CN1878316A - 图象色彩调整方法 - Google Patents

Abstract

一种图象色彩调整方法，可以直接在RGB模式的特定调整范围内调整图象色彩，不需要经过色彩模式转换，而且能使调整的边界作渐进式变化，降低错误轮廓的发生。此方法包括下列步骤：判断色彩信号是否位于调整范围之内。若色彩信号位于调整范围之内，则根据色彩信号与调整范围的边界的距离，决定调整因子的数值大小。然后根据调整因子，调整色彩信号的红、绿、蓝灰度。

Description

图象色彩调整方法

技术领域

本发明涉及一种图象色彩调整方法，且特别是涉及一种针对特定范围的图象色彩调整方法。

背景技术

目前电视的传输信号多半采用Y(亮度)、C(色彩)分离的技术来传输，而上述的C信号是用来将色彩转换成R-Y与B-Y，以代表色彩的色相(hue)与饱和度(saturation)，其中R与B分别为三原色的红色与蓝色信号。所以，传统方法多半是在这样的色彩模式(color model)之下做色相、饱和度和亮度对比的调整。

然而，传统的方法有两个问题。第一个是只能同时调整所有色彩，无法针对特定的色彩区域作调整。例如加强蓝天白云、绿叶、夕阳等特定色彩区域的饱和度，使画面上显示的图象更为鲜艳动人，或是将偏红或偏白的肤色调整回到正确的位置。第二个问题是，即使输入源是数字的红、绿、蓝(简称为RGB)信号，也要先转换到上述的Y、R-Y、B-Y模式，调整过后再转回显示用的RGB模式。这个转换动作会增加电路的复杂度与成本。

美国专利第5060060号提出一种方法与装置，可针对特定色彩区域做调整。方法是将色彩从RGB模式转换到Y、R-Y、B-Y模式做第一次调整，然后再转换到Y(亮度)、H(色相)、C(饱和度)模式做第二次调整。如果要将这个方法套用到电视机等显示装置上，一样要将色彩转换回显示用的RGB模式。

美国专利第5585860号提出一种电路，是在Y、R-Y、B-Y模式下监测并调整肤色的区域。这个电路也有相同的问题，也就是必须将色彩在RGB模式与Y、R-Y、B-Y模式之间来回转换。

由以上说明可知，目前还没有方法可以直接在RGB模式下调整特定区域的色彩。

发明内容

本发明的目的是提供一种图象色彩调整方法，可以直接在RGB模式的特定调整范围内调整图象色彩，不需要经过色彩模式转换，可降低相关电路的复杂度与成本。

本发明的另一目的是提供一种图象色彩调整方法，可以在任意的色彩模式下，在特定的调整范围内调整图象色彩。调整的方式为位于调整范围边界的色彩不变，而距离边界越远的色彩调整幅度越大。如此可以使调整的边界能渐进式变化，降低错误轮廓的发生。

为达成上述及其它目的，本发明提出一种图象色彩调整方法，包括下列步骤：首先，定义并选择调整范围，然后判断色彩信号是否位于调整范围之内。若色彩信号位于调整范围之内，则直接调整色彩信号的红、绿、蓝灰度(gray scale)。

上述图象色彩调整方法，在一实施例中，调整色彩信号的步骤还包括：根据色彩信号与调整范围边界的距离，决定调整因子的数值大小。然后根据调整因子的数值，调整色彩信号的红、绿、蓝灰度。

上述图象色彩调整方法，在一实施例中，调整范围的边界是由色彩信号的红、绿、蓝灰度所构成的至少一个不等式所界定。

上述图象色彩调整方法，在一实施例中，调整因子为多个边界因子的乘积，而且每一个边界因子各自对应上述不等式中之一个。

上述图象色彩调整方法，在一实施例中，边界因子的数值大小是色彩信号与对应不等式所界定的边界之间的距离的递增函数。若色彩信号位于边界上，则边界因子的数值为0，而且边界因子的数值上限为1。

上述图象色彩调整方法，在一实施例中，根据调整因子的数值调整色彩信号的步骤还包括：将色彩信号的红、绿、蓝灰度各自加上或乘上对应的增益值，其中每一个增益值是各自根据调整因子而决定。

从另一观点来看，本发明另提出一种图象色彩调整方法，包括下列步骤：首先，定义并选择调整范围，然后判断色彩信号是否位于调整范围之内。若色彩信号位于调整范围之内，则根据色彩信号与调整范围边界的距离，决定调整因子的数值大小。然后，根据调整因子的数值调整色彩信号。

依照本发明的较佳实施例所述，本发明的图象色彩调整方法是直接在RGB模式的特定调整范围内调整图象色彩，因此不需要经过色彩模式转换，可降低相关电路的复杂度与成本。

此外，本发明的另一种图象色彩调整方法，是根据调整因子在特定的调整范围内调整图象色彩。而调整因子本身是色彩信号与调整范围边界的距离的递增函数，若色彩信号位于边界上，则调整因子的数值为0。所以能做到位于调整范围边界的色彩不变，而距离边界越远的色彩调整越完全，使调整的边界能渐进式变化，降低错误轮廓的发生。

为让本发明上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为根据于本发明一实施例的图象色彩调整方法所使用的色度图。

图2与图3表示根据于本发明一实施例的图象色彩调整方法如何调整色彩信号的红色灰度。

图4为根据于本发明一实施例的图象色彩调整方法的流程图。

主要元件标记说明

1～6：色度图上的色彩区域

PR：红色

PG：绿色

PB：蓝色

PY：黄色

PM：洋红色

PC：青色

PW：白色

405：定义并选择调整范围

410：接收色彩信号

420：色彩信号位于调整范围之内？

430：决定调整因子的数值大小

440：根据调整因子调整色彩信号

450：输出调整后的色彩信号

460：直接输出色彩信号，不予调整

具体实施方式

以下说明是根据本发明一实施例的图象色彩调整方法。在本实施例中，一张图象是由多个像素(pixel)组成，而每个像素都有一个对应的色彩信号，以决定此像素的红、绿、蓝灰度。简单地说，本实施例的图象色彩调整方法，是先判断像素的色彩信号是否位于特定的调整范围之内。如果是，就根据色彩信号与调整范围的边界之间的距离，决定调整因子的数值大小。然后根据调整因子，调整色彩信号的红、绿、蓝灰度。

所以，首先要判断色彩信号是否位于调整范围之内。本实施例的调整范围是定义于图1当中的色度图(chromaticity diagram)。在图1当中，本实施例的显示装置的三原色红、绿、蓝分别标示为PR、PG、PB，这三点之间的三角形包含了上述显示装置能显示的所有色彩。黄色(yellow)、洋红色(magenta)、青色(cyan)在三角形的三边上分别标示为PY、PM、PC。PR、PC之间，PG、PM之间以及PB、PY之间的三条直线将三角形划分为六个色彩区域，分别标示为1到6。而位于三角形之内，色彩区域1～6的共同顶点是白色PW。下面的表1是色彩区域1～6的定义。

表1，色度图中的色彩区域定义

色彩区域	顶点	灰度比例关系
			1	PR、PY、PW	R＞G＞B
2	PR、PM、PW	R＞B＞G
			3	PB、PM、PW	B＞R＞G
4	PB、PC、PW	B＞G＞R
			5	PG、PC、PW	G＞B＞R
6	PG、PY、PW	G＞R＞B

本实施例是以色彩区域1的肤色区域做为调整范围。以R、G、B分别代表某个像素的色彩信号的红、绿、蓝灰度，只要满足R＞G＞B，这个色彩信号就位于本实施例的调整范围之内。不等式R＞G＞B可以拆解为R＞G与G＞B。在图1的色度图当中，色彩区域1就是位于PY与PB之间的直线(表示R＝G)右边，以及PR与PC之间的直线(表示G＝B)之上。

在调整范围的判断之后，下一步是决定调整因子的数值大小。在本实施例中，调整因子是两个边界因子Y_Gain与M_Gain的乘积，边界因子Y_Gain对应于PY与PB之间的直线，而边界因子M_Gain则对应于PR与PC之间的直线。边界因子Y_Gain的数值大小是色彩信号与PY与PB之间的直线的距离的递增函数，同理，边界因子M_Gain的数值大小是色彩信号与PR与PC之间的直线的距离的递增函数。下面的表2和表3分别是Y_Gain与M_Gain的定义。

表2，边界因子Y_Gain的数值定义

R/G关系	Y_Gain
		1.00＜＝R/G＜1.0625	0
1.0625＜＝R/G＜1.125	0.25
		1.125＜＝R/G＜1.1875	0.5
1.1875＜＝R/G＜1.25	0.75
		R/G＞＝1.25	1

表3，边界因子M_Gain的数值定义

G/B关系	M_Gain
		1.00＜＝G/B＜1.0625	0
1.0625＜＝G/B＜1.125	0.25
		1.125＜＝G/B＜1.1875	0.5
1.1875＜＝G/B＜1.25	0.75
		G/B＞＝1.25	1

决定了调整因子之后，接下来就是根据调整因子调整色彩信号。假设输入的色彩信号的红、绿、蓝灰度各为Rin、Gin、Bin，调整过后的红、绿、蓝灰度各为Rout、Gout、Bout，本实施例使用下列的调整公式。

Rout＝Rin+Y_Gain*M_Gain*R_Gain

Gout＝Gin+Y_Gain*M_Gain*G_Gain

Bout＝Bin+Y_Gain*M_Gain*B_Gain

其中Y_Gain*M_Gain就是本实施例的调整因子，而R_Gain、G_Gain、B_Gain分别是控制三原色灰度调整幅度的数值，可以是预设常数，也可以由使用者任意指定。R_Gain、G_Gain与B_Gain可以是正值，也可以是负值，也就是说，本实施例的色彩调整可以提高或降低各灰度。当然，本发明并不局限于上面的调整公式，举例来说，下面是本发明另一实施例使用的调整公式。

Rout＝Rin*(1+Y_Gain*M_Gain*R_Gain)

Gout＝Gin*(1+Y_Gain*M_Gain*G_Gain)

Bout＝Bin*(1+Y_Gain*M_Gain*B_Gain)

在本发明的范围中，可以使用更复杂的调整公式。例如，在本发明的另一个实施例中，R_Gain、G_Gain与B_Gain并非预设常数或使用者指定的数值，而是分别为Rin、Gin与Bin的函数。图2就是表示本实施例中Rin与R_Gain的对应关系。图2当中有三条函数曲线，使用者可以选择任何一条。这是最适合人眼的对应函数，在中间的灰度有最大增益，而在两边极端的灰度没有增益。如果采用最上面一条函数曲线，则Rin与Rout的对应关系就如图3所显示。要注意的是，图3的对应关系并非直线，中间部分有稍微隆起，足够使人眼看出调整后的差别。本发明并不局限于图2当中的对应函数，只要使用者能接受，可以使用任意函数。

由之前的表2和表3可知，当色彩信号位于对应的调整范围的边界直线上，或很靠近对应的边界直线时，边界因子Y_Gain与M_Gain的数值都是0。当色彩信号离调整范围的边界越远，边界因子就越大，直到上限1为止。如此一来，会使边界上的色彩信号不受调整影响，而离边界越远的色彩信号，调整就越完全，因此调整范围的边界能渐进式变化，以降低错误轮廓的发生。另外，本发明的边界因子并不局限于表2和表3当中的递增函数，例如可以细分为更多阶级，或使用数值连续的递增函数，使调整时的变化更细腻。

以下说明本实施例的详细流程，图4为根据于本实施例的图象色彩调整方法的流程图。首先，在步骤405定义并选择调整范围，在步骤410接收色彩信号。然后在步骤420判断此色彩信号是否位于调整范围之内。如果在调整范围之外，就在步骤460直接输出色彩信号，不予调整。

另一方面，如果色彩信号位于调整范围之内，就在步骤430根据色彩信号与调整范围的边界的距离，决定调整因子的数值大小。然后在步骤440根据此调整因子，调整色彩信号的红、绿、蓝灰度。最后，在步骤450输出调整后的色彩信号。

本发明并不局限于以上的实施例，例如，调整范围可以是更复杂的形状，可以用更多不等式界定。只要定义明确，足以判断，调整范围也可以是任意的形状，例如由曲线界定。更进一步来说，调整范围不一定要定义在如图1的色度图上，例如可以定义在RGB色彩模式所对应的三维坐标系统。只要将调整因子定义清楚，如同上面的实施例一样根据边界距离而变化，就可以达到正确的调整效果。

另外，本发明的图象色彩调整方法并不局限于RGB色彩模式，也可以运用在其它色彩模式，例如YMC(黄色、洋红色、青色)与HSV(色相、饱和度、亮度)模式。在本发明所属领域技术人员，应该能根据以上的实施例，将本发明的图象色彩调整方法套用在其它色彩模式，因此细节就不予赘述。

依照以上的实施例所述，本发明的图象色彩调整方法是直接在RGB模式的特定调整范围内调整图象色彩，因此不需要经过色彩模式转换，可降低相关电路的复杂度与成本。而且本发明的图象色彩调整方法，是根据调整因子以调整图象色彩。而调整因子本身是色彩信号与调整范围边界的距离的递增函数，若色彩信号位于边界上，则调整因子的数值为0。所以能做到位于调整范围边界的色彩不变，而距离边界越远的色彩调整越完全，使调整的边界能渐进式变化，降低错误轮廓的发生。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种图象色彩调整方法，其特征是包括下列步骤：

定义并选择调整范围；

判断色彩信号是否位于该调整范围之内；以及

若该色彩信号位于该调整范围之内，则直接调整该色彩信号的红、绿、蓝灰度。

2.根据权利要求1所述的图象色彩调整方法，其特征是调整该色彩信号的步骤还包括：

根据该色彩信号与该调整范围边界的距离，决定调整因子的数值大小；以及

根据该调整因子的数值，调整该色彩信号的红、绿、蓝灰度。

3.根据权利要求2所述的图象色彩调整方法，其特征是还包括：

接收该色彩信号；以及

输出调整后的该色彩信号。

4.根据权利要求3所述的图象色彩调整方法，其特征是还包括：

若该色彩信号位于该调整范围之外，则直接输出该色彩信号，不予调整。

5.根据权利要求2所述的图象色彩调整方法，其特征是该调整范围的边界是由该色彩信号的红、绿、蓝灰度所构成的至少一个不等式所界定。

6.根据权利要求5所述的图象色彩调整方法，其特征是若该色彩信号满足R＞G＞B，则该色彩信号位于该调整范围之内，其中R、G、B分别为该色彩信号的红、绿、蓝灰度。

7.根据权利要求5所述的图象色彩调整方法，其特征是该调整因子为多个边界因子的乘积，而且每一个该边界因子各自对应上述不等式中之一个。

8.根据权利要求7所述的图象色彩调整方法，其特征是每一个该边界因子的数值大小是根据该色彩信号与该边界因子所对应的该不等式所界定的边界之间的距离而定。

9.根据权利要求8所述的图象色彩调整方法，其特征是该边界因子的数值大小是该色彩信号与该不等式所界定的边界之间的距离的递增函数。

10.根据权利要求9所述的图象色彩调整方法，其特征是若该色彩信号位于该不等式所界定的边界上，则该边界因子的数值为0。

11.根据权利要求9所述的图象色彩调整方法，其特征是该边界因子的数值上限为1。

12.根据权利要求2所述的图象色彩调整方法，其特征是根据该调整因子的数值调整该色彩信号的步骤还包括：

将该色彩信号的红、绿、蓝灰度各自加上对应的增益值，其中每一个该增益值是各自根据该调整因子而决定。

13.根据权利要求2所述的图象色彩调整方法，其特征是根据该调整因子的数值调整该色彩信号的步骤还包括：

将该色彩信号的红、绿、蓝灰度各自乘上对应的增益值，其中每一个该增益值是各自根据该调整因子而决定。

14.一种图象色彩调整方法，其特征是包括下列步骤：

定义并选择调整范围；

判断色彩信号是否位于该调整范围之内；

若该色彩信号位于该调整范围之内，则根据该色彩信号与该调整范围边界的距离，决定调整因子的数值大小；以及

根据该调整因子的数值，调整该色彩信号。

15.根据权利要求14所述的图象色彩调整方法，其特征是该调整范围的边界是由至少一个不等式所界定。

16.根据权利要求15所述的图象色彩调整方法，其特征是该调整因子为多个边界因子的乘积，而且每一个该边界因子各自对应上述不等式中之一个。

17.根据权利要求16所述的图象色彩调整方法，其特征是每一个该边界因子的数值大小是根据该色彩信号与该边界因子所对应的该不等式所界定的边界之间的距离而定。

18.根据权利要求17所述的图象色彩调整方法，其特征是该边界因子的数值大小是该色彩信号与该不等式所界定的边界之间的距离的递增函数。

19.根据权利要求18所述的图象色彩调整方法，其特征是若该色彩信号位于该不等式所界定的边界上，则该边界因子的数值为0。

20.根据权利要求18所述的图象色彩调整方法，其特征是该边界因子的数值上限为1。

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