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99年8月尨日修正替換I 九、發明說明： ~~~~ ~ 【發明所屬之技術領域】 本發明I種多參考色之影像色彩平衡方法，可做為色偏影 像之色彩修正的方法。 【先前技術】 目前，在白平衡技術方面，已有人發展許多方法其中包含 影像顯示設備的白平衡及影像本身的白平衡兩大方向影像顯示 設備的白平魏每台設備㈣㈣有差異，但多數減經由測量 後資料分析而達成白平衡的目的，影像本身白平衡就更為困難， 由於各式料㈣性差異造成白錢實施的_度，傳統白平衡 依據影像中的低彩度區域進行色偏，因此不適用在無低彩度 區的影像，同時也不適用在具有反光現象的影像，先前的相關方 法有.以人目MU。紅綠藍光的總刺激量相等為依據，無法處理紅 綠藍訊號分配不均的影像’另外，有研究者採用影像色域與光源 色域的重疊度判斷影像色偏’由於各料源下所能產生的色彩有 多數相同（例如··_光源下可產生c色，D65光源下也能產生〔 色）’其色偏判斷的可信度不高，因此白平衡技術仍有待提升。 由此可見上述習用技術仍有諸多缺失實非—良善之設計者而 亟待加以改良。 本案發明人鑑於上述習用技術所衍生的各項缺點，乃巫思加以 改良創新’並經多年苦旨潛心、研究後，終於成功研發完成本 件多參考色之影像色彩平衡方法。 5 1334733 "年8月26日修正替換参 【發明目的】 -~- 本發明之主要目的係在於提供一種影像色彩平衡的多參考色 之影像色彩平衡方法。 本發明之次要目的係在於提供一種以色偏影像作為色彩修正 的多參考色之影像色彩平衡方法。 【發明内容】 為達上述目的，本發明所提供的多參考色之影像色彩平衡方 法/、主要係包含下列步驟：（a )在不同光源下使用複數個參考 色點，以產生複數個色度移動軌跡，利用條件等色原理及伯恩斯 坦多項式（Bernstein polynomial)對參考色點進行物體反射率之模 擬，並以此計算三刺激值，由三刺激值轉換為色度點，複數個色 度點組成色度移動軌跡；（b)以貝茲曲線（B6zier curve)逼近該 些色度移純跡，以產生複數個方程式，由方程式中求軌跡參考 資訊（X);(c)利用條件等色原理及伯恩斯坦多項式（Β__ P〇lyn〇miai)對色偏影像進行物體反射率之模擬，視精度而定，精 度愈高伯恩斯坦多項式的次方數愈高；（d)在CIELch色空間（國 際照明委S會制訂明度彩度色相之色彩空間）中進行運算色空間 切割為複數個區域；（e)各區影像晝素點與該區轨跡參考資訊⑴ 進行比對’（f) α十算s玄影像色溫，以及（名）色彩平衡運算，對景多 像置換光源。 其中，U)所述之色度移動轨跡由（b)中貝兹曲線描述⑴ 與⑴中物體反射率之模擬皆以柏恩斯坦多項式模擬獲得（e) 中影像畫素點之訊號值與色度移動軌跡在（d)所述之色 6 1334733
99年8月26日修正替換I ' 空間中進行比對’透過比對計算獲得（f)所述之影像色溫，最後 透過（g )將影像色溫置換為所需之色溫’利用模擬之影像物體反 • 射率'所需色溫之光源頻譜及人眼配色函數頻譜計算出新的影像 . 訊號值。 【實施方式】 本發明所提供的多參考色之影像色彩平衡方法，其主要係包 3下列步驟.（a )在不同光源下使用複數個參考色點，以產生複 Φ 數個色度移動執跡，利用條件等色原理及伯恩斯坦多項式 (Bernstein po]ynomiai)對參考色點進行物體反射率之模擬，並以 此計算三刺激值，由三刺激值轉換為色度點，複數個色度點組成 色度移動軌跡，（b)以貝兹曲線（Bezier curve )逼近該些色度移 動執跡，以產生複數個方程式，由方程式中求轨跡參考資訊（χ); (c )利用條件等色原理及伯恩斯坦多項式（Bernstein p〇iyn〇miai ) 對色偏影像進行物體反射率之模擬，視精度而定，精度愈高伯恩 • 沂一夕項式的次方數愈尚，（d)在CIELCh色空間（國際照明委員 曰制4明度衫度色相之色彩空間）令進行運算色空間切割為複數 個區域；（e)各區影像畫素點與該區轨跡參考資訊（X)進行比對； (Ό計算該影像色溫；以及（g)色彩平衡運算，對影像置換光 源。 其中’（a)所述之色度移動轨跡由（b)中貝兹曲線描述，（a) /、（）中物體反射率之模擬皆以柏恩斯坦多項式模擬獲得，（e) 中知像畫素點之訊號值與色度移動轨跡在（d)所述之色 中進行比對’透過比對計异獲得（f)所述之影像色溫，最後 7 1334733
99年8月26日修正替換I 透過（g)將影像色溫置換為所需之色溫，利用模擬之影像物體反 射率、所需色溫之光源頻譜及人眼配色函數頻譜計算出新的影像 訊號值。 藉由參考色點選定的部分考慮到一般6色相（rygcbm)及無彩 度點（黑）並加入RITMunsell Lab 14喜好色（其中黑色與前述 無办度點重複），共有20色作為參考色，再由Bernstein多項式 及已知的三刺激值、光源頻譜分布與配色函數求得頻譜反射率（如 圖所示）’利用條件等色的方法將此20色在不同光源（4〇〇〇κ〜 25000 K)下所呈現的色彩計算出並描繪於CIELCh色度圖上（請 參閱圖二），利用4次Mzier曲線逼近各個軌跡（詳見圖三）；其 中BSzier曲線公式如下： x(t) = C0t4 + C,(l - ί>3 + c2(i _ tyt^ + c3(! _ tft + C4(j _ ty 。玄A式中，t介於0〜1 ’ Co〜G為曲線控制點參數，該t值間隔 是視精破度而定’其中，t值間隔愈小可獲得愈多參考執跡上的資 訊，將求出的資訊x轉換至CIELCh色空間（如圖二所示，另外， 曲線軌跡於xy色度W表現，請詳見圖四），錢，與欲進行色彩 平衡之影像其畫素、h#值進行運算，完成色彩平衡。 色彩平衡是從資訊X轉換至c j E L c h色空間後’將色空間以色 相進行分割，因此，參考色軌跡可分為四類，分別為偏红色色相 的軌跡5條、偏綠色色相轨跡8條，及偏藍色色相轨跡5條，另 外2條執跡屬無色相無彩度執跡（近白色區及近黑色區），此兩 轨跡有別於其他18軌跡採明度軸切割，因此。慰匕色空間被分 割為四區塊（詳見圖五）。 8 1334733 _
. 99年8月26日修正替換I -. 然後，將欲進行色彩平衡之影像所有畫素點換算為L*、C*、 h*值，落於R5區域之影像畫素（h)只與R5區域的參考色執跡 . (LOCUSR1-R5)進行最短距離運算及比對，落於G8區域之影像畫素 (IG)只與G8區域的參考色執跡（L0CUSGI G8)進行最短距離運算 及比對，落於B5區域之影像畫素（h)只與B5區域的參考色軌跡 (LOCUSB1-B5)進行最短距離運算及比對，落於W&K區域之影像畫 素（Ι*κ)只與W&K區域的參考色軌跡（LOCUS»、LOCUSk)進行最短 距離運算及比對。 其中，最短距離運算及比對步驟如下，每條軌跡與其所屬區 域的影像晝素進行最短距離之比對，找出與該軌跡最接近之影像 畫素點，同時可得知該軌跡的某色溫點（TCloojs)與該影像畫素點 _ 為最接近，將每個執跡的TCloojs求出，共計20個TClocus，將每區 • 域的TCu»w進行平均，可獲得R5區的平均影像晝素色溫TCR、G8 區的平均影像畫素色溫TCc、B5區的平均影像晝素色溫TCb及W&K 區的平均影像畫素色溫TCffK。 φ 將TCR、TCG、TCb及TC*K帶入公式，即可獲得該影像之估計色 T p · /JIZL 丄 I · TC = (0.7X RAr ^TCr -f 1.3x RA^. xTCg + 1.3x RAb xTCb + 1.3x RAwk xTCWK)/1.3 該公式中’ RA為該區影像畫素點佔所有影像畫素點之比例。 藉由TC光源為參考白基準，可由影像RGB值推知影像的三刺 激值，在三刺激值、CIE配色函數、TC光源能量分佈已知的情況 下，以TC光源下的三刺激值、TC光源能量分佈與4次式Bernste i η 9 1334733
-^ 99年8月26日修正替換I . po 1 ynom i a 1 s求出該影像色彩值若在TC光源下可能呈現的物體頻 譜反射率或透射率值（OBJ)，利用OBJ 、CIE配色函數' 色彩平 . 衡光源能量分佈（例如D65 )可求出新的影像色彩，完成影像色彩 平衡。 另外，為使審查委員能更加了解本發明之技術内容，特舉下列 實施例進行說明（請配合參閱圖六） 以一偏藍影像之色彩平衡範例，首先將影像所有畫素點換算 為L*、C*、h*值，落於R5區域之影像晝素（1〇只與R5區域的 ^ 參考色軌跡（L0CUSR1-R5)進行最短距離運算及比對、落於G8區域 之影像畫素（Ig)只與G8區域的參考色軌跡（L0CUSG1-G8)進行最 短距離運算及比對、落於B5區域之影像畫素（h)只與B5區域的 參考色軌跡（L0CUSBI-B5)進行最短距離運算及比對，而落於W&K • 區域之影像畫素（Ι»κ)只與W&K區域的參考色軌跡（L0CUS»'L0CUSk) 進行最短距離運算及比對，其中，每條轨跡與其所屬區域的影像 畫素進行最短距離運算及比對，找出與該軌跡最接近之影像畫素 φ 點，同時可得知該軌跡的某色溫點（TCmus)與該影像畫素點為最 接近，將每個軌跡的TClqcus求出，共計20個TCukus，將每區域的 TCujojs進行平均，可獲得R5區的平均影像畫素色溫TCR、G8區的平 均影像晝素色溫TCc、B5區的平均影像晝素色溫TCb及W&K區的平 均影像畫素色溫TC»k ’以TCr、TCc、TCb及TCwk計算出該影像色溫 16786 K，經色彩平衡（置換為D65光源）後獲得之影像。 上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該 實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精 1334733 -· 99年8月26日修正替換！ •. 神所為之等效實施或變更。 综上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品 _ 增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專 利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案， 以勵發明，至感德便。 【圖式簡單說明】 圖一係為20個參考色點由Bernstein polynomials模擬出的頻譜 ^ 反射率之示意圖。 圖二係為各軌跡資訊轉換至CIELCh色空間示意圖。 圖三係為利用BSzier curve逼近20個參考色於各個光源下之軌 跡不意圖。 圖四係為20個參考色點於不同光源（4000 K〜25000 K)下所呈 現的色彩描繪於CIExy色度圖之示意圖。 圖五係為本發明中CIELCh色空間被分割為四區塊示意圖。 圖六係為本發明之貫施流程不意圖。 11