CN101047866B - 一种适用于一彩色图片的色彩索引搜寻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于彩色图片的色彩索引搜寻方法。所述方法包括:取得估计色彩索引X以及估计范围Y;根据估计色彩索引X以及估计范围Y设定索引范围;将对应于索引范围之复数色彩信号的色彩维度做变动,使得色彩信号对这样的色彩维度变动有反应;判断指定区域是否有反应;如果指定区域没有反应,则改变估计色彩索引X以更新索引范围,并变动对应于新的索引范围的色彩信号之色彩维度;如果指定区域有反应,则降低估计范围Y以更新索引范围,并再次变动其对应的色彩信号之色彩维度;当估计范围达到可接受范围时便可得到指定区域的色彩索引,其中所述色彩索引与所述色彩维度为所述色彩信号的两种不同的量测。
Description
技术领域
本发明有关于一种色彩影像处理,且特别有关于一种在彩色图片中执行色彩索引搜寻的方法。
背景技术
在彩色电视系统中,一个色彩(chrominance)信号通常由两个信号I与Q(或是U与V)来表示,而信号I与信号Q指的是当色彩信号以直角坐标,也就是笛卡儿坐标(Cartesian coordinates)表现时坐标轴的值,也就是信号U与信号V作线性转换后得到的值。色彩信号根据影像(video)系统所采用的标准而选择要编码为信号I与信号Q或是信号U与信号V。在国家电视标准委员会(National Television Standards Committee,NTSC)标准中通过使用单一色彩次载波(single color subcarrier)将信号I与信号Q以正交调制波同时传送。信号I与信号Q通过色彩次载波将色彩信号解调而从色彩信号分离出来,后续的色彩影像处理在这两个色彩信号上执行。信号I与信号Q精确的说明个别图像单位在彩色平面(color plane)中的位置。此外,将亮度(luminance)信号回馈至个别的处理级并且在色彩矩阵(color matrix)中与这两个色彩信号结合,以产生红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)信号的值。
色彩信号也可通过包括振幅(magnitude)信号与角度(angle)信号的极坐标(polar coordinates)来表示。角度信号传达色调信息(hue information),而振幅信号传达色彩信号的饱和度信息(saturation information)。
彩色图像处理通常包括色彩调整,特别是人眼较注意的色彩,像是例如肤色(flesh-tone)、草绿(grass green)以及天空蓝(sky blue)。
发明内容
基于上述目的,本发明实施例揭露了一种适用于彩色图片的色彩索引搜寻方法。
在一个实施例中,色彩索引搜寻方法包括先取得估计色彩索引X以及估计范围Y,根据估计色彩索引X以及估计范围Y设定索引范围,改变对应于索引范围的色彩信号的色彩维度,使得这些色彩信号对色彩维度的变动有反应,判断指定区域是否有反应。如果指定区域没有反应,则改变估计色彩索引X以更新索引范围,并将对应此索引范围的色彩信号的色彩维度做变动。如果指定区域有反应,则降低估计范围Y以更新索引范围,将对应此索引范围的色彩信号的色彩维度做变动。当估计范围达到可接受范围时便可得到指定区域的色彩索引。其中所述色彩索引与所述色彩维度为所述色彩信号的两种不同的量测。
所述索引范围包括从X-Y至X+Y的色彩索引。
所述将对应于所述索引范围的色彩维度做变动包括将对应于所述索引范围的色彩信号的色彩维度周期性的切换于一大值与一小值之间。
所述色彩维度以一固定频率切换于一最大值与一最小值之间。
所述色彩维度的变动包括依照特定模式改变对应于所述索引范围的色彩信号的色彩维度。
所述色彩索引和所述色彩维度分别为色度量测和亮度量测中的一种量测且互不相同,或者所述色彩索引和所述色彩维度分别为量测红色成分、量测绿色成分与量测蓝色成分中的一种量测且互不相同。
所述色度量测包括色调以及饱和度或是色彩以笛卡儿坐标表现的两个数值。
所述方法还包括调整所述指定区域的色彩索引。
本发明所揭露的色彩索引搜寻的方法可以快速的找出显示器画面上某一指定区域的色彩,以执行更细部的色彩调整。
附图说明
图1显示本发明实施例所述的在彩色图片中执行色彩索引搜寻的方法的步骤流程图;
图2为用来说明色彩索引搜寻方法的一照片范本;
图3为用来说明色彩索引搜寻方法的一照片范本;
图4为用来说明色彩索引搜寻方法的一照片范本。
具体实施方式
为了让本发明的目的、特征、及优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合图1,对于在彩色图片中执行色彩索引搜寻的方法做详细的说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中,实施例中的各元件的配置是为说明之用,并非用以限制本发明。且实施例中图式标号的部分重复,是为了简化说明,并非意指不同实施例之间的关联性。
本发明实施例揭露了一种在彩色图片中执行色彩索引搜寻的方法。接下来将会说明有关色彩模型(color model)的色彩显示的基本原则。
图像(image)中常见的两种色彩模型分别为RGB(Red,Green,Blue,红绿蓝)以及CMY(Cyan,magenta,Yellow,青洋红黄),而在影像(video)中常见的两种色彩模型分别为YUV以及YIQ(通过量测亮度与色度来定义色彩)。RGB是一种适用于发光装置(例如阴极射线管(Cathode Ray Tube,CRT)显示器)的加法型色彩模型。从红绿蓝色三枪所发射出不同的颜色投影可根据RGB的值并通过电压的大小来控制。
YUV模型是使用于电视工业的PAL系统中的色彩模型,其中Y代表色彩亮度,U与V代表色彩信号的色彩。将RGB的加权值相加可以产生代表特定点的整体亮度的Y信号。U与V信号为Y信号与蓝/红色信号之间的差异。由于YUV与黑白模拟电视兼容以及可以有效的使用频宽,因此YUV适用于电视工业。此设计是基于人类对亮度的感觉比颜色的细微改变更加敏感,因此将颜色的频宽减少并且将亮度的频宽增加。
除了这些与硬件有关的色彩模型外,HSB(Hue,Saturation,Brightness,色调饱和度明暗度)模型也常使用于计算机绘图应用系统中。色调(Hue)通过使用从红色、绿色到蓝色每个颜色间隔120度角所形成的色彩空间决定颜色类型。可以用一个角度来判断某一点的色调为何,例如H=60度表示黄色。饱和度(Saturation)的值越接近0代表其颜色越淡,越接近黑白影像。颜色的饱和度越低会显示越灰、越黯淡的颜色。明暗度(Brightness)决定灰阶的值。越亮的颜色灰阶值越低。
在本发明实施例中将HSB模型应用于色彩索引搜寻,然其并非用以限定本发明。
图1显示根据本发明实施例所述的适用于以HSB模型来显示颜色的系统的色彩索引搜寻方法的步骤流程图。
如上所述,HSB模型的色彩空间由红色、绿色到蓝色每个颜色间隔120度角而形成。在色彩信号处理期间,通常会调整指定点或区域的可变参数(例如色调、饱和度或是明暗度)来提升彩色图像的视觉接受度。例如,使用者期望将嘴唇区域的色彩信号的色调值调整为明亮的红色。在此实施例中,必须知道嘴唇区域原始的色调值才可以适当的调整其色调值,因此在这个实施例中,如果要调嘴唇区域的色调,该色调值即为本发明所欲搜寻的色彩索引。色彩索引搜寻会先取得图像的估计色彩索引X以及估计色彩范围Y,将其作为色彩索引搜寻的初始值(步骤S1),并且根据估计色彩索引X以及估计色彩范围Y算出索引范围(步骤S2)。索引范围包括从X-Y(估计色彩索引减去估计色彩范围)至X+Y(估计色彩索引加上估计色彩范围)的色彩索引。之后将对应于索引范围的色彩信号的一个色彩维度做改变,使得色彩信号对这样的色彩维度变动(alternation)有反应(步骤S3)。上述的色彩维度的一个实施例为饱和度,可通过以固定频率将对应于索引范围的饱和度值周期性的切换于最大值与最小值之间而改变。或者,对应于索引范围的饱和度值可依照一些特定模式而改变。
值得注意的是,上述的色彩索引以及色彩维度可以是色彩信号的两种不同量测值,例如色度值与亮度值、或是红色绿色以及蓝色成分的值。色度值可以为色调与饱和度或是表示笛卡儿坐标的两组值,例如(U,V)或(I,Q)。
步骤S4检查指定区域是否对饱和度的变动有反应(步骤S4)。如果没有反应,代表对应于指定区域的色调值不包含于目前的索引范围中,因此必须增加或减少估计色彩索引X(步骤S5),并针对新的索引范围再次变动其饱和度(步骤S2)。
如果指定区域有反应,则判断估计色彩范围Y是否达到一个可以接受的范围(步骤S6)。在一实施例中,对应于指定区域的某一特定色调值可以通过将可接受的范围设定为0而得到。如果Y大于可接受的范围则必须缩小Y值(步骤S7)以更新索引范围,并针对新的索引范围再次变动其饱和度(步骤82)。如果估计色彩范围Y小于或等于可接受的范围,便算是找到对应于指定区域的色调值(步骤S8)。于是可以在指定区域做色彩调整,例如将色调值调整为较佳颜色(步骤S9)。
在显示器画面显示彩色图片的一个实施例中,将估计色彩索引X(例如色调值)初始为100度并将估计色彩范围Y设定为10度,使得索引范围为90度至110度,(X-Y,X+Y)=(90,110)。对应于索引范围(色调值在90度至110度的范围内)的色彩维度(例如饱和度或明暗度值)可选择性的依照特定模式而设定。例如在这个实施例中将饱和度值每隔0.5秒切换于最大值与最小值之间,因此色调值在90度~110度内的区域将会对这样刻意的切换饱和度值产生一些反应,例如这些区域会因饱和度值的变动而闪烁。上述步骤在后续说明中会被称作色彩维度变动步骤。
当对应于索引范围90度~110度的指定区域没有反应时,代表指定区域的色调值不包含于索引范围内,因此应该将X增加(或减少),例如增加(或减少)20,使得X为120度,以取得新的索引范围110度~130度(120-10,120+10),并且对更新后的索引范围重复执行色彩维度变动步骤。
当对应于索引范围90度~110度的指定区域有反应时,但是如果Y的可接受范围小于目前的色彩范围Y,例如Y被设定为0,则必须降低Y值以缩小索引范围。例如,当Y值被降低至5度时,取得新的索引范围95度~105度(100-5,100+5),并依照更新后的索引范围重复执行色彩维度变动步骤。
当Y被降低至可接受的范围时(例如Y=0),此时的X值即为指定区域的色彩索引(例如104度)。
色彩索引搜寻过程中所使用到的参数的设定与调整可通过自动、半自动或是手动的方式实现。在自动色彩索引搜寻处理中,如果未取得指定区域的色彩索引,估计色彩索引X以及估计色彩范围Y可依据预定规则自动地被修正。另外,指定区域是否对色彩维度变动有反应可通过检测器来观察或检测。
实现本发明所述的色彩索引搜寻方法的实施例配合所附图标作详细说明。
参照图2,假设使用者期望找出图片中对应于人脸鼻子部分的色彩索引(例如从0度~360度的色调值H)。首先,将估计色彩索引X设定为102度并且可将估计色彩范围Y设定为0度,使得索引范围仅包括一个角度,且无法再降低估计索引范围Y的值。接下来,将对应于H=102度的色彩维度(例如从0~1的饱和度值S)设定为切换于两个极值之间(例如切换于S=0与S=1之间)。如图3所示,属于H=102度部分的颜色会转换于灰色与红色之间。然而,鼻子部分没有反应,代表鼻子部分并不包括H=102度的颜色。接下来,将估计色彩索引X设定为93度。如图4所示,由于H=93度的色彩的饱和度切换于两极值之间而使鼻子部分闪烁,因此得知鼻子部分的色彩索引X包括93度。
如上所述,本发明所揭露的色彩索引搜寻的方法可以快速的找出显示器画面上某一指定区域的色彩,以执行更细部的色彩调整。色彩索引并未受到HSB成分的限制,色彩索引可以为依据特征对彩色图像执行分类的量度单位。本发明实施例所揭露的用以找出彩色图片中特定区域的颜色的方法不需要复杂的算法或是额外的硬件。与其它图像分析方法相比较(例如将全画面数据倾印(dumping)至动态随机存取存储器(dynamic random access memory,DRAM)),本发明所提供的色彩索引搜寻方法的速度比较快而且不需要DRAM倾印工具。再者,本发明所提供的色彩索引搜寻方法可以维持倾印的保密性,而且在色彩处理期间不需要利用原始码来找特定区块的色彩值。再者,本发明所提供的方法可以找出显示图片中具有特定色彩索引的部分,或是分析显示图片的颜色分布。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。
Claims (8)
1.一种适用于一彩色图片的色彩索引搜寻方法,其特征在于,所述方法包括:
取得一估计色彩索引X以及一估计范围Y;
根据所述估计色彩索引X以及所述估计范围Y设定一索引范围;
改变对应于所述索引范围的复数色彩信号的一色彩维度,使得所述色彩信号对色彩维度的变动有反应;
判断一指定区域是否有反应;
如果所述指定区域没有反应,改变所述估计色彩索引X以更新所述索引范围,并将对应于所述索引范围的色彩维度做变动;
如果所述指定区域有反应,判断所述估计范围Y是否大于一可接受范围,若是,降低所述估计范围Y以更新所述索引范围,并将对应于所述索引范围的色彩维度做变动;以及
当所述估计范围达到或小于所述可接受范围时,即可得知所述指定区域的色彩索引,
其中所述色彩索引与所述色彩维度为所述色彩信号的两种不同的量测。
2.根据权利要求1所述的适用于一彩色图片的色彩索引搜寻方法,其特征在于,所述索引范围包括从X-Y至X+Y的色彩索引。
3.根据权利要求1所述的适用于一彩色图片的色彩索引搜寻方法,其特征在于,所述将对应于所述索引范围的色彩维度做变动包括将对应于所述索引范围的色彩信号的色彩维度周期性的切换于一大值与一小值之间。
4.根据权利要求3所述的适用于一彩色图片的色彩索引搜寻方法,其特征在于,所述色彩维度以一固定频率切换于一最大值与一最小值之间。
5.根据权利要求3所述的适用于一彩色图片的色彩索引搜寻方法,其特征在于,所述色彩维度的变动包括依照特定模式改变对应于所述索引范围的色彩信号的色彩维度。
6.根据权利要求1所述的适用于一彩色图片的色彩索引搜寻方法,其特征在于,所述色彩索引和所述色彩维度分别为色度量测和亮度量测中的一种量测且互不相同,或者所述色彩索引和所述色彩维度分别为量测红色成分、量测绿色成分与量测蓝色成分中的一种量测且互不相同。
7.根据权利要求6所述的适用于一彩色图片的色彩索引搜寻方法,其特征在于,所述色度量测包括色调以及饱和度或是色彩以笛卡儿坐标表现的两个数值。
8.根据权利要求1所述的适用于一彩色图片的色彩索引搜寻方法,其特征在于,所述方法还包括调整所述指定区域的色彩索引。
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