圖像轉換方法及其裝置的製作方法
2023-06-20 13:35:06
專利名稱：圖像轉換方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明是有關圖像處理裝置的技術，尤其是關於對攝取的圖像進行屏幕合併處理，提供一個更為清晰畫質和華麗效果的圖像轉換方法及其裝置的技術。
背景技術：
目前，支持高畫質圖像，並能進行多種圖像編輯的數碼像機得以廣泛普及。據此，最近將攝像機安裝在移動性能超常的手機或PDA等移動通信終端機上，以起到數碼像機作用的產品紛紛面市。
通常而言，專用數碼像機可提供高畫質圖像，並主要在電腦上轉換攝取的圖像，以獲取用戶所需的清晰畫質的圖像。
相反，利用安裝在手機等終端機上的攝像機攝取的圖像，因攝像機鏡頭的特性問題，不易攝取高畫質圖像，而且至今尚未研發出能攝取高清晰度圖像的產品。
尤其在用安裝在手機上的攝像機攝取的圖像中，常常帶有很濃的噪音，並且不能如願進行曝光和白色補償。此外，與實際照明相比，用手機相機拍攝的圖像相對較暗，並且常會在圖像中含有紅光或藍光等不必要的顏色。
為了完善安裝在手機上的攝像機功能，亟待解決上述畫質問題，但鑑於目前硬體方面的實際費用問題，很難輕易著手予以改善，故應從軟體方面找到解決方案。
在用安裝在手機上的攝像機攝取的大部分圖像中，常以人物為中心，而背景往往只是一個陪襯。即，由於用安裝在手機上的攝像機主要以人物為主拍攝圖像，因此圖像中常以人物為主，背景為輔。
對於安裝在手機上的攝像機而言，圖像畫質的關鍵取決於人物圖像的清晰度和華麗度。
由於目前手機上配置的基本智能(resource)功能有限，故很難正常運行需要很多驗算過程的圖像轉換所需運算法則。
此外，在數碼像機等攝像機功能非常關鍵的裝置中，將圖像轉換所需的運算法則設計成晶片組(chip set)後安裝在裝置內部，但由於在安裝攝像機的手機上，攝像機並非屬於主要功能，因此不可能投入巨額費用，將圖像轉換所需的運算法則設計成晶片組後，將其安裝在裝置內。
發明內容本發明旨在解決常規技術中所存在的上述問題，提供一個可通過對攝取的圖像進行屏幕合併處理，獲取更為清晰的畫質和華麗效果的圖像轉換方法及其裝置。
為了實現上述目的，根據本發明研發出的圖像轉換方法的正確實施例由如下兩個幾個步驟組成即，生成與攝取圖像相同圖層圖像的步驟；對上述攝取圖像和圖層圖像進行屏幕合併處理的步驟。
上述屏幕合併處理的步驟還可分為如下三個步驟即，將最大亮度值與攝取圖像亮度值的差值和最大亮度值與圖層圖像亮度值的差值相乘的步驟；用上述相乘得出的亮度值除以最大值，以正規化的步驟；用最大亮度值減去上述正規化亮度值，以獲取差值的步驟。
在本發明的圖像轉換方法中，還應包括至少對圖層圖像進行增強對比度、提高飽和度或濾波中的一個以上操作的步驟。
在本發明的另一正確實施例中，圖像轉換方法由如下兩個步驟組成即，對攝取圖像以及與該圖像相同的圖層圖像予以屏幕合併處理的步驟；對屏幕合併的圖像和攝取圖像進行合成處理的步驟。
在上述合成處理的步驟，可利用從帶有明星照效果的圖像中提取的臉部領域。此時，上述提取領域應是上述攝取圖像的臉部領域或屏幕合併圖像的臉部領域。
本發明的兩個正確實施例中的圖像轉換裝置由如下結構組成即，保存由攝像機拍攝圖像的第1保存工具；保存與攝取圖像相同圖層圖像的第2保存工具；對上述攝取圖像和圖層圖像進行屏幕合併所需的工具。
在上述圖像轉換裝置中，至少還可包括如下三種工具中的一個以上工具增強圖層圖像對比度的工具、提高圖層圖像飽和度的工具、對上述圖層圖像進行濾波處理的工具。
此外，在上述圖像轉換裝置中，還可包括對屏幕合併圖像和上述攝取圖像進行合成處理的工具。此時，該合成工具可利用從屏幕合併圖像或上述攝取圖像中提取的帶有明星照效果的臉部領域。
上述攝像機可安裝在移動通信終端機、數碼像機或個人電腦中的任意一個裝置上。
下面將參照附圖對本發明的正確實施例進行詳細說明。
在本發明中，為使圖像更為清晰和華麗，應按數學式1的方式進行圖像轉換。Out(x，y)＝{MAX-[(MAX-In_1(x，y))×(MAX-In_2(x，y))÷MAX}在此，In_1(x，y)代表在輸入圖像1的x和y坐標中的像素(pixel)亮度值，In_2(x，y)代表輸入圖像2的x和y坐標中的像素亮度值，MAX代表像素所擁有的最大亮度值，Out(x，y)代表被轉換的圖像在x和y坐標上的像素亮度值。
在本發明中，將兩個圖像如上數學式1那樣予以轉換的過程命名為屏幕合併(screen merge)。
在通過屏幕合併方式轉換圖像時，如果需要合併的兩個圖像相同，那麼像素越亮的圖像，其處理結果就會越亮，而像素較暗的圖像，則具有維持原來亮度的性質。
在上述數學式1中，如果YcbCr等亮度成分已被區分，那麼只對亮度成分(例如，Y)進行圖像合併處理，而其它成分(例如，顏色成分(Cb、Cr))則將維持原來圖像的像素值。
利用輸入的圖像和與之相同的圖像，通過數學式1進行屏幕合併處理時，經過屏幕合併後的圖像要比輸入的圖像顯得更為華麗。
數學式1是指對一個輸入圖像和與之相同的圖像進行屏幕合併處理，以轉換圖像的方式。
此時，還可不直接對相同的圖像與輸入圖像進行屏幕合併處理，而是先對相同的圖像進行增強對比度(contrast enhance)或提高飽和度(saturation enhance)的操作，然後將之與輸入圖像進行屏幕合併處理。
如上所述，在先對上述相同圖像進行增強對比度(contrast enhance)或提高飽和度(saturation enhance)的操作後，將之與輸入圖像進行屏幕合併處理時。為了方便說明，下面將上述相同圖像稱為圖層圖像。
若在對與原圖像相同的圖層圖像進行增強對比度(contrast enhance)或提高飽和度(saturation enhance)處理後，將之與上述輸入圖像進行屏幕合併處理，那麼屏幕合併處理後的圖像要比此前圖像顯得更為清晰和華麗。
通常而言，增強對比度的方法會有很多種。但在圖1中，本發明僅用簡單的轉換方式增強對比度，大大降低了複雜度(complexity)。即，如圖1所示，提高飽和度的目的在於增強圖像對比效果，以獲得更為鮮明的顏色效果。在此，使亮度值大的圖像變得更大，並將亮度值小的圖像轉換成更小。
提高飽和度是使圖像顏色變得更濃而鮮明的轉換方法。如圖2所示，在使用YcbCr顏色空間的圖像中，假設色度(以下簡稱CbCr)平面上的128.128為中心點，那麼可從該中心點，沿著當前CbCr位置的方向，將中心點的距離設定為更遠。即，在CbCr平面上，中心點為灰色，而末端領域是純色系列，因此如果擴大中心點的距離，就能提高圖像飽和度。
在本發明中，通過下面的數學式2，對擁有0～255之間範圍的Cb和Cr值進行了轉換。即，僅對中心點以內距離的Cb和Cr，以一定比例(例如，30％)擴大了距離。因此如數學式2所示，可通過小量的驗算，便可獲得提高飽和度的效果。IF(((Cb-127)＜＝84.AND.(Cb-172)＞-84).AND.((Cr-127)＜＝84.AND.(Cr-127)＞-84))){IF((Cb-127)＞＝0)
Cb_new＝(Cb-127)*13/10+127ELSECb_new＝(Cb-127)*13/10+127IF((Cr-127)＞＝0)Cr_new＝(Cr-127)*13/10+127ELSECr_new＝(Cr-127)*13/10+127}此外，在上述圖像轉換方法中，除了增強對比度(contrast enhance)或提高飽和度(saturation enhance)以外，還可追加濾波(smoothing)的操作方法。在此，濾波處理方法可採用平均濾波器(mean filter)。濾波處理可起到模糊(blur)效果，並根據周邊像素值，以當前像素為中心，更改為新的像素值。
假如以當前像素為中心，將周邊像素9個像素的平均值設定為當前中心像素值，那麼圖像整體就會顯得暗淡，這在圖像處理方面還被稱為平均濾波器(mean filter)效果。
此時，在增強對比度(contrast enhance)、提高飽和度(saturation enhance)或濾波(smoothing)處理方法中，可根據需要只選用其中之一或全部選用。
如上所述，根據本發明研發出的圖像轉換方法和裝置，通過對攝像機攝取的圖像進行屏幕合併處理，可將其轉換成更為清晰和華麗的圖像。
通過本發明，還可針對攝像機攝取的圖像，對具有明星照效果的人物圖像進行合成處理，以滿足每個用戶的不同嗜好。
此外，上述圖像轉換方法的驗算過程非常簡單，故可適用於數碼像機乃至智能功能有限的手機等移動通信終端機上，進一步提高了面向客戶的服務質量，有效促進了客戶的產品購買慾。
圖1是在本發明中，適用於增強對比度的圖表；圖2是在本發明中，提高飽和度的過程示意圖；圖3是在本發明的正確實施例中，圖像轉換裝置的結構示意圖4是在本發明的正確實施例中，圖像轉換方法順序圖；圖5是在本發明的另一正確實施例中，圖像轉換裝置的結構示意圖；圖6是在本發明的另一正確實施例中，圖像轉換方法順序圖；圖7是在圖6中，提取臉部領域的方法順序圖。
具體實施方式下面將進一步詳細說明本發明中的圖像轉換方法。
圖3是在本發明的正確實施例中，圖像轉換裝置的結構示意圖。
如圖3所述，圖像轉換裝置10由如下結構組成即，保存攝像機11攝取圖像的幀緩存器13；保存與攝取圖像相同圖層圖像的圖層幀緩存器15；對上述攝取圖像和圖層圖像進行屏幕合併所需的屏幕合併發動機17。
此外，在上述圖像轉換裝置10中還包括對圖層圖像進行增強對比度、提高飽和度或濾波處理所需的工具20。
也就是說，在上述工具20中還包括，增強圖像對比度的增強對比度發動機23、提高飽和度的提高飽和度發動機25和進行圖像濾波處理的濾波發動機27。
上述每個發動機23、25、27可全部包括在圖像轉換裝置10中，還可根據需要，僅包括上述發動機23、25、27中的一個發動機。
幀緩存器13是保存攝像機11拍攝圖像的空間，而圖層幀緩存器15是保存與上述攝取圖像相同複製的圖層圖像的空間。
屏幕合併發動機17可對保存在幀緩存器13中的攝取圖像和保存在圖層幀緩存器15中的圖層圖像進行屏幕合併處理。
屏幕合併發動機17可進行如同數學式1一樣的驗算過程，它對亮度值越亮的圖像進行更亮處理，而對亮度值較暗的圖像，則使其保持當前亮度值。
此外，包括在上述工具20中的增強對比度發動機23、提高飽和度發動機25和濾波發動機27，可根據需要，針對保存在圖層幀緩存器15中的圖層圖像，分別進行增強對比度、提高飽和度或濾波處理，然後再保存到圖層幀緩存器15中。
此時，屏幕合併可對在增強對比度發動機23、提高飽和度發動機25或濾波發動機27中，至少由兩個以上的發動機予以處理的圖層圖像以及上述攝取圖像進行處理。
據此，可將攝像機11拍攝的圖像轉換成更為清晰和華麗的圖像。
下面將對具有上述結構特點的圖像轉換裝置的運行過程進行詳細說明。
圖4是在本發明的正確實施例中，圖像轉換方法順序圖。
如圖4所示，首先由攝像機11攝取圖像(步驟S31)，然後複製該攝取圖像，以生成相同的圖層圖像(步驟S32)。此時，上述攝取的圖像和圖層圖像將分別保存到幀緩存器13和圖層幀緩存器15中。
此外，針對圖層圖像，將依次進行增強對比度、提高飽和度和濾波處理(步驟S33、步驟S34、步驟S35)。此時，上述步驟S33、步驟S34和步驟S35可任意改變順序，並根據需要，還可不依次進行上述所有過程。即，可以只進行增強對比度的操作，還可進行增強對比度和濾波處理。此外，可以只進行濾波處理，還可在本發明中，依次進行上述3個過程。
假如依次進行步驟S33～步驟S35，那麼將對經過上述處理後的圖像和被保存到幀緩存器13中的上述攝取圖像進行屏幕合併處理(步驟S36)。
假如不需要進行步驟S33～步驟S35的所有過程，便只對保存在幀緩存器13中的上述攝取圖像和保存在圖層幀緩存器15中的圖層圖像進行屏幕合併處理。
據此，可通過上述圖像轉換方法，使整體圖像變得更為清晰和華麗。
上述說明是對圖像整體的華麗表現方法。
但有時希望圖像裡的背景保持原樣，而只希望臉部顯得清晰和華麗。
下面，將對滿足上述需求的圖像轉換裝置及其方法進行詳細說明。
圖5是在本發明的另一正確實施例中，圖像轉換裝置的結構示意圖。
如圖5所示，圖像轉換裝置40由攝像機42、幀緩存器43、圖層幀緩存器44、臉部提取發動機45、屏幕合併發動機46、工具50和合成發動機47組成。上述攝像機42、幀緩存器43、圖層幀緩存器44、屏幕合併發動機46和工具50所具備的功能與上述圖3中的說明相同，故不在此進行進一步說明。此外，上述工具50中還包括增強對比度發動機51、提高飽和度發動機53或濾波發動機55。
根據具有明星照效果的不同圖像，即，在攝取圖像或被屏幕合併處理的圖像中，根據不同的使用圖像，上述臉部提取發動機的45位置也會各自不同。
如圖5所示，作為具有明星照效果的圖像，在使用上述攝取圖像時，臉部提取發動機45將與幀緩存器43相連。
相反，作為具有明星照效果的圖像，在使用屏幕合併處理的圖像時，臉部提取發動機45將與屏幕合併發動機46相連。
也就是說，根據每個人的不同嗜好，有些用戶喜歡在臉部圖像中，使用從上述攝取原圖像中提取的臉部領域，還有些用戶喜歡使用從屏幕合併處理的圖像中提取的臉部領域。因此，作為具有明星照效果的圖像，可使用上述攝取的圖像或被屏幕合併的圖像。
如圖5所示，合成發動機47可對由臉部提取發動機45提取的臉部領域和由屏幕合併發動機46屏幕合併的圖像進行合成處理。此時，作為具有明星照效果的圖像，可使用從上述攝取圖像中提取的臉部領域，背景可使用被屏幕合併處理的圖像。
此外，在從屏幕合併處理的圖像中提取臉部領域時，作為具有明星照效果？的圖像，可使用從屏幕合併處理的圖像中提取的臉部領域，而背景可使用上述攝取的圖像。
下面將對具有上述結構特點的本發明另一實施例中的圖像轉換裝置運行過程進行詳細說明。
圖6是在本發明的另一正確實施例中，圖像轉換方法順序圖。
如圖6所示，首先由攝像機42攝取圖像(步驟S51)，然後從攝取的圖像中提取臉部領域(步驟S52)。此時，上述攝取的圖像被保存到幀緩存器(3中。
此外，複製上述攝取的圖像，以生成與之相同的圖層圖像(步驟S53)，並將生成的圖層圖像保存到圖層幀緩存器44中。
然後，對保存在幀緩存器43中的攝取圖像和保存在圖層幀緩存器44中的圖層圖像進行屏幕合併處理(步驟S53)。
此外，雖然在圖6未予以圖示，但在步驟S53過程後，還可根據需要，在增強對比度、提高飽和度或濾波處理中，追加進行一個以上的過程。
在屏幕合併處理過程結束後，對在步驟S52中提取的臉部領域和被屏幕合併處理的圖像進行合成處理，以生成具有明星照效果的圖像(步驟S55)。
在上述過程中，具有明星照效果的圖像所限於上述攝取圖像的情況。
相反，如果屏幕合併處理後的圖像具有明星照效果，步驟S52過程應在步驟S54之後。
也就是說，從屏幕合併處理的圖像中提取臉部領域，並對該臉部領域和上述攝取圖像進行合成處理。
參照圖7簡單說明在步驟S52中提取臉部領域的方法是，首先輸入上述攝取圖像(步驟S61)，然後針對輸入的圖像，確認每個像素值是否在肉色範圍內的問題(步驟S62)。
將屬於肉色範圍內的像素組成類似的顏色組(步驟S63)，然後從中提取肉色候選領域(步驟S64)。
此後，通過橢圓匹配，驗證提取的肉色候選領域是否為橢圓形的問題(步驟S65)，如果是橢圓形，便確認是否存在眼部和嘴部樣式的事實(步驟S66)。
最後，對臉部領域進行確認，並從上述攝取圖像中提取特定的臉部領域(步驟S67)。
本發明中的圖像轉換裝置適用於移動通信終端機(例如，手機或PDA)、數碼像機或個人電腦上。此時，移動通信終端機、數碼像機或個人電腦上應設有攝像機。
權利要求
1.圖像轉換方法，包括生成與攝取圖像相同圖層圖像；對上述攝取圖像和圖層圖像進行屏幕合併處理。
2.對攝取圖像的轉換方法，包括對攝取圖像以及與該圖像相同的圖層圖像予以屏幕合併處理；對屏幕合併的圖像和攝取圖像進行合成處理。
3.如權利要求2所述的對攝取圖像的轉換方法，其特徵在於，在對圖像進行合成處理時，應使用從具有明星照效果的圖像中提取的臉部領域。
4.如權利要求3所述的對攝取圖像的轉換方法，其特徵在於，提取的臉部領域應是上述攝取圖像的臉部領域或被屏幕合併圖像的臉部領域。
5.如權利要求1或2所述的對攝取圖像的轉換方法，其特徵在於，所述屏幕合併處理應分為如下三個步驟將最大亮度值與攝取圖像亮度值的差值和最大亮度值與圖層圖像亮度值的差值相乘；用上述相乘得出的亮度值除以最大值，以正規化；用最大亮度值減去上述正規化亮度值，以獲取差值。
6.如權利要求1或2所述的對攝取圖像的轉換方法，其特徵在於，所述屏幕合併應對上述攝取圖像和圖層圖像的所有像素予以處理。
7.如權利要求1或2所述的對攝取圖像的轉換方法，其特徵在於，應對圖層圖像進行增強對比度、提高飽和度或濾波中的一個以上處理過程。
8.如權利要求7所述的對攝取圖像的轉換方法，其特徵在於，提高飽和度應在色度平面上，擴大圖層圖像與中心點之間的距離。
9.如權利要求2所述的對攝取圖像的轉換方法，其特徵在於，應通過複製上述攝取圖像來生成圖層圖像。
10.對攝像機攝取圖像進行轉換所需的裝置，包括保存由攝像機拍攝圖像的第1保存工具；保存與攝取圖像相同圖層圖像的第2保存工具；對上述攝取圖像和圖層圖像進行屏幕合併所需的工具。
11.如權利要求10所述的對攝像機攝取圖像進行轉換所需的裝置，其特徵在於，所述圖像轉換裝置還應包括增強圖層圖像對比度的工具。
12.如權利要求10所述的對攝像機攝取圖像進行轉換所需的裝置，其特徵在於，所述圖像轉換裝置還應包括提高圖層圖像飽和度的工具。
13.如權利要求10所述的對攝像機攝取圖像進行轉換所需的裝置，其特徵在於，所述圖像轉換裝置還應包括對圖層圖像進行濾波處理的工具。
14.如權利要求13所述的對攝像機攝取圖像進行轉換所需的裝置，其特徵在於，所述濾波工具應是平均濾波器。
15.如權利要求10所述的對攝像機攝取圖像進行轉換所需的裝置，其特徵在於，所述圖像轉換裝置還應包括對屏幕合併圖像和上述攝取圖像進行合成處理的工具。
16.如權利要求15所述的對攝像機攝取圖像進行轉換所需的裝置，其特徵在於，所述合成工具應利用從屏幕合併圖像或上述攝取圖像中提取的帶有明星照效果的臉部領域。
全文摘要
本發明是有關更能清晰和華麗地顯示圖像的圖像轉換方法及其裝置的技術。通過本發明中的圖像轉換方法，可將從攝像機中攝取的圖像以及與該圖像相同的圖層圖像予以屏幕合併(screen merge)。此時，圖層圖像應在屏幕合併之前，至少完成增強對比度(contrast enhance)、提高飽和度(saturation enhance)或濾波(smoothing)中的一個以上操作。此外，本發明還可利用明星照效果，根據不同的背景，刻畫出不同的人物形象。
文檔編號H04N5/225GK1756311SQ20041005173
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月29日 優先權日2004年9月29日
發明者李振秀 申請人:樂金電子(惠州)有限公司