本發(fā)明涉及計算機界面氛圍渲染領(lǐng)域，尤其涉及一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

人機交互是一門研究系統(tǒng)與用戶之間的交互關(guān)系的學科，其中系統(tǒng)可以是各種各樣的機器，也可以是計算機化的系統(tǒng)和軟件，人機交互界面通常是指用戶可見的部分，用戶通過人機交互界面與系統(tǒng)交流，并進行操作。人機交互經(jīng)歷了以下發(fā)展階段：基于鍵盤和字符顯示器的交互階段，基于鼠標和圖形顯示器的交互階段，以及基于多媒體技術(shù)的交互階段。

眾所周知，色彩是一幅作品最直觀的藝術(shù)表現(xiàn)，是對畫面氣氛的升華，更是藝術(shù)家情感的直接表達。藝術(shù)家將色彩常識與創(chuàng)作經(jīng)驗相結(jié)合，使這種情感轉(zhuǎn)化成色彩和圖像語言，將色彩有序地組織在畫面中，用最直觀的視覺表達方式將創(chuàng)作的情感抒發(fā)出來，烘托出作品的主題氣氛從而形成藝術(shù)家極具個人特色的色彩語言和藝術(shù)風格。

此外，光的刺激能夠影響人的情緒，這種刺激必須和空間所應(yīng)具有的氣氛相適應(yīng)，光以非物質(zhì)的形式存在，無法直接感觸卻能夠照亮物體、渲染空間氣氛。光本身的形態(tài)對環(huán)境的渲染作用。

通過光的作用，能夠使展示效果更加生動直觀，且借助空間結(jié)構(gòu)形式的光的形態(tài)對環(huán)境的渲染作用，通過光的色彩渲染環(huán)境氛圍，通過光影效果渲染氛圍，這種營造氛圍的方式，均能夠增加用戶的直觀感應(yīng)，調(diào)節(jié)用戶使用的滿意程度，使得用戶在不同操作時調(diào)節(jié)出不同的氛圍，愉悅身心，這在視頻/圖像/軟件的渲染中尤其重要，已引起大家的重視。

現(xiàn)有技術(shù)照明渲染對象單一，通常只針對視頻-圖像進行處理并產(chǎn)生照明光源，對于其他常用且功能十分強大的軟件則無法處理，存在較大的功能局限性， 另外，現(xiàn)有技術(shù)在獲取視頻-圖像上的子區(qū)域時通常采用簡單的隨機或預(yù)定義方式求取視頻-圖像的子區(qū)域，通過獲取子區(qū)域主色/強度等常用簡單方法作為光色參數(shù)轉(zhuǎn)化的方法，技術(shù)手段簡單，靈活性較差，渲染效果較差。急需客服克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提升渲染效果，增加用戶的滿意度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，既可以獨立對人機交互界面中的圖像或視頻進行渲染，又可與用戶和人機交互設(shè)備中的軟件進行交互通信。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，不僅可以對視頻-圖像進行渲染，更可以對常用軟件進行渲染，適用范圍較廣。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，可對用戶操作進行渲染，用戶在識別到氛圍變化時可判斷其操作結(jié)果的正確性或操作效果的滿意度等，并根據(jù)其(氛圍渲染結(jié)果)結(jié)果做出進一步的操作。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，在獲取視頻-圖像上的子區(qū)域上借助人眼特點進行劃分，同時又根據(jù)渲染需求及功能不同對視頻-圖像做出不同劃分，渲染效果大大提升。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，利用人眼劃分區(qū)域以及針對于不同渲染方式的劃分子區(qū)域的方法進行渲染，渲染效果好。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，采用多線程調(diào)用流程，大大提高了運算效率，確保了后續(xù)算法的加入。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，應(yīng)用范圍廣，適于應(yīng)用于多種軟件，例如，應(yīng)用軟件、教學軟件、行業(yè)軟件、游戲娛樂軟件、網(wǎng)絡(luò)軟件、圖形處理軟件、編程軟件和安全軟件等。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，對實時用戶的操作進行照明渲染，其渲染效果包括工具選擇提示、效果渲染、光影效果模擬或延伸、整體氛圍渲染等。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，可根據(jù)不同軟件自身的特點專門進行預(yù)定義設(shè)置，也可以在原有功能的基礎(chǔ)上讓用戶 自定義設(shè)置。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，系統(tǒng)與軟件之間的通信包括多種形式。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，該系統(tǒng)一方面可以獨立對人機交互界面進行渲染，提出了利用人眼視覺方法以及視覺誘引色的概念，渲染功能多樣，渲染效果好。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，另一方面可與用戶和人機交互設(shè)備中的軟件進行交互通信，其處理對象大大增加，應(yīng)用范圍更加廣泛。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，增加用戶的直觀感應(yīng)，愉悅用戶的身心，提高用戶的使用滿意度。根據(jù)用戶的心情、所處環(huán)境等來調(diào)節(jié)氛圍。利用色彩營造宜人的氛圍，采用因地制宜的配色方案。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，可提高工作軟件的使用效率、烘托和營造更好的工作氛圍、增強娛樂軟件的娛樂性。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)與方法，減少由于兩幀之間相近顏色頻繁變化而造成的燈珠閃爍，提高畫面延伸的視覺體驗。

為滿足本發(fā)明的以上目的以及本發(fā)明的其他目的及優(yōu)勢，本發(fā)明提供一種人機交互界面的氛圍渲染方法，其中所述方法包括以下步驟：

(A)提取視頻/圖像/軟件的主色；

(B)根據(jù)提取的主色信息進行氛圍渲染。

根據(jù)本發(fā)明一實施例，其中所述步驟(A)包括以下步驟：

(A.1)對圖片劃定區(qū)域；

(A.2)利用圖像處理算法和模式識別方法進行分析和處理；以及

(A.3)獲取可供照明設(shè)備識別的光色渲染參數(shù)。

在所述步驟(A.1)中，通過對所述圖片進行分塊來劃定區(qū)域，其中適于通過順時針或逆時針的方式對所述圖片進行分塊。

所述步驟(A.2)包括以下步驟：

(A.21)依次提取各區(qū)域?qū)?yīng)的RGB像素矩陣；

(A.22)RGB矩陣轉(zhuǎn)換為HSV直方圖；

(A.23)統(tǒng)計HSV直方圖獲得主色HSV值；

(A.24)計算主色與上一幀主色色差，并比較；

(A.25)若色差在允許范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟(A.26)，若色差不在允許范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟(A.27)；

(A.26)該區(qū)域?qū)?yīng)燈珠顏色變成該幀主色顏色；以及

(A.27)該區(qū)域?qū)?yīng)燈珠顏色不變，與上一幀主色顏色相同。

優(yōu)選地，在各區(qū)域分別設(shè)置對應(yīng)的照明設(shè)備，以分別對各區(qū)域進行氛圍渲染。

優(yōu)選地，在所述步驟(A.21)中，隔N行M列提取RGB像素矩陣，其中N≥1，M≥1。

根據(jù)本發(fā)明一實施例，所述步驟(B)中的主色信息為視覺誘引色信息，所述步驟(A)包括以下步驟：

(A.4)劃定提取主色區(qū)域；

(A.5)確定視覺誘引色所在區(qū)域；

(A.6)確定視覺誘引色并提??；以及

(A.7)驗證視覺誘引色。

其中所述步驟(A.5)包括以下步驟：

(A.51)提取主色區(qū)域?qū)?yīng)的RGB像素矩陣；

(A.52)RGB像素矩陣轉(zhuǎn)換為HSV矩陣；

(A.53)統(tǒng)計HSV直方圖；

(A.54)設(shè)定飽和度、亮度和數(shù)量閾值；以及

(A.55)找出所有滿足閾值條件的HSV區(qū)間，確定數(shù)量最多的HSV區(qū)間作為視覺誘引色區(qū)間

其中在所述步驟(A.7)中，通過做仿二值化處理來驗證主色。

在所述步驟(A.4)中，適于將主色區(qū)域劃定為二塊、三塊、四塊或者更多塊，根據(jù)不同的劃定區(qū)域的方式，在各塊上分別設(shè)置相應(yīng)的照明設(shè)備。

優(yōu)選地，在所述步驟(B)中，調(diào)用提取視覺誘引色算法，燈珠顯示視覺誘引色；或者調(diào)用分塊提取主色算法，燈珠顯示分塊提取的主色。

一種通過與人機交互設(shè)備中的軟件通信進行氛圍渲染的方法，適于用戶通過與人機交互設(shè)備中的軟件進行交互通信來渲染氛圍，其特征在于，所述方法包括 以下步驟：

(1)檢測軟件發(fā)送消息的方式；

(2)檢測用戶的操作意圖；

(3)發(fā)送指令給照明設(shè)備；以及

(4)按照用戶的操作意圖進行氛圍渲染。

其中，用戶在運用軟件的菜單或工具時，需要單擊或雙擊菜單選項、工具欄圖標或使用快捷鍵，敲入文字或代碼操作，軟件或根據(jù)用戶的操作做出相應(yīng)的變化，該變化會被氛圍渲染單元捕捉到，并在用戶操作前進行預(yù)測以及操作之后的氛圍渲染。

在文字處理軟件操作中，氛圍渲染單元在鼠標選中色板圖標和單擊色板圖標時做出反應(yīng)，其中在鼠標選中色板圖標時，氛圍渲染單元獲取鼠標的精確位置，判斷其所對應(yīng)的工具圖標、類型以及色板中的顏色，分析處理并將信息發(fā)送給照明設(shè)備，照明設(shè)備全部顯示或閃爍顯示與鼠標選中的顏色圖標相同的顏色以提示用戶選擇的顏色；在用戶單擊色板的顏色圖標時，選中文本的背景變化為顏色圖標的顏色，氛圍渲染單元判斷其顯示顏色和背景變化文本的所在位置，進而使得文本對應(yīng)位置的照明設(shè)備顯示顏色圖標的顏色，以進行局部渲染，使得文本信息更加突出。

在演示文稿軟件操作中，對幻燈片做淡入或淡出動態(tài)操作時，氛圍渲染單元接收到windows消息后或?qū)崟r定位到鼠標位置及對應(yīng)圖標后，發(fā)送消息給照明設(shè)備，以使照明設(shè)備有規(guī)律的按某種顏色由暗到亮由淺到深或由亮到暗由深到淺進行變換，其顏色是根據(jù)幻燈片的主色或次主色或視覺誘引色或其他方法確定的。

在軟件工程師的編程軟件工作時，氛圍渲染單元在編程軟件工作時顯示增強注意力又能放松眼睛的光，且光強和顏色保持不變，在一段時間后自動改變燈光的顏色或頻率，以提示工程師做出調(diào)整，適當休息。

對于照相攝影軟件，氛圍渲染單元適于檢測不同的場景，獲取其基本的色彩信息，對不同的場景進行渲染，以使圖像的場景延伸到整個空間，提升照片或攝影的整體氛圍感。

對于安全軟件，氛圍渲染單元實時捕捉軟件中的各種安全數(shù)據(jù)，當某一數(shù)據(jù)低于最低安全標準或高出安全值時，照明設(shè)備會立刻發(fā)出燈光警告。

對于教學軟件，氛圍渲染單元通過顯示某一或某幾種顏色，或閃爍某一或某 幾種顏色，提示學習者集中意力或適當休息，其中提示集中注意力的時間間隔和適當休息的時間間隔由系統(tǒng)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)自動配置，或者由用戶根據(jù)自身的習慣進行配置。

對于輔助軟件，氛圍渲染單元適于根據(jù)3D構(gòu)圖軟件作品的色彩、光的來源對其進行渲染。

在家居裝飾中，氛圍渲染單元檢測出房間內(nèi)各個位置的光的強弱、色彩，并根據(jù)其分布位置及變化對其進行實時渲染。

在圖片瀏覽方面，在正常的圖片預(yù)覽時，氛圍渲染單元適于對下一張圖片或上一張圖片進行渲染，其渲染效果根據(jù)下一張或上一張圖片的色彩特點，下一張對應(yīng)的渲染區(qū)域在圖片顯示區(qū)域的右側(cè)方向，上一張對應(yīng)的渲染區(qū)域在圖片顯示區(qū)域的左側(cè)方向。

針對圖片信息進行處理時，氛圍渲染單元實時檢測圖片信息的變化，并在檢測到變化后對變化后的圖片進行渲染。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)的框圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一個優(yōu)選實施例進行氛圍渲染的流程圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的上述第一個優(yōu)選實施例的劃定區(qū)域示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的上述第一個優(yōu)選實施例的圖片背景延伸方法流程圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二個優(yōu)選實施例的人眼正視圖的示意圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的上述第二個優(yōu)選實施例的提取視覺誘引色的示意圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的上述第二個優(yōu)選實施例的按照視覺誘引色進行氛圍渲染的流程圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的上述第二個優(yōu)選實施例的提取視覺誘引色區(qū)間的流程圖。

圖10A至圖10C是根據(jù)本發(fā)明的上述第二個優(yōu)選實施例的提取主色區(qū)域劃分方式示意圖。

圖11A至圖11C是根據(jù)本發(fā)明的上述第二個優(yōu)選實施例的各區(qū)域?qū)?yīng)的照明設(shè)備位置示意圖。

圖12是根據(jù)本發(fā)明的上述第二個優(yōu)選實施例提取視覺誘引色的流程圖。

圖13A和圖13B是根據(jù)本發(fā)明的上述第二個優(yōu)選實施例提取主色采用的兩種算法的調(diào)用方法示意圖。

圖14是根據(jù)本發(fā)明的第三個優(yōu)選實施例的氛圍渲染流程圖。

具體實施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應(yīng)用于其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術(shù)方案。

如圖1和圖2所示，一種人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)，包括一人機交互設(shè)備10、一云服務(wù)器20和一氛圍渲染單元30，其中所述人機交互設(shè)備10、所述云服務(wù)器20和所述氛圍渲染單元30相聯(lián)接，所述氛圍渲染單元30為所述人機交互設(shè)備10提供氛圍渲染，以滿足用戶的需求。

進一步地，所述氛圍渲染單元30包括多個照明設(shè)備31以及多個分析處理單元32，其中所述照明設(shè)備31連接于所述分析處理單元32，執(zhí)行所述分析處理單元32發(fā)送的指令，按照所述分析處理單元32的光色渲染參數(shù)對所述人機交互設(shè)備10的人機交互界面11進行氛圍渲染。該人機交互界面的氛圍渲染系統(tǒng)一方面適于獨立對人機交互界面進行渲染，另一方面適于用戶和人機交互設(shè)備中的軟件進行交互通信。

值得一提的是，所述照明設(shè)備31為獨立于所述人機交互設(shè)備10之外的用于氛圍渲染的照明設(shè)備。

實施例一

對于人機交互界面，比如圖像、視頻等帶有畫面的信號，該系統(tǒng)可對其進行氛圍渲染，如圖3所示，渲染方法如下步驟：(1)對圖片劃定區(qū)域(101)；(2)利用圖像處理算法和模式識別方法進行分析和處理，并提取主色(102)；(3)獲取可供照明設(shè)備識別的光色渲染參數(shù)(103)；以及(4)根據(jù)提取的主色信息進行氛圍渲染(104)。

通過圖像或視頻幀的背景畫面延伸來進行氛圍渲染，其中畫面延伸采用分塊 提取主色的方法。

本實施例采用上下左右四個方向?qū)D片進行延伸，每一個方向都配有一定數(shù)量的所述照明設(shè)備31，其中所述照明設(shè)備31可以實施為燈具或燈珠，本實施例優(yōu)選為彩色的燈珠。通常情況下，優(yōu)選地，上方與下方的所述照明設(shè)備31的個數(shù)相同，左方與右方的所述照明設(shè)備31的個數(shù)相同。針對于不同尺寸的所述人機交互設(shè)備10的顯示器，所需使用的所述照明設(shè)備31的數(shù)量會有差異，根據(jù)所述照明設(shè)備31的個數(shù)，采用一對一或多對一的方法對圖片邊緣進行分塊。

在所述步驟(1)中，所述圖片包括圖像、視頻圖片和軟件圖片，所述分析處理單元32按照順時針方向或逆時針方向?qū)D像或者視頻圖片劃定區(qū)域，即進行分塊，如圖4所示為順時針劃定區(qū)域示意圖。在本優(yōu)選實施例中，針對于某一圖像或者視頻幀中的某一幀40，沿著圖片四周邊緣41(指定邊緣的寬度為W)按順時針的方向劃定為多個小的區(qū)域，值得一提的是，也可以按照逆時針的方向劃定多個小的區(qū)域，這些小區(qū)域則成為塊42，所述塊42的一邊已經(jīng)由W確定，另一邊則由顯示器的寬度以及燈珠的個數(shù)共同決定。

圖5所示為圖片背景延伸流程圖，在所述步驟(2)中，通過所述分析處理單元32利用圖像處理算法和模式識別算法進行分析和處理。其中在本優(yōu)選實施例中，所述步驟(2)包括以下步驟：(2.1)提取第一塊42對應(yīng)的RGB像素矩陣；(2.2)RGB矩陣轉(zhuǎn)換為HSV矩陣；(2.3)統(tǒng)計HSV直方圖，并獲得該所述塊42的主色HSV值；(2.4)檢測是否為最后一塊，若是最后一塊，執(zhí)行步驟(2.5)，若不是最后一塊，執(zhí)行步驟(2.10)；(2.5)比較該幀該區(qū)域的主色與上一幀該區(qū)域的主色，并計算該幀主色與一幀該區(qū)域的主色色差：(2.6)若色差在允許范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟(2.7)，若色差不在允許范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟(2.8)；(2.7)該區(qū)域?qū)?yīng)燈珠顏色不變，與上一幀主色顏色相同；(2.8)該區(qū)域?qū)?yīng)燈珠顏色變成該幀主色顏色；(2.9)檢測是否為最后一塊區(qū)域，若為最后一塊區(qū)域，則該幀圖片延伸結(jié)束，若不是最后一塊區(qū)域，則按照逆時針或順時針提取下一塊區(qū)域的主色；(2.10)采用隔N行M列的方式按照逆時針或順時針提取下一塊區(qū)域?qū)?yīng)的RGB像素矩陣，并返回所述步驟(2.3)，依次進行圖片延伸。

值得一提的是，根據(jù)分塊結(jié)果提取圖片中某一塊42的RGB像素矩陣，為節(jié)省時間可采用隔N行M列提取的方法，其中N≥1，M≥1，為節(jié)省時間，優(yōu)選地，N＞1，M＞1。將提取到的像素矩陣全部轉(zhuǎn)化為HSV矩陣，并統(tǒng)計HSV直 方圖，得到該塊的主色HSV值。本發(fā)明HSV的范圍分別為0-360，1-100和0-250，直方圖HSV的區(qū)間長度可根據(jù)測試結(jié)果找出效果最好的一組。

在提取主色后需要與該區(qū)域?qū)?yīng)的上一幀主色進行比較，本發(fā)明是計算色差值，當色差足夠小時保持該區(qū)域?qū)?yīng)的燈珠顏色不變，否則將新的主色值在對應(yīng)燈珠上進行顯示，其中二者的色差允許范圍預(yù)先通過所述分析處理單元32進行設(shè)置。上述做法的目的是減少由于兩幀之間相近顏色頻繁變化而造成的燈珠閃爍，提高畫面延伸的視覺體驗。

在所述步驟(4)中，所述分析處理單元32將獲取的光色渲染參數(shù)傳送給所述照明設(shè)備31，所述照明設(shè)備31接收指令后，按照所述光色渲染參數(shù)對所述圖片進行氛圍渲染，以滿足使用者的需求。

實施例二

在觀看視頻時，人們?nèi)菀妆簧瘦^艷麗、亮度較高、運動較快的人或事物所吸引，所以會將更多的注意力放在這些人或事物身上，甚至會忽略周圍的事物和背景，比如，圖片四周是綠色的枝葉，中間是一朵朵紅色的玫瑰，我們更希望凸顯艷麗的紅色而非渲染綠色。

1.人眼視覺氛圍延伸

人眼的視角很小，如果以看得見的標準來計算，人眼的視角約為150度，但是按看得清楚地標準，視角就只有5度左右了，正因為這樣，人為了擴大視野范圍，就得骨碌碌的轉(zhuǎn)動眼球，左右顧盼，有時還得轉(zhuǎn)動一下頭部。

人的視覺范圍，10-15°以內(nèi)是視力敏銳區(qū)，即中心視野，對圖像的顏色及細節(jié)部分的分辨能力最強，20°以內(nèi)能正確識別圖形等信息，為有效視野，20-30°雖然視力及色辨別能力開始降低，但對活動信息比較敏感，30°之外視力就下降很多。

人們在進行人機交互時，人與設(shè)備的相對位置不同，人眼觀察到的圖像或視頻畫面也會不同。就好比在電影院觀看電影時，不同位置的觀眾其視角不同，觀看感受也會不同。一般情況下，距離熒幕較近的觀眾需要通過轉(zhuǎn)動眼球或扭動脖子才可以看清全部畫面，距離熒幕較遠的觀眾則很容易看到整個畫面，然而太遠的距離又會影響清晰度，而偏離熒幕的觀眾看到畫面中的事物會存在不同程度上的變形。

本發(fā)明提出了正視角氛圍烘托，以突出視頻幀的吸引觀者眼球的重點事物。所謂“正視角”是在人與交互設(shè)備處在一定相對位置時，從人眼角度觀察圖像或視頻，能夠達到最佳的效果。圖6所示即為人眼正視角圖，該正視圖中明確標出了人與交互設(shè)備的相對位置，其中D表示人眼距離人機交互設(shè)備的垂直距離，其垂足是在寬度為W和高度為H的人機交互設(shè)備的中心處，D值的實際大小因人而異，其標準是觀者的眼睛舒適，看到的圖像或視頻清晰。圖中的橢圓形區(qū)域為人眼的有效區(qū)域，人眼對該區(qū)域的顏色等活動信息比較敏感，其大小由人眼與人機交互設(shè)備的距離D以及人眼的有效視野角度α決定，角度α一般在20-30°之間。

在正視圖中有效視野已經(jīng)確定，人們在觀看圖片或視頻時有很大一部分時間是停留在有效視野中的，不管是從舒適角度、清晰角度還是從圖片或視頻本身角度來說都是如此。因此可以將圖像或視頻原本的大小縮小至有效視野內(nèi)，在有效視野內(nèi)進行氛圍的眼神或視覺誘引色提取，其中視覺誘引色通俗地講即為吸引眼球的主色。如果人眼距離人機交互設(shè)備的距離D比較大，或者人機交互設(shè)備的寬度W和高度H比較小，則觀者的有效視野可以觸及到圖像或視頻的邊緣，甚至超過圖像或視頻的大小，此時的有效視野則可看作是整個圖像或視頻。

為了突出重點，本發(fā)明提出了一種提取視覺誘引色的算法。圖7所示為整幅圖片示意圖，其中圖片中間部分為提取并判斷該幀圖片中的視覺誘引色的區(qū)域，該區(qū)域可位于圖片的中間區(qū)域或者是在人眼可正視的范圍內(nèi)，是人眼最先也最容易注意的區(qū)域，提取主色區(qū)域距離圖片邊緣的寬度為W。

2.確定區(qū)域主色HSV區(qū)間

如圖8至圖13B所示，本發(fā)明采用以下方法來提取視覺誘引色，進而對圖像或者視頻進行氛圍渲染。

(A)劃定提取主色區(qū)域(201)；

(B)確定視覺誘引色所在區(qū)域(202)；

(C)確定視覺誘引色并提取(203)；以及

(D)驗證視覺誘引色(204)；

(E)根據(jù)視覺誘引色進行氛圍渲染(205)。

確定視覺誘引色所在區(qū)域后，在所述步驟(C)中，則可以提取該區(qū)域的RGB 像素矩陣，為提高效率，可采用上文所述的隔N行M列的方式采集RGB像素矩陣。將采集到的RGB像素矩陣全部轉(zhuǎn)換為HSV矩陣，然后計算得到HSV直方圖。通常情況下，顏色鮮艷、亮度較高且達到一定數(shù)量(即范圍較大)的事物最容易吸引眼球。本發(fā)明設(shè)定飽和度S-threshold、亮度V-threshold和數(shù)量百分比Ratio-threshold作為甄別視覺誘引色的三要素。從HSV直方圖中統(tǒng)計出所有大于三要素的HSV區(qū)間，如果無滿足三要素的區(qū)間，則表示該幀圖片無需特別突出某一事物，即無視覺誘引色。若滿足該三要素的HSV區(qū)間個數(shù)大于零，則選擇數(shù)量較多的作為視覺誘引色區(qū)間，并記錄下該HSV區(qū)間內(nèi)包含圖片中點的數(shù)量MaxNum。

2.1確定視覺誘引色所在區(qū)域

在所述步驟(B)中，將提取的視覺誘引色區(qū)域進一步劃分，其目的是將視覺誘引色區(qū)域細化，并根據(jù)統(tǒng)計的細化區(qū)域的視覺誘引色信息來對應(yīng)顯示到氛圍渲染的燈珠上，從而能夠更加準確地對主色進行氛圍(包括亮度、顏色、色溫等)渲染。

主色細化的方式有很多種，具體的劃分方式需要根據(jù)具體的被渲染的圖像或視頻而定。圖10A至圖10B示出了三種劃分方式，這三種方式都將主色區(qū)域劃分為四塊，當然還可以劃分為兩塊、三塊或者更多塊。本實施例主要以四塊為例進行說明。

圖10A是主色區(qū)域中心線為分界線將主色區(qū)域均分為左上UpLeft、左下LowLeft、右上UpRight和右下LowRight四塊。圖10B則是以主色區(qū)域的對角線為分界線將主色區(qū)域劃分為上Up、下Low、左Left、右Right四塊。上述兩種劃分方式應(yīng)用范圍較廣，對多數(shù)圖像或視頻適用，由于兩種不同的劃分方式對應(yīng)的燈珠位置不同，其渲染效果也會不同。圖10C是在圖10B的基礎(chǔ)上去除主色區(qū)域中間部分得到的，此種劃分方式主要適用于圖像或視頻中間部位的顏色亮度等組成是固定的或變化較小的情況下，比如圖像中出現(xiàn)一個轉(zhuǎn)盤，當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時中間區(qū)域的顏色組成部分是不變的，而四周區(qū)域是在不斷變化，并且旋轉(zhuǎn)速度越快其四周的顏色變化越快。圖10C中間部位的大小可通過預(yù)定義的方式進行確定，也可以通過圖像處理和計算的方式實時監(jiān)測確定。

確定主色劃分區(qū)域之后，則要對劃分的區(qū)域進行處理，為詳細說明處理方法，本文以圖10A為例。

由圖9流程圖已經(jīng)得到提取視覺誘引色區(qū)域的主色HSV區(qū)間，下一步則分別統(tǒng)計LU、LD、RU、RD四個區(qū)域分布在主色HSV區(qū)間內(nèi)的點的數(shù)量，分別記為ULNum、LLNum、URNum、LRNum。它們滿足式(1)，四個變量的大小體現(xiàn)了主色在四個區(qū)域中的分布情況，數(shù)量越大則主色在該區(qū)域中的個數(shù)越多，該區(qū)域則更容易引起注意。

ULNum+LLNum+URNum+LRNum＝MaxNum (1)

為重點突出主色所在區(qū)域，可通過計算各區(qū)域的主色數(shù)量與總數(shù)量MaxNum的比值得到對應(yīng)區(qū)域的主色百分比。主色百分比則比主色數(shù)量本身更能清楚的反應(yīng)各區(qū)域的主色分布情況。設(shè)定RatioOne(比如等于60％)、RatioTwo(比如等于80％)、RatioThree(比如等于90％)分別作為一個、兩個、三個區(qū)域主色百分比的閾值。如果某一個區(qū)域主色百分比大于RatioOne，則表明該區(qū)域為主色所在區(qū)域，其對應(yīng)的燈珠應(yīng)顯示主色的顏色。如果某兩個區(qū)域的百分比之和大于RatioTwo，則這兩區(qū)域共同組成主色所在區(qū)域，它們所對應(yīng)的燈珠則顯示主色的顏色。同樣用百分比RatioThree作為鑒定某三個區(qū)域的百分比之和的閾值，如果三個區(qū)域的百分比之和大于RatioThree，則該三個區(qū)域為主色所在區(qū)域，它們所對應(yīng)的燈珠則顯示主色的顏色。若四個區(qū)域沒有滿足上述三種情況，則表明該主色是均勻分布于四個區(qū)域中，這時需要將所有燈珠全部顯示成主色的顏色。圖11A至圖11C表示四個區(qū)域?qū)?yīng)的燈珠位置設(shè)置的方式，燈珠分別相對應(yīng)的設(shè)置在各區(qū)域上，以對各區(qū)域分別進行渲染，使得渲染效果大大提升，更能符合用戶的需求。

2.2確定視覺誘引色

通常情況下會人為選取區(qū)間中H、S、V三個區(qū)間的左邊界(中間值或右邊界)作為主色HSV值，然后轉(zhuǎn)換為RGB值。這種做法比較簡單，但人為認定的HSV值并不一定是圖片中真實存在的值，容易引起色差。另外，這種做法的精確度受到HSV區(qū)間長度的影響，區(qū)間長度越大則對HSV值的影響越大，從而對最終計算得到的主色RGB值影響越大。為避免上述問題，本發(fā)明采用直接選取圖片本身真實顏色的方式進行。由于HSV像素矩陣是圖片中的RGB像素矩陣轉(zhuǎn)換得到的，因此只需選取真實存在的HSV，然后轉(zhuǎn)換為RGB即可。上文已經(jīng)確定主色區(qū)間，而視覺誘引色一定在主色區(qū)間內(nèi)，因此只需在圖片中找出滿足主色區(qū)間的HSV值即可。但是，本文對視覺誘引色更偏重于高飽和度、高亮度的顏 色，因此在找尋HSV時附加S值滿足大于主色區(qū)間S的中間值和V值大于主色區(qū)間V的中間值這兩個條件。如此便兼顧了高飽和度、高亮度和圖片真實顏色兩個方面。如果圖片中不存在HSV滿足條件，則可以選擇飽和度和亮度其中一個，找尋圖片中滿足主色區(qū)間的所有點中飽和度最大(亮度最大)的HSV值。如此視覺誘引色值已經(jīng)得到，然后將主色對應(yīng)顯示到主色所在區(qū)域?qū)?yīng)的燈珠上。

2.3快速驗證視覺誘引色

為了達到很好的效果，視頻中播放的每一幀都應(yīng)通過上述方法提取視覺誘引色，但這樣做的結(jié)果會大大增加運算量，影響效率。通常情況下，視頻播放是具有節(jié)奏性和連續(xù)性的，某兩個連續(xù)的幀之間可能具有很大的相似性，如果某一幀存在視覺誘引色區(qū)間，那么緊鄰的下一幀有可能具有相同或相近的主色區(qū)間。通過這一特性，本文提出了一種快速驗證主色的方法，這種方法是建立在其前一幀或前幾幀具有視覺誘引色區(qū)間的基礎(chǔ)上的。

舉例說明，如果某一幀已經(jīng)具有視覺誘引色HSV區(qū)間，那在它之后的五幀首先要進行仿二值化處理，這里的二值化并非傳統(tǒng)意義上的二值化。傳統(tǒng)二值化是將圖像上的像素點的灰度值設(shè)置為0或255，整個圖像呈現(xiàn)出明顯的只有黑和白的視覺效果。本發(fā)明中仿二值化是借助于傳統(tǒng)二值化的閾值比較方法，它處理圖像的結(jié)果是黑色和某一相近彩色的相結(jié)合。傳統(tǒng)二值化設(shè)定某一閾值T，大于T的像素值設(shè)為255，小于T的像素值設(shè)為0。仿二值化的閾值是具有一定區(qū)間長度的HSV區(qū)間，滿足該區(qū)間的像素值保持其HSV不變，在區(qū)間外的像素值全部為黑色即亮度V為0。這樣便得到了一幅只有主色區(qū)間的點是彩色，其余點都是黑色的圖片。然后對這幅特殊的圖片進行統(tǒng)計主色點數(shù)量得到MaxNum，并調(diào)用確定視覺誘引色區(qū)域的算法以及確定視覺誘引色。

提取主色區(qū)域具體流程圖如圖12所示。首先，檢測上一幀或上五幀是否存在視覺誘引色區(qū)間，若存在，則按照上述方式進行仿二值化處理，然后確定視覺誘引色所在區(qū)域，確定視覺誘引色，并對視覺誘引色所在區(qū)域進行顯示。如果檢測發(fā)現(xiàn)上一幀或上五幀不存在視覺誘引色區(qū)間，則需要按照本發(fā)明上述提取視覺誘引色區(qū)間的方式，重新確定提取區(qū)域的視覺誘引色區(qū)間，然后確定視覺誘引色所在區(qū)域，確定視覺誘引色，并對視覺誘引色所在區(qū)域進行顯示，如果重新確定提取后，依然無法找到視覺誘引色區(qū)間，則證明無視覺誘引色，則需要按照實施例一種的方式來提取主色進行氛圍渲染。

圖13A和圖13B為上述兩種算法調(diào)用流程圖，其中圖13A為普通調(diào)用流程圖，圖13B為多線程調(diào)用流程圖。

通常情況下，需要檢測圖片中是否有需要重點突出的事物，如果有則所有燈珠顯示該事物主色即視覺誘引色即可。如果沒有則需要對圖片四周做延伸即采用分塊提取主色。為此使用上述兩種算法的順序如圖13A和圖13B所示。本文采用多線程調(diào)用流程，這種方式大大提高了運算效率，確保了后續(xù)算法的加入。

實施例三

通過與人機交互設(shè)備中的軟件交互通信進行氛圍渲染。

當用戶在使用軟件時，軟件對用戶的操作做出相應(yīng)的變化，照明系統(tǒng)則針對軟件的變化做出相應(yīng)的照明渲染，用戶在識別到氛圍變化時可判斷其操作結(jié)果的正確性或操作效果的滿意度等，并根據(jù)其結(jié)果做出進一步的操作。該軟件可實時對用戶的操作進行照明渲染，其渲染效果包括工具選擇提示、效果選軟、光影效果模擬或延伸、整體氛圍渲染等。

如圖14所示，通過與人機交互設(shè)備中的軟件交互通信進行氛圍渲染的方法包括以下步驟：(1)檢測軟件發(fā)送消息的方式(301)；(2)檢測用戶的操作意圖(302)；(3)發(fā)送指令給照明設(shè)備(303)；以及(4)按照用戶的操作意圖進行氛圍渲染(304)。

通常情況下，軟件可分類為應(yīng)用軟件、教學軟件、行業(yè)軟件、游戲娛樂軟件、網(wǎng)絡(luò)軟件、圖形處理軟件、編程軟件、安全軟件等。其中每款軟件又細分為很多具體的軟件，比如行業(yè)軟件又包括餐飲軟件、美容健身軟件、會員管理軟件、收銀軟件等。針對于不同功能的軟件，該系統(tǒng)既有對大部分軟件的共通的渲染功能，又有針對某一或某幾款軟件的特有渲染功能。

3.1介紹系統(tǒng)對軟件的共通渲染功能。

所謂共通渲染功能是指對大部分軟件都能適用的一種普遍使用的渲染功能。對于絕大多數(shù)軟件而言，菜單或工具是其正常工作的最基本功能單元，每一個簡單的或復(fù)雜的應(yīng)用都是靠這些小單元去實現(xiàn)的。用戶在運用菜單或工具時，需要按照一定的規(guī)則，如單擊或雙擊菜單選項、工具欄圖標，或使用快捷鍵，敲入文字或代碼等操作時，軟件會根據(jù)用戶的操作意圖做出相應(yīng)的變化，此變化會被氛圍渲染單元30捕捉到，并在用戶操作前進行預(yù)測以及操作之后的氛圍渲染。

比如在OFFICE辦公軟件中的文字處理軟件中，例如在word軟件或word pages軟件中，有設(shè)置文字的背景顏色從而突出文本的工具圖標，在用戶單擊此圖標時會出現(xiàn)不同顏色組成的色板，用戶只需要在色板中選擇一個顏色圖標進行單擊即可改變選中文本的背景色，但鼠標放在顏色圖標上并不起作用。該系統(tǒng)會在鼠標選中色板圖標和單擊色板圖標的兩個關(guān)鍵時刻做出反應(yīng)。在鼠標選中色板圖標時氛圍渲染單元30可通過獲取windows消息獲取鼠標位置的方式或直接定位鼠標位置的方式獲取鼠標的精確位置，并由此判斷其所對應(yīng)的工具圖標和類型，以及色板中的顏色，然后通過一系列的分析處理將信息發(fā)送給照明設(shè)備31，照明設(shè)備31會全部顯示或閃爍顯示與鼠標選中的顏色圖標相同的顏色以用于提示用戶其選擇的顏色。在用戶單擊色板中的顏色圖標時，選中文本的背景會迅速變化為顏色圖標的顏色，此時氛圍渲染單元30不僅要判斷其顯示顏色還要判斷背景變化文本的所在位置，然后將文本對應(yīng)位置的照明設(shè)備31顯示顏色圖標的顏色，以達到精確的局部渲染功能，使得文本信息更加突出。

在演示文稿軟件操作中，比如在PPT(PowerPoint)制作過程中，需要對某一幻燈片做淡入或淡出動態(tài)操作，這時用戶需要在動畫菜單中選中淡入或淡出的工具圖標，氛圍渲染單元30在接收到windows消息后或?qū)崟r定位到鼠標位置及對應(yīng)圖標后，可迅速做出反應(yīng)，使得照明設(shè)備有規(guī)律的按某種顏色由暗到亮由淺到深或由亮到暗由深到淺進行變換，其顏色是根據(jù)幻燈片的主色或次主色或視覺誘引色或其他方法確定的。

獲取軟件本身發(fā)出消息的方式作為氛圍渲染單元的數(shù)據(jù)源是方便、準確且安全的方法，但這種方法的前提是軟件廠商肯提供合作。如無法獲取消息本身則可以通過對使用軟件的分析，對軟件中的工具圖標、菜單文字等進行預(yù)定義處理，對其的特點進行分析和處理，建立小型數(shù)據(jù)庫，在操作中可直接從數(shù)據(jù)庫中提取并比對即可。

3.2針對于某一或某幾種軟件所特有的功能。

該功能一般需要根據(jù)軟件自身的特定專門進行預(yù)定義設(shè)置，也可以在原有功能的基礎(chǔ)上讓用戶自定義設(shè)置。

比如，軟件工程師在用編程軟件工作時，需要保證高度的注意力，而長時間的編程工作又會傷害到身體健康，為此氛圍渲染單元30可保證在編程軟件工作時顯示可以增強注意力又能放松眼睛的光，且保證光強和顏色保持不變，目的 是提高工程師的工作效率且緩解眼睛疲勞。另外，在一段時間比如一小時后改變燈光的顏色或頻率，提示工程師做出調(diào)整，適當休息。

比如，對于目前很流行的照相攝影軟件。其特效相機中有很多不同色調(diào)的場景對照片或攝像進行畫面渲染，比如唯美、藍調(diào)、自然等。照明系統(tǒng)可以檢測不同的場景，并獲取其基本的色彩信息(顏色、飽和度、亮度等)，然后對不同的場景進行渲染，使得圖像的場景延伸到整個空間，提升照片或攝影的整體氛圍感。

比如在安全軟件的使用或后臺運行中，氛圍渲染單元30時刻捕捉軟件中的各種安全數(shù)據(jù)，當某一數(shù)據(jù)低于最低安全標準或高出安全值時，照明設(shè)備31會立刻發(fā)出燈光警告，告知用戶對安全軟件進行升級、病毒排殺或立即采取其他補救措施。

比如在教學軟件中，氛圍渲染單元30可通過顯示某一或某幾種顏色，或閃爍某一或某幾種顏色，提示學習者集中注意力或適當休息。其提示集中注意力的時間間隔和適當休息的時間間隔可以由系統(tǒng)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)自動配置，也可以用戶根據(jù)自身的習慣進行配置。

比如在輔助軟件中，例如3D構(gòu)圖軟件，以3DS MAX為例。3DS MAX軟件為三維動畫渲染和制作軟件，廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計、建筑設(shè)計、三維動畫、多媒體制作、游戲、輔助教學以及工程可視化等領(lǐng)域。氛圍渲染單元30可根據(jù)其作品的色彩、光的來源等對其進行渲染。

比如在家居裝飾中，房間內(nèi)的光源有一個或多個，光的直接照射以及物體表面對光的反射等造成了房間內(nèi)光分布的不均勻，氛圍渲染單元30可檢測出房間內(nèi)各個位置的光的強弱、色彩等，并根據(jù)其分布位置對其進行渲染。當然這個渲染是實時的，如果房間內(nèi)的光有變化，氛圍渲染單元30會自動跟隨光的變化而進行相適應(yīng)的渲染。

比如，在圖片瀏覽方面，通過鍵盤或鼠標可以對圖片進行前后翻頁，實現(xiàn)圖片按某一順序呈現(xiàn)。氛圍渲染單元提出了一種照片預(yù)覽功能，該功能可以在正常的圖片預(yù)覽時，對下一張圖片或上一張圖片進行渲染，其渲染結(jié)果依據(jù)下一張或上一張圖片的色彩特點(主色、次主色、視覺誘引色、照度等)。下一張對應(yīng)的渲染區(qū)域在圖片顯示區(qū)域的右側(cè)方向，上一張對應(yīng)的渲染區(qū)域在圖片顯示區(qū)域的左側(cè)方向。此種對應(yīng)方式適用于通常圖片瀏覽的方式，左側(cè)表示正在瀏覽圖片 的上一張圖片對應(yīng)位置，右側(cè)表示下一張圖片對應(yīng)位置。

比如，利用photoshop打開某一張圖片。在未處理之前，可根據(jù)圖片的自身的特點(整幅圖片的主色、次主色或圖片中某一區(qū)域的主色、次主色等)進行整體或局部渲染。如果對圖像做出某一操作(色彩平衡等)時，圖片的信息(色彩、背景等)也會做出相應(yīng)的變化，這時可有兩個處理思路。一種是通過消息或?qū)崟r定位獲取鼠標的精確位置，然后根據(jù)鼠標的位置劃定鼠標周圍的某一小塊區(qū)域，通過分析小區(qū)域內(nèi)信息(圖標信息、菜單信息等)，并根據(jù)信息做出操作的初步或精確判斷。但上述方法對精確度要求較高，且處理速度受到多方面的影響，為此可采用第二種方式。第二種方式是只針對圖片信息進行處理，氛圍渲染單元實時的檢測圖片的信息(主色、次主色等)的變化，并在檢測到變化后迅速對變化后的圖片進行渲染。

該系統(tǒng)與軟件之間的通信可以有幾種形式。第一種可以是軟件直接與系統(tǒng)通信，需要渲染的數(shù)據(jù)來自軟件廠商，廠商可以提供渲染數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)只需要根據(jù)數(shù)據(jù)信息的內(nèi)容直接或做出少許加工后直接進行照明渲染。第二種是軟件與系統(tǒng)之間通過媒介進行通信，該媒介可以是自定義控件、DLL、某種類型的接口，其特點是該媒介能與軟件相互之間進行通信，或作為軟件功能的某一部分，并且媒介可以將需要渲染的數(shù)據(jù)信息進行分析處理，最后將加工后的渲染信息通信給系統(tǒng)進行照明渲染。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，上述描述及附圖中所示的本發(fā)明的實施例只作為舉例而并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的目的已經(jīng)完整并有效地實現(xiàn)。本發(fā)明的功能及結(jié)構(gòu)原理已在實施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本發(fā)明的實施方式可以有任何變形或修改。