校正图像伪像的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本文揭示的系统和方法大体涉及图像捕获装置，并且更具体地涉及校正所捕获的 图像中的色彩伪像。
【背景技术】
[0002] 使用数字相机来捕获的图像可能出现例如色点或色线的色彩伪像，在突出显示区 域和锐化亮度边缘尤其如此。此些色彩伪像对于具有较小且存在缺陷的透镜的小型移动相 机是尤其成问题的。色彩伪像通常造成所捕获的图像中不应存在的不期望的色点以及色 点，例如，亮点/亮线（高光区域）以及锐化亮度边缘（位于天空与遮蔽对象之间的汇接区 域）。色彩伪像本身会表现为例如由于相机透镜故障而将所有色彩聚焦在图像传感器上的 一点处造成的高对比度边缘的"边界"。
[0003] 作为一种类型的色彩伪像的色点伪像是不期望的色点或色线，通常出现在图像中 的亮点和高对比度边缘周围。色点伪像可为若干因素所致。在使用基于尼奎斯特定理的采 样的成像系统中，色彩伪像（例如较小亮点/细线）可为以基于尼奎斯特定理的速率采样 所致。色点伪像还可以是光的镜面反射、每通道比特的错误校正、传感器的不均匀的色彩响 应以及有缺陷的去马赛克算法所致。
[0004] 称为色度或色差的另一类型色彩伪像会表现为色彩沿着将图像的较暗部分和较 亮部分分开的边界的边界。色差可能在有缺陷的透镜无法将光的不同色彩聚焦在相同的汇 聚点时出现。这是因为透镜对于不同波长的光具有不同的折射率（称为透镜色散），并且因 为折射率会随着波长的增加而减少。由于透镜焦距取决于折射率，因此不同波长的光能够 聚焦在图像传感器的不同位置上。色差还可以为不同波长的光聚焦在焦面中的不同位置处 所致。因此，显著有色边缘可出现在图像中的对象周围，在高对比度区域中尤其如此。
【发明内容】
[0005] 所捕获的图像中的色彩伪像会使图像质量降低，并且可能在相对小的相机例如移 动装置上使用的那些上尤其是个问题。然而，用于校正色彩伪像的现有方法未提出校正两 种类型的色彩伪像（即色差和色点伪像）的统一方法。在常规上，色差和色点伪像是通过 不同方式解决，其中色差通过透镜校准方法以及动态检测-校准方法解决，并且色点伪像 通过使用针对突出显示/饱和区域的稳健性而改进的去马赛克算法来强加色彩一致性或 者通过独立后处理色度滤波器进行校正。因此，本文所述色彩校正技术提出用于检测和校 正色差和色点伪像两者的统一方法的示例实施方案。
[0006] 对色彩伪像的准确检测可在区分图像的色彩伪像和合法色彩特征方面存在挑战。 本文所述的色彩校正技术的检测方法可有利地利用图像中出现的色彩伪像的一或多个特 性，包括例如色彩伪像可以具有色彩凹凸、位于突出显示或饱和区域中、具有亮度边缘、大 小相对较小并且具有相较于合法色彩特征而言不太均匀的色彩。本文所述的校正技术的色 彩实例能够将松散检测方法与保守校正方法平衡，以便去除不想要的色彩伪像，同时维持 图像合法色彩特征。
[0007] -个方面涉及一种用于校正具有多个像素的图像中的色彩伪像的方法，所述方法 包括：接收所述图像的图像数据，所述图像数据包括所述图像中的所述多个像素中的每个 的亮度（Y)分量值和两个色度分量值；检测所述图像数据的所述Y分量值中的至少一个色 彩伪像；生成对应于所述图像中的所述多个像素的校正比率图，所述校正比率图指示所述 图像数据中的所述至少一个色彩伪像的位置；将多个方向中值滤波器应用于每个色度分量 以针对所述色度分量值的子集生成多个中值；针对所述色度分量值的所述子集中的每个， 至少部分基于对应校正比率图条目选择所述多个中值中的一个；以及至少部分基于所述多 个中值中的所选择的一个，输出所述像素的校正的色度值。此方法可实现在电子装置上，包 括具有显示器的便携装置。
[0008]另一方面涉及用于对图像中的色彩伪像进行校正的系统，所述系统包括检测模 块，所述检测模块被配置成检测包括多个像素的图像中的至少一个色彩伪像，所述检测模 块进一步配置成生成具有针对所述图像中的所述多个像素中的每个的条目的校正比率图， 所述条目指示与对应像素相关联的色彩伪像类型。所述系统还可包括校正模块，所述校正 模块被配置成至少部分基于所述条目计算所述对应像素的校正的色度值，所述条目指示与 所述对应像素相关联的色彩伪像的类型，所述校正模块进一步配置成基于所述条目选择多 个方向中值滤波器中的一个以用来计算校正的色度值，所述校正模块进一步配置成如果所 述条目指示所述对应像素与色点伪像相关联，那么选择第一方向中值滤波器，并且如果所 述条目指示所述对应像素与色差相关联，那么选择第二方向中值滤波器。所述系统还可包 括检验模块，所述检验模块被配置成检验所述校正的色度值，以便减少在从所述校正的色 度值形成的校正过的图像中引入合法色彩特征的另外伪像或去饱和。
[0009] 另一方面涉及一种生成用于校正图像中的色彩伪像的校正比率图的方法，所述方 法包括：接收包括所述图像的图像数据，所述图像包括亮度分量以及两个色度分量；将所 述亮度分量与至少一个对称内核卷积，以便生成色彩伪像图；至少部分基于所述色彩伪像 图生成初步校正比率图，其中所述初步校正比率图包含对应于所述图像中的多个像素中的 每个的条目；执行对所述色度分量中的至少一个的灰度校验；以及至少部分基于所述灰度 校验更新所述初步校正比率图以便从后续色彩校正中排除任何无色像素，由此生成最终校 正比率图。
[0010] 另一方面涉及一种在电子装置中用于校正图像中的色彩伪像的方法，所述方法包 括：接收对应于输入图像的像素的输入值，每个输入值均具有亮度（Y)分量、第一色度分量 以及第二色度分量，所述输入值的所述γ分量形成γ分量数据集，所述输入值的所述第一色 度分量形成第一色度分量数据集，并且所述输入值的所述第二色度分量形成第二色度分量 数据集；检测所述Y分量数据集中的至少一个色彩伪像；生成具有对应于所述输入值的多 个校正条目的校正比率图，所述校正条目指示所述至少一个色彩伪像的位置；将多个方向 中值滤波器应用于所述第一色度分量数据集以针对所述第一色度分量数据集中的每个分 量生成多个中值；将多个方向中值滤波器应用于所述第二色度分量数据集以针对所述第二 色度分量数据集中的每个分量生成多个中值；在校正模块处接收从所述第一色度分量数据 集和所述第二色度分量数据集中的至少一个而生成的所述多个中值，并且接收所述校正比 率图，而且选择所述多个中值中的一个以供用于至少部分基于所述校正比率图条目生成输 出图像；以及生成包括输出值阵列的输出图像，每个输出值对应于所述输入图像的输入值， 所述生成包括基于指示色差的存在的所述校正比率图确定改变对应的输入值，并且针对将 要改变的输入值，通过将所述中值中的所选择的一个作为输出值应用于在所述像素与色点 伪像相关联的情况下具有第一设置和在所述像素与色差相关联的情况下具有第二设置的 所述像素来生成输出值。
[0011]另一方面涉及一种非暂时性计算机可读媒体，所述非暂时性计算机可读媒体存储 指令，所述指令在执行时致使至少一个处理器来执行一种方法，所述方法包括：接收图像的 图像数据，所述图像数据包括所述图像中的所述多个像素中的每个的亮度（Y)分量值和两 个色度分量值；检测所述图像数据的所述Y分量值中的至少一个色彩伪像；生成对应于所 述图像中的所述多个像素的校正比率图，所述校正比率图指示所述图像数据中的所述至少 一个色彩伪像的位置；将多个方向中值滤波器应用于每个色度分量以针对所述色度分量值 的子集生成多个中值；针对所述色度分量值的所述子集中的每个，至少部分基于对应校正 比率图条目选择所述多个中值中的一个；以及至少部分基于所述多个中值中的所选择的一 个，输出所述像素的校正的色度值。
【附图说明】
[0012] 在下文中，将会结合附图以及随附内容描述所揭示的方面，附图以及随附内容提 供用于例示而非限制所揭示的方面，其中相似标记指示相似元件。
[0013] 图1示出自适应式色彩伪像校正系统的实施例的示意性方框图。
[0014] 图2示出具有自适应式色彩伪像校正能力的示范性系统的示意性方框图。
[0015] 图3A示出用于检测在图像的亮度分量中的色彩伪像的检测内核的多个实施例。
[0016] 图3B示出能够实现图3A的检测内核的校正图电路的实施例。
[0017] 图4A示出用于检测在图像的色度分量中的色彩伪像的检测内核的多个实施例。
[0018] 图4B示出能够实现图4A的检测内核的校正图更新电路的实施例。
[0019] 图5A示出方向中值滤波器的实施例。
[0020] 图5B示出能够实现图5A的方向中值滤波器的自适应式色彩伪像校正电路的实施 例。
[0021] 图5C示出可受图5A的方向中值滤波器的应用影响的示例像素。
[0022] 图6示出自适应式色彩伪像校正过程的实施例。
【具体实施方式】
[0023] 引言
[0024] 本揭示案的实施例包括涉及色差和/或色点伪像的校正的技术。例如，可以使用 在色度通道（YCbCr)上实现方向中值滤波的后处理方法对色差和色点伪像两者进行校正， 在本文中称为多假设式色彩伪像校正MHCAC。比起现有方法，多假设式色彩伪像校正技术放 宽对色彩伪像检测的准确性的要求并且大大提高色彩伪像校正效率和稳健性，以便使去除 图像中的不想要的色彩伪像与维持图像中的合法色彩特征平衡。
[0025] 在一些实施例中，多假设式色彩伪像校正技术采用对色彩伪像的假设检测，以便 减少错误校正的可能性并且因此减少校正计算成本。色彩伪像检测可以基于两个有效假 设：（1)色点伪像和色差通常出现在亮点、亮线、高对比度边缘以及饱和区域附近，以及（2) 严重色差通常会发生在饱和区域附近。在检测后，通过使用方向中值滤波，多假设式色彩伪 像校正技术可在具有两种不同校正设置的单个统一框架中自适应地去除不同类的色彩伪 像，即色差（粗线）和色点（细线或点）伪像。多假设式色彩伪像校正技术能够将方向中 值滤波器用在图像的色度通道上，该方向中值滤波器能够有效校正色彩伪像，而不会对合 法色彩特征（例如，点、边缘以及拐角）造成损坏。虽然在计算上比均值滤波器内核成本更 高，但是在一些实施例中