CN1770873A - 一种自动色彩调校方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动色彩调校方法，包括：在以第一彩度信号以及第二彩度信号所在的平面坐标上，建立操作窗口以及目标窗口，其中该目标窗口落在该操作窗口内；输入影像点数据，判断该影像点其第一彩度信号值以及第二彩度信号值所位于该平面坐标上的位置是否落在该操作窗口与该目标窗口之间；以及若该影像点的位置为落在该操作窗口与该目标窗口之间则根据该目标窗口调整该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值。本发明可使彩度信号的调整不必仅限于根据某一点，而是根据窗口，且可使彩度信号的调整更为适切，其呈现的画面也不会有不连贯、突兀的现象。

Description

一种自动色彩调校方法及装置

技术领域

本发明涉及一种自动色彩调校方法及装置，特别是涉及一种使用操作窗口以及目标窗口的自动色彩调校方法及装置。

背景技术

随着数字时代的来临，可以发现数字信息产品已经渐渐取代相似传统产品，最明显的例子就是目前的数字相机已经逐渐取代大部分传统相机的使用，因此影像信息的流通也从传统的相似影像(照片)逐渐被可数字化储存、复制、传递的数字影像所取代。因此，数字影像的品质也越来越受到重视。

目前，数字影像以像素为单位，而每一像素的色彩为由三原色(R、G、B)所构成，且每一像素色彩都具有其亮度以及彩度。数字影像品质则是主要取决于其所呈现画面整体的亮度、对比度以及彩度等因素。

至于现有对数字影像的处理，为以先将数字影像每一像素其R、G、B值转换为亮度(Y)信号以及彩度(U，V)信号后，再调整亮度信号、彩度信号，以分别作为对数字影像每一像素在亮度、彩度上的调整，以提高数字影像的亮度、对比度及彩度。

以调整彩度信号的方式为例，现有调整彩度信号的方式可针对数字影像画面彩度不足区域自动进行调整，也就是对此数字影像画面彩度不足区域的彩度信号自动进行调整，且将这些彩度信号的值自动调整且趋近于此区域中心点的彩度信号值，以使此区域彩度信号所呈现的画面能够更鲜艳达到所想要的色调。

此现有作法，虽然可自动调整彩度不足区域的彩度信号，但将此区域的彩度信号都调整趋近于此区域中心点的彩度信号值时，此区域彩度信号所呈现的画面虽会受到调整而变得鲜艳，但此现有调整的方式过于单调且容易使得调整后所呈现画面偏向单一色系，而造成调整区域所呈现画面与其相邻区域画面在彩度上会有突兀，不协调的情况产生。

有鉴于此，本发明提出一种自动色彩调校方法及装置，除可针对数字影像区域画面的彩度信号进行自动调整外，更可使此区域画面的彩度信号在调整后，其所呈现的画面能与相邻区域的画面在彩度上能够连贯，不突兀且使观赏者觉得十分协调。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种自动色彩调校方法及装置，在调整数字影像区域画面的彩度信号时，可使此彩度信号在调整后其所呈现的画面能与相邻区域的画面在彩度上能够连贯，不突兀。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自动色彩调校方法，其特点在于，包括：在以第一彩度信号以及第二彩度信号所在的一平面坐标上，建立一操作窗口以及一目标窗口，其中该目标窗口落在该操作窗口内；输入一影像点数据，判断该影像点其第一彩度信号值以及第二彩度信号值所位于该平面坐标上的位置是否落在该操作窗口与该目标窗口之间；以及若该影像点的位置为落在该操作窗口与该目标窗口之间则根据该目标窗口调整该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，根据该影像点位置与该目标窗口边界间的关系，调整该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，根据该影像点与对应该目标窗口边界上的点其两者位置间的关系，调整该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，该影像点其对应该目标窗口边界上的点的决定，可根据该影像点与该目标窗口内的一点间的一联机，以及该联机与该目标窗口的交点来决定。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，根据该影像点与对应该目标窗口边界上的点其两者位置间的向量关系，调整该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，若该影像点以A表示，该影像点对应该目标窗口边界上的点以B表示，该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值调整后以A’表示，则A’与A间的关系式可表示为：

A’＝A+Gain*(B-A)

其中Gain为一增益系数。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，该增益系数可根据该操作窗口而有不同值。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，该增益系数与该操作窗口间的关系可为一次函数。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，其中该一次函数可分区段而具有不同的斜率。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，该操作窗口为一矩形或一菱形。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，该目标窗口为一矩形或一菱形。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，以该平面坐标的两点位置形成该矩形。

上述自动色彩调校方法，其特点在于，该目标窗口位于该操作窗口的中央。

本发明还提供一种自动色彩调校装置，其特点在于，包括：一比较装置，接收一操作窗口信号、一目标窗口信号、一第一彩度信号以及一第二彩度信号，以输出一第一比较结果信号以及一第二比较结果信号；一逻辑栅，接收该第一比较信号以及该第二比较信号以输出一控制信号；以及一绘值计算装置，接收该第一彩度信号、该第二彩度信号以及该控制信号，以产生一第三彩度信号以及一第四彩度信号。

上述自动色彩调校装置，其特点在于，该比较装置还包括：一第一比较器，接收该第一彩度信号、该第二彩度信号以及该操作窗口信号，以输出该第一比较结果信号；以及一第二比较器，接收该第一彩度信号、该第二彩度信号以及该目标窗口信号，以输出该第二比较结果信号。

上述自动色彩调校装置，其特点在于，该逻辑栅为一与门。

上述自动色彩调校装置，其特点在于，该逻辑栅为一与非门。

上述自动色彩调校装置，其特点在于，该绘值计算装置还包括：一减法器，接收该第一彩度信号、该第二彩度信号以及该目标窗口信号，以输出一向量信号；一乘法器，接收该向量信号以及一增益信号，以输出一增益向量信号；以及一加法器，接收该第一彩度信号、该第二彩度信号以及该增益向量信号，以输出该第三彩度信号以及该第四彩度信号。

本发明的功效，在于通过定义操作窗口以及目标窗口的方式以及以此两个窗口所限定的工作区，去调整在工作区内的彩度信号值，而彩度信号的调整可不必仅限于根据某一点，而是根据窗口，且可使彩度信号的调整更为适切，其呈现的画面也不会有不连贯、突兀的现象。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的自动色彩调校方法的流程步骤图；

图2为本发明较佳实施例的自动色彩调校装置的示意图；

图3为本发明较佳实施例的自动色彩调校装置的操作示意图；

图4A~图4D为本发明较佳实施例的操作窗口与目标窗口的示意图；

图5为本发明较佳实施例的点坐标位置与目标窗口的对应点间的示意图；

图6为本发明较佳实施例的增益值与操作窗口的关系图。

其中，附图标记：

101~105-步骤

200-自动色彩调校装置，203-操作窗口信号

205-目标窗口信号，210-比较装置

213、215-比较器，217、219-比较结果信号

220-逻辑闸，230-绘值计算装置

233-减法器，235-乘法器，237-加法器

具体实施方式

请参考图1，为本发明较佳实施例的自动色彩调校方法的流程步骤图。首先，步骤101，在以彩度信号Cb、Cr为两个坐标轴的一平面坐标上，建立操作窗口以及目标窗口。其中目标窗口为落在该操作窗口内。

接着，步骤102，输入一影像点的影像数据。并且，步骤103，判断此一影像点的彩度信号值在此平面坐标上的位置是否落在操作窗口与目标窗口之间。若该影像点的彩度信号值落在操作窗口与目标窗口之间，步骤104，则根据目标窗口调整该影像点的彩度信号值。若该影像点不落在操作窗口与目标窗口之间，步骤105，则不调整该影像点的彩度信号值。调整的公式如下：

(Cba’，Cra’)＝(Cba，Cra)+Gain×[(Cbb，Crb)-(Cba，Cra)]

其中，(Cba’，Cra’)为该影像点调整后的彩度值坐标；(Cba，Cra)为调整前的彩度值坐标；Gain通常为一小于1的常数；而目标窗口上的参考点B的坐标为(Cbb，Crb)，若因要调整的影像点彩度值位置在图5的区域1，则图5中的B点位置为：

Cbb＝Cbt+(Cra-Crt)/(Cba-Cbt)×Crd2

Crb＝Crt+Crd2

其中，Crd2为正方形目标窗口的1/2边长；(Cbt，Crt)为目标窗口的中心点坐标。若欲调整的点落在图5中的区域4的位置，则：

Cbb＝Cbt+Crd2

Crb＝Crt+(Cra-Crt)/(Cba-Cbt)×Crd2

调整点落在其它位置时，均可类似的根据简易的数学几何方式计算出对应的参考点坐标。当然根据本发明所揭露的具体实施概念，任何熟悉本项技术的人士，都可采取其它类似的调整方式而获得一较佳的彩度值。本发明所揭露的具体实施例并非用于限制本发明的保护范围，其它类似的调整方法，都属于本发明保护范围。

请参考图2，为本发明较佳实施例的自动色彩调校装置示意图。此自动色彩调校装置200主要包括有比较装置210、逻辑栅220以及绘值计算装置230。其中，比较装置210由比较器213、比较器215所组成，绘值计算装置230由减法器233、乘法器235以及加法器237所组成。

此自动色彩调校装置200为利用窗口的方式对一点的彩度信号Cb_in，Cr_in进行判断以及调整，以得到此点新的彩度信号Cb_out，Cr_out。其中，自动色彩调校装置200通过比较装置210的两个比较器213及215分别对彩度信号Cb_in，Cr_in进行窗口区域的判断，以输出比较结果信号217及219，并决定彩度信号Cb_in，Cr_in是否落在使用者所建立的操作窗口以及目标窗口区域之间。而当彩度信号Cb_in，Cr_in为落在操作窗口以及目标窗口区域之间时，则通过逻辑闸220以控制信号225激活绘值计算装置230，以对彩度信号Cb_in，Cr_in作一向量式的增益调整，得到新彩度信号Cb_out，Cr_out。

请参考图3，图3为本发明较佳实施例的自动色彩调校装置的操作示意图。首先，取在Cb、Cr为两个坐标轴的平面坐标上的数点定义操作窗口((Cbd1，Crd1)、(Cbt1，Crt1))以及目标窗口((Cbd2，Crd2)、(Cbt2，Crt2))，分别作为比较装置210所接收的操作窗口信号203与目标窗口信号205。而比较装置210可通过操作窗口信号203与目标窗口信号205建立工作区，也就是操作窗口与目标窗口间的区域。

在本发明较佳实施例中，此目标窗口可以是矩型或菱形，且目标窗口可以落在操作窗口内的中央或其它位置。请参考图4A至图4D，为本发明较佳实施例的操作窗口与目标窗口的示意图。由图4A至图4D可知，目标窗口虽以坐标上的两个点来定义，但目标窗口的形状可以是矩型或菱形，操作窗口的形状也可以是矩型或菱形，且目标窗口并不局限于落在操作窗口内的何处。因此，本发明可将操作窗口内、目标窗口外的区域内各点的彩度信号值向目标窗口边界拉近，作为调整。

当比较装置210输入一点的彩度信号Cb_in，Cr_in后，可根据其比较器213、215判断此点与操作窗口与目标窗口间的相对位置，以判断此点彩度信号值在平面坐标上的位置是否落在工作区内。

若此点落在操作窗口之内(小于)且落在目标窗口之外，也就是此点落在工作区内时，此时可通过逻辑栅220激活绘值计算装置230来进行对彩度信号Cb_in，Cr_in的调整。其中，以减法器233作为目标值计算器接收彩度信号Cb_in，Cr_in以及目标窗口信号，以计算出彩度信号Cb_in，Cr_in其代表的点坐标位置与目标窗口的对应点间的向量式。

请参考图5，为本发明较佳实施例的点坐标位置与目标窗口的对应点间的示意图。若彩度信号值Cb_in，Cr_in其代表的点坐标以A表示，而操作窗口内的一点以(Cbt，Crt)表示，则A点对应目标窗口上的点，可根据A点与点(Cbt，Crt)联机于目标窗口上的交点B来决定，此B点即为A在目标窗口上的对应点。至于调整A点的彩度信号值Cb_in，Cr_in，则可根据使用者定义将A点的彩度信号值Cb_in，Cr_in拉至(B-A)向量上的A’点彩度信号值，此A’点即是A点重新绘制后的点。

也因此，当目标值计算器233计算出(B-A)向量时，可通过以乘法器235作为增益值计算器将(B-A)乘上增益信号260所代表的增益值(Gain)，而A与A’间的关系式可表示为：A’＝A+Gain*(B-A)。

在本发明较佳实施例中，此增益值(Gain)可根据操作窗口的范围而有所变化，请参考图6，为本发明较佳实施例的增益值与操作窗口的关系图。在图6中，增益值(Gain)可根据操作窗口范围(范围1、范围2)而有所不同，且以一次函数图形递增或递减。在图6中，K代表增益的最大值，Gth则代表当增益值除了随操作窗口以一次函数图形递增或递减外，更根据Cbth1、Crth1、Cbth2、Crth2等分段点，而转折递增或递减，此Gth即为转折点。

最后，通过以加法器237作为绘值计算器，作A加上Gain*(B-A)的运算，以得到新彩度信号值Cb_out，Cr_out，此Cb_out，Cr_out为A’点的彩度信号值。

综合上述，本发明提出一种自动色彩调校方法及装置，通过定义操作窗口以及目标窗口的方式，以及此两个窗口所限定的工作区，去调整在工作区内的彩度信号值。通过本发明，彩度信号的调整可不必限制于根据某一点，而是根据窗口，并且可使彩度信号的调整更为适当，其呈现的画面也不会有不连贯、突兀的现象。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (18)

1、一种自动色彩调校方法，其特征在于，包括：

在以第一彩度信号以及第二彩度信号所在的一平面坐标上，建立一操作窗口以及一目标窗口，其中该目标窗口落在该操作窗口内；

输入一影像点数据，判断该影像点其第一彩度信号值以及第二彩度信号值所位于该平面坐标上的位置是否落在该操作窗口与该目标窗口之间；以及

若该影像点的位置为落在该操作窗口与该目标窗口之间则根据该目标窗口调整该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值。

2、根据权利要求1所述的自动色彩调校方法，其特征在于，根据该影像点位置与该目标窗口边界间的关系，调整该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值。

3、根据权利要求2所述的自动色彩调校方法，其特征在于，根据该影像点与对应该目标窗口边界上的点其两者位置间的关系，调整该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值。

4、根据权利要求3所述的自动色彩调校方法，其特征在于，该影像点其对应该目标窗口边界上的点的决定，可根据该影像点与该目标窗口内的一点间的一联机，以及该联机与该目标窗口的交点来决定。

5、根据权利要求3所述的自动色彩调校方法，其特征在于，根据该影像点与对应该目标窗口边界上的点其两者位置间的向量关系，调整该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值。

6、根据权利要求5所述的自动色彩调校方法，其特征在于，若该影像点以A表示，该影像点对应该目标窗口边界上的点以B表示，该影像点的第一彩度信号值以及第二彩度信号值调整后以A’表示，则A’与A间的关系式可表示为：

A’＝A+Gain*(B-A)

其中Gain为一增益系数。

7、根据权利要求6所述的自动色彩调校方法，其特征在于，该增益系数可根据该操作窗口而有不同值。

8、根据权利要求6所述的自动色彩调校方法，其特征在于，该增益系数与该操作窗口间的关系可为一次函数。

9、根据权利要求8所述的自动色彩调校方法，其中该一次函数可分区段而具有不同的斜率。

10、根据权利要求1所述的自动色彩调校方法，其特征在于，该操作窗口为一矩形或一菱形。

11、根据权利要求1所述的自动色彩调校方法，其特征在于，该目标窗口为一矩形或一菱形。

12、根据权利要求10所述的自动色彩调校方法，其特征在于，以该平面坐标的两点位置形成该矩形。

13、根据权利要求1所述的自动色彩调校方法，其特征在于，该目标窗口位于该操作窗口的中央。

14、一种自动色彩调校装置，其特征在于，包括：

一比较装置，接收一操作窗口信号、一目标窗口信号、一第一彩度信号以及一第二彩度信号，以输出一第一比较结果信号以及一第二比较结果信号；

一逻辑栅，接收该第一比较信号以及该第二比较信号以输出一控制信号；以及

一绘值计算装置，接收该第一彩度信号、该第二彩度信号以及该控制信号，以产生一第三彩度信号以及一第四彩度信号。

15、根据权利要求14所述的自动色彩调校装置，其特征在于，该比较装置还包括：

一第一比较器，接收该第一彩度信号、该第二彩度信号以及该操作窗口信号，以输出该第一比较结果信号；以及

一第二比较器，接收该第一彩度信号、该第二彩度信号以及该目标窗口信号，以输出该第二比较结果信号。

16、根据权利要求14所述的自动色彩调校装置，其特征在于，该逻辑栅为一与门。

17、根据权利要求14所述的自动色彩调校装置，其特征在于，该逻辑栅为一与非门。

18、根据权利要求14所述的自动色彩调校装置，其特征在于，该绘值计算装置还包括：

一减法器，接收该第一彩度信号、该第二彩度信号以及该目标窗口信号，以输出一向量信号；

一乘法器，接收该向量信号以及一增益信号，以输出一增益向量信号；以及

一加法器，接收该第一彩度信号、该第二彩度信号以及该增益向量信号，以输出该第三彩度信号以及该第四彩度信号。

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