CN101867829A - 彩色图像代表颜色判定装置以及控制其操作的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种彩色图像代表颜色判定装置以及控制其操作的方法。将易于给人留下印象的颜色选择彩色图像的代表颜色。在L*a*b*颜色空间中对形成彩色图像的像素进行分布并投影至a*b*平面上。对像素进行分组，将处在每组形心位置的颜色选择代表备选颜色。基于从原点(表示灰色)到代表备选颜色的距离计算第一分值，并根据包含在组中的像素数量来计算第二分值。根据第一和第二分值来计算终值，并判定提供三个最高终值的代表备选颜色作为代表颜色。

Description

彩色图像代表颜色判定装置以及控制其操作的方法

技术领域

本发明涉及用于判定彩色图像代表颜色的装置，还涉及控制此装置操作的方法。

背景技术

在从许多图像中搜索期望图像的情形中，可以将颜色用作搜索关键字。从多个图像中找到具有指定为搜索关键字的颜色的图像。例如，日本专利申请公开第2008-234124号的说明书公开了生成关于彩色图像的颜色直方图，根据出现频率、色调、色饱和度、亮度和在图像上的位置对颜色直方图的最大区间分配分数，并且每次由具有较高分数的区间内输出一个代表颜色。日本专利申请公开第10-289242号的说明书公开了，根据色调的出现频率，从图像中提取有助于给人以印象的代表颜色。根据日本专利申请公开第6-259539号的说明书，在将图像数据在颜色数量方面进行缩减并以较小数量的代表色显示时，将颜色压缩应用于原始图像以免产生不自然的外观。

然而，没有一种现有技术示例对如何选取容易给人留下印象的颜色作为代表颜色给出任何思考。

发明内容

于是，本发明的目标是选取容易给人留下印象的颜色作为代表颜色。

根据本发明，前述目标可以通过提供用于判定彩色图像的代表颜色的装置来实现，包括：分组装置，用于将像素以如下方式在颜色空间中划分为多个组，其中在颜色空间中位置彼此相邻的像素将属于相同的组，其中像素构成由应用的彩色图像数据所代表的彩色图像；代表备选颜色判定装置，用于分组判定属于由分组装置划分的多个组中每个组的颜色(像素)中的任一颜色(像素颜色)作为代表备选颜色；以及备选颜色判定装置，用于从由代表备选颜色判定装置分组判定的多个代表备选颜色中，判定在颜色空间中远离灰色位置的位置出现的一个或多个像素颜色作为彩色图像的代表颜色。代表备选颜色判定装置可以判定代表备选颜色是属于组的像素的颜色。如果代表备选颜色是组内在颜色空间中的颜色，例如组内在颜色空间中的形心位置处，那么此颜色可能是不被构成彩色图像的像素所占有的颜色。如果组的代表备选颜色是分组判定的，它将是满足要求的。

本发明还提供适合于对上述用于判定彩色图像代表颜色的装置的操作进行控制的方法。该方法包括步骤：在颜色空间中以如下方式将像素划分为多个组，其中在颜色空间中位置彼此相邻的像素将属于相同的组，其中像素构成由应用的彩色图像数据所代表的彩色图像；分组地判定属于所划分的多个组中每个组的颜色中的任一颜色作为代表备选颜色；以及从分组判定的多个代表备选颜色中判定在颜色空间中远离灰色位置的位置出现的一个或多个像素颜色是彩色图像的代表颜色。

本发明还提供存储程序的记录介质，该程序用来实现控制判定彩色图像代表颜色的装置的操作的方法。可以将其构造为提供这种程序。

根据本发明，针对颜色空间中彼此相邻的位置处的每个像素将构成彩色图像的像素划分为多个组(例如，生成多个颜色空间组)。在这多个组的每组中，将属于该组颜色中的任一颜色判定为代表备选颜色。对各组判定代表备选颜色。从对应于多个组的多个代表备选颜色中，将在颜色空间中远离灰色位置的位置出现的一个或多个像素的颜色判定为彩色图像的代表颜色。根据本发明，将在远离灰色位置的位置出现的像素颜色判定为代表颜色。灰色不易给人类留下印象。由于远离这种颜色的颜色成为代表颜色，易于给人类留下印象的颜色将成为代表颜色。另外，多个代表备选颜色在颜色空间中是彼此分离的。因此，在从多个代表备选颜色中将多个颜色判定为代表颜色的情形中，可以避免已判定的多个代表颜色是相似颜色的情况。

作为示例，代表颜色判定装置从被分组判定的多个代表备选颜色中判定，在颜色空间中色饱和度或亮度远离灰色位置的位置出现的一个或多个像素的颜色是彩色图像的代表颜色。

作为示例，分组装置以如下方式在色度平面中将颜色空间的像素(其构成由应用的彩色图像数据代表的彩色图像)划分为多个组：在将像素投影于其上的色度平面中，颜色空间中处在彼此相邻位置的像素将属于相同组。

作为示例，分组装置将像素划分到具有相同大小的多个组空间中，其中在颜色空间中其颜色的位置相邻的像素属于同一组。在这种情况下，代表颜色判定装置将包括用于记录由代表备选颜色判定装置对各组所判定的代表备选颜色和预先确定的颜色在上述颜色空间中的距离的第一分值(score)计算装置，以及用于记录每个组空间中像素数量的第二分值计算装置。代表颜色判定装置根据由第一分值计算装置获得的分值和第二分值计算装置获得的分值来判定彩色图像的代表颜色。

作为示例，代表颜色判定装置输出代表已被判定的代表颜色的色调值的数据。

本发明的其它特征和优点通过参考附图的下述说明将变得显见，附图中相同的参考字符始终表示相同或相似部件。

附图说明

图1是例示了用于判定彩色图像代表颜色的装置的电气构造的框图；

图2是例示了由用于判定彩色图像代表颜色的装置执行的处理的流程图；

图3例示了像素的分布；

图4例示了如何对像素进行分组；

图5例示了组的形心位置；

图6例示了代表备选颜色；

图7例示了代表颜色；

图8例示了RGB颜色空间；以及

图9至图11例示了L*a*b*颜色空间。

具体实施方式

下面将参考附图来详细说明本发明的优选实施例。

图1是例示了根据本发明的优选实施例用来判定彩色图像代表颜色的装置1的电气构造的框图。

代表颜色判定装置1的全部操作是由控制单元2控制的。

代表颜色判定装置1包括其中存储了代表许多图像的图像数据的图像数据库5，和用来连接至网络的通信接口6。将由通信接口6所输入的图像数据存储在图像数据库5中。自然地，可以将代表颜色判定装置1构造为具有图像数据输入单元，并且将通过图像数据输入单元所输入的图像数据存储在图像数据库5中。

代表颜色判定装置1还具有显示单元3和输入单元4。用来判定代表颜色的彩色图像由输入单元4指定。从图像数据库5中读取代表指定颜色图像的图像数据并且以下述方式对彩色图像的代表颜色进行判定。

代表颜色判定装置1还具有CD-ROM(高密度光盘只读存储器)7。将存储了用于执行下述操作的程序的CD-ROM 8装载至CD-ROM驱动器7中并且通过从光盘中读取它将程序安装在代表颜色判定装置1中。自然地，程序也可以经由网络下载或在代表颜色判定装置1中预先安装，而不是从CD-ROM 8读取。

图2是由代表颜色判定装置1执行的处理的流程图。

用来判定代表颜色的彩色图像由输入单元4指定，并且从图像数据库5中读取代表所指定彩色图像的彩色图像数据(步骤11)。使得构成由所读取彩色图像数据代表的彩色图像的像素分布于L*a*b*比色系统的颜色空间(即L*a*b*颜色空间)中(步骤12)。将已分布于L*a*b*颜色空间的像素投射到L*a*b*颜色空间的a*b*平面上(步骤13)。

图3例示了已被投射至L*a*b*颜色空间的a*b*平面上的像素分布。

通过将构成彩色图像的像素投射到a*b*平面上，可以得到已被投射在a*b*平面上的像素p的分布图。像素被分布到a*b*平面中对应于像素p的色调值和色饱和度(色度)值的位置。

再次参考图2，将已分布于a*b*平面中的像素p分成多个组(步骤14)。

图4例示了对分布于a*b*平面中的像素p进行分组的方式。在本实施例中，通过k-均值(k-means)方法将多个像素p划分为6个组g1至g6。

这6个组g1至g6由圆来表示，以各个圆的大小均相同的方式来形成组空间。属于组g1至g6的像素数量对各组是不同的。

再参考图2，对每组的形心进行计算并且将由所计算形心位置表示的颜色判定为该组的代表备选颜色(步骤15)。

图5例示了组g1至g6的形心位置。

组g1、g2、g3、g4、g5和g6的形心分别是CP1、CP2、CP3、CP4、CP5和CP6。将形心CP1至CP6选作代表备选颜色。

再参考图2，对a*b*平面的原点到每个代表备选颜色CP1至CP6的距离进行计算并且根据这些所计算距离对第一分值S1进行计算(步骤16)。

图6例示了a*b*平面中的代表备选颜色CP1至CP6。

在a*b*平面中，原点到代表备选颜色CP1至CP6的距离分别由L1至L6来表示。如果需要，就通过对每个距离L1至L6归一化来对每个代表备选颜色计算第一分值。例如，第一代表备选颜色CP1、第二代表备选颜色CP2、第三代表备选颜色CP3、第四代表备选颜色CP4、第五代表备选颜色CP5和第六代表备选颜色CP6的第一分值分别是S11、S12、S13、S14、S15和S16。如果需要，可以将由原点至代表备选颜色CP1至CP6的距离自身用作第一分值。

a*b*平面中的原点表示灰色。远离原点的颜色表示不像灰色的颜色。灰色是不易给人类留下印象的颜色。因此，通过将不像灰色的颜色用作代表颜色，可以将易于给人留下印象的颜色判定为代表颜色。特别地，在本实施例中，将远离灰色位置的颜色用作针对分布于a*b*平面中像素的代表颜色的备选，于是，色饱和度远离灰色的颜色成为代表颜色的备选。

再参考图2，对各组计算每组中包含像素的数量并且由像素的数量来计算第二分值(步骤17)。如果需要就对各组所计算得到的像素数量归一化并且将该像素的归一化数量作为第二分值进行计算。例如，第一代表备选颜色CP1、第二代表备选颜色CP2、第三代表备选颜色CP3、第四代表备选颜色CP4、第五代表备选颜色CP5和第六代表备选颜色CP6的第二分值分别是S21、S22、S23、S24、S25和S26。如果需要，可以将像素数量自身用作第二分值。

接着，根据第一和第二分值对终值进行分组地计算(步骤18)。例如，第一代表备选颜色CP1、第二代表备选颜色CP2、第三代表备选颜色CP3、第四代表备选颜色CP4、第五代表备选颜色CP5和第六代表备选颜色CP6的终值分别是(S11+S21)、S22、(S13+S23)、(S14+S24)、(S15+S25)和(S16+S26)。终值可以是第一分值和第二分值的和或积。另外，可以将通过对第一和第二分值进行适当加权然后将加权分值相加而得到的值用作终值。

如果已经对于所有代表备选颜色计算了终值，将在终值中提供3个最高终值的代表备选颜色判定为彩色图像的代表颜色(步骤19)。

图7例示了所判定的代表颜色在a*b*平面中的位置。在本实施例中，将远离a*b*平面原点的3个代表备选颜色CP1、CP3和CP6判定为代表颜色。

将代表如此判定得到的代表颜色的数据记录在包含彩色图像数据的图像文件的头记录区域。在将颜色用作搜索关键字的情况下，拥有指定颜色作为代表颜色的图像将通过搜索被找到。

虽然本实施例中应用L*a*b*颜色空间，也可以应用与L*a*b*颜色空间不同的颜色空间如YCrCb颜色空间、RGB颜色空间、L*u*v*颜色空间以及HSV颜色空间。另外，虽然将像素投射到a*b*平面上，可以构造为不将像素投影在a*b*平面上而使得在L*a*b*颜色空间中执行上述处理。在L*a*b*颜色空间中执行上述处理的情形中，可以将沿亮度方向(L方向)远离灰色的颜色用作代表颜色的备选。可以将接近白色或黑色的颜色判定为代表颜色。

此外，尽管利用K-均值方法对像素进行分组使得组空间具有相同大小，组空间(组)的大小不必是相同的。另外，可以如此构造使得可以通过仅应用第一分值或第二分值来从代表备选颜色中判定代表颜色。另外，代替将位于组的形心的颜色用作代表备选颜色，可以将处在例如组中心位置的颜色用作代表备选颜色。

此外，可以如此构造使得上述判定的代表颜色可以通过仅将色调值用作代表颜色来获得。这使得数据的数量可以缩减。

图8表示另一实施例。这说明了对分布于RGB颜色空间中的多个像素(未示出)进行分组的方式。

将构成彩色图像的多个像素分布于RGB颜色空间中并且将这些像素以上述方式进行分组以形成组g11至g16。在组g11至g16的每个组中，将位于各组形心的颜色分别判定为代表备选颜色CP11至CP16。

根据从灰色位置Gr到代表备选颜色的距离所得到的第一分值和根据属于各组的像素数量所得到的第二分值来计算终值。将提供3个最高计算终值的代表备选颜色判定为代表颜色。

尽管在前述实施例中判定3个代表颜色，代表颜色的数量也可以一个或三个或更多个。代表备选颜色在颜色空间中是相互分离的。因此，在具有多个代表颜色的情况下，可以避免将相似颜色用作代表颜色。

可以在具有静止功能的数字静止相机(数码相机)或数字影像视频摄像机中如下配备根据前述实施例的用于判定彩色图像的代表颜色的装置。这将使得可以判定应用相机所捕获的彩色图像的代表颜色。

图9至图11例示了L*a*b*颜色空间中的代表备选颜色。

在三维颜色空间中(例如在L*a*b*颜色空间中)判定代表备选颜色。关于代表备选颜色与灰色位置之间的距离，可以考虑从颜色空间的原点到代表备选颜色CP11之间的距离L11(如图9所示)，或者考虑从代表备选颜色CP12延伸到亮度轴L*以垂直于亮度轴L*的距离L12(如图10所示)，或者从代表备选颜色CP13延伸至a*b*平面以垂直于a*b*平面的距离L13(如图11所示)。也即，灰色的位置在考虑到代表备选颜色位置的距离的情况下可以是颜色空间的原点(如图9所示)，或者可以是沿着色饱和度为零的亮度轴的任何位置(如图10所示)。此外，a*b*平面中穿过亮度中点(原点0是沿着亮度轴的中点)的位置可以选作灰色位置，如图11所示。

显然前述不仅适用于L*a*b*颜色空间，也适用于特定方向代表亮度的其它颜色空间。

显然灰色位置不必是色饱和度严格为零并且亮度处于其中点的点，而可以是偏离此位置的点。例如，在荧光下具有绿色调的彩色图像中，灰色沿着绿色方向偏移，因此可知沿着绿色方向偏移的位置将作为灰色位置。当设置了夜景模式时，即使图景有些亮也会丧失印象。于是，从亮度中点向暗侧偏移的位置将会是灰色位置。

代表彩色图像的代表颜色的数据可以记录在包含代表彩色图像的数据的图像文件头中，其中已经如上所述判定了代表颜色。(例如，数据可以记录在Exif标签中)。通过将表示代表颜色的数据存储在图像文件头中，通过利用代表颜色进行搜索能够找到具有所需代表颜色的彩色图像，其中所述代表颜色已经在图像搜索装置、图像显示装置、图像服务器或数码相机(数字静止相机)等上重现图像时附加至彩色图像。

能够在不偏离本发明的精神和范围的情况下实现本发明的很多不同的实施例，应当理解本发明不限于具体的实施例而是受到权利要求的限定。

Claims (7)

1.一种用于判定彩色图像的代表颜色的装置，包括：

分组装置，用于将像素以如下方式在颜色空间中划分为多个组，其中在颜色空间中位置彼此相邻的像素将属于相同的组，其中像素构成由应用的彩色图像数据所代表的彩色图像；

代表备选颜色判定装置，用于分组判定属于由所述分组装置划分的多个组中每个组的颜色中的任一颜色作为代表备选颜色；以及

备选颜色判定装置，用于从由代表备选颜色判定装置分组判定的多个代表备选颜色中，判定在颜色空间中远离灰色位置的位置出现的一个或多个像素的颜色作为彩色图像的代表颜色。

2.根据权利要求1的装置，其中所述代表颜色判定装置从分组判定的多个代表备选颜色中判定在颜色空间中色饱和度或亮度远离灰色位置的位置出现的一个或多个像素的颜色作为彩色图像的代表颜色。

3.根据权利要求1的装置，其中分组装置以如下方式在色度平面中将颜色空间的像素(其构成由应用的彩色图像数据代表的彩色图像)划分为多个组：在将像素投影于其上的色度平面中，颜色空间中处在彼此相邻位置的像素将属于相同组。

4.根据权利要求1的装置，其中所述分组装置将像素划分到具有相同大小的多个组空间中，其中在颜色空间中其颜色的位置相邻的像素属于同一组；

其中所述代表颜色判定装置包括：

第一分值计算装置，用于记录由代表备选颜色判定装置对各组所判定的代表备选颜色和预先确定的颜色在所述颜色空间中的距离；以及

第二分值计算装置，用于记录每个组空间中像素数量；

所述代表颜色判定装置根据由第一分值计算装置获得的分值和第二分值计算装置获得的分值来判定彩色图像的代表颜色。

5.根据权利要求1的装置，其中代表颜色判定装置输出代表已被判定的代表颜色的色调值的数据。

6.一种对用于判定彩色图像的代表颜色的装置的操作进行控制的方法，包括步骤：

在颜色空间中以如下方式将像素划分为多个组，其中在颜色空间中位置彼此相邻的像素将属于相同的组，其中像素构成由应用的彩色图像数据所代表的彩色图像；

分组地判定属于所划分的多个组中每个组的颜色中的任一颜色作为代表备选颜色；以及

从分组判定的多个代表备选颜色中判定在颜色空间中远离灰色位置的位置出现的一个或多个像素颜色是彩色图像的代表颜色。

7.一种存储计算机可读程序的记录介质，所述程序用于控制判定彩色图像的代表颜色的装置的计算机，所述程序控制计算机执行如下操作：

在颜色空间中以如下方式将像素划分为多个组，其中在颜色空间中位置彼此相邻的像素将属于相同的组，其中像素构成由应用的彩色图像数据所代表的彩色图像；

分组地判定属于所划分的多个组中每个组的颜色中的任一颜色作为代表备选颜色；以及

从分组判定的多个代表备选颜色中判定在颜色空间中远离灰色位置的位置出现的一个或多个像素颜色是彩色图像的代表颜色。

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