图像处理方法、装置及设备与流程

本申请涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种图像处理方法、装置及设备。

背景技术：

伪彩现象主要来源于两个方面，第一方面，是来自光学成像中的色差现象；不同波长的光分量在透镜中的折射率存在差别，导致成像画面在高频区、边缘区存在局部偏色现象，例如明暗边缘的紫边现象、色斑现象等。

第二方面，是来自彩色图像传感器在离散采样过程中产生的色彩混叠(coloraliasing)现象；这种色彩混叠现象通常出现在图像中的高频细节区域或者强边缘区域，通过常规的图像插值、复原等方法是难以完全消除的。也就是说，伪彩现象主要存在于彩色图像中的局部高频区域，这些高频区域包括了强边缘、强纹理等区域。

伪彩现象是彩色图像成像中普遍存在的一类问题，这种现象会对彩色图像的视觉效果造成比较严重的负面影响。

现有技术中的去伪彩方法，是直接将图像的色度值整体进行滤波、衰减等处理，这种处理方法中，由于非伪彩区也有很大概率被误处理，因此，这种处理方法会导致彩色图像的色彩失真。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种图像处理方法，所述方法包括：

获取待处理图像；

针对所述待处理图像的每个像素点，根据该像素点及其预设范围内的像素点的原始亮度值以及该像素点的原始色度值计算该像素点的调整权重；

根据每个所述像素点的原始色度值对所述待处理图像进行滤波，获得待处理图像中原始色度值的高频分量以及低频分量；

根据每个所述像素点的调整权重调整所述待处理图像的高频分量；

根据所述低频分量、调整后的高频分量以及原始亮度值获得处理后的图像。

可选地，所述针对所述待处理图像的每个像素点，根据该像素点及其预设范围内的像素点的原始亮度值以及该像素点的原始色度值计算该像素点的调整权重的步骤包括：

计算所述像素点与该像素点预设范围内其他像素点之间原始亮度值的亮度差异参数；

根据所述像素点的原始色度值计算所述像素点的饱和度；

根据所述亮度差异参数以及所述饱和度计算所述像素点的调整权重。

可选地，所述根据所述亮度差异参数以及所述饱和度计算所述像素点的调整权重的步骤包括：

根据所述像素点的所述亮度差异参数计算所述像素点的第一权重；

根据所述像素点的所述饱和度计算该像素点的第二权重；

根据所述第一权重以及所述第二权重获得所述调整权重。

可选地，所述根据所述像素点的所述亮度差异参数计算所述像素点的第一权重的步骤包括，

根据所述亮度差异参数与预设的第一亮度差异阈值以及预设的第二亮度差异阈值的关系计算所述第一权重。

可选地，所述根据所述像素点的所述饱和度计算所述像素点的第二权重的步骤包括，

根据所述饱和度与预设的饱和度阈值之间的关系计算所述第二权重。

可选地，所述计算所述像素点与该像素点预设范围内其他像素点之间原始亮度值的亮度差异参数的步骤包括：

计算所述像素点的原始亮度值与该像素点预设范围内每个像素点的原始亮度值的均方误差或者平均绝对值误差；

将所述亮度差异参数设置为所述均方误差或者所述平均绝对值误差。

可选地，在所述获取待处理图像的步骤前，所述方法还包括，

将所述待处理图像转化到亮度分量和色度分量相互独立的色彩空间。

可选地，所述方法还包括，将所述处理后的图像转化到预设的色彩空间，得到目标图像。

本申请的另一目的在于提供一种图像处理装置，所述图像处理装置包括获取模块、权重计算模块、色度处理模块、调整模块以及图像生成模块：

所述获取模块用于获取待处理图像；

所述权重计算模块用于针对所述待处理图像的每个像素点，根据该像素点及其预设范围内的像素点的原始亮度值以及该像素点的原始色度值计算该像素点的调整权重；

所述色度处理模块用于根据原始色度值对所述待处理图像进行滤波，获得待处理图像中原始色度值的高频分量以及低频分量；

所述调整模块用于根据每个所述像素点的调整权重调整所述待处理图像的高频分量；

所述图像生成模块用于根据所述低频分量、调整后的高频分量以及原始亮度值获得处理后的图像。

本申请的另一目的在于提供一种图像处理设备，所述图像处理设备包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可执行的指令，所述处理器调用或执行所述指令时，促使所述图像处理设备：

获取待处理图像；

针对所述待处理图像的每个像素点，根据该像素点及其预设范围内的像素点的原始亮度值以及该像素点的原始色度值计算该像素点的调整权重；

根据每个所述像素点的原始色度值对所述待处理图像进行滤波，获得待处理图像中原始色度值的高频分量以及低频分量；

根据每个所述像素点的调整权重调整所述待处理图像的高频分量；

根据所述低频分量、调整后的高频分量以及原始亮度值获得处理后的图像。

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例中，通过待处理图像的原始色度值和原始亮度值来计算每个像素点的调整权重，计算待处理图像的低频分量以及高频分量，根据调整权重对高频分量进行调整，从而根据低频分量、调整后的高频分量以及原始亮度值获得处理后的图像。本实施例中，从待处理图像的原始色度值中将高频分量提取出来，在处理图像时，只对高频分量进行调整，能够避免色彩失真。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的图像处理设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的图像处理方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的调整权重的计算流程示意图一；

图4为本申请实施例提供的调整权重的计算流程示意图二；

图5为本申请实施例提供的图像处理装置的结构框图。

图标：110-存储器；120-处理器；130-图像采集设备；210-获取模块；220-权重计算模块；230-色度处理模块；240-调整模块；250-图像生成模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1，图1是本申请实施例提供图像处理设备的结构示意图。所述图像处理设备可以包括处理器120和存储器110，所述处理器120和所述存储器110电性连接以实现数据交互，例如，处理器120和存储器110之间可以通过一条或多条通讯总线或者信号线实现电性连接。

在本实施例的图像处理设备中，所述存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储器110用于存储可执行指令，所述处理器120在接收到可执行指令后，执行该指令。

本实施例中，所述存储器110或者所述处理器120还可以与外部的图像采集设备130电性连接，用于与所述图像采集设备130之间进行数据交互。

请参照图2，图2是可以应用于图1所示的图像处理设备的一种图像处理方法的流程图，以下将对所述方法包含的各个步骤进行详细阐述。一种图像处理方法，所述方法包括：

步骤s110，获取待处理图像。

在本实施例中，需要根据待处理图像的色度分量和亮度分量对待处理图像进行调整，因此需要将不是色度分量和亮度分量相互独立的色彩空间表示的待处理图像转化到亮度分量和色度分量相互独立的色彩空间表示。

例如当所述图像为rgb图像时，即将rgb图像转化到用亮度分量和色度分量相互独立表示的色彩空间，得到所述待处理图像。例如，将图像从rgb色彩空间转换到yiq空间的方法为：

其中y代表亮度分量，i、q分别代表i色度分量、q色度分量。r、g、b分别代表红、绿、蓝三个颜色的色度分量。

通过上述步骤可以将所述待处理图像通过亮度和色度可分离的色彩空间，即亮度分量、色度分量相互独立表示的色彩空间表示。亮度和色度可分离的色彩空间可以是，但不限于yuv、yiq、lab、hsl或者hsv等有标准定义的亮度与色度分离的色彩空间。亮度和色度可分离的色彩空间也可以是自定义的亮度分量、色度分量相互独立表示的色彩空间。本实施例中，亮度分量和色度分量不是相互独立表示的色彩空间可以是，但不限于rgb空间。

步骤s120，针对所述待处理图像的每个像素点，根据该像素点及其预设范围内的像素点的原始亮度值以及该像素点的原始色度值计算该像素点的调整权重。

本实施例中，可以获取待处理图像的每个像素点的原始亮度值以及原始色度值，然后根据该像素点的原始亮度值、该像素点预设范围内的其他像素点的原始亮度值以及该像素点的原始色度值计算该像素点的调整权重。每个像素点的原始亮度值即待处理图像在采用色度分量和亮度分量相互独立的色彩空间表示时，该像素点的亮度分量。每个像素点的原始色度值即待处理图像在采用色度分量和亮度分量相互独立的色彩空间表示时，该像素点的色度分量。

请参照图3，具体的，步骤s120可以包括步骤s121到步骤s123：

步骤s121，计算所述像素点与该像素点预设范围内其他像素点之间原始亮度值的亮度差异参数。

可选地，所述计算所述像素点与该像素点预设范围内其他像素点之间原始亮度值的亮度差异参数的步骤包括：

计算所述像素点的原始亮度值与该像素点预设范围内每个像素点的原始亮度值的均方误差或者平均绝对值误差。

将所述亮度差异参数设置为所述均方误差或者所述平均绝对值误差。

也就是说，本实施例中，可以将所述像素点的原始亮度值与该像素点预设范围内每个像素点的原始亮度值的均方误差作为亮度差异参数。

所述像素点的原始亮度值与该像素点预设范围内每个像素点的原始亮度值的均方误差的计算公式为：

其中，(x,y)代表了像素点位置，d(x,y)代表了(x,y)点的亮度差异参数，ω(x,y)代表以像素点(x,y)为中心的一定大小的邻域，即像素点(x,y)预设范围，n代表了该邻域中的像素个数，代表了y分量在邻域ω中的平均值。

本实施例中，所述像素点与该像素点预设范围内其他像素点之间原始亮度值的差异参数的计算方法也可以是该像素点的亮度分量与该像素点预设范围内的其他像素点的亮度分量的平均绝对值误差。

所述像素点的原始亮度值与该像素点预设范围内每个像素点的原始亮度值的均方误差的计算公式：

本实施例中，所述亮度差异参数还可以根据所述像素点的原始亮度值、原始色度值以及该像素点预设范围内其他像素点的原始亮度值、原始色度值计算得出。

以下结合具体例子来说明基于均方误差以及基于平均绝对值误差的方法：

基于均方误差的所述像素点与该像素点预设范围内其他像素点之间原始亮度值的亮度差异参数的计算方法为：计算该像素点的亮度分量与该像素点预设范围内的其他像素点的亮度分量的均方误差a1。计算该像素点的色度分量与该像素点预设范围内的其他像素点的色度分量的均方误差a2。将亮度差异参数设置为a1与a2之和。

基于平均绝对值误差的所述像素点与该像素点预设范围内其他像素点之间原始亮度值的亮度差异参数的计算方法为：计算该像素点的亮度分量与该像素点预设范围内的其他像素点的亮度分量的平均绝对值误差b1。计算该像素点的色度分量与该像素点预设范围内的其他像素点的色度分量的平均绝对值误差b2。将亮度差异参数设置为b1与b2之和。

步骤s122，根据所述像素点的原始色度值计算所述像素点的饱和度。

本实施例中，所述饱和度可以根据以下公式计算：

步骤s123，根据所述亮度差异参数以及所述饱和度计算所述像素点的调整权重。

请参照图4，具体地，本实施例的步骤s123可以包括步骤s1231到步骤s1233：

步骤s1231，根据所述像素点的所述亮度差异参数计算所述像素点的第一权重。

可选地，所述根据所述像素点的所述亮度差异参数计算所述像素点的第一权重的步骤包括，

根据所述亮度差异参数与预设的第一亮度差异阈值以及预设的第二亮度差异阈值的关系计算所述第一权重。

其中，w1表示第一权重，dth1表示第一亮度差异阈值，dth2表示第二亮度差异阈值，dth1与dth2满足dth2>dth1,1，最小权重值w1^min满足0<＝w1^min<＝1。阈值参数第一亮度差异阈值dth1、第二亮度差异阈值dth2与最小权重值w1^min的取值需根据实际图像效果确定。以8bit图像为例，分别取w1^min＝0.2，dth1＝15，dth2＝100。

步骤s1232，根据所述像素点的所述饱和度计算该像素点的第二权重。

可选地，所述根据所述像素点的所述饱和度计算所述像素点的第二权重的步骤包括，

根据所述饱和度与预设的饱和度阈值之间的关系计算所述第二权重。

其中，w2表示第二权重，最小权重值w2^min满足0<＝w2^min<＝1。阈值参数sth与最小权重值w2^min的取值根据经验公式计算得到，以8bit图像为例，分别取w2^min＝0.5，sth＝80。

步骤s1233，根据所述第一权重以及所述第二权重获得所述调整权重。

可选地，本实施例中将所述第一权重与所述第二权重相乘，获得所述调整权重，也就是说，将所述第一权重与所述第二权重相乘的结果作为调整权重。此时，调整权重的计算公式为：

wc＝w1·w2

其中，调整权重wc满足0<＝wc<＝1。

可选地，本实施例中，将所述第一权重与所述第二权重之和求平均，获得所述调整权重，也就是说，将所述第一权重与所述第二权重之和的平均值作为调整权重。

步骤s130，根据每个所述像素点的原始色度值对所述待处理图像进行滤波，获得待处理图像的原始色度值的高频分量以及低频分量。

本步骤用于对图像进行分层处理，以得到待处理图像的低频分量和高频分量。

本实施例中，在对图像进行分层处理时，可以对待处理图像进行低通滤波，获得待处理图像的低频分量，然后在待处理图像的原始色度分量中去除高频分量，获得高频分量。也可以对待处理图像进行高通滤波，获得待处理图像的高频分量，然后在待处理图像的原始色度分量中去除高频分量，获得低频分量。其中，每个像素点在高频分量中对应的色度值为该像素点的高频色度值，每个像素点在低频分量中对应的色度值为该像素点的低频色度值。

本实施例中，步骤s130用于进行滤波的滤波器可以是例如均值滤波、高斯低频滤波、小波滤波中值滤波、双边滤波、导向滤波等低通滤波器，也可以是拉普拉斯等高通滤波器。下面以均值滤波为例，介绍图像分层的实施过程：

首先，定义一个5*5大小的均值滤波模板mask：

其次，结合上述5*5模板与待处理图像的色度分量对图像进行滤波，以包括了i色度分量、q色度分量的yiq空间为例，yiq空间中，色度分量包括i色度分量、q色度分量。通过下述公式可以计算得到每一个像素点的低频色度值的结果：

其中，i、q分别表示像素点的原始色度值中i色度分量的大小、q色度分量的大小，代表卷积运算。ibase、qbase分别为滤波后得到的i色度分量的低频分量、q色度分量的低频分量。

获得低频分量后，根据待处理图像中的每个像素点的原始色度分量计算该像素点的高频分量，换句话说，就是在待处理图像的原始色度分量中去除低频分量。

具体地，在去除待处理图像的原始色度分量中的低频分量时，可以针对每一个像素点的计算该像素点的高频色度值，一个像素点的高频色度值的计算公式为：

idet＝i-ibase

qdet＝q-qbase

idet为去除低频分量后该像素点的i色度分量的大小、q色度分量的大小，也就是说，idet为该像素点的原始色度值的i色度分量减去ibase后的值，qdet是像素点的原始色度值减去该像素点的qbase后的值。如此，便可获得由待处理图像中去除低频分量后每个像素点对应的色度分量(即高频色度值，包括i色度分量、q色度分量)构成的高频分量。

步骤s140，根据每个所述像素点的调整权重调整所述待处理图像的高频分量。

本实施例能够获得调整后的高频分量。

步骤s150，根据所述低频分量、调整后的高频分量以及原始亮度值获得处理后的图像。

本步骤中，根据步骤s120获得的调整权重wc调整色度分量的高频分量，并根据待处理图像的低频分量、调整后的高频分量以及原始亮度值重建得到去伪彩处理后的图像。以本实施例中采用的yiq空间为例：处理前后，图像亮度分量保持不变，色度分量的低频分量的也保持不变，色度分量高频分量的按调整权重wc做局部衰减处理。

以一个像素点为例，像素点的原始亮度值y保持不变，低频分量对应的色度分量ibase、qbase也保持不变，高频分量对应的色度分量idet、qdet按调整权重wc做局部衰减处理，最终处理后的图像y'i'q'为：

y'＝y

i'＝ibase+idet*wc

q'＝qbase+qdet*wc

其中，y'为处理后的图像中像素点的亮度分量，i'为处理后的图像中的i色度分量，q'为处理后的图像中的q色度分量。

可选地，所述方法还包括，将所述处理后的图像转化到预设的色彩空间，得到目标图像。

本步骤用于在实际过程中，将处理后的图像转化到需要的色彩空间来进行表示。例如，可以将处理后的图像转化到用rgb空间表示的色彩空间，其具体转化方法为：

本申请的另一目的在于提供一种图像处理装置，请参照图5，所述图像处理装置包括获取模块210、权重计算模块220、色度处理模块230、调整模块240以及图像生成模块250，所述图像处理装置包括一个可以软件或固件的形式存储于所述存储器110中或固化在所述图像处理设备的操作系统(operatingsystem，os)中的软件功能模块。

所述获取模块210用于获取待处理图像。

本实施例中的获取模块210用于执行图2所示的步骤s110，关于所述获取模块210的具体描述可参照对所述步骤s110的描述。

所述权重计算模块220用于针对所述待处理图像的每个像素点，根据该像素点及其预设范围内的像素点的原始亮度值以及该像素点的原始色度值计算该像素点的调整权重。

本实施例中的权重计算模块220用于执行图2所示的步骤s120，关于所述获取模块210的具体描述可参照对所述步骤s120的描述。

所述色度处理模块230用于根据原始色度值对所述待处理图像进行滤波，获得待处理图像中原始色度值的高频分量以及低频分量；

本实施例中的色度处理模块230用于执行图2所示的步骤s130，关于所述获取模块210的具体描述可参照对所述步骤s130的描述。

所述调整模块240用于根据每个所述像素点的调整权重调整所述待处理图像的高频分量。

本实施例中的调整模块240用于执行图2所示的步骤s140，关于所述获取模块210的具体描述可参照对所述步骤s140的描述。

所述图像生成模块250用于根据待处理图像的所述低频分量、调整后的高频分量以及原始亮度值获得处理后的图像。

本实施例中的图像生成模块250用于执行图2所示的步骤s150，关于所述获取模块210的具体描述可参照对所述步骤s150的描述。

综上所述，本申请实施例本通过待处理图像的原始色度值和原始亮度值来计算每个像素点的调整权重，计算待处理图像的低频分量以及高频分量，根据调整权重对待处理图像的高频分量进行调整，从而根据调整前的低频分量、调整后的高频分量以及原始亮度值获得处理后的图像。本实施例中，将高频分量提取出来，在处理图像时，只对高频分量进行调整，能够图像避免色彩失真。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。