校正圖像偽像的系統和方法
【技術領域】
[0001] 本文揭示的系統和方法大體涉及圖像捕獲裝置，并且更具體地涉及校正所捕獲的 圖像中的色彩偽像。
【背景技術】
[0002] 使用數字相機來捕獲的圖像可能出現例如色點或色線的色彩偽像，在突出顯示區 域和銳化亮度邊緣尤其如此。此些色彩偽像對于具有較小且存在缺陷的透鏡的小型移動相 機是尤其成問題的。色彩偽像通常造成所捕獲的圖像中不應存在的不期望的色點以及色 點，例如，亮點/亮線（高光區域）以及銳化亮度邊緣（位于天空與遮蔽對象之間的匯接區 域）。色彩偽像本身會表現為例如由于相機透鏡故障而將所有色彩聚焦在圖像傳感器上的 一點處造成的高對比度邊緣的"邊界"。
[0003] 作為一種類型的色彩偽像的色點偽像是不期望的色點或色線，通常出現在圖像中 的亮點和高對比度邊緣周圍。色點偽像可為若干因素所致。在使用基于尼奎斯特定理的采 樣的成像系統中，色彩偽像（例如較小亮點/細線）可為以基于尼奎斯特定理的速率采樣 所致。色點偽像還可以是光的鏡面反射、每通道比特的錯誤校正、傳感器的不均勻的色彩響 應以及有缺陷的去馬賽克算法所致。
[0004] 稱為色度或色差的另一類型色彩偽像會表現為色彩沿著將圖像的較暗部分和較 亮部分分開的邊界的邊界。色差可能在有缺陷的透鏡無法將光的不同色彩聚焦在相同的匯 聚點時出現。這是因為透鏡對于不同波長的光具有不同的折射率（稱為透鏡色散），并且因 為折射率會隨著波長的增加而減少。由于透鏡焦距取決于折射率，因此不同波長的光能夠 聚焦在圖像傳感器的不同位置上。色差還可以為不同波長的光聚焦在焦面中的不同位置處 所致。因此，顯著有色邊緣可出現在圖像中的對象周圍，在高對比度區域中尤其如此。
【發明內容】
[0005] 所捕獲的圖像中的色彩偽像會使圖像質量降低，并且可能在相對小的相機例如移 動裝置上使用的那些上尤其是個問題。然而，用于校正色彩偽像的現有方法未提出校正兩 種類型的色彩偽像（即色差和色點偽像）的統一方法。在常規上，色差和色點偽像是通過 不同方式解決，其中色差通過透鏡校準方法以及動態檢測-校準方法解決，并且色點偽像 通過使用針對突出顯示/飽和區域的穩健性而改進的去馬賽克算法來強加色彩一致性或 者通過獨立后處理色度濾波器進行校正。因此，本文所述色彩校正技術提出用于檢測和校 正色差和色點偽像兩者的統一方法的示例實施方案。
[0006] 對色彩偽像的準確檢測可在區分圖像的色彩偽像和合法色彩特征方面存在挑戰。 本文所述的色彩校正技術的檢測方法可有利地利用圖像中出現的色彩偽像的一或多個特 性，包括例如色彩偽像可以具有色彩凹凸、位于突出顯示或飽和區域中、具有亮度邊緣、大 小相對較小并且具有相較于合法色彩特征而言不太均勻的色彩。本文所述的校正技術的色 彩實例能夠將松散檢測方法與保守校正方法平衡，以便去除不想要的色彩偽像，同時維持 圖像合法色彩特征。
[0007] -個方面涉及一種用于校正具有多個像素的圖像中的色彩偽像的方法，所述方法 包括：接收所述圖像的圖像數據，所述圖像數據包括所述圖像中的所述多個像素中的每個 的亮度（Y)分量值和兩個色度分量值；檢測所述圖像數據的所述Y分量值中的至少一個色 彩偽像；生成對應于所述圖像中的所述多個像素的校正比率圖，所述校正比率圖指示所述 圖像數據中的所述至少一個色彩偽像的位置；將多個方向中值濾波器應用于每個色度分量 以針對所述色度分量值的子集生成多個中值；針對所述色度分量值的所述子集中的每個， 至少部分基于對應校正比率圖條目選擇所述多個中值中的一個；以及至少部分基于所述多 個中值中的所選擇的一個，輸出所述像素的校正的色度值。此方法可實現在電子裝置上，包 括具有顯示器的便攜裝置。
[0008]另一方面涉及用于對圖像中的色彩偽像進行校正的系統，所述系統包括檢測模 塊，所述檢測模塊被配置成檢測包括多個像素的圖像中的至少一個色彩偽像，所述檢測模 塊進一步配置成生成具有針對所述圖像中的所述多個像素中的每個的條目的校正比率圖， 所述條目指示與對應像素相關聯的色彩偽像類型。所述系統還可包括校正模塊，所述校正 模塊被配置成至少部分基于所述條目計算所述對應像素的校正的色度值，所述條目指示與 所述對應像素相關聯的色彩偽像的類型，所述校正模塊進一步配置成基于所述條目選擇多 個方向中值濾波器中的一個以用來計算校正的色度值，所述校正模塊進一步配置成如果所 述條目指示所述對應像素與色點偽像相關聯，那么選擇第一方向中值濾波器，并且如果所 述條目指示所述對應像素與色差相關聯，那么選擇第二方向中值濾波器。所述系統還可包 括檢驗模塊，所述檢驗模塊被配置成檢驗所述校正的色度值，以便減少在從所述校正的色 度值形成的校正過的圖像中引入合法色彩特征的另外偽像或去飽和。
[0009] 另一方面涉及一種生成用于校正圖像中的色彩偽像的校正比率圖的方法，所述方 法包括：接收包括所述圖像的圖像數據，所述圖像包括亮度分量以及兩個色度分量；將所 述亮度分量與至少一個對稱內核卷積，以便生成色彩偽像圖；至少部分基于所述色彩偽像 圖生成初步校正比率圖，其中所述初步校正比率圖包含對應于所述圖像中的多個像素中的 每個的條目；執行對所述色度分量中的至少一個的灰度校驗；以及至少部分基于所述灰度 校驗更新所述初步校正比率圖以便從后續色彩校正中排除任何無色像素，由此生成最終校 正比率圖。
[0010] 另一方面涉及一種在電子裝置中用于校正圖像中的色彩偽像的方法，所述方法包 括：接收對應于輸入圖像的像素的輸入值，每個輸入值均具有亮度（Y)分量、第一色度分量 以及第二色度分量，所述輸入值的所述γ分量形成γ分量數據集，所述輸入值的所述第一色 度分量形成第一色度分量數據集，并且所述輸入值的所述第二色度分量形成第二色度分量 數據集；檢測所述Y分量數據集中的至少一個色彩偽像；生成具有對應于所述輸入值的多 個校正條目的校正比率圖，所述校正條目指示所述至少一個色彩偽像的位置；將多個方向 中值濾波器應用于所述第一色度分量數據集以針對所述第一色度分量數據集中的每個分 量生成多個中值；將多個方向中值濾波器應用于所述第二色度分量數據集以針對所述第二 色度分量數據集中的每個分量生成多個中值；在校正模塊處接收從所述第一色度分量數據 集和所述第二色度分量數據集中的至少一個而生成的所述多個中值，并且接收所述校正比 率圖，而且選擇所述多個中值中的一個以供用于至少部分基于所述校正比率圖條目生成輸 出圖像；以及生成包括輸出值陣列的輸出圖像，每個輸出值對應于所述輸入圖像的輸入值， 所述生成包括基于指示色差的存在的所述校正比率圖確定改變對應的輸入值，并且針對將 要改變的輸入值，通過將所述中值中的所選擇的一個作為輸出值應用于在所述像素與色點 偽像相關聯的情況下具有第一設置和在所述像素與色差相關聯的情況下具有第二設置的 所述像素來生成輸出值。
[0011]另一方面涉及一種非暫時性計算機可讀媒體，所述非暫時性計算機可讀媒體存儲 指令，所述指令在執行時致使至少一個處理器來執行一種方法，所述方法包括：接收圖像的 圖像數據，所述圖像數據包括所述圖像中的所述多個像素中的每個的亮度（Y)分量值和兩 個色度分量值；檢測所述圖像數據的所述Y分量值中的至少一個色彩偽像；生成對應于所 述圖像中的所述多個像素的校正比率圖，所述校正比率圖指示所述圖像數據中的所述至少 一個色彩偽像的位置；將多個方向中值濾波器應用于每個色度分量以針對所述色度分量值 的子集生成多個中值；針對所述色度分量值的所述子集中的每個，至少部分基于對應校正 比率圖條目選擇所述多個中值中的一個；以及至少部分基于所述多個中值中的所選擇的一 個，輸出所述像素的校正的色度值。
【附圖說明】
[0012] 在下文中，將會結合附圖以及隨附內容描述所揭示的方面，附圖以及隨附內容提 供用于例示而非限制所揭示的方面，其中相似標記指示相似元件。
[0013] 圖1示出自適應式色彩偽像校正系統的實施例的示意性方框圖。
[0014] 圖2示出具有自適應式色彩偽像校正能力的示范性系統的示意性方框圖。
[0015] 圖3A示出用于檢測在圖像的亮度分量中的色彩偽像的檢測內核的多個實施例。
[0016] 圖3B示出能夠實現圖3A的檢測內核的校正圖電路的實施例。
[0017] 圖4A示出用于檢測在圖像的色度分量中的色彩偽像的檢測內核的多個實施例。
[0018] 圖4B示出能夠實現圖4A的檢測內核的校正圖更新電路的實施例。
[0019] 圖5A示出方向中值濾波器的實施例。
[0020] 圖5B示出能夠實現圖5A的方向中值濾波器的自適應式色彩偽像校正電路的實施 例。
[0021] 圖5C示出可受圖5A的方向中值濾波器的應用影響的示例像素。
[0022] 圖6示出自適應式色彩偽像校正過程的實施例。
【具體實施方式】
[0023] 引言
[0024] 本揭示案的實施例包括涉及色差和/或色點偽像的校正的技術。例如，可以使用 在色度通道（YCbCr)上實現方向中值濾波的后處理方法對色差和色點偽像兩者進行校正， 在本文中稱為多假設式色彩偽像校正MHCAC。比起現有方法，多假設式色彩偽像校正技術放 寬對色彩偽像檢測的準確性的要求并且大大提高色彩偽像校正效率和穩健性，以便使去除 圖像中的不想要的色彩偽像與維持圖像中的合法色彩特征平衡。
[0025] 在一些實施例中，多假設式色彩偽像校正技術采用對色彩偽像的假設檢測，以便 減少錯誤校正的可能性并且因此減少校正計算成本。色彩偽像檢測可以基于兩個有效假 設：（1)色點偽像和色差通常出現在亮點、亮線、高對比度邊緣以及飽和區域附近，以及（2) 嚴重色差通常會發生在飽和區域附近。在檢測后，通過使用方向中值濾波，多假設式色彩偽 像校正技術可在具有兩種不同校正設置的單個統一框架中自適應地去除不同類的色彩偽 像，即色差（粗線）和色點（細線或點）偽像。多假設式色彩偽像校正技術能夠將方向中 值濾波器用在圖像的色度通道上，該方向中值濾波器能夠有效校正色彩偽像，而不會對合 法色彩特征（例如，點、邊緣以及拐角）造成損壞。雖然在計算上比均值濾波器內核成本更 高，但是在一些實施例中