专利名称：消除影像上色彩失真的装置及方法
技术领域：
本发明关于影像处理技术领域，尤指一种用于消除影像上色彩失真的装 置及方法。
背景技术：
在一 DVB-T影像系统或缆线(cable)影像系统中，前端协调器(front tuner) 需将影像信号由射频调变至基频。在调变过程中，会在频率域(fr叫uency domain)执行滤波，以防止产生混迭(aliasing)现象。但此动作会对时间域的影 像信号产生过激(overshoot)、欠激(undershoot)和涟波效应(ringing effect)现象。
在处理影像中的过激、欠激和涟波效应问题中，现有影像处理技术常使 用一个低通滤波器来消除失真现象。图l为一个白黄(图1中白色Cr-0,黄色 CF20)交界上红色色度分量Cr的信号变化图，如图1所示，Cr值为0时， 表示Cr颜色成份最小，图1中圆圈处就是当发生undershoot(即Cr值比0还 小)时发生的失真现象，此会造成影像上产生一个过度的颜色交界。现有技 术的处理方式为利用低通滤波装置来压抑此现象。图2所示即为经过一个低 通滤波器处理后的结果，图3是将未经低通滤波器处理及经过低通滤波器处 理后的两个信号相迭加的比较示意图。由图3可以发现经过滤波处理的信 号，其undershoot强度减弱。但图3中undershoot的范围变大，即采用低通 滤波装置会造成原本信号色彩较淡的区域，产生较浓的颜色，因而造成画面 上渗色(color bleeding)的失真现象。此现象主要会影响在色彩交界，容易造 成原本在灰阶的影像处经过滤波处理后会产生其他的颜色，如白黄交界会产 生绿色(undershoot区域)渗色的问题。现有影像处理技术一般仅利用滤波装置处理过激、欠激和涟波效应问 题，并不考虑渗色失真的问题，由此可知，现有影像处理技术仍有诸多缺失 而有予以改善的必要。
发明内容
本发明提供一种消除影像上色彩失真的装置及方法，以解决现有影像处 理技术使用滤波装置所产生的渗色失真问题。
该影像色彩失真消除装置包含一平滑单元、 一位准移转单元、 一彩色强 度计算单元、 一灰阶判断单元、及一调整单元。该平滑单元接收一像素及其 邻近像素的色彩信号，并对该色彩信号执行平滑运算，而产生该像素的一平
滑色彩信号Cb/Cr—smooth。该位准移转单元接收该像素的色彩信号Cb/Cr 及亮度信号Y,并依据该亮度信号Y调整该色彩信号Cb/Cr的位准，而产生 该像素的一位准色彩信号Cb/Cr一offset。该彩色强度计算单元接收该像素及 其邻近像素的色彩信号Cb/Cr，并依据该色彩信号Cb/Cr产生该像素及其邻 近像素的彩色强度值strength。该灰阶判断单元连接至该彩色强度计算单元， 依据该像素及其邻近像素的彩色强度值strength,判断该像素是否处于灰阶 区域，并产生该像素的一灰阶指数值Cmean。该调整单元连接至该平滑单元、 该位准移转单元、及该灰阶判断单元，依据该灰阶指数值Cmean调整该平 滑色彩信号Cb/Cr_smooth及该位准色彩信号Cb/Cr—offset,而产生该像素的 一输出色彩信号Cb/Cr—out。 所述位准移转单元包含
一偏移值决定单元，接收所述像素的亮度信号，依据预先设定的亮度信 号与偏移值的对应关系，产生所接收亮度信号对应的一偏移值；以及
一偏移调整单元，连接至所述偏移值决定单元，接收所述像素的色彩信 号以及所述偏移值决定单元产生的偏移值，当所接收的色彩信号大于或等于 0时，将该色彩信号加上所述偏移值，用以作为所述像素的位准色彩信号； 当所接收的色彩信号小于0时，将该色彩信号减去所述偏移值，用以作为所述像素的位准色彩信号。
或者，所述位准移转单元包含
一增益值决定单元，接收所述像素的亮度信号，依据预先设定的亮度信
号与增益值的对应关系，产生所接收亮度信号对应的一增益值；以及
一增益调整单元，连接至所述增益值决定单元，接收所述像素的色彩信 号以及所迷增益值决定单元产生的增益值，将所述像素的色彩信号和增益值 相乘，进而产生所述像素的位准色彩信号。
所述彩色强度计算单元依据下列公式以产生所述像素及其邻近像素的 彩色强度〗直strength:
strength=Cr2+Cb2，当中，Cr、 Cb分别为色彩信号的红色色度分量和蓝 色色度分量；
所述灰阶判断单元包含
一左彩色强度值平均单元，接收所述像素及其左边邻近像素的彩色强度 值，对所接收的彩色强度值进行平均值计算，进而产生一左彩色强度平均值；
一右彩色强度值平均单元，接收所述像素及其右边邻近像素的彩色强度 值，对所接收的彩色强度值进行平均值计算，进而产生一右彩色强度平均值； 以及
一极小值决定单元，连接至所述左彩色强度值平均单元及所述右彩色强 度值平均单元，选择所述左彩色强度平均值和所述右彩色强度平均值中最小 者，输出为灰阶指数值。
所述调整单元包含
一有符号数最小值单元，连接至所述平滑单元及所述位准移转单元，依 据所述平滑单元产生的平滑色彩信号和所述位准移转单元产生的位准色彩 信号，产生一色彩极值信号；
一加权值决定单元，连接至所述灰阶判断单元，依据所述灰阶判断单元 产生的灰阶指数值产生一加权值；以及
一加权单元，连接至所述平滑单元、所述有符号数最小值单元及所述加权值决定单元，依据所述加权值决定单元产生的加权值对所述平滑单元产生 的平滑色彩信号及所述有符号数最小值单元产生的色彩极值信号进行加权 运算，进而产生所述输出色彩信号。
较佳地，当平滑色彩信号非小于0时，所述有符号数最小值单元选择平
滑色彩信号及位准色彩信号中的较小者，进而输出为所述色彩极值信号；当 平滑色彩信号小于0时，所述有符号数最小值单元选择平滑色彩信号及位准 色彩信号较大者，进而输出为色彩极值信号。
所述加权值决定单元进一步用于，当灰阶指数值大于一第一门搵值时， 产生加权值为1,当灰阶指数值小于一第二门槛值时，产生加权值为0,当 该灰阶指数值大于或等于所述第二门槛值且小于或等于所述第一门槛值时， 产生的加权值与所述灰阶指数值呈线性关系。
所述加权单元依据下列公式产生所述输出色彩信号
Cb/Cr—out= a X Cb/Cr—smooth+( 1 - ex) X Cb/Cr—min,
当中，a为所述加权值，Cb/Cr—out为所述输出色彩信号，Cb/Cr—smooth 为所述平滑色彩信号，Cb/Cr_min为所述色彩极值信号。
本发明还提出一种消除影像上色彩失真的方法，首先在平滑步骤中，接 收一像素及其邻近像素的色彩信号，并对该色彩信号执行平滑运算，进而产 生该像素的一平滑色彩信号。再在位准移转步骤中，接收该像素的色彩信号 及亮度信号，并依据该亮度信号调整该色彩信号的位准，而产生该像素的一 位准色彩信号。在彩色强度计算步骤中，接收该像素及其邻近像素的色彩信 号，并依据该色彩信号产生该像素及其邻近像素的一彩色强度值。然后，在 灰阶判断步骤中，依据该像素及其邻近像素的彩色强度值，判断该像素是否 处于灰阶区域，进而产生该像素的一灰阶指数值。最后，在调整步骤中，依 据该灰阶指数值调整该平滑色彩信号及该位准色彩信号，进而产生该像素的 一输出色彩信号。
所述位准移转步骤包含
一偏移值决定步骤，接收所述像素的亮度信号，依据预先设定的亮度信号与偏移值的对应关系，产生所接收亮度信号对应的一偏移值；以及
一偏移调整步骤，接收所述像素的色彩信号，当该色彩信号大于或等于
0时，将该色彩信号加上所述偏移值，用以作为所述像素的位准色彩信号，
当该色彩信号小于O时，将该色彩信号减去所述偏移值，用以作为所述像素
的位准色彩信号。
或者，所述位准移转步骤包含
一增益值决定步骤，接收所述像素的亮度信号，依据预先设定的亮度信 号与增益值的对应关系，产生所接收亮度信号对应的一增益值；以及
一增益调整步骤，接收所述像素的色彩信号，将该色彩信号和增益值相 乘，进而产生所述像素的位准色彩信号。
所述彩色强度计算步骤依据下列公式以产生该像素及其邻近像素的彩 色强度^直strength:
strength=Cr2+Cb2，
当中，Cr、 Cb分别为该色彩信号Cb/Cr的红色色度分量和蓝色色度分
量；
所述灰阶判断步骤包含
一左彩色强度值平均步骤，对所述像素及其左边邻近像素的彩色强度值 进行平均值计算，进而产生一左彩色强度平均值；
一右彩色强度值平均步骤，对所述像素及其右边邻近像素的彩色强度值 进行平均值计算，进而产生一右彩色强度平均值；以及
一极小值决定步骤，选择所述左彩色强度平均值和所述右彩色强度平均 值中最小者，输出为灰阶指数值。
所述调整步骤包含
一有符号数最小值步骤，依据所述平滑色彩信号产生一色彩极值信号； 一加权值决定步骤，依据所述灰阶指数值产生一加权值；以及 一加权步骤，依据所述加权值对所述平滑色彩信号及所述色彩极值信号 进行加权运算，进而产生所述输出色彩信号。在现有技术中，仅将影像信号经过滤波装置处理以消除过激、欠激和涟 波现象，之后将滤波装置的输出当成结果，并未考虑因使用滤波装置所产生
的渗色(color bleeding)的现象。而本发明利用调整单元来比较滤波后的信号 Cb/Cr_smooth与经位准移转的信号Cb/Cr—offset,选择色彩成份最低的当为 输出结果，同时也会根据周围的色彩信息来决定限制的强度及加权。借此， 本发明可利用简单的平滑单元来消除色彩上overshoot与undershoot等现象， 又能避免渗色过长，进而解决在色彩交界处降低色彩失真的问题。
图1为现有一个白黄交界上Cr信号的变化示意图。 图2为现有经过一个低通滤波器处理后的结果示意图。 图3为将未经低通滤波器处理和经低通滤波器处理后的两个信号的比 较示意图。
图4为本发明消除影像上色彩失真的装置的方块图。
图5为显示本发明位准移转单元的方块图。
图6为本发明亮度信号Y与偏移值offset关系的示意图。
图7为本发明位准移转单元另一实施例的方块图。
图8为本发明亮度信号Y与偏增益值gain关系的示意图。
图9为本发明灰阶判断单元的方块图。
图10为本发明调整单元的方块图。
图11为本发明灰阶指数值Cmean与加权值"关系的示意图。
主要元件符号说明
消除影像上色彩失真的装置400
平滑单元410 位准移转单元420
彩色强度计算单元430 灰阶判断单元440
调整单元450 暂存单元460偏移值决定单元510 偏移调整单元520
增益值决定单元810 增益调整单元820
左彩色强度值平均单元1110 右彩色强度值平均单元1120 极小值决定单元1130
有符号数最小值单元1210 加权值决定单元1220
加权单元1230
具体实施例方式
请参见图4，其是显示本发明消除影像上色彩失真的装置400的方块图。 该消除影像上色彩失真的装置400用以消除一影像的过激、欠激、涟波效应 及渗色的失真现象。该消除影像上色彩失真的装置400包含一平滑单元410、 一位准移转(level shift)单元420、 一彩色强度计算单元430、 一灰阶判断单 元440及一调整单元450。
平滑单元410接收一像素及其邻近像素的色彩信号，并对该色彩信号执 行平滑运算，进而产生平滑色彩信号Cb/Cr一smooth。
位准移转单元420接收该像素的色彩信号Cb/Cr及亮度信号Y，并依据 该亮度信号Y调整该色彩信号Cb/Cr的位准，进而产生位准色彩信号 Cb/Cr一offset。
彩色强度计算单元430接收该像素及其邻近像素的色彩信号Cb/Cr，并 依据该色彩信号Cb/Cr产生该像素及其邻近像素的一彩色强度值strength。 该彩色强度计算单元430，例如可依据下列公式以产生该像素的彩色强度值 strength:
strength=Cr2+Cb2,
当中，Cr、 Cb分别为该色彩信号Cb/Cr的红色色度分量和蓝色色度分量。
灰阶判断单元440连接至彩色强度计算单元430，依据彩色强度计算单元430产生的该像素的彩色强度值strength及其邻近像素的彩色强度值 strength,判断该像素是否处于灰阶区域，并产生一灰阶指数值Cmean。
调整单元450连接至平滑单元410、位准移转单元420及灰阶判断单元 440,依据灰阶判断单元440产生的灰阶指数值Cmean调整平滑色彩信号 Cb/Cr—smooth及该位准色彩信号Cb/Cr_offset ，而产生输出色彩信号 Cb/Cr—out。
图5是显示本发明位准移转单元420的方块图。该位准移转单元420包 含一偏移值决定单元510及一偏移调整单元520。
偏移值决定单元510接收该像素的亮度信号Y，并依据预先设定的亮度 信号与偏移值的对应关系，产生一偏移值offset。偏移调整单元520连接至 该偏移值决定单元510,接收该偏移值offset及该像素的色彩信号Cb/Cr, 进而产生该位准色彩信号Cb/Cr—offset。
图6为亮度信号Y与偏移值offset关系的示意图。在图6中，该亮度信 号Y的值介于0 1之间，当该亮度信号Y以8位元(bit)表示时，该亮度 信号Y的值介于0 255之间。亦即该亮度信号Y的值为0.5时，对应128。 一般色彩信号Cb/Cr的值则介于-0.5 +0.5之间，当转换为8位元表示时，则 介于0~255之间。亮度信号Y与偏移值offset之间的关系可以根据韦伯定律 (webber， s law)考虑人眼在不同亮度下能感觉到的亮度差而确定。如图6 所示，偏移值offset在亮度信号Y等于0.5时最小，当亮度信号Y从0.5增 大或减小时，偏移值offset递增。亮度信号Y与偏移值offset之间的关系例 如offset = TH x abs(Y-0.5)A2， TH为预设值。
偏移值决定单元510依据该像素的亮度信号Y对一第一表格进行查表， 而产生该偏移值offset。可先将图6中亮度信号Y与偏移值offset的对应关 系以离线方式产生，再储存至该第一表格。
偏移调整单元520的具体操作为当色彩信号Cb/Cr大于或等于0时， 将色彩信号Cb/Cr加上该偏移值offset,以产生位准色彩信号Cb/Cr一offset， 当色彩信号Cb/Cr小于0时，将该色彩信号Cb/Cr减去偏移值offset,以产生位准色彩信号Cb/Cr—offset 。
以下为偏移调整单元520执行操作的编码举例
if ( Cb/Cr>0)
Cb/Cr—offset = Cb/Cr + offset
else
Cb/Cr—offset = Cb/Cr - offset endif
or
if ( Cb > 0 )
Cb—offset = Cb + offset
else
Cb一offset = Cb - offset endif
if (Cr>0)
Cr—offset = Cr + offset
else
Cr—offset = Cr — offset endif
上述编码可经由SystemC或VHDL等硬件描述语言而转换为硬件，此 为本领域技术人员基于本发明所描述的技术所能完成，不再赘述。
图7为本发明位准移转单元420另一实施例的方块图。该位准移转单元 420包含一增益值决定单元810及一增益调整单元820。
增益值决定单元810接收该像素的亮度信号Y，并依据该亮度信号Y 产生一增益值gain。该增益值决定单元810依据该像素的亮度信号Y对一第 二表格进行查表，而产生该增益值gain。增益调整单元820连接至增益值决 定单元，接收增益值决定单元810产生的增益值gain及该像素的色彩信号Cb/Cr,并将该增益值gain及该像素的色彩信号Cb/Cr相乘，以产生该位准 色彩信号Cb/Cr—offset。
图8为亮度信号Y与增益值gain关系的示意图。在图8中，该亮度信 号Y的值介于0 1之间，8位元(bit)表示为0 255。增益值gain的值大于 等于l。增益值gain在亮度信号Y等于0.5时最小，当亮度信号Y从0.5增 大或减小时，增益值gain递增。亮度信号Y与增益值gain之间的关系例如， gain = l+abs(Y-0.5)A2。
以下为增益调整单元820执行操作的编码举例
Cb/Cr—offset = Cb/Cr x gain
or
Cb—offset = Cb x gain Cr—offset = Cr x gain
图9为本发明灰阶判断单元440的方块图。该灰阶判断单元440包含一 左彩色强度值平均单元1110、 一右彩色强度值平均单元1120及一极小值决 定单元1130。
左彩色强度值平均单元1110接收该像素的彩色强度值及其左边邻近像 素的彩色强度值strength,对所接收的彩色强度值进行平均值计算，以产生 一左彩色强度平均值left—mean。其中，该左彩色强度平均值left—mean可以 下列公式表示
/e/f —附ecr" = [Wre"g// (/，_/) + Wre"g,/z(/，乂 一 1) + Wre"g/Zz()'，7 — 2) + WrewgA(/,乂 一3)]十4 ;
当中，力为被处理像素的彩色强度值，欲e"g^(/， _/ -1)为该像素左 边第一个相邻像素的彩色强度值，依序类推。该left—mean的计算公式中涉 及的左边邻近像素为被处理像素左边相邻的连续多个像素，具体数值可以预 先设定，不必限定为4。当然，也可以采用不连续的相邻像素。
右彩色强度值平均单元1120接收该像素的彩色强度值及其右边邻近像 素的彩色强度值strength,对所接收的彩色强度值进行平均值计算，以产生 一右彩色强度平均值right—mean。其中，该右彩色强度平均值right—mean可以下列公式表示
"-gfe _ meat" = [sf re"gf/ (f, _/) +欣e"gfft(z', / +1) +欲e"gf/z(/， _/ + 2) +欲e"gf/z(!', _/ + 3)] + 4
当中，欲e^决(,',y' +1)为被处理像素右边第 一 个相邻像素的彩色强度值， 依序类推。该right—mean的计算公式中涉及的右边邻近像素为被处理像素右 边相邻的连续多个像素，具体数值可以预先设定，不必限定为4。
极小值决定单元1130连接至左彩色强度值平均单元1110及右彩色强度 值平均单元1120,选择左彩色强度值平均单元1110产生的左彩色强度平均 值和右彩色强度值平均单元1120产生的右彩色强度平均值中最小者，作为 灰阶指数值Cmean输出。
图10为本发明调整单元450的方块图。调整单元450包含一有符号数 (signed numbers)最小值单元1210、 一加权值决定单元1220和一加权单元 1230。
有符号数最小值单元1210，连接至平滑单元410及位准移转单元420， 接收平滑单元410输出的平滑色彩信号Cb/Cr—smooth和位准移转单元420 输出的位准色彩信号Cb/Cr—offset ，当接收的平滑色彩信号Cb/Cr一smooth大 于或等于0时，该有符号数最小值单元1210选择该平滑色彩信号 Cb/Cr—smooth及位准色彩信号Cb/Cr—offset中的较小者，并输出为一色彩极 值信号Cb/Cr—min。当接收的平滑色彩信号Cb/Cr—smooth小于0时，该有符 号数最小值单元1210选择该平滑色彩信号Cb/Cr_smooth及位准色彩信号 Cb/Cr—offset中的较大者，并输出为该色彩极值信号Cb/Cr—min。
加权值决定单元1220，连接至灰阶判断单元440,依据灰阶指数值 Cmean产生一加权值a。图11为灰阶指数值Cmean与加权值a关系的示意 图。如图11所示，当灰阶指数值Cmean大于一第一门槛值Thl时，加权值 "为1;当灰阶指数值Cmean小于一第二门槛值Th2时，该加权值a为O; 当灰阶指数值Cmean大于或等于第二门槛值Th2且小于或等于第一门槛值 Th 1时(Th2 < Cmean《Th 1),该加权值a与灰阶指数值Cmean呈线性关系。
加权单元1230连接至平滑单元410、有符号数最小值单元1210及加权值决定单元1220，依据加权值决定单元1220输出的加权值"对平滑单元410 输出的平滑色彩信号Cb/Cr—smooth及有符号数最小值单元1210输出的色彩 极值信号Cb/Cr—min进行加权运算，以产生输出色彩信号Cb/Cr一out。其中， 该加权单元1230，例如可依据下列公式产生该输出色彩信号Cb/Cr一out:
平滑单元410可为一维低通滤波器或是二维低通滤波器。当平滑单元 410为一维低通滤波器时，其系数例如可为[l 2 2 2 2 2 2 2 1]/16。当平滑单 元410为二维低通滤波器时，其滤波系数例如可为
当平滑单元410为二维低通滤波器时，本发明消除影像上色彩失真的装 置400更包含一暂存单元460。该一暂存单元460连接至平滑单元410、位 准移转单元420及彩色强度计算单元430,以暂存待处理像素及其邻近像素 的彩色信号Cb/Cr及亮度信号Y。
本发明消除影像上色彩失真的装置400针对采用彩色信号Cb/Cr及亮度 信号Y表示的YCbCr信号，当输入影像信号为RGB彩色信号时，其更包含 一色彩转换单元(图未示)，以将一像素的RGB彩色信号转换成该像素的彩 色信号Cb/Cr及亮度信号Y。
根据上述装置，本发明实施例还提供了 一种消除影像上色彩失真的方 法，包括
一平滑步骤，接收一像素及其邻近像素的色彩信号，并对所接收的色彩信 号执行平滑运算，进而产生所述像素的一平滑色彩信号；
一位准移转步骤，接收所述像素的色彩信号及亮度信号，并依据所接收的 亮度信号调整所接收色彩信号的位准，而产生所述像素的一位准色彩信号；
一彩色强度计算步骤，接收所述像素及其邻近像素的色彩信号，并依据所
Cb / Cr — out = a x Cb / Cr _ smooth+(1— a)x Cb / Cr — min 。接收的色彩信号产生所述像素及其邻近像素的一彩色强度值；
一灰阶判断步骤，依据所述像素及其邻近像素的彩色强度值，判断所述像
素是否处于灰阶区域，进而产生该像素的一灰阶指数值；以及
一调整步骤，依据所述灰阶指数值调整所述平滑色彩信号及所述位准色 彩信号，进而产生所述像素的一输出色彩信号。
其中，平滑步骤可以采用 一维低通滤波或是二维低通滤波。 上述位准移转步骤包括 一偏移值决定步骤，接收所述像素的亮度信号， 依据预先设定的亮度信号与偏移值的对应关系，产生所接收亮度信号对应的 一偏移值；以及一偏移调整步骤，接收所述像素的色彩信号，当该色彩信号 大于或等于0时，将该色彩信号加上所述偏移值，用以作为所述像素的位准 色彩信号，当该色彩信号小于0时，将该色彩信号减去所述偏移值，用以作 为所述像素的位准色彩信号。
在另一个实施例中，上述位准移转步骤包括 一增益值决定步骤，接收 所述像素的亮度信号，依据预先设定的亮度信号与增益值的对应关系，产生 所接收亮度信号对应的一增益值；以及一增益调整步骤，接收所述像素的色 彩信号，将该色彩信号和增益值相乘，进而产生位准色彩信号。
上述彩色强度计算步骤依据下列公式以产生像素的彩色强度值 strength: strength=Cr2+Cb2,当中，Cr、 Cb分别为色彩信号Cb/Cr的红色色 度分量和蓝色色度分量；
上述灰阶判断步骤包含 一左彩色强度值平均步骤，对所述像素及其左 边邻近像素的彩色强度值进行平均值计算，进而产生一左彩色强度平均值； 一右彩色强度值平均步骤，对所述像素及其右边邻近像素的彩色强度值进行 平均值计算，进而产生一右彩色强度平均值；以及一极小值决定步骤，选择 所述左彩色强度平均值和所述右彩色强度平均值中最小者，输出为灰阶指数 值。其中，平均值计算的具体公式在灰阶判断单元440的描迷中详细阐述， 这里略。
上述调整步骤包含 一有符号数最小值步骤，依据所述平滑色彩信号产生一色彩极值信号； 一加权值决定步骤，依据所述灰阶指数值产生一加权值； 以及一加权步骤，依据所述加权值对所述平滑色彩信号及所述色彩极值信号 进行加权运算，进而产生所述输出色彩信号。其中，有符号数最小值步骤、 加权值决定步骤和加权步骤的具体实现已经分别在有符号数最小值单元 1210、加权值决定单元1220和加权单元1230的描述中详细阐述，这里略。
在现有技术中，仅将影像信号经过滤波装置处理以消除过激、欠激和涟 波现象，之后将滤波装置的输出当成结果，并未考虑因使用滤波装置所产生 的渗色(color bleeding)的现象。而本发明利用调整单元450来比较滤波后的 信号Cb/Cr—smooth与经位准移转的信号Cb/Cr一offset，选择色彩成份最低的 当为输出结果，同时也会根据周围的色彩信息来决定限制的强度及加权。借 此，本发明可利用简单的平滑单元来消除色彩上overshoot与undershoot等 现象，又能避免渗色过长，进而解决在色彩交界处降低色彩失真的问题。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的 保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改 进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种消除影像上色彩失真的装置，其特征在于，该装置包含一平滑单元，接收一像素及其邻近像素的色彩信号，并对所接收的色彩信号执行平滑运算，进而产生所述像素的一平滑色彩信号；一位准移转单元，接收所述像素的色彩信号及亮度信号，并依据所接收的亮度信号调整所接收色彩信号的位准，而产生所述像素的一位准色彩信号；一彩色强度计算单元，接收所述像素及其邻近像素的色彩信号，并依据所接收的色彩信号产生所述像素及其邻近像素的彩色强度值；一灰阶判断单元，连接至所述彩色强度计算单元，依据所述彩色强度计算单元产生的所述像素及其邻近像素的彩色强度值，判断所述像素是否处于灰阶区域，进而产生该像素的一灰阶指数值；以及一调整单元，连接至所述平滑单元、所述位准移转单元及所述灰阶判断单元，依据所述灰阶判断单元产生的灰阶指数值调整所述平滑单元产生的平滑色彩信号及所述位准移转单元产生的位准色彩信号，进而产生所述像素的一输出色彩信号。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位准移转单元包含 一偏移值决定单元，接收所述像素的亮度信号，依据预先设定的亮度信号与偏移值的对应关系，产生所接收亮度信号对应的一偏移值；以及一偏移调整单元，连接至所述偏移值决定单元，接收所述像素的色彩信号 以及所述偏移值决定单元产生的偏移值，当所接收的色彩信号大于或等于0时， 将该色彩信号加上所述偏移值，用以作为所述像素的位准色彩信号；当所接收 的色彩信号小于0时，将该色彩信号减去所述偏移值，用以作为所述像素的位 准色彩信号。
3. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述位准移转单元包含 一增益值决定单元，接收所述像素的亮度信号，依据预先设定的亮度信号与增益值的对应关系，产生所接收亮度信号对应的一增益值；以及一增益调整单元，连接至所述增益值决定单元，接收所述像素的色彩信号 以及所述增益值决定单元产生的增益值，将所述像素的色彩信号和增益值相乘， 进而产生所述像素的位准色彩信号。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述彩色强度计算单元依据下 列公式以产生所述像素及其邻近像素的彩色强度值strength:strength=Cr2+Cb2，当中，Cr、 Cb分别为色彩信号的红色色度分量和蓝色色 度分量；所述灰阶判断单元包含一左彩色强度值平均单元，接收所述像素及其左边邻近像素的彩色强度值， 对所接收的彩色强度值进行平均值计算，进而产生一左彩色强度平均值；一右彩色强度值平均单元，接收所述像素及其右边邻近像素的彩色强度值， 对所接收的彩色强度值进行平均值计算，进而产生一右彩色强度平均值；以及一极小值决定单元，连接至所述左彩色强度值平均单元及所述右彩色强度 值平均单元，选择所述左彩色强度平均值和所述右彩色强度平均值中最小者， 输出为灰阶指数值。
5. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述调整单元包含 一有符号数最小值单元，连接至所述平滑单元及所述位准移转单元，依据所述平滑单元产生的平滑色彩信号和所述位准移转单元产生的位准色彩信号， 产生一色彩极值信号；一加权值决定单元，连接至所述灰阶判断单元，依据所述灰阶判断单元产 生的灰阶指数值产生一加权值；以及一加权单元，连接至所述平滑单元、所述有符号数最小值单元及所述加权 值决定单元，依据所述加权值决定单元产生的加权值对所述平滑单元产生的平 滑色彩信号及所述有符号数最小值单元产生的色彩极值信号进行加权运算，进 而产生所述输出色彩信号。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，当平滑色彩信号非小于0时， 所述有符号数最小值单元选择平滑色彩信号及位准色彩信号中的较小者，进而输出为所述色彩极值信号；当平滑色彩信号小于0时，所述有符号数最小值单 元选择平滑色彩信号及位准色彩信号较大者，进而输出为色彩极值信号。
7. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述加权值决定单元进一步用 于，当灰阶指数值大于一第一门槛值时，产生加权值为1,当灰阶指数值小于 一第二门搵值时，产生加权值为0，当该灰阶指数值大于或等于所述第二门槛 值且小于或等于所述第一门槛值时，产生的加权值与所述灰阶指数值呈线性关 系。
8. 如权利要求5或6或7所述的装置，其特征在于，所述加权单元依据下 列公式产生所述输出色彩信号Cb/Cr—out= a X Cb/Cr一smooth+( 1 - a) X Cb/Cr—min ，当中，cc为所述加权值，Cb/Cr—out为所述输出色彩信号，Cb/Cr—smooth 为所述平滑色彩信号，Cb/Cr—min为所述色彩极值信号。
9. 一种消除影像上色彩失真的方法，其特征在于，该方法包含一平滑步骤，接收一像素及其邻近像素的色彩信号，并对所接收的色彩信 号执行平滑运算，进而产生所述像素的一平滑色彩信号；一位准移转步骤，接收所述像素的色彩信号及亮度信号，并依据所接收的 亮度信号调整所接收色彩信号的位准，而产生所述像素的一位准色彩信号；一彩色强度计算步骤，接收所述像素及其邻近像素的色彩信号，并依据所 接收的色彩信号产生所述像素及其邻近像素的彩色强度值；一灰阶判断步骤，依据所述像素及其邻近像素的彩色强度值，判断所述像 素是否处于灰阶区域，进而产生该像素的一灰阶指数值；以及一调整步骤，依据所述灰阶指数值调整所述平滑色彩信号及所述位准色彩 信号，进而产生所述像素的一输出色彩信号。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述位准移转步骤包含一偏移值决定步骤，接收所述像素的亮度信号，依据预先设定的亮度信号 与偏移值的对应关系，产生所接收亮度信号对应的一偏移值；以及一偏移调整步骤，接收所述像素的色彩信号，当该色彩信号大于或等于0时，将该色彩信号加上所述偏移值，用以作为所述像素的位准色彩信号，当该 色彩信号小于0时，将该色彩信号减去所述偏移值，用以作为所述像素的位准 色彩信号。
11. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述位准移转步骤包含 一增益值决定步骤，接收所述像素的亮度信号，依据预先设定的亮度信号与增益值的对应关系，产生所接收亮度信号对应的一增益值；以及一增益调整步骤，接收所述像素的色彩信号，将该色彩信号和增益值相乘， 进而产生所述像素的位准色彩信号。
12. 如权利要求9或10或11所述的方法，其特征在于，所述彩色强度计 算步骤依据下列公式以产生该像素及其邻近像素的彩色强度值strength:strength=Cr2+Cb2，当中，Cr、 Cb分别为该色彩信号Cb/Cr的红色色度分量和蓝色色度分量； 所述灰阶判断步骤包含一左彩色强度值平均步骤，对所述像素及其左边邻近像素的彩色强度值进 行平均值计算，进而产生一左彩色强度平均值；一右彩色强度值平均步骤，对所述像素及其右边邻近像素的彩色强度值进 行平均值计算，进而产生一右彩色强度平均值；以及一极小值决定步骤，选择所述左彩色强度平均值和所述右彩色强度平均值 中最小者，输出为灰阶指数值。
13. 如权利要求9或10或11所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包含一有符号数最小值步骤，依据所述平滑色彩信号产生一色彩极值信号； 一加权值决定步骤，依据所述灰阶指数值产生一加权值；以及 一加权步骤，依据所述加权值对所述平滑色彩信号及所述色彩极值信号进 行加权运算，进而产生所述输出色彩信号。
全文摘要
本发明提出一种消除影像上色彩失真的装置及方法。一平滑单元接收一像素及其邻近像素的色彩信号，并对该色彩信号执行平滑运算，进而产生平滑色彩信号。一位准移转单元调整该色彩信号的位准，而产生位准色彩信号。该彩色强度计算单元接收该像素的色彩信号，并依据该色彩信号产生该像素的一彩色强度值。该灰阶判断单元连接至该彩色强度计算单元，依据该像素及其邻近像素的彩色强度值，判断该像素是否处于灰阶区域，并产生一灰阶指数值。一调整单元依据该灰阶指数值调整该平滑色彩信号及该位准色彩信号，而产生一输出色彩信号。使用本发明能够解决现有影像处理技术使用滤波装置所产生的渗色失真问题。
文档编号H04N9/70GK101500173SQ200910127049
公开日2009年8月5日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者曾焕斌, 蒋宗翰 申请人:凌阳科技股份有限公司