一种图像色彩均衡方法及终端与流程

本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种图像色彩均衡方法及终端。

背景技术：

当一幅图像的色彩的动态范围过小时，通常需要对其进行调整以改善观看者的视觉感受。其中，色彩的动态范围表示图像中所包含的色彩从“最暗”至“最亮”的范围，动态范围越大，所能表现的层次越丰富，所包含的色彩空间也越广。

目前，色彩均衡的基本方法是对输入图像直接采用线性变换形式的仿射，这种方式针对于若输入图像中有极少数像素的亮度值分别处于“最暗”和“最亮”附近的情况，则无法有效改善图像色彩的动态范围。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种图像色彩均衡方法及终端，以解决上述针对于若输入图像中有极少数像素的亮度值分别处于“最暗”和“最亮”附近的情况，则无法有效改善图像色彩的动态范围的问题。

第一方面，本发明提供了一种图像色彩均衡方法，包括：

获取待处理图像r、g、b三个色彩分量各自对应的直方图；

分别根据所述三个色彩分量各自对应的直方图和预先设定的处理后图像在三个色彩分量上的最暗像素比例、最亮像素比例，计算得到处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值和最大亮度值；

根据所述处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值、最大亮度值以及待处理图像中各个像素点在所述三个色彩分量上的亮度值，调整所述待处理图像的色彩。

第二方面，本发明还提供一种了终端，包括：

直方图获取单元，用于获取待处理图像r、g、b三个色彩分量各自对应的直方图；

亮度阈值获取单元，用于分别根据所述三个色彩分量各自对应的直方图和预先设定的处理后图像在三个色彩分量上的最暗像素比例、最亮像素比例，计算得到处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值和最大亮度值；

色彩调整单元，用于根据所述处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值、最大亮度值以及待处理图像中各个像素点在所述三个色彩分量上的亮度值，调整所述待处理图像的色彩。

第三方面，本发明还提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述方法的步骤。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述方法的步骤。

本发明有益效果是：

本发明由于首先获取待处理图像r、g、b三个色彩分量各自对应的直方图；然后根据直方图和预先设定的处理后图像在三个色彩分量上的最暗像素比例、最亮像素比例，计算得到处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值和最大亮度值；最后再根据所述处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值、最大亮度值以及待处理图像中各个像素点在所述三个色彩分量上的亮度值，调整所述待处理图像的色彩，从而能够有效的改善图像色彩的动态范围，提升图像的视觉效果，克服了现有技术中存在的针对若输入图像中有极少数像素的亮度值分别处于“最暗”和“最亮”附近的情况，无法有效改善图像色彩的动态范围的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的一种图像色彩均衡方法的示意流程图；

图2是本发明第一实施例提供的一种图像色彩均衡方法中步骤s102的具体实现流程图；

图3是本发明第一实施例提供的一种图像色彩均衡方法中步骤s103的具体实现流程图；

图4是本发明第二实施例提供的一种终端的示意性框图；

图5是本发明第三实施例提供的一种终端设备的示意性框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本发明第一实施例提供的一种图像色彩均衡方法的示意流程图。参见图1所示，本实施例提供的一种图像色彩均衡方法，包括：

步骤s101，获取待处理图像r、g、b三个色彩分量各自对应的直方图。

在本实施例中，所述待处理图像中每个像素均有r、g、b三个色彩分量，通过对所述待处理图像上各个像素点的r、g、b值进行分类统计，即可得到r、g、b三个色彩分量各自所对应的直方图，所述直方图的横坐标为亮度级别，纵坐标为像素点的数量。

步骤s102，分别根据所述三个色彩分量各自对应的直方图和预先设定的处理后图像在三个色彩分量上的最暗像素比例、最亮像素比例，计算得到处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值和最大亮度值。

参见图2所示，是本发明第一实施例中步骤s102的具体实现流程图。参见图2所示，步骤s102具体包括：

步骤s201，对所述待处理图像中色彩分量所对应的直方图进行统计，得到累积直方图分布函数h(n)＝|1≤x≤n|ii≤n|。

其中，n表示待处理图像中的像素数，ii表示待处理图像第i个像素点在该色彩分量上的亮度值，h(n)表示待处理图像中像素在该色彩分量上的亮度值小于数值n的像素点的数量。

例如，在一具体应用中，若直方图中亮度级别为1、2、3所对的像素数量分别为5、10、15，那么该直方图所对应的累积直方图中亮度级别为1、2、3所对应的像素数量分别为5、15、30。

步骤s202，分别根据所述色彩分量所对应的最暗像素比例、最亮像素比例以及所述图像中的像素数，计算得出所述图像中与所述色彩分量所对应的最暗像素数量a和最亮像素数量b。

步骤s203，分别按照方程：vmin＝h^-1(a),vmax＝h^-1(b)，计算得出所述图像在所述色彩分量上所对应的最小亮度值和最大亮度值。

其中，vmin表示最小亮度值，vmax表示最大亮度值，h^-1是h的逆运算。

需要说明的是，本实施例中对所述待处理图像的三个色彩分量分别进行独立处理，其所对应的算法相同，如上述步骤s201～步骤s203，其中每个色彩分量均对应有各自的最暗像素比例、最亮像素比例以及各自的最小亮度值和最大亮度值。各个色彩分量所对应的最暗像素比例或最亮像素比例可以相同，也可以不同。

步骤s103，根据所述处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值、最大亮度值以及待处理图像中各个像素点在所述三个色彩分量上的亮度值，调整所述待处理图像的色彩。

参见图3所示，是本发明一个实施例中步骤s103的具体实现流程图。如图3所示，步骤s103具体包括：

步骤s301，若所述待处理图像中某个像素点在色彩分量上的亮度值小于该色彩分量所对应的最小亮度值，则将该像素点在该色彩分量上的亮度值调整为所述最小亮度值。

步骤s302，若所述待处理图像中某个像素点在色彩分量上的亮度值大于该色彩分量所对应的最大亮度值，则将该像素点在该色彩分量上的亮度值调整为所述最大亮度值。

本实施例中，由于预先获取处理后图像在各个色彩分量上的最小亮度值和最大亮度值，然后在对待处理图像进行处理时，若待处理图像上的像素在色彩分量上的亮度值在所述最小亮度值与所述最大亮度值之外，则将其像素在该色彩分量上的亮度值调整为所述最小亮度值或者最大亮度值，从而保证即使待处理图像中色彩位于最暗或者最亮附近的像素点极少，也能够保证处理后的图像色彩的均衡，改善图像的视觉效果。

步骤s303，若所述待处理图像中某个像素点在色彩分量上的亮度值在与该色彩分量所对应的最小亮度值和最大亮度值之间，则按照预设的输出方程调整该像素点在该色彩分量上的亮度值。

进一步的，在本实施例中，所述预设的输出方程为：其中，qi为处理后图像中所述像素点在所述色彩分量上的亮度值，m为待处理图像中所述像素点在所述色彩分量上的亮度值的二进制位数。

在本实施例中，当待处理图像中像素点的在色彩分量上的亮度值在最小亮度值和最大亮度值之间时，则按照上述预设的输出方程对其进行色彩调整，当该像素点在三个色彩分量均调整后，再进行像素点色彩合成，即可得到该像素点输出后的色彩，在待处理图像上所有像素点的色彩调整均完成后，即可输出处理后的图像，得到色彩均衡的图像。

本实施例提供的一种图像均衡方法由于预先设置处理后图像上的最暗像素比例和最亮像素比例，然后根据设置比例结合待处理图像上各个色彩分量的直方图来确定处理后图像在各个色彩分量上的最小亮度值和最大亮度值，最后再根据处理后图像上各个色彩分量上的最小亮度值和最大亮度值以及待处理图像上各个像素点在三个色彩分量上的亮度值，分别对待处理图像的三个色彩分量进行独立处理，然后再综合三个色彩分量上处理结果输出色彩均衡后的图像，显示给用户，从而有效的改善了图像色彩的动态范围，提升了图像的视觉效果，克服了现有技术中存在的针对若输入图像中有极少数像素的亮度值分别处于“最暗”和“最亮”附近的情况，无法有效改善图像色彩的动态范围的问题。

图4是本发明第二实施例提供的一种终端的示意性框图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图4所示，本发明第二实施例提供的一种终端4，包括：

直方图获取单元41，用于获取待处理图像r、g、b三个色彩分量各自对应的直方图；

亮度阈值获取单元42，用于分别根据所述三个色彩分量各自对应的直方图和预先设定的处理后图像在三个色彩分量上的最暗像素比例、最亮像素比例，计算得到处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值和最大亮度值；

色彩调整单元43，用于根据所述处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值、最大亮度值以及待处理图像中各个像素点在所述三个色彩分量上的亮度值，调整所述待处理图像的色彩。

可选的，所述亮度阈值获取单元42具体用于：

对所述待处理图像中色彩分量所对应的直方图进行统计，得到累积直方图分布函数h(n)＝|1≤x≤n|ii≤n|，其中n表示待处理图像中的像素数，ii表示待处理图像第i个像素点在该色彩分量上的亮度值，h(n)表示待处理图像中像素在该色彩分量上的亮度值小于数值n的像素点的数量；

分别根据所述色彩分量所对应的最暗像素比例、最亮像素比例以及所述图像中的像素数，计算得出所述图像中与所述色彩分量所对应的最暗像素数量a和最亮像素数量b；

分别按照方程：vmin＝h^-1(a),vmax＝h^-1(b)，计算得出所述图像在所述色彩分量上所对应的最小亮度值和最大亮度值，其中vmin表示最小亮度值，vmax表示最大亮度值，h^-1是h的逆运算。

可选的，所述色彩调整单元43具体用于：

若所述待处理图像中某个像素点在色彩分量上的亮度值小于该色彩分量所对应的最小亮度值，则将该像素点在该色彩分量上的亮度值调整为所述最小亮度值；

若所述待处理图像中某个像素点在色彩分量上的亮度值大于该色彩分量所对应的最大亮度值，则将该像素点在该色彩分量上的亮度值调整为所述最大亮度值；

若所述待处理图像中某个像素点在色彩分量上的亮度值在与该色彩分量所对应的最小亮度值和最大亮度值之间，则按照预设的输出方程调整该像素点在该色彩分量上的亮度值。

可选的，所述预设的输出方程为：其中，qi为处理后图像中所述像素点在所述色彩分量上的亮度值，m为待处理图像中所述像素点在所述色彩分量上的亮度值的二进制位数。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述终端中的各个单元，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

以上可以看出，本发明实施例提供的终端同样可以有效的改善图像色彩的动态范围，提升图像的视觉效果，克服了现有技术中存在的针对若输入图像中有极少数像素的亮度值分别处于“最暗”和“最亮”附近的情况，无法有效改善图像色彩的动态范围的问题。

图5是本发明第三实施例提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块41至43的功能。

示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成直方图获取单元、亮度阈值获取单元以及色彩调整单元，各单元具体功能如下：

直方图获取单元，用于获取待处理图像r、g、b三个色彩分量各自对应的直方图；

亮度阈值获取单元，用于分别根据所述三个色彩分量各自对应的直方图和预先设定的处理后图像在三个色彩分量上的最暗像素比例、最亮像素比例，计算得到处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值和最大亮度值；

色彩调整单元，用于根据所述处理后图像在所述三个色彩分量上的最小亮度值、最大亮度值以及待处理图像中各个像素点在所述三个色彩分量上的亮度值，调整所述待处理图像的色彩。

所述终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端5的示例，并不构成对终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器51可以是所述终端5的内部存储单元，例如终端5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端5的外部存储设备，例如所述终端5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。