专利名称：一种图像色彩调整系统及方法
技术领域：
本发明涉及图像色彩处理技术领域，特别涉及一种图像色彩调整系统及 方法。
背景技术：
由于数字相机、摄录像机、显示器、彩色打印机、LCD电视机在全球市场 中仍持续大幅成长，且产品日趋成熟，因而相关产品也转而追求质量的提升。 彩色技术对影像系统产品的质量及功效有决定性的影响，使用者的购买行为受 到彩色影像质量及所提供的彩色影像处理功能的影响极大。在影像多媒体设备中，使用者通常希望看到的影像颜色是正确的，故不论 是输入或输出装置，都需要能将正确的色彩重现，也就是看到什么就得到什么。 但是，在获得正确的色彩后，使用者往往还不满足于此，因为相同的影像中不 同的色彩组合会带给人们不同的感受，所以使用者希望能有更符合自身喜好的 色彩表现，这也就是喜好色(FavoriteColor)的概念，喜好色赋予了使用者调整装 置色彩表现的能力，使得影像装置能将使用者喜好的色彩重现，譬如天空更蓝、 草地更绿等效果。然而，现有的图像色彩处理技术在调整色相和彩度时，无法根据不同的颜 色做不一样的色相或彩度调整。针对上述问题，美国专利申请早期公开第 20060087591号依据不同的相位信息来调整同相信号I(in-phase signal)与正相信 号Q(quadmture signal),如图1所示，包括一相位差分器102、迟延装置106、 一色度表104、 一旋转装置IIO、 一增益装置112及一饱和度表108。相位差分 器102的输入信号为一彩度信号(chrominance)的I分量及Q分量，相位差分器 102依据I分量及Q分量算出一相位，并输出至色度表104。色度表104依据该转角度。旋转装置110接收该旋转角度，算出相对应的COS()及sin()值，并依据所算出的cos()及sin()值对I及Q分量执行旋转运算，进而调 整该彩度信号(chrominance)的色度及饱和度。图2为现有旋转装置的结构示意图。如图2所示，旋转装置110不仅需具 有cos()、 sin()的计算引擎，同时还需一旋转子装置，用于将I及Q分量执行旋 转运算而获得I，及Q，分量。然而在实际电路中，cos()、 sin()的计算引擎不仅耗 费许多的逻辑门，同时亦浪费大量能源。而且无法针对不同颜色范围分别调整 其色度信号。由此可知，现有图像色彩调整系统及方法仍有改善的空间。发明内容本发明的一个主要目的在于提供一种图像色彩调整系统，针对不同颜色范 围分别调整其色度信号，从而提供更佳的使用便利性。本发明的另 一 目的在于提供一种图像色彩调整方法，针对不同颜色范围分 别调整其色度信号，同时避免使用cos()、 sin()的计算引擎，从而降低成本及能 源的耗费。依据本发明的一个主要目的，本发明提出一种图像色彩调整系统，包含一 饱和度计算装置、 一色度计算装置、 一第一查表装置、 一第二查表装置及一混 和装置。所述饱和度计算装置接收一RGB像素，并产生该像素的一饱和度；所 述色度计算装置接收所述RGB像素，并产生所述像素的一色度；所述第一查表 装置连接至所述色度计算装置，所述第一查表装置储存多个第一调整系数对， 依据所述像素的色度输出对应的一第一调整系数对；所述第二查表装置连接至 所述色度计算装置，所述第二查表装置储存多个第二调整系数对，依据所述像 素的色度输出对应的一第二调整系数对；所述混和装置连接至所述饱和度计算 装置、所述第一查表装置及所述第二查表装置，依据所述像素的饱和度对所述 第一调整系数对及所述第二调整系数对执行加权运算，产生一输出系数对。依据本发明的另一目的，本发明提出一种图像色彩调整方法，包含下列步骤 一饱和度计算步骤，接收一RGB像素，并产生所述RGB像素的一饱和度； 一色度计算步骤，接收所述RGB像素，并产生所述RGB像素的一色度； 一第 一查表步骤，依据所述RGB像素的色度而对一第一查表装置执行查表操作，输 出对应的一第一调整系数对，其中，所述第一查表装置储存多个所述第一调整 系数对； 一第二查表步骤，依据所述RGB像素的色度而对一第二查表装置执行 查表操作，输出对应的一第二调整系数对，其中，所述第二查表装置储存多个 所述第二调整系数对； 一混和步骤，依据所述RGB像素的饱和度对所述第一调 整系数对及所述第二调整系数对执行加权运算，产生一输出系数对。
图1为现有技术的结构示意图；图2为现有旋转装置的结构示意图；图3为本发明图像色彩调整系统一实施例的结构示意图；图4为本发明第一查表装置储存内容的示意图；图5为本发明图像色彩调整系统另一实施例的结构示意图。附图中的标号说明相位差分器102迟延装置106色度表104旋转装置110增益装置112饱和度表108YUV至RGB转换装置310 饱和度计算装置320 色度计算装置330第一查表装置340 第二查表装置350 混和装置360 UV转换装置370 第一查表装置610 第二查表装置620 控制器630 输入装置640具体实施方式
图3为本发明图像色彩调整系统一实施例的结构示意图，该图像色彩调整 系统包含一饱和度计算装置320、 一色度计算装置330、 一第一查表装置340、 一第二查表装置350、 一混和装置360、 一 YUV至RGB转换装置310及一 UV 转换装置370。YUV至RGB转换装置310，用于将一 YUV格式的像素转换为一 RGB格式的像素。YUV至RGB转换装置310可依据如下公式将YUV转至RGB:= y + 1.371xK G = ;r —0.336f/-0.698F 5 = :F + 1.732t/其中，YUV至RGB转换装置310可由硬件描述语言(Hardware Description Language)实现。饱和度计算装置320接收该RGB像素，并产生该像素的一饱和度。该RGB 像素的饱和度Sat计算式可为fix{[l-3*min(R,G,B)/(R+G+B)]*255}，其中，R、 G、 B分别为该像素的红色值、绿色值及蓝色值，min()为最小函数，fix为天花 板函数。其中，0^SflZ^255 。也就是说，在本实施例中，该饱和度Sat使用8 位纪录，其它实施例中，根据设计上的需要，该饱和度Sat亦可使用其它位记录，以增加准确度。色度计算装置330,接收该RGB像素，并产生该RGB像素的一色度Hue。 该RGB像素的色度Hue计算式可为其中，^cos-'(0.5承[(R-G) + (R-B)]/[(R-G)2+(R-B)(G-B)]5}， R、 G、 B分别 为该RGB像素的红色值、绿色值及蓝色值。色度Hue的大小介于0与359之 间，亦即0 2 Hue S 359 。第一查表装置340连接至色度计算装置330。第一查表装置340储存多个 第一调整系数对，依据该RGB像素的色度Hue输出对应的一第一调整系数对 。该第一调整系数对toWd—ra/恥依据一第一预设饱和度及一第一预设色度产生。图4为本发明第一查表装置340储存内容的示意图。如图4所示，当色度 Hue为第一范围(0° 59°)及第三范围(120°~359°)时，该第一调整系数对 toWd —ra/^为(1,0),亦即输出等于输入，并不进行调整。当色度Hue为第二范 围(60' ~119°)时，该第一调整系数对toWeLw /"e依据第一预设饱和度&,，及第一预设色度产生。本实施例中，第一预设色度为1(T,亦即该第一调整系数对 toWd — ra/w为(Sa^w xOw(10。),& w x&>7(10°》。依据色度Hue作为指标(index),在第一查表装置340找寻相对应的第一调整系数对to6/e1—va/"e并输出。第二查表装置350连接至色度计算装置330，第二查表装置350储存多个 第二调整系数对，依据该像素的色度输出对应的一第二调整系数对toWe2j"/M 。 该第二调整系数对toWe2 _ ra/w依据一第二预设饱和度及一第二预设色度产生。当色度Hue为第四范围((T ~119°)及第六范围(240° ~359°)时，该第二调整系 数对toWe2一ra/"e为(1,0)，即输出等于输入，并不进行调整。当色度Hue为第五 范围(120° ~ 239°)时，该第二调整系数对toWd — v"/"e依据第二预设饱和度SW歸2及第二预设色度产生。本实施例中，第二预设色度为1(T,即该第二调整系数对第二查表装置350的储存内容与图4第一查表装置340的储存内容相类似， 为本领域技术人员所能轻易完成，不予赘述。然而，需要强调的是，上述第一 预设饱和度&^w、第一预设色度、第二预设饱和度^乖、第二预设色度、第一范围、第二范围、第三范围、第四范围、第五范围及第六范围仅仅是为了方 便说明，本领域技术人员可依据本发明技术进行调整。混和装置360连接至饱和度计算装置320、第一查表装置340及第二查表 装置350，依据该像素的饱和度Sat对该第一调整系数对toWd」"/恥及该第二调 整系数对to他2 — 执行加权运算，产生 一输出系数对。当该RGB像素的饱和度Sat小于一第三预设饱和度时，混和装置360的输 出系数对为该第一调整系数对。当该像素的饱和度Sat大于一第四预设饱和度 时，该输出系数对为该第二调整系数对。当该像素的饱和度Sat大于该第三预 设饱和度且该像素的饱和度小于该第四预设饱和度时，该输出系数对为a x toWel — ra/we + (1 - a j x toWe2 — ra/we其中，toWd _ vfl/恥为第 一调整系数对，toWe2 — v"/m为第二调整系数对，UV转换装置370连接至混和装置360,用于依据该输出系数对调整该YUV 像素的U值及V值。UV转换装置370依据下列公式调整该YUV像素的U值 及V值a2一g2其中，"1及"2为该输出系数的系数，[/及r分别为该YUV像素的U值及 V值。图5为本发明图像色彩调整系统另一实施例的结构示意图。如图5所示，与图3的主要差别在于新增一控制器630及一输入装置640,并将第一查表装 置610及第二查表装置620改为一可擦写存储装置。第一查表装置610及第二 查表装置620可为闪存、静态随机存取器(SRAM)、或是动态随机存取器 (DRAM)。当使用者经输入装置640选定该第一预设饱和度&f，,、第一预设色度、第 二预设饱和度5",歸2、第二预设色度、第一范围、第二范围、第三范围、第四 范围、第五范围及第六范围等相关参数时，控制器630依据使用者选定的参数 计算第一查表装置610及第二查表装置620的对应内容，并写入第一查表装置 610及第二查表装置620中。由上述说明可知，本发明是利用饱和度计算装置320、色度计算装置330、 第一查表装置340、第二查表装置350及混和装置360，针对不同颜色范围分别 调整其色度信号(U,V signal),从而达到颜色调整的目的。同时，由计算出的色 相和彩度定义出每个画素的颜色，再利用第一查表装置及第二查表装置，可针 对不同颜色范围分别调整其色度信号，从而调出符合喜好的颜色(favorite color)。 本发明除根据不同的画素色相值设定不同的色相和彩度改变量，还可以根据不 同的画素彩度值设定不同的色相和彩度改变量，亦即同时根据画素的色相值和 彩度值决定色相和彩度改变量，从而可更精确的调整想要调整的颜色范围。范围应以发明申请范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种图像色彩调整系统，其特征在于，包含一饱和度计算装置，接收一RGB像素，并产生所述RGB像素的一饱和度；一色度计算装置，接收所述RGB像素，并产生所述RGB像素的一色度；一第一查表装置，连接至所述色度计算装置，用于依据所述像素的色度输出对应的一第一调整系数对，其中，所述第一查表装置储存多个所述第一调整系数对；一第二查表装置，连接至所述色度计算装置，用于依据所述像素的色度输出对应的一第二调整系数对，其中，所述第二查表装置储存多个所述第二调整系数对；以及一混和装置，分别连接所述饱和度计算装置、所述第一查表装置及所述第二查表装置，依据所述RGB像素的饱和度，对所述第一调整系数对及所述第二调整系数对执行加权运算，产生一输出系数对。
2. 如权利要求1所述的图像色彩调整系统，其特征在于，进一步包含一 YUV至RGB转换装置，用于将一 YUV像素转换为所述RGB像素并分 别发送给所述饱和度计算装置及所述色度计算装置。
3. 如权利要求2所述的图像色彩调整系统，其特征在于，进一步包含 一UV转换装置，连接所述混和装置，用于依据所述输出系数对调整所述YUV像素中的U值及V值。
4. 如权利要求1所述的图像色彩调整系统，其特征在于，所述RGB像素 的々包和度为Sat=fix{[l-3*min(R, G， B)/(R+G+B)]*255},其中，R、 G、 B分别为所述像素的红色值、绿色值及蓝色值，min()为最小 函数，fix为天花板函数，Sat为所述RGB像素的饱和度。
5. 如权利要求1所述的图像色彩调整系统，其特征在于，所述RGB像素 的色度为其中，6^cos扁^0.5承[(R-G) + (R-B)]/[(R-G)2+(R-B)(G-B)]5}， R、 G、 B分别 为所述像素的红色值、绿色值及蓝色值，Hue为所述RGB像素的色度。
6. 如权利要求1所述的图像色彩调整系统，其特征在于，所述第一查表装 置为可擦写存储装置。
7. 如权利要求6所述的图像色彩调整系统，其特征在于，所述第一调整系 数对依据第 一预设饱和度及第 一预设色度产生。
8. 如权利要求1所述的图像色彩调整系统，其特征在于，所述第二查表装 置为可擦写存储装置。
9. 如权利要求8所述的图像色彩调整系统，其特征在于，所述第二调整系 数对依据第二预设饱和度及第二预设色度产生。
10. 如权利要求3所述的图像色彩调整系统，其特征在于，当所述像素的 饱和度小于一第三预设饱和度时，将所述输出系数对设定为所述第一调整系数 对。
11. 如权利要求IO所述的图像色彩调整系统，其特征在于，当所述像素的 饱和度大于一第四预设饱和度时，将所述输出系数对设定为所述第二调整系数 对。
12. 如权利要求11所述的图像色彩调整系统，其特征在于，当所述RGB像素的饱和度大于所述第三预设饱和度且所述RGB像素的饱和度小于所述第四预设饱和度时，将所述输出系数设定为 a x toWel _ v"/we + (1 — a) x to6/e2 — ra/we其中，toWd —ra/眺为所述第一调整系数对，toWe2j"/"e为所述第二调整系 数对，0 2 a化
13. —种图像色彩调整方法，其特征在于，包含下列步骤 一饱和度计算步骤，接收一RGB像素，并产生所述RGB像素的一饱和度；一色度计算步骤，接收该RGB像素，并产生所述RGB像素的一色度； 一第一查表步骤，依据所述像素的色度对一第一查表装置执行查表操作，输出对应的一第一调整系数对，其中，所述第一查表装置储存多个所述第一调整系数对；一第二查表步骤，依据所述RGB像素的色度对一第二查表装置执行查表操 作，输出对应的一第二调整系数对，其中，所述第二查表装置储存多个所述第 二调整系数对；以及一混和步骤，依据所述RGB像素的饱和度，对所述第一调整系数对及所述 第二调整系数对执行加权运算，以产生一输出系数对。
14. 如权利要求13所述的图像色彩调整方法，其特征在于，在所有步骤前 进一步包含下列步骤一 YUV至RGB转换步骤，将一 YUV像素转换为所述RGB像素。
15. 如权利要求14所述的图像色彩调整方法，其特征在于，在所有步骤后 进一步包含下列步骤一 UV转换步骤，依据所述输出系数对调整所述YUV像素的U值及V值。
16. 如权利要求13所述的图像色彩调整方法，其特征在于，所述饱和度计 算步骤中，产生所述RGB像素的饱和度为Sat=fix{[l-3*min(R， G, B)/(R+G+B)]*255},其中，R、 G、 B分别为所述像素的红色值、绿色值及蓝色值，min()为最小 函数，fix为天花板函数，Sat为所述RGB像素的饱和度。
17. 如权利要求13所述的图像色彩调整方法，其特征在于，所述色度计算 步骤中，产生所述RGB像素的色度计算式为其中，e二cos-H0.5^(R-G) + (R-B)]/[(R-G)2+(R-B)(G-B)]4, R、 G、 B分别 为所述RGB像素的红色值、绿色值及蓝色值，Hue为所述RGB像素的色度。
18.如权利要求13所述的图像色彩调整方法，其特征在于，所述第一查表6, 5SG 360-S, 5>G步骤中，所述第一查表装置为可擦写存储装置。
19. 如权利要求18所述的图像色彩调整方法，其特征在于，所述第一调整系数对依据一第 一预设饱和度及一第 一预设色度产生。
20. 如权利要求13所述的图像色彩调整方法，其特征在于，所述第二查表 步骤中，所述第二查表装置为可擦写存储装置。
21. 如权利要求20所述的图像色彩调整方法，其特征在于，所述第二调整 系数对依据一第二预设饱和度及一第二预设色度产生。
22. 如权利要求15所述的图像色彩调整方法，其特征在于，当所述像素的 饱和度小于一第三预设饱和度时，将所述输出系数对设定为所述第一调整系数 对。
23. 如权利要求22所述的图像色彩调整方法，其特征在于，当所述RGB 像素的饱和度大于一第四预设饱和度时，将所述输出系数对设定为所述第二调 整系数对。
24. 如权利要求23所述的图像色彩调整方法，其特征在于，当所述RGB 像素的饱和度大于所述第三预设饱和度且小于所述第四预设饱和度时，所述输 出系数对为其中，_ra/we为第 一 调整系数对，toWe2 _ ra/we为第二调整系数对， OSa化
全文摘要
本发明公开了一种图像色彩调整系统。包括一饱和度计算装置，接收一RGB像素，并产生该像素的一饱和度。一色度计算装置，接收该RGB像素，并产生该像素的一色度。一第一查表装置，储存多个第一调整系数对，依据该像素的色度输出对应的第一调整系数对。一第二查表装置，储存多个第二调整系数对，依据该像素的色度输出对应的第二调整系数对。该系统进一步包括一混和装置，依据该像素的饱和度对该第一调整系数对及该第二调整系数对执行加权运算，产生一输出系数对。一UV转换装置，依据输出系数对，调整该像素的U值及V值。
文档编号H04N9/68GK101325723SQ20071010672
公开日2008年12月17日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日
发明者陈衍霖 申请人:凌阳科技股份有限公司