TWI544451B - 影像處理方法 - Google Patents

Description

影像處理方法

本發明是有關於一種影像處理方法，且特別是有關於一種色彩空間轉換的影像處理方法。

隨著顯示科技的進步，影像顯示功能已經被大量應用於各種類型的電子裝置中，以作為一種訊息的傳輸手段與方法。為了能取得高品質的影像與較鮮豔的色彩，可以提升影像的色彩飽和度以得到更鮮豔的色彩與較為清晰的影像。

一般而言，常用的色彩空間為RGB色彩空間。但是，若對RGB色彩空間中直接調整或增強影像的單一色彩分量，往往會使得影像失真，因此RGB色彩空間的畫素資料會先轉換為其他色彩空間的畫素資料後，再對轉換後的畫素資料進行影像處理。雖然，在其他色彩空間進行影像處理可降低失真的程度，但是將處理過的畫素資料轉換回RGB色彩空間時，可能會有畫素資料超出可視範圍，因此影響了影像的品質。

本案提供一種影像處理方法，包括下列步驟。判斷一原始色彩空間對應至CIELCH色彩空間的一影像顯示空間。將原始色彩空間的多個第一畫素資料轉換為CIELCH色彩空間的多個第二畫素資料。將CIELCH色彩空間的這些第二畫素資料進行一影像調整後取得CIELCH色彩空間的多個第三畫素資料，並且將這些第三畫素資料是限制於影像顯示空間內。以及，將CIELCH色彩空間的這些第三畫素資料轉換為原始色彩空間的多個第四畫素資料，以設定一顯示裝置所顯示的一影像。

根據本發明所揭示之影像處理方法，其判斷原始色彩空間對應至CIELCH色彩空間的影像顯示空間，並且將CIELCH色彩空間中畫素資料限制於上述影像顯示空間，因此可避免在CIELCH色彩空間的畫素資料轉換至原始色彩空間時產生不正確或無法顯示的畫素資料，藉以提高影像的品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為依據本發明一實施例的影像處理方法的流程圖。其中，本發明實施例的影像處理方法可以透過軟體來實現，並且可透過數位訊號處理器（digital signal processor，DSP）或通用的中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）來執行上述軟體。或者，本發明實施例的影像處理方法可以透過特殊應用積體電路（application-specific integrated circuit，ASIC）來實現。

請參照圖1，在本實施例中，影像處理方法包括至下列步驟。首先，會判斷一原始色彩空間對應至CIELCH色彩空間的一影像顯示空間（步驟S110），亦即判斷CIELCH色彩空間中可正確轉換為原始色彩空間的畫素資料的點。其中，原始色彩空間可以RGB色彩空間、HSV色彩空間、YCrCb色彩空間、CIELuv色彩空間的其中之一。

一般而言，CIELCH色彩空間是沒有矩形邊界的色彩空間，屬不規則的曲面體。然而，習用影像處理軟體通常是設定一個矩形空間，此矩形空間可容納原始色彩空間對應至CIELCH色彩空間的影像顯示空間，以使原始色彩空間中的所有色彩組合可轉換至CIELCH色彩空間。然而，位於上述矩形空間中但卻不屬於上述影像顯示空間的色彩組合，並無法轉換為原始色彩空間中可被顯示的色彩組合。

接著，在取得各個畫素對應的第一畫素資料後，將原始色彩空間的多個第一畫素資料轉換為CIELCH色彩空間的多個第二畫素資料（步驟S120）。然後，將CIELCH色彩空間的這些第二畫素資料進行一影像調整後取得CIELCH色彩空間的多個第三畫素資料，其中這些第三畫素資料被限制於CIELCH色彩空間中對應原始色彩空間的影像顯示空間內（步驟S130）。在本發明的一實施例中，上述影像調整可以是進行影像增豔、亮度校正、對比度校正、或銳利度校正。

換言之，在本實施例中，不論處理畫素資料的影像調整是什麼類型，其調整後的結果還是會落在對應原始色彩空間所對應的CIELCH色彩空間的影像顯示空間，以避免CIELCH色彩空間的畫素資料再轉換回原始色彩空間時，會產生不正確或無法顯示的畫素資料。

最後，將CIELCH色彩空間的這些第三畫素資料轉換為原始色彩空間的多個第四畫素資料，以設定一顯示裝置所顯示的一影像（步驟S140）。由於CIELCH色彩空間的這些第三畫素資料是限制於對應原始色彩空間的影像顯示空間，亦即各個第三畫素資料一定會對應至原始色彩空間中一種色彩組合，因此這些第四畫素資料一定會對應至原始色彩空間的畫素資料並正確顯示色彩。

圖2為依據本發明的一實施例的CIELCH色彩空間的空間示意圖。圖3為依據本發明的一實施例的CIELCH色彩空間的色彩平面示意圖。請參照圖1至圖3，在本實施例中，原始色彩空間例如是RGB色彩空間，亦即各個第一畫素資料為RGB值的組合，表示為(R, G, B)，而RGB色彩空間在CIELCH色彩空間的可視範圍（如影像顯示空間200所示）會是一個不規則的曲面體。

在本實施例中，影像顯示空間200例如由多個對應不同亮度值L的色彩平面210所構成，並且各個色彩平面210會包含一個色彩原點(0,0)。其中，CIELCH色彩空間包括亮度值L、色彩飽和度值C、及色相值H三個分量。並且，CIELCH色彩空間基本上與CIELab色彩空間是相同形狀的色彩空間，其不同之處在於CIELab色彩空間是利用亮度值L、及色彩分量值a及b來表示，其中色彩分量值a及b是直角坐標（Cartesian或Rectangular），而色彩飽和度值C及色相值H是極座標（Polar Coordinate system），亦即色彩飽和度值C=sqrt(a ²+b ²)，色相值H=tan ^-1(b/a)。

而取得RGB色彩空間對應至CIELCH色彩空間的影像顯示空間200的一種方法是：先將RGB色彩空間的所有色彩組合轉換為CIELCH色彩空間的多個影像參考資料PDR，並且依據這些影像參考資料PDR判斷RGB色彩空間對應至CIELCH色彩空間的顯示邊界（亦即各個色彩平面210的邊界），其中各個影像參考資料PDR為由RGB色彩空間中的色彩組合所轉換的亮度值L、色彩飽和度值C、及色相值H的組合。最後，將色彩平面210的顯示邊界內的空間定義為影像顯示空間200。

在RGB色彩空間中，假設紅色R的色彩值為0~255，綠色G的色彩值為0~255，藍色B的色彩值為0~255。接著，將RGB的色彩值的所有組合（有256 ³種，即 16777216種）轉換成CIELCH色彩空間的亮度值L、色彩飽和度值C、色相值H的色彩組合。其中，亮度值L範圍為0~100，色相值H為0~360度，而色彩飽和度值C則依據不同的L值與H值會有不同的範圍。

在本發明的一實施例中，亮度值L及色相值H可四捨五入至整數，換言之，亮度值L為0、1、2、…、100，色相值H為0、1、2、…、359度，而亮度值L與色相值H的配對組合共有36360種（亦即101×360）。並且，對每個配對組合各自對應一個最大的色彩飽和度值C_max，亦即整個影像顯示空間200具有36360個最大色彩飽和度值C_max（可視為影像顯示空間的邊界值）。

另一方面，本發明實施中，將影像調整後的第三畫素資料限制於CIELCH色彩空間的影像顯示空間內的一種方法是：依據CIELCH色彩空間的各個第二畫素資料的亮度值L找到對應的色彩平面210，再依據CIELCH色彩空間的各個第二畫素資料的色相值H在對應的色彩平面210中取得對應的最大飽和度值C_max，其中最大飽和度值C_max為影像顯示空間200的邊界值；依據CIELCH色彩空間的各個第二畫素資料的飽和度值C與對應的最大飽和度值C_max計算運算參考值VC，其中運算參考值VC為大於等於0且小於等於1的小數值；依據影像調整將運算參考值VC轉換為影像參考值VI，其中影像參考值VI可能不同於運算參考值VC但仍是大於等於0且小於等於1的小數值；依據影像參考值VI及對應的最大飽和度值C_max計算目標飽和度值C’；最後，依據CIELCH色彩空間的各個第二畫素資料的亮度值L、色相值H以及目標飽和度C’值產生CIELCH色彩空間中對應的第三畫素資料，亦即各個第三畫素資料為（L, C’, H）的結合。

在本發明一實施例中，運算參考值VC可以是飽和度值C除以對應的最大飽和度值C_max，而目標飽和度值C’可以是影像參考值VI乘以對應的最大飽和度值C_max，上述為舉例以說明，但本發明實施例不以此為限。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

200‧‧‧影像顯示空間
210‧‧‧色彩平面
C‧‧‧色彩飽和度值
C_max‧‧‧最大色彩飽和度值
H‧‧‧色相值
L‧‧‧亮度值
PDR‧‧‧影像參考資料
S110、S120、S130、S140‧‧‧步驟

圖1為依據本發明一實施例的影像處理方法的流程圖。 圖2為依據本發明的一實施例的CIELCH色彩空間的空間示意圖。 圖3為依據本發明的一實施例的CIELCH色彩空間的色彩平面示意圖。

S110、S120、S130、S140‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種影像處理方法，包括：判斷一原始色彩空間對應至CIELCH色彩空間中的一影像顯示空間；將該原始色彩空間的多個第一畫素資料轉換為CIELCH色彩空間的多個第二畫素資料；將CIELCH色彩空間的該些第二畫素資料進行一影像調整後取得CIELCH色彩空間的多個第三畫素資料，其中該些第三畫素資料被限制於該影像顯示空間內；以及將CIELCH色彩空間的該些第三畫素資料轉換為該原始色彩空間的多個第四畫素資料，以設定一顯示裝置所顯示的一影像，其中判斷該原始色彩空間對應至CIELCH色彩空間的該影像顯示空間的步驟包括：將該原始色彩空間的所有色彩組合轉換為CIELCH色彩空間的多個影像參考資料；依據該些影像參考資料判斷該原始色彩空間對應至CIELCH色彩空間的一顯示邊界；以及將該顯示邊界內的空間定義為該影像顯示空間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的影像處理方法，其中該些影像參考資料的多個色彩值分別為一整數。
3. 如申請專利範圍第2項所述的影像處理方法，其中該些影像參考資料的該些色彩值透過四捨五入進位為該整數。
4. 如申請專利範圍第1項所述的影像處理方法，其中“將CIELCH色彩空間的多個第二畫素資料進行一影像調整後取得CIELCH色彩空間的多個第三畫素資料，其中該些第三畫素資料被限制於該影像顯示空間內”的步驟包括：依據CIELCH色彩空間的各該些第二畫素資料的一亮度值及一色相值取得一最大飽和度值，其中該最大飽和度值為該影像顯示空間的一邊界值；依據CIELCH色彩空間的各該些第二畫素資料的一飽和度值與該最大飽和度值計算一運算參考值，其中該運算參考值大於等於0且小於等於1；依據該影像調整將該運算參考值轉換為一影像參考值，其中該影像參考值大於等於0且小於等於1；依據該影像參考值及該最大飽和度值計算一目標飽和度值；以及依據CIELCH色彩空間的各該些第二畫素資料的該亮度值、該色相值以及該目標飽和度值產生CIELCH色彩空間中對應的第三畫素資料。
5. 如申請專利範圍第4項所述的影像處理方法，其中該運算參考值等於該飽和度值除以該最大飽和度值。
6. 如申請專利範圍第4項所述的影像處理方法，其中該目標飽和度值等於該影像參考值乘以該最大飽和度值。
7. 如申請專利範圍第1項所述的影像處理方法，其中該影像調整為進行一影像增豔、一亮度校正、一對比度校正、一銳利度校正的至少其一。
8. 如申請專利範圍第1項所述的影像處理方法，其中該原始色彩空間為RGB色彩空間、HSV色彩空間、YCrCb色彩空間、CIELuv色彩空間的其中之一。