专利名称：产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色图像的处理方法，特别涉及一种由不具备全部色彩信息的全分辨率原始图像产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法。
背景技术：
彩色图像可利用具有特定对应各色彩值的像素排列图样，例如拜尔图样(Bayer pattern)的传感器取得，这种传感器所获得的原始图像平面中的每一像素位置仅感测单一色彩而产生一色彩值，利用彩色滤光片阵列内插法(ColorFilter Array Interpolation；CFAI)针对每一像素计算遗失的色彩值，产生具有全分辨率的红色、绿色及蓝色的全彩图像。在此过程中，往往为了节省储存该全彩图像的存储空间，而在图像处理中加入一缩减(scaling down)分辨率的步骤，使得该全彩图像的分辨率降低至一目标分辨率。
在现有的技术中，先以全分辨率的色彩图像平面进行图像处理的运算，最后再将分辨率缩减至所需的目标分辨率。以一分辨率为四百万(即4M)像素的拜尔图样，最终产生目标分辨率为二百万(即2M)像素的全彩图像为例，其流程100如图1所示，首先输入一四百万像素的拜尔图样，其中包括二百万的绿色像素、一百万的红色像素与一百万的蓝色像素(G:2M、R:1M与B:1M)，经步骤110的CFAI运算产生全分辨率(四百万像素)的绿色、红色及蓝色的三原色的图像，在步骤120将该图像经反函数运算转换至一线性空间中进行步骤130的色彩校正，之后进行步骤140的反函数运算将该三原色的图像由线性空间转换回原空间，在步骤150中从三原色的色彩空间[RGB]转换到一个类似人类视觉系统的一亮度与二彩度的色彩空间[YCbCr]，接着在步骤160中以权重和(weight-ing sum)的方式将该图像的分辨率由全分辨率4M缩减至目标分辨率2M，在步骤170中强化图像的边缘，最后在步骤180中以JPEG格式压缩该图像，产生一具有目标分辨率的全彩图像输出。在此过程中，由于步骤120至150以全分辨率的图像进行运算，虽然得到较佳的全彩图像输出，但也耗费过多的运算时间，无法满足使用者对速度的要求。在美国专利第5,493,335号中揭示一种先将分辨率缩减再进行图像处理的方法，如图2所示，首先输入一四百万像素的拜尔图样，其中包括二百万的绿色像素、一百万的红色像素与一百万的蓝色像素(G:2M、R:1M与B:1M)，经步骤210将各色彩的分辨率缩减为一百万的绿色像素、五十万的红色像素与五十万的蓝色像素(G:1M、R:0.5M与B:0.5M)后，进行步骤220的CFAI运算产生绿色、红色及蓝色的三原色的图像，其分辨率均为二百万像素，接着进行步骤230对该图像作后续的图像处理，以产生具有目标分辨率(2M)的全彩图像输出，其中步骤230包含了图1中的步骤120、130、140、150、170及180等图像处理的流程。此法在一开始就先将分辨率缩减，因此可节省大部分的运算时间达到使用者对速度的要求，但也导致最终的全彩图像品质劣化无法满足使用者对图像品质的要求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种处理速度快且图像品质佳的产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法。
根据本发明，一种产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，包括下列步骤由一不具备全部色彩信息的全分辨率原始图像重建出具有该全分辨率的第一信息；将所述第一信息的分辨率缩减至一目标分辨率；以及对所述原始图像直接重建具有所述目标分辨率的第二及第三信息。
所述第一信息是亮度信息。
所述第一信息为绿色色彩信息。
所述第二与第三信息为彩度信息。
所述第二与第三信息为红色及蓝色色彩信息。
还包括从所述第一至第三信息进行后续的图像处理，以重建出具有所述目标分辨率的全彩图像。
所述后续的图像处理包括色彩校正、色彩空间的转换、强化图像与图像压缩。
根据本发明，一种产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，包括将一不具备全部色彩信息的全分辨率原始图像从一第一色彩空间转换至一第二色彩空间，对所述原始图像重建具有全分辨率的一第一信息，再将其分辨率缩减至一目标分辨率，对所述原始图像直接重建具有目标分辨率的第二及第三信息。
还包括从所述第一至第三信息进行后续的图像处理，以重建出具有所述目标分辨率的全彩图像。
所述后续的图像处理包括彩度校正、强化图像与图像压缩。
通过本发明，不但大幅降低了图像运算所需的时间，而且不会导致最后输出的全彩图像品质劣化，解决现有技术中输出图像品质佳但处理速度慢或处理速度快但输出图像品质劣化的问题，达到处理速度快且图像品质佳的目的。此外，本发明也可应用在各种不同的色彩空间，增加了其实用性与应用范围。
图1为一现有技术的流程图；图2为另一现有技术的流程图；图3为本发明第一实施例的流程图；图4为本发明第二实施例的流程图。
具体实施例方式
以一分辨率为四百万(即4M)像素的拜尔图样，最终产生目标分辨率为二百万(即2M)像素的全彩图像为例，一产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法如图3的流程300所示，首先输入一不具备全部色彩信息的全分辨率原始图像，例如二百万的绿色像素、一百万的红色像素与一百万的蓝色像素(G:2M、R:1M与B:1M)，在步骤310的CFAI运算中仅先重建具有全分辨率4M的绿色色彩的信息，在步骤312中将绿色色彩的图像的分辨率由全分辨率4M缩减至目标分辨率2M，在步骤314中同时进行CFAI运算及缩放分辨率以重建具有目标分辨率2M的红色与蓝色色彩的信息，接着在步骤320中将分辨率均为目标分辨率2M的绿色、红色及蓝色的图像作反函数运算转换至一线性空间中进行步骤330的色彩校正，在步骤340中对校正后的图像再作一次反函数运算，使所述图像由线性空间转换回原空间，在步骤350中从三原色的色彩空间[RGB]转换到一个类似人类视觉系统的一亮度与二彩度的色彩空间[YCbCr]，在步骤360中强化图像的边缘，最后在步骤370中以JPEG格式压缩所述图像，产生一具有目标分辨率2M的全彩图像输出。较佳者，在步骤360与步骤370之间增加一强化图像清晰度的步骤，以产生较现有技术更佳的全彩图像输出。
在本实施例中，从步骤320到最后的全彩图像输出以目标分辨率的图像进行运算，较现有技术中以全分辨率的图像进行运算节省大部分的时间，且在进行CFAI运算产生全分辨率的绿色色彩的信息后，再缩减绿色色彩信息的分辨率至目标分辨率，以及在进行红色与蓝色色彩的CFAI运算的同时缩放分辨率产生具有目标分辨率的信息，使得最后产生的全彩图像的品质不致劣化，也解决现有技术在一开始就将分辨率缩减所导致最后产生的全彩图像品质劣化的问题。以一原分辨率为2272×1704的原始图像到最后产生一目标分辨率为1600×1200的全彩图像为例，使用一运算速度为121MHz的计算机计算现有技术与本实施例在图像处理上所花费的时间，本实施例较现有技术节省将近一半的时间，如表1所示。当目标分辨率愈低，则所节省的时间愈多，即在图像处理上所耗费的时间愈少且不会导致最后产生的全彩图像品质劣化。
表1
图4的流程图400显示另一实施例，同样以一分辨率为四百万(即4M)像素的拜尔图样，最终产生目标分辨率为二百万(即2M)像素的全彩图像来说明，首先输入一不具备全部色彩信息的全分辨率原始图像(例如G:2M、R:1M与B:1M)，在步骤410中将所述拜尔图样由三原色的色彩空间[RGB]转换到一亮度与二彩度的色彩空间[YCbCr]，其中包括二百万的亮度像素、一百万的红色彩度像素与一百万的蓝色彩度像素(Y:2M、Cr:1M与Cb:1M)，在步骤420中进行内插运算先重建具有全分辨率4M的亮度信息，在步骤422中将所述亮度信息由全分辨率4M缩减至目标分辨率2M，在步骤424中同时进行内插运算及缩放分辨率，以重建具有目标分辨率的红色与蓝色彩度的信息，接着步骤430将具有目标分辨率的亮度与二彩度的信息继续后续的图像处理，以产生最终具有目标分辨率的全彩图像输出，其中在步骤430的图像处理包括彩度校正、强化图像、与图像压缩等。较佳者，在图像输出之前增加一强化图像清晰度的步骤，以产生比现有技术更佳的全彩图像输出。
本发明先重建出具有全分辨率的绿色色彩的信息，再将其分辨率由全分辨率缩减为目标分辨率，并且在重建红色及蓝色色彩的信息时同时缩放分辨率，再以所述具有目标分辨率的色彩信息进行图像处理的运算，不但大幅降低了图像运算所需的时间，且不会导致最后输出的全彩图像品质劣化，解决现有技术中输出图像品质佳但处理速度慢或处理速度快但输出图像品质劣化的问题，达到处理速度快且图像品质佳的目的。此外，本发明也可应用在各种不同的色彩空间，增加了其实用性与应用范围。
上述实施例仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。
权利要求
1.一种产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，其特征在于，包括下列步骤由一不具备全部色彩信息的全分辨率原始图像重建出具有该全分辨率的第一信息；将所述第一信息的分辨率缩减至一目标分辨率；以及对所述原始图像直接重建具有所述目标分辨率的第二及第三信息。
2.如权利要求1所述的产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，其特征在于，所述第一信息是亮度信息。
3.如权利要求1所述的产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，其特征在于，所述第一信息为绿色色彩信息。
4.如权利要求1所述的产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，其特征在于，所述第二与第三信息为彩度信息。
5.如权利要求1所述的产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，其特征在于，所述第二与第三信息为红色及蓝色色彩信息。
6.如权利要求1所述的产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，其特征在于，还包括从所述第一至第三信息进行后续的图像处理，以重建出具有所述目标分辨率的全彩图像。
7.如权利要求6所述的产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，其特征在于，所述后续的图像处理包括色彩校正、色彩空间的转换、强化图像与图像压缩。
8.一种产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，其特征在于，包括下列步骤将一不具备全部色彩信息的全分辨率原始图像从一第一色彩空间转换至一第二色彩空间；为所述原始图像重建具有所述全分辨率的一第一信息；将所述第一信息的分辨率缩减至一目标分辨率；以及对所述原始图像直接重建具有所述目标分辨率的第二及第三信息。
9.如权利要求8所述的产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，其特征在于，还包括从所述第一至第三信息进行后续的图像处理，以重建出具有所述目标分辨率的全彩图像。
10.如权利要求9所述的产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法，其特征在于，所述后续的图像处理包括彩度校正、强化图像与图像压缩。
全文摘要
本发明提供一种产生较低分辨率的图像的色彩信息重建方法。该方法包括由不具备全部色彩信息的全分辨率原始图像重建出具有全分辨率的第一信息，再将其分辨率缩减至一目标分辨率，对所述原始图像直接重建具有目标分辨率的第二及第三信息，以及从所述第一至第三信息进行后续的图像处理，以重建出具有所述目标分辨率的全彩图像。通过本发明，大幅降低了图像运算所需的时间，而且不会导致最后输出的全彩图像品质劣化，解决现有技术中输出图像品质佳但处理速度慢或处理速度快但输出图像品质劣化的问题，达到处理速度快且图像品质佳的目的。此外，本发明也可应用在各种不同的色彩空间，增加了其实用性与应用范围。
文档编号H04N1/56GK1992780SQ20051013546
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月27日 优先权日2005年12月27日
发明者廖明俊, 郭俊廷, 张尹彬 申请人:华晶科技股份有限公司