[發明專利]電影對比度色度自動增強方法

有效

• 申請號: 201110304673.2
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN102427538A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 許洪騰;楊小康;劉婧;陳立
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04N9/64
• 分類號: H04N9/64
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及的是一種圖像和視頻處理技術領域的系統，具體是一種基于膠片退化原理的電影對比度色度自動增強方法。

背景技術

電影藝術是人類文化的重要體現和人類文明的寶貴財富。我們有義務盡力去保護并傳承優秀的電影作品。電影的數字化就是其中最主要的保護方式。傳統電影以膠片的形式保存，對保存環境的要求較苛刻。隨著環境的溫度和濕度變化，膠片上的化學涂層會出現氧化現象，導致亮度和色彩失真，嚴重的還會出現霉斑。此外，膠片電影會隨著播放次數的增長出現劃痕，色彩退化的現象。相比傳統的電影膠片，數字化的電影作品，具有便于攜帶，便于網絡傳播，存儲方式對環境變化不明感，可大量反復播放等優點，極大地延長了電影的壽命。但是對于年代久遠的電影作品，其膠片上已經出現了上述退化現象。所以在數字化之后，我們還要對其進行進一步修復。

經過對現有技術的文獻檢索發現，現有的方法有兩大類：一種是簡單的直方圖均衡、校正。例如Yeong-Taeg?Kim在《IEEE?Transactions?on?Consumer?Electronics》（電氣與電子工程師協會消費電子類期刊）第43卷第1期的第1頁至第8頁發表的“Contrast?enhancement?using?brightness?preserving?bi-histogram?equalization”就是這種方法的代表。這種方法的自動化程度高，但是在增強時缺乏理論依據，實際結果往往無法符合主觀感受。更糟糕的是對于不同幀直方圖均衡的結果不同會導致生成的視頻序列會有幀間閃爍，嚴重降低視頻質量。另一種方法是在RGB三通道上由人工進行校正。這種方法得到的結果符合人的主觀感受，效果好，但是勞動力成本很高。目前，老電影的對比度和色度增強基本由人工完成，采用一種自動化程度更高但是效果不遜色于人工增強的系統將極大地減少人工的工作量，節約成本。上述的兩種方法都存在缺乏理論依據，沒有良好模型作為基礎的缺點。

?Kaiming?He等人在《IEEE?Conference?on?Computer?Vision?and?Pattern?Recognition?2009》（電氣與電子工程師協會2009年度計算機視覺與模式識別大會）的第1956頁至第1963頁發表的“Single?image?haze?removel?using?dark?channel?prior”中提出了一種基于圖像暗通道的去霧方法，有效的去除了圖像中多余的白光成分。考慮到電影膠片退化的特性之一就是膠片涂層脫落、變性導致對不同通道的色光吸收能力變弱，使得多余的白光分量通過膠片造成對比度下降。此外，由于膠片的最表層的涂層對應圖像的藍色通道。隨著時間推移，這個通道的退化較另外兩個更加嚴重，造成圖像整體因白光滲入變灰的同時整體變紅。根據上述膠片退化原理，本發明設計一種自適應的方法去除電影中多余的白光分量同時進行色度增強。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種基于膠片退化原理和暗通道模型的電影對比度色度自動增強方法。本發明根據電影膠片的退化原理，結合暗通道模型將膠片中多余的白光成分有效地去除，并提出了基于明暗通道的參數自適應選擇，實現了電影對比度色度的自動增強，克服了直方圖自動增強造成的幀間閃爍問題。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：

第一步、讀取視頻中同一場景的幀圖像序列，計算每一幀幀的明通道圖像和暗通道圖像；表示第t幀圖像。

第二步、對暗通道圖像進行直方圖分析，判斷是否需要進行對比度增強。

第三步、對明通道圖像進行來源分析，判斷是否需要進行色度增強。

第四步、若需要進行對比度色度增強，則通過原始圖像和明、暗通道圖像進行透射率估計。

第五步、根據明通道和暗通道確定透射率的閾值。

第六步、進行對比度色度增強。