專利名稱：一種色彩噪聲抑制的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制在低亮度下色彩噪聲的方法及裝置，特別是涉及一種根據(jù)像 素亮度以加權(quán)調(diào)整像素彩度的色彩噪聲抑制的方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字時(shí)代的來(lái)臨，數(shù)字相機(jī)已逐漸取代傳統(tǒng)相機(jī)的使用，而影像信息的流通 也從傳統(tǒng)的照片逐漸以數(shù)字影像來(lái)代替。因此，數(shù)字影像品質(zhì)的良莠也越來(lái)越受到要求。目前，數(shù)字影像以像素為單位，而每一像素的色彩為由三原色(R、G、B)所構(gòu)成，且 每一像素色彩皆具有其亮度以及彩度。數(shù)字影像品質(zhì)的良莠則是主要取決于其所呈現(xiàn)畫面 的亮度、對(duì)比度以及飽和度。至于現(xiàn)有對(duì)數(shù)字影像的處理，是先將數(shù)字影像每一像素的R、G、B值轉(zhuǎn)換為亮度 (Y)信號(hào)以及彩度(U，V)信號(hào)后，再直接調(diào)整亮度信號(hào)、彩度信號(hào)，以分別作為對(duì)數(shù)字影像 每一像素在亮度、彩度上的調(diào)整，以提高數(shù)字影像的亮度、對(duì)比度及彩度。通常，若直接對(duì)數(shù) 字影像每一像素所代表的亮度信號(hào)、彩度信號(hào)作調(diào)整時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些問題。傳統(tǒng)上，亮度⑴信號(hào)以及彩度(U，V)或(Cb，Cr)信號(hào)都分開處理，不會(huì)一起考 慮。因此，我們提出根據(jù)每一影像像素的亮度來(lái)調(diào)整其色彩飽和度。一般電視在視訊與影 像處理上，若處理不好，會(huì)在暗畫面出現(xiàn)色彩噪聲。有鑒于此，本發(fā)明提出一種色彩噪聲抑制的方法及裝置，可在數(shù)字影像亮度較低 時(shí)，有效抑制此數(shù)字影像上的色彩噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種色彩噪聲抑制的方法及裝置，其根據(jù)每 一影像像素的亮度(Y)信號(hào)來(lái)調(diào)整其色彩飽和度，以在亮度較低的情況下給其較低的色彩 飽和度而抑制低亮度的色彩噪聲，在亮度較高時(shí)而給其較高的色彩飽和度使畫面有較豐富 的色彩。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種色彩噪聲抑制的方法，包括如下步驟取得一像 素的亮度值；以及根據(jù)所述像素的亮度值調(diào)整所述像素的彩度，其中，當(dāng)所述亮度值較低 時(shí)，使所述像素具有較低的色彩飽和度，而當(dāng)所述亮度值較高時(shí)，使所述像素具有較高的色 彩飽和度；并且，在根據(jù)所述像素的亮度值調(diào)整所述像素的彩度的步驟中，是以加權(quán)方式調(diào) 整所述像素所對(duì)應(yīng)的彩度，所述的加權(quán)方式包括如下步驟提供一加權(quán)函數(shù)，其中所述加權(quán) 函數(shù)與一臨界亮度相關(guān)且所述加權(quán)函數(shù)以所述像素的亮度作為變量；決定所述臨界亮度； 通過所述加權(quán)函數(shù)找出所述像素亮度所對(duì)應(yīng)的一加權(quán)值；以及根據(jù)所述加權(quán)值調(diào)整對(duì)應(yīng)所 述像素的彩度；并且，所述加權(quán)函數(shù)為一具有邊界條件的線性函數(shù)，若所述加權(quán)函數(shù)以W表示，所述臨界亮度以Yth表示，所述像素的亮度以Yin表示，所述線性函數(shù)的斜率以S表示， 所述加權(quán)值以A表示，則所述加權(quán)函數(shù)可表示為W(Yin) = SX (Yin-Yth) = A ；并且，如果 所述加權(quán)值未超出一加權(quán)限制值，則根據(jù)所述加權(quán)值調(diào)整所述像素的彩度，如果所述加權(quán) 值超出所述加權(quán)限制值，則根據(jù)所述加權(quán)限制值調(diào)整所述像素的彩度。
而且，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種色彩噪聲抑制的裝置，包括一加權(quán)決定 裝置，接收一亮度輸入信號(hào)及一臨界亮度以輸出一加權(quán)信號(hào)；一加權(quán)限制裝置，接收所述加 權(quán)信號(hào)以及一加權(quán)限制信號(hào)，所述加權(quán)限制信號(hào)決定一加權(quán)限制值，并且，所述加權(quán)限制裝 置受所述加權(quán)限制信號(hào)控制的情況下，限制所述加權(quán)信號(hào)的準(zhǔn)位輸出，以輸出小于等于所 述加權(quán)限制值的加權(quán)信號(hào)；以及一加權(quán)裝置，接收所述加權(quán)限制裝置輸出所述加權(quán)信號(hào)以 及至少一彩度輸入信號(hào)以輸出一彩度輸出信號(hào)；其中，當(dāng)所述亮度輸入信號(hào)的亮度值較低 時(shí)，所述加權(quán)信號(hào)將使所述彩度輸出信號(hào)具有較低的色彩飽和度，而當(dāng)所述亮度輸入信號(hào) 的亮度值較高時(shí)，所述加權(quán)信號(hào)將使所述彩度輸出信號(hào)具有較高的色彩飽和度；并且，所述 加權(quán)限制裝置為一箝位器；所述加權(quán)決定裝置進(jìn)一步包括一減法器，接收所述亮度輸入 信號(hào)以及一臨界亮度信號(hào)以相減輸出；以及一乘法器，接收所述減法器的輸出以及一斜率 信號(hào)以相乘輸出所述加權(quán)信號(hào)；所述加權(quán)裝置為一乘法器；所采用的加權(quán)函數(shù)為一具有邊 界條件的線性函數(shù)，若所述加權(quán)函數(shù)以W表示，所述臨界亮度以Yth表示，所述像素的亮度 以Yin表示，所述線性函數(shù)的斜率以S表示，所述加權(quán)值以A表示，則所述加權(quán)函數(shù)可表示 為=W(Yin) =SX (Yin-Yth) = A。 較佳地，所述彩度輸入信號(hào)包括一第一彩度輸入信號(hào)以及一第二彩度輸入信號(hào)。較佳地，所述加權(quán)裝置進(jìn)一步包括一第一乘法器，接收所述第一彩度輸入信號(hào)以 及所述加權(quán)信號(hào)以輸出一第一彩度輸出信號(hào)；以及一第二乘法器，接收所述第二彩度輸入 信號(hào)以及所述加權(quán)信號(hào)以輸出一第二彩度輸出信號(hào)。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，更包括以箝位器作為加權(quán)限制裝置，其通過接收一加權(quán) 限制信號(hào)以箝位限制由加權(quán)決定裝置所輸出的加權(quán)信號(hào)準(zhǔn)位，以限制加權(quán)裝置所接收的加 權(quán)信號(hào)準(zhǔn)位。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的色彩噪聲抑制方法中加權(quán)的流程圖；圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的加權(quán)函數(shù)工作的坐標(biāo)示意圖；圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的色彩噪聲抑制裝置；圖4為數(shù)字影像圖片經(jīng)本發(fā)明色彩噪聲抑制裝置前后的比較圖。其中，附圖標(biāo)記如下300-色彩噪聲抑制裝置305-加權(quán)決定裝置307-加權(quán)裝置310-減法器320、340、350-乘法器321、325-加權(quán)信號(hào)
330-_箝位器
360-_臨界亮度信號(hào)
365-_斜率信號(hào)
366-_加權(quán)限制信號(hào)
370-_亮度輸入信號(hào)
371、373-彩度輸入信號(hào)
381、383-彩度輸出信號(hào)
具體實(shí)施例方式為能對(duì)本發(fā)明的特征、目的及功能有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)與了解，現(xiàn)配合附圖詳細(xì)說(shuō) 明如下由于本發(fā)明主要是根據(jù)數(shù)字影像上像素的亮度表現(xiàn)，通過加權(quán)調(diào)整像素所對(duì)應(yīng)的 彩度，在亮度較低下時(shí)給其較低的色彩飽和度而抑制低亮度的色彩噪聲。而加權(quán)方式請(qǐng)參 考圖1，圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的色彩噪聲抑制方法中加權(quán)的流程圖。首先，提供一加權(quán) 函數(shù)，此加權(quán)函數(shù)與一臨界亮度有關(guān)，且以像素的亮度作為變量，此為步驟101。其中，加權(quán) 函數(shù)可以為線性的直線方程式。接著，在加權(quán)函數(shù)所在的坐標(biāo)上決定臨界亮度，此臨界亮度代表此加權(quán)函數(shù)具有 輸出值的起始點(diǎn)，此為步驟102。因此，通過加權(quán)函數(shù)，可找出對(duì)應(yīng)像素亮度的加權(quán)值，以作為對(duì)像素彩度的加權(quán)， 此為步驟103。若臨界亮度以Yth表示，像素的亮度以Yin表示，直線方程式的加權(quán)函數(shù)以 W(Yin)表示，加權(quán)值以A表示，則加權(quán)函數(shù)可表示為W(Yin) =SX (Yin-Yth) = A if Yin > YthW(Yin) = 0if Yin <= Yth其中，S為方程式的斜率。通過加權(quán)函數(shù)得到加權(quán)值后，為了避免根據(jù)此加權(quán)值增益像素彩度的結(jié)果有可能 超出其可使用的界限，必須限制加權(quán)值的界限。也因此，在步驟103得到加權(quán)值后，必須判 斷加權(quán)值是否超出一加權(quán)限制值(Wmax)，此步驟104，若加權(quán)值未超過此加權(quán)限制值，則根 據(jù)此加權(quán)值調(diào)整像素的彩度，此為步驟105 ；反之，若加權(quán)值超過此加權(quán)限制值，則根據(jù)此 加權(quán)限制值調(diào)整像素的彩度，此為步驟106。請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的加權(quán)函數(shù)工作的坐標(biāo)示意圖。在圖2中， 輸入的像素亮度Yin必須大于等于臨界亮度(Yth)，其通過加權(quán)函數(shù)W(Yin)才有對(duì)應(yīng)的加 權(quán)值A(chǔ)。而當(dāng)輸入的像素亮度Yin通過加權(quán)函數(shù)W(Yin)對(duì)應(yīng)得到的加權(quán)值A(chǔ)超過加權(quán)限 制值(Wmax)時(shí)，則像素亮度Yin通過加權(quán)函數(shù)W(Yin)對(duì)應(yīng)得到的加權(quán)值A(chǔ)以加權(quán)限制值 Wmax輸出。因此，由圖2可知，加權(quán)函數(shù)W(Yin)在像素亮度Yin大于等于臨界亮度后有對(duì)應(yīng) 的加權(quán)值A(chǔ)，且當(dāng)像素亮度Yin透過加權(quán)函數(shù)W(Yin)所得到的加權(quán)值A(chǔ)大于加權(quán)限制值 Wmax時(shí)，加權(quán)值則被限制為加權(quán)限制值Wmax。請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的色彩噪聲抑制裝置。此色彩噪聲抑制裝 置300主要是根據(jù)圖2步驟103所提出的直線方程式運(yùn)作的。此色彩噪聲抑制裝置300包括有加權(quán)決定裝置305、作為加權(quán)限制的箝位器330以及加權(quán)裝置307，其中加權(quán)決定裝置 305由減法器310以及乘法器320所組成，加權(quán)裝置307由乘法器340、350所組成。直線方程式所使用的臨界亮度、斜率，則分別由加權(quán)決定裝置305中減法器310接 收的臨界亮度信號(hào)360 (Yth)以及乘法器320接收的斜率信號(hào)365 (S)來(lái)決定。而直線方程 式所使用的加權(quán)限制值則由箝位器330接收的加權(quán)限制信號(hào)366來(lái)決定。因此，當(dāng)色彩噪聲抑制裝置300接收代表數(shù)字影像像素的亮度輸入信號(hào)370、彩度 輸入信號(hào)371 (U (in))、彩度輸入信號(hào)373 (V (in))時(shí)，可經(jīng)由減法器310同時(shí)接收亮度輸入 370 (Yin)、臨界亮度信號(hào)360后相減輸出，乘法器320同時(shí)接收減法器310的輸出以及斜率 信號(hào)365后相乘輸出，以得到代表亮度輸入信號(hào)370經(jīng)圖2直線方程式后所得加權(quán)值的加 權(quán)信號(hào)321。而加權(quán)信號(hào)321可在箝位器330受加權(quán)限制信號(hào)366控制的情況下，箝位輸出 小于等于加權(quán)限制值(Wmax)電平(level)的加權(quán)信號(hào)325。最后，在乘法器340同時(shí)接收 加權(quán)信號(hào)325以及彩度輸入信號(hào)371，以及在乘法器350同時(shí)接收加權(quán)信號(hào)325以及彩度輸 入信號(hào)373的情況下，可通過彩度輸入信號(hào)371、373分別乘上加權(quán)信號(hào)325后得到彩度輸 出信號(hào)381、383。而數(shù)字信號(hào)像素的亮度輸入信號(hào)370經(jīng)色彩噪聲抑制裝置300后，其根據(jù)亮度輸 入信號(hào)370調(diào)整數(shù)字影像像素的彩度輸入信號(hào)371、373，以彩度輸出381 (Uout)、彩度輸出 信號(hào)383 (Vout)。而數(shù)字影像則可通過上述的機(jī)制，根據(jù)數(shù)字影像像素的亮度調(diào)整數(shù)字影像 像素的彩度。請(qǐng)參考圖4，圖4為數(shù)字影像圖片經(jīng)本發(fā)明色彩噪聲抑制裝置前后的比較圖。左半 部為未經(jīng)本發(fā)明色彩噪聲抑制裝置的原始圖片，右半部為經(jīng)本發(fā)明色彩噪聲抑制裝置的抑 制噪聲后的圖片。明顯地，通過本發(fā)明，根據(jù)數(shù)字影像上像素的亮度表現(xiàn)，以加權(quán)調(diào)整像素 所對(duì)應(yīng)的彩度，有效抑制了低亮度的色彩噪聲。綜合上述，本發(fā)明提出一種色彩噪聲抑制的 方法及裝置，藉由根據(jù)數(shù)字影像像素的亮度，加權(quán)調(diào)整像素所對(duì)應(yīng)的彩度。因此，本發(fā)明是 在亮度較低下給其較低的色彩飽和度而抑制低亮度的色彩噪聲，在亮度較高時(shí)而給其較高 的色彩飽和度使畫面有較豐富的色彩。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，例如上述加權(quán)值的取得也可以直接通過查 表方式或其它類似的映像方式取得。在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域 的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬 于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種色彩噪聲抑制的方法，其特征在于，包括如下步驟 取得一像素的亮度值；以及根據(jù)所述像素的亮度值調(diào)整所述像素的彩度，其中，當(dāng)所述亮度值較低時(shí)，使所述像素 具有較低的色彩飽和度，而當(dāng)所述亮度值較高時(shí)，使所述像素具有較高的色彩飽和度；并且，在根據(jù)所述像素的亮度值調(diào)整所述像素的彩度的步驟中，是以加權(quán)方式調(diào)整所述像 素所對(duì)應(yīng)的彩度，所述的加權(quán)方式包括如下步驟提供一加權(quán)函數(shù)，其中所述加權(quán)函數(shù)與一臨 界亮度相關(guān)且所述加權(quán)函數(shù)以所述像素的亮度作為變量；決定所述臨界亮度；通過所述加權(quán)函 數(shù)找出所述像素亮度所對(duì)應(yīng)的一加權(quán)值；以及根據(jù)所述加權(quán)值調(diào)整對(duì)應(yīng)所述像素的彩度；并且，所述加權(quán)函數(shù)為一具有邊界條件的線性函數(shù)，若所述加權(quán)函數(shù)以W表示，所述臨 界亮度以Yth表示，所述像素的亮度以Yin表示，所述線性函數(shù)的斜率以S表示，所述加權(quán) 值以A表示，則所述加權(quán)函數(shù)可表示為 W(Yin) =SX (Yin-Yth) = A ；并且，如果所述加權(quán)值未超出一加權(quán)限制值，則根據(jù)所述加權(quán)值調(diào)整所述像素的彩度， 如果所述加權(quán)值超出所述加權(quán)限制值，則根據(jù)所述加權(quán)限制值調(diào)整所述像素的彩度。
2.一種色彩噪聲抑制的裝置，其特征在于，包括一加權(quán)決定裝置，接收一亮度輸入信號(hào)及一臨界亮度以輸出一加權(quán)信號(hào)； 一加權(quán)限制裝置，接收所述加權(quán)信號(hào)以及一加權(quán)限制信號(hào)，所述加權(quán)限制信號(hào)決定一 加權(quán)限制值，并且，所述加權(quán)限制裝置受所述加權(quán)限制信號(hào)控制的情況下，限制所述加權(quán)信 號(hào)的準(zhǔn)位輸出，以輸出小于等于所述加權(quán)限制值的加權(quán)信號(hào)；以及一加權(quán)裝置，接收所述加權(quán)限制裝置輸出所述加權(quán)信號(hào)以及至少一彩度輸入信號(hào)以輸 出一彩度輸出信號(hào)；其中，當(dāng)所述亮度輸入信號(hào)的亮度值較低時(shí)，所述加權(quán)信號(hào)將使所述彩度輸出信號(hào)具 有較低的色彩飽和度，而當(dāng)所述亮度輸入信號(hào)的亮度值較高時(shí)，所述加權(quán)信號(hào)將使所述彩 度輸出信號(hào)具有較高的色彩飽和度；并且，所述加權(quán)限制裝置為一箝位器；所述加權(quán)決定裝置進(jìn)一步包括一減法器，接收 所述亮度輸入信號(hào)以及一臨界亮度信號(hào)以相減輸出；以及一乘法器，接收所述減法器的輸 出以及一斜率信號(hào)以相乘輸出所述加權(quán)信號(hào)；所述加權(quán)裝置為一乘法器；所采用的加權(quán)函 數(shù)為一具有邊界條件的線性函數(shù)，若所述加權(quán)函數(shù)以W表示，所述臨界亮度以Yth表示，所 述像素的亮度以Yin表示，所述線性函數(shù)的斜率以S表示，所述加權(quán)值以A表示，則所述加 權(quán)函數(shù)可表示為W(Yin) =SX (Yin-Yth) = A。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的色彩噪聲抑制的裝置，其特征在于，所述彩度輸入信號(hào)包括 一第一彩度輸入信號(hào)以及一第二彩度輸入信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的色彩噪聲抑制的裝置，其特征在于，所述加權(quán)裝置進(jìn)一步包括一第一乘法器，接收所述第一彩度輸入信號(hào)以及所述加權(quán)信號(hào)以輸出一第一彩度輸出 信號(hào)；以及一第二乘法器，接收所述第二彩度輸入信號(hào)以及所述加權(quán)信號(hào)以輸出一第二彩度輸出 信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種色彩噪聲抑制的方法及色彩噪聲抑制的裝置，該方法包括取得一像素的亮度值；以及根據(jù)所述像素的亮度值調(diào)整所述像素的彩度，其中，當(dāng)所述亮度值較低時(shí)，使所述像素具有較低的色彩飽和度，而當(dāng)所述亮度值較高時(shí)，使所述像素具有較高的色彩飽和度。本發(fā)明通過每一個(gè)數(shù)字影像像素的亮度情況，來(lái)調(diào)整其色彩飽和度，可有效減少亮度較低像素的彩度的強(qiáng)度，以改善數(shù)字影像在像素亮度較低時(shí)，因較高的色彩飽和度或色彩噪聲而產(chǎn)生對(duì)影像品質(zhì)不良的影響。
文檔編號(hào)H04N9/77GK102082897SQ20111004413
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者李維國(guó), 陳衣凡 申請(qǐng)人:晨星半導(dǎo)體股份有限公司