一种像素偏移估计的屏幕残影消除方法

技术领域

本发明涉及屏幕残影消除的技术领域，尤其涉及一种像素偏移估计的屏幕残影消除方法。

背景技术

现代专业显示屏，以及个人使用的显示屏，经常会用于静态内容的显示，例如电视、智能手机、车载显示屏等。显示屏残影现象。残影是描述静态图像对之后图像显示的影响，可以是之前静态内容的迅速消失，也可以是暂时残留的老化图像。无论哪种情况下，屏幕残影都会影响用户观看体验。针对该问题，本发明提出一种像素偏移估计的屏幕残影消除方法，通过对残影像素的偏移准确估计实现屏幕残影快速消除。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种像素偏移估计的屏幕残影消除方法，目的在于：1)根据上一时刻屏幕图像中颜色值最为明显的颜色通道，对当前时刻屏幕图像中像素的对应颜色通道进行增强处理，有助于捕捉上一时刻屏幕图像的残影信息，并利用基于屏幕图像亮度的拉普拉斯方差对当前时刻屏幕图像中不同像素的亮度变化情况进行计算，与之前时刻屏幕图像的亮度变化情况差异越大，则当前时刻屏幕图像的模糊程度越大，并根据不同时刻屏幕图像块之间的互相关系数以及像素的像素偏移估计值计算得到当前时刻屏幕图像中不同图像块的屏幕残影度，将当前时刻屏幕图像中屏幕残影度高于预设阈值的图像块标记为屏幕残影区域，实现屏幕残影捕捉；2)以校正前后屏幕残影区域的互相关系数最大为目标构建像素偏移校正目标函数，采用迭代的方式进行屏幕校正参数求解，并对屏幕残影区域中的像素坐标进行像素偏移校正，实现当前时刻屏幕图像的初步残影消除，并对像素偏移校正后的屏幕图像进行多尺度的图像增强变换以及自适应拉伸处理，以增强屏幕图像的细节信息以及边缘信息，进一步消除屏幕残影像素，得到屏幕残影消除后的当前时刻屏幕图像。

实现上述目的，本发明提供的一种像素偏移估计的屏幕残影消除方法，包括以下步骤：

S1：获取屏幕图像序列，利用基于屏幕图像亮度的拉普拉斯方差计算当前时刻屏幕图像的模糊程度；

S2：计算当前时刻屏幕图像与最邻近屏幕图像中所关联的图像块的像素偏移估计值；

S3：根据当前时刻屏幕图像的模糊程度以及不同图像块的像素偏移估计值，标记当前时刻屏幕图像的屏幕残影区域，并对屏幕残影区域进行像素偏移校正；

S4：对像素偏移校正后的屏幕图像进行多尺度的图像增强变换以及自适应拉伸处理，得到屏幕残影消除后的当前时刻屏幕图像。

作为本发明的进一步改进方法：

可选地，所述S1步骤中获取屏幕图像序列，包括：

实时采集屏幕图像序列，其中屏幕图像序列的形式为：

其中：

I表示屏幕图像序列；

可选地，所述S1步骤中利用基于屏幕图像亮度的拉普拉斯方差计算当前时刻屏幕图像的模糊程度，包括：

利用基于屏幕图像亮度的拉普拉斯方差计算当前时刻屏幕图像

S11：计算t

其中：

S12：选取屏幕图像

其中：

k颜色通道为RGB颜色通道中的任意颜色通道；

g

S13：提取k颜色通道梯度高于预设阈值的像素的k颜色通道颜色值，并建立颜色值的映射增强关系：

其中：

num表示所提取的k颜色通道梯度高于预设阈值的像素数目，kind表示所提取像素的k颜色通道颜色值种类数；

count(u)表示所提取的像素中，k颜色通道的颜色值为u的像素数目；

S14：根据颜色值的映射增强关系，对当前时刻屏幕图像

S15：计算屏幕图像序列中屏幕图像像素的亮度，其中屏幕图像

其中：

计算像素亮度的拉普拉斯变换结果：

其中：

S16：计算屏幕图像序列中屏幕图像的像素亮度拉普拉斯方差，其中屏幕图像

其中：

S17：计算当前时刻屏幕图像

其中：

可选地，所述S2步骤中计算当前时刻屏幕图像与最邻近屏幕图像中所关联的图像块的像素偏移估计值，包括：

对屏幕图像序列中的屏幕图像进行灰度化处理，得到屏幕图像像素的灰度值；

将屏幕图像进行图像块切分，每个图像块的格式为n×m像素，并按照顺时针顺序进行图像块编号；

计算当前时刻屏幕图像

S21：计算图像块

其中：

λ

S22：计算图像块

S23：计算图像块

其中：

λ

可选地，所述S3步骤中根据当前时刻屏幕图像的模糊程度以及不同图像块的像素偏移估计值，标记当前时刻屏幕图像的屏幕残影区域，包括：

根据当前时刻屏幕图像的模糊程度

其中：

将当前时刻屏幕图像中屏幕残影度高于预设阈值的图像块标记为屏幕残影区域。

可选地，所述S3步骤中对屏幕残影区域进行像素偏移校正，包括：

对屏幕残影区域进行像素偏移校正，其中像素偏移校正流程为：

S31：获取屏幕残影区域

S32：构建屏幕残影区域

θ＝[θ

其中：

T表示转置；

θ表示屏幕残影区域

S33：初始化屏幕校正参数θ

S34：设置屏幕校正参数的当前迭代次数为q，最大迭代次数为Max，其中q的初始值为0，第q次迭代得到的屏幕校正参数为θ

S35：对屏幕校正参数进行迭代更新，其中迭代公式为：

θ

其中：

Δ

A

S36：若|θ

否则令q＝q+1，返回步骤S35，直到达到预设的最大迭代次数或者小于迭代阈值，并将最后迭代的迭代结果作为最优屏幕校正参数进行像素坐标校正。

可选地，所述S4步骤中对像素偏移校正后的当前时刻屏幕图像进行多尺度的图像增强变换处理，包括：

对像素偏移校正后的当前时刻屏幕图像

S41：生成不同尺度的卷积矩阵，其中卷积矩阵的生成公式为：

其中：

exp(·)表示以自然常数为底的指数函数；

B

x,y表示所生成卷积矩阵中的元素的坐标；在本发明实施例中，B

所生成卷积矩阵包括B

S42：利用卷积矩阵对像素偏移校正后的当前时刻屏幕图像

其中：

S43：对不同层图像进行增强处理，其中增强处理公式为：

其中：

D表示改进后的拉普拉斯算子；在本发明实施例中，改进后的拉普拉斯算子中邻域像素的系数严格反比与空间距离，体现了不同空间距离邻域像素的相关性差异，有助于提取图像的细节以及边缘信息，实现不同层图像的增强；

S44：重构得到图像增强变换处理的当前时刻屏幕图像：

其中：

可选地，所述S4步骤中对图像增强变换处理后的屏幕图像进行自适应拉伸处理，包括：

对图像增强变换处理后的当前时刻屏幕图像

其中：

γ表示自适应拉伸系数；

h(w)表示增强后细节层图像

为了解决上述问题，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括：

存储器，存储至少一个指令；

通信接口，实现电子设备通信；及

处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的像素偏移估计的屏幕残影消除方法。

为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的像素偏移估计的屏幕残影消除方法。

相对于现有技术，本发明提出一种像素偏移估计的屏幕残影消除方法，该技术具有以下优势：

首先，本方案提出一种基于图像模糊程度以及像素偏移估计值的屏幕残影捕捉方法，计算屏幕图像序列中屏幕图像像素的亮度，其中屏幕图像

其中：

其中：

其中：

其中：

计算图像块

其中：λ

计算图像块

其中：λ

同时，本方案提出一种屏幕残影消除方法，根据像素偏移估计值对屏幕残影区域进行像素偏移校正，其中像素偏移校正流程为：获取屏幕残影区域

θ＝[θ

其中：T表示转置；θ表示屏幕残影区域

θ

θ

其中：Δ

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种像素偏移估计的屏幕残影消除方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的实现像素偏移估计的屏幕残影消除方法的电子设备的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请实施例提供一种像素偏移估计的屏幕残影消除方法。所述像素偏移估计的屏幕残影消除方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述像素偏移估计的屏幕残影消除方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。

实施例1：

S1：获取屏幕图像序列，利用基于屏幕图像亮度的拉普拉斯方差计算当前时刻屏幕图像的模糊程度。

所述S1步骤中获取屏幕图像序列，包括：

实时采集屏幕图像序列，其中屏幕图像序列的形式为：

其中：

I表示屏幕图像序列；

所述S1步骤中利用基于屏幕图像亮度的拉普拉斯方差计算当前时刻屏幕图像的模糊程度，包括：

利用基于屏幕图像亮度的拉普拉斯方差计算当前时刻屏幕图像

S11：计算t

其中：

S12：选取屏幕图像

其中：

k颜色通道为RGB颜色通道中的任意颜色通道；

g

S13：提取k颜色通道梯度高于预设阈值的像素的k颜色通道颜色值，并建立颜色值的映射增强关系：

其中：

num表示所提取的k颜色通道梯度高于预设阈值的像素数目，kind表示所提取像素的k颜色通道颜色值种类数；

count(u)表示所提取的像素中，k颜色通道的颜色值为u的像素数目；

S14：根据颜色值的映射增强关系，对当前时刻屏幕图像

S15：计算屏幕图像序列中屏幕图像像素的亮度，其中屏幕图像

其中：

计算像素亮度的拉普拉斯变换结果：

其中：

S16：计算屏幕图像序列中屏幕图像的像素亮度拉普拉斯方差，其中屏幕图像

其中：

S17：计算当前时刻屏幕图像

其中：

S2：计算当前时刻屏幕图像与最邻近屏幕图像中所关联的图像块的像素偏移估计值。

所述S2步骤中计算当前时刻屏幕图像与最邻近屏幕图像中所关联的图像块的像素偏移估计值，包括：

对屏幕图像序列中的屏幕图像进行灰度化处理，得到屏幕图像像素的灰度值；

将屏幕图像进行图像块切分，每个图像块的格式为n×m像素，并按照顺时针顺序进行图像块编号；

计算当前时刻屏幕图像

S21：计算图像块

其中：

λ

S22：计算图像块

S23：计算图像块

其中：

λ

S3：根据当前时刻屏幕图像的模糊程度以及不同图像块的像素偏移估计值，标记当前时刻屏幕图像的屏幕残影区域，并对屏幕残影区域进行像素偏移校正。

所述S3步骤中根据当前时刻屏幕图像的模糊程度以及不同图像块的像素偏移估计值，标记当前时刻屏幕图像的屏幕残影区域，包括：

根据当前时刻屏幕图像的模糊程度

其中：

将当前时刻屏幕图像中屏幕残影度高于预设阈值的图像块标记为屏幕残影区域。

所述S3步骤中对屏幕残影区域进行像素偏移校正，包括：

对屏幕残影区域进行像素偏移校正，其中像素偏移校正流程为：

S31：获取屏幕残影区域

S32：构建屏幕残影区域

θ＝[θ

其中：

T表示转置；

θ表示屏幕残影区域

S33：初始化屏幕校正参数θ

S34：设置屏幕校正参数的当前迭代次数为q，最大迭代次数为Max，其中q的初始值为0，第q次迭代得到的屏幕校正参数为θ

S35：对屏幕校正参数进行迭代更新，其中迭代公式为：

θ

其中：

Δ

A

S36：若|θ

否则令q＝q+1，返回步骤S35，直到达到预设的最大迭代次数或者小于迭代阈值，并将最后迭代的迭代结果作为最优屏幕校正参数进行像素坐标校正。

S4：对像素偏移校正后的屏幕图像进行多尺度的图像增强变换以及自适应拉伸处理，得到屏幕残影消除后的当前时刻屏幕图像。

所述S4步骤中对像素偏移校正后的当前时刻屏幕图像进行多尺度的图像增强变换处理，包括：

对像素偏移校正后的当前时刻屏幕图像

S41：生成不同尺度的卷积矩阵，其中卷积矩阵的生成公式为：

其中：

exp(·)表示以自然常数为底的指数函数；

B

x,y表示所生成卷积矩阵中的元素的坐标；在本发明实施例中，B

所生成卷积矩阵包括B

S42：利用卷积矩阵对像素偏移校正后的当前时刻屏幕图像

其中：

S43：对不同层图像进行增强处理，其中增强处理公式为：

其中：

D表示改进后的拉普拉斯算子；

S44：重构得到图像增强变换处理的当前时刻屏幕图像：

其中：

所述S4步骤中对图像增强变换处理后的屏幕图像进行自适应拉伸处理，包括：

对图像增强变换处理后的当前时刻屏幕图像

其中：

γ表示自适应拉伸系数；

h(w)表示增强后细节层图像

实施例2：

如图2所示，是本发明一实施例提供的实现像素偏移估计的屏幕残影消除方法的电子设备的结构示意图。

所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11、通信接口13和总线，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如程序12。

其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如：SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(SecureDigital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如程序12的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块(用于实现像素偏移估计的屏幕残影消除的程序12等)，以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。

所述通信接口13可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接，并实现电子设备内部组件之间的连接通信。

所述总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。

图2仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图2示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。

可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器(Display)、输入单元(比如键盘(Keyboard))，可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。

所述电子设备1中的所述存储器11存储的程序12是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：

获取屏幕图像序列，利用基于屏幕图像亮度的拉普拉斯方差计算当前时刻屏幕图像的模糊程度；

计算当前时刻屏幕图像与最邻近屏幕图像中所关联的图像块的像素偏移估计值；

根据当前时刻屏幕图像的模糊程度以及不同图像块的像素偏移估计值，标记当前时刻屏幕图像的屏幕残影区域，并对屏幕残影区域进行像素偏移校正；

对像素偏移校正后的屏幕图像进行多尺度的图像增强变换以及自适应拉伸处理，得到屏幕残影消除后的当前时刻屏幕图像。

具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图2对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。

需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。