專利名稱：一種影像色彩校正方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及影像處理領(lǐng)域，特別是一種影像色彩校正方法及其裝置。
背景技術(shù)：
圖像復(fù)原是圖像處理的一個(gè)重要部分，它的主要目的是改善圖像質(zhì)量，當(dāng)給定了一副退化的或者受到噪聲污染的圖像后，利用退化現(xiàn)象的某種先驗(yàn)知識(shí)來(lái)重建或恢復(fù)原有圖像是圖像復(fù)原處理的主要過(guò)程。近年來(lái)，數(shù)碼相機(jī)、電子式攝像機(jī)、電話手機(jī)等具有彩色影像捕捉裝置的電子設(shè)備廣為流行。一般而言，這些電子設(shè)備中設(shè)有半導(dǎo)體影像傳感器以將攝取的影像轉(zhuǎn)化成電訊號(hào)。由于影像傳感器對(duì)于色彩感測(cè)性能的固有限制，使得根據(jù)其輸出的影像色彩通常需要校正。關(guān)于影像色彩校正方法，已知有很多現(xiàn)有技術(shù)使用色彩矩陣以校正影像的色彩。 例如，申請(qǐng)?zhí)枮?00510115787. 7的中國(guó)專利公開(kāi)的一種色彩校正方法，通過(guò)對(duì)邊界條件的限定來(lái)獲得色彩校正效果比較好的校正矩陣。但是，對(duì)于整個(gè)RGB色彩空間的色彩校正，上述這些方法都是采用單一的色彩矩陣對(duì)整個(gè)RGB色彩空間統(tǒng)一處理，因此，處理后的色彩仍然無(wú)法達(dá)到更接近實(shí)際的色彩效^ ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種影像色彩校正方法及其裝置，以解決現(xiàn)有影像處理方法中，色彩校正效果不理想的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種影像色彩校正方法，包括如下步驟獲取源影像信號(hào)，所述源影像信號(hào)包括多種源色彩；傳輸源影像信號(hào)至處理單元，所述處理單元包括多種色彩矩陣；處理源影像信號(hào)，通過(guò)色彩矩陣將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)；輸出目標(biāo)影像信號(hào)。可選的，所述多種色彩矩陣包括紅色色彩矩陣、綠色色彩矩陣及藍(lán)色色彩矩陣?？蛇x的，所述將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)的方法為將源影像信號(hào)中的源紅色及近源紅色像素值與紅色色彩矩陣相乘，得到目標(biāo)紅色像素值；將源影像信號(hào)中的源藍(lán)色及近源藍(lán)色像素值與藍(lán)色色彩矩陣相乘，得到目標(biāo)藍(lán)色像素值；將源影像信號(hào)中的源綠色及近源綠色像素值與綠色色彩矩陣相乘，得到目標(biāo)綠色像素值，所述紅色、藍(lán)色、綠色目標(biāo)像素值組成目標(biāo)影像信號(hào)?？蛇x的，所述色彩矩陣通過(guò)如下步驟獲得獲取標(biāo)準(zhǔn)色板的標(biāo)準(zhǔn)源色彩像素值矩陣；獲取標(biāo)準(zhǔn)色板的標(biāo)準(zhǔn)源色彩像素值對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)色彩像素值矩陣；利用[RGB]’ = [RGB] XM公式計(jì)算獲得色彩矩陣M，其中[RGB]為標(biāo)準(zhǔn)源色彩的像素值矩陣，[RGB]’為所述標(biāo)準(zhǔn)源色彩對(duì)應(yīng)的校正后的色彩像素值矩陣。一種影像色彩校正裝置，包括拾取單元，用于獲取源影像信號(hào)；傳輸單元，接收拾取單元中源影像信號(hào)并進(jìn)行傳輸；處理單元，接收傳輸單元傳輸?shù)脑从跋裥盘?hào)，并將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)；輸出單元，用于將目標(biāo)影像信號(hào)輸出。可選的，所述處理單元中包括有多種色彩矩陣?？蛇x的，所述多種色彩矩陣包括紅色色彩矩陣、綠色色彩矩陣及藍(lán)色色彩矩陣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)處理單元將獲取的影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)，所述處理單元包含多種色彩矩陣，使得處理單元能夠?qū)υ从跋裥盘?hào)中不同的色系與相應(yīng)色彩矩陣結(jié)合進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)換，從而提高影像處理效果，使輸出的目標(biāo)影像信號(hào)顯示出更逼真的影像。進(jìn)一步，將源影像信號(hào)中的源紅色及近源紅色像素值與紅色色彩矩陣相乘，得到目標(biāo)紅色像素值；將源影像信號(hào)中的源藍(lán)色及近源藍(lán)色像素值與藍(lán)色色彩矩陣相乘，得到目標(biāo)藍(lán)色像素值；將源影像信號(hào)中的源綠色及近源綠色像素值與綠色色彩矩陣相乘，得到目標(biāo)綠色像素值，所述紅色、藍(lán)色、綠色目標(biāo)像素值組成目標(biāo)影像信號(hào)。將源影像信號(hào)中不同顏色像素值與相應(yīng)色彩矩陣相乘，獲取目標(biāo)顏色像素值，從而提高影像處理效果，使輸出的目標(biāo)影像信號(hào)顯示出更逼真的影像。


圖1是本發(fā)明影像色彩校正方法具體實(shí)施方式
流程示意圖；圖2是本發(fā)明中獲得色彩矩陣具體實(shí)施方式
流程示意圖；圖3是本發(fā)明具體實(shí)施例中源色彩像素值[RGB]分類示意圖；圖4是本發(fā)明影像色彩校正裝置的具體實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有影像色彩校正中，對(duì)色彩修正的方法一般采用單一色彩矩陣對(duì)源色彩進(jìn)行轉(zhuǎn)換校正，使其更接近實(shí)際色彩。但是，對(duì)于不同的色系，單一色彩矩陣校正的效果并不理想。其原因在于，對(duì)不同色系采用單一色彩矩陣進(jìn)行校正時(shí)，所述色彩矩陣受到的制約條件比較多，無(wú)法對(duì)不同的色系進(jìn)行區(qū)別校正，使得校正的效果無(wú)法很好地接近實(shí)際色彩。針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)明人提出了一種影像色彩校正方法，其技術(shù)方案如下 如圖1所示，執(zhí)行步驟S11，獲取源影像信號(hào)，所述源影像信號(hào)包括多種源色彩；執(zhí)行步驟 S12，傳輸源影像信號(hào)至處理單元，所述處理單元包括多種色彩矩陣；執(zhí)行步驟S13，處理源影像信號(hào)，通過(guò)色彩矩陣將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)；執(zhí)行步驟S14，輸出目標(biāo)影像信號(hào)。本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)處理單元將獲取的影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)，所述處理單元包含多種色彩矩陣，使得處理單元能夠?qū)υ从跋裥盘?hào)中不同的色系進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)換， 從而提高影像處理效果，使輸出的目標(biāo)影像信號(hào)顯示出更逼真的影像。基于上述影像色彩校正方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種影像色彩校正裝置，包括 拾取單元，用于獲取源影像信號(hào)；傳輸單元，接收拾取單元中源影像信號(hào)并進(jìn)行傳輸；處理單元，接收傳輸單元傳輸?shù)脑从跋裥盘?hào)，并將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)；輸出單元， 用于將目標(biāo)影像信號(hào)輸出。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明影像色彩校正方法具體實(shí)施方式
流程示意圖。執(zhí)行步驟S11，獲取源影像信號(hào)，所述源影像信號(hào)包括多種源色彩。本實(shí)施例中，所述獲取源影像信號(hào)，采用具有感知影像色彩的器件單元，比如圖像傳感器；所述獲取的源影像信號(hào)為器件單元感知的影像色彩對(duì)應(yīng)的三原色色彩空間的RGB 像素值。執(zhí)行步驟S12，傳輸源影像信號(hào)至處理單元，所述處理單元包括多種色彩矩陣。本實(shí)施例中，通常采用數(shù)據(jù)線將獲取的源影像信號(hào)傳輸至處理單元，但不局限于此。其中，處理單元中包含有多種色彩矩陣，例如，紅色色彩矩陣、綠色色彩矩陣和藍(lán)色色彩矩陣。所述色彩矩陣通過(guò)以下方法得到如圖2所示，以M色色板為例，執(zhí)行步驟S21， 獲取標(biāo)準(zhǔn)色板的標(biāo)準(zhǔn)源色彩像素值矩陣；本實(shí)施例中，利用圖像傳感器獲取標(biāo)準(zhǔn)色板的標(biāo)準(zhǔn)源色彩像素值矩陣[RGB]。本實(shí)施例中，所述[RGB]是指源色彩對(duì)應(yīng)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三原色空間的像素值構(gòu)成的矩陣。執(zhí)行步驟S22，獲取標(biāo)準(zhǔn)色板的標(biāo)準(zhǔn)源色彩像素值對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)色彩像素值矩陣；本實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)色板在標(biāo)準(zhǔn)光源下會(huì)呈現(xiàn)出景物標(biāo)準(zhǔn)色板標(biāo)稱色彩像素值矩陣[RGB]"，也就是[RGB]校正后得到的[RGB]'所要趨向的目標(biāo)值。通過(guò)公式[RGB]'= [RGB] XM'，將M'值設(shè)定為一個(gè)假定值，獲取標(biāo)準(zhǔn)源色彩對(duì)應(yīng)的校正后的色彩像素值矩陣 [RGB]，。方法如下先通過(guò)查表獲取M色色板的標(biāo)準(zhǔn)源色彩像素值矩陣[RGB]在CIELAB 空間的對(duì)應(yīng)值矩陣[LAB]；以及標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)色彩像素值矩陣[RGB]’在CIELAB空間的對(duì)應(yīng)值矩陣[LAB]’。所述CIELAB空間為國(guó)際照明委員會(huì)(Commission International d' Eclairage，簡(jiǎn)稱CIE)制定的以L，a，b值測(cè)量色值的色彩模型。其中，L代表明度，從明亮(L = 100)到黑暗(L = 0)之間變化；a值表示顏色從綠色(_a)到紅色(+a)之間變化；b表示顏色從黃色(+b)到藍(lán)色(_b)之間變化；所述L、a、b值構(gòu)成矩陣[LAB]。根據(jù)下列公式AC= ((A-A' )2+(B-B' )2)1/2ΔΕ = ((L-L' )2+(A_A' )2+(B_B' )2)1/2這樣選定一個(gè)M'值就有對(duì)應(yīng)的AC和ΔΕ。如何通過(guò)AC和Δ E得到M'值有多種方式，如線性回歸、模擬退火等算法；以M色色板為例，[RGB]與[RGB]“均是MX3的矩陣，M'為3X3或4X3(用于與[RGB]相乘)的矩陣，由線性代數(shù)的理論可知除特殊情況， M'并不存在唯一解，即不能通過(guò)令[RGB]" = [RGB] XM'，推算出M'值；一般只要求AC 和ΔΕ滿足一定條件即可，比如一些優(yōu)化算法如模擬退火等算法均可求解這一類問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多次選擇，在Δ C小于10，且Δ E小于15，獲得假定色彩矩陣M'，所述Δ C即為色度差別，δε為包括亮度在內(nèi)的色度差別。其中AC和ΔE越接近零，獲得的色彩矩陣 M'越準(zhǔn)確，即[RGB]‘與[RGB]"之間的差異越小，[RGB]‘與[RGB]"在視覺(jué)上越接近，圖像修復(fù)效果越好；獲取最佳的[RGB]‘值。
執(zhí)行步驟S23，利用[RGB]，= [RGB] XM公式計(jì)算獲得色彩矩陣M，其中[RGB]為標(biāo)準(zhǔn)源色彩的像素值矩陣，[RGB]’為所述標(biāo)準(zhǔn)源色彩對(duì)應(yīng)的校正后的色彩像素值矩陣。本實(shí)施例中，所述色彩矩陣M具有多種，包括紅色色彩矩陣、綠色色彩矩陣和藍(lán)色色彩矩陣。本實(shí)施例中，所述處理單元根據(jù)圖像傳感器獲取的標(biāo)準(zhǔn)色板的源色彩像素值 [RGB]進(jìn)行分類處理，如[RGB]中的R值分別大于或等于G和B，表示所取源色彩像素值為源紅色和近源紅色區(qū)域，則根據(jù)這類源色彩像素值計(jì)算獲得的色彩矩陣M為紅色色彩矩陣； 如[RGB]中的G值分別大于或等于R和B，表示所取源色彩像素值為源綠色和近源綠區(qū)域， 則根據(jù)這類源色彩像素值計(jì)算獲得的色彩矩陣M為綠色色彩矩陣；如[RGB]中的B分別大于或等于R和G，表示所取源色彩像素值為源藍(lán)和近源藍(lán)域，則根據(jù)這類源色彩像素值計(jì)算獲得的色彩矩陣M為藍(lán)色色彩矩陣。圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例源色彩像素值[RGB]分類示意圖。如圖3所示，在R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)三原色構(gòu)成的色彩空間中，以立方體空間AICDEFGH為例，處理單元將其劃分為三個(gè)空間，分別為空間AICGH、空間A⑶HG、空間AEFGH ；其中在空間AICGH 中，R值大于等于G和B，因此根據(jù)該空間AICGH中源色彩像素值[RGB]計(jì)算獲得的色彩矩陣為紅色色彩矩陣；同理，根據(jù)空間A⑶HG和空間AEFGH中源色彩像素值[RGB]計(jì)算獲得的色彩矩陣為綠色色彩矩陣和藍(lán)色色彩矩陣。本實(shí)施例中，所述處理單元還可以根據(jù)源色彩像素值[RGB]進(jìn)行更細(xì)的分類，比如還可以將R、G、B值相等的源色彩像素值獨(dú)自歸為灰色類別，從而獲得灰色色彩矩陣。執(zhí)行步驟S13，處理源影像信號(hào)，通過(guò)色彩矩陣將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)。本實(shí)施例中，所述處理單元根據(jù)[RGB]中R、G和B值的大小，對(duì)源色彩像素值 [RGB]進(jìn)行分類，其中R分別大于等于G和B的源色彩像素值乘以紅色色彩矩陣，得到目標(biāo)紅色像素值；G分別大于等于R和B的源色彩像素值乘以綠色色彩矩陣，得到目標(biāo)綠色像素值；B大于等于R和G的源色彩像素值乘以藍(lán)色色彩矩陣，得到目標(biāo)藍(lán)色像素值；再根據(jù)得到的目標(biāo)色彩像素值輸出對(duì)應(yīng)的目標(biāo)影像信號(hào)。執(zhí)行步驟S14，輸出目標(biāo)影像信號(hào)。本實(shí)施例中，輸出目標(biāo)影像信號(hào)的裝置可以是液晶等顯示裝置，但不局限于此?；谏鲜鲇跋裆市Ｕ椒?，本發(fā)明具體實(shí)施例還提供了一種影像色彩校正裝置，如圖4所示，所述影像色彩校正裝置包括拾取單元200，用于獲取源影像信號(hào)；傳輸單元202，接收拾取單元200中源影像信號(hào)并進(jìn)行傳輸；處理單元204，接收傳輸單元202傳輸?shù)脑从跋裥盘?hào)，并將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)；輸出單元206，用于將目標(biāo)影像信號(hào)輸出。本實(shí)施例中，所述處理單元204包含有紅色色彩矩陣模塊、綠色色彩矩陣模塊和藍(lán)色色彩矩陣模塊。所述紅色色彩矩陣模塊包含紅色色彩矩陣，用以對(duì)源紅色和近源紅色像素值進(jìn)行處理，獲得目標(biāo)紅色像素值；所述綠色色彩矩陣模塊包含綠色色彩矩陣，用以對(duì)源綠色和近源綠色像素值進(jìn)行處理，獲得目標(biāo)綠色像素值；所述藍(lán)色色彩矩陣模塊包含藍(lán)色色彩矩陣，用以對(duì)源藍(lán)色和近源藍(lán)色像素值進(jìn)行處理，獲得目標(biāo)藍(lán)色像素值。本實(shí)施例中，所述處理單元204還可以根據(jù)具體需要，增加其他色彩矩陣模塊，比如灰色色彩矩陣；或者增加細(xì)化的色彩矩陣模塊，比如將紅色色彩矩陣模塊細(xì)分為深紅色彩矩陣模塊和淺紅色彩矩陣模塊；使得轉(zhuǎn)換的效果更好。本實(shí)施例中，所述拾取單元200為圖像傳感器，如CXD或CMOS圖像傳感器等。本實(shí)施例中，所述傳輸單元202為數(shù)據(jù)線或者具有過(guò)濾干擾信號(hào)的電路等。本實(shí)施例中，所述輸出單元206為液晶顯示器或其他顯示裝置或其他處理裝置的輸入單元等。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)處理單元將獲取的影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)，所述處理單元包含多種色彩矩陣，使得處理單元能夠?qū)υ从跋裥盘?hào)中不同的色系進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)換，從而提高影像處理效果，使輸出的目標(biāo)影像信號(hào)顯示出更逼真的影像。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種影像色彩校正方法，其特征在于，包括如下步驟獲取源影像信號(hào)，所述源影像信號(hào)包括多種源色彩；傳輸源影像信號(hào)至處理單元，所述處理單元包括多種色彩矩陣；處理源影像信號(hào)，通過(guò)色彩矩陣將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)；輸出目標(biāo)影像信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像色彩校正方法，其特征在于，所述多種色彩矩陣包括紅色色彩矩陣、綠色色彩矩陣及藍(lán)色色彩矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的影像色彩校正方法，其特征在于，所述將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)的方法為將源影像信號(hào)中的源紅色及近源紅色像素值與紅色色彩矩陣相乘，得到目標(biāo)紅色像素值；將源影像信號(hào)中的源藍(lán)色及近源藍(lán)色像素值與藍(lán)色色彩矩陣相乘，得到目標(biāo)藍(lán)色像素值；將源影像信號(hào)中的源綠色及近源綠色像素值與綠色色彩矩陣相乘，得到目標(biāo)綠色像素值，所述紅色、藍(lán)色、綠色目標(biāo)像素值組成目標(biāo)影像信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像色彩校正方法，其特征在于，所述色彩矩陣通過(guò)如下步驟獲得獲取標(biāo)準(zhǔn)色板的標(biāo)準(zhǔn)源色彩像素值矩陣；獲取標(biāo)準(zhǔn)色板的標(biāo)準(zhǔn)源色彩像素值對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)色彩像素值矩陣；利用[RGB]’ = [RGB] XM公式計(jì)算獲得色彩矩陣M，其中[RGB]為標(biāo)準(zhǔn)源色彩的像素值矩陣，[RGB]’為所述標(biāo)準(zhǔn)源色彩對(duì)應(yīng)的校正后的色彩像素值矩陣。
5.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述影像色彩校正方法的影像處理裝置，其特征在于，包括拾取單元，用于獲取源影像信號(hào)；傳輸單元，接收拾取單元中源影像信號(hào)并進(jìn)行傳輸；處理單元，接收傳輸單元傳輸?shù)脑从跋裥盘?hào)，并將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)；輸出單元，用于將目標(biāo)影像信號(hào)輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的影像色彩校正裝置，其特征在于，所述處理單元中包括有多種色彩矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的影像色彩校正裝置，其特征在于，所述多種色彩矩陣包括紅色色彩矩陣、綠色色彩矩陣及藍(lán)色色彩矩陣。
全文摘要
一種影像色彩校正方法及其裝置，其中所述影像色彩校正方法包括如下步驟獲取源影像信號(hào)，所述源影像信號(hào)包括多種源色彩；傳輸源影像信號(hào)至處理單元，所述處理單元包括多種色彩矩陣；處理源影像信號(hào)，通過(guò)色彩矩陣將源影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)影像信號(hào)；輸出目標(biāo)影像信號(hào)。本發(fā)明能夠?qū)υ从跋裥盘?hào)中不同的色系進(jìn)行不同的處理，從而提高影像處理效果，使輸出的目標(biāo)影像信號(hào)顯示出更逼真的影像。
文檔編號(hào)H04N1/60GK102231787SQ201110201269
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者孟慶, 莊群峰, 薛江, 陳孟儒 申請(qǐng)人:格科微電子(上海)有限公司