專利名稱：一種適用于一彩色圖片的色彩索引搜尋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種色彩影像處理，且特別有關(guān)于一種在彩色圖片中執(zhí)行色彩索引搜尋的方法。
背景技術(shù)：
在彩色電視系統(tǒng)中，一個(gè)色彩(chrominance)信號(hào)通常由兩個(gè)信號(hào)I與Q(或是U與V)來(lái)表示，而信號(hào)I與信號(hào)Q指的是當(dāng)色彩信號(hào)以直角坐標(biāo)，也就是笛卡兒坐標(biāo)(Cartesian coordinates)表現(xiàn)時(shí)坐標(biāo)軸的值，也就是信號(hào)U與信號(hào)V作線性轉(zhuǎn)換后得到的值。色彩信號(hào)根據(jù)影像(video)系統(tǒng)所采用的標(biāo)準(zhǔn)而選擇要編碼為信號(hào)I與信號(hào)Q或是信號(hào)U與信號(hào)V。在國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(National TelevisionStandards Committee，NTSC)標(biāo)準(zhǔn)中通過(guò)使用單一色彩次載波(single colorsubcarrier)將信號(hào)I與信號(hào)Q以正交調(diào)制波同時(shí)傳送。信號(hào)I與信號(hào)Q通過(guò)色彩次載波將色彩信號(hào)解調(diào)而從色彩信號(hào)分離出來(lái)，后續(xù)的色彩影像處理在這兩個(gè)色彩信號(hào)上執(zhí)行。信號(hào)I與信號(hào)Q精確的說(shuō)明個(gè)別圖像單位在彩色平面(color plane)中的位置。此外，將亮度(luminance)信號(hào)回饋至個(gè)別的處理級(jí)并且在色彩矩陣(color matrix)中與這兩個(gè)色彩信號(hào)結(jié)合，以產(chǎn)生紅色(R)、綠色(G)以及藍(lán)色(B)信號(hào)的值。
色彩信號(hào)也可通過(guò)包括振幅(magnitude)信號(hào)與角度(angle)信號(hào)的極坐標(biāo)(polar coordinates)來(lái)表示。角度信號(hào)傳達(dá)色調(diào)信息(hue information)，而振幅信號(hào)傳達(dá)色彩信號(hào)的飽和度信息(saturation information)。
彩色圖像處理通常包括色彩調(diào)整，特別是人眼較注意的色彩，像是例如膚色(flesh-tone)、草綠(grass green)以及天空藍(lán)(sky blue)。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述目的，本發(fā)明實(shí)施例揭露了一種適用于彩色圖片的色彩索引搜尋方法。
在一個(gè)實(shí)施例中，色彩索引搜尋方法包括先取得估計(jì)色彩索引X以及估計(jì)范圍Y，根據(jù)估計(jì)色彩索引X以及估計(jì)范圍Y設(shè)定索引范圍，改變對(duì)應(yīng)于索引范圍的色彩信號(hào)的色彩維度，使得這些色彩信號(hào)對(duì)色彩維度的變動(dòng)有反應(yīng)，判斷指定區(qū)域是否有反應(yīng)。如果指定區(qū)域沒(méi)有反應(yīng)，則改變估計(jì)色彩索引X以更新索引范圍，并將對(duì)應(yīng)此索引范圍的色彩信號(hào)的色彩維度做變動(dòng)。如果指定區(qū)域有反應(yīng)，則降低估計(jì)范圍Y以更新索引范圍，將對(duì)應(yīng)此索引范圍的色彩信號(hào)的色彩維度做變動(dòng)。當(dāng)估計(jì)范圍達(dá)到可接受范圍時(shí)便可得到指定區(qū)域的色彩索引。
所述索引范圍包括從X-Y至X+Y的色彩索引。
所述將對(duì)應(yīng)于所述索引范圍的色彩維度做變動(dòng)包括將對(duì)應(yīng)于所述索引范圍的色彩信號(hào)的色彩維度周期性的切換于一大值與一小值之間。
所述色彩維度以一固定頻率切換于一最大值與一最小值之間。
所述色彩維度的變動(dòng)包括依照特定模式改變對(duì)應(yīng)于所述索引范圍的色彩信號(hào)的色彩維度。
所述色彩索引與所述色彩維度為所述色彩信號(hào)的兩種不同的量測(cè)。
所述色彩信號(hào)的量測(cè)包括色彩與亮度量測(cè)或是量測(cè)紅色、綠色與藍(lán)色的成分。
所述色彩量測(cè)包括色調(diào)以及飽和度或是色彩以笛卡兒坐標(biāo)表現(xiàn)的兩個(gè)數(shù)值。
所述方法還包括調(diào)整所述指定區(qū)域的色彩索引。
本發(fā)明所揭露的色彩索引搜尋的方法可以快速的找出顯示器畫面上某一指定區(qū)域的色彩，以執(zhí)行更細(xì)部的色彩調(diào)整。


圖1顯示本發(fā)明實(shí)施例所述的在彩色圖片中執(zhí)行色彩索引搜尋的方法的步驟流程圖；圖2為用來(lái)說(shuō)明色彩索引搜尋方法的一照片范本；圖3為用來(lái)說(shuō)明色彩索引搜尋方法的一照片范本；圖4為用來(lái)說(shuō)明色彩索引搜尋方法的一照片范本。
具體實(shí)施例方式
為了讓本發(fā)明的目的、特征、及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合圖1，對(duì)于在彩色圖片中執(zhí)行色彩索引搜尋的方法做詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明說(shuō)明書提供不同的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明不同實(shí)施方式的技術(shù)特征。其中，實(shí)施例中的各元件的配置是為說(shuō)明之用，并非用以限制本發(fā)明。且實(shí)施例中圖式標(biāo)號(hào)的部分重復(fù)，是為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，并非意指不同實(shí)施例之間的關(guān)聯(lián)性。
本發(fā)明實(shí)施例揭露了一種在彩色圖片中執(zhí)行色彩索引搜尋的方法。接下來(lái)將會(huì)說(shuō)明有關(guān)色彩模型(color model)的色彩顯示的基本原則。
圖像(image)中常見(jiàn)的兩種色彩模型分別為RGB(Red，Green，Blue，紅綠藍(lán))以及CMY(Cyan，magenta，Yellow，青洋紅黃)，而在影像(video)中常見(jiàn)的兩種色彩模型分別為YUV以及YIQ(通過(guò)量測(cè)亮度與色度來(lái)定義色彩)。RGB是一種適用于發(fā)光裝置(例如陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)顯示器)的加法型色彩模型。從紅綠藍(lán)色三槍所發(fā)射出不同的顏色投影可根據(jù)RGB的值并通過(guò)電壓的大小來(lái)控制。
YUV模型是使用于電視工業(yè)的PAL系統(tǒng)中的色彩模型，其中Y代表色彩亮度，U與V代表色彩信號(hào)的色彩。將RGB的加權(quán)值相加可以產(chǎn)生代表特定點(diǎn)的整體亮度的Y信號(hào)。U與V信號(hào)為Y信號(hào)與藍(lán)/紅色信號(hào)之間的差異。由于YUV與黑白模擬電視兼容以及可以有效的使用頻寬，因此YUV適用于電視工業(yè)。此設(shè)計(jì)是基于人類對(duì)亮度的感覺(jué)比顏色的細(xì)微改變更加敏感，因此將顏色的頻寬減少并且將亮度的頻寬增加。
除了這些與硬件有關(guān)的色彩模型外，HSB(Hue，Saturation，Brightness，色調(diào)飽和度明暗度)模型也常使用于計(jì)算機(jī)繪圖應(yīng)用系統(tǒng)中。色調(diào)(Hue)通過(guò)使用從紅色、綠色到藍(lán)色每個(gè)顏色間隔120度角所形成的色彩空間決定顏色類型?？梢杂靡粋€(gè)角度來(lái)判斷某一點(diǎn)的色調(diào)為何，例如H＝60度表示黃色。飽和度(Saturation)的值越接近0代表其顏色越淡，越接近黑白影像。顏色的飽和度越低會(huì)顯示越灰、越黯淡的顏色。明暗度(Brightness)決定灰階的值。越亮的顏色灰階值越低。
在本發(fā)明實(shí)施例中將HSB模型應(yīng)用于色彩索引搜尋，然其并非用以限定本發(fā)明。
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的適用于以HSB模型來(lái)顯示顏色的系統(tǒng)的色彩索引搜尋方法的步驟流程圖。
如上所述，HSB模型的色彩空間由紅色、綠色到藍(lán)色每個(gè)顏色間隔120度角而形成。在色彩信號(hào)處理期間，通常會(huì)調(diào)整指定點(diǎn)或區(qū)域的可變參數(shù)(例如色調(diào)、飽和度或是明暗度)來(lái)提升彩色圖像的視覺(jué)接受度。例如，使用者期望將嘴唇區(qū)域的色彩信號(hào)的色調(diào)值調(diào)整為明亮的紅色。在此實(shí)施例中，必須知道嘴唇區(qū)域原始的色調(diào)值才可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整其色調(diào)值，因此在這個(gè)實(shí)施例中，如果要調(diào)嘴唇區(qū)域的色調(diào)，該色調(diào)值即為本發(fā)明所欲搜尋的色彩索引。色彩索引搜尋會(huì)先取得圖像的估計(jì)色彩索引X以及估計(jì)色彩范圍Y，將其作為色彩索引搜尋的初始值(步驟S1)，并且根據(jù)估計(jì)色彩索引X以及估計(jì)色彩范圍Y算出索引范圍(步驟S2)。索引范圍包括從X-Y(估計(jì)色彩索引減去估計(jì)色彩范圍)至X+Y(估計(jì)色彩索引加上估計(jì)色彩范圍)的色彩索引。之后將對(duì)應(yīng)于索引范圍的色彩信號(hào)的一個(gè)色彩維度做改變，使得色彩信號(hào)對(duì)這樣的色彩維度變動(dòng)(alternation)有反應(yīng)(步驟S3)。上述的色彩維度的一個(gè)實(shí)施例為飽和度，可通過(guò)以固定頻率將對(duì)應(yīng)于索引范圍的飽和度值周期性的切換于最大值與最小值之間而改變?；蛘?，對(duì)應(yīng)于索引范圍的飽和度值可依照一些特定模式而改變。
值得注意的是，上述的色彩索引以及色彩維度可以是色彩信號(hào)的兩種不同量測(cè)值，例如色度值與亮度值、或是紅色綠色以及藍(lán)色成分的值。色度值可以為色調(diào)與飽和度或是表示笛卡兒坐標(biāo)的兩組值，例如(U，V)或(I，Q)。
步驟S4檢查指定區(qū)域是否對(duì)飽和度的變動(dòng)有反應(yīng)(步驟S4)。如果沒(méi)有反應(yīng)，代表對(duì)應(yīng)于指定區(qū)域的色調(diào)值不包含于目前的索引范圍中，因此必須增加或減少估計(jì)色彩索引X(步驟S5)，并針對(duì)新的索引范圍再次變動(dòng)其飽和度(步驟S2)。
如果指定區(qū)域有反應(yīng)，則判斷估計(jì)色彩范圍Y是否達(dá)到一個(gè)可以接受的范圍(步驟S6)。在一實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于指定區(qū)域的某一特定色調(diào)值可以通過(guò)將可接受的范圍設(shè)定為0而得到。如果Y大于可接受的范圍則必須縮小Y值(步驟S7)以更新索引范圍，并針對(duì)新的索引范圍再次變動(dòng)其飽和度(步驟S2)。如果估計(jì)色彩范圍Y小于或等于可接受的范圍，便算是找到對(duì)應(yīng)于指定區(qū)域的色調(diào)值(步驟S8)。于是可以在指定區(qū)域做色彩調(diào)整，例如將色調(diào)值調(diào)整為較佳顏色(步驟S9)。
在顯示器畫面顯示彩色圖片的一個(gè)實(shí)施例中，將估計(jì)色彩索引X(例如色調(diào)值)初始為100度并將估計(jì)色彩范圍Y設(shè)定為10度，使得索引范圍為90度至110度，(X-Y，X+Y)＝(90，110)。對(duì)應(yīng)于索引范圍(色調(diào)值在90度至110度的范圍內(nèi))的色彩維度(例如飽和度或明暗度值)可選擇性的依照特定模式而設(shè)定。例如在這個(gè)實(shí)施例中將飽和度值每隔0.5秒切換于最大值與最小值之間，因此色調(diào)值在90度～110度內(nèi)的區(qū)域?qū)?huì)對(duì)這樣刻意的切換飽和度值產(chǎn)生一些反應(yīng)，例如這些區(qū)域會(huì)因飽和度值的變動(dòng)而閃爍。上述步驟在后續(xù)說(shuō)明中會(huì)被稱作色彩維度變動(dòng)步驟。
當(dāng)對(duì)應(yīng)于索引范圍90度～110度的指定區(qū)域沒(méi)有反應(yīng)時(shí)，代表指定區(qū)域的色調(diào)值不包含于索引范圍內(nèi)，因此應(yīng)該將X增加(或減少)，例如增加(或減少)20，使得X為120度，以取得新的索引范圍110度～130度(120-10，120+10)，并且對(duì)更新后的索引范圍重復(fù)執(zhí)行色彩維度變動(dòng)步驟。
當(dāng)對(duì)應(yīng)于索引范圍90度～110度的指定區(qū)域有反應(yīng)時(shí)，但是如果Y的可接受范圍小于目前的色彩范圍Y，例如Y被設(shè)定為0，則必須降低Y值以縮小索引范圍。例如，當(dāng)Y值被降低至5度時(shí)，取得新的索引范圍95度～105度(100-5，100+5)，并依照更新后的索引范圍重復(fù)執(zhí)行色彩維度變動(dòng)步驟。
當(dāng)Y被降低至可接受的范圍時(shí)(例如Y＝0)，此時(shí)的X值即為指定區(qū)域的色彩索引(例如104度)。
色彩索引搜尋過(guò)程中所使用到的參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整可通過(guò)自動(dòng)、半自動(dòng)或是手動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)色彩索引搜尋處理中，如果未取得指定區(qū)域的色彩索引，估計(jì)色彩索引X以及估計(jì)色彩范圍Y可依據(jù)預(yù)定規(guī)則自動(dòng)地被修正。另外，指定區(qū)域是否對(duì)色彩維度變動(dòng)有反應(yīng)可通過(guò)檢測(cè)器來(lái)觀察或檢測(cè)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的色彩索引搜尋方法的實(shí)施例配合所附圖標(biāo)作詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D2，假設(shè)使用者期望找出圖片中對(duì)應(yīng)于人臉鼻子部分的色彩索引(例如從0度～360度的色調(diào)值H)。首先，將估計(jì)色彩索引X設(shè)定為102度并且可將估計(jì)色彩范圍Y設(shè)定為0度，使得索引范圍僅包括一個(gè)角度，且無(wú)法再降低估計(jì)索引范圍Y的值。接下來(lái)，將對(duì)應(yīng)于H＝102度的色彩維度(例如從0～1的飽和度值S)設(shè)定為切換于兩個(gè)極值之間(例如切換于S＝0與S＝1之間)。如圖3所示，屬于H＝102度部分的顏色會(huì)轉(zhuǎn)換于灰色與紅色之間。然而，鼻子部分沒(méi)有反應(yīng)，代表鼻子部分并不包括H＝102度的顏色。接下來(lái)，將估計(jì)顏色索引X設(shè)定為93度。如圖4所示，由于H＝93度的色彩的飽和度切換于兩極值之間而使鼻子部分閃爍，因此得知鼻子部分的色彩索引X包括93度。
如上所述，本發(fā)明所揭露的色彩索引搜尋的方法可以快速的找出顯示器畫面上某一指定區(qū)域的色彩，以執(zhí)行更細(xì)部的色彩調(diào)整。色彩索引并未受到HSB成分的限制，色彩索引可以為依據(jù)特征對(duì)彩色圖像執(zhí)行分類的量度單位。本發(fā)明實(shí)施例所揭露的用以找出彩色圖片中特定區(qū)域的顏色的方法不需要復(fù)雜的算法或是額外的硬件。與其它圖像分析方法相比較(例如將全畫面數(shù)據(jù)傾印(dumping)至動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dynamic random access memory，DRAM))，本發(fā)明所提供的色彩索引搜尋方法的速度比較快而且不需要DRAM傾印工具。再者，本發(fā)明所提供的色彩索引搜尋方法可以維持傾印的保密性，而且在色彩處理期間不需要利用原始碼來(lái)找特定區(qū)塊的色彩值。再者，本發(fā)明所提供的方法可以找出顯示圖片中具有特定色彩索引的部分，或是分析顯示圖片的顏色分布。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種適用于一彩色圖片的色彩索引搜尋方法，其特征在于，所述方法包括取得一估計(jì)色彩索引X以及一估計(jì)范圍Y；根據(jù)所述估計(jì)色彩索引X以及所述估計(jì)范圍Y設(shè)定一索引范圍；改變對(duì)應(yīng)于所述索引范圍的復(fù)數(shù)色彩信號(hào)的一色彩維度，使得所述色彩信號(hào)對(duì)色彩維度的變動(dòng)有反應(yīng)；判斷一指定區(qū)域是否有反應(yīng)；如果所述指定區(qū)域沒(méi)有反應(yīng)，改變所述估計(jì)色彩索引X以更新所述索引范圍，并將對(duì)應(yīng)于所述索引范圍的色彩維度做變動(dòng)；如果所述指定區(qū)域有反應(yīng)，判斷所述估計(jì)范圍Y是否大于一可接受范圍，若是，降低所述估計(jì)范圍Y以更新所述索引范圍，并將對(duì)應(yīng)于所述索引范圍的色彩維度做變動(dòng)；以及當(dāng)所述估計(jì)范圍達(dá)到或小于所述可接受范圍時(shí)，即可得知所述指定區(qū)域的色彩索引。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于一彩色圖片的色彩索引搜尋方法，其特征在于，所述索引范圍包括從X-Y至X+Y的色彩索引。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于一彩色圖片的色彩索引搜尋方法，其特征在于，所述將對(duì)應(yīng)于所述索引范圍的色彩維度做變動(dòng)包括將對(duì)應(yīng)于所述索引范圍的色彩信號(hào)的色彩維度周期性的切換于一大值與一小值之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于一彩色圖片的色彩索引搜尋方法，其特征在于，所述色彩維度以一固定頻率切換于一最大值與一最小值之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于一彩色圖片的色彩索引搜尋方法，其特征在于，所述色彩維度的變動(dòng)包括依照特定模式改變對(duì)應(yīng)于所述索引范圍的色彩信號(hào)的色彩維度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于一彩色圖片的色彩索引搜尋方法，其特征在于，所述色彩索引與所述色彩維度為所述色彩信號(hào)的兩種不同的量測(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于一彩色圖片的色彩索引搜尋方法，其特征在于，所述色彩信號(hào)的量測(cè)包括色彩與亮度量測(cè)或是量測(cè)紅色、綠色與藍(lán)色的成分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的適用于一彩色圖片的色彩索引搜尋方法，其特征在于，所述色彩量測(cè)包括色調(diào)以及飽和度或是色彩以笛卡兒坐標(biāo)表現(xiàn)的兩個(gè)數(shù)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于一彩色圖片的色彩索引搜尋方法，其特征在于，所述方法還包括調(diào)整所述指定區(qū)域的色彩索引。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于彩色圖片的色彩索引搜尋方法。所述方法包括取得估計(jì)色彩索引X以及估計(jì)范圍Y；根據(jù)估計(jì)色彩索引X以及估計(jì)范圍Y設(shè)定索引范圍；將對(duì)應(yīng)于索引范圍之復(fù)數(shù)色彩信號(hào)的色彩維度做變動(dòng)，使得色彩信號(hào)對(duì)這樣的色彩維度變動(dòng)有反應(yīng)；判斷指定區(qū)域是否有反應(yīng)；如果指定區(qū)域沒(méi)有反應(yīng)，則改變估計(jì)色彩索引X以更新索引范圍，并變動(dòng)對(duì)應(yīng)于新的索引范圍的色彩信號(hào)之色彩維度；如果指定區(qū)域有反應(yīng)，則降低估計(jì)范圍Y以更新索引范圍，并再次變動(dòng)其對(duì)應(yīng)的色彩信號(hào)之色彩維度；當(dāng)估計(jì)范圍達(dá)到可接受范圍時(shí)便可得到指定區(qū)域的色彩索引。
文檔編號(hào)H04N9/77GK101047866SQ20071000131
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月25日
發(fā)明者宣志凌, 陳泓輝, 曹?？?申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司