CN101605200B - 一种调整图像颜色变换的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及图像颜色变换。本发明提供了一种调整图像颜色变换的方法和设备，所述方法包括下列步骤：在RGB色彩空间上，记录用户输入的关键颜色的变换值；利用这些关键颜色的变换值，通过选择8个象限的最近点通过差值得到色彩空间的映射关系。本发明通过利用用户确定关键颜色的变化值，从而得到整个空间的变换关系，本发明可主要应用于对数码图像进行出于各种目的的颜色调整。

Description

一种调整图像颜色变换的方法和设备

技术领域

本发明涉及图像处理，具体地说涉及图像颜色变换。

背景技术

随着科技的进步，越来越多的数码图像展现在我们眼前，如各种数码相机、手机等设备拍下的数码相片。数码相片能为人们提供绚丽多彩的图像。但是，在某些应用下，仍然需要对图像的颜色进行一定的调整。进行调整的原因主要有三个：第一，数码相机的设备的感光性能有时没有调整完好，有一定的偏差；第二，数码显示设备，如显示器、数码相框等产品的显示器往往会使得图像的颜色产生改变；第三，有时候使用者也需要刻意改变颜色以使得达到特殊的色彩效果，如颜色更加鲜艳等。

对于图像整体调整颜色的方法有很多种，如线性变换，伽马变换，调整图像亮度、饱和度、色度等。但无论如何变换，其本质都是一个三维空间的映射(如RGB空间到RGB空间的映射)关系。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用用户确定关键颜色的变换值从而得整个空间的变换关系的方法。

本发明的目的是通过一种调整图像颜色变换的算法实现的。在RGB色彩空间上，记录用户输入的关键颜色的变换值，并利用这些关键颜色的变换值，通过选择8个象限的最近点通过差值得到色彩空间的映射关系。

根据第一方面，本发明提供一种调整图像颜色变换的方法，包括下列步骤：在RGB色彩空间上，记录用户输入的关键颜色的变换值；利用这些关键颜色的变换值，通过选择8个象限的最近点通过差值得到色彩空间的映射关系。

根据第二方面，本发明提供一种调整图像颜色变换的方法，包括下列步骤：

a.根据待变换颜色点x的R_x，G_x，B_x值得到8个边界重叠的象限；其中

第1象限：R≤Rx，G≤Gx，B≤Bx；

第2象限：R≤Rx，G≤Gx，B≥Bx；

第3象限：R≤Rx，G≥Gx，B≤Bx；

第4象限：R≤Rx，G≥Gx，B≥Bx；

第5象限：R≥Rx，G≤Gx，B≤Bx；

第6象限：R≥Rx，G≤Gx，B≥Bx；

第7象限：R≥Rx，G≥Gx，B≤Bx；

第8象限：R≥Rx，G≥Gx，B≥Bx；

b.在每个所述象限i内从满足象限条件的关键颜色变换的集合中找到一个与x点之间欧式距离 $\sqrt{{(\mathrm{Rm}-\mathrm{Rx})}^2+{(\mathrm{Gm}-\mathrm{Gx})}^2+{(\mathrm{Bm}-\mathrm{Bx})}^2}$ 最近的s_m，并记录对应的距离di和变换后(r_i，b_i，g_i)的值，其中s_m表示为(R_m，G_m，B_m)->(r_m，g_m，b_m)， $\mathrm{di}=\sqrt{{(\mathrm{Rm}-\mathrm{Rx})}^2+{(\mathrm{Gm}-\mathrm{Gx})}^2+{(\mathrm{Bm}-\mathrm{Bx})}^2},$ ri＝rm，gi＝gm，bi＝bm

c.基于8个象限的最小欧式距离d1，d2，......，d8，计算r_x，g_x，b_x，计算方法如下：若8个象限的最小欧式距离d1，d2，......，d8中存在di＝0，则(r_x，g_x，b_x)＝(r_i，g_i，b_i)；否则，r_x，g_x，b_x分别等于8个点的差值结果，即

$\mathrm{rx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{ri}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},\mathrm{gx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{gi}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},\mathrm{bx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{bi}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}}.$

根据第三方面，本发明提供一种调整图像颜色变换的设备，包括：

根据待变换颜色点x的R_x，G_x，B_x值得到8个边界重叠的象限的装置；其中

第1象限：R≤Rx，G≤Gx，B≤Bx；

第2象限：R≤Rx，G≤Gx，B≥Bx；

第3象限：R≤Rx，G≥Gx，B≤Bx；

第4象限：R≤Rx，G≥Gx，B≥Bx；

第5象限：R≥Rx，G≤Gx，B≤Bx；

第6象限：R≥Rx，G≤Gx，B≥Bx；

第7象限：R≥Rx，G≥Gx，B≤Bx；

第8象限：R≥Rx，G≥Gx，B≥Bx；

在每个所述象限i内从满足象限条件的关键颜色变换的集合中找到一个与x点之间欧式距离 $\sqrt{{(\mathrm{Rm}-\mathrm{Rx})}^2+{(\mathrm{Gm}-\mathrm{Gx})}^2+{(\mathrm{Bm}-\mathrm{Bx})}^2}$ 最近的s_m，并记录对应的距离di和变换后(r_i，b_i，g_i)的值的装置，其中s_m表示为(R_m，G_m，B_m)->(r_m，g_m，b_m)， $\mathrm{di}=\sqrt{{(\mathrm{Rm}-\mathrm{Rx})}^2+{(\mathrm{Gm}-\mathrm{Gx})}^2+{(\mathrm{Bm}-\mathrm{Bx})}^2},$ ri＝rm，gi＝gm，bi＝bm

c.基于8个象限的最小欧式距离d1，d2，......，d8，计算x点的颜色变换结果r_x，g_x，b_x的装置，其中若8个象限的最小欧式距离d1，d2，......，d8中存在di＝0，则(r_x，g_x，b_x)＝(r_i，g_i，b_i)；否则，r_x，g_x，b_x分别等于8个点的差值结果，即 $\mathrm{rx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{ri}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},\mathrm{gx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{gi}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},\mathrm{bx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{bi}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}}.$

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施例进行详细的说明，附图中：

图1为用户输入关键颜色变换时的流程图；

图2为变换时的流程图。

具体实施方式

本发明的构思是根据用户输入的几组(R，G，B)->(r，g，b)的变换得到任意变换(R，G，B)->(r，g，b)，与一般意义上一致，其中R，G，B，r，g，b均在0-255之间。

如图1所示，这是用户输入关键颜色变换时的流程图。具体的步骤如下。

在第一步，将全部的色彩空间变换为RGB色彩空间。当然，如果色彩空间原本就是RGB，则无需做空间变换。

然后，在第二步，存储建立关键颜色变换的集合A，A初始为空。A的元素为s，不同的元素分别用s1、s2、s3......表示，每个s包括六个元素R，G，B，r，g，b，其中表示将颜色为(R，G，B)的点变换为(r，g，b)的点。A中的元素个数用n表示。A中第m个元素s_m可以表示为(R_m，G_m，B_m)->(r_m，g_m，b_m)。

在第三步，向A中插入以下8个基本变换：

(0，0，0)->(0，0，0)

(0，0，255)->(0，0，255)

(0，255，0)->(0，255，0)

(0，255，255)->(0，255，255)

(255，0，0)->(255，0，0)

(255，0，255)->(255，0，255)

(255，255，0)->(255，255，0)

(255，255，255)->(255，255，255)

此时，A中元素个数n为8。

在第四步，读取用户输入的关键颜色变换(R，G，B)->(r，g，b)的值。

在第五步，判断是否存在m小于等于n，存在R＝R_m，G＝G_m，B＝B_m？如果存在，意味着是对已输入颜色变换的更改，则跳转至第七步。

接下来，进入第六步，将用户输入的(R，G，B)->(r，g，b)作为一个新的s插入到A中，并把n加1，跳转至第八步。

在第七步，将r_m替换为r，g_m替换为g，b_m替换为b。也就是说，将原来的第m个关键颜色变换更改为新输入的值。

在第八步，用户输入是否结束，如果没有结束跳转至4。

在第九步，结束。

以上部分就完成了处理用户的输入的过程。

任意颜色x(R_x，G_x，B_x)变换得到(r_x，g_x，b_x)的过程如图2所示。

首先，在第一步，将全部的色彩空间变换为RGB色彩空间。

在第二步，根据待变换颜色点X的R_x，G_x，B_x值得到8个边界重叠的象限。

第1象限：R≤Rx，G≤Gx，B≤Bx

第2象限：R≤Rx，G≤Gx，B≥Bx

第3象限：R≤Rx，G≥Gx，B≤Bx

第4象限：R≤Rx，G≥Gx，B≥Bx

第5象限：R≥Rx，G≤Gx，B≤Bx

第6象限：R≥Rx，G≤Gx，B≥Bx

第7象限：R≥Rx，G≥Gx，B≤Bx

第8象限：R≥Rx，G≥Gx，B≥Bx。

在第三步，在每个象限i内找到一个与x点之间欧式距离最近的s，并记录对应的距离di和变换后(r_i，b_i，g_i)的值，两点之间的欧式距离d定义为 $\sqrt{{(R-\mathrm{Rx})}^2+{(G-\mathrm{Gx})}^2+{(B-\mathrm{Bx})}^2}.$ 故对于每个象限，在满足象限条件的s中找到一个s_m使得 $\sqrt{{(\mathrm{Rm}-\mathrm{Rx})}^2+{(\mathrm{Gm}-\mathrm{Gx})}^2+{(\mathrm{Bm}-\mathrm{Bx})}^2}$ 最小且 $\mathrm{di}=\sqrt{{(\mathrm{Rm}-\mathrm{Rx})}^2+{(\mathrm{Gm}-\mathrm{Gx})}^2+{(\mathrm{Bm}-\mathrm{Bx})}^2},$ 则ri＝rm，gi＝gm，bi＝bm。在一个优选实施例中，若在每个象限中存在k个s _m1，s _m2，......s_mk均满足象限条件且到x的距离均为最小，则 $d=\sqrt{{(\mathrm{Rm}1-\mathrm{Rx})}^2+{(\mathrm{Gm}1-\mathrm{Gx})}^2+{(\mathrm{Bm}1-\mathrm{Bx})}^2},$

$\mathrm{ri}=\frac{\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{rmj}}{k},\mathrm{gi}=\frac{\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{gmj}}{k},\mathrm{bi}=\frac{\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{bmj}}{k}$

在第四步，计算r_x，g_x，b_x，计算方法如下：

若8个象限的最小欧式距离d1，d2，......，d8中存在di＝0(意味着s点即为此前用户输入的变换)，则(r_x，g_x，b_x)＝(r_i，g_i，b_i)

否则，r_x，g_x，b_x分别等于8个点的差值结果，即

$\mathrm{rx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{ri}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},\mathrm{gx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{gi}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},\mathrm{bx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{bi}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},$

其中C为可以调整的系数，0＜c＜2。

显而易见，在此描述的本发明可以有许多变化，这种变化不能认为偏离本发明的精神和范围。因此，所有对本领域技术人员显而易见的改变，都包括在本权利要求书的涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种调整图像颜色变换的方法，包括下列步骤：

a.在RGB色彩空间上，记录用户输入的关键颜色的变换值

b.根据待变换颜色点x的R_x，G_x，B_x值得到8个边界重叠的象限；其中

第1象限：R≤Rx，G≤Gx，B≤Bx；

第2象限：R≤Rx，G≤Gx，B≥Bx；

第3象限：R≤Rx，G≥Gx，B≤Bx；

第4象限：R≤Rx，G≥Gx，B≥Bx；

第5象限：R≥Rx，G≤Gx，B≤Bx；

第6象限：R≥Rx，G≤Gx，B≥Bx；

第7象限：R≥Rx，G≥Gx，B≤Bx；

第8象限：R≥Rx，G≥Gx，B≥Bx；

c.在每个所述象限i内从满足象限条件的关键颜色变换的集合中找到一个与x点之间欧式距离

最近的s_m，并记录对应的距离di和变换后(r_i，b_i，g_i)的值，其中s_m表示为(R_m，G_m，B_m)-＞(r_m，g_m，b_m)，

ri＝rm，gi＝gm，bi＝bm

d.基于8个象限的最小欧式距离d1，d2，......，d8，计算r_x，g_x，b_x，计算方法如下：若8个象限的最小欧式距离d1，d2，......，d8中存在di＝0，则(r_x，g_x，b_x)＝(r_i，g_i，b_i)；否则，r_x，g_x，b_x分别等于8个点的差值结果，即

$\mathrm{rx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{ri}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},$ $\mathrm{gx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{gi}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},$ $\mathrm{bx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{bi}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}}$

其中，C为可以调整的系数，0＜c＜2。

2.如权利要求1所述的方法，包括步骤c)包括若在每个象限中存在k个s_m1，s_m2，......s_mk均满足象限条件且到x的距离均为最小，则

$\mathrm{ri}=\frac{\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{rmj}}{k},$ $\mathrm{gi}=\frac{\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{gmj}}{k},$ $\mathrm{bi}=\frac{\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{bmj}}{k}$

3.如权利要求1所述的方法，包括将全部的色彩空间变换为RGB色彩空间。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述关键颜色变换的集合包括8个基本变换：

(0，0，0)-＞(0，0，0)

(0，0，255)-＞(0，0，255)

(0，255，0)-＞(0，255，0)

(0，255，255)-＞(0，255，255)

(255，0，0)-＞(255，0，0)

(255，0，255)-＞(255，0，255)

(255，255，0)-＞(255，255，0)

(255，255，255)-＞(255，255，255)。

5.如权利要求1所述的方法，其中包括在建立所述关键颜色变换的集合的过程中，判断在集合中是否存在已有变换S_m(R_m，G_m，B_m)-＞(r_m，g_m，b_m)，其R_m、G_m、B_m的值和新输入变换(R，G，B)-＞(r，g，b)中的RGB值相同，如果是，则将r_m替换为r，g_m替换为g，b_m替换为b。

6.一种调整图像颜色变换的设备，包括：

根据待变换颜色点x的R_x，G_x，B_x值得到8个边界重叠的象限的装置；其中

第1象限：R≤Rx，G≤Gx，B≤Bx；

第2象限：R≤Rx，G≤Gx，B≥Bx；

第3象限：R≤Rx，G≥Gx，B≤Bx；

第4象限：R≤Rx，G≥Gx，B≥Bx；

第5象限：R≥Rx，G≤Gx，B≤Bx；

第6象限：R≥Rx，G≤Gx，B≥Bx；

第7象限：R≥Rx，G≥Gx，B≤Bx；

第8象限：R≥Rx，G≥Gx，B≥Bx；

在每个所述象限i内从满足象限条件的关键颜色变换的集合中找到一个与x点之间欧式距离

最近的s_m，并记录对应的距离di和变换后(r_i，b_i，g_i)的值的装置，其中s_m表示为(R_m，G_m，B_m)-＞(r_m，g_m，b_m)，

ri＝rm，gi＝gm，bi＝bm

基于8个象限的最小欧式距离d1，d2，......，d8，计算x点的颜色变换结果r_x，g_x，b_x的装置，其中若8个象限的最小欧式距离d1，d2，......，d8中存在di＝0，则(r_x，g_x，b_x)＝(r_i，g_i，b_i)；否则，r_x，g_x，b_x分别等于8个点的差值结果，即

$\mathrm{rx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{ri}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},$ $\mathrm{gx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{gi}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},$ $\mathrm{bx}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{bi}}{{\mathrm{di}}^c}}{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{di}}^c}},$

其中，C为可以调整的系数，0＜c＜2。

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