一種圖像后處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種圖像后處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像后處理或者后增強(qiáng)算法目前被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，并正在發(fā)揮著相當(dāng)重 要的作用。作為圖像后處理或者對圖像進(jìn)行后增強(qiáng)的技術(shù)，是指增強(qiáng)原有圖像中需要的重 要信息，并適當(dāng)減弱其他非重要信息，將原本模糊不清或者無法分辨的圖像處理成清晰的 富含大量有用信息的可使用圖像，從而達(dá)到改善圖像的視覺效果的目的。
[0003] 例如，現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)的單帖圖像的超分辨率算法中，例如雙線性度i 1 inear) 插值算法、=線性度icubic)插值算法或者Lanzcos插值算法對單帖圖像進(jìn)行放大時(shí)，通常 會(huì)產(chǎn)生一定的模糊效果。此時(shí)，在插值算法之后添加一個(gè)圖像后處理過程就可W明顯改善 超分辨率算法的圖像質(zhì)量。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)的基于邊界方向的插值算法巧dge-directed Inte;rpolation) 可W更好的保存原始邊界，但是運(yùn)類算法一般比較難W應(yīng)用到圖像放大倍數(shù)不是固定整數(shù) 倍數(shù)的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，現(xiàn)提供一種圖像后處理方法的技術(shù)方案，旨在提升 圖像后處理的處理速度，保持較好的邊界效果，并適用于任意縮放倍數(shù)的圖像后處理過程。
[0006] 上述技術(shù)方案具體包括：
[0007] 一種圖像后處理方法，其中，包括：
[0008] 步驟SI,獲取待處理的單帖的多通道圖像，并將所述多通道圖像轉(zhuǎn)換到Y(jié)UV色彩 系統(tǒng)；
[0009] 步驟S2,分離并輸出經(jīng)過轉(zhuǎn)換的所述多通道圖像的一像素的所有通道的顏色分量 值；
[0010] 步驟S3,將像素的U值分量或者V值分量W預(yù)設(shè)的第一后處理過程進(jìn)行處理并輸 出，，并將像素的Y值分量W預(yù)設(shè)的第二后處理過程進(jìn)行處理并輸出；
[0011] 步驟S4,根據(jù)經(jīng)過處理并輸出的所述Y值分量、所述U值分量和所述V值分量還原 形成相應(yīng)的經(jīng)過后處理的所述多通道圖像；
[0012] 所述第一后處理過程包括：
[0013] 步驟Sla,對所述U值分量或所述V值分量進(jìn)行插值運(yùn)算；
[0014] 步驟S2a，采用預(yù)設(shè)的濾波參數(shù)對經(jīng)過插值運(yùn)算的所述U值分量或者所述V值分量 進(jìn)行邊緣保持的濾波處理；
[0015] 步驟S3a，輸出經(jīng)過濾波處理的所述U值分量或者所述V值分量；
[0016] 所述第二后處理過程包括：
[0017] 步驟Slb,對所述Y值分量進(jìn)行插值運(yùn)算；
[0018] 步驟S2b，對經(jīng)過插值運(yùn)算的所述Y值分量分別W預(yù)設(shè)的對應(yīng)不同頻段的多個(gè)所 述濾波參數(shù)進(jìn)行分頻段的邊緣保持的濾波處理，W分別得到對應(yīng)所述Y值分量的多個(gè)頻段 分量；
[0019] 步驟S3b，根據(jù)所有所述頻段分量W及經(jīng)過插值運(yùn)算的所述Y值分量，對經(jīng)過插值 運(yùn)算的所述Y值分量進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，W得到并輸出經(jīng)過所述圖像增強(qiáng)處理的所述Y值 分量。
[0020] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，所述步驟S3b中，根據(jù)下述公式對所述Y值分量 進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理： 陽02U Yhr= Y 圓+fi(AYi)+f2(AY2)+……( A Y,)，i > 1，且 i 為自然數(shù)； 陽02引 其中，
[0023] Yhk表示經(jīng)過圖像增強(qiáng)處理后得到的Y值分量；
[0024] Yhk。表示經(jīng)過插值運(yùn)算后得到的Y值分量；
[0025] A Y康示所述Y值分量的兩個(gè)相鄰的所述頻段分量的差值；
[00%] fi ( A Yi)表示對A Yi進(jìn)行的增強(qiáng)處理； 陽027] AYi= Yhw i)-V，i > 1，且 i 為自然數(shù)；
[0028] Yhki表示根據(jù)對應(yīng)的所述濾波參數(shù)，對經(jīng)過插值運(yùn)算的Y值分量進(jìn)行邊緣保持的 濾波處理后得到的對應(yīng)第i個(gè)頻段的所述頻段分量。
[0029] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，
[0030] 所述步驟S2b中，依據(jù)給定的所述濾波參數(shù)對Y值分量進(jìn)行分頻段的邊緣保持的 濾波處理，W得到對應(yīng)不同頻段的所述頻段分量；
[0031] 所述步驟S3b中，依據(jù)下述公式選擇W固定的增益倍數(shù)對Y值分量進(jìn)行所述圖像 增強(qiáng)處理，或者W分層轉(zhuǎn)換模型對Y值分量進(jìn)行所述圖像增強(qiáng)處理： 陽〇3引 min /；'= |7邸Q + 馬 7〇|;; 陽03引 其中，
[0034] Y。表示預(yù)設(shè)的期望輸出的最優(yōu)圖像的Y值分量；
[00對 f 1為f 1 ( A Yi)的簡寫，i > 1，且i為自然數(shù)；
[0036] 根據(jù)使整個(gè)代價(jià)函數(shù)取值最小的情況下可W選擇W固定的增益倍數(shù)函數(shù)形式 進(jìn)行所述圖像增強(qiáng)處理，或者W分層轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行所述圖像增強(qiáng)處理。
[0037] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，
[0038] 所述步驟S2b中，選擇相應(yīng)的濾波參數(shù)對Y值分量進(jìn)行分頻段的邊緣保持的濾波 處理的步驟具體包括： 陽039] 步驟S2化，確定一個(gè)所述濾波參數(shù)的選擇范圍，并從所述選擇范圍中選擇一個(gè)所 述濾波參數(shù)，使得下述公式的代價(jià)函數(shù)最?。?O
[0040]過巧 min /；' 二 f曲目 + 與 + 為十 ' . ;; 陽OW 其中，
[0042] Y。表示預(yù)設(shè)的期望輸出的最優(yōu)圖像的Y值分量； 陽0創(chuàng) f 1為f 1 ( A Yi)的簡寫，i > 1，且i為自然數(shù)；
[0044] 步驟S2化，根據(jù)選擇得到的包括在所述選擇范圍內(nèi)的所述濾波參數(shù)，設(shè)置進(jìn)行分 頻段的邊緣保持的濾波處理所對應(yīng)的所述濾波參數(shù)；
[0045] 所述步驟S3b中，根據(jù)已被選擇的所述濾波參數(shù)進(jìn)行邊緣保持的濾波處理后得到 的多個(gè)所述頻段分量代入所述步驟S2化中的公式得到的結(jié)果，選擇W固定的增益倍數(shù)進(jìn) 行所述圖像增強(qiáng)處理，或者W分層轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行所述圖像增強(qiáng)處理。
[0046] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，所述步驟S2化中，依據(jù)下述公式確定所述濾波 參數(shù)的所述選擇范圍：
[0047] 預(yù)設(shè)初始化的多頻段的濾波參數(shù)的集合為： W48] Sec= { e …e C2,...... ^ clJ ; W49] 其中，
[0050] S ￡。表示初始化的所述濾波參數(shù)的集合；
[0051] C是為了提取多頻段圖像所需要進(jìn)行的邊緣保持的濾波處理的次數(shù)；
[0052] e。產(chǎn)e Ck表示集合S 中的初始可選的值；
[0053] 所述濾波參數(shù)e ek滿足下述公式：
[0054] dk=E|Y^-YeJ; 陽05引 其中，
[0056] Ywk表示W(wǎng) S 中最大的所述濾波參數(shù)對所述Y值分量進(jìn)行對應(yīng)頻段的邊緣保持 的濾波處理后得到的對應(yīng)的所述頻段分量；
[0057] dm= md k/k ;
[0058] m = I, 2,......k-1 ;
[0059] 隨后，在被確定的集合S ￡。中選擇一個(gè)使所述步驟S2化中的公式的代價(jià)函數(shù)最小 的所述濾波參數(shù)作為e 11; W60] 其中，
[0061] En表示被選擇得到的對應(yīng)進(jìn)行單頻段的邊緣保持的濾波處理時(shí)采用的所述濾波 參數(shù)。
[0062] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，所述步驟S2化中，若對Y值分量進(jìn)行雙頻段 的邊緣保持的濾波處理，則選擇在被確定的集合Se。中選擇兩個(gè)所述濾波參數(shù)作為e 21和 e 22,滿足：
[0063] e 21《e 11，e e 22;
[0064] 其中， 陽0化]￡21和e 22表示對Y值分量進(jìn)行雙頻段的邊緣保持的濾波處理時(shí)依據(jù)的所述濾波 參數(shù)。
[0066] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，若對Y值分量進(jìn)行=頻段的邊緣保持的濾波處 理，則從被確定的集合S,。中選擇S個(gè)所述濾波參數(shù)作為e 31，e 32和e 33,滿足： 1^0067] ￡ 31《e 21, e 21《e 32《e 22，e 33《e 22;
[0068] 其中，￡31、e 32和e 33表示對Y值分量進(jìn)行=頻段的邊緣保持的濾波處理時(shí)依據(jù) 的所述濾波參數(shù)。
[0069] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，所述步驟S3b中，依據(jù)下述公式，采用固定的增 益倍數(shù)對Y值分量進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理：
陽07U 其中，
[0072] gi。和g 11表示對第i個(gè)頻段的頻段分量進(jìn)行增強(qiáng)處理時(shí)對應(yīng)設(shè)置的所述增益倍 數(shù)； 陽07引 Vi和V 2表示預(yù)設(shè)的灰度口限值。
[0074] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，當(dāng)采用固定的增益倍數(shù)對Y值分量進(jìn)行圖像增 強(qiáng)處理時(shí)，依據(jù)下述公式設(shè)定所述增益倍數(shù)：
陽076] 其中， 陽077] g為向量，g =虹，g2,…，gjT;
[007引 gi的取值位于g i。和g ii之間；
[0079] gi。的取值根據(jù)g進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，W及
[0080] gii的取值根據(jù)g進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；
[0081] AYfV表示A Yi的列向量形式；
[0082] A為預(yù)先設(shè)定的懲罰系數(shù)； 陽08引 gw為預(yù)先設(shè)定的g向量的參考量。
[0084] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，所述步驟S3b中，當(dāng)采用分段的增益映射曲線 對Y值分量進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理時(shí)，依據(jù)下述公式，采用分層轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行所述圖像增強(qiáng)處 理：
[00化]/,'(AF,')二 (AK)P'.. '上 -i Q.j 上..上，
[0086] 其中，
[0087] Qi和P 1為對第i個(gè)頻段的所述頻段分量進(jìn)行增強(qiáng)處理時(shí)對應(yīng)設(shè)置的所述分層轉(zhuǎn) 換模型中的參數(shù)值。
[0088] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，所述分層轉(zhuǎn)換模型中，通過0 = Qi< Q2<w < Qi= A將區(qū)間[0, A]劃分成i個(gè)區(qū)間；
[0089] 令； J AF'. €
[0090] 幾 (么F?') = \ 0 |aF,.| g 取.] W91] 且令：
[0095] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，依據(jù)下述公式選擇所述分層轉(zhuǎn)換模型中的參數(shù) 值Qi和P i:
[0097]其中， 陽09引 A YiV表示A Yi的列向量形式；
[0099] P 為向量，P =虹，IV'.Pi]T; 陽100] Pi為Qi的映射值； 陽101] A為預(yù)先設(shè)定的懲罰系數(shù)； 陽102] Pw為預(yù)先設(shè)定的P向量的參考量。
[0103] 優(yōu)選的，該圖像后處理方法，其中，所述步驟S2a中，選擇優(yōu)化的所述濾波參數(shù)對 所述U值分量或所述V值分量進(jìn)行邊緣保持的濾波處理的過程包括：
[0104] 步驟S21C，對所述U值分量或所述V值分量進(jìn)行箱式濾波，并輸出相應(yīng)的第一濾波 結(jié)果；
[0105] 步驟S22C，對所述U值分量或所述V值分量執(zhí)行平方操作，并對平方操作后的結(jié)果 進(jìn)行箱式濾波，輸出相應(yīng)的第二濾波結(jié)果； 陽106] 步驟S23C，根據(jù)所述第一濾波結(jié)果