CN115937386A

CN115937386A - 一种基于hsv模型的三维数字化工厂显示图画渲染的方法

Info

Publication number: CN115937386A
Application number: CN202211587890.1A
Authority: CN
Inventors: 敖耀庭; 刘怀增; 丁小华; 王政; 吴光智
Original assignee: Chongqing Diandian Safety Technology Service Co Ltd; CiiC Technology Group Co Ltd Southwest Branch
Current assignee: Chongqing Diandian Safety Technology Service Co Ltd; CiiC Technology Group Co Ltd Southwest Branch
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2023-04-07

Abstract

本发明的目的是提供一种基于HSV模型的三维数字化工厂显示图画渲染的方法，旨在解决的技术问题在于，操人员查看三维数字化工厂显示图画的视觉体验较差，并且难以根据不同用户对于颜色值的需求进行文字和底图背景进行相应调整。本发明对三维数字化工厂显示图画进行渲染的方法采用的是HSV颜色模型，HSV模型侧重于对H、S分量的衡量，使得HSV色彩系统对三维数字化工厂显示图画理解起来非常容易，色彩分类简单自然，通过改变HSV值获得的效果非常清晰而且可预见的文字部分和背景部分，提高操作人员查看三维数字化工厂显示图画的视觉体验，更加符合人类的视觉系统，根据不同用户对于颜色值的需求进行文字和底图背景进行相应调整，更好地满足了用户视觉需求，达到更好的视觉效果。

Description

一种基于HSV模型的三维数字化工厂显示图画渲染的方法

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种基于HSV模型的三维数字化工厂显示图画渲染的方法。

背景技术

现有的三维数字化工厂显示图画的制作过程中，首先需要建立一个足够大的底图背景，底图背景根据用户的选择，如果不是纯色图像，那么可能会呈现不同的色彩风格，如有些区域显示浅色系，有些区域显示为深色系，然后在底图背景上进行三维数字化工厂线路规划图的绘制，最后进行站点的绘制，并在相应的站点位置添加文字模板，在文字模板中进行文案编辑，因而底图背景和上层的文字部分或线条部分可能存在颜色融合的情况，影响用户的视觉体验。

现今移动终端的功能越来越强大，例如智能手机、平板电脑等。这些产品已经具备了网络功能及办公文件处理功能。在现实应用中，一张三维数字化工厂显示图画的画布是非常大的，并在不同位置进行相应的文字描述，在制作地三维数字化工厂示图画时往往会用不同的颜色对位置进行描述，用户在移动设备上打开三维数字化工厂显示图画时，可能存在部分文字颜色和底图背景的颜色区分度不高，甚至部分文字颜色和底图背景的颜色可能存在融合，文字的可识别度不够理想，同时也会带来查看的效果非常差、用户体验不佳等问题。因此，用户可能需要去调整文字部分和底图背景部分的颜色值，以致查看的时候呈现出一种非常好的视觉效果，获得更好的显示效果。此外，由于不同的用户对于文字和底图背景的颜色值的需求有所不同，在对文字或底图背景的颜色值进行调整的过程中，可以对文字或底图背景的H、S、V进行不同程度的调整，以满足用户的需求，达到更好的视觉效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于HSV模型的三维数字化工厂显示图画渲染的方法，旨在解决的技术问题在于，用户查看三维数字化工厂显示图画的视觉体验相当较差，并且难以根据不同用户对于颜色值的需求进行文字和底图背景进行相应调整。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于HSV模型的三维数字化工厂显示图画渲染的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、输入一张三维数字化工厂显示图画，所述三维数字化工厂显示图画包括文字部分与背景部分，获取文字部分的颜色值及背景部分的颜色值，分别记做，并将获取的文字部分的颜色值及背景部分的颜色值转换成相应的HSV值，分别记做；

步骤2、分析并比较三维数字化工厂显示图画的文字部分的颜色值及背景部分的颜色值的所述相似度，判断相似度是否达到需要调整的标准；

优选地，判断相似度是否达到需要调整的标准的具体过程为：

（a）首先提取显示图画的文字部分的颜色值和背景部分的颜色值；

（b）在特定区域去比较显示图画的文字部分和背景部分的颜色值得相似度，具体，采用绝对误差和SAD去衡量相似度，在该特定区域计算机文字部分和背景部分的颜色值的绝对误差和SAD；

（c）当SAD值小于特定阈值的情况下，则显示图画的文字部分的颜色值和背景部分的颜色值达到需要调整的标准；

步骤3、若三维数字化工厂显示图画的背景部分的颜色值与文字部分的颜色值相同，则不需要进行调整，若三维数字化工厂显示图画的背景部分的颜色值与文字部分的颜色值有一定差别，则调整三维数字化工厂显示图画的文字部分或背景部分的H、S、V值。

优选地，所述步骤1中，所述将获取的文字部分的颜色值及背景部分的颜色值RGB转换成相应的HSV值的具体过程为：

V=max（R，G，B）S=（V-min（R，G，B））/V（当V=0 时，S=0）

H=60（G-B）/（V-min（R，G，B））如果V=R

H=120+60（B-R）/（V-min（R，G，B））如果V=G

H=240+60（R-G）/（V-min（R，G，B））如果V=B

如果所得的H<0 ，那么H=H+360。这样色调信息H 的范围为0°～360°，V 和S 的范围为0～1。

优选地，在所述步骤3中，所述调整三维数字化工厂显示图画的文字部分或背景部分的HSV值的过程为：

预设的纯度阈值记做，预设的亮度阈值记做，若经过转换得到的纯度值S和亮度值V分别与预设的纯度阈值和亮度阈值进行比较，根据比较结果对H、S、V值进行相应的调整，若纯度值大于预设的纯度值，并且亮度值大于预设的亮度阈值，则令，若纯度值大于预设的纯度值，并且亮度值小于预设的亮度阈值，则令，若纯度值小于预设的纯度值，并且亮度值大于预设的亮度阈值，则，若纯度值小于预设的纯度值，并且亮度值小于预设的亮度阈值，则令，。

本发明对三维数字化工厂显示图画进行渲染的方法采用的是HSV颜色模型，HSV模型侧重于对H、S分量的衡量，使得HSV色彩系统对三维数字化工厂显示图画理解起来非常容易，色彩分类简单自然，通过改变HSV 值获得的效果非常清晰而且可预见的文字部分和背景部分，提高用户查看三维数字化工厂显示图画的视觉体验,更加符合人类的视觉系统，根据不同用户对于颜色值的需求进行文字和底图背景进行相应调整，更好地满足了用户视觉需求，达到更好的视觉效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图；

图2为HSV颜色模型。

具体实施方式

本发明提供的一种基于HSV模型的三维数字化工厂显示图画渲染的方法，本发明采用的是HSV模型，由于彩色图像提供了比灰度图更加丰富的信息，因此，随着计算机处理能力的快速提高，彩色图像处理正受到人们越来越多地关注，根据不同的应用目的，表达颜色的彩色空间有很多种。目前应用最广泛的彩色空间是红绿蓝（RGB）模型，彩色图像通常用R、G、B这3个分量的值来表示。然而，RGB 适合于显示系统，由于R、G、B 这3个分量是高度相关的，如果其中亮度分量改变，那么这三个分量都会相应改变。比较适应于人眼的色彩感知的空间是色调、饱和度和亮度（hue、saturation、value、HSV）模型。其中，色调和饱和度统称为色度，它既说明了彩色的波长成分分布，又说明了这种彩色光的深浅浓淡（掺白的多少），因此，本发明选择HSV色彩模型作为对三维数字化工厂显示图画进行渲染的颜色模型。

如图1所示，本发明的具体实现步骤如下：

步骤1、输入一张三维数字化工厂显示图画，所述三维数字化工厂显示图画包括文字部分与背景部分，获取文字部分的颜色值及背景部分的颜色值，分别记做，并将获取的文字部分的颜色值及背景部分的RGB颜色值转换成相应的HSV值，分别记做；

从RGB 空间一点（R，G，B）转化到HSV 空间的一点可定义为：

V=max（R，G，B）S=（V-min（R，G，B））/V（当V=0 时，S=0）；

H=60（G-B）/（V-min（R，G，B））如果V=R；

H=120+60（B-R）/（V-min（R，G，B））如果V=G；

H=240+60（R-G）/（V-min（R，G，B））如果V=B；

如果所得的H<0 ，那么H=H+360。这样色调信息H 的范围为0°～360°。V 和S 的范围为0～1，其中max（R，G，B）表示R、G、B中的最大值，min（R，G，B）表示R、G、B中的最小值。

步骤2、分析并比较三维数字化工厂显示图画的文字部分的颜色值及背景部分的颜色值的相似度，判断相似度是否达到需要调整的标准；

一般来说，人眼可以区分128种不同色彩，130种颜色饱和度，23种明暗度，人眼可以很直观的比较位于前景的文本模板中文字与底图背景的色差程度。然而，计算机需要首先提取显示图画的文字部分的颜色值和背景部分的颜色值，然后，可以在特定区域去比较显示图画的文字部分和背景部分的颜色值得相似度，具体，可以采用绝对误差和SAD去衡量相似度，在该特定区域计算机文字部分和背景部分的颜色值的绝对误差和SAD，当SAD值小于特定阈值的情况下，则认定显示图画的文字部分的颜色值和背景部分的颜色值达到需要调整的标准。

步骤3、若三维数字化工厂显示图画的背景部分的颜色值与文字部分的颜色值相同，则不需要进行调整，若三维数字化工厂显示图画的背景部分的颜色值与文字部分的颜色值有一定差别，则调整三维数字化工厂显示图画的文字部分或背景部分的H、S、V值，直到文字的颜色值及背景的颜色值达到理想值；

在常见的软件中，比如office的演示文档中就有关于文字、背景的颜色值的代码描述，在制作三维数字化工厂显示图画的过程中，可以从代码描述中直接获取文字部分和底图背景部分的R、G、B值，将所述文字与底图背景的R、G、B值按照RGB转HSV的算法进行转换，转换得到相应的文字与底图背景的H、S、V值。

参照图2所示为HSV颜色模型（六角椎体模型），其中，色调用角度H来表示，H的取值范围为0°~360°，饱和度用S表示，S的取值范围为0.0~1.0，S值越大，颜色越饱和，亮度用V表示，V的取值范围为0(黑色)~255(白色)。

若预设的纯度阈值记做，预设的亮度阈值记做，若经过转换得到纯度值S和亮度值V分别与预设的纯度阈值和亮度阈值进行比较，据比较结果的不同，对H、S、V值进行相应的调整：

若纯度值S大于预设的纯度值，并且亮度值V大于预设的亮度阈值，令；

若纯度值S大于预设的纯度值，并且亮度值V小于预设的亮度阈值，令；

若纯度值S小于预设的纯度值，并且亮度值V大于预设的亮度阈值，

令；

若纯度值S小于预设的纯度值，并且亮度值V小于预设的亮度阈值，令。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种基于HSV模型的三维数字化工厂显示图画渲染的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、输入一张三维数字化工厂显示图画，所述三维数字化工厂显示图画包括文字部分与背景部分，获取文字部分的颜色值及背景部分的颜色值，分别记做、，并将获取的文字部分的颜色值及背景部分的颜色值RGB值转换成相应的HSV值，分别记做、；

所述判断相似度是否达到需要调整的标准的具体步骤如下：

步骤3、若三维数字化工厂显示图画的背景部分的颜色值与文字部分的颜色值相似度没有达到调整的标准，则不需要进行调整，若三维数字化工厂显示图画的背景部分的颜色值与文字部分的颜色值达到需要调整的标准，则调整三维数字化工厂显示图画的文字部分或背景部分的H、S、V值。

2.根据权利要求1所述的一种基于HSV模型的三维数字化工厂显示图画渲染的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述将获取的文字部分的颜色值及背景部分的颜色值RGB转换成相应的HSV值的具体过程为：

V=max（R，G，B）S=（V-min（R，G，B））/V ；其中，规定当V=0 时，S=0；

H=60（G-B）/（V-min（R，G，B））如果V=R；

H=120+60（B-R）/（V-min（R，G，B））如果V=G；

H=240+60（R-G）/（V-min（R，G，B））如果V=B；

如果所得的H<0 ，那么H=H+360。

3.这样色调信息H 的范围为0°～360°，V 和S 的范围为0～1，其中max（R，G，B）表示R，G，B中的最大值，min（R，G，B）表示（R，G，B）中的最小值。

4.根据权利要求1所述的一种基于HSV模型的三维数字化工厂显示图画渲染的方法，在所述步骤3中，所述调整三维数字化工厂显示图画的文字部分或背景部分的HSV值的过程为：

预设的纯度阈值记做，预设的亮度阈值记做，若经过转换得到的纯度值S和亮度值V分别与预设的纯度阈值和亮度阈值进行比较，根据比较结果对H、S、V值进行相应的调整，若纯度值大于预设的纯度值，并且亮度值大于预设的亮度阈值，则令，若纯度值大于预设的纯度值，并且亮度值小于预设的亮度阈值，则令，，若纯度值小于预设的纯度值，并且亮度值大于预设的亮度阈值，则，，若纯度值小于预设的纯度值，并且亮度值小于预设的亮度阈值，则令，，。