颜色取样方法及触控控制装置.pdf

本发明揭露一种颜色取样方法，此方法包括于触控屏幕检测一触控输入；决定对应于触控输入的第一区域；于第一区域中对多个图像帧执行时域分析以决定第一区域的多个像素的多个代表颜色值；于第一区域内决定第二区域；以及根据第二区域内的像素的代表颜色值，于第二区域中执行一空间分析以决定相对应于触控输入的候选颜色值。

权利要求书
1.  一种颜色取样方法，包括：
于一触控屏幕上检测一触控输入；
接收多个图像帧；
决定对应于该触控输入的一第一区域；
根据在该多个图像帧内位于相同位置的相对应像素的颜色值，决定位于 该第一区域的像素的代表颜色值；
于该第一区域内，决定一第二区域；
根据相对于该触控输入的一距离关系，对该第二区域的像素施加权重值； 及
根据该第二区域内的该权重值与该代表颜色值，决定相对于该触控输入 的一候选颜色值。

2.  根据权利要求1所述的颜色取样方法，其中决定位于该第一区域的像 素的代表颜色值包括：
对于该多个图像帧中位于相同位置的相对应像素的颜色值执行一计算， 其中该计算为平均数计算、中数计算及/或算术平均数计算。

3.  根据权利要求2所述的颜色取样方法，其中该多个图像帧是于一预定 时段内取得，该预定时段涵盖该触控输入的时间点。

4.  根据权利要求1所述的颜色取样方法，还包括于该多个图像帧内决定 该触控输入的一参考位置；且其中该距离关系是根据该像素与该参考位置的 距离而决定。

5.  根据权利要求1所述的颜色取样方法，还包括执行一颜色调整，该颜 色调整是执行于具有等于或近似于该候选颜色值的颜色值的像素上。

6.  根据权利要求1所述的颜色取样方法，还包括：
根据该触控输入，识别一物体；
调整该候选颜色值；及
将该调整后的候选颜色值施加于该物体。

7.  一种颜色取样方法，包括：
于一触控屏幕上检测一触控输入；
决定对应于该触控输入的一第一区域；
在多个图像帧中，于该第一区域执行一时域分析以决定该第一区域的像 素的代表颜色值，该多个图像帧是于一预定时段内所接收，且该预定时段涵 盖检测到该触控输入的时间；
于该第一区域中决定一第二区域；及
根据该第二区域中像素的代表颜色值，于该第二区域中执行一空间分析 以决定对应于该触控输入的候选颜色值。

8.  根据权利要求7所述的颜色取样方法，其中执行该时域分析包括：对 于该第一区域的每一像素，通过计算在多个图像帧中位于相同位置的相对应 像素的颜色值的加权平均值，决定该像素的该代表颜色值。

9.  根据权利要求8所述的颜色取样方法，还包括：
决定对应于该触控输入的一参考位置；
其中决定该第一区域及该第二区域是根据该参考位置与一预定尺寸。

10.  根据权利要求9所述的颜色取样方法，其中该第二区域小于该第一 区域。

11.  根据权利要求7所述的颜色取样方法，其中执行该空间分析包括：
通过计算该第二区域中该像素的该代表颜色值的一加权平均值，以决定 相对应于该触控输入的该候选颜色值。

12.  根据权利要求11所述的颜色取样方法，其中计算求得该加权平均值 是根据该第二区域内的该些像素到一参考像素的距离，该参考像素代表该触 控输入。

13.  根据权利要求7所述的颜色取样方法，还包括：
于具有等于或近似于该候选颜色值的颜色值的像素上，执行一颜色调整。

14.  根据权利要求13所述的颜色取样方法，还包括：
识别对应于该触控输入的一物体；
调整该候选颜色值；及
将该调整后的候选颜色值施加于该物体。

15.  一种触控控制装置，包括：
一触控屏幕，用以接收与检测一触控输入；及
一图像处理单元，其耦接到该触控屏幕，用以：
决定涵盖该触控输入的一第一区域与一第二区域；
通过时域分析决定该第一区域与该第二区域内的像素的代表颜色值；及
通过空间分析以根据第二区域内的像素的代表颜色值决定相对应于该触 控输入的候选颜色值；
其中，该第二区域为该第一区域的一部分。

16.  根据权利要求15所述的触控控制装置，其中该图像处理单元还用以：
通过计算多个图像帧中位于同一位置的相对应像素的颜色值的加权平均 值，对于该第一区域的每一像素执行该时域分析以决定该像素的该代表颜色 值，而该多个图像帧是于一预定时段中所取得。

17.  根据权利要求16所述的触控控制装置，其中该图像处理单元还用以：
根据该第一区域的相对应像素的代表颜色值，决定该第二区域的像素的 候选颜色值。

18.  根据权利要求17所述的触控控制装置，其中该图像处理单元还用以：
通过计算该第二区域的该些像素的该些代表颜色值的一加权平均值以执 行该空间分析来决定对应于该触控输入的该候选颜色值，其中对于该第二区 域内的每一像素，用以对该像素加权的一权重值是根据该像素到一参考像素 的距离计算求得，该参考像素代表该触控输入。

19.  根据权利要求18所述的触控控制装置，其中该触控屏幕还用以决定 该触控输入的一参考位置，且该图像处理单元还用以通过预定尺寸分别定位 位于该参考位置周围的该第一区域与该第二区域。

20.  根据权利要求19所述的触控控制装置，其中该图像处理单元还用以 执行一颜色调整，该颜色调整是执行于具有等于或小于该候选颜色值的颜色 值的像素。

说明书颜色取样方法及触控控制装置
技术领域
本发明是关于一种颜色取样方法及其触控控制装置，尤指一种颜色取样 方法以及利用该颜色取样方法的触控控制装置。
背景技术
对于安装在移动电子装置的一些相机应用软硬件而言，对一张即将被撷 取(to-be-fetched)的数字相片中某一数量的像素进行取样时，是预先假设撷取 该照片所导致的噪声皆可忽略。
然而，事实上，当摄录数字相片时，装设于移动电子装置的图像感应器 很容易产生可观的噪声，在低亮度的背景情况下及/或高ISO情况下尤其如此。 而且相较于数字照片欲撷取的真实场景，会产生错误或失真的颜色。即使在 温和照明及/或低ISO情况下，还是会产生轻微的噪声。因此，当使用移动电 子装置上的照相应用软硬件进行摄影时，良好的像素取样是相当复杂且困难 的，本领域实需解决方案以改善像素的颜色取样。
发明内容
本发明实施例揭露了一种颜色取样方法，包括于触控屏幕上检测触控输 入；接收多个图像帧；决定相对应于该触控输入的第一区域；根据在该些图 像帧内位于相同位置的相对应像素的颜色值，决定位于第一区域的像素的代 表颜色值；于第一区域内，决定第二区域；根据与触控输入相关的距离关系， 对第二区域内的像素施加权重值；及根据第二区域内的权重值与代表颜色值， 决定对应于触控输入的候选颜色值。
本发明另一实施例揭露了一种颜色取样方法，包括于触控屏幕上检测触 控输入；决定相应于触控输入的第一区域；在多个图像帧中，于第一区域执 行时域分析以决定第一区域的像素的代表颜色值，该些图像帧是于一预定时 段内所接收，且该预定时段是涵盖检测到触控输入的时间；于第一区域中决 定第二区域；及根据第二区域中像素的代表颜色值，于第二区域中执行空间 分析以决定对应于触控输入的候选颜色值。
本发明的另一实施例揭露了一种触控控制装置，包括触控屏幕，用以接 收与检测一触控输入；及图像处理单元，其耦接到触控屏幕，用以决定涵盖 触控输入的第一区域与第二区域；通过时域分析决定第一区域与第二区域内 的像素的代表颜色值；及通过空间分析以根据第二区域内像素的代表颜色值 决定相应于触控输入的候选颜色值。其中，第二区域为第一区域的一部分。
附图说明
图1是本发明实施例中使用颜色采样方法的触控控制装置的示意图。
图2是本发明实施例的颜色取样方法的流程图。
图3是本发明实施例的时域分析的一范例的示意图。
图4是本发明实施例的空间分析的一范例的示意图。
图5是本发明实施例中颜色取样方法的流程图。
[标号说明]
100     触控控制装置        110    触控屏幕
120     图像感应单元        130    图像处理单元
201至208、501至505    步骤
IMG1至IMGN           图像帧
P11、Pij’    像素            R1     第一区域
R2         第二区域         T1     位置
Dij         距离绝对值
具体实施方式
为了中和上述的像素取样的缺点，本发明揭露的一种颜色取样方法与一 种使用该颜色取样方法的触控控制装置，该颜色取样方法使用时域分析 (temporal analysis)与空间分析(spatial analysis)以降低取样导致的噪声，但又不 会增加取样的复杂度。首先，先对图像(image)进行时域分析以决定相应于像 素的代表颜色值(representative color value)，例如平均值；然后，进行空间分 析，将中心点指向一参考像素的一区域其内的像素的代表颜色值予以加权， 以决定候选颜色值(candidate color value)。时域分析可大为降低空间分析需处 理的处理数据量。
请参考图1，图1是本发明实施例中使用颜色采样方法的触控控制装置 100的示意图。如图1所示，触控控制装置100包括触控屏幕110，图像感应 单元120及图像处理单元130。触控屏幕110是用以显示至少一图像以供使 用者预览，以及接收来自使用者的对应于图像中某一位置上的触控输入。图 像感应单元120是用以接收与撷取(capture)对应于至少一场景的多个图像帧。 图像处理单元130耦接到触控屏幕110与图像感应单元120。图像处理单元 130用以从图像感应单元120接收(至少一)图像帧，对图像帧进行各种图像处 理，并将图像帧提供给触控屏幕110作为预览之用。图像处理单元130还用 以接收由触控屏幕110接收后传来的触控输入，并基于触控输入的信息进行 颜色取样。
具体而言，图像感应器120可对应于一个场景，撷取多个图像帧，图像 处理单元130则接收该些图像帧，并且提供该些图像帧给触控屏幕110。根 据本发明一实施例，图像处理单元130还包括一缓冲器以时域储存该些图像 帧。缓冲器是可缓冲一预定数目的图像帧。使用者可经由触控屏幕110发送 输入以于图像帧上执行各种操作。在本发明实施例中，使用者可轻触图像帧 中某一场景上的物体，以于该物体上执行颜色调整。在这个例子中，触控屏 幕110检测触控输入并决定触控输入的位置。触控屏幕110随后发送触控输 入的相关信息到图像处理单元130。上述触控输入的相关信息至少包括触控 输入的位置，及/或使用者进行的操作等。当接收到信息，图像处理单元130 决定对应于图像帧的触控输入的参考位置，并在该参考位置周边执行颜色取 样以决定对应于该触控输入的颜色。
图像处理单元130可对图像感应器120接收到的图像帧执行时域分析与 空间分析。具体而言，图像处理单元130是在接收触控输入的时段内，对于 若干图像帧执行时域分析与空间分析。本发明一实施例中，图像感应器120 撷取(capture)图像帧，且图像处理单元130将图像帧提供给触控屏幕110作为 实时预览(real-time preview)之用。除此之外，图像处理单元130决定一第一 区域以对该些图像帧执行时域分析。第一区域是位于触控输入的参考位置周 围，且具有一预定面积。举例来说，第一区域可以是具有MxN个像素且中心 点在参考位置的区域。然后，图像处理单元130执行时域分析以决定第一区 域的该些像素中每一像素的代表颜色值。举例而言，代表颜色值可如此决定： 在该些图像帧中，计算位于同一位置的相对应多个像素的平均颜色值。根据 本发明另一实施例，计算平均颜色值可如下作法：挑选位于同一位置的相对 应多个像素的中位数颜色值(median color value)或算术平均颜色值(mean color  value)。又根据本发明的另一实施例，操作时域分析是可通过过滤掉特定颜色 值。例如：将位于同一位置的相对应多个像素之间最大及/或最小的颜色值过 滤掉不列入计算。其它不违背本发明的精神的算法亦可能被采用以执行上述 的时域分析。
第一区域中每个像素的代表颜色值可由上述方法求得。然后，图像处理 单元130执行空间分析于第一区域至少一部分的像素，例如执行空间分析于 一第二区域的像素，其中第二区域为第一区域的一部分，且具有PxQ个像素 (其中，P≦M且Q≦N)。第二区域也位于触控输入的相对应参考位置的周围。 根据本发明实施例，图像处理单元130执行时域分析以决定第二区域的候选 颜色值。候选颜色值可通过计算第二区域中的像素的代表颜色值的加权平均 来决定。本发明实施例中，用以对第二区域中每一像素加权的权重值(weight  value)是根据该像素与参考位置之间的距离而决定。在本发明另一实施例中， 权重值可由代表颜色值的分布及/或其它不违背本发明的精神的算法决定。一 旦候选颜色值决定后，图像处理单元130就执行相对应于触控输入的操作。 根据本发明实施例，图像控制单元130可调整其颜色值是相同于或相似于候 选颜色值的像素的颜色值。在本发明另一实施例中，触控输入可对应于物体。 图像处理单元130可识别(identify)该物体并通过调整候选颜色值以于物体上 使用新颜色。候选颜色值代表了物体当下的颜色值，且使用者可选择另一颜 色以将之取代。本发明另一实施例中，使用者可同时选择或用一预定手势选 择具有两不同颜色的两物体。图像处理单元130决定了两物体的候选颜色值， 并将候选颜色值交换对调。图像选择单元130可对稍后撷取(capture)的图像帧 进行颜色调整，并提供调整后的图像帧给触控屏幕110作为预览之用。根据 本发明实施例，颜色取样与颜色调整皆可以在图像帧的预览时实时(real-time) 执行。
请参考图2。图2为根据本发明实施例的颜色取样方法的流程图。此颜 色取样方法可通过搭配图1所示的触控屏幕100而实现。如图2所示，颜色 取样方法包括以下步骤：
步骤201：于触控屏幕上检测到触控输入；
步骤202：接收多个图像帧；
步骤203：于该些图像帧中，决定对应于触控输入的第一区域；
步骤204：根据该些图像帧中位于相同位置的相对应像素的颜色值，决 定第一区域的像素的代表颜色值；
步骤205：在第一区域内决定第二区域；
步骤206：根据其与触控输入之间的距离关系，对第二区域内的像素进 行加权；
步骤207：根据第二区域内的该些权重值与该些代表颜色值，决定对应 于触控输入的候选颜色值。
步骤208：对具有相等或相似于候选颜色值的像素执行颜色调整。
在步骤201中，触控输入可对应于物体或特定图案的景象。当接收到触 控输入时，触控屏幕决定触控输入在显示区的位置，并发送关于触控输入的 位置与相对应操作的信息给图像处理单元。在步骤202中，在接收到触控输 入时被撷取的多个图像帧被传送到图像处理单元。本发明实施例中，该些图 像帧乃撷取于一预定时段内或一预定数目。举例而言，该些图像帧可撷取于 一秒内，或者是从接收到触控输入开始的10个图像帧。
步骤203中，第一区域是由图像处理单元根据触控输入的位置决定，第 一区域为具有预定面积的区域，例如MxN个像素，其中心点为触控输入处， 图像处理单元可从该些图像帧中界定并取得第一区域。步骤204中，第一区 域内的该些像素的代表颜色值是根据该些图像帧中位于同一位置的像素的颜 色值(color value)决定。对于第一区域内的每一像素，该些图像帧中相对应像 素的颜色值是根据预定的算法计算而求得，其中预定的算法可是平均数 (average)计算、算术平均数(mean)计算及/或其它适当的计算方式。在另一实 施例中，相对应像素的颜色值亦可被例如将某特定门坎值以上或以下的颜色 值过滤掉的方法进行处理。根据上述，第一区域内的像素的代表颜色值可因 此求得。
步骤205中，位于第一区域内部且具有预定尺寸的第二区域可进一步被 决定，第二区域可为一具有PxQ个像素的区域，其中P≦M且Q≦N，相似 于第一区域，第二区域的中心点也是触控输入之处。步骤206中，第二区域 内的每个像素被以一权重值加权，其中权重值是根据该像素与触控输入之间 的距离关系而决定。该「距离关系」是根据像素的位置与触控输入的位置求 得，且可被常态化(normalize)为一0到1之间的数值。步骤207中，可根据第 二区域内的像素的颜色值与相对应权重值，决定对应于触控输入的候选颜色 值。最后，步骤208中，对具有相同或相似于候选颜色值的像素执行颜色调 整。根据本发明实施例，若一像素的颜色值与候选颜色值的差值小于一预定 门坎，则将该颜色值视为相似于候选颜色值。举例来说，假设候选颜色值为 255,99,71，对每个色彩频道(color channel)而言，与候选颜色值的差值小于等 于3的颜色值可视为相似于候选颜色值。颜色调整的操作可根据触控输入的 信息而决定，举例来说，将具有相似或相同于候选颜色值的颜色值的像素， 其颜色值更换为其它的颜色值；或者，将对应于触控输入的两个物体的颜色 值，以彼此的候选颜色值相互替换(swap)。
请参考图3与图4。图3是本发明实施例中，时域分析的一范例的示意 图。图4是本发明实施例中，空间分析的一范例的示意图。如图3所示，多 个图像帧IMG1到IMGN从图像感应单元被接收。一触控输入由触控屏幕接 收。假设触控输入的位置被决定为位置T1，则根据位置T1决定第一区域R1， 位置T1为第一区域R1的中心点。根据图3所示的实施例，第一区域的尺寸 为5x5个像素，每个像素被标签为Pij。对每一像素而言，以像素P11为例， 像素P11的代表颜色值C11为通过收集像素P11在图像帧IMG1～IMGN的颜 色值并执行计算以决定。由此之故，多个代表颜色值Cij(从C11到C55)也可 依照同理求得。时域分析是如此执行。
图4中，决定位于第一区域R1中的第二区域R2。根据图4的实施例， 第二区域R2的尺寸为3x3个像素，其中第二区域内的每个像素Pij’被指派一 个相对应的代表颜色值。第二区域R2内像素的权重值是根据此像素到位置 T1之间的距离而决定。举例而言，权重值是决定于像素Pij’到位置T1(位于 像素P33’)之间的距离绝对值Dij。候选颜色值之后由像素Pij’的颜色值根据距 离绝对值Dij进行加权平均计算而产生。
在本发明的某些实施例中，第一区域R1的尺寸并不会大于第二区域的尺 寸，也就是说，第一区域R1覆盖的像素数目不会比第二区域R2覆盖的像素 数目更多，如此是为了尽量发挥时域分析中处理数据量较小，以及空间分析 中可分析数字图像的像素位置的优点。
根据本发明实施例，上述的时域分析亦可能被其它用以取样的时域分析 取代。同理，根据本发明实施例，上述的空间分析亦可能被其它用以取样的 空间分析取代。
请参考图5。图5是本发明实施例中，颜色取样方法的流程图。如图5 所示，本发明实施例揭露的颜色取样方法包括以下步骤：
步骤501：于触控屏幕上检测一触控输入。如上所述，触控屏幕110检 测手指、触控笔及/或其它工具于触控屏幕110上的触控，并发送触控相关信 息到图像处理单元130。触控输入相关信息亦可由其它处理单元进行处理， 例如发送到图像处理单元130之前，先由应用处理器处理。触控输入相关的 信息可包括触控输入的位置及/或该触控输入相对应的操作。
步骤502：决定相对应于触控输入的第一区域。图像处理单元130根据 触控输入的位置信息决定了第一区域。根据触控输入的位置信息，图像处理 单元130亦决定一参考位置。图像处理单元130是以参考位置为中心选择一 预定尺寸的区域作为第一区域。
步骤503：对多个图像帧的第一区域执行时域分析以决定第一区域内的 每个像素的代表颜色值，该些图像帧是于检测到触控输入后的一预定时段内 所接收。为了过滤掉噪声，时域分析是执行于多个图像帧，其中该些图像帧 是于一预定时段内连续撷取而得。此预定时段涵盖了触控输入被检测到的时 间点。对第一区域内每个像素而言，每一像素的代表颜色值是由该些图像帧 中位于相同位置的相对应像素的颜色值计算求得。
步骤504：于第一区域内决定第二区域。为了执行空间分析，图像处理 单元130于第一区域内选择一较小的区域作为第二区域。第二区域也是以参 考位置为中心点，且是由一预定尺寸决定。
步骤505：根据第二区域内的像素的代表颜色值，于第二区域执行空间 分析以决定对应于触控输入的候选颜色值。在空间分析中，图像处理单元130 根据时域分析中决定的代表颜色值对于第二区域内的像素执行计算。每个代 表颜色值都根据该像素与参考位置的距离被赋予一权重值，且代表颜色值的 加权平均被计算出来作为候选颜色值。作为计算结果的候选颜色值即为对应 于触控输入的颜色。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均 等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。