一种新型色彩空间转换矩阵生成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113852820A(43)申请公布日2021.12.28(21)申请号202111002837.6(22)申请日2021.08.30(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人朱树元贺康(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203代理人甘茂(51)Int.Cl.H04N19/147(2014.01)H04N19/182(2014.01)H04N19/184(2014.01)H04N9/64(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种新型色彩空间转换矩阵生成方法(57)摘要本发明属于马赛克图像压缩技术领域，提供一种新型色彩空间转换矩阵生成方法；本发明首先给出四通道模型的新型约束模型，设计得到色彩空间转换矩阵和逆矩阵，更容易达到预期目标，且能够根据约束条件把参数量降维，减少了搜索的工作量；然后采用新型率失真优化方法，在预设范围内搜索色彩空间转换矩阵，在编码之前估计损失量和码率的近似值，避免了二次编码的问题，且对于不同的编码框架使用新型率失真优化方法得到的结果是完全相同的；最终，基于本发明生成的色彩空间转换矩阵，在相同的编码码率的情况下能够实现更小的图像整体编码损失，实现更好的图像压缩性能。CN113852820ACN113852820A权利要求书1/2页1.一种新型色彩空间转换矩阵生成方法，包括以下步骤：S1、将马赛克图像转换为四通道模型：G1表示奇数行奇数列的绿色分量，R表示红色分量，B表示蓝色分量，G2表示偶数行偶数列的绿色分量；并设置色彩空间转换矩阵及其逆矩阵：其中，A为色彩空间转换矩阵，x、y与w为色彩空间转换矩中的设置参数；S2、在x∈(0.5,1.5)、y∈(‑1.5,‑0.5)范围内计算率失真优化函数值；S3、搜索率失真函数值的最小值点，并输出使得率失真函数值为最小值所对应的(w、x、y)，生成色彩空间转换矩阵2.按权利要求1所述新型色彩空间转换矩阵生成方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：S21、初始化x＝0.5；S22、初始化y＝‑1.5；S23、令并将w、x、y带入色彩空间转换矩阵中；S24、对四通道模型执行色彩空间转换，转换至YDgCoCg模型：其中，Y为亮度分量，Dg、Co、Cg为色度分量；S25、分别对w×Y、Y、Dg、Co、Cg分量执行DCT变换，结果依次记为累加每个块的高频32位的系数的平方值、得到Loss_T；累加每个块的高频32位的系数的平方值、得到Bits_T；S26、令MSE2＝Loss_T/(W×H)，令bpp2＝Bits_T/(W×H)，W、H分别为马赛克图像的宽与高；S27、计算率失真优化函数值：J＝MSE2+λ*bpp2，λ为预设的系数；S28、令y＝y+0.05，如果y≤‑0.5，执行S23；如果y＞‑0.5，执行S29；2CN113852820A权利要求书2/2页S29、令x＝x+0.05，如果x≤1.5，执行S22；如果x＞1.5，执行S3。3.按权利要求1所述新型色彩空间转换矩阵生成方法，其特征在于，所述步骤S27中，λ取0.17。3CN113852820A说明书1/5页一种新型色彩空间转换矩阵生成方法技术领域[0001]本发明属于马赛克图像压缩技术领域，涉及四通道模型的色彩空间转换矩阵，具体提供了一种基于率失真优化方法的新型约束模型下的色彩空间转换矩阵生成方法。背景技术[0002]如今数字图像的尺寸和数量越来越庞大，导致现有的存储空间消耗巨大，并给数据传输带来极大的困难。图像传感器是数码相机的核心组成部件，目前电荷耦合元件(ChargedCoupledDevice,CCD)仍是最主流的成像器件，要获得一幅全彩图像，理论上需要有三个图像传感器同时获得红、绿、蓝三原色的信息；但是考虑到大众普及程度以及成本控制等原因，数码相机大多采用单传感器的模式，即单CCD模式；由于只有每个像素位置一个传感器来感应光的强度，所以需要在传感器前面要加上一个彩色滤波阵列，即CFA(ColorFilterArray)，使得每个像素点只允许与滤波阵列相应颜色的光透过，其中的Bayer格式CFA比较符合人眼的视觉特性，因而最为常用；由Bayer格式CFA产生的图像通常被称为Bayer马赛克图像或简称为Bayer‑CFA图像、Bayer图像、CFA图像、马赛克图像等。[0003]目前针对马赛克图像设计了很多方法，最成功的是四通道模型，但这些模型的色彩空间转换矩阵均是根据全彩色图像压缩的色彩空间转换矩阵稍加变化而来，不一定是的色彩空间转换矩阵；对于寻找全彩色图像色彩空间转换矩阵的方法中，提出了不同的原始约束模型，并且根据这些模型，使用率