[发明专利]一种基于L0范数分解的动漫图像增强显示方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其是一种基于L0范数分解的动漫图像增强显示方法及系统。

背景技术

《大圣归来》等一系列动漫作品的火爆推出，引发了人们对国产动漫产业的广泛关注。然而这些影院里震撼、有趣的作品在家用的数字电视上播放的时候，受屏幕尺寸、播放环境等的影响，显示效果会大打折扣。这种情况下就需要采用增强显示的办法来提高画面的显示效果。

目前，人们通常会采用拉普拉斯二阶导数的方法来增强动漫图像的显示效果。这种方法首先通过拉普拉斯二阶导数处理输入的图像，分离出图像的低频和高频信息，然后通过将高频信息乘以一个大于1的系数来放大细节信息值，最后重新组合低高频信息，以得到增强后的动漫图像。然而，拉普拉斯二阶导数的方法并不能准确检测到图像的细节，同时其会对分离出来的信息进行统一处理(即“一刀切”处理)，在增强结果中引入了很多噪声，影响了人们的观赏体验。

综上所述，业内亟需一种细节信息丰富且噪声小的动漫图像增强显示方法及系统。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种细节信息丰富且噪声小的，基于L0范数分解的动漫图像增强显示方法。

本发明的另一目的在于：提供一种细节信息丰富且噪声小的，基于L0范数分解的动漫图像增强显示系统。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种基于L0范数分解的动漫图像增强显示方法，包括以下步骤：

A、采用L0范数将输入的动漫图像分解成低频图像以及高频图像；

B、根据低频图像的位置信息对高频图像进行增强，得到增强后的高频图像；

C、将低频图像与增强后的高频图像进行合成，得到增强后的动漫图像。

进一步，所述输入的动漫图像为原始动漫图像变换到YUV空间后的色度分量图像。

进一步，所述步骤A包括：

A1、确定低频图像所需满足的最小值方程，所述低频图像所需满足的最小值方程为：

其中，t为输入的动漫图像，s为低频图像，“||||₂”为L2范数，||s-t||₂表示图像s与图像t的距离，λ为权重调整系数，“▽”为梯度，“||||₀”为L0范数，||▽s||₀表示图像s的梯度信息中非零元素的个数，且p表示像素点的位置，N为像素点的总个数，b为二值函数，且满足：s_p为图像s中位置P处像素点的像素值，和分别为对s_p在x方向和在y方向的求导算子；

A2、采用梯度下降法对最小值方程的L0范数进行迭代求解，得到分解后的低频图像s；

A3、根据分解后的低频图像s以及输入的动漫图像t计算出高频图像，所述高频图像d的表达式为：d＝t-s。

进一步，所述步骤A2包括：

A21、将||▽s||₀以及b的表达式代入低频图像所需满足的最小值方程，得到第一次变形后的最小值方程，所述第一次变形后的最小值方程的表达式为：

A22、引入辅助变量，对第一次变形后的最小值方程进行第二次变形，得到第二次变形后的最小值方程，所述第二次变形后的最小值方程的表达式为：

其中，x和y为引入的两个辅助变量，x_p和y_p分别为x和y在p位置的值，β为设定的权重系数；

A23、采用梯度下降法对第二次变形后的最小值方程进行迭代求解，得到分解后的低频图像s。

进一步，所述步骤A23包括：

A231、固定x和y，对第二次变形后的最小值方程采用梯度下降法进行求解，得到相应的s，所述相应的s的表达式为：

其中，I为单位矩阵，T表示转置；

A232、固定s，对第二次变形后的最小值方程采用梯度下降法进行求解，得到相应的x_p和y_p，所述相应的x_p和y_p的表达式为：

进一步，所述步骤B具体为：

根据低频图像s的位置信息s_p对p位置的高频图像d_p进行增强，得到增强后的高频图像d_p′，所述增强后的高频图像d_p′的表达式为：

其中，γ为设定的增强系数。