[發明專利]一種具有透明度信息的圖像的調色板裝置與生成方法

有效

• 申請號: 201210290041.X
• 申請日: 2012-08-15
• 公開（公告）號: CN102881026A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 陳喆;殷福亮;李丹丹
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06T7/40
• 分類號: G06T7/40
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 徐淑東

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，特別涉及一種具有透明度信息的圖像的調色板裝置與生成方法。

背景技術

一幅常用的RGB888格式的彩色圖像最多可包含2²⁴種顏色。隨著計算機圖形、圖像技術的不斷發展，在RGB三色基礎上又增加了圖像的透明/半透明特性，使圖像顯示更靈活。例如：20世紀90年代中期開發的PNG圖像格式，其PNG32圖像采用RGBα8888格式，即R、G、B、α各通道分別使用8bit量化。PNG存儲的彩色圖像的深度可多達48位，還可以存儲多到16位的α通道數據。換句話說，帶α通道PNG圖像最多可包含的顏色數遠遠大于2²⁴。

由于物理能力限制和經濟成本等的原因，一方面，圖像顯示設備只能顯示有限數目的顏色。所以，可在最小的視覺失真的前提下，減少將要顯示的圖像中的顏色數，即對圖像進行色彩量化。另一方面，后續的圖像處理、計算機運算效率應用和圖像編碼和傳輸方面，對圖像的存儲量也有要求，也需在最小的視覺失真的前提下，對圖像進行色彩量化。例如，對帶透明度PNG32的圖像，直接存儲每個像素的4個通道數據使圖像對存儲量要求較高。若使用RGB調色板和透明度(tRNS)字段來表示帶α通道的PNG圖像中的顏色，將其存儲為PNG8索引圖像，則每個像素點的存儲量減少為原來的1/4，明顯減少了圖片存儲量。

現有技術中幾種比較常用的典型色彩量化算法如下：

(1)1994年，A.?Kruger在文獻“Median-cut?color?quantization”中^[1]，提出了中位切割(MCQ)算法。該算法試圖選擇一個色彩均衡的集合來表示圖像,?其基本思想是：將圖像的彩色空間用?RGB模型來表示,?彩色立方體的三個維度分別對應RGB三基色中一個顏色分量,?每一根軸的取值范圍為為0～255，0對應于黑，255對應于亮度最大。MCQ（中位切割顏色量化）算法按照像素數目平均分布或量化誤差最小等準則把RGB色彩空間立方體分成若干個長方體，每個長方體的中心就是一個調色板顏色的最佳位置。這種算法考慮到具體圖像的色彩分布,?所得到的圖像顯示層次感豐富,?所以較為常用。

(2)1996年，D.?Clark在文獻“Color?quantization?using?octree”中^[2]，提出了八叉樹(OctreeCut)算法。該算法是利用八叉樹數據結構來表示圖像色彩空間的一種方法，顏色的RGB分量的二進制編碼確定了顏色在八叉樹或顏色立方體中的位置，量化過程是簡化八叉樹，通過將子節點顏色平均值賦予父結點的方式實現,?然后將子結點刪除。八叉樹量化算法對內存要求較低，且生產圖像質量較好。

現有技術缺點：

(1)MCQ算法內存開銷大，需要足夠的內存作為源圖像中每種顏色的計數器。另外，該方法重建的圖像局部細節較為模糊，效果不夠理想。

(2)八叉樹算法中，簡化八叉樹的過程中，顏色的合并是以像素的頻度為準，所以仍會出現某些顏色由于出現頻率小而丟失的現象，導致圖像顯示失真。

(3)上述算法只支持RGB或其他無透明度顏色的量化。雖然中位分割算法作者提出可將算法擴展到更多通道，但是α通道值越小時，對圖像顏色的視覺敏感度也相應降低，若只將α通道作為獨立的通道加入中位分割量化，則計算量和系統時延都等比增大，使處理成本上升。

發明內容

發明目的：為解決上述現有技術中的技術問題，提供一種具有透明度信息的圖像的調色板裝置與生成方法。

采用的技術方案：提供了一種具有透明度信息的圖像的調色板裝置，包括：圖像輸入單元、圖像顏色取值空間分割單元、圖像調色板生成單元、圖像顏色量化單元、圖像輸出單元；

所述圖像輸入單元用于輸入一張PNG圖片，并判斷該圖像是否包含透明度信息，只通過含有透明度信息的圖像，具體步驟如下：提取PNG圖像的IHDR字段信息，包括圖片寬、圖片高、圖片色深、顏色類型，定義顏色類型為ColorType；判斷該圖像是否包含透明度信息：若ColorType=6，則該圖像為帶α通道的真彩色圖片，滿足要求；若ColorType=3，則該圖像為真彩色索引圖像，再在文件數據中搜索tRNS字段，若文件包含tRNS字段，則該圖像包含透明度信息，滿足要求；若圖像不滿足上述兩種顏色類型中任何一種情況下，則該圖像不包含透明度信息，不滿足要求；