相机的自动色彩空间与情境转换方法

摘要

一种相机的自动色彩空间与情境转换方法，至少包括下列步骤：选定一原始影像与一目标影像；执行一自动色彩空间转换，分别将二者影像的一色彩空间转换至另一色彩空间；接着执行一色阶匹配，进行特征分群与最相似邻域搜寻；以及执行一色彩信息复制，将目标影像与原始影像互相匹配的相对区域连结，而后复制目标区域的色彩与亮度信息到原始影像的相对区域，以达到情境转换的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及一种相机的自动色彩空间与情境转换方法。

背景技术

一般相机提供各种不同情境转换的拍照模式，用以呈现出不同视觉效果，举例说明如复古、黑白、与浮雕等情境转换的拍照模式。

现有技术所提供情境转换的拍照模式，不仅单调且样式有限，早已不敷大众需求。现有技术中利用色彩空间转换、色温变化、或边缘特殊处理，达到情境转换的目的。举例说明，把在白天所拍摄的高色温的影像转换成在黄昏时低色温的影像。其中影像转换只改变各色彩的增益(gain)或色彩校正矩阵(color correction matrix)，这种利用色温变化达到影像转换方式，较不自然，且拍照模式有限。

根据中国台湾发明专利公告编号558670号揭示一种“具有光源设定及色彩校正功能的数字相机”，利用色温变化改变各色彩的增益，并色彩校正，提供影像转换，所得到的影像较不自然，且拍照模式有限。

于是，本发明人有感上述缺陷的可改善之处，且依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究，并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明技术方案。

发明内容

因此本发明的目的就是提出一种相机的自动色彩空间与情境转换方法，其所得到的影像较自然，且具有多样化拍照模式，达到情境转换的目的。

根据本发明的上述目的，本发明提供一种相机的自动色彩空间与情境转换方法，至少包括：选定一原始影像与一目标影像；接着执行一自动色彩空间转换，将原始影像与目标影像的一色彩空间分别转换成另一色彩空间，并得到原始影像与目标影像在另一色彩空间的亮度色阶分布，亮度色阶分布计算原始影像与目标影像的多个像素值分别相对应于在另一色彩空间的多个亮度色阶值的出现机率，各该些像素值具有彩度信息；再来执行一色阶匹配，首先将原始影像与目标影像在另一色彩空间的亮度色阶分布分别进行一特征分群，再执行最相似邻域搜寻，找出原始影像在另一色彩空间的亮度色阶分布最匹配于目标影像在另一色彩空间的亮度色阶分布；以及执行一色彩信息复制，将目标影像与原始影像在另一色彩空间中最匹配的亮度色阶分布，找出所相对应于目标影像的像素值，复制该彩度信息到原始影像，以达到情境转换的目的。

本发明另提供一种相机的自动色彩空间与情境转换方法，至少包括：选定一原始影像与一目标影像；执行一自动色彩空间转换，将原始影像与目标影像的一色彩空间分别转换成另一色彩空间，得到原始影像与目标影像在另一色彩空间的一亮度色阶分布，亮度色阶分布计算原始影像与目标影像的多个像素值分别相对应于在另一色彩空间的多个亮度色阶值的出现机率，各该些像素值具有彩度信息；接着执行一亮度校正，将原始影像的另一色彩空间的亮度色阶分布非线性转换成最近似目标影像的另一色彩空间的亮度色阶分布，得到原始影像于另一色彩空间亮度修正后的色阶分布，经计算可得到原始影像亮度校正后的像素值；执行一特征分群，对目标影像的像素值进行统计运算，得到目标影像的像素值的特征值；执行一最相似邻域搜寻，将原始影像的亮度校正的像素值与目标影像的像素值的特征值正规化(Normalization)后，进行搜寻并比对找出最匹配值；以及执行一色彩信息复制，将目标影像与原始影像在另一色彩空间中最匹配的亮度色阶分布，找出所相对应于目标影像的值，复制彩度信息到原始影像，达到情境转换的目的。

本发明具有以下有益效果：首先选定原始影像与目标影像，分别进行自动色彩空间转换与色阶匹配，或是对原始影像进行亮度校正，最后将目标影像的相对亮度与彩度信息复制到原始影像，达到情境转换的目的。

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，以下发明内容中，提供许多不同的实施例或范例，可参照下列描述并配合附图，用来了解在不同实施例中的不同特征的应用。

附图说明

图1为绘示依照本发明的一较佳实施例的方法的流程步骤图。

200—209：方法流程步骤

具体实施方式

请参照图1为绘示依照相机的自动色彩空间与情境转换方法的一较佳实施例的方法200的流程步骤图。

方法200至少包括下列步骤：步骤201，选定原始影像；步骤202，选定目标影像；步骤203，自动色彩空间转换；步骤204，自动色彩空间转换；步骤205，亮度校正；步骤206，特征分群；步骤207，最相似邻域搜寻；步骤208，色彩信息复制；以及，步骤209，执行转移的影像，达到情境转换的目的。

步骤201

选定影像，选定一原始影像。举例说明：在夏天所拍摄的影像当作原始影像；或是在台北所拍摄的影像当作原始影像。

步骤202

选定影像，选定一目标影像。举例说明：相对于上述所提在夏天所拍摄的影像当作原始影像，而在秋天所拍摄的影像当作目标影像；或是相对于上述所提及在台北所拍摄的影像当作原始影像，而在高雄所拍摄的影像当作目标影像。再者，在本实施例中，该目标影像更进一步为预先储存几个特定情境模式的影像于相机内，并赋予其情境的名称，可选定内定情境模式或是使用者自行提供情境模式。

步骤203

执行自动色彩空间转换，为将原始影像的一色彩空间转换成原始影像的另一色彩空间，并得到原始影像在另一色彩空间的一亮度色阶分布，亮度色阶分布计算原始影像的多个像素值相对应于在另一色彩空间的多个亮度色阶值的出现机率，各该些像素值具有彩度信息。举例说明，原始影像的色彩空间为至少包括：RGB或CIE XYZ；原始影像的另一色彩空间为至少包括：CIE LAB(1αβ)或YUV(YCbCr)。

其中，在RGB色彩空间中，R定义红色值，G定义绿色值，B定义蓝色值；在CIE XYZ色彩空间中，X定义红色刺激值，Y定义绿色刺激值，Z定义蓝色刺激值；在CIE LAB色彩空间中，L定义明亮值，A定义红色值(正值)到绿色值(负值)，B定义黄色值(正值)到蓝色值(负值)；在YUV色彩空间中，Y定义明亮值，U定义色度值，V定义浓度值。

将原始影像的像素值分别转换成在另一色彩空间的亮度色阶值，使得在另一色彩空间的色彩关联性降低。举例说明：在RGB色彩空间的影像上，RGB色彩空间中的红色值、绿色值与蓝色值彼此可能会有关联性。比如说，在大部分影像的像素值，其中蓝色值偏大时，红色值和绿色值也会偏大，若要在色彩空间中调整校正一种亮度色阶值，也要考虑其它两个维度的亮度色阶值的变化，使得色彩空间转换将会变得很复杂。所以将RGB色彩空间转换至CIE LAB色彩空间，可以使得色彩空间转换变得容易。

步骤204

执行自动色彩空间转换，为将目标影像的色彩空间转换成原始影像的另一色彩空间，得到原始影像在另一色彩空间的亮度色阶分布，亮度色阶分布计算原始影像的多个像素值相对应于在另一色彩空间的多个亮度色阶值的出现机率。

步骤205

执行亮度校正，于另一色彩空间，将原始影像的亮度色阶分布非线性转换成最近似目标影像的亮度色阶分布，得到原始影像于另一色彩空间的另一亮度色阶分布，计算得到原始影像的亮度校正的像素值。

步骤206

执行特征分群，对目标影像的像素值进行统计运算，得到目标影像的像素值的特征值。

其中特征分群，将目标影像中像素值，对于其像素值至少约为5×5的局部大小，进行亮度平均(mean)、标准差(standard deviation)、与梯度(gradient)的统计运算，所得到的统计值当作目标影像中像素值的特征值。因为目标影像在另一色彩空间的亮度色阶分布的重复性(redundancy)很大，利用k-mean分群统计方法简易分群，使得后续影像搜寻空间减少。除此之外，也可利用一般向量量化(VQ，vectorquantization)的统计方法，采取二元树建立的方式，将目标影像中像素值的特征值转换成特征树，更使得后续影像搜寻空间大大减少。

步骤207

执行最相似邻域搜寻，将步骤205所得原始影像的亮度校正的像素值与目标影像的像素值的特征值正规化(Normalization)后，进行搜寻并比对找出最匹配值。

除此之外，如果在执行步骤205之前，发现原始影像的另一色彩空间的亮度色阶分布与目标影像的另一色彩空间的亮度色阶分布很近似，就不需要对原始影像进行亮度校正步骤205，但为要使最相似邻域搜寻步骤207搜寻效率加快，对原始影像的另一色彩空间的亮度色阶分布执行特征分群步骤206，得到原始影像的像素值的特征值，再执行最相似邻域搜寻步骤207，将特征分群后所得到原始影像与目标影像中像素值的特征值，搜寻并比对找出原始影像与目标影像中像素值的间最匹配的特征值。其中，定义色阶匹配(HistogramMatching)，依序至少包括：特征分群步骤206与最相似邻域搜寻步骤207。

步骤208

执行色彩信息复制，将目标影像与原始影像在另一色彩空间中最匹配的亮度色阶分布，找出所相对应于目标影像的彩度值，复制到原始影像，最后转换回原来的色彩空间，得到一新影像。

步骤209

执行转移的影像，达到情境转换的目的。

本发明利用自动色彩空间转换的方法，首先选定原始影像与目标影像，接着执行自动色彩空间转换，将影像的色彩空间转换至另一色彩空间，接着执行色阶匹配，进行特征分群且最相似邻域搜寻，最后执行转移的影像，将最接近原始影像的目标影像的色彩部分，复制到原始影像，达到情境转换的目的。其中特征分群利用k-mean分群统计方法简易分群，更包括一般向量量化的统计方法。

虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，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权利要求书所界定的范围为准。