CN100390825C - 混合多重图象的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种处理利用许多特征类权的图象的系统和方法。计算机系统将两个或者更多个图象与一组特征类数据关联，例如颜色和纹理数据。计算机系统为每个特征类赋一组处理权值。根据特征类权来混合两个或者更多个图象。已混合的图象可以根据图象内容而被进一步调整。

Description

混合多重图象的方法
前后参照相关申请，该申请要求美国临时申请号码60/475,192、名为“归并窗口：在同一屏幕空间同时显示两个或者更多窗口的技术”、并于2003年6月3日提交的申请的利益。本申请还要求美国临时申请号码60/478,294、名为“归并窗口：在同一屏幕空间同时显示两个或者更多窗口的技术”、并于2003年6月12日提交的申请的利益。通过在此引用而结合号码为60/475,192和60/478,294的美国临时申请。
技术领域
通常，本申请涉及计算机软件，具体涉及在利用多重混合的图形用户界面显示多重图象的系统和方法。
背景技术
通常而言，计算机系统向用户提供机会以使用许多的软件应用。在许多操作环境中，用户会同时例示两个或者更多软件应用，常常参照为多任务分配。例如，用户可以同时例示字处理程序，电子邮件程序和因特网浏览器软件应用。为了访问每个例示软件应用，用户可以操作多种控制器，例如鼠标或者键盘，以选择具体的例示软件应用。
在典型的实施例中，每个例示软件应用的至少部分可以作为图形窗口在图形显示器中向用户显示。另外，能以允许多重图形窗口同时对用户显示的这种方式来构成每个图像窗口。因为多重图形窗口可以对用户同时显示，所以在多重图形窗口中存在图形窗口至少部分重叠的情况。由于两个或者更多的图形窗口可能重叠，所以典型操作环境以多种方式来解决重叠。
在最简单的解决方法中，每个图形窗口都与次序显示优先级相关。如果图形窗口重叠，那么具有最大显示优先权的窗口用它的全部显示。任何具有较低优先权的基础图形窗口用已移动的图形窗口的重叠部分来显示。关于图1，示例性屏幕显示器100包括两个与例示软件应用一致的图形窗口102，104。如图1所示，图形窗口102，104的至少部分重叠，如106所示。当显示具有省略的重叠部分106的图形窗口102时，假定图形窗口104有更高的显示优先权，则图形窗口104用它的全部显示。因而，虽然图形窗口102出现成为背景图象，但图形窗口104出现前景图象。
除了解决与例示软件应用一致的图形窗口间的显示优先权，在另一个典型实施例中，软件应用可以与一个或者更多工具相关，作为软件应用的显示部分向用户显示该工具。用户工具常常被称为“调色板”。调色板可以作为分离的图形窗口向用户显示，该分离图形窗口比基础的软件应用图形窗口具有更高的显示优先权。现在关于图2，示例性屏幕显示器200包括与例示软件应用一致的单图形显示器。屏幕显示器200包括一些基础的向用户显示的内容202。除了屏幕显示器200，还显示比基础的屏幕显示器200具有更高显示次序的两个调色板206，208。
在上面的两个实施例中，从用户的视图封闭至少部分基础内容，该基础内容来自具有更低显示优先权的图形窗口。虽然用户可以调整每个图形窗口的位置和/或利用更大屏幕显示或者多屏幕显示，但是有许多实施例，该实施例中的图形窗口可重叠，且该实施例中用户不希望将基础内容全部从视图封闭。
为允许基础内容的至少一部分对用户可见的一种方法相应于透明性与更高显示优先权图形窗口的关联。用来将透明性与图象关联的典型常规方法被称为阿尔法混合。本领域的技术人员应当理解，阿尔法混合与单权值到前景和背景图象的每个象素的色值数据有关。透明度的等级与放置在前景图象的权值一致。方程1为色彩设计定义阿尔法混合，该色彩设计根据它的红，绿和蓝色值(“RGB”)如下定义图象：
(1)RxGxBx＝R1α+R2(1-α)+G1α+G2(1-α)+B1α+B2(1-α)
其中： R1G1B1＝第一图象的颜色象素值；
R2G2B2＝第二图象的颜色象素值；且
α＝阿尔法值
表示图象的RGB值的应用和用来向图象提供透明性的阿尔法混合的应用在本领域是公知的，将不再赘述。
虽然阿尔法混合的利用易于基础内容的显示，但是阿尔法混合技术在多种方式中会显得不足。在一方面，前景和背景图象的颜色混合会影响前景或背景内容的可读性。在另一方面，如果前景和背景在一些情形中(例如颜色，形状，大小等等)相似，对于用户而言，常规阿尔法混合技术可能难以确定“混合”内容是属于前景图象还是属于背景图象。
因而，促进内容可读性和/或内容标识的显示图象的系统和方法是必需的。
发明内容
提供一种处理利用多种特征类权的图象的系统和方法。计算机系统关联两个或者更多具有一组特征类数据(例如颜色和纹理数据)的图象。计算机系统为每个特征类赋一组处理权值。根据特征类权混合两个或者更多图象。混合图象可以根据图象内容而被进一步调整。
依照本发明的一个方面，提供一种处理两个或者更多通过一组特征类表示的图象的方法。依照该方法，计算机系统关联两个或者更多具有一组特征类数据的图象中的每一个。计算机系统为每个特征类赋处理权值。另外，计算机系统根据已赋值的处理权值来处理该组特征类数据，以产生混合图象。
依照本发明的另一方面，提供一种混合前景图象和背景图象的方法。前景和背景图象通过一组特征类表示。依照该方法，计算机系统为每个特征类赋处理权值。然后计算机系统根据已赋值的处理权值来为前景和背景图象处理该组特征类数据，以产生混合图象。另外，计算机系统根据前景和背景图象的内容调整混合图象。
依照本发明的更进一步的方面，提供一种处理两个或者更多通过一组特征类表示的图象的方法。计算机系统关联两个或者更多具有一组特征类数据的图象中的每一个。计算机系统为每个特征类赋处理权值，并根据已赋值的处理权值来处理该组特征类数据，以产生混合图象。然后计算机系统根据两个或者更多图象的内容调整已混合的图象。
附图说明
当与附图联合理解时，通过参考下面的详细描述，本发明的前面的方面和许多附带的优点会像变得更好懂一样而变得更加容易理解，其中：
图1是屏幕显示器的框图，它示出了依照常规显示实施方案的重叠图形窗口；
图2是屏幕显示器的框图，它示出了依照常规显示实施方案的重叠调色板图形窗口；
图3是流程图，它示出了依照本发明实施例、通过计算机系统执行的多重混合显示程序；
图4是流程图，它示出了依照本发明实施例、利用多重混合并通过计算机系统执行的调色板产生程序；且
图5是框图，它示出了说明利用多重混合的图象的处理的屏幕显示器。
具体实施方式
通常而言，本发明涉及一种处理图象的系统和方法。本发明更具体的涉及一种将单个权值应用到一组表示两个或者更多混合图象的特征中的系统和方法。通常特征与一个或者更多数据段一致，该数据描述图象的属性并被计算机系统利用，以在显示器上再现图象。在本发明的示例性实施例中，特征数据可以包括颜色类数据，例如RGB和CIE实验室颜色模型。本领域技术人员应当理解，CIE实验室颜色模型与知觉导向颜色模型一致，该知觉导向颜色模型用三种通道表示象素色值，即，亮度“L”，红-绿颜色差分“A”，和蓝-黄颜色差分“B”。CIE实验室颜色模型在K.McLaren于1976年在《染色工作者与印染工作者社会期刊》第92期第338-341页的题目为“CIE1976(L*a*b)均匀颜色空间和颜色差分公式的发展”中进一步描述，通过在这里参考而结合该期刊。另外，特征数据也可以包括允许用户察觉图象之间的反差的纹理类数据，例如边缘或者高反差的其他区域。虽然将关于CIE实验室颜色模型和单纹理特征来描述本发明，然而本领域技术人员应当理解的是，已揭露的实施例实际上是示例性的，并不能作为限制性解释。
与RGB颜色模型相似并如上所述，象素显示属性可以根据“L”，“a”，和“b”值用CIE实验室颜色模型表示。在本发明的示例性实施例中，如果在两个或者更多图象间有重叠的内容，可以认为重叠内容是两个或者更多重叠图象的单个“L”，“a”，“b”色值的加权的结合。另外，在本发明的示例性实施例中，重叠内容也可以根据两个图象的纹理值的加权的结合来表示。但是，与传统的阿尔法混合不同，被应用到每个特征的权值可以是不同的。依照本发明，方程2定义“L”，“a”，和“b”值的结合为：
(2)LxAxBx＝(ω1L1+(1-ω1)L2)+(ω2a1+(1-ω2)a2)+(ω3b1+(1-ω3)b2)
其中：L1a1b1＝第一图象的CIE实验室颜色象素值；
L2a2b2＝第二图象的CIE实验室颜色象素值；
ω1＝L通道的权值；
ω2＝a通道的权值；且
ω3＝b通道的权值。
在本发明的示例性实施例中，ω1，ω2，和ω3是以易于图像知觉的用户识别的方式选择的。单个权值可以与由0至1的数字的范围一致。另外，在本发明实际的实施例中，每个权值都与“1”或“0”的布尔值一致。通过对布尔值限制权值，每个特征类只会与来自重叠图象的一个通道值一致。在本发明的示例性实施例中，可以通过包含权值或者每个纹理类通道而将方程2修改为包括纹理类数据。方程3与方程2的修改一致，以包括一个或者更多纹理类数据的通道。
(3)LxAxBx+τ1-τX＝(ω1L1+(1-ω1)L2)+(ω2a1+(1-ω2)a2)+(ω3b1+(1-ω3)b2)+(ω4τ11+(1-ω4)τ21)...+(ωXτ1X+(1-ωX)τ2X)
其中：L1a1b1＝第一图象的CIE实验室颜色象素值；
L2a2b2＝第二图象的CIE实验室颜色象素值；
τ1-1-τ1X＝第一图象的纹理通道值；
τ2-1-τ2X＝第二图象的纹理通道值；
ω1＝L通道的权值；
ω2＝a通道的权值；
ω3＝b通道的权值；
ω4＝第一纹理通道的权值；且
ωX＝第X纹理通道的权值。
与颜色通道数据相同，纹理类的权值可以表示为布尔值，这样只有一个图象可以与每个纹理特征类一致。
在本发明的示例性实施例中，通过软件应用，或者根据再现的内容，可以由用户预赋值单个通道权值。例如，单个通道权值可以涉及重叠内容的类型(例如，重叠调色板图形窗口)，以获得特殊作用。重叠调色板图形窗口的颜色混合的示例会在下面更加详细的描述。另外，通道权值可表示为一组可以人工或者动态修改的权值。例如，计算机可以利用一组通道权值以获得已混合的图象之间的转换。
现在关于图3，将描述混合多重图象的例程300。在框302，计算机系统把要混合的两个或者更多图象与一组特征类关联。如上所述，在本发明的示例性实施例中，图象中的每个象素都可以根据它的L，a和b CIE实验室颜色模型值来表示。另外，图象中的每个象素同样也可以由一个或者更多纹理值表示。如果用其他颜色模型(如RGB)表示图象的象素信息，那么程序300可以包括由另一个颜色模型到CIE实验室颜色模型的象素颜色模型数据的翻译。
在模块304中，计算机系统联合每个特征类的通道权值。如上所述，在本发明的示例性实施例中，通道权值可以基于用户输入，计算机设置和/或被混合的窗口的类型而被预赋值。例如，可以用不同于两个重叠图形窗口的通道权值混合与调色板一致的图形窗口，所述两个重叠图形窗口与例示软件应用一致。同样如上所述，在本发明的示例性实施例中，单个通道权值可以表示为布尔值。
在模块306中，根据具体通道权值处理两个图象，以对每个象素产生复合组特征值。在本发明的示例性实施例中，可以在某种意义上根据方程2处理图象象素数据。例如，如果通道权值ω1，ω2，ω3设置为“1”“0”和“1”值，那么结果象素图象便会利用来自第一图象的L和b值，和来自第二图象的“a”色值。另外，如果纹理通道权值设置为“0”，那么将使用纹理值，例如来自第二图象的边缘值。在模块308中，调整网组特征值，例如色值和纹理值，以改进图象显示器。本领域技术人员应当理解，许多图象处理技术/过程会被用于改进全部图象显示。在一个实施例中，会利用图象处理过滤器，例如反差过滤器，颜色过滤器，模糊过滤器等等，以调整前景或者背景图象。在另一个实施例中(将在下面更详细的解释)，来自一张图象的通道数据可以转向另一个通道，以辨别前景和背景图象。在进一步的实施例中，可以利用使用数据，以减小前景图象的部分，所述前景图象有利于与背景图象相关的基础内容。在更进一步的实施例中，也可以利用其他传统图象处理技术，例如阿尔法混合，以改进图象显示器。在模块310中，例程300结束。
在本发明的示例性实施例中，为表示与调色板一致的图形窗口，可以利用上述的多重混合技术。图4是流程图，它示出了调色板多重混合程序400，该程序通过依照本发明的计算机系统执行。程序400与模块308一致，模块308内的颜色通道权值已为两个图象设置，在上述两个图象中，背景图象与照片或者其他内容一致，且前景图象与调色板一致。基于内容特征，通道值ω1，ω2，ω3设置为“1”“0”和“0”。另外，纹理值设置为“1”。
关于图4，在模块402中，减小图象饱和度以应用颜色通道权值。关于运行的实施例，由于通道权值设置，混合图象包括来自背景图象的红/绿和蓝/黄值。但是，亮度值单独与背景图象一致。这样，保护且不冲淡背景图象颜色。在模块404中，调色板表面被制成透明，以应用纹理通道设置。在本发明的示例性实施例中，典型的调色板由与控制器一致的图标组成，该调色板的轮廓可以由用户识别。因此，为应用纹理通道设置，用高通过滤器(例如凸出过滤器)过滤图象，以制造控制器的边缘。本质上，图象被过滤以召集它的纹理通道值。在本发明的示例性实施例中，附加混合技术，例如线性光混合技术，可以用于保护亮/暗反差。
如上所述，模块402和404与布尔权值通道的应用一致。继续关于图4，在本发明的示例性实施例中，程序400可包括改进混合图象(模块308，图3)的全部改进的附加过程。本领域的技术人员应当理解，图象改进过程可任选和/或依据被混合的图象的内容类型。例如，两个图形图象的混合可能需要一组与两个原文消息的混合不同的改进过程。在模块406中，背景图象的部分变模糊，以消除与噪声背景有关的高频率干扰。更明确的，背景图象的重叠部分可以用模糊过滤器变模糊。进一步说，在本发明的示例性实施例中，可以配置模糊过滤器用来动态的模糊当前景图象移动时、与前景图象重叠的背景图象的任何部分。这样，结果图象为前景图象提供高反差，并为背景图象的重叠部分提供低反差。
在模块408中，可以利用使用数据以改变前景图象的部分不透明性。在本发明的示例性实施例中，使用数据与选择数据或者其他明显或暗含的用户反馈系统一致，被用于改变显示部分。例如，边框，不使用的图标，或者用户熟悉的来自前景图象(例如调色板的持久性图标)可以有利于背景图象减少。
在模块410中，如果冲突图象发生，可以再变换一个或者更多的特征通道。在本发明的示例性实施例中，前景和背景图象可以与两个利用相同特征来表示内容的图象一致。例如，两个图象首先与极依赖亮度通道表示的正文一致。但是如上所述，在本发明的示例性实施例中，因为它们另外的干扰，只有一张图象会可以使用它的亮度值。因此，图象的一个亮度值可以映射到其他通道，例如红/绿和蓝/黄不同值，以减轻干扰。本领域技术人员应当理解，也会利用附加调整过程。在框412，例程400终止。
图5是框图，它示出了依照本发明的屏幕显示器500的部分，屏幕显示器500例示处理前景502和背景图象504的结果。如图5所示，通过保护颜色通道值增强背景图象504的用户识别。另外，前景图象502的识别是通过保护亮度和纹理通道值实现的。本领或技术人员应当理解，结果屏幕显示器500实际上是示例性的，且可选择的结果也可在本发明的范围内实现。
虽然已经例示并描述了本发明的示例性实施例，应当理解的是，在不脱离本发明精神和范围下，可以做出许多修改。

Claims (21)

1.一种处理两个或者多个通过一组特征类表示的图像的方法，该方法包括：
将两个或者多个图象中的每个像素与一组特征类数据关联；
对于每个像素，为每个特征类独立地赋一不同的处理权值；
根据独立地赋予的处理权值处理该组特征类数据，以产生混合图象；以及
根据所述两个或者多个图象的内容来调整混合图象。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该组特征类数据与颜色类数据一致。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，颜色类数据与CIE实验室颜色模型数据一致。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一组特征类数据与纹理类数据一致。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，纹理类数据与边缘数据一致。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个特征类的处理权值都被指定为零至一之间的数字范围。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个特征类的处理权值都被指定为布尔值。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整混合图象包括模糊两个或者多个图象中的至少一个。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整混合图象包括：
获得两个或者多个图象中的一个图象的至少一部分的使用数据；以及
根据使用数据调整混合图象。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，调整混合图象包括基于使用数据减少两个或者多个图象中的一个图象的部分的不透明性。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整混合图象包括将一特征类数据的值映射到另一特征类数据。
12.一种混合前景图象和背景图象的方法，其中前景和背景图象的每个像素由一组特征类表示，该方法包括：
对于每个像素，为每个特征类独立地赋一不同的处理权值；
根据独立地赋予的处理权值处理前景和背景图象的一组特征类数据，以产生混合图象；以及
根据前景和背景图象的内容调整混合图象。
13.如权利要求12所述的方法，其中该组特征类数据与颜色类数据一致。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，颜色类数据与CIE实验室模型数据一致。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该组特征类数据与纹理类数据一致。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，每个特征类的处理权值都被指定为零至一之间的数字范围。
17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，每个特征类的处理权值都被指定为布尔值。
18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，调整混合图象包括模糊该背景图象。
19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，调整混合图象包括：
获得至少部分前景图象的使用数据；以及
根据使用数据调整混合图象。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，调整混合图象包括基于使用数据减少前景图象的部分的不透明性。
21.如权利要求12所述的方法，其特征在于，调整混合图象包括将前景图象的一特征类数据的值映射到另一特征类数据。
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