专利名称：色度信号处理方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术，特别涉及一种对图像信号的色度信号进行 增强处理的方法。
背景技术：
一般图像的显示，YUV格式或RGB格式的图像信号通过显示系统中的 CPU对图像信号处理后，将处理后的上屏信号送到显示屏上。原始图像经 CPU的色度处理后，输出图像的色彩处理方面无法完全还原图像的本来面 貌，层次感不强。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种图像的色度处理方法，能提升图 像色彩纯度，增强图像色彩的明亮程度。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是色度信号处理方法，
包括以下步骤
a、 计算输入原始图像各像素点的色彩相位角与色饱和度；
b、 判断像素点是否在增强区域内，如是，进入步骤C;如否，进入步
骤e;
C、对像素点的色彩相位角进行色相增强调整；所述色相增强调整为 把偏离标准色的相位角修正到标准色相位角，进入步骤d;
d、 对像素点的色饱和度进行色饱和度增强调整；
e、 保存该像素点的色度信号，判断是否处理完毕当前帧内所有的像素， 如是，输出图像；如否处理下一个像素点，回到步骤b。
所述增强区域包括
红色增强区域以色彩相位角103°为中心，正负偏移7.2。的区域内； 绿色增强区域以色彩相位角241。为中心，正负偏移7.2。的区域内； 蓝色增强区域以色彩相位角347。为中心，正负偏移7.2。的区域内； 肤色增强区域以色彩相位角180。为中心，正负偏移7.2。的区域内； 黄色增强区域以色彩相位角167。为中心，正负偏移7.2。的区域内； 紫色增强区域以色彩相位角61。为中心，正负偏移7.2。的区域内；
青色增强区域以色彩相位角283。为中心，正负偏移7.2。的区域内。
本发明的有益效果是提高图像层次感、使画面更加生动真实。
以下结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
图1为色度空间示意图2为实施例进行色度信号处理的系统示意图3为实施例色度信号处理的流程图。
具体实施例方式
色度信号包括色彩信号(即色相信号)与色饱和度信号。YUV格式信号 的色彩信号用角度来表示，即一个像素点的色彩相位角通过tan—1 (U/V)表 示。YUV格式信号中一个像素点的色饱和度为(U2 + V2)1/2。
对输入图像信号的色相与色饱和度的增强处理在UV色空间上划分出 需增强的色域空间，对落入上述的色域空间的像素点单独进行处理，每个 像素点可以通过调节它的UV坐标的角度和幅度来改变它的色相和色饱和 度。
UV色度空间如图1所示，光学三基色为红色、绿色、蓝色；三补色为 黄色、紫色、青色。标准红色的色彩相位角为103° ，标准绿色的色彩相位 角241° ,标准蓝色的色彩相位角347° ，标准肤色的色彩相位角180° ， 标准黄色的色彩相位角167° ，标准紫色的色彩相位角61° ，标准青色的 色彩相位角283° 。
1. 色相信号的处理
在色相信号的处理中，由于人眼对红色、绿色、蓝色与肤色特别敏感， 而肤色与黄色比较接近，也可以只对红色、绿色、蓝色、肤色、黄色进行 色相与色度的增强处理。标准色彩的相位角为该色彩增强区的中心相位角。 落入该增强区域内的像素点的相位角重新调整为该区域的中心相位角。
在Matlab的实际验证中，需要进行从0。 一360°到0 — 1区间的量化。 考虑到人眼的识别能力，即对于角度2%的变化不能识别，所以偏差角度最 大可以为7.2。(即360° *2%=7.2°)。
2. 色饱和度信号的处理
为了保证增强后的图像色彩更加分明，对色饱和度分量进行了分段线 性增强调整，以扩大色彩变化的动态范围，使图像色彩更加鲜明。
经过色相信号的判断后，对选定的色域同时进行色饱和度的提升，即对于所选择区域，在YUV空间分别对调整后的U、 V信号进行相应的扩展， 使得色彩值更接近于标准色所在区域，使得色彩更加纯正，颜色更加鲜艳。 实施例如图2所示，显示系统包括CPU、色域空间增强模块、显示屏，CPU通 过色域空间增强模块与显示屏相连。色域空间增强模块接受输入信号为TTL电平，而从CPU输出的信号为 LVDS差分信号。在CPU与色域空间增强模块之间设置有LVDS/TTL转换器； 如显示屏接口为TTL电平接口，则色域空间增强模块与显示屏直接相连。 但目前的等离子、液晶显示屏的图像信号输入接口一般为LVDS接口，所以 在色域空间增强模块与显示屏之间还连接有TTL/LVDS转换器。如输入色域空间增强模块的原始图像信号为RGB格式，则需转换为YUV 格式信号再进行处理。色域空间增强模块将图像缓存后的像素点逐点处理，首先对图像进行 色彩空间的转化，进行亮色分离，然后对色相信号进行处理，提升图像的 色彩纯度，对色饱和度信号进行处理，增强图像色彩的明亮程度。然后YUV 到RGB转化输出。本实施例对三基色、三补色与肤色分别进行了色相与色度的提升，处 理流程如图3所示1.色相信号的处理通过相位检测器检测输入原始图像各像素点的色彩相位角，为了达到 增强色彩的目的，本实施例将实际检测范围为标准角度正负偏差5。的范 围。定义设置参数如下红色增强区域为(98° ，108° :);绿色增强区域为(236°，246°);蓝色增强区域为(242°，252。);肤色增强区域为(175。，185°);黄色增强区域为(1620，172°);黄色增强区域为(56。，66° );青色增强区域为(278°，2880)。这样，只要是落入某增强区域内的像素点的色彩相位角就增强为该增强区域的标准色的色彩相位角。如一像素点的色彩相位角为100° ，落入红 色增强区域，那么该像素点的色彩相位角增强后为103° (标准红色的色彩 相位角)。在设计中，考虑到这样的处理可能导致大的色彩偏差，比如低对比度 细节的合并，平滑区域出现纹波等，因此只针对高饱和度色彩值进行了矫 正，如果对全彩色进行校正，算法需进行修正，改为H—targe (i， j) = 6 + H—scale*(H(i, j)— 0 )其中，H(i, j)为i行j列的像素点原始的彩色相位角值，e为该增强 区域的标准色的相位角(中心相位角)；H—targe (i， j)为i行j列的像素 点增强后的彩色相位角值；H(i，j)=tan-1 (U/V); H—scale为彩色相位角 调整系数，取值在0到1之间，值越小调整效果越明显。本实施例中将H_SCale设置为0.5,因为在芯片中不可能存储小数， 因此实际对应的寄存器值为0. 5* 255 = 127。 (H—scale范围是0-1，是算 法方面的，为了方便处理。但是在芯片设计中还是采用的从0到255的范 围)。本领域技术人员完全可以根据上述说明与实际情况的结合，对H—scale 进行调整。2.色饱和度信号的处理在具体算法上，表现为S (i， j) =(U2 (i， j) + V2 (i， j) )1/2其中，S (i， j)为原始图像第i行j列的色饱和度值，而要使图像的 色彩更加鲜明和纯正，需要提升图像的色饱和度值。所以需要在图像的坐 标轴上向外扩展图像的U、 V色差信号。在实现上，设定了扩展程度系数，可以根据实际图像进行调整。当然， 在今后的应用中，还可以考虑增加选择的区域和扩展色域的增强范围，这 样可以使得整体图像的色彩都得到提升，真正还原自然界的图像的原始色 彩。下面是对色饱和度算法的重新整理补充部分。对分布在需要提升的色饱和度的增强区域内的像素点，重新计算该像 素点的色饱和度值。7个增强区域都有一个用户可以设定的色饱和度目标值A (可根据实际
效果调整)，同时还有设置有一个范围值delta。本实施例中，delta设置 为A/2; A设置为240 * 1.414 (实际寄存器值)。对于分布在[A-delta， A]的增强区域的像素点按照下面的公式计算提 升后的色饱和度，然后可以计算出提升比例，对U、 V值做同样的提升。S一targe (i， j) = S (i， j) + V—scale *( S(i， j) - S)S(i， j)为第i行j列像素点的原始色饱和度，S—targe (i， j)为第i 行j列的像素点提升后的色饱和度，S为用户设定的色饱和度目标值，在此 设置S为240 * 1. 414， V—scale范围是0-255，其中V—scale分别对应 着7个UV的值，用户可以设定的，可以根据实际情况进行调整。在此设置 V—scale为O. 5 (对应的芯片寄存器值为255 * 0. 5 = 127)。经过上面的处理后YUV的值都是处理过的已知参数，进行YUV到RGB 色空间转换。重新调整后的像素点与没有落在增强区域的未处理的像素点一起经像 素矩阵统一处理后缓存输出，经TTL/LVDS转换器显示到显示屏上。
权利要求
1、 色度信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤a、 计算输入原始图像各像素点的色彩相位角与色饱和度；b、 判断像素点是否在增强区域内，如是，进入步骤C;如否，进入步骤e;C、对像素点的色彩相位角进行色相增强调整；所述色相增强调整为 把偏离标准色相位角修正到标准色相位角；d、 对像素点的色饱和度进行色饱和度增强调整；e、 保存该像素点的信号，判断是否处理完毕当前帧内所有的像素，如 是，输出图像；如否处理下一个像素点，回到步骤b。
2、 如权利要求1所述的色度信号处理方法，其特征在于，所述增强区 域包括红色增强区域以色彩相位角103。为中心，正负偏移值为7.2。的区 域内；绿色增强区域以色彩相位角241°为中心，正负偏移值为7.2。的区 域内；蓝色增强区域以色彩相位角347°为中心，正负偏移值为7.2。的区 域内；肤色增强区域以色彩相位角180°为中心，正负偏移值为7.2。的区 域内；黄色增强区域以色彩相位角167。为中心，正负偏移值为7.2。的区 域内。
3、 如权利要求2所述的色度信号处理方法，其特征在于，所述增强区 域还包括紫色增强区域以色彩相位角61°为中心，正负偏移值为7.2°的区 域内；青色增强区域以色彩相位角283。为中心，正负偏移值为7.2。的区 域内。
4、 如权利要求2或3所述的色度信号处理方法，其特征在于，所述正 负偏移值为5。。
5、 如权利要求4所述的色度信号处理方法，其特征在于，所述色相增 强调整所采用的算法为<formula>formula see original document page 3</formula>H(i, j)为第i行j列的像素点原始的彩色相位角值，e为该增强区域 的标准色的相位角；H—targe (i， j)为第i行j列像素点增强后的彩色相位 角值；H—scale为彩色相位角调整系数，取值在0到1之间。
6、 如权利要求5所述的色度信号处理方法，其特征在于，所述色饱和 度增强调整所采用的算法为<formula>formula see original document page 3</formula>S(i， j)为第i行j列像素点的原始色饱和度，S_targe (i， j)为第i行j列的像素点提升后的色饱和度，S为用户设定的色饱和度目标值，V_scale范围是0-255。
7、 如权利要求1、 2或3所述的色度信号处理方法，其特征在于，所 述色相增强调整所采用的算法为 <formula>formula see original document page 3</formula>H(i， j)为第i行j列的像素点原始的彩色相位角值，e为该增强区域 的标准色的相位角；H—targe (i, j)为第i行j列像素点增强后的彩色相位 角值；H—scale为彩色相位角调整系数，取值在O到l之间。
8、 如权利要求7所述的色度信号处理方法，其特征在于，所述色饱和 度增强调整所采用的算法为<formula>formula see original document page 3</formula>S(i， j)为第i行j列像素点的原始色饱和度，S—targe (i， j)为第i行j列的像素点提升后的色饱和度，S为用户设定的色饱和度目标值，V—scale范围是0-255。
全文摘要
色度信号处理方法，涉及图像处理技术，特别涉及一种对图像信号的色度信号进行增强处理的方法。本发明公开了一种图像的色度处理方法，能提升图像色彩纯度，增强图像色彩的明亮程度。本发明的色度信号处理方法，包括以下步骤a.计算输入原始图像各像素点的色彩相位角与色饱和度；b.判断像素点是否在增强区域内，如是，进入步骤c；如否，进入步骤e；c.对像素点的色彩相位角进行色相增强调整后进入步骤d；d.对像素点的色饱和度进行色饱和度增强调整；e.保存该像素点的色度信号，判断是否处理完毕，如是，输出图像；如否，处理下一个像素点，回到步骤b。本发明的有益效果是提高图像层次感、使画面更加生动真实。
文档编号H04N9/64GK101123733SQ20071010072
公开日2008年2月13日 申请日期2007年4月13日 优先权日2007年4月13日
发明者结 卢, 吴久清, 张俊喜, 苏荣强 申请人:四川长虹电器股份有限公司