CN1711750A - 用于从移动客户设备进行图像处理的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种图像处理系统，该系统包括客户设备，该客户设备包括：具有少于VGA的分辨率和少于24比特的比特深度的有限显示器用以显示低分辨率数字图像和图像处理操作指示符，用户输入的操作界面，CPU和存储器，该CPU能够运行有限的客户图像处理程序，以及第一通信端口；图像处理服务器，对存储在该图像处理服务器上的高清晰度图像执行图像处理操作以生成用于在客户设备的有限显示器上显示的低分辨率版本图像，以及生成表示特殊图像处理操作的图像处理操作指示符，图像处理服务器包括第二通信端口并响应远程用户输入以生成经过处理的数字图像；以及连接于第一通信端口和第二通信端口的有限带宽的移动通信网络，用以将低分辨率图像和图像处理操作指示符从图像处理服务器传输到客户设备，以及将远程用户输入从客户设备传输到图像处理服务器。

Description

用于从移动客户设备进行图像处理的方法和系统
发明领域
本发明涉及图像处理领域，并且特别涉及以有限显示和计算能力来进行图像处理的移动客户设备的运用。
在各种新的移动计算应用中展示了移动设备的发展，诸如PDA(例如掌上电脑和袖珍PC)和蜂窝电话。现如今紧张的生活方式下，人们正日益被移动计算的魅力和益处所吸引——可以随时随地访问和操作你的数据。源于早先招人喜爱的地址名册和时间遵守表的应用软件，移动计算就在几年前被快速地进入到不可思议的领域中。当膝上型计算机逐渐与台式计算机在计算能力上相匹配时，其尺寸、重量和功耗依然是它们在移动计算上一个大的阻碍——不是每个人都愿意带着膝上型电脑在身边。PDA的计算能力已经达到了一个程度，使得人们开始考虑计算上更强的，例如图像处理的移动计算作业。
典型的图像处理包括对高清晰度图像的高性能图像处理。到目前为止，即使对于大多数强有力的台式计算机系统，大部分的计算强度作业在于CPU和内存。一个高清晰度图像至少有一百万像素。一个一兆像素的彩色数字图像用于图像处理时以未经压缩的格式存储需要占用3兆字节。典型地，所计算的中间结果需要储存在内存中用于后面的处理，需要处理如此大量的数据的内存的数量和CPU的类型变得庞大。
如今的PDA有着非常有限的计算能力、有限的内存和有限的显示能力。CPU没有处理加强计算的能力，以及板载内存典型地总计在1MB到32MB之间。另外，PDA在屏幕尺寸和色彩比特深度方面，其显示能力非常有限。低端的掌上电脑100仅能显示100*100*1比特(两色)，高端的SONY Clie可以显示320*240*16比特(64000色)，但是其价格高的可以与中等档次的膝上型电脑匹敌。蜂窝电话甚至在计算能力和内存上更为有限。
解决计算能力的问题似乎在于无线通信上，其中有着巨大CPU能力和大量内存以及存储器服务器能够完成移动计算的重载部分。如果客户机例如PDA或蜂窝电话可以通过无线链路连接到服务器上，那么它们侥幸只用完成全部计算的最小部分。该客户机的移动性得到了保持，从某方面上更优于使用膝上型计算机。同时，移动设备用户可以利用服务器上的图像处理软件，通过使用实验室中昂贵的专用硬件和软件，进行高精度和高清晰度地图像处理，以获得高质量的打印。此外，通过与移动设备的交互作用，能够获得一定程度的用户输入或反馈，将其传输到服务器以校正服务器上的软件所产生的误差，从而保证得到图像处理满意的结果。
由于受到家用计算硬件和软件的限制以及消费者有限的技术知识，家用型打印也成为一种挑战。在移动设备上请求并预览图像处理之后，通过移动设备发出对高清晰图像进行高质量打印的指令，并使用与图像处理服务器联网的高质量、高吞吐量打印机对其进行打印。之后打印结果邮寄给用户。
然而，由于与移动设备相关的无线链路的有限带宽，又由于在服务器和客户之间信息传输过程中广播时间的成本，需要投入大量的努力将这种信息的业务量(或者通信信息的数量)最小化。
客户-服务器图像处理的传统系统采用有线通信链路，例如因特网。Watanabe申请的美国专利US20020019859公开于2002年2月14日，描述了一种内容数据处理服务的方法和系统，其内容数据通过通信链路从指令者的终端传输到指令接收器的处理装置，在该指令接收器的处理装置中对传输到的内容数据进行处理，通过通信链路将经过处理的内容数据从指令接收器的处理装置传输到指令者终端，和/或在数据管理单元的存储区域中对经过处理的内容数据进行存储和管理，通过通信链路其管理单元从指令者终端和第三方终端的至少一个中接入。所述内容数据是数字图像数据，在所述指令接收器的处理装置中执行的所述处理是高清晰图像处理，并且所述经过处理的内容数据是图像处理中的数字图像数据。所述高清晰图像处理包括红眼校正处理、缺陷清除处理、遮光处理、透镜像差校正处理、褪色校正处理、粒状抑制处理、锐化处理、分级校正处理、背光校正处理、RP型完成处理、滤布完成处理、软焦点完成处理、单色完成处理，细长体完成处理、肤色白皙完成处理、以及修正不足/过修正处理中的至少一种处理。该系统使得连接到因特网上的家用计算机可以利用服务器的图像处理引擎。但是，此系统不能用于移动图像处理。在此系统中，全部的图像处理都在服务器上进行，并且不受带宽和显示的限制。
因此，有必要提供一种移动图像处理系统，其能够完成：(1)使移动设备上的计算负荷最小；(2)使从移动设备的有限输入装置回馈给用户的利益最大；(3)使服务器和移动设备之间需要传输的信息量最小；以及(4)使图像处理所得结果在移动设备上显示最优。
为满足需要，本发明提供一种图像处理系统，该系统包括：客户设备，其包括具有少于VGA的分辨率和少于24比特的比特深度的有限显示器，用以显示低分辨率数字图像和图像处理操作指示符，用户输入的操作界面，CPU和存储器，该CPU能够运行有限的客户图像处理程序，以及第一通信端口；图像处理服务器，执行对存储在图像处理服务器上的高清晰度图像的图像处理操作，以生成用于在客户设备的有限显示器上显示的低分辨率版本图像，以及生成表示特殊图像处理操作的图像处理操作指示符，图像处理服务器包括第二通信端口并响应远程用户输入，以生成经过处理的数字图像；连接于第一通信端口和第二通信端口的有限带宽的移动通信网络，用以传输低分辨率图像和图像处理操作指示符从图像处理服务器到客户设备，以及从客户设备到图像处理服务器的远程用户输入。
本发明提供一个能进行移动图像处理的系统：(1)使移动设备上的计算负荷最小；(2)使从移动设备的有限输入装置回馈给用户的利益最大；(3)使服务器和移动设备之间需要传输的信息量最小；以及(4)使图像处理所得结果在移动设备上显示最优。
附图说明
图1所示为本发明优选实施例的示意图；
图2为本发明的移动设备进行图像处理操作选择的GUI示例的结构图；
图3为本发明的移动设备进行图像处理操作预览的GUI示例的结构图；
图4为本发明的移动设备预览红眼校正的GUI示例的结构图；和
图5所示为本发明的方法步骤流程图。
参照图1，所示为根据本发明优选实施例得到的一个完整的端到端移动图像处理系统。该系统包括移动设备10，无线通信网络20，和图像处理服务器30。典型的移动设备10包括发送和接收信息的无线通信端口40，显示器50，采集用户输入的操作界面60(例如触摸屏，键区或者触笔70)，运行有限客户图像处理程序的CPU80，储存程序(包括客户图像处理程序)和中间数据的存储器90，用于扩展存储器和数据存储的存储器卡100，获取声音的麦克风110以及捕捉图像的数字照相机120。
移动设备不需要包括所有的上述元件(例如，特殊的蜂窝电话可能没有触摸屏输入区域或者特殊PDA可能没有麦克风)。一般地，符合上述定义的移动设备可以是带无线能力的PDA、蜂窝电话、带数字照相的蜂窝电话、合成PDA/手机组合，或者是带无线能力的数字照相机。
依然参照图1，所示为更详细的图像处理服务器30。典型的图像处理服务器30包括用以发送和接收数据的无线通信端口310，准备图像以便在移动设备的有限显示器上进行最佳显示的图像渲染单元(imagerendering unite)320，解释用户反馈和传送控制信号到其它单元的用户反馈处理单元330，对高清晰度图像进行图像处理的图像处理单元340，数据库管理单元350，用于管理储存在存储单元360中的高清晰度图像。另外，图像处理服务器还可以包含打印单元370，用以实现用户需求获得经过处理或未经处理的高清晰度图像的高质量打印输出。其用语“高清晰度”和“高分辨率”可互换使用。
依然参照图1，有限带宽的无线通信网络20将移动设备10的通信端口连接到图像处理服务器30的通信端口处。整个网络可以是用于蜂窝电话的商业无线网络，或者也可以包括中继信息的网络。
图像处理操作通过用户请求从移动设备10初始化。参照图2，所示为本发明的移动设备进行图像处理操作选择的GUI(图形用户界面)示例的结构图。经过大小调整、重现但未经处理的数字图像410由移动设备10的显示区域50接收并显示。同时，提供给用户图像处理菜单420。典型地，该菜单包括图像处理操作，例如红眼减少、图像旋转、图像剪切、自动修复、文本/声音注释、以及图像删除，如通过图2中显示区域底部的图标所示。如同许多图像处理软件包(例如Adobe Photoshop、Microsoft Picture It!)一样，亮度调整、颜色调整和对比度调整统称为自动修复。用户可以使用触笔70选择一个代表图像处理操作的图标，或者对麦克风110说出对应于图标和所表示的图像处理操作的单词，或者使用键区(输入区域60)选择对应的图像处理操作。例如，用户可以通过选择对应图标来请求进行红眼减少处理。另外，用户输入可以包括对需要进行红眼减少的图像的普通区域的指示。然后将所选的图像处理操作的请求发送到图像处理服务器30。然后通过请求的图像处理操作由图像处理单元340对高清晰图像进行处理。
参照图5，所示为本发明优选实施例其移动图像处理的步骤。假定高清晰图像已经上传到图像处理服务器30，图像处理单元340首先执行710在整个高清晰图像上脱机进行图像处理。在移动设备10的请求下，图像处理服务器30发送712图像、图像处理结果(进行适当大小调整和渲染后)、以及图像处理操作指示符到移动设备。然后移动设备显示714图像和图像处理的结果。接着，用户提供关于图像处理的结果的反馈716，且移动设备发送用户反馈输入到图像处理服务器。最后，图像处理服务器30响应用户反馈修改其图像处理718，生成720最后的经过处理的高清晰图像。
典型地，通过在图像处理服务器上缺省来进行缺省图像处理操作，其包括红眼减少、自动图像剪切、和自动修复。此外，亮度调整、颜色调整和对比度调整统称为自动修复。现在参照图3，所示为本发明的移动设备的预览图像处理操作结果的GUI示例的结构图。对高清晰图像进行图像处理操作类型的有关信息，以图像处理操作指示符的形式，连同对未经处理的高清晰数字图像进行渲染和大小调整后的版本一起，应预览图像的请求被发送到客户移动设备10。
未经处理的图像版本410显示在移动设备10的显示区域50上，其带有以图标形式表示的图像处理指示符520，标示出所自动进行的图像处理操作结果的有效性。用户可以使用触笔70轻敲对应于图像处理操作指示符的图标，或者对麦克风110讲出对应于代表图像处理操作的图标的单词，或者用键区(输入区域60)选取图标，以选择哪个图像处理结果要进行预览。如果用户请求图像处理结果，则经过处理的高清晰数字图像510的经大小调整、渲染的版本被发送并显示在移动设备10的显示器50上。要注意的是图像处理操作并不总是必须产生效果，即生成新的图像。例如，如果不存在或者未发现红眼，那么红眼校正将无效。只有当图像处理结果不同于原始图像时，才显示相应的图标。
图像处理操作的效果也可以不显示在移动设备的有限显示器上，因此可进行渲染以提高在目标显示器上对图像变化的感知：增强对比度、拉伸色彩平衡、增大放大倍率等。
特别有用的图像处理操作是红眼减少。由Schildkraut等人于2001年9月18日公开的专利US6292574描述了一种计算机程序产品，用以检测图像中由于闪光照明所产生的对象的眼睛颜色缺陷，该产品包括：计算机可读存储媒介，其上存储的计算机程序执行检测数字图像中皮肤有色区域的步骤；查找皮肤有色区域，将带红眼缺陷的色彩特征的像素分组；并在将红眼缺陷定位发现的基础上校正该像素色彩。这样的计算机程序需要加强的计算能力，而应该只在带高计算能力和大存储器的图像处理服务器上运行。然而，自动红眼减少程序会出错，包括假警报(例如，在圣诞树上的红光灯泡)和遗漏(例如，遗漏讨厌的红眼)。因此，为了拒绝或者校正此类错误，有必要进行用户预览。
图4为本发明的移动设备预览红眼校正减少的GUI示例的结构图。由于红眼定位在人的脸部，则只用显示具有红眼的面部周围的区域。因此，应用户预览请求，经过处理的数字图像其缩进或放大的区域被图像处理服务器30渲染并传送到移动设备10。在移动设备的显示区域50中，经放大的处理图像610被提供给用户。同时也提供用户反馈/校正菜单620。用户可以选择“拒绝”假警报校正，或者“接受”满意校正，甚至“校正”“左眼”或者“右眼”的位置。如果选择校正操作，则出现十字准线，标示出自动确定的红眼定位，且用户可以使用触笔70或者键区(输入区域60)移动十字准线以修正红眼定位。
客户设备上的图像处理程序的功能受到方便用户输入和反馈中的主要意图所最低需求的限制。典型地，客户图像处理程序应该能够显示低分辨率图像(其可以预先在图像处理服务器上进行渲染)，旋转低分辨率图像，标示用户反馈(例如标示出用户输入所选的图标，添加十字准线用于红眼位置的用户校正)等。对于更高能力的客户设备，图像渲染操作部分，如色彩量化和误差扩散，可由图像处理服务器30转移到移动设备10上。

Claims (5)

1.一种图像处理系统，包括：
(a)客户设备，其包括具有少于VGA的分辨率和少于24比特的比特深度的有限显示器，用以显示低分辨率数字图像和图像处理操作指示符，用户输入的操作界面，CPU和存储器，该CPU能够运行有限的客户图像处理程序，以及第一通信端口；
(b)图像处理服务器，执行对存储在图像处理服务器上的高清晰度图像的图像处理操作以生成用于在客户设备的有限显示器上显示的低分辨率版本图像，以及生成表示特殊图像处理操作的图像处理操作指示符，图像处理服务器包括第二通信端口并响应远程用户输入以生成经过处理的数字图像；和
(c)连接于第一通信端口和第二通信端口的有限带宽的移动通信网络，用以将低分辨率图像和图像处理操作指示符从图像处理服务器传输到客户设备，以及将远程用户输入从客户设备传输到图像处理服务器。
2.一种从具有有限显示器和有限图像处理能力的客户设备进行图像处理的方法，其步骤包括：
(a)提供客户设备，其包括具有少于VGA的分辨率和少于24比特的比特深度的有限显示器，用以显示低分辨率数字图像和图像处理操作指示符，用户输入的操作界面，CPU和存储器，该CPU能够运行有限的客户图像处理程序，以及第一通信端口；
(b)提供图像处理服务器，其执行对存储在图像处理服务器上的高清晰度图像的图像处理操作以生成用于在客户设备的有限显示器上显示的低分辨率版本图像，以及生成表示特殊图像处理操作的图像处理操作指示符，该图像处理服务器包括第二通信端口并响应远程用户输入以生成经过处理的数字图像；
(c)在图像处理服务器上生成低分辨率版本的图像，经过处理的高分辨率数字图像，和表示图像处理操作效果的低分辨率预览图像；
(d)在有限带宽的移动通信网上，将该低分辨率版本的图像和图像处理操作指示符传输到客户设备，并在客户设备上显示该低分辨率版本图像和图像处理操作指示符；
(e)使用所显示的图像处理操作指示符和操作界面，以请求预览图像并将该预览图像传输到客户设备；
(f)在客户设备的显示器上显示预览图像；
(g)使用操作界面以获得用户反馈并将该用户反馈传输到客户设备；以及
(h)响应用户反馈，在图像处理服务器上生成最终经过处理的高分辨率图像。
3.权利要求31中所要求的方法，其中图像处理操作是红眼减少，预览图像是进行红眼减少的图像的扩大部分，并在图像中具有指示红眼减少位置的图形元素。
4.权利要求31中所要求的方法，其中用户输入包括将进行红眼减少的图像区域的校正指示。
5.权利要求31中所要求的方法，其中图像处理操作是自动修复(颜色、亮度和对比度调整)且该预览图像是自动修复图像的低分辨率版本。
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