噪聲抑制裝置300接收代表數(shù)字影像像素的亮度輸入信號370、彩度輸入信號371(U(in))、彩度輸入信號373(V(in))時，可經(jīng)由減法器310同時接收亮度輸入370(Yin)、臨界亮度信號360后相減輸出，乘法器320同時接收減法器310的輸出以及斜率信號365后相乘輸出，以得到代表亮度輸入信號370經(jīng)圖2直線方程式后所得加權(quán)值的加權(quán)信號321。而加權(quán)信號321可在箝位器330受加權(quán)限制信號366控制的情況下，箝位輸出小于等于加權(quán)限制值(Wmax)電平(level)的加權(quán)信號325。最后，在乘法器340同時接收加權(quán)信號325以及彩度輸入信號371，以及在乘法器350同時接收加權(quán)信號325以及彩度輸入信號373的情況下，可通過彩度輸入信號371、373分別乘上加權(quán)信號325后得到彩度輸出信號381、383。
而數(shù)字信號像素的亮度輸入信號370經(jīng)色彩噪聲抑制裝置300后，其根據(jù)亮度輸入信號370調(diào)整數(shù)字影像像素的彩度輸入信號371、373，以輸出381(Uout)、彩度輸出信號383(Vout)。而數(shù)字影像則可通過上述的機制，根據(jù)數(shù)字影像像素的亮度調(diào)整數(shù)字影像像素的彩度。
請參考圖4，圖4為數(shù)字影像圖片經(jīng)本發(fā)明色彩噪聲抑制裝置前后的比較圖。左半部為未經(jīng)本發(fā)明色彩噪聲抑制裝置的原始圖片，右半部為經(jīng)本發(fā)明色彩噪聲抑制裝置的抑制噪聲后的圖片。明顯地，通過本發(fā)明，根據(jù)數(shù)字影像上像素的亮度表現(xiàn)，以加權(quán)調(diào)整像素所對應(yīng)的彩度，有效抑制了低亮度的色彩噪聲。綜合上述，本發(fā)明提出一種色彩噪聲抑制的方法及裝置，藉由根據(jù)數(shù)字影像像素的亮度，加權(quán)調(diào)整像素所對應(yīng)的彩度。因此，本發(fā)明是在亮度較低下給其較低的色彩飽和度而抑制低亮度的色彩噪聲，在亮度較高時而給其較高的色彩飽和度使畫面有較豐富的色彩。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，例如上述加權(quán)值的取得也可以直接通過查表方式或其它類似的映像方式取得。在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種色彩噪聲抑制的方法，其特征在于，包括如下步驟取得一像素的亮度值；以所述像素的亮度值為輸入變量，通過加權(quán)方式映像取得一加權(quán)值；再根據(jù)所述加權(quán)值調(diào)整對應(yīng)所述像素的彩度。
2.一種色彩噪聲抑制的方法，其特征在于，根據(jù)一像素所對應(yīng)的亮度，以加權(quán)方式調(diào)整所述像素所對應(yīng)的彩度，所述的加權(quán)方式，又包括如下步驟提供一加權(quán)函數(shù)，其中所述加權(quán)函數(shù)與一臨界亮度相關(guān)且所述加權(quán)函數(shù)以所述像素的亮度作為變量；決定所述臨界亮度；通過所述加權(quán)函數(shù)找出所述像素亮度所對應(yīng)的一加權(quán)值；以及根據(jù)所述加權(quán)值調(diào)整對應(yīng)所述像素的彩度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的色彩噪聲抑制的方法，其特征在于，所述加權(quán)函數(shù)為一具有邊界條件的線性函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的色彩噪聲抑制的方法，其特征在于，若所述加權(quán)函數(shù)以W表示，所述臨界亮度以Yth表示，所述像素的亮度以Yin表示，所述線性函數(shù)的斜率以S表示，所述加權(quán)值以A表示，則所述加權(quán)函數(shù)可表示為W(Yin)＝S×(Yin-Yth)＝A
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的色彩噪聲抑制的方法，進一步包括如果所述加權(quán)值未超出一邊加權(quán)限制值，則根據(jù)所述加權(quán)值調(diào)整所述像素的彩度，如果所述加權(quán)值超出所述邊加權(quán)限制值，則根據(jù)所述邊加權(quán)限制值調(diào)整所述像素的彩度。
6.一種色彩噪聲抑制的裝置，其特征在于，包括一加權(quán)決定裝置，接收一亮度輸入信號以輸出一加權(quán)信號；以及一加權(quán)裝置，接收所述加權(quán)信號以及至少一彩度輸入信號以輸出一彩度輸出信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的色彩噪聲抑制的裝置，進一步包括一加權(quán)限制裝置，接收由所述加權(quán)決定裝置所輸出的所述加權(quán)信號以及一加權(quán)限制信號以限制所述加權(quán)信號的電平輸出，且所述加權(quán)限制裝置輸出所述加權(quán)信號至所述加權(quán)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的色彩噪聲抑制的裝置，其特征在于，所述加權(quán)限制裝置為一箝位器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的色彩噪聲抑制的裝置，其特征在于，所述加權(quán)決定裝置進一步包括一減法器，接收所述亮度輸入信號以及一臨界亮度信號以相減輸出；以及一乘法器，接收所述減法器的輸出以及一斜率信號以相乘輸出所述加權(quán)信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的色彩噪聲抑制的裝置，其特征在于，所述加權(quán)裝置為一乘法器。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的色彩噪聲抑制的裝置，其特征在于，所述彩度輸入信號包括一第一彩度輸入信號以及一第二彩度輸入信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的色彩噪聲抑制的裝置，其特征在于，所述加權(quán)裝置進一步包括一第一乘法器，接收所述第一彩度輸入信號以及所述加權(quán)信號以輸出一第一彩度輸出信號；以及一第二乘法器，接收所述第二彩度輸入信號以及所述加權(quán)信號以輸出一第二彩度輸出信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種色彩噪聲抑制的方法及裝置，根據(jù)數(shù)字影像像素的亮度，加權(quán)調(diào)整此像素，而通過每一個數(shù)字影像像素的亮度情況，來調(diào)整其色彩飽和度，可有效減少亮度較低像素的彩度的強度，以改善數(shù)字影像在像素亮度較低時，因較高的色彩飽和度或色彩噪聲而產(chǎn)生對影像品質(zhì)不良的影響。
文檔編號H04N9/77GK1756300SQ20041008050
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者李維國, 陳衣凡 申請人:晨星半導(dǎo)體股份有限公司