专利名称：快速的色彩辨认方法
技术领域：
本发明是有关于一种色彩辨认方法，且特别是有关于一种不需使用除法运算的快速的色彩辨认方法。
先前技术在这个多采多姿的世界中，各种事物也经常具有不同的色彩，因此，在处理影像感测器(image sensor)所撷取的数字影像时，实际上即是针对组成数字影像的各个画素的影像资料，亦即红、蓝、绿等基本色彩成分资料来予以处理。例如，在许多色彩辨认的应用上，如幼教玩具的色彩辨认、电阻色码的色彩辨认等，即是依据各画素的红、蓝、绿等基本色彩成分资料，来辨认并输出其对应的色彩代码。
一般而言，如直接依据组成数字影像的各个画素的红、蓝、绿等基本色彩成分资料，来辨认输出色彩代码时，则会受到不同亮度的影响，而有辨认误差存在。因此，通常会先将各个画素的红、蓝、绿等基本色彩成分资料予以量化(normalized)后，再依据量化后的影像资料来作色彩分类，以排除因亮度不同所造成的色彩辨认误差。假设红、蓝、绿等基本色彩成分资料分别为R、G、B，量化后的红、蓝、绿等基本色彩成分资料分别为r、g、b，则量化计算式如下所示r＝Rk/(Rk+Gk+Bk)g＝Gk/(Rk+Gk+Bk)b＝Bk/(Rk+Gk+Bk)其中，k为量化运算的阶数，阶数愈高，其运算复杂度也会愈高。因此，通常只将k值设定为1，以求取一阶量化的红、蓝、绿等基本色彩成分资料。虽然如此，但由于数字影像画面的画素数目庞大，量化运算的复杂度也会因为除法运算而随的增加，导致实际应用上的困难度的增加。
发明内容
有监于此，本发明的目的是提供一种快速的色彩辨认方法，其可在不需除法运算的情况下，达成量化影像资料的色彩辨认效果，以降低运算的复杂度。
为达上述及其他目的，本发明提供一种快速的色彩辨认方法，适用于依据一画素的基本色彩成分资料，来辨认并输出一色彩代码，其特征在于，包括下列步骤以量化基本色彩成分资料所得的一正三角形平面的一边为底，将该正三角形平面伸展及放大为一等腰直角三角形平面；沿着该等腰直角三角形平面的两个边，分别以i条及j条斜率为1及-1的直线切割为多个区块；以及依据该画素的基本色彩成分资料，来决定该画素的色彩所属的区块，并参考预设的一区块色彩分类表，来输出该色彩代码。
其中当已量化的该画素的基本色彩成分资料为(c1，c2，c3)，且放大率为s时，则将该画素的资料转换为((c1-c2+1)*s，c3*s)，以将该正三角形平面伸展及放大为该等腰直角三角形平面。
其中当该画素的基本色彩成分资料分别为C1、C2及C3时，则决定该画素的色彩所属区块的计算式如下C1*Im＞(C1+C2+C3)＞C1*Im+1C2*Jn＞(C1+C2+C3)＞C2*Jn+1其中Im、Im+1、Jn及Jn+1为分别与i条及j条斜率是1及-1的直线的切割位置相关的系数，而m的值是由0～i，n的值是由0～j。
其中还包括下列步骤依据该画素的基本色彩成分资料，来决定该画素是为彩色或灰阶色，并于该画素为彩色时，才依据该画素的基本色彩成分资料，来决定该画素的色彩所属的区块，及参考预设的该区块色彩分类表，来输出该色彩代码。
其中当该画素的基本色彩成分资料分别为C1、C2及C3时，则决定该画素是为彩色或灰阶色的条件如下(1)Th1_1≤C3-C2≤Th1_r及Th1_t≤C1-C2≤Th1_b及0(C1+C2+C3)＜Th1(2)Th2_1≤C3-C2≤Th2_r及Th2_t≤C1-C2≤Th2_b及Th1(C1+C2+C3)＜Th2
(3)Th3_1≤C3-C2≤Th3_r及Th3_t≤C1-C2≤Th3_b及Th2(C1+C2+C3)其中，Th1_1、Th1_r、Th1_t、Th1_b、Th2_1、Th2_r、Th2_t、Th2_b、Th3_1、Th3_r、Th3_t、Th3_b、Th1及Th2均为预设的参数，且Th2＞Th1＞0，当满足(1)、(2)及(3)的任一条件时，即判断该画素为灰阶色。
其中还包括下列步骤当判断该画素为灰阶色时，则依据该画素的亮度来决定该画素是为黑色、白色或灰阶色彩，并输出黑色、白色或灰阶色彩的该色彩代码。
其中当该画素的基本色彩成分资料分别为C1、C2及C3时，则依据该画素的亮度来决定该画素是为黑色、白色或灰阶色彩的计算式如下当(C1+C2+C3)Th_black，则该画素为黑色当(C1+C2+C3)Th_white，则该画素为白色其中，Th_black及Th_white为预设的亮度参数。
本发明一种快速的色彩辨认方法，适用于依据一画素的基本色彩成分资料，来辨认并输出一色彩代码，其特征在于，包括下列步骤依据该画素的基本色彩成分资料C1、C2及C3，来决定该画素的色彩所属区块，计算式如下C1*Im＞(C1+C2+C3)＞C1*Im+1C2*Jn＞(C1+C2+C3)＞C2*Jn+1其中Im、Im+1、Jn及Jn+1分别代表不同的系数；以及参考预设的一区块色彩分类表，来输出该色彩代码。
其中还包括下列步骤依据该画素的基本色彩成分资料，来决定该画素是为彩色或灰阶色，并于该画素为彩色时，才依据该画素的基本色彩成分资料，来决定该画素的色彩所属的区块。
其中决定该画素是为彩色或灰阶色的条件如下(1)Th1_1≤C3-C2≤Th1_r及Th1_t≤C1-C2≤Th1_b及0(C1+C2+C3)＜Th1(2)Th2_1≤C3-C2≤Th2_r及Th2_t≤C1-C2≤Th2_b及Th1(C1+C2+C3)＜Th2(3)Th3_1≤C3-C2≤Th3_r及Th3_t≤C1-C2≤Th3_b及Th2(C1+C2+C3)其中，Th1_1、Th1_r、Th1_t、Th1_b、Th2_1、Th2_r、Th2_t、Th2_b、Th3_1、Th3_r、Th3_t、Th3_b、Th1及Th2均为预设的参数，且Th2＞Th1＞0，当满足(1)、(2)及(3)的任一条件时，即判断该画素为灰阶色。
其中还包括下列步骤当判断该画素为灰阶色时，则依据该画素的亮度来决定该画素是为黑色、白色或灰阶色彩，并输出黑色、白色或灰阶色彩的该色彩代码。
其中依据该画素的亮度来决定该画素是为黑色、白色或灰阶色彩的计算式如下当(C1+C2+C3)Th_black，则该画素为黑色当(C1+C2+C3)Th_white，则该画素为白色其中，Th_black及Th_white为预设的亮度参数。
由上述的说明中可知，应用本发明所提供的一种快速的色彩辨认方法，则因为决定画素的色彩所属区块的计算式并无除法运算，且切割等腰直角三角形平面所形成的区块，是为量化基本色彩成分资料所获得的正三角形平面的伸展与放大。因此，可在不需除法运算的情况下，达成量化影像资料的色彩辨认效果，从而降低了运算的复杂度。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特以较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下，其中图1是显示一种影像资料处理系统示意图。
图2是显示根据本发明较佳实施例的一种快速的色彩辨认系统示意图。
图3是显示r、g、b量化色彩成分资料座标示意图。
图4是显示将图3的正三角形平面伸展及放大后的等腰直角三角形平面图。
图5是显示分别以15条斜率为1及-1的直线来切割等腰直角三角形平面的示意图。
图6是显示一种预设的区块色彩分类表示意图。
具体实施例方式
请参考图1所示，其为一种影像资料处理系统示意图。图中显示，影像撷取单元110撷取目标物的影像，并输出多个位元的影像资料，这些影像资料再经由色彩的数字讯号处理单元120，进行包括白平衡校正及色彩校正等处理，并输出例如是红(R)、蓝(G)、绿(B)等三个基本色彩成分资料。然后，色彩辨认及分类单元130便依据R、G、B等三个基本色彩成分资料，来辨认影像资料的每一画素的色彩，进而输出可代表画素色彩的色彩代码。
请参考图2所示，其为根据本发明较佳实施例的一种快速的色彩辨认系统示意图。图中显示，此系统首先在210中，依据所接收画素的R、G、B等三个基本色彩成分资料，来决定画素是为彩色或灰阶色。决定画素是为彩色或灰阶色的条件可如下述条件(1)Th1_1≤B-G≤Th1_r及Th1_t≤R-G≤Th1_b及0(R+G+B)＜Th1条件(2)Th2_1≤B-G≤Th2_r及Th2_t≤R-G≤Th2_b及Th1(R+G+B)＜Th2条件(3)Th3_1≤B-G≤Th3_r及Th3_t≤R-G≤Th3_b及Th2(R+G+B)其中，Th1_1、Th1_r、Th1_t、Th1_b、Th2_1、Th2_r、Th2_t、Th2_b、Th3_1、Th3_r、Th3_t、Th3_b、Th1及Th2均为预设的参数，且Th2＞Th1＞0。当满足上述(1)、(2)及(3)的任一条件时，即代表R、G、B等三个基本色彩成分资料是接近的，因此判断此画素为灰阶色。
在210中，当判断画素为灰阶色时，则可以在220中，依据画素的亮度来决定画素是为黑色、白色或灰阶色彩，并输出代表黑色、白色或灰阶色彩的色彩代码。其计算式如下当(R+G+B)Th_black，则画素为黑色当(R+G+B)Th_white，则画素为白色其中，Th_black及Th_white为预设的亮度参数。
另外，在210中，当判断画素为彩色时，即进入240中，以依据230所定义的区块色彩分类表，来辨认并输出其色彩代码。其中，为了可以在不需除法运算的情况下，达成量化影像资料的色彩辨认的效果，此方法首先会进行如下的前置作业以量化基本色彩成分资料所得的正三角形平面的一边为底，将正三角形平面伸展及放大为一等腰直角三角形平面；以及沿著等腰直角三角形平面的两个边，分别以i条及j条斜率为1及-1的直线，将等腰直角三角形平面切割为多个区块。以下将配合图3、图4、图5及图6来加以说明。
请参考图3所示，其为r、g、b量化色彩成分资料座标示意图。其中，假设红、蓝、绿等基本色彩成分资料分别为R、G、B，量化后的红、蓝、绿等基本色彩成分资料分别为r、g、b，则正三角形平面310是运用下述计算式量化R、G、B基本色彩成分资料而得r＝R/(R+G+B)g＝G/(R+G+B)b＝B/(R+G+B)由于r+g+b＝1，因此，量化后的色彩都会落在r+g+b＝1的平面上。
此正三角形平面310上的任一点，均可以任一边为底，而改以平面座标(X，Y)来表示。为了在彩色的色彩分类时，其辨认计算式更易于实现起见，在座标转换的同时，也可以放大率s来将座标资料放大。例如，当放大率s＝1024时，则可以将画素的资料转换为((r-g+1)*1024，b*1024)，此时，即可将量化基本色彩成分资料所得的正三角形平面310，伸展及放大为图4的等腰直角三角形平面410。
然后，沿着等腰直角三角形平面410中斜率为1及-1的两个边，分别以i条及j条斜率为1及-1的直线，来将等腰直角三角形平面410切割为多个区块。如图5所示，即为分别以15条斜率为1及-1的直线来切割等腰直角三角形平面的示意图。其中，直线间的间距可以依色彩分类需求来设定及调整，也就是说，可以是等距或不等距。在图5中，则一共可以切割出211个代表不同色彩的区块。
在完成等腰直角三角形平面的切割后，也需依色彩分类需求来设定一色彩分类表，此一色彩分类表是用来定义图5中每一切割区块所属的色彩代码的对照表，以便可以在应用画素的R、G、B基本色彩成分资料，来计算出画素的色彩所在的区块后，可据以输出对应的色彩代码。其中，也可以依需求而将多个区块分类为相同的色彩，据以输出相同的色彩代码，其中的一种色彩分类法如图6的示意图所示。
在图5中，用以决定画素的色彩所属区块的计算式如下R*Im＞(R+G+B)＞R*Im+1G*Jn＞(R+G+B)＞G*Jn+1
其中Im、Im+1、Jn及Jn+1为分别与i条及j条斜率是1及-1的直线的切割位置相关的系数，而m的值是由0～i，n的值是由0～j。如将上式展开，则可以详细地表示画素的色彩所属的区块如下R*I0＞(R+G+B)＞R*I1i＝0的区块R*I1＞(R+G+B)＞R*I2i＝1的区块....
R*I14＞(R+G+B)＞R*I15i＝14的区块R*I15＞(R+G+B)＞R*I16i＝15的区块以及G*J0＞(R+G+B)＞G*J1j＝0的区块G*J1＞(R+G+B)＞G*J2j＝1的区块....
G*J14＞(R+G+B)＞G*J15j＝14的区块G*J15＞(R+G+B)＞G*J16j＝15的区块例如，当计算画素的R、G、B基本色彩成分资料，而同时满足R*I0＞(R+G+B)＞R*I1及G*J0＞(R+G+B)＞G*J1的计算式时，则可以判断画素的色彩是落于i＝0及j＝0交叉的区块，而可依据色彩分类表中，区块所属的色彩来输出其色彩代码。如此则在色彩辨认时，因为是使用量化基本色彩成分资料后的区块来判断输出其色彩代码，故可在不需除法运算的情况下，达成量化影像资料的色彩辨认效果，从而降低了运算的复杂度。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。
权利要求
1.一种快速的色彩辨认方法，适用于依据一画素的基本色彩成分资料，来辨认并输出一色彩代码，其特征在于，包括下列步骤以量化基本色彩成分资料所得的一正三角形平面的一边为底，将该正三角形平面伸展及放大为一等腰直角三角形平面；沿着该等腰直角三角形平面的两个边，分别以i条及j条斜率为1及-1的直线切割为多个区块；以及依据该画素的基本色彩成分资料，来决定该画素的色彩所属的区块，并参考预设的一区块色彩分类表，来输出该色彩代码。
2.如权利要求1所述的快速的色彩辨认方法，其特征在于，其中当已量化的该画素的基本色彩成分资料为(c1，c2，c3)，且放大率为s时，则将该画素的资料转换为((c1-c2+1)*s，c3*s)，以将该正三角形平面伸展及放大为该等腰直角三角形平面。
3.如权利要求1所述的快速的色彩辨认方法，其特征在于，其中当该画素的基本色彩成分资料分别为C1、C2及C3时，则决定该画素的色彩所属区块的计算式如下C1*Im＞(C1+C2+C3)＞C1*Im+1C2*Jn＞(C1+C2+C3)＞C2*Jn+1其中Im、Im+1、Jn及Jn+1为分别与i条及j条斜率是1及-1的直线的切割位置相关的系数，而m的值是由0～i，n的值是由0～j。
4.如权利要求1所述的快速的色彩辨认方法，其特征在于，其中还包括下列步骤依据该画素的基本色彩成分资料，来决定该画素是为彩色或灰阶色，并于该画素为彩色时，才依据该画素的基本色彩成分资料，来决定该画素的色彩所属的区块，及参考预设的该区块色彩分类表，来输出该色彩代码。
5.如权利要求4所述的快速的色彩辨认方法，其特征在于，其中当该画素的基本色彩成分资料分别为C1、C2及C3时，则决定该画素是为彩色或灰阶色的条件如下(1)Th1_1≤C3-C2≤Th1_r及Th1_t≤C1-C2≤Th1_b及0(C1+C2+C3)＜Th1(2)Th2_1≤C3-C2≤Th2_r及Th2_t≤C1-C2≤Th2_b及Th1(C1+C2+C3)＜Th2(3)Th3_1≤C3-C2≤Th3_r及Th3_t≤C1-C2≤Th3_b及Th2(C1+C2+C3)其中，Th1_1、Th1_r、Th1_t、Th1_b、Th2_1、Th2_r、Th2_t、Th2_b、Th3_1、Th3_r、Th3_t、Th3_b、Th1及Th2均为预设的参数，且Th2＞Th1＞0，当满足(1)、(2)及(3)的任一条件时，即判断该画素为灰阶色。
6.如权利要求4所述的快速的色彩辨认方法，其特征在于，其中还包括下列步骤当判断该画素为灰阶色时，则依据该画素的亮度来决定该画素是为黑色、白色或灰阶色彩，并输出黑色、白色或灰阶色彩的该色彩代码。
7.如权利要求6所述的快速的色彩辨认方法，其特征在于，其中当该画素的基本色彩成分资料分别为C1、C2及C3时，则依据该画素的亮度来决定该画素是为黑色、白色或灰阶色彩的计算式如下当(C1+C2+C3)Th_black，则该画素为黑色当(C1+C2+C3)Th_white，则该画素为白色其中，Th_black及Th_white为预设的亮度参数。
8.一种快速的色彩辨认方法，适用于依据一画素的基本色彩成分资料，来辨认并输出一色彩代码，其特征在于，包括下列步骤依据该画素的基本色彩成分资料C1、C2及C3，来决定该画素的色彩所属区块，计算式如下C1*Im＞(C1+C2+C3)＞C1*Im+1C2*Jn＞(C1+C2+C3)＞C2*Jn+1其中Im、Im+1、Jn及Jn+1分别代表不同的系数；以及参考预设的一区块色彩分类表，来输出该色彩代码。
9.如权利要求8所述的快速的色彩辨认方法，其特征在于，其中还包括下列步骤依据该画素的基本色彩成分资料，来决定该画素是为彩色或灰阶色，并于该画素为彩色时，才依据该画素的基本色彩成分资料，来决定该画素的色彩所属的区块。
10.如权利要求9所述的快速的色彩辨认方法，其特征在于，其中决定该画素是为彩色或灰阶色的条件如下(1)Th1_1≤C3-C2≤Th1_r及Th1_t≤C1-C2≤Th1_b及0(C1+C2+C3)＜Th1(2)Th2_1≤C3-C2≤Th2_r及Th2_t≤C1-C2≤Th2_b及Th1(C1+C2+C3)＜Th2(3)Th3_1≤C3-C2≤Th3_r及Th3_t≤C1-C2≤Th3_b及Th2(C1+C2+C3)其中，Th1_1、Th1_r、Th1_t、Th1_b、Th2_1、Th2_r、Th2_t、Th2_b、Th3_1、Th3_r、Th3_t、Th3_b、Th1及Th2均为预设的参数，且Th2＞Th1＞0，当满足(1)、(2)及(3)的任一条件时，即判断该画素为灰阶色。
11.如权利要求9所述的快速的色彩辨认方法，其特征在于，其中还包括下列步骤当判断该画素为灰阶色时，则依据该画素的亮度来决定该画素是为黑色、白色或灰阶色彩，并输出黑色、白色或灰阶色彩的该色彩代码。
12.如权利要求11所述的快速的色彩辨认方法，其特征在于，其中依据该画素的亮度来决定该画素是为黑色、白色或灰阶色彩的计算式如下当(C1+C2+C3)Th_black，则该画素为黑色当(C1+C2+C3)Th_white，则该画素为白色其中，Th_black及Th_white为预设的亮度参数。
全文摘要
一种快速的色彩辨认方法，是直接依据画素的基本色彩成分资料，来决定画素的色彩在一等腰直角三角形平面上所属的区块，并参考预设的区块色彩分类表，来输出其色彩代码。由于区块组成的等腰直角三角形平面，是为量化基本色彩成分资料所获得的正三角形平面的伸展与放大，因此，可在不需除法运算的情况下，达成量化影像资料的色彩辨认效果，从而降低了运算的复杂度。
文档编号G06K9/80GK1684098SQ200410033478
公开日2005年10月19日 申请日期2004年4月12日 优先权日2004年4月12日
发明者简千佳, 郑嘉宝, 陈立明 申请人:凌阳科技股份有限公司