专利名称：一种色彩三维示波器中三维示波模型的动态显示方法
技术领域：
本发明涉及图像、视频处理领域，尤其涉及一种色彩三维示波器中三维示波模型的动态显示方法。
背景技术：
随着非线性编辑系统的出现，电视节目的后期制作，特别是视频、图像的处理技术得到了长足的发展。在图像处理技术中，色彩空间是一个常用的概念。·“色彩空间”一词源于西方的“Color Space”，又称作“色域”，色彩学中，人们建立了多种色彩模型，以一维、二维、三维甚至四维空间坐标来表示某一色彩，这种坐标系统所能定义的色彩范围即色彩空间。RGB(红绿蓝)色彩空间是计算机中常见的色彩空间，它通过红、绿、蓝三基色的相加来产生其他的颜色。其中RGB24使用24位比特位表示一个像素点的色彩，红、绿、蓝各占8位(各颜色由浅入深均有00000000 11111111共256种)，可以得到256*256*256种颜色。常用的色彩空间还有YUV、HSL等。在图像处理的过程中，人们期望一种直观描述图像颜色信息的基本诉求，于是出现了图像色彩示波器。现有技术中，人们可以通过传统的矢量示波器进行色彩的调整，但是由于矢量示波器是二维图形，通常二维图形只能建立数学坐标系中的两个轴，所以现有技术并不能展示像素点的分布信息、像素点的相对关系信息、像素点的聚集密度和像素点之间的相对位置等，比如，UV矢量图只能描述YUV色彩空间中的U、V两路色差信息；Y波形图只能描述YUV色彩空间中的Y亮度信息；RGB队列示波器只能描述RGB色彩空间中的某一个颜色通道的统计信息。总之，传统的示波器虽然能从各个方面显示出图像中的颜色信息，但是不能直观显示图像中真实颜色分布情况，不能同时描述色彩空间中每一种分量上图像颜色的分布情况。
发明内容
本发明提供一种色彩三维示波器中三维示波模型的动态显示方法，通过采用三维示波模型，让用户可以通过三维示波模型直观的看到像素点的分布信息、像素点的相对关系信息、像素点的聚集密度和像素点之间的相对位置等。为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种色彩三维示波器中三维示波模型的动态显示方法，包括以下步骤引入三维示波模型；获取用户输入的观察点位置参数；根据所述用户输入的观察点位置参数，计算得到所述三维示波模型与所述观察点的相对位置；根据所述三维示波模型与所述观察点的相对位置的坐标与所述三维示波模型的坐标生成从所述三维示波模型的坐标到所述三维示波模型与所述观察点的相对位置的坐标的调整变换矩阵；
根据所述调整变换矩阵将所述三维示波模型变换成为新的三维示波模型；获取所述新的三维示波模型所在的三维空间到二维空间的投影变换矩阵；根据所述投影变换矩阵将所述新的三维示波模型投影并渲染到所述二维空间进行展示。本发明实施例通过引入三维示波模型，通过获取用户输入的控制参数；根据用户输入的控制参数，将三维示波模型进行平移、旋转、缩放，得到调整后的三维示波模型；利用投影变换矩阵把三维示波器模型渲染到二维图像；将所述渲染后的二维图像进行展示。让用户可以通过三维示波模型直观的看到像素点的分布信息、像素点的相对关系信息、像素点的聚集密度和像素点之间的相对位置等。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本发明实施例三维示波器的空间位置实时交互方法的流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供一种色彩三维示波器中三维示波模型的动态显示方法，如图1，包括以下步骤步骤101，引入三维示波模型；根据一定的采样密度获取原始图像数据，如果是标清图像720x576，缩放因子(8，8)，如果是高清图像1920x1080，缩放因子(16，16)。输入图像一般是YUV图像数据，如果需要显示RGB或者HSL等其它色彩空间的统计信息，需要把缩放之后的图像数据转换成相关的RGB数据或者HSL图像数据。RGB色彩空间的模型RGB模型时只脚坐标；X-轴——> R 'Y-轴——> G ；Z-轴——> B ;其中，RGB的取值范围[-0.5,0. 5]；缩略图中像素点的颜色值用<r，g，b>表示，像素点RGB分量的比特位分别为〈Bits-r, Bits-g, Bits-b>,那么，对应到RGB模型中的坐标点用〈r' , g' , h' >表示r' = r/(2*Bits_r)-0. 5 ;g/ = g/(2*Bits_g)-0. 5 ;b' = b/(2*Bits_b)-0. 5 ;HSL色彩空间的模型HSL坐标系是极坐标系，H代表极角、S代表极半径、L是垂直于极坐标平面的轴；H取值范围
，S取值范围[O，I]，L取值范围[_0.5，0.5];缩略图的HSL值用<h，S，I>表示，对应到极坐标系模型中的HSL值为<h' , s/，T > ；h' = h ；s' =s;I' = 1-0. 5 ；其对应的直角坐标系表示如下，X轴一 >极半径在极角为0°的轴上的投影场；Z轴一>极半径在极角为90°轴上的投影；Y轴一>对应极坐标的L轴；极坐标为<h'，s'，r >的像素点，在直角坐标系中的位置用<x' , y' , z' >表示，转化关系如下
X1 =s' *cos(h')；J1 = I1 ；z' = s' *sin(h/ )；YUV色彩空间的模型YUV坐标系是直角坐标系-X-轴——> V值，Y-轴——> Y值，Z-轴——> U值；Y 取值范围[-0. 5,0. 5], V 取值范围[-0. 5,0. 5], U 取值范围[-0. 5,0. 5]；缩略图上的YUV颜色值用〈V，y，u>表示，像素YUV分量的比特位数分别为〈Bits-y, Bits-u, Bits_v>,色彩对应到颜色空间的坐标点用〈V' , y' ,U1 >n' = v/(2*Bits_v)-0. 5 ;y/ = y/(2*Bits_y)-0. 5 ;u/ = u/(2*Bits_r)-0. 5 ;步骤102，获取用户输入的观察点位置参数；观察点位置参数具体为观察点在所述三维示波模型中的坐标。还可以是与现在的观察点相比，距所述三维示波模型的距离变化值；与现在的观察点相比，观察角度的变化值。获取用户输入的观察点位置参数，具体包括获取用户通过鼠标进行的缩放、平移、旋转的操作；根据用户通过鼠标进行的缩放、平移、旋转的操作，得到观察点的位置参数。还包括根据用户通过其它输入设备输入的缩放、平移、旋转的操作，得到观察点的位置参数。步骤103，根据所述用户输入的观察点位置参数，计算得到所述三维示波模型与所述观察点的相对位置；因为，渲染结果是从某一个角度观察三维模型中的所有点，会有前后的遮挡，导致观察的结果特征不是很明显，我们通过提供旋转、平移等操作，让用户可以通过鼠标、键盘等输入设备，调节模型的姿态，呈现出具有明显特征的颜色分布渲染结果。步骤104，生成调整变换矩阵。根据所述三维示波模型与所述观察点的相对位置的坐标与所述三维示波模型的坐标生成从所述三维示波模型的坐标到所述三维示波模型与所述观察点的相对位置的坐标的调整变换矩阵；步骤105，根据所述调整变换矩阵将所述三维示波模型变换成为新的三维示波模型；步骤106，获取所述新的三维示波模型所在的三维空间到二维空间的投影变换矩阵；步骤107，根据所述投影变换矩阵将所述新的三维示波模型投影并渲染到所述二维空间进行展示。由于最终展示到用户面前的图像是一个平面的图像，所以，还需要把三维坐标系根据转换算法投影到二维图像中进行展示。其中，投影变换矩阵能够使距离观察点相对较远的点元投影之后比较小，而距离观察点相对较近的点元投影之后比较大，让最终显示的二维图像看起来更加有立体感。本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下 本发明实施例通过引入三维示波模型，通过获取用户输入的控制参数；根据用户输入的控制参数，将三维示波模型进行平移、旋转、缩放，得到调整后的三维示波模型；利用投影变换矩阵把三维示波器模型渲染到二维图像；将所述渲染后的二维图像进行展示。让用户可以通过三维示波模型直观的看到像素点的分布信息、像素点的相对关系信息、像素点的聚集密度和像素点之间的相对位置等。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以可借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是⑶-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种色彩三维示波器中三维示波模型的动态显示方法，其特征在于，包括以下步骤 引入三维示波模型； 获取用户输入的观察点位置参数； 根据所述用户输入的观察点位置参数，计算得到所述三维示波模型与所述观察点的相对位置； 根据所述三维示波模型与所述观察点的相对位置的坐标与所述三维示波模型的坐标生成从所述三维示波模型的坐标到所述三维示波模型与所述观察点的相对位置的坐标的调整变换矩阵； 根据所述调整变换矩阵将所述三维示波模型变换成为新的三维示波模型； 获取所述新的三维示波模型所在的三维空间到二维空间的投影变换矩阵； 根据所述投影变换矩阵将所述新的三维示波模型投影并渲染到所述二维空间进行展 示。
2.如权利要求I所述方法，其特征在于，所述观察点位置参数为观察点在所述三维示波模型中的坐标。
3.如权利要求I所述方法，其特征在于，所述观察点位置参数包括 与现在的观察点相比，距所述三维示波模型的距离变化值； 与现在的观察点相比，观察角度的变化值。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述获取用户输入的观察点位置参数，具体包括 获取用户通过鼠标进行的缩放、平移、旋转的操作； 根据用户通过鼠标进行的缩放、平移、旋转的操作，得到观察点的位置参数。
5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述获取用户输入的观察点位置参数，还包括根据用户通过其它输入设备输入的缩放、平移、旋转的操作，得到观察点的位置参数。
6.如权利I所述的方法，其特征在于，所述投影变换矩阵使距离观察点相对较远的点元投影之后比距离观察点相对较近的点元投影之后小。
全文摘要
本发明公开一种色彩三维示波器中三维示波模型的动态显示方法，通过引入三维示波模型，通过获取用户输入的控制参数；根据用户输入的控制参数，将三维示波器模型进行平移、旋转、缩放，得到调整后的三维示波模型；利用投影变换矩阵把三维示波器模型渲染到二维图像；将所述渲染后的二维图像进行展示。让用户可以通过三维示波模型直观的看到像素点的分布信息、像素点的相对关系信息、像素点的聚集密度和像素点之间的相对位置等。
文档编号G09G5/36GK102750933SQ20111036303
公开日2012年10月24日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者刘小辉 申请人:新奥特(北京)视频技术有限公司