图像色彩直方图的构建方法、芯片及图像分析装置

技术领域

本发明属于广播电视互联网图像处理领域，具体涉及一种图像色彩直方图的构建方法、芯片及图像分析装置。

背景技术

广播电视互联网新媒体视听信息监测监管中需要用到视频分析、图像处理、图像内容识别等技术；图像的统计特征设计与提取是这些技术的重要基础。

图像的灰度直方图是图像的统计特征之一，它描述了图像的亮度或能量的统计分布特性；灰度直方图在各种图像处理与分析技术中有很好的作用。

目前的图像理论和技术应用中，有一种与图像的颜色相关的直方图，所谓R_直方图、B_直方图、G_直方图，是在RGB颜色空间中，仅取R值、或B值、或G值形成直方图，这是一种单值直方图，和灰度直方图几乎一样，没有本质区别，其应用范围有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种图像色彩直方图的构建方法、芯片及图像分析装置，解决了现有技术中灰度直方图应用范围小的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

图像色彩直方图的构建方法，包括如下步骤：

步骤1、根据色彩的光谱及分布、色相和色度的属性及分布、广播电视的色彩属性，确定132种色彩作为色彩基本点，构建132种颜色类；

步骤2、采集任一幅数字图像或电视视频流图像，获取每一个像素点的颜色坐标值，并聚类到相应的颜色类中；

步骤3、统计每个颜色类的像素点数量；

步骤4、将132种颜色按照一定的规则排列成图像色彩直方图。

所述色彩包括但不限于RGB颜色空间、HUV颜色空间、CMYK颜色空间。

所述步骤1中构建132种颜色类的具体过程如下：

预先构建一个包括132种颜色类的色彩基本点类别查找表，将所有颜色对应的坐标值归类到132种颜色类中。

步骤2的具体过程如下：

步骤2.1、选取一个像素点的颜色坐标值，通过查找所述色彩基本点类别查找表确定该像素点所属的颜色类；

步骤2.2、选取下一个像素点，重复执行步骤2.1，直至所有的像素点都归类到相应的颜色类里。

所述图像色彩直方图的横坐标为132种颜色分布，纵坐标为每种颜色包含的像素点数量，且所述纵坐标像素点数量为每种颜色像素点的个数或者每种颜色像素点个数占总像素点的百分比。

所述132种颜色按照颜色坐标表从左到右、从上到下的规则排列。

所述每种颜色的显示宽度根据显示界面的规格进行设定。

为了进一步解决现有技术中缺少应用彩色直方图处理图像的硬件设备的问题，本发明还提供一种芯片、图像分析装置，具体的技术方案如下：

一种芯片，包括图像分析模块，所述图像分析模块接收电视视频流图像，并按照所述方法，获取电视视频流图像的图像色彩直方图，并将图像色彩直方图发送至处理单元进行处理。

图像分析装置，包括处理器和显示器，其中处理器包括所述的芯片，显示器用于显示图像色彩直方图。

一种计算机存储介质，存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时用于执行所述方法的全部或部分步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本方案提出图像的色彩直方图，是图像的重要统计特征，具体描述了图像的色彩统计分布特性。

2、通过查表的方式快速获取每个像素点的颜色分类，采用的是硬件查表法，有效提高了图像处理的速度。

3、在图像按内容检索、图像视频统计特征提取、图像分类等应用起着重要作用。

附图说明

图1为本发明彩色直方图示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。

图像色彩直方图的构建方法，包括如下步骤：

步骤1、根据色彩的光谱及分布、色相和色度的属性及分布、广播电视的色彩属性，确定132种色彩作为色彩基本点，构建132种颜色类；

步骤2、采集任一幅数字图像或电视视频流图像，获取每一个像素点的颜色坐标值，并聚类到相应的颜色类中；

步骤3、统计每个颜色类的像素点数量；

步骤4、将132种颜色按照一定的规则排列成图像色彩直方图。

具体实施例，如图1所示，

图像色彩直方图的构建方法，包括如下步骤：

步骤1、根据色彩的光谱及分布、色相和色度的属性及分布、广播电视的色彩属性，确定132种色彩作为色彩基本点，构建132种颜色类；具体的过程如下：

预先构建一个包括132种颜色类的色彩基本点类别查找表，将132种颜色类对应的坐标值归类到11种颜色系中。

举例如下表1：

该查找表分为11种颜色系，132种颜色类，

预先在电视视频流采集一副图像，可以是分辨率为：1024*1024个像素点；每个像素点可以是R：0-255、G：0-255、B：0-255，用3字节表示；

颜色的种类可能有256*256*256种；按照最近邻颜色距离规则进行聚类，将最临近的颜色坐标归类到相应的颜色类对应的表格中。

表1

步骤2、采集任一幅数字图像或电视视频流图像，获取每一个像素点的颜色坐标值，并聚类到相应的颜色类中；具体过程如下：

步骤2.1、选取一个像素点的颜色坐标值，通过查找所述色彩基本点类别查找表确定该像素点所属的颜色类；例如，判断所选像素点的颜色坐标值为(229 1 13)，通过查找表1所示，该坐标值在红色系对应的第一个颜色类(229 0 13)内，则该像素点记录为红色系中第一类。该步骤仅以一个坐标值为例进行说明，所有的像素点均按照这样的规则进行分类，在此不在穷举。

步骤2.2、选取下一个像素点，重复执行步骤2.1，直至所有的像素点都归类到相应的颜色类里。

步骤3、统计每个颜色类的像素点数量；

步骤4、将132种颜色按照一定的规则排列成图像色彩直方图，如图1所示。

所述图像色彩直方图的横坐标为132种颜色分布，排列秩序按颜色坐标表，从左到右、从上到下排列；每种颜色的显示宽度为3或5个像素点宽度；纵坐标为每种颜色包含的像素点数量，且所述纵坐标像素点数量为每种颜色像素点的个数或者每种颜色像素点个数占总像素点的百分比。

所述132种颜色按照颜色坐标表从左到右、从上到下的规则排列。

所述每种颜色的显示宽度根据显示界面的规格进行设定。

该实施例这个过程是用查找表方法来实现，便于用硬件实现；即构建一个像素点归类到色彩基本点类别的查找表(Look Up Table)；每一个像素点可以以硬件速度通过查找表(Look Up Table)归类到所属色彩基本点类别。

本方案图像的色彩直方图在RGB颜色空间中挑选132种色彩，作为色彩基本点；这132种色彩的选出考虑了几种因素：色彩的光谱及分布、色相与色度的属性及分布，广播电视的色彩属性；这些色彩不局限于RGB空间，也可以是HUV、CMYK颜色空间。

在电视视频流采集的一幅图像，可以是分辨率为：1024*1024个像素点；每个像素点可以是R：0-255、G：0-255、B：0-255，用3字节表示；

颜色的种类可能有256*256*256种；这些可能的色彩的统计分布是任何彩色直方图能体现图像的颜色统计分布属性；

如何实现色彩分类还可以采用聚类的方法，定义132种色彩，标出在RGB颜色空间的坐标；(别的颜色空间坐标就不一样了)。

将一副图像中每一像素点(R，G，B)，按最近邻颜色距离规则聚类到132种颜色中的一个种类中去；

统计每个颜色类的像素点个数。

一种芯片，包括图像分析模块，所述图像分析模块接收电视视频流图像，并按照所述方法，获取电视视频流图像的图像色彩直方图，并将图像色彩直方图发送至处理单元进行处理。

图像分析装置，包括处理器和显示器，其中处理器包括所述的芯片，显示器用于显示图像色彩直方图。

一种计算机存储介质，存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时用于执行所述方法的全部或部分步骤。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，这样的变化例并不影响本方案的实质内容，在此不予赘述。

需要理解的是，本方案并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本方案技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本方案技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本方案的实质内容。因此，凡是未脱离本方案技术方案的内容，依据本方案的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本方案技术方案保护的范围。