专利名称：一种消除彩色边的方法
技术领域：
本发明是有关一种数字彩色影像处理的方法，特别是有关一种消除彩色影像的彩色边的方法。
背景技术：
目前数字相机(DSC)所使用的感应组件可为电荷耦合组件(ChargeCoupled Device，简称CCD)或者是互补式金氧半导体(CMOS)感应组件。以一个640×480象素的感应装置为例，请参考图1，图1为640×480象素感应装置的示意图。在图1中，感应装置100由640×480个感应组件105所构成，而每个感应组件105上皆配置有彩色滤光片110，该彩色滤光片只允许单一种颜色(如红色R或绿色G或蓝色B)的光束通过。而红色R、绿色G及蓝色B)的彩色滤光片的排列，通常为贝尔多组滤波器的排列方式。
因此，当光线通过彩色滤光片照射至感应装置100的感应组件105时，每个感应组件105将仅能感应到一种色光(R或G或B)的亮度。在图1中，以R或G或B代表感应组件105感应的光束的颜色。感应组件105即根据感应到的色光线的亮度大小对应输出感应电荷。之后，数字相机再根据这些感应电流，以形成最后的数字彩色影像。
其中，由于每一感应组件105仅能感应RGB三色光的其中一者并产生感应电流。因此，若每个象素需要同时具有R、G、B数值时，则需利用周围的感应其它色光的感应组件所得到的亮度值经由内插法才能求得。
当某一象素位于数字彩色影像上两色块的交接处，则利用上述的内插法求得该象素的颜色时，会有不必要的色彩出现。在本文中，此现象被称为数字彩色影像的彩色边。
请参考图2，图2为感应组件以R或G或B代表两相邻色块的示意图。在图2中，两相邻色块200、210将分别代表红色色块以及绿色色块，因此红色色块200上每个感应组件所代表的R或G或B值中，仅有R具有值255，而绿色色块210上每个感应组件射出光线所代表的R或G或B中，仅有G具有值255。
在两色块200、210中，容易出现彩色边的位置则将位于两色块200、210交接处上的B24、B44、B64等位置。举其中B44位置为例，当以内插法计算B44位置的色彩时，通常取B44周围位置的R值以及G值平均以决定B44位置所应具有的R值以及G值，加上B44位置本身具有的B值，以决定B44位置所应具有的色彩。
因此，B44位置以内插法求得的R、G、B值分别为R＝(255(R33)+0(R35)+255(R53)+0(R55))/4＝127.5128G＝(0(G34)+0(G54)+0(G43)+255(G45))/4＝63.7564B＝0(B44)故最后B44位置以内插法决定其所具有的R、G、B值分别为128、64、0，即B44位置所具有的色彩将偏向咖啡色。其中，由于B44位置属于将形成红色的区块200，因此当B44位置使用内插法求其具有的R以及G值时，引用了将形成绿色的区块200中的R以及G值，即R35、R55、G45位置本身所分别代表的R值以及G值，并不能反映B44位置所应具有的R以及G值。
而当代表红色的区块200其边界B44位置上带有咖啡色时，也就是数字彩色影像中红色区块200边界上出现了不必要的色彩，即彩色边。
因此当数字彩色影像中红色区块200与绿色区块210交接处出现彩色边时，两区块200、210的边界变得模糊，同理，当数字彩色影像中每个区块间都有彩色边出现时，整个数字彩色影像的细腻度随即变的很差。
有鉴于此，本发明提出一种消除彩色边的方法，可有效消除数字彩色影像中区块间交接处上不必要色彩，以使整个数字彩色影像的品质优化。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种消除彩色边的方法，用以消除数字彩色影像上的彩色边，其方法包括找出数字彩色影像上两色块交接处的边界，以及找出一适当参数以调整此边界的色彩饱合度。
在本发明较佳实施例中，找出彩色影像两色块边界的方法包括根据数字彩色影像上某象素与其周遭象素间亮度的差量以找出此边界，在边界处调整该边界的色彩饱合度，即消除两色块交界处的彩色边。
图1是640×480象素感应装置的示意图；图2是感应组件以R或G或B代表两相邻色块的示意图；图3是本发明较佳实施例中感应组件所代表R、G、B值色彩转换为数字彩色影像象素亮度以及彩度的示意图；图4是数字彩色影像中Yab象素使用不同可变参数(Gain)调整其与周遭象素间单位亮度差异量E(Yab)的关系图。
图号说明100感应装置；105感应组件；110彩色滤光片；200、210色块；310每一点象素的R或G或B值；320每一点象素的R、G、B值；330每一点象素所代表的亮度(Y)、彩度(Cb，Cr)。
具体实施例方式
为使公众对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，兹配合附图详细说明如下本发明的作法是，先找出数字彩色影像上色块与色块的边界，然后再抽掉代表色块边界象素的色彩，以使边界象素不会有彩色边出现。
熟悉数字彩色影像技艺者可知，形成数字彩色影像每个象素色彩的R、G、B值，还可透过色彩转换方式转换为每个象素色彩的亮度Y以及彩度(Cb，Cr)。当彩度Cb及Cr值越大，可视为该颜色越鲜艳，可称为该颜色越饱和。当彩度Cb及Cr值越小，可称为该颜色越不饱和。因此，若要找出数字彩色影像上两相邻色块的边界，其实仅需要透过数字彩色影像上象素与周遭象素的亮度差，利用高通滤波器或是一次(斜率)微分或多次微分的方式找出其边界。在本发明较佳实施例中，先利用色彩转换方式将每一象素的R、G、B值转换为象素的亮度(Y)以及彩度(Cb，Cr)。接着，以一次微分方式，也就是求得每一象素与周遭象素间亮度的单位差量，找出数字彩色影像中色块间的边界。
请参考图3，图3为本发明较佳实施例中，将感应组件所代表的R、G、B值色彩转换为数字彩色影像象素亮度(Y)以及彩度(Cb，Cr)的示意图。在图3中，当感应组件感应后，将分别代表不同的R或G或B值310。之后，由每一感应组件所代表的R或G或B值310，再经由内插法求得此彩色影像最后拍摄所得到的数字彩色影像每一象素的R、G、B值320。最后透过色彩转换的方式，将此数字彩色影像每一象素的R、G、B值320转换为此数字彩色影像每一象素所代表的亮度Y以及彩度(Cb，Cr)330。
当找出此数字彩色影像每一象素所具有的亮度值Y后，即可藉由每一象素与周遭象素间亮度之差，找出此数字彩色影像上色块与色块间的边界。再以图3中亮度为Y11的象素为例，Y11象素与周遭象素间亮度的单位差量E(Y11)相当于Y11象素在水平方向相邻且亮度为Y11、Y12象素在其位置上亮度的增量比例，以及Y11象素在垂直方向相邻的Y01、Y21象素在其位置上亮度的增量比例，即E(Y11)＝(|Y12-Y10|+|Y12-Y10|)÷2微观来看，E(Y11)数值的产生将代表此数字彩色影像中象素与相邻象素间产生明亮变化；宏观来看，E(Y11)数值代表此数字彩色影像中色块与色块间的边界。此外，E(Y11)数值的大或小亦将代表此数字彩色影像上两色块边界明显的程度。换句话说，E(Y11)数值越大代表两相邻色块边界越明显，E(Y11)数值越小代表两相邻色块色彩差异越小。
因此，E(Y11)数值越大时，代表数字彩色影像出现两相邻色块的边界，更代表两相邻色块出现较明显的彩色边，反之亦然。
故，根据上述发现，E(Y11)值的大小将决定Cb、Cr修正的程度，在本发明较佳实施例中，以例如是余弦函数(Cos)n的平滑递减函数作为修正Cb、Cr的可变参数(Gain)，且该可变参数根据E(Y11)值变动而修正Cb、Cr。Cb11、Cr11，修正后将分别成为Cb11′＝Cos((E(Y11)÷2Q)π)n×Cb11以及Cr11′＝Cos((E(Y11)÷2Q)π)n×Cr11此外，根据E(Y11)数值越大时，除代表数字彩色影像出现两相邻色块的边界以外，更代表两相邻色块出现较明显的彩色边，因此当E(Y11)数值越大时Cb11、Cr11向下修正量越大，即Gain(获增量)越小。
而可变参数(Gain)中n值的大小亦同时决定Cb11、Cr11修正的速度，请参考图4，图4为数字彩色影像中Yab象素使用不同可变参数(Gain)调整其与周遭象素间单位亮度差异量E(Yab)的关系图。在图4中，先假设数字彩色影像上Yab象素与周遭象素间单位亮度差异量E(Yab)的最大值Q为255，且Gain为Cos((E(Y11)÷2Q)π)n。
由于当E(Yab)数值越大时Cbab、Crab向下修正量越大，即Gain越小。因此，当E(Yab)＝255时，Gain＝0，反之当E(Yab)＝0时，Gain＝1。其中，若Gain中的n值为1，则Gain的曲线分布为平滑，而Gain中的n值为4，则Gain的曲线分布与n值为1时相比，更为陡峭。换句话说，若n值较大，则E(Yab)的曲线能随E(Yab)作较快的变化，即E(Yab)所代表的彩色边能较快消除。在本发明较佳实施例中，n值取4为较适当。
故，数字彩色影像上两色块交接处的边界(edge)，可藉由数字彩色影像上象素Yab与周遭象素的单位亮度差异量E(Yab)而找出，且数字彩色影像上两色块交接处所出现的彩色边程度，更可根据E(Yab)大小以消除象素Yab的色彩(Cbab、Crab)，以使数字彩色影像上两色块边界象素Yab色采抽离，且不会产生不必要的色彩，而避免出现彩色边。
需注意的是，上述的实施例是以余弦函数为基准来调整第一饱合度及第二饱合度的值，但本发明并不以此为限。凡是递减函数经过适当的函数转换后，皆可用在本发明。
综合上述，本发明提出一种消除彩色边的方法，藉由高通滤波器或一次微分的方式，找出数字彩色影像两色块的边界，并透过一递减的函数作为参数以调整数字彩色影像上两色块的边界象素的色彩饱合度，而避免数字彩色影像出现彩色边且使数字彩色影像画质优化。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，当不能以的限制本发明的范围。即大凡依本发明权利要求所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。
权利要求
1.一种方法，是用以消除一数字彩色影像上的一彩色边，该数字彩色影像包括很多个象素，该些象素具有亮度及彩度，包括依据第一象素与该第一象素相邻的第二象素的亮度差，定义该数字彩色影像的边界；以及依据该亮度差调整该第一象素的彩度。
2.如权利要求1所述的方法，其中由微分或是查表的方式，求得该亮度差异。
3.如权利要求1所述的方法，其中该亮度差是由该第一象素及与该第一象素相邻的第二、第三、第四及第五象素的亮度所决定，其中，该第一、该第二、该第三、该第四及该第五象素的亮度是分别以Y11、Y10、Y12、Y01、Y21来表示，则该亮度差E(Y11)是为E(Y11)＝(|Y12-Y10|+|Y12-Y10|)÷2
4.如权利要求第1项所述的方法，其中该方法是依据以该亮度差作为自变量的转换函数来调整该彩度。
5.如权利要求第4项所述的方法，其中该转换函数为n次方的该余弦函数，n＞1。
6.如权利要求第1项所述的方法，其中该彩度包括第一彩度(Cb)及第二彩度(Cr)。
7.一种方法，是用以消除数字彩色影像上的彩色边，该数字彩色影像包括很多个象素，该些象素具有亮度及彩度，包括藉由这些象素的这些亮度，求得亮度差；及根据该亮度差，调整这些象素的彩度。
8.如权利要求第7项所述的方法，其中该方法更包括以色彩转换方式转换，以得到这些象素的亮度以及彩度。
9.如权利要求第7项所述的方法，其中以一次微分的方式或是以查表的方式，求得该亮度差。
10.如权利要求第7项所述的方法，其中该方法是以该亮度差作为自变量的转换函数来调整该彩度。
全文摘要
一种消除彩色边的方法，是用以消除数字彩色影像上的彩色边，其方法包括找出数字彩色影像上两色块交接处的边界，以及找出一适当参数以调整此边界的色彩饱合度，以避免此边界出现不要的色彩，即彩色边。
文档编号H04N9/64GK1610414SQ20031010162
公开日2005年4月27日 申请日期2003年10月23日 优先权日2003年10月23日
发明者丁鸣举 申请人:瑞昱半导体股份有限公司