TWI768932B

TWI768932B - 影像色彩調整方法

Info

Publication number: TWI768932B
Application number: TW110119238A
Authority: TW
Inventors: 許勝智; 陳建廷
Original assignee: 倍利科技股份有限公司
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-06-21
Also published as: TW202247103A

Abstract

一種影像色彩調整方法，藉由一運算裝置來實施並包含以下步驟：(A)將一待調整影像及一目標影像分別轉換至一色彩空間；(B)根據該目標影像之各像素的色相值調整該待調整影像之各像素的色相值，以獲得一調整後影像；(C)根據該待調整影像與該調整後影像之各像素的色相值，獲得一色相差異圖像；(D)將該色相差異圖像轉換為一二值化圖像；(E)對於該二值化圖像之每一像素值不為零之像素，判定是否存在至少一像素值為零的鄰近像素；及(F)當判定出存在時，根據該至少一鄰近像素在該待調整影像與該調整後影像之色相值，校正該像素在該調整後影像的色相值。

Description

影像色彩調整方法

本發明是有關於一種影像色彩調整方法，特別是指一種利用對色彩空間之色相進行調整的影像色彩調整方法。

直方圖匹配係將一待調整影像的直方圖匹配到另一幅目標影像的直方圖上，以使兩幅影像的色調盡可能保持一致。現有的直方圖匹配為針對灰階圖片之單通道處理，或是針對彩色圖像之紅綠藍三通道分別處理。不論是針對灰階之單通道處理，或是針對紅綠藍三通道分別處理，皆是透過將該待調整影像的直方圖匹配到該目標影像的直方圖，以使兩幅影像的直方圖分布近似。

由於紅綠藍色彩空間係將紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）三原色的色光以不同的比例相加，以合成產生各種色彩光，現有的直方圖匹配方法若針對紅綠藍三通道分別進行直方圖匹配，則單就紅綠藍直方圖之每一者來看，該待調整影像的紅綠藍直方圖皆分別近似於該目標影像的紅綠藍直方圖，但該待調整影像中部分像素的紅綠藍三原色比例在經直方圖匹配後，恐會產生比例上的改變而有顏色失真之現象，導致圖片原始特徵消失，故有必要尋求一解決方案。

因此，本發明的目的，即在提供一種可避免顏色失真以保留圖片原始特徵的影像色彩調整方法。

於是，本發明影像色彩調整方法，適用於將一待調整影像的色彩與一目標影像的色彩匹配，並藉由一運算裝置來實施，該影像色彩調整方法包含以下步驟：

(A)將該待調整影像及該目標影像分別轉換至一使用色相表示的色彩空間；

(B)根據該目標影像之各像素的色相值調整該待調整影像之各像素的色相值，以獲得一調整後影像；

(C)根據該待調整影像之各像素的色相值與該調整後影像之各像素的色相值，獲得一色相差異圖像；

(D)將該色相差異圖像之所有像素值中大於一預設閥值的像素值設為一，且將該色相差異圖像之所有像素值中不大於該預設閥值的像素值設為零，以獲得一二值化圖像；

(E)對於該二值化圖像之每一像素值不為零之像素，判定是否存在至少一鄰近該像素且像素值為零的鄰近像素；及

(F)對於該二值化圖像之每一像素值不為零之像素，當判定出該像素存在該至少一鄰近像素時，根據該至少一鄰近像素在該待調整影像之至少一色相值與在該調整後影像之至少一色相值，校正該像素在該調整後影像的色相值。

本發明的功效在於：藉由將該待調整影像及該目標影像分別轉換至一使用色相表示的色彩空間，並調整該待調整影像之各像素的色相值，以取代分別調整R值、G值及B值所造成的比例失真，此外，藉由校正該調整後影像中色相變異過大的色相值，以避免因調整後的色相變異過大，而導致影像失真之問題。

參閱圖1，本發明影像色彩調整方法，適用於將一待調整影像的色彩與一目標影像的色彩匹配，並藉由一運算裝置1來實施，該運算裝置1包含一儲存有該目標影像的儲存模組11、及一電連接該儲存模組11的處理模組12。該運算裝置1之實施態樣例如為一伺服器、一個人電腦、一筆記型電腦、一平板電腦或一智慧型手機等。

以下將藉由本發明影像色彩調整方法之實施例來說明該運算裝置11中各元件之作動，該實施例包含一色相調整程序及一明度調整程序。其中，該明度調整程序可視需求省略。

參閱圖1與圖2，該色相調整程序說明了如何調整該待調整影像的色相，並包含下列步驟。

在步驟21中，該處理模組12將該待調整影像及該目標影像分別轉換至一使用色相表示的色彩空間。在本實施例中，該色彩空間為一HSV色彩空間，然而，在其他實施例中，該色彩空間亦可為一HSI色彩空間或其他以色相表示的色彩空間。

在步驟22中，該處理模組12根據該目標影像之各像素的色相值調整該待調整影像之各像素的色相值，以獲得一調整後影像。

值得一提的是，步驟22包含以下子步驟(見圖3)。

在子步驟221中，該處理模組12依序排列該目標影像之各像素的色相值，以獲得一目標色相排序結果。在本實施例中，該處理模組12係將該目標影像之所有像素的色相值由小至大排列。

在子步驟222中，該處理模組12依序排列該待調整影像之各像素的色相值，以獲得一待調整色相排序結果。在本實施例中，該處理模組12係將該待調整影像之所有像素的色相值由小至大排列。

在子步驟223中，對於該待調整影像之每一像素的色相值，該處理模組12獲得該像素的色相值在該待調整色相排序結果中之一排序順位，並將該像素的色相值改為該目標色相排序結果中對應該排序順位的色相值，以獲得該調整後影像。在本實施例中，若存在相同色相值但排序順位不同，該處理模組12係選擇具有順位最高的排序順位，但不以此為限。舉例來說，若該待調整色相排序結果中有三個值皆為15的色相值分別排序在第30~32個排序順位，則每當遇到色相值15時皆會選擇第30個排序順位來當作色相值15的排序順位，接著會依照第30個排序順位至該目標色相排序結果找出第30個排序順位的色相值，以將色相值15改為該目標色相排序結果中第30個排序順位的色相值。

在步驟23中，該處理模組12根據該待調整影像之各像素的色相值與該調整後影像之各像素的色相值，獲得一色相差異圖像。在本實施例中，該處理模組12係將該待調整影像之各像素的色相值與該調整後影像之各像素的色相值相減取絕對值，以獲得該色相差異圖像。

在步驟24中，該處理模組12將該色相差異圖像之所有像素值中大於一預設閥值的像素值設為一，且將該色相差異圖像之所有像素值中不大於該預設閥值的像素值設為零，以獲得一二值化圖像。在本實施例中，該預設閥值為該色相差異圖像之像素值的平均值加上該色相差異圖像之像素值的標準差。該色相差異圖像之像素值的平均值例如，為該色相差異圖像之所有像素值的平均值，該色相差異圖像之像素值的標準差例如，為該色相差異圖像之所有像素值的標準差，然而，該色相差異圖像之像素值的平均值也可為該色相差異圖像之所有不為零之像素值的平均值，該色相差異圖像之像素值的標準差也可為該色相差異圖像之所有不為零之像素值的標準差，但不以此為限。

在步驟25中，對於該二值化圖像之每一像素值不為零之像素，該處理模組12判定是否存在至少一鄰近該像素且像素值為零的鄰近像素。當判定出該像素存在該至少一鄰近像素時，流程進行步驟26；當判定出該像素不存在該至少一鄰近像素時，流程進行步驟27。在本實施例中，該至少一鄰近像素係由三連通、五連通或八連通取得的像素。

在步驟26中，該處理模組12根據該至少一鄰近像素在該待調整影像之至少一色相值與在該調整後影像之至少一色相值，校正該像素在該調整後影像的色相值。在本實施例中，該處理模組12係將該像素在該調整後影像的色相值加上該至少一鄰近像素在該待調整影像之至少一色相值之平均後，再減去該至少一鄰近像素在該調整後影像之至少一色相值之平均，以校正該像素在該調整後影像的色相值。

在步驟27中，該處理模組12獲得該色相差異圖像之所有像素值中不大於該預設閥值之像素值的一像素平均值，並根據該像素平均值，校正該像素在該調整後影像的色相值。在本實施例中，當該調整後影像之所有像素的色相值之平均小於該待調整影像之所有像素的色相值之平均時，該處理模組12係將該像素在該調整後影像的色相值減去該像素平均值，以校正該像素在該調整後影像的色相值，當該調整後影像之所有像素的色相值之平均不小於該待調整影像之所有像素的色相值之平均時，該處理模組12係將該像素在該調整後影像的色相值加上該像素平均值，以校正該像素在該調整後影像的色相值。

參閱圖1與圖4，該明度調整程序說明了如何調整該待調整影像的明度，並包含下列步驟。藉由該明度調整程序可使該調整後影像之明暗程度與該目標影像之明暗程度相似。

在步驟31中，該處理模組12根據該目標影像之各像素的明度值，對經校正後的該調整後影像之各像素的明度值，進行直方圖匹配以獲得一匹配後影像。

值得一提的是，可將本發明影像色彩調整方法應用於產品瑕疵檢測上，利用影像比對技術來進行瑕疵檢測是常見的檢測方法，但同一產品在不同外在條件下拍攝時，可能會產生色差問題，而顏色的誤差恐會導致影像檢測結果的誤判，因此，若可先對待測產品的影像進行本發明的影像色彩調整方法，將可降低因色差所造成的檢測誤判。然而本發明影像色彩調整方法並不限於產品瑕疵檢測的應用，其他需對影像的色彩進行調整的應用皆可採用本發明的影像色彩調整方法。

綜上所述，本發明影像色彩調整方法，藉由該運算裝置1將該待調整影像及該目標影像分別轉換至一使用色相表示的色彩空間，並調整該待調整影像之各像素的色相值，以取代分別調整R值、G值及B值所造成的比例失真，此外，藉由校正該調整後影像中色相變異過大的色相值，以避免因調整後的色相變異過大，而導致影像失真之問題，再者，藉由將經校正後的該調整後影像之各像素的明度值與該目標影像之各像素的明度值進行直方圖匹配，以使該調整後影像之明暗程度與該目標影像之明暗程度相似，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:運算裝置 11:儲存模組 12:處理模組 21~27:步驟 221~223:步驟 31:步驟

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明實施本發明影像色彩調整方法之實施例的一運算裝置；圖2是一流程圖，說明本發明影像色彩調整方法之實施例的一色相調整程序；圖3是一流程圖，說明該運算裝置如何獲得一調整後影像；及圖4是一流程圖，說明本發明影像色彩調整方法之實施例的一明度調整程序。

21~27:步驟

Claims

一種影像色彩調整方法，適用於將一待調整影像的色彩與一目標影像的色彩匹配，並藉由一運算裝置來實施，該影像色彩調整方法包含以下步驟： (A)將該待調整影像及該目標影像分別轉換至一使用色相表示的色彩空間； (B)根據該目標影像之各像素的色相值調整該待調整影像之各像素的色相值，以獲得一調整後影像； (C)根據該待調整影像之各像素的色相值與該調整後影像之各像素的色相值，獲得一色相差異圖像； (D)將該色相差異圖像之所有像素值中大於一預設閥值的像素值設為一，且將該色相差異圖像之所有像素值中不大於該預設閥值的像素值設為零，以獲得一二值化圖像； (E)對於該二值化圖像之每一像素值不為零之像素，判定是否存在至少一鄰近該像素且像素值為零的鄰近像素；及 (F)對於該二值化圖像之每一像素值不為零之像素，當判定出該像素存在該至少一鄰近像素時，根據該至少一鄰近像素在該待調整影像之至少一色相值與在該調整後影像之至少一色相值，校正該像素在該調整後影像的色相值。
如請求項1所述的影像色彩調整方法，其中，步驟(B)包含以下子步驟： (B-1)依序排列該目標影像之各像素的色相值，以獲得一目標色相排序結果； (B-2)依序排列該待調整影像之各像素的色相值，以獲得一待調整色相排序結果；及 (B-3)對於該待調整影像之每一像素的色相值，獲得該像素的色相值在該待調整色相排序結果中之一排序順位，並將該像素的色相值改為該目標色相排序結果中對應該排序順位的色相值，以獲得一調整後影像。
如請求項1所述的影像色彩調整方法，其中，在步驟(C)中，係將該待調整影像之各像素的色相值與該調整後影像之各像素的色相值相減取絕對值，以獲得該色相差異圖像。
如請求項1所述的影像色彩調整方法，其中，在步驟(D)中，該預設閥值為該色相差異圖像之像素值的平均值加上該色相差異圖像之像素值的標準差。
如請求項1所述的影像色彩調整方法，其中，在步驟(F)中，係將該像素在該調整後影像的色相值加上該至少一鄰近像素在該待調整影像之至少一色相值之平均後，再減去該至少一鄰近像素在該調整後影像之至少一色相值之平均，以校正該像素在該調整後影像的色相值。
如請求項1所述的影像色彩調整方法，在步驟(F)之後，還包含以下步驟： (G)對於該二值化圖像之每一像素值不為零之像素，當判定出該像素不存在該至少一鄰近像素時，獲得該色相差異圖像之所有像素值中不大於該預設閥值之像素值的一像素平均值，並根據該像素平均值，校正該像素在該調整後影像的色相值。
如請求項6所述的影像色彩調整方法，其中，在步驟(G)中，當該調整後影像之所有像素的色相值之平均小於該待調整影像之所有像素的色相值之平均時，係將該像素在該調整後影像的色相值減去該像素平均值，以校正該像素在該調整後影像的色相值，當該調整後影像之所有像素的色相值之平均不小於該待調整影像之所有像素的色相值之平均時，係將該像素在該調整後影像的色相值加上該像素平均值，以校正該像素在該調整後影像的色相值。
如請求項6所述的影像色彩調整方法，其中，在步驟(A)中，該色彩空間為一HSV色彩空間。
如請求項8所述的影像色彩調整方法，在步驟(G)後還包含以下步驟： (H)根據該目標影像之各像素的明度值，對經校正後的該調整後影像之各像素的明度值，進行直方圖匹配以獲得一匹配後影像。