TWI331317B - Method and system for image editing - Google Patents

Description

1331317 P52950065TW 22243twf.doc/n 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有m⑽彡像鱗方法與魏 有關於一種以特徵為幸仏 特另j疋 系統。 文為主（feature-based)的影像編輯方法與 【先前技術】 =則如數位相機之類的影像肺設備已經非 l 位影像編輯的技術也越來越受到重視。對於影像: 都可稱之為編輯，例如改變整張影像的明暗或銳 編d中某物件的形狀或顏色。-般常見的影像 、.輯刀為以畫素為主（Pixel-based)和以物件為主 (object-based)兩種’然而這兩種技術各有其缺點。 著名的衫像編輯軟體Ad〇be ph〇t〇sh〇p以及聯合 * ^^^(JPEG: Joint Photographic Experts Group) ^ f專豕群組2咖這兩種影雜縮鮮都可_為以晝素 為主的影像編輯。這種麟赠散的畫素為編輯主體了缺 點是不容易針對影像中的物件作整體操作。 、 乂物件為主的影像編輯，前提是必須先完整定義出影 像中的所有物件才能進行操作。目前有兩種方法可定義物 件。第一種是切割法(segmentation)，就是直接在影像的晝 素中切割出物件’然而此種方法在技術上還不夠成熟，要 气動化還有相當難度。第二種方法是用預先建立的物件模 型(object model)在晝素中搜尋套用，例如用人臉模型在晝 5 P52950065TW 22243twf.doc/n =中尋找像人臉的。卩位。㈤題是和 ==合:有組合變化，因此不容易準確套用： == 上 件難以自動定義的情況下，以物件為 主的景彡像編輯就難以實現。 總之 的技術方案 i若想操作編輯影像中的物件，目前還沒有完善 【發明内容】 本發明之範例提供—⑽彡像編輯方法，料彡像中的 徵為主’可操作編輯f彡像巾的物件，不僅容易而 且有廣泛的應用彈性。 而 ^明之範例另提供—種影像編輯系統，使用者可藉 點與參數編輯影像，减容易操 ^，谷易姑影像中的物件無域，而且有廣泛的應用彈 =明之_提丨-郷像職方法，包 ，數先，找影像的特徵曲線，_對上述特徵曲線以仿‘ j㈣me function)加以近似。需要編輯影像時，先藉由 對應的仿樣函數的控制點操控上述 1 控後的特徵崎纽f彡像。 岭’、、、後根私 詈盘2明之賴另提出—種影像編輯系統，包括來源裝 ^處理ϋ。來源裝置提供影像的縣影㈣I處^ =特徵曲線’對上述特徵曲線以仿樣函數加以近 介’糟由對應麟樣函數的控獅缝上述特徵曲線其尹 1331317 P52950065TW 22243twf.doc/n 至乂 個，然後根據影像的特徵曲線重建影像。

如本發明的實施例所述，上述之影像編輯方法盘系統 先自動尋找影像中㈣徵曲線，例如定義物件邊緣的邊緣 曲線，然後利用特徵曲線的控制點來編輯影像，因此運用 上述的方法與系統可輕易操控影像中的物件。上述的方 與系統不僅容易自動化，而且有廣泛的應 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂下 舉一實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 【實施方式】 圖1為依照本發明-實施例的影像編輯方法的主要产 =。首先，在频11G尋找影像的特徵轉。若- 衫像，必縣鄕像職-個色彩”拆解成多個分量， 然後在這幾個分量分料找特徵曲線。例如， 空間可以是 RGB、HSI、HSV、CIELAB、YUV、γι〇 / ’或其他色彩如。例如励有紅、綠、藍三個分 里’荨於將影像拆解成三張次影像；@ CMYK有該 (cyan)、紫紅色(mag論）、黃色、累色四個分量^於 影像拆解成四銳影像。將料賴分量骑後在 分量的次影像各自舰錢。另―方面，若是 像’就只有單純的灰階(grayscale): 特徵曲線。 # ]直接丹找 本實施例的特徵曲線為定義影像物件邊緣的邊緣曲 線。不過本發明也適用於其他種類的特徵定義。 7 1331317 P52950065TW 22243twf.doc/a 在本實施例有兩種方法可以尋找特徵曲線，請參照圖 2A與2B。第一種方法是使用邊緣模型(edge model)，以曲 線適配方式(curve fitting)根據影像的灰階變化尋找邊緣曲 線，並找出每一條邊緣曲線的各項參數。例如，邊緣曲線 的參數可包括邊緣中心（edge center)、邊緣寬度（edge width)、邊緣對比(edge contrast)、以及邊緣長度等。 邊緣可用南曲率點來界定’以一維(one_dimensi〇nai) 衫像為例’圖2A是這張一維影像的灰階分布圖，其中201 =202是高曲率點，位於中央的203就是邊緣中心。所謂 高曲率點就是影像中灰階變化較大的位置，可以視應用需 要而設定合適的界限值(threshold)。在圖2A的範例中，邊 緣寬度就是兩個高曲率點201、202的距離204，而邊緣對 比就是邊緣兩側的灰階差值205。將一維的例子延展為二 、准就如圖2B所示，邊緣兩側的高曲率點延伸為高曲率曲 線221及222，邊緣中心點也延伸為兩條高曲率曲線的中 線223。圖2B的邊緣寬度為曲線221及222的距離224， 邊緣對比為曲線221及222的灰階差值。 第二種尋找特徵曲線的方法是將影像中的高曲率點 連接成高曲率曲線，例如圖2B的221及222，然後以每一 對高曲率油線的中線位置做為特徵曲線，例如圖2B的 223。如圖2B所示，高曲率曲線都是成對出現，其中的配 對關係可以設定界限值或其他常用的條件來判定。只要儲 存邊緣中心線和邊緣寬度就能取代對應的兩條高曲率曲 線0 8 1331317 P52950065TW 22243twf.doc/n 從e上賴明可知，本實施_邊緣曲線並非單純的曲 ^ :是具有中心、寬度、長度、對比等參數的邊緣區域。 這些參數也可以用來編輯影像。 找出特徵曲線後，流程進入步驟12〇，對上述的特徵 ^ =仿樣函數加以近似。可使用任何一種仿樣函數，例 (basis spline 4 B-spline) *Bezier^# 十夕大娛差而疋。使用仿樣函數是為了 曲線’若直接操控組成特徵曲線的晝素，因 =素會=數__遠少於 分量ΐΐίΐ置Γί$色彩空間中屬於不同 為例，若在二=:===?， r置相;的特徵曲線，就在這些特徵曲 步驟說心 當需魏輯影像時，流程進人步驟⑽ 2樣函數_迦，操控上軸曲線 1應= 平面且/或“移動特徵曲線的控制點。在 件形狀，在z軸移動控制點則可== 的衫像分董。如前所述，特徵曲線是在 ^應 自’因此2轴對應此特徵曲線所在的分量。二= 彩空間為例，若Z軸對應Η分量，在z轴移動控制 1331317 P52950065TW 22243twf_ doc/n 變物件的色調(hue);若z軸對應s分 件的色彩餘和度(_ration) ’·若z二= Γ控制點可改變物件的亮度(inten刪:在本 貝施例中，麵可泛指任—影像分量的數值。 本 包括迦之外，對魏轉的操控也 立對Hi意較’若幾條特徵曲線之間有在步驟130建 ΐ6、’而且其中有任何—條受到操控，則必須以相 ===:關!:其他特徵曲線。這是因為 影像顏色就不正確。 什υ條編輯後的 線重㈣150，根據操控之後的特徵曲 去夕从果有特徵曲線因操控而增長，除了原有查 棺據斤有^定有新增的晝素。本實施例的影像編輯方法I 根據原有晝素的灰階，用 科乃< 晝素的灰階。確定方式(m P )產生新增 算，其結建影㈣是域的内插運 線影算:近二”顏色會受附近所有特徵曲 自行設定條件二內_ 線密度夠高，可以做到肉.觀=值、要邊緣曲 1331317 P52950065TW 22243twf.doc/n 應用 以下配合圖式說明本實施例的影像編輯方法的各種 Ο 本實施例的影像編輯方法可以藉由調整特徵曲線的 參數來編輯影像，如圖3A至3F所示。圖3A至3F是將 影像銳利化的範例。圖3A是原來的影像，圖3d是圖^八 的統計圖(histogram)。圖3B是圖3A經過傳統的統計等化 (histogram equalization)方式作銳利化之後的影像，圖3e 為圖3B的統計圖。圖3C是圖3A經由本實施例的影像編 輯方法加強邊緣對比作銳利化之後的影像，圖為圖3C 的統計圖。觀察圖3A至3F，例如看臉部線條，可知@本實 施例的影像編輯方法的銳利化效果優於傳統技術。除了加 強邊緣對比之外’本實施例的影像編輯方法也可以縮小邊 緣寬度，以加劇邊緣的灰階變化，而達到銳利化效果。 圖4A與圖4B為藉由移動特徵曲線控制點而使物件變 形的範例。@ 4A的甜椒401的右侧邊緣接近直線，藉由 移動右側邊緣的控制點，結果如圖4B所示，甜椒術的 右側邊緣成為波浪狀線條。 ，實知例的衫像編輯方法，對於特徵曲線參數的調整 可以，選擇性的，例如用預設條件篩選所有特徵曲線的參 數’只調整符合預設條件的特徵曲線，例如圖5A至5C。 f 1¾ if Τ為包含城市、道路、田野等景觀的空照圖，其 二原始影像。若想加強空照圖的道路部份，因為 ^ 、較長，可以設定條件，只調整長度大於竿一預 設值的特徵曲線，姓果如圖=長度大於某預 、，口果如圖5B所不。另一方面，若想加 1331317

P52950065TW 22243twf.doc/n 強空照圖的房屋部份’因為房屋的邊緣較短，可以設定條 件，只調整長度小於另一預設值的特徵曲線，結果如圖5C 所示。 圖6A及6B為放大物件的範例’圖6B的硬幣602為 圖6A的硬幣601放大後的結果’這可以藉由移動特徵曲 線的控制點達成。 圖7A至7C為照片中人物背光補償的範例。圖7A為 原始照片’圖7B為經過傳統的統計等化方式對人物作背 光補償的結果，圖7C為經過本實施例的影像編輯方法對 人物作背光補償的結果。本實施例是藉由調整人物邊緣的 所有特徵曲線達到整個人物的背光補償，也就是僅提高背 光的人物亮度。比較圖7B與7C可看出，本實施例的背光 補償效果優於傳統技術。 本實施例的影像編輯方法還可以藉 例如圖-至-的範例。二: 如_所囱示。熱後的二有，二曲線就會使窗戶謝消失， 所示，增加了窗戶80;疋義窗戶的特徵曲線，就擊 圖9A及9B是用铷杜婉丄 要移動嘴唇的特徵曲線·變形來改賴片表情的範例，只 微笑程度。料種枝，、/雖可赠變則中人物的 表情。 ，只用一張照片就可以做出一系列 徵曲輯=方法還可以藉由刪除或增加特 〜像，例如圖10A與1〇B的範例。 12 1331317

P52950065TW 22243twf.doc/n 圖_為刪除圖10A當中物件 10B所示，由於減少了抑舰，甘士、讎的、、-果’如圖 比圖10A柔和。圖i〇c^-r ^。形與生星的形狀都 =曲線對應關係的必要性。圖1〇B的特徵曲 應關係’所Μ物件形_改陳正確 立對應關係，可以看出心报齙θ曰此瓜 ⑴又建 的色斑。 冑出’與星星物件的邊緣都出現錯誤 圖11A及11B為改變物件顏色的範例。圖似的物 件1101的顏色和圖11B的物件11〇2不 動控制點的結果。在此範例中，z軸對應hsi^ = η分量。由於邊緣的顏色改變’根據内插運算而 產生的物件内部晝素的顏色也隨之改變。 ^發明除了影像編輯方法之外，也包括對應的影像編 ^糸、=。圖12為依照本發明—實施例的影像編輯系統示意 圖。圖U的影像編輯系統包括來源裝置12〇1與器 1202。圖12當中的三個處理器12〇2其實是同一個只是 為了方便說明而晝成三個。 ’ 來源裝置1201提供影像的原始影像資料。來源裝置 12〇1可以是减'體或销#齡裝置，錢雜等影像榻 取裝置。處理器1202耦接於來源裝置12〇1以接收影像資 料。處理器1202負責執行影像編輯演算法，其流程和前面 只施例的衫像編輯方法相同，簡單說明如下。 處理為1202先用邊緣模型或根據高曲率點尋找影像 的特徵轉，對上麟徵轉讀樣賴細近似，產生 13 1331317 P52950065TW 22243twf.doc/n 仿樣函數的控制點。若是彩色影像，處理器赚 下量來而且處位置相同的特徵曲線‘ 令，稭由仿樣函數的控制點操控上述特徵曲線，或調= 徵曲線參數，然後根據操控後的特徵曲線重建影像= 用者不滿意重建後的影像，可繼續下令操控 ΐ:像==意為止。得知使用者権，處理器二 就進仃輸出動作，例如將影像存檔 像編輯演算法，其技術細節在前面 =的; 已經有詳細朗，就不再贅述。’、、’輯方法只關 上所述’以上實施例的影像編輯方法與系統可藉由 】::徵r線的仿樣函數的控制點以及調整特徵曲線的各 易操控影像中的物件。上述方法與系統= 易自動化’而且有廣泛的應用彈性，例如可一 =有=曲線，可選擇性地僅調整—部分特徵了 =呆特徵曲線而編輯特徵曲線所包圍的區域，可改變 =:匕大小或顏色，可藉由增減控制點使物件邊緣 卜可删除或增加物件邊緣’也可以作照片的 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並 限定本發明’任何所屬技術領域中具有通常知i者，在不 之精神和範圍内’當可作些許之更動與濁飾， =本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 1331317 P52950065TW 22243twf.doc/n 【圖式簡單說明】 圖1是依照本發明一實施例的影像編輯方法流程圖。 圖2A及2B是依照本發明一實施例的物件邊緣示意 圖。 圖 3A-3F、4A-4B、5A-5C、6A-6B、7A-7C、8A-8C、 9A-9B、i〇A_loc、以及11A11B是依照本發明一實施例 的影像編輯方法的各種應用範例。 圖12是依照本發明一實施例的影像編輯系統示意圖。 【主要元件符號說明】 110-150 :流程圖步驟 201、202 :高曲率點 203 :邊緣中心 204 :邊緣寬度 205 :邊緣對比 221、222 :高曲率曲線 223 :邊緣中心 224 :邊緣寬度 4(Π、402、60卜 602、8(Π、802、1101、11〇2 :影像 中的物件 1201 :來源裝置 1202 :處理器 15

Claims (1)

1. j年月日修正本 99-6-30 十、申謗專利範面： 1.種影像編輯方法，包括： ==:應一色彩空間拆解成多齡量，· 特徵曲線；〜 4分4相邱卿色影像的 ⑷在上述特徵曲線巾’屬 特徵曲線之_辑應關係； ㈣且位置相同的 W對上述特徵鱗讀樣_加以近似. 其中應⑽樣函數_伽，騎上述特徵曲線 (f)若上述特徵曲線其中任何 r操控與該特徵曲線具有對應關係的其他特徵= i申徵曲線重建該彩色影像。 上述特項所述之影像編輯方法，其中 該彩色影像的物件邊緣的邊緣曲線。 步驟用邊：===法，其中 像的灰階變化尋找上述邊緣 線的各項參數。 上述邊緣曲 4.如申請專觸_ 3項所狀影 上述參數至少包括下列其中之-：邊緣中心=宽^ 邊緣對比、以及邊緣長度，而且步剛與〇)之 整上述邊緣曲線其中至少—個的至少—項參數。更匕括調 1331317 1331317 99-6-30 5. 如申請專利範圍第 受調整的上述邊緣曲線為 二影像編輯方法，其中 其參數符合-預設條件者Γ 像的所有邊緣曲線中， 6. 如申請專利範圍第丨 步驟(b)包括根據該彩色影灰階方法’其中 特徵曲線。 的巧曲率點尋找上述 7. 如申請專利範圍第 步驟(b)包括： a影像編輯方法，其中 2述^率點連接成至少—對高曲率曲 ^述母一對尚曲率曲線的中線位置傲Α μ、+ 曲線。 置做為上述特徵 8. 如申請專㈣！撕述 步驟⑷包括在XY平面與z_ + 方法，其令 的-控制點β ^軸移動上迷特徵曲線其中之一 9=申請專利範圍第】項所述之影像 傭鄕㈣1顧敎料鋪方法，复中 ，⑷包括在上述特徵曲線其_之—_ —控_ 在上述特徵曲線其令之一增加一控制點。 .及 半射申請專利範圍第】項所述之影像編輯方法，龙中 Y驟⑻包括在上述賴輯其巾之1除—控制點^ 上述特徵曲線其t之一增加一控制點。 ”或在 12.如申請專利第1項所述以彡像轉方法，於步 17 1331317 99-6-30 驟(C)與(f)之間更包括刪除上述特徵曲線其— 加一特徵曲線至該彩色影像。 Λ及增 驟咖第1項所述之影像編輯方法，於步 -特徵麟料料巾-，或増加 _ …=.如中請專利範圍第1項所述之影像編輯方法，其中 右交操控_特徵曲線_控而增長，。 根據該特徵曲_財畫素的灰階，= 該特徵曲線的新增晝素的灰階。式產生 15·如中請專利範圍第i項所述之影像編輯方法， j(g)包括根據該彩色影像的特徵曲線的灰階，以内ς方 式產生該彩色影像在特徵曲線以外的畫素灰階。 16·—種影像編輯系統，包括： :來源裝置，提供―彩色影像的壯影像資料；以及 色於該來源裝置，將該彩色影像對應一 分量，在該彩色影像的上述分量分別 _ =毛色衫像的特徵曲線，在上述特徵曲線中，屬於 2量而且位置相同的特徵曲線之間建立對應關係，對 =徵曲線以仿樣函數加以近似，藉由對應的仿樣 =點操控上述特徵曲線其中至少—個，若上述特徵曲、= ,、任何-個受到操控，則以相同方式操控與該特徵曲繞 具有對應關係的其他特徵曲線，然後根據該彩色影姓 徵曲線重建該彩色影像。 、寻 17·如申請專利範圍第16項所述之影像編輯系統，其 18 1331317 99-6-30 中該來源裝置為儲存裝置或影賴取裝置。 18.如申切專利乾圍第16項所述之影像編輯系統，其 :上述特徵曲線為定義該彩色影像的物件邊緣的邊緣曲 且該處理器使用邊緣模型，以曲線適配方式根據該 =::=尋找上述邊緣曲線’並找出每-上述 :::二::其:::述邊度其 像^ = #以及邊緣長度’而且該處理器在重建該彩色影 像之則調整上述邊緣縣其中至少—個少—項參數。 中上16項所述之影像編輯系統，其 線，=工Λ義該彩色影像的物件邊緣的邊緣曲 上述據該彩色影像的灰階的高曲率點尋找 21.如中請專利範圍第16销述之影像編輯 Γίϊ器在χγ平面與z軸移動上述特徵曲料中之二 的-控制點，缝重建該彩色影像r I中之 之 ‘申:=====，其 的一控制點，然後重建該彩色影像。、曲線其中