调整图像亮度和对比度的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种调整图像亮度和对比度的方法，包括步骤：接收RGB图像以及调整参数，并基于接收的RGB图像提取图像调整前的RGB值以及基于所述图像调整前的RGB值获得平均亮度值；将图像调整前的RGB值和调整参数代入预置的图像亮度对比度调整后的RGB值和图像亮度对比度调整前的RGB值的关系式中，计算得到图像调整后的RGB值；其中所述关系式通过RGB转HSV的公式、亮度对比度调整公式以及HSV转RGB的公式计算得到；基于图像调整后的RGB值，对RGB图像进行亮度调整，获得调整后的RGB图像；输出所述调整后的RGB图像。本发明专利技术还公开了一种调整图像亮度和对比度的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种调整图像亮度和对比度的方法及其装置。
技术介绍
随着计算机技术、图像处理技术的发展和普及，数字图像处理应用越来越广泛。彩色数字图像可由多种彩色空间模型来表示，如RGB和HSV等。其中：RGB空间模型：一种三基色混色原理产生的颜色模型，三基色为红、绿、蓝，分别由R、G、B表示，自然界中各种颜色都可以由三基色按不同比例相加混合而成。HSV模型：一种比较符合人眼视觉特性的颜色模型，具有亮色分离的优点。H、S、V分别代表色调信号、饱和度信号及亮度信号。在实际应用中，图像调整(例如，彩色图像增强)需要在不同的彩色空间进行处理。常见的彩色图像增强算法是将彩色图像经过彩色空间转换，将密切相关的三个分量的空间转换到基本不相关的色度空间，最常见的是HSV空间模型；基于HSV空间模型的亮度和对比度增强是最常见的图像增强方式。在HSV空间模型中，亮度和对比度增强有两个方面，一是提高整体亮度，二是增强对比度。亮度是指图像的明亮程度。对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量，差异范围越大代表对比越大，差异范围越小代表对比越小。对比度对视觉效果的影响非常关键，一般来说，对比度越大，图像越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽；而对比度小，则会让整个画面都灰蒙蒙的。简单的讲，对比度反应了图片上亮区域和暗区域的层次感。而反应到图像编辑上，调整对比度就是在保证平均亮度值不变的情况下，扩大或缩小亮的点和暗的点的差异。既然是要保证平均亮度值不变，所以对每个点的调整比例必须作用在该值和平均亮度值的差值之上，这样才能够保证计算后的平均亮度值不变。常用的图像数据是RGB格式且每个分量用8位表示，因此每个分量的范围是0到255之间的整数。对于常用的RGB图像，传统的亮度对比度增强处理过程是：(1)首先，将图像的RGB空间模型转换为HSV空间模型，并计算出对应的H、S、V值。(2)然后，在HSV空间模型中，对应增强亮度和对比度，从而得到增强后的亮度V′。(3)最后，将增强亮度和对比度后的HSV空间模型重新转回RGB空间模型，并基于增强亮度和对比度后的HSV空间模型的H、S、V′值，计算得到增强亮度后的RGB空间模型的R′、G′、B′后进行显示。用一个简单的模型可以表示传统的这种增强图像亮度的过程：即RGB→HSV→HSV′→R′G′B′。而且，每对图像进行一次亮度调整，就需要重复上述过程一次。下面，通过进一步的描述，详细介绍传统的这种增强图像亮度的各个过程：(1)RGB空间模型转换为HSV空间模型设(r，g，b)分别代表一个颜色的红、绿和蓝值，它们的取值为区间[0，1]内的小数(将0到255之间的整数的RGB值对应调整为区间[0，1]内的小数)。设max为r，g和b中的最大者，设min为这些值中的最小者，H∈[0，360)是角度的色相角，而s，v∈[0，1]是饱和度S和亮度V。通过以下公式(A)计算出HSV空间模型中的(h，s，v)值：h=0,ifmax=min60*g-bmax-min,ifmax=r60*b-rmax-min+120,ifmax=g60*r-gmax-min+240,ifmax=bs=0,ifmax=0max-minmax,otherwisev=max---(A)]]>其中，r表示输入的R的颜色值，g表示输入的G的颜色值，b表示输入的B的颜色值，max表示r、g、b中的最大值，min表示r、g、b中的最小值，h表示色调，s表示饱和度，v表示亮度。(2)HSV空间模型增强亮度和对比度在HSV空间调整亮度和对比度有两个方面，一是提高或减少整体亮度，二是增强或降低对比度，两个方面的调整可以用一个亮度对比度调整公式(B)表示：v′＝Inc+Mean+(v-Mean)*(1+P)     (B)其中v表示原始像素点亮度，Inc表示整张图片提高或减少的亮度(Inc大于0时表示提高亮度，Inc小于0时表示减少亮度)，Mean表示整张图片的平均亮度值，v′表示调整后的亮度，而P为对比度调整值，调整范围[-1，1]。由该公式可知，当Inc为0时就是只有对比度增强。当P大于0就表示提高对比度，P小于0则表示降低对比度，而当P为0时，则前后对比度没有任何变化。另外，由该公式可知，在HSV空间中，无论提高或减少整体亮度还是增强或降低对比度，其综合结果体现在亮度的变化上，即v′。经过亮度和对比度调整后，得到HSV空间模型中的(h，s，v′)值。(3)HSV空间模型重新转回RGB空间模型在给定HSV中(h，s，v′)值定义的一个颜色，h在指示色相角度的值域[0，360)中，饱和度和亮度的s和v’变化于0到1之间，在RGB空间中对应的(r′，g′，b′)三原色可以通过以下公式(C)和(D)得到：f=h60-hi]]>     (C)p＝v′*(1-s)q＝v′*(1-f*s)t＝v′*(1-(1-f)*s)对于每个颜色分量(r′，g′，b′)，则有：(r′,g′,b′)=(v′,t,p)ifhi=0(q,v′,p)ifhi=1(p,v′,t)ifhi=2(p,q,v′)ifhi=3(t,p,v′)ifhi=4(v′,p,q)ifhi=5---(D)]]>可见，在传统的图像亮度调整方法中，需要经过RGB空间转为HSV空间以及HSV空间转为RGB空间的两个颜色模型的转换，而且通过上述公式可知，在RGB空间转为HSV空间的这个转化过程中涉及大量的计算，而且H分量的计算还涉及多个分支判断。而将亮度调整后的HSV空间重新转换到RGB空间时，这个转换同样存在大量的计算以及多个分支的判断。因此整个过程中需要很大的计算量，而且占用较大的计算资源，速度极其低下，对于视频图像的亮度对比度增强远不能满足实时的需求。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种调整图像亮度和对比度的方法及其装置，无需进行RGB和HSV空间的互相转换即可直接对RGB图像进行亮度和对比度的调整，从而提高处理速度。本专利技术实施例公开了一种调整图像亮度的方法，包括步骤：接收RGB图像以及调整参数，并基于接收的所述RGB图像提取图像调整前的RGB值以及基于所述图像调整前的RGB值获得平均亮度值；将所述图像调整前的RGB值、平均亮度值和调整参数代入预置的图像亮度对比度调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调整图像亮度和对比度的方法，其特征在于，包括步骤：接收RGB图像以及调整参数，并基于接收的所述RGB图像提取图像调整前的RGB值以及基于所述图像调整前的RGB值获得平均亮度值；将所述图像调整前的RGB值、平均亮度值和调整参数代入预置的图像亮度对比度调整后的RGB值和图像亮度对比度调整前的RGB值的关系式中，计算得到图像调整后的RGB值；其中所述关系式通过RGB转HSV的公式、亮度对比度调整公式以及HSV转RGB的公式计算得到；基于所述图像调整后的RGB值，对所述RGB图像进行亮度和对比度调整，获得调整后的RGB图像；输出所述调整后的RGB图像。

【技术特征摘要】
1.一种调整图像亮度和对比度的方法，其特征在于，包括步骤：
接收RGB图像以及调整参数，并基于接收的所述RGB图像提取图像调整
前的RGB值以及基于所述图像调整前的RGB值获得平均亮度值；
将所述图像调整前的RGB值、平均亮度值和调整参数代入预置的图像亮度
对比度调整后的RGB值和图像亮度对比度调整前的RGB值的关系式中，计算
得到图像调整后的RGB值；其中所述关系式通过RGB转HSV的公式、亮度对
比度调整公式以及HS...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹向群，陈健生，
申请(专利权)人：广州博冠信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44