TWI532384B - 色彩調整裝置與色彩調整方法 - Google Patents

Description

色彩調整裝置與色彩調整方法

本發明係有關於一種色彩調整裝置與色彩調整方法，尤指一種可偵測指定色調的色彩調整裝置與色彩調整方法。

顯示裝置是現今許多電子產品之必備配備，例如各種類型之電腦系統、智慧型行動電話或者各種觸控式電子裝置等。顯示裝置除了可以顯示文字之外，更可播放靜態影像或者動態影像。現今之顯示裝置所顯示之影像大都為彩色影像，可達到更為生動而逼真的效果，以提供使用者更佳的視覺觀感。

現今各家廠商為了提升顯示裝置之顯示品質，無不致力於提升顯示裝置顯示彩色影像之能力，使彩色影像更接近真實情景。因此，習知技術之顯示裝置大都具有調整彩色影像之色彩特性的功能，例如調整彩色影像之色相(Hue)、飽和度(Saturation)與明暗度(Value)等，使得顯示裝置顯示之彩色影像可更符合使用者的視覺觀感。

一般來說，對彩色影像中的背景，例如天空、綠地、花朵等大自然影像，調整其色彩特性可使背景看起來更加生動清晰。例如，增加天空的飽和度可使天空看起來較為湛藍清澈，提高花朵與綠地的飽和度與對比可使花朵看起來更加鮮豔立體。然而，若對彩色影像中的人物皮膚調整其色彩特性，卻可能讓人物變得不自然。例如，在經過飽和度與明暗度的調整之後， 膚色較深或被陰影覆蓋之區域的邊緣可能會產生明顯的輪廓線，導致人物皮膚被不自然的輪廓線所切割。

為了避免上述情況，傳統的方式是利用大量影像資料來統計屬於皮膚色調的畫素輸入資料，並將該些畫素輸入資料以硬體或軟體形式建置為一查找表(lookup table)。每次調整彩色影像之色彩特性時，透過查表的方式來判斷或偵測彩色影像中屬於皮膚色調的畫素輸入資料，不對該些畫素輸入資料作過度的過飽和度與明暗度調整。然而，上述方式存有成本昂貴之缺失，煩瑣的查表流程也相當耗費系統資源。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種色彩調整裝置及色彩調整方法，以解決上述缺失。

本發明揭露一種色彩調整裝置，其包含一擷取模組，用來接收一畫素輸入資料，包含一偵測單元，用來偵測該畫素輸入資料是否屬於一指定色調，以產生一色調判斷結果；以及一擷取單元，用來根據該畫素輸入資料，產生複數個色彩參數；一第一補償模組，耦接於該擷取模組，用來根據該複數個色彩參數，補償該畫素輸入資料，以產生一第一畫素補償資料；以及一混合單元，耦接於該擷取模組以及該第一補償模組，用來根據該畫素輸入資料、該第一畫素補償資料以及該色調判斷結果，產生一畫素輸出資料。

本發明另揭露一種色彩調整方法，其包含接收一畫素輸入資料；偵測該畫素輸入資料是否屬於一指定色調，以產生一色調判斷結果；根據該畫素輸入資料，產生複數個色彩參數；根據該複數個色彩參數，補償該畫素輸入資料，以產生一第一畫素補償資料；以及根據該畫素輸入資料、該第一畫素補償資料以及該色調判斷結果，產生一畫素輸出資料。

1、4‧‧‧色彩調整裝置

10‧‧‧擷取模組

11、41‧‧‧補償模組

12‧‧‧混合單元

13‧‧‧偵測單元

14‧‧‧擷取單元

15‧‧‧補償單元

16‧‧‧抑制單元

△r、△g、△b、△c、△m、△y‧‧‧色彩參數

[R、G、B]‧‧‧畫素輸入資料

[Rc、Gc、Bc]‧‧‧色彩補償資料

[Ro、Bo、Go]、[Rs、Bs、Gs]‧‧‧畫素補償資料

[R’、G’、B’]‧‧‧畫素輸出資料

SK_det‧‧‧色調判斷結果

H_adj‧‧‧色彩調整訊號

Red_0、RY_30、Yellow_60、YG_90、Green_120、GC_150、Cyan_180、CB_210、Blue_240、BM_270、Magenta_300、MR_330‧‧‧軸向

第1圖為本發明實施例一色彩調整裝置的功能方塊示意圖。

第2A圖為一彩色影像的原始圖。

第2B圖至第2D圖分別為第1圖的偵測單元依據第一至第三實施例，判斷彩色影像中屬於皮膚色調的判斷結果。

第2E圖為第2B圖至第2D圖之判斷結果的統計圖。

第3A圖為另一彩色影像之原始圖。

第3B圖為使用單一種RGB色彩空間範圍之色彩校正圖。

第3C圖為使用三種色彩空間範圍偵測皮膚色調以及進行阿爾發混合後的色彩校正圖。

第4圖為本發明實施例另一色彩調整裝置的功能方塊示意圖。

第5A圖為另一彩色影像之原始圖。

第5B圖及第5C圖分別為進行色彩校正與偵測皮膚色調之色彩校正圖及畫素資料分析圖。

第5D圖及第5E圖分別為對人物皮膚進行紅色、黃色色相調整之色彩校正圖。

第6圖為HSV色彩空間的平面座標示意圖。

第7A圖為另一彩色影像之原始圖。

第7B圖及第7C圖分別為根據六色彩特性區域進行色彩校正的色彩校正圖及畫素資料分析圖。

第7D圖及第7E圖分別為根據十二色彩特性區域進行色彩校正的色彩校正圖及畫素資料分析圖。

本發明針對習用技術之問題而提出一種色彩調整裝置與色彩調整 方法，其不需透過查表的方式來判斷或偵測彩色影像中屬於皮膚色調的畫素輸入資料，即可以適當地調整該些畫素輸入資料之色彩特性，所以可改善習用色彩調整方法之缺點，又可降低成本並節省系統資源，以解決上述問題。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一色彩調整裝置1的功能方塊示意圖。本發明之色彩調整裝置1係將一畫素輸入資料以多種格式表示，分別判斷以不同格式表示的畫素輸入資料是否屬於一指定色調(即皮膚色調)。據此，色彩調整裝置1可偵測出屬於皮膚色調的畫素輸入資料，對該些畫素輸入資料進行特定的色彩處理。例如，不對屬於皮膚色調的畫素輸入資料進行色彩處理，以保留彩色影像中的人物的自然膚色；或者，對屬於皮膚色調的畫素輸入資料作適當的色相、飽和度與明暗度調整，避免不自然的輪廓線切割人物皮膚。

如第1圖所示，色彩調整裝置1包含一擷取模組10、一補償模組11以及一混合單元12。擷取模組10用來接收一畫素輸入資料[R、G、B]，並根據畫素輸入資料，產生一色調判斷結果SK_det以及產生色彩參數△r、△g、△b、△c、△m及△y。補償模組11耦接於擷取模組10，用來根據色彩參數△r、△g、△b、△c、△m及△y，補償畫素輸入資料[R、G、B]，以產生一畫素補償資料[Ro、Go、Bo]。混合單元12耦接於擷取模組10以及補償模組11，用來根據畫素輸入資料[R、G、B]、畫素補償資料[Ro、Go、Bo]以及色調判斷結果SK_det，產生一畫素輸出資料[R’、G’、B’]。

擷取模組10包含一偵測單元13以及一擷取單元14。偵測單元13用來偵測畫素輸入資料[R、G、B]是否屬於指定色調，以產生色調判斷結果SK_det。擷取單元14用來根據畫素輸入資料[R、G、B]，產生色彩參數△r、△g、△b、△c、△m及△y。

補償模組11包含一補償單元15以及一抑制單元16。補償單元15耦接於擷取單元14，用來根據色彩調整參數α_r、α_g、α_b、β_r、β_g及β_b與色彩參數△r、△g、△b、△c、△m及△y，產生一色彩補償資料[Rc、Gc、Bc]。抑制單元16耦接於補償單元15，用來抑制色彩補償資料[Rc、Gc、Bc]，並根據經抑制之色彩補償資料[Rc、Gc、Bc]補償畫素輸入資料[R、G、B]，以產生畫素補償資料[Ro、Bo、Go]。

簡單來說，偵測單元13根據畫素輸入資料[R、G、B]，產生用來指示畫素輸入資料[R、G、B]是否屬於指定色調的色調判斷結果SK_det。補償模組11對畫素輸人資料[R、G、B]進行色彩的調整與校正後，產生畫素補償資料[Ro、Go、Bo]。最後，混合單元12根據色調判斷結果SK_det，混合畫素輸入資料[R、G、B]及畫素補償資料[Ro、Go、Bo]，以產生畫素輸出資料[R’、G’、B’]。當色調判斷結果SK_det指示畫素輸入資料[R、G、B]不屬於指定色調時，畫素輸出資料[R’、G’、B’]為進行色彩的調整與校正後的畫素補償資料[Ro、Go、Bo]。反之，當色調判斷結果SK_det指示畫素輸入資料[R、G、B]屬於指定色調時，畫素輸出資料[R’、G’、B’]為畫素輸入資料[R、G、B]，因此可保留影像人物的原始膚色。

詳細來說，在數位影像處理中，依據色彩空間(color space)的定義，不同的顏色可由多個數值(通常為三個數值)或顏色成分來表示顏色在色彩空間中的空間座標。常見的色彩空間例如有紅-綠-藍(RGB)色彩空間、亮度-同相-正交相位(YIQ)色彩空間以及亮度-藍色色度-紅色色度(YCbCr)色彩空間。透過大量色彩影像的統計結果及經驗，可在色彩空間中概括地定義出屬於皮膚色調的空間座標範圍。請參考下列表格1，其描述了不同色彩空間中，屬於皮膚色調之顏色的空間座標範圍。

因此，偵測單元13可根據表格1之空間座標範圍，簡易地判斷畫素輸入資料[R、G、B]是否屬於指定色調。舉例來說，於第一實施例中，若畫素輸入資料[R、G、B]係以一第一格式(如RGB色彩空間的座標格式)表示，畫素輸入資料[R、G、B]包含一紅色資料R、一綠色資料G以及一藍色資料B。偵測單元13可偵測紅、綠、藍色資料R、G、B是否落在屬於指定色調的空間座標範圍內，來判斷畫素輸入資料[R、G、B]是否屬於指定色調。換句話說，當偵測單元13判斷紅色資料R大於95，綠色資料G大於40，藍色資料B大於20，紅、綠、藍色資料R、G、B之最大值減去最小值大於15，紅色資料R大於綠色資料B、紅色資料R大於藍色資料B，以及紅色、綠色資料R、B之差值之絕對值大於15時，偵測單元13判斷畫素輸入資料[R、G、B]屬於指定色調。

於第二實施例中，偵測單元13先對畫素輸入資料[R、G、B]進行格式轉換，產生以一第二格式(如YCbCr色彩空間的座標格式)表示的畫素輸入資料[Y、Cb、Cr]，其包含一紅色色度Cr、一藍色色度Cb以及一亮度Y。偵測單元13可偵測紅、藍色色度Cr、Cb是否落在屬於指定色調的空間座標範圍內，來判斷畫素輸入資料[Y、Cb、Cr]是否屬於指定色調。換句話說，當偵測單元13判斷紅色色度Cr大於等於77、小於等於127，以及藍色色度Cb 大於等於133、小於等於173時，偵測單元13判斷畫素輸入資料[Y、Cb、Cr]屬於指定色調。

於第三實施例中，偵測單元13先對畫素輸入資料[R、G、B]進行格式轉換，產生以一第三格式(如YIQ色彩空間的座標格式)表示的畫素輸入資料[Y、I、Q]，其包含一同相(in-phase)色彩I、一正交相位(quadrature-phase)色彩Q以及一亮度Y。偵測單元13可偵測同相色彩I是否落在屬於指定色調的空間座標範圍內，來判斷畫素輸入資料[Y、I、Q]是否屬於指定色調。換句話說，當偵測單元13判斷同相色彩I大於等於20、小於等於90時，偵測單元13判斷畫素輸入資料[Y、I、Q]屬於指定色調。

因此，透過上述第一至第三實施例，本發明之偵測單元可簡易地判斷畫素輸入資料是否屬於皮膚色調，而不需透過查表的方式來判斷或偵測彩色影像中屬於皮膚色調的畫素輸入資料，即可降低成本並節省系統資源。如此一來，屬於皮膚色調的畫素輸入資料可保留其原有的顏色，因此可保留人物皮膚的自然膚色；反之，其餘畫素輸入資料則透過補償單元進行色彩校正，使背景看起來更加生動清晰。

需注意的是，彩色影像中的背景(例如木頭、沙灘等)或人物的髮色可能與膚色非常接近，因而含有屬於皮膚色調的顏色。再者，不同人種的膚色也可能導致判斷誤差。

請參考第2A圖至第2D圖。第2A圖為一彩色影像的原始圖，其繪示了不同人種及不同髮色的人物。第2B圖至第2D圖分別為偵測單元13依據第一至第三實施例(即RGB、YCbCr及YIQ色彩空間之空間座標範圍)，判斷彩色影像中屬於皮膚色調的判斷結果。於第2B圖至第2D圖中，偵測單 元13判斷畫素輸入資料落在RGB、YCbCr及YIQ色彩空間的空間座標範圍內的判斷結果以黑色表示；沒有落在空間座標範圍內的區域則與原始圖完全相同。

請參考下列表格2，其描述了第2B圖至第2D圖中，偵測單元13判斷屬於皮膚色調之畫素輸入資料的正確率及錯誤率。其中，正確率為偵測單元13將位於人物皮膚的畫素輸入資料正確判斷為屬於皮膚色調之比例；錯誤率為偵測單元13將非位於人物皮膚的畫素輸入資料判斷為屬於皮膚色調之比例。

由此可見，僅以單一種色彩空間的空間座標範圍來判斷畫素輸入資料是否屬於皮膚色調，判斷方法雖然簡易但判斷結果可能較不精確。舉例來說，根據RGB色彩空間的空間座標範圍，偵測單元13難以辨識第2A圖中膚色較深或被陰影覆蓋之區域(例如黑人嬰兒的肩膀及髮際邊緣的皮膚多處沒有被正確判斷)，並且具有最高錯誤率36%；根據YCbCr色彩空間的空間座標範圍，偵測單元13將第2B圖中髮色較淺之區域誤判為膚色(例如白人嬰兒的頭髮幾乎全被判斷為皮膚)，雖然具有最低錯誤率18.7%，但正確率82%也最低；根據YIQ色彩空間的空間座標範圍，偵測單元13難以辨識第2C圖中膚色較淺之區域(例如白人嬰兒的部分額頭及臉頰皮膚沒有被正確判斷)，雖然具有最高正確率94.7%，但錯誤率30.2%也相當高。因此，若僅以 單一色彩空間的空間座標範圍來定義屬於皮膚色調的顏色，仍可能使誤判的區域(如膚色較淺、較深或被陰影覆蓋之區域)被過度調整。

請參考第2E圖，其為第2B圖至第2D圖之判斷結果的統計圖。如第2E圖所示，統計三次被判斷屬於皮膚色調的輸入畫素資料以紅色表示；統計兩次被判斷屬於皮膚色調的輸入畫素資料以綠色表示；只有一次被判斷屬於皮膚色調的輸入畫素資料以藍色表示；沒有被判斷屬於皮膚色調的輸入畫素資料則與原始圖相同。由機率與統計的觀點來審視第2E圖可知，三次的判斷結果大致可推論出輸入畫素資料屬於皮膚色調(即為人物皮膚)的機率。換句話說，當輸入畫素資料三次皆被判斷屬於皮膚色調時，表示輸入畫素資料為人物皮膚的機率為100%(即3/3)；當輸入畫素資料兩次被判斷屬於皮膚色調時，表示輸入畫素資料為人物皮膚的機率約為66%(即2/3)；當輸入畫素資料只有一次被判斷屬於皮膚色調時，表示輸入畫素資料為人物皮膚的機率約為33%(即1/3)；當輸入畫素資料沒有被判斷屬於皮膚色調時，表示輸入畫素資料為人物皮膚的機率為0%(即0/3)。

如此一來，偵測單元13可依序執行上述第一至第三實施例，來偵測畫素輸入資料[R、G、B]是否屬於皮膚色調，以產生色調判斷結果SK_det。其中，色調判斷結果SK_det可以是0、1、2或3等數值，用來表示畫素輸入資料[R、G、B]屬於皮膚色調的機率。

需注意的是，混合單元12較佳地用來進行一進行阿爾法混合(alpha blending)。具體來說，混合單元12根據色調判斷結果SK_det來決定畫素輸出資料[R’、G’、B’]中，原始的畫素輸入資料[R、G、B]與調整後的畫素補償資料[Ro、Go、Bo]所佔的比例，即如下方程式所示：

其中，為校正參數α。

舉例來說，當色調判斷結果SK_det為0時，畫素輸出資料[R’、G’、B’]含有100%的畫素補償資料[Ro、Go、Bo]，表示畫素輸出資料[R’、G’、B’]係經過完整的顏色校正。當色調判斷結果SK_det為1時，表示畫素輸出資料[R’、G’、B’]含有66%的畫素補償資料[Ro、Go、Bo]以及33%的畫素輸入資料[R、G、B]，表示畫素輸出資料[R’、G’、B’]只經過部分的顏色校正。當色調判斷結果SK_det為2時，表示畫素輸出資料[R’、G’、B’]含有33%的畫素補償資料[Ro、Go、Bo]以及66%的畫素輸入資料[R、G、B]，表示畫素輸出資料[R’、G’、B’]只經過少量的顏色校正。當色調判斷結果SK_det為3時，表示畫素輸出資料[R’、G’、B’]含有100%的畫素輸入資料[R、G、B]，表示畫素輸出資料[R’、G’、B’]完全沒被校正，如此可保留影像人物的原始膚色。

換句話說，當色調判斷結果SK_det為0時，表示畫素輸入資料[R、G、B]不屬於膚色色調，畫素輸出資料[R’、G’、B’]為進行色彩的調整與校正後的畫素補償資料[Ro、Go、Bo]。當色調判斷結果SK_det為3時，表示畫素輸入資料[R、G、B]屬於膚色色調，畫素輸出資料[R’、G’、B’]為畫素輸入資料[R、G、B]，因此可保留影像人物的原始膚色。當色調判斷結果SK_det為中間值1或2時，畫素輸出資料[R’、G’、B’]同時含有適當比例的畫素補償資料[Ro、Go、Bo]與畫素輸入資料[R、G、B]，如此可對畫素輸入資料[R、G、B]作適當的色彩調整與校正，以免人物皮膚在膚色較深或被陰影覆蓋之區域產生不自然的輪廓線。

請參考第3A圖至第3C圖。第3A圖為另一彩色影像之原始圖。第3B圖為使用單一種RGB色彩空間範圍之色彩校正圖。第3C圖為使用三種色彩空間範圍偵測皮膚色調以及進行阿爾發混合後的色彩校正圖。對比第3A圖與第3B圖可看出，第3B圖之彩色影像中膚色較深或被陰影覆蓋之區域產生明顯的輪廓線(於綠色框線內部區域)，導致人物皮膚被不自然的區塊所分割。相較之下，對比第3A圖與第3C圖可看出，第3C圖的背景顏色較第3A圖為鮮豔，但第3C圖之彩色影像中膚色較深或被陰影覆蓋之區域沒有產生明顯的輪廓線，人物皮膚較自然。

進一步地，為妥善利用偵測單元13的功能，來提升色彩調整裝置1的整體的應用範圍。偵測單元13亦可將色調判斷結果SK_det輸入至補償模組11，使補償模組11根據色調判斷結果SK_det，對畫素輸入資料[R、G、B]進行特定色彩校正。舉例來說，於第1圖之實施例中，當色調判斷結果SK_det指示畫素輸入資料[R、G、B]屬於皮膚色調時，補償模組11暫停運作，不產生畫素補償資料[Ro、Go、Bo]，以節省系統資源。

此外，當色調判斷結果SK_det指示畫素輸入資料[R、G、B]屬於皮膚色調時，補償模組11可根據使用者輸入的一色彩調整訊號H_adj，對屬於皮膚色調的畫素輸入資料[R、G、B]進行色相及飽和度的調整，以產生畫素補償資料[Ro、Go、Bo]。

於另一種實施例中，請參考第4圖，其為本發明實施例另一色彩調整裝置4的功能方塊示意圖。色彩調整裝置4另包含一補償模組41，耦接於擷取模組10以及混合單元12，用來針對屬於皮膚色調的畫素輸入資料[R、G、B]進行色相的調整。具體而言，當色調判斷結果SK_det不為0時，補償模組11及41可同時對畫素輸入資料[R、G、B]進行顏色校正，分別輸出畫素 補償資料[Ro、Go、Bo]及[Rs、Gs、Bs]，使混合單元12根據色調判斷結果SK_det，對畫素補償資料[Ro、Go、Bo]及[Rs、Gs、Bs]進行阿爾發混合，以產生畫素輸出資料[R’、G’、B’]。另一方面，當色調判斷結果SK_det為0時，補償模組41可停止其運作，以節省系統資源。在此情況下，畫素補償資料[Rs、Gs、Bs]與[R、G、B]相同)。

請注意，補償模組11及41的差異在於，其內部色彩調整參數α_r、α_g、α_b、β_r、β_g及β_b的設定值不同。因此，針對屬於皮膚色調之畫素輸入資料[R、G、B]，補償模組11及41可分別進行一般色彩校正以及皮膚色調之色相(Hue)及飽和度(Saturation)校正，以產生相異的畫素補償資料[Ro、Go、Bo]及[Rs、Gs、Bs]。換言之，補償模組41之色彩調整參數α_r、α_g、α_b、β_r、β_g及β_b係用於調整畫素輸入資料[R、G、B]的飽和度及色相，以產生偏向某一顏色的畫素補償資料[Rs、Gs、Bs]，如此即可進行皮膚色調之色彩校正。

舉例來說，請參考第5A圖至第5E圖。第5A圖為另一彩色影像之原始圖。第5B圖及第5C圖分別為進行色彩校正與偵測皮膚色調之色彩校正圖及畫素資料分析圖。第5C圖中，白色、黑色、藍色、紅色、黃色及綠色區域分別表示進行色彩校正後的畫素輸出資料[R’、G’、B’]與畫素輸入資料[R、G、B]完全不同，完全相同，紅色、綠色R、G資料變更，綠色、藍色資料G、B變更，紅色、藍色資料R、B變更。第5D圖及第5E圖分別為色彩調整裝置41對人物皮膚進行紅色、黃色色相調整之色彩校正圖。如第5D圖所示，調整人物皮膚之紅色色相可使皮膚較為紅潤。如第5E圖所示，調整人物皮膚之黃色色相可使皮膚較為明亮。

因此，根據上述第3圖及第5圖的實施例可知，本發明之色彩調 整裝置可簡易地偵測彩色影像中屬於皮膚色調的輸入畫素資料，而不需建立查找表，因此可節省成本以及系統資源。進一步地，將畫素輸入資料以多種格式表示，分別判斷以不同格式表示的畫素輸入資料是否屬於皮膚色調的方式，使色彩調整裝置得以偵測出屬於皮膚色調的畫素輸入資料，對該些畫素輸入資料進行特定的色彩處理。例如，不對屬於皮膚色調的畫素輸入資料進行色彩處理，以保留彩色影像中的人物的自然膚色；或者，對屬於皮膚色調的畫素輸入資料作適當的色相、飽和度與明暗度調整，避免不自然的輪廓線切割人物皮膚。此外，使用者可輸入色彩調整訊號或是透過特定的補償模組來單獨調整人物皮膚的色彩特性，因而提升色彩調整裝置整體的應用範圍。

另一方面，補償單元15係根據色彩參數△r、△g、△b、△c、△m及△y以及畫素輸入資料[R、G、B]，決定一色相-飽和度色彩空間(HSV color space)的一色彩特性區域，其中色彩調整參數α_r、α_g、α_b、β_r、β_g對應於該色彩特性區域。具體而言，補償單元15對畫素輸入資料[R、G、B]進行色彩校正的運作方式係以下列線性轉極函數表示：

其中，擷取模組10根據畫素輸入資料[R、G、B]，產生參數[Min、Max’]，其中參數Min為畫素輸入資料[R、G、B]之中的最小值，而參數Max’為畫素輸入資料[R、G、B]之中的最大值Max之補數(即，Max’=255-Max)。補償單元15根據畫素輸入資料[R、G、B]，將色彩參數△r、△g、△b、△c、△m及△y中之二者套入參數[C1、C2]的值。同時，補償單元15根據色彩參數△r、△g、△b、△c、△m及△y，判斷畫素輸入資料[R、G、B]位於HSV色彩空間的色彩特性區域後，由該色彩特性區域內選擇對應的色彩調整參數α_r、α_g、 α_b、β_r、β_g，以調整畫素輸入資料[R、G、B]在HSV色彩空間中的座標值，如此即可進行色彩校正。此外，補償單元15根據畫素輸入資料[R、G、B]及色彩參數△r、△g、△b、△c、△m及△y，產生參數[Min、Max’]並藉由明亮度調整參數[g_w、g_k]，以調整畫素輸入資料[R、G、B]的對比及明度。(關於明亮度調整參數[g_w、g_k]的詳細運作請參考台灣申請案號101136425所述之增益值，於此不贅述)。

舉例來說，請參考第6圖，其為HSV色彩空間的平面座標示意圖。HSV色彩空間分為十二色彩特性區域，每一區域為夾角三十度的扇形區域，每一區域之間分別以軸向Red_0、RY_30、Yellow_60、YG_90、Green_120、GC_150、Cyan_180、CB_210、Blue_240、BM_270、Magenta_300及MR_330分隔。其中，軸向RY_30表示介於紅色(Red)與黃色(Yellow)之間的中間色，在HSV色彩空間上的色相角度為30度，故簡稱RY_30。其餘的中間色，如軸向YG_90、GC_150、CB_210、BM_270、MR_330等，以此類推。請注意，HSV色彩空間實際上為立體圓錐之座標空間，然而為便於描述，本實施例之HSV色彩空間僅以圓形之平面座標表示。

假設畫素輸入資料[R、G、B]的數值為[240、200、120]，擷取單元14產生之色彩參數之值分別為△r=40、△y=80、△b=△c=△m=△g=0(關於擷取單元14產生色彩參數的詳細運作請參考台灣申請案號100137602，於此不贅述)。補償單元15首先判斷畫素輸入資料[R、G、B]的數值之間的大小關係，由於藍色資料B具有最小數值，因此補償單元15先判斷色彩特性區域距離軸向Blue_240最遠，而較靠近軸向Red_0與Green_120之間。接著，由於紅色資料R大於綠色資料G的數值，因此補償單元15判斷色彩特性區域距離軸向Green_120較遠，而較靠近軸向Red_0，因而進一步限縮色彩特性區域位於軸向Red_0與Yellow_60之間。最後，由於用來補償紅色的色彩參數 △r=40小於用來補償黃色的色彩參數△y=80的數值，因此補償單元15判斷色彩特性區域最靠近軸向Yellow_60，判定色彩特性區域位於軸向RY_30與Yellow_60之間。

進一步地，將畫素輸入資料[R、G、B]進行格式轉換，產生以HSV色彩空間的座標格式表示的畫素輸入資料[H、S、V]，其包含一色相H、一飽和度S以及一明暗度V。畫素輸入資料[R、G、B]的數值為[240、200、120]相當於畫素輸入資料[H、S、V]的數值[40°、128、240]。如此一來，即可驗證補償單元15判定的色彩特性區域可與HSV色彩空間的表示格式相呼應，畫素輸入資料[H、S、V]的數值40°恰好落在色彩特性區域位於軸向RY_30與Yellow_60之間的範圍。

因此，補償單元15根據軸向RY_30與Yellow_60之間的色彩特性區域，選擇對應的色彩調整參數α_r、α_g、α_b、β_r、β_g，以調整畫素輸入資料[R、G、B]在HSV色彩空間中的座標值，如此即可進行色彩校正。此外，將HSV色彩空間分為十二區域可使色彩校正(如飽和度及色相)的結果較為細緻及精確。以本實施例為例，補償單元15只有針對黃色以及黃與紅的中間色進行色彩校正，因此經過色彩校正後的畫素補償資料[Ro、Go、Bo]不受鄰近黃與綠的中間色(即軸向YG_90)或紅色(即軸向R_0)的影響，如此可避免色彩失真，也使色彩校正結果較為細緻。

請參考第7A圖至第7E圖。第7A圖為另一彩色影像之原始圖。第7B圖及第7C圖分別為根據六色彩特性區域，進行色彩校正之色彩校正圖及畫素資料分析圖。第7D圖及第8E圖分別為根據十二色彩特性區域，進行色彩校正之色彩校正圖及畫素資料分析圖。第7C圖與第7E圖中的黑色、白色、藍色區域之定義與第5C圖及第5E圖相同。於第7B圖中，補償單元15 根據軸向Green_120與Red_60之間的色彩特性區域，進行色彩校正。於第7D圖中，補償單元15根據軸向YG_90與RY_60之間的色彩特性區域，進行色彩校正。對比第7C圖與第7E圖可知，彩特性區域的範圍越大，受色彩校正的顏色越多(如第7C圖中有六個顏色被校正)；反之，彩特性區域的範圍越小，受色彩校正的顏色越少(如第7E圖中只有三個顏色被校正)。

因此，本發明之補償單元只有針對夾角三十度的色彩特性區域進行色彩校正，因此經過色彩校正後的畫素補償資料不受其他色彩特性區域的影響，如此可避免色彩失真，也使色彩校正結果較為細緻及精確。

綜上所述，本發明之色彩調整裝置可簡易地偵測彩色影像中屬於皮膚色調的輸入畫素資料，而不需建立查找表，因此可節省成本以及系統資源。進一步地，將畫素輸入資料以多種格式表示，分別判斷以不同格式表示的畫素輸入資料是否屬於皮膚色調的方式，使色彩調整裝置得以偵測出屬於皮膚色調的畫素輸入資料，對該些畫素輸入資料進行特定的色彩處理。例如，不對屬於皮膚色調的畫素輸入資料進行色彩處理，以保留彩色影像中的人物的自然膚色；或者，對屬於皮膚色調的畫素輸入資料作適當的色相、飽和度與明暗度調整，避免不自然的輪廓線切割人物皮膚。此外，使用者可輸入色彩調整訊號或是透過特定的補償模組來單獨調整人物皮膚的色彩特性，因而提升色彩調整裝置整體的應用範圍。最後，本發明之補償單元可針對特定夾角三十度的色彩特性區域進行色彩校正，因此經過色彩校正後的畫素補償資料不受其他色彩特性區域的影響，如此可避免色彩失真，也使色彩校正結果較為細緻及精確。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1‧‧‧色彩調整裝置

10‧‧‧擷取模組

11‧‧‧補償模組

12‧‧‧混合單元

13‧‧‧偵測單元

14‧‧‧擷取單元

15‧‧‧補償單元

16‧‧‧抑制單元

△r、△g、△b、△c、△m、△y‧‧‧色彩參數

[R、G、B]‧‧‧畫素輸入資料

[Rc、Gc、Bc]‧‧‧色彩補償資料

[Ro、Bo、Go]‧‧‧畫素補償資料

[R’、G’、B’]‧‧‧畫素輸出資料

SK_det‧‧‧色調判斷結果

H_adj‧‧‧色彩調整訊號

Claims (18)

1. 一種色彩調整裝置，其包含：一擷取模組，用來接收一畫素輸入資料，包含：一偵測單元，用來偵測該畫素輸入資料是否屬於一指定色調，以產生一色調判斷結果；以及一擷取單元，用來根據該畫素輸入資料，產生複數個色彩參數；一第一補償模組，耦接於該擷取模組，用來根據該複數個色彩參數，補償該畫素輸入資料，以產生一第一畫素補償資料，包含：一補償單元，耦接於該擷取單元，用來根據複數個色彩調整參數與該複數個色彩參數產生一色彩補償資料，並根據該複數個色彩參數以及該畫素輸入資料，決定一色相-飽和度色彩空間的一色彩特性區域；以及一抑制單元，耦接於該補償單元，用來抑制該色彩補償資料，並根據經抑制之該色彩補償資料補償該畫素輸入資料，以產生該第一畫素補償資料，其中該複數個色彩調整參數對應於該色彩特性區域；以及一混合單元，耦接於該擷取模組以及該第一補償模組，用來根據該畫素輸入資料、該第一畫素補償資料以及該色調判斷結果，產生一畫素輸出資料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之色彩調整裝置，其中該畫素輸入資料以一第一格式、一第二格式以及一第三格式表示，使該偵測單元根據以該第一至第三格式表示之該畫素輸入資料，產生該色調判斷結果。
3. 如申請專利範圍第2項所述之色彩調整裝置，其中以該第一格式表示之 該畫素輸入資料包含一紅色資料、一綠色資料以及一藍色資料，當該偵測單元判斷該紅色資料、該綠色資料以及該藍色資料落在屬於該指定色調的一第一空間座標範圍內時，該偵測單元判斷該畫素輸入資料屬於該指定色調。
4. 如申請專利範圍第2項所述之色彩調整裝置，其中以該第二格式表示之該畫素輸入資料包含一紅色色度、一藍色色度以及一亮度，當該偵測單元判斷該紅色色度、該藍色色度以及該亮度落在屬於該指定色調的一第二空間座標範圍內時，該偵測單元判斷該畫素輸入資料屬於該指定色調。
5. 如申請專利範圍第2項所述之色彩調整裝置，其中以該第三格式表示之該畫素輸入資料包含一同相色彩、一正交相位色彩以及一亮度，當該偵測單元判斷該同相色彩、該正交相位色彩以及該亮度落在屬於該指定色調的一第三空間座標範圍內時，該偵測單元判斷該畫素輸入資料屬於該指定色調。
6. 如申請專利範圍第1項所述之色彩調整裝置，其中該指定色調為一膚色。
7. 如申請專利範圍第1項所述之色彩調整裝置，其中該第一補償模組根據一色彩調整訊號，對該畫素輸入資料進行調整，以產生該第一畫素補償資料，其中該色彩調整訊號用來調整該畫素輸入資料的色相及飽和度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之色彩調整裝置，其中該第一補償模組根據該色調判斷結果，對該畫素輸入資料進行調整，以產生該第一畫素補償資料。
9. 如申請專利範圍第1項所述之色彩調整裝置，另包含： 一第二補償模組，耦接於擷取模組、該第一補償模組以及該混合單元，用來根據該複數個色彩參數，補償該畫素輸入資料，以產生一第二畫素補償資料，使該混合單元根據該色調判斷結果、該第一、第二畫素補償資料，產生該畫素輸出資料。
10. 一種色彩調整方法，其包含：接收一畫素輸入資料；偵測該畫素輸入資料是否於屬一指定色調，以產生一色調判斷結果；根據該畫素輸入資料，產生複數個色彩參數；根據該複數個色彩參數，補償該畫素輸入資料，以產生一第一畫素補償資料，包含：根據複數個色彩調整參數與該複數個色彩參數產生一色彩補償資料，並根據該複數個色彩參數以及該畫素輸入資料，決定一色相-飽和度色彩空間的一色彩特性區域；以及抑制該色彩補償資料，並根據經抑制之該色彩補償資料補償該畫素輸入資料，以產生該第一畫素補償資料，其中該複數個色彩調整參數對應於該色彩特性區域；以及根據該畫素輸入資料、該第一畫素補償資料以及該色調判斷結果，產生一畫素輸出資料。
11. 如申請專利範圍第10項所述之色彩調整方法，其中該畫素輸入資料以一第一格式、一第二格式以及一第三格式表示，偵測該畫素輸入資料是否於屬該指定色調，以產生該色調判斷結果包含：根據以該第一至第三格式表示之該畫素輸入資料，產生該色調判斷結果。
12. 如申請專利範圍第11項所述之色彩調整方法，其中以該第一格式表示之 該畫素輸入資料包含一紅色資料、一綠色資料以及一藍色資料，當該紅色資料、該綠色資料以及該藍色資料落在屬於該指定色調的一第一空間座標範圍內時，判斷該畫素輸入資料屬於該指定色調。
13. 如申請專利範圍第11項所述之色彩調整方法，其中以該第二格式表示之該畫素輸入資料包含一紅色色度、一藍色色度以及一亮度，當該紅色色度、該藍色色度以及該亮度落在屬於該指定色調的一第二空間座標範圍內時，判斷該畫素輸入資料屬於該指定色調。
14. 如申請專利範圍第11項所述之色彩調整方法，其中以該第三格式表示之該畫素輸入資料包含一同相色彩、一正交相位色彩以及一亮度，其當該同相色彩、該正交相位色彩以及該亮度落在屬於該指定色調的一第三空間座標範圍內時，判斷該畫素輸入資料屬於該指定色調。
15. 如申請專利範圍第10項所述之色彩調整方法，其中該指定色調為一膚色。
16. 如申請專利範圍第10項所述之色彩調整方法，另包含：根據一色彩調整訊號，對該畫素輸入資料進行調整，以產生該第一畫素補償資料，其中該色彩調整訊號用來調整該畫素輸入資料的色相及飽和度。
17. 如申請專利範圍第10項所述之色彩調整方法，另包含：根據該色調判斷結果，對該畫素輸入資料進行調整，以產生該第一畫素補償資料。
18. 如申請專利範圍第10項所述之色彩調整方法，另包含： 根據該複數個色彩參數，補償該畫素輸入資料，以產生一第二畫素補償資料；以及根據該色調判斷結果、該第一、第二畫素補償資料，產生該畫素輸出資料。