基于hmmd颜色空间的颜色量化系统及颜色量化方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种图像处理技术，特别地，涉及一种基于HMMD颜色空间的颜色量化 系统及颜色量化方法。
【背景技术】
[0002] 颜色作为图像最基本的视觉特征，是人们感知图像的主要特性。通常会使用全局 和局部颜色信息和纹理信息来进行图像检索，因每种物体所特有的颜色特征和颜色所具有 的旋转不变性、尺度不变性，在基于内容检索的系统中都把颜色特征作为检索的重要依据。 利用颜色特征进行检索图像涉及图像颜色空间的选择、颜色空间的量化(特征提取）、空间 距离的选择(特征匹配算法)所采用的技术。
[0003] MPEG-7所建议的颜色空间包括RGB颜色空间、RGB线性变换颜色空间、HSV颜色空 间、HSI颜色空间、以及HMMD颜色空间等，其中，RGB颜色空间的各分量高度冗余，明显的视觉 不均匀，色度与亮度的混合，在颜色分析和基于颜色的模式识别中RGB颜色空间并非理想的 颜色空间；HSV颜色空间和HSI颜色空间上的SV平面上的颜色分布不均匀，要有效均匀量化 SV平面上的色度，需要进行矢量量化，运算代价较大;而在HMMD颜色空间上只需进行标量量 化。大量的研究表明，在分析色彩结构描述符(Color Structure Descriptor，CSD)时，使用 HMMD的效果是明显优于RGB、HSV等算法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于HMMD颜色空间的颜色量化系统及颜色量化方法， 用于解决现有技术中常规的诸多颜色空间存在有运算复杂、颜色分布不均匀、资源开销较 大等问题。
[0005] 本发明在一方面提供一种基于HMMD颜色空间的颜色量化方法，包括：
[0006] 将原始空间的RGB分量转换为HMMD颜色空间的HSD分量；
[0007] 根据所述HSD分量中的D分量和直方图大小确定图像所属的子空间而计算得到不 同直方图对应的量化级维数;根据所述HSD分量中的Η分量而计算得到色调量化阶;根据所 述HSD分量中的S分量而计算得到亮度量化阶；以及
[0008] 根据所述量化级维数、所述色调量化阶、以及所述亮度量化阶进行计算以得到最 终的颜色量化值并将所述颜色量化值予以输出。
[0009 ]本发明基于HMMD颜色空间的颜色量化方法的进一步改进在于，将原始空间的RGB 分量转换为HMMD颜色空间的HSD分量，包括：
[0010]读取原始空间的R分量、G分量、以及B分量；
[0011] 对所述的R分量、G分量、以及B分量进行比较操作，找到三者之间的最大值Max和最 小值Min;
[0012] 根据所述的R分量、G分量、B分量、最大值Max、以及最小值Min，计算出HMMD颜色空 间的HSD分量。
[0013] 本发明基于HMMD颜色空间的颜色量化方法的进一步改进在于，根据所述HSD分量 中的D分量和直方图大小确定图像所属的子空间而计算得到不同直方图对应的量化级维 数，包括：
[0014] 将HDMM颜色空间沿着颜色的纯度轴划分为5个子空间；
[0015] 采用24个9bit寄存器寄存子空间划分的界限值;根据输入的直方图大小采用6个4 选1的数据选择器选择对应的直方图大小，得到6组寄存器的值；
[0016] 采用6选1的数据选择器对所述6组寄存器进行选择，将变量iSub+Ι作为6选1选择 器的选通信号；
[0017]用比较器对选择的值和D分量作比较；当选择的值超出D分量，停止遍历并保存当 前的iSub值;否则，当选择的值未超出D分量，计数器由iSub累加1，继续遍历;最后根据表征 直方图长度的N值和表征子空间选择的iSub值确定灰度值diff、色调值hue、亮度值sum和相 应直方图的子空间的界限值cum〇
[0018] 本发明基于HMMD颜色空间的颜色量化方法的进一步改进在于，根据所述HSD分量 中的Η分量而计算得到色调量化阶，包括：
[0019] 对每一个颜色子空间沿着色调Hue和亮度Sum轴进行非均匀量化，得到不同直方图 维数对应的量化级数;以及
[0020] 计算色调对应的量化阶Hindex:当H = = 360时，Hindex = 0 ;否则， =其中，hue是色调值，Η是原始图像的色调值，疗（2913)表示将 2913右移20位；
[0021 ] /fcifcr = */mr*2913)的具体实现方法如下：
[0022]将Η拆分成扣和//〗，由于hue都是2"，采用拼位的方法实现乘法，即$(/4)和 ￥(/^；)实现2"*/4和2〃：^，在5^//0的低位补4个〇并加上$(///4；)得到!1*1 11^，即 令劣[匁(#)]^是一个131^的数;对于^2913，首先将六拆分成4和 ,2913=(101101100001)2拆分成（101101)2 = 45和（100001)2 = 33,按照如下方式进行两 两相乘：
[0027] A*2913 = TEMP0+64*TEMP2+64(TEMP1+64*TEMP3);
[0028] 对于m//O = 33*4 ,先采用拼位技术在4的低位补5个〇得到，然后加上名 得到TEMPO，即切4) + 4:;对于？=45*4'，采用劣(<) +宪+ + 4 ;对于 这經2 = ，采用男(4)+4/ ;对于孤雄3 = 45*4 ，采用尤(4)+幻(4)+右(4)+4 ; 如此，利用 + W + + 5^(7^,4^3)]实现A*2913。
[0029] 本发明基于HMMD颜色空间的颜色量化方法的进一步改进在于，其特征在于，根据 所述HSD分量中的S分量而计算得到亮度量化阶，包括：
[0030] 定义夕腳?，f = 51:0 -5^(￡/故'):;
[0031]亮度量化阶Sindex为p/q向下取整。
[0032] 本发明在另一方面提供一种基于HMMD颜色空间的颜色量化系统，包括：
[0033] 同步FIFO单元；
[0034] RGB转HMMD单元，与所述同步FIFO单元连接，用于将经过所述同步FIFO单元输出的 原始空间的RGB分量转换为HSD分量并将转换后的HSD分量经所述同步FIFO单元输出；
[0035]子空间计算单元，与所述同步FIFO单元连接，用于根据所述同步FIFO单元输出的D 分量和直方图大小确定图像所属的子空间而计算得到不同直方图对应的量化级维数；
[0036] 色调量化阶计算单元，与所述同步FIFO单元和所述子空间计算单元连接，用于根 据所述同步FIFO单元输出的Η分量而计算得到色调量化阶；
[0037] 亮度量化阶计算单元，与所述同步FIFO单元和所述子空间计算单元连接，用于根 据所述同步FIFO单元输出的S分量而计算得到亮度量化阶；以及
[0038] 量化值计算单元，与所述子空间计算单元、所述色调量化阶计算单元、以及所述亮 度量化阶计算单元连接，用于将所述子空间计算单元得到的量化级维数、所述色调量化阶 计算单元得到的色调量化阶、以及所述亮度量化阶计算单元得到的亮度量化阶进行计算以 得到最终的颜色量化值并将所述颜色量化值经过所述同步FIFO单元予以输出。
[0039] 本发明基于HMMD颜色空间的颜色量化系统的进一步改进在于，所述RGB转HMMD单 元将经过所述同步FIFO单元输出的原始空间的RGB分量转换为HSD分量，包括：
[0040]读取原始空间的R分量、G分量、以及B分量；
[0041 ]对所述的R分量、G分量、以及B分量