專利名稱：使用矢量伸展的色域映射裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的總體概念涉及一種使用矢量伸展的色域(gamut)映射裝置及其方法；而且更具體地，涉及一種在一致地保持從源裝置來的信號的色度的同時，使用基于色域的形狀增加亮度的矢量伸展的色域映射裝置及其方法。
背景技術(shù)：
一般地，如監(jiān)視器、掃描儀、打印機(jī)等的圖像再現(xiàn)裝置依照應(yīng)用的場合來采用不同的色空間或顏色模型。例如，彩色打印裝置使用CMY色空間，其代表青色、深紅色和黃色，而彩色陰極射線管(CRT)監(jiān)視器或計算機(jī)圖形裝置使用RGB色空間，其代表紅色、綠色和藍(lán)色。那些裝置必須使用HIS色空間來操縱色調(diào)、飽和度和亮度，HIS表示色調(diào)、飽和度和亮度。而且，使用國際照明委員會(CIE)開發(fā)的基于人的感覺的CIE色空間，來在任何裝置中準(zhǔn)確地再現(xiàn)圖像。那就是，當(dāng)需要定義裝置獨立的顏色系統(tǒng)時使用CIE色空間。而且，還將CIE色空間分別分類為CIE-XYZ色空間、CIEL*a*b色空間和CIE L*u*v色空間。
除了色空間，彩色再現(xiàn)裝置還可以具有不同的顏色色域。當(dāng)色空間指表示顏色的方法，那就是，顏色與另一個顏色的關(guān)系時，色域是可以被再現(xiàn)的顏色的范圍。因此，當(dāng)輸入顏色信號具有與彩色再現(xiàn)裝置的不同色域時，要求色域映射以提高顏色再現(xiàn)性，該色域映射將輸入顏色信號轉(zhuǎn)換成能夠與彩色再現(xiàn)裝置的色域相配的適當(dāng)形式。
雖然彩色再現(xiàn)裝置典型地使用三種原色，當(dāng)前有一種使用多于四種定義顏色擴(kuò)展顏色色域的嘗試。比如，多原色顯示器(MPD)是帶有擴(kuò)展的顏色再現(xiàn)性的顯示系統(tǒng)，其通過使用多于四種的定義顏色將顏色色域與使用三種原定義色的三通道顯示系統(tǒng)相比較擴(kuò)大到更大的程度。
圖1示出了使用色度伸展的傳統(tǒng)色域映射方法。
使用色度伸展的傳統(tǒng)的色域映射方法通過保持相同的明亮度(亮度)來增加和減少色度。這種色域映射方法在色度提高時提供高清晰度的圖像。
參照圖1，S和T分別是源色域和目標(biāo)色域。區(qū)域X是在色域映射期間色域向色度伸展的區(qū)域，因為在這里目標(biāo)色域?qū)捰谠瓷?。而且，區(qū)域Y是在色域映射期間色域向色度縮進(jìn)的區(qū)域，因為在這里目標(biāo)色域窄于源色域。線K代表色度從源色域到與原色或高色度顏色對應(yīng)的部分，與光亮度(亮度)的增加成比例增加的線。
但是，如圖1中的線K指示的，傳統(tǒng)色域映射方法使用色度伸展，其具有在色域映射期間在色度隨光亮度增加而增加的區(qū)域，即Y區(qū)域，色度下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體概念提供一種色域映射裝置及其方法，其在用不同顏色色域在顏色系統(tǒng)之間進(jìn)行色域映射期間，通過保持源裝置的顏色信號的顏色的一致，使用矢量伸展來增加和減少校準(zhǔn)成目標(biāo)裝置的特性的光亮度(亮度)。
本發(fā)明總體概念的另外的方面和優(yōu)點部分通過在下面的描述中部分地闡明，或部分地從描述而顯而易見，或通過實踐本發(fā)明的總體概念而獲得。
本發(fā)明總體概念的上述和/或其他方面通過提供使用矢量伸展的色域映射的裝置而達(dá)到，該裝置包括第一色空間轉(zhuǎn)換塊，其將輸入顏色信號轉(zhuǎn)換為LCH(光亮、色度和色調(diào))色空間的第一顏色信號；矢量伸展塊，其輸出作為映射到目標(biāo)裝置的目標(biāo)色域的轉(zhuǎn)換的目標(biāo)點的第一顏色信號的源色域的源點而獲得的第二顏色信號，從而按照源點的矢量的延伸線與源色域的邊界線的交點和矢量的延伸線與目標(biāo)色域的邊界線的交點之間的矢量差一樣的大小來再現(xiàn)輸入的顏色信號；以及第二色空間轉(zhuǎn)換塊，其將第二顏色信號轉(zhuǎn)換為輸入顏色信號的色空間。
將由矢量伸展塊進(jìn)行的色域映射定義如下lt=ls·ltglsg,ct=cs·ctgcsg,]]>其中(cs，ls)、(ct，lt)、(csg，lsg)和(ctg，ltg)分別是源色域的源點、映射的目標(biāo)點、源點的矢量的延伸線和源色域的邊界線的交點、以及矢量的延伸線和目標(biāo)色域的邊界線的交點。
而且，色域映射裝置還可以包括源色域校準(zhǔn)單元，其在矢量伸展塊執(zhí)行色域映射之前，將源色域的預(yù)定邊界線的尖點(cusp)校準(zhǔn)為具有與源色域相鄰的目標(biāo)色域的邊界線相同的斜率。
源色域校準(zhǔn)單元基于下面定義的等式來校準(zhǔn)源色域
如果0≤l≤lo,l′=l+(ln-lo)·llo,]]>如果，lo≤l≤1,l′=l+(ln-lo)·l-lo1-lo,]]>c′=c·cnco]]>其中(c，l)、(c′，l′)、(co，lo)和(cn，ln)分別代表源色域的第一源點、在校準(zhǔn)后的源色域的第二源點、在由源色域校準(zhǔn)單元執(zhí)行校準(zhǔn)之前源色域的第一尖點、和在校準(zhǔn)后的源色域的第二尖點。
而且，色域映射裝置還包括目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元，其在源色域校準(zhǔn)單元校準(zhǔn)源色域之前校準(zhǔn)目標(biāo)色域的邊界線。在這里，當(dāng)與由源色域校準(zhǔn)單元校準(zhǔn)的源色域的預(yù)定邊界線相鄰的目標(biāo)色域的邊界線上存在尖點時，目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元校準(zhǔn)目標(biāo)色域。
色域映射裝置還可以包括色調(diào)移動單元，其在源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域時在矢量伸展塊執(zhí)行色域映射之前，執(zhí)行移動來減小目標(biāo)色域。
而且，色域映射裝置還可以包括色度伸展單元，其在矢量伸展塊執(zhí)行色域映射后，對沒有映射的區(qū)域執(zhí)行色度伸展。
本發(fā)明總體概念的上述和/或其他方面可以通過提供一種用矢量伸展來執(zhí)行色域映射的方法來達(dá)到，該方法包括將輸入顏色信號轉(zhuǎn)換為LCH(光亮、色度和色調(diào))色空間的第一顏色信號并且輸出轉(zhuǎn)換的信號；輸出作為映射到目標(biāo)裝置的目標(biāo)色域的轉(zhuǎn)換的目標(biāo)點的第一顏色信號的源色域的源點而獲得的第二顏色信號，從而按照源點的矢量的延伸線與源色域的邊界線的交點和矢量的延伸線與目標(biāo)色域的邊界線的交點之間的矢量差一樣的大小來再現(xiàn)輸入的顏色信號；以及將第二顏色信號轉(zhuǎn)換為輸入顏色信號的色空間并且輸出轉(zhuǎn)換的顏色信號。
將使用矢量伸展來執(zhí)行的色域映射定義為lt=ls·ltglsg,ct=cs·ctgcsg]]>其中(cs，ls)、(ct，lt)、(csg，lsg)和(ctg，ltg)分別是源色域的源點、映射的目標(biāo)點、源點的矢量的延伸線和源色域的邊界線的交點、以及矢量的延伸線和目標(biāo)色域的邊界線的交點。
而且該方法還可以包括在色域映射之前，將源色域的預(yù)定邊界線的尖點校準(zhǔn)為具有與源色域相鄰的目標(biāo)色域的邊界線相同的斜率。
具體地，基于下面定義的等式進(jìn)行源色域校準(zhǔn)如果0≤l≤lo,l′=l+(ln-lo)·llo,]]>如果，lo≤l≤1,l′=l+(ln-lo)·l-lo1-lo,]]>c′=c·cnco]]>其中(c，l)、(c′，l′)、(co，lo)和(cn，ln)分別代表源色域的第一源點、在校準(zhǔn)后的源色域的第二源點、在由源色域校準(zhǔn)之前源色域的第一尖點、和在校準(zhǔn)后的源色域的第二尖點。
在這時，被施加尖點校準(zhǔn)的源色域的預(yù)定邊界線是與源色域的原色對應(yīng)的區(qū)域，并且具有隨光亮度增加而增加的色度。
該方法還包括在校準(zhǔn)源色域之前校準(zhǔn)目標(biāo)色域的邊界線。在這時，當(dāng)與校準(zhǔn)的源色域的預(yù)定邊界線相鄰的目標(biāo)色域的邊界線上存在尖點時，用目標(biāo)色域校準(zhǔn)執(zhí)行校準(zhǔn)目標(biāo)色域的邊界線的這個操作。
該方法還可以包括在源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域時，在色域映射之前，執(zhí)行色調(diào)移動來減小目標(biāo)色域。
此外，該方法還可以包括在由矢量伸展執(zhí)行色域映射后，對沒有映射的區(qū)域執(zhí)行色度伸展。


結(jié)合附圖，通過下面實施例的描述，本發(fā)明總體概念的這些和/或其他方面和優(yōu)點將變得明顯和更容易理解。
圖1示出了使用色度伸展的傳統(tǒng)色域映射方法的示意圖；圖2示出了使用根據(jù)本發(fā)明實施例的矢量伸展的色域映射裝置的方框圖；圖3示出了使用根據(jù)本發(fā)明實施例的矢量伸展的色域映射方法的流程圖；圖4示出了圖2中所示的色調(diào)移動單元的操作的詳細(xì)示意圖；圖5示出了圖2中所示的矢量伸展單元的操作的詳細(xì)示意圖；圖6A和6B示出了圖2中所示的源色域校準(zhǔn)單元的操作的示意圖；圖7示出了圖2中所示的目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元的操作的詳細(xì)示意圖。
具體實施例方式
將詳細(xì)參考本發(fā)明總體概念的實施例，結(jié)合附圖來說明其示例，在全文中相同的參考符號表示相同的元件。參照附圖將在下面說明實施例來解釋本發(fā)明的總體概念。
在下面的說明中，即使在不同的附圖中仍然使用相同的參考符號來表示相同的元件。在描述中定義的如詳細(xì)結(jié)構(gòu)和元件的事物僅僅為全面理解本發(fā)明總體概念提供幫助。這樣，非常明顯即使沒有這些定義的事物本發(fā)明總體概念也可以實現(xiàn)。而且，因為可能由于不必要的細(xì)節(jié)妨礙對本發(fā)明總體概念的解釋，所以沒有詳細(xì)說明眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)。
下面公開了一種在具有不同顏色色域的源裝置和目標(biāo)裝置中使用矢量伸展的色域映射裝置和方法。在下面，將三通道顏色裝置和五通道顏色裝置分別作為源裝置和目標(biāo)裝置的例子。可以將本公開的色域映射方法應(yīng)用到在具有不同顏色色域的彩色再現(xiàn)裝置中的、從源色域到目標(biāo)色域的映射。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明總體概念的實施例的使用矢量伸展方法的色域映射裝置的方框圖。
如圖2示出的，使用矢量伸展方法的色域映射裝置可以包括第一色空間轉(zhuǎn)換塊210、色域映射模塊220、和第二色空間轉(zhuǎn)換塊230。色域映射塊220可以包括色調(diào)移動單元221、源色域校準(zhǔn)單元222、目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223，矢量伸展單元224、和色度伸展單元225。
第一色空間轉(zhuǎn)換塊210將輸入的顏色信號轉(zhuǎn)換為LCH的坐標(biāo)，LCH表示光亮度、色度和色調(diào)，因為色域映射在恒定的色調(diào)平面上發(fā)生以保持顏色的一致。
而且，將由第一色空間轉(zhuǎn)換塊210轉(zhuǎn)換的輸入顏色信號輸入到色域映射塊220，該色域映射塊220在LCH坐標(biāo)中將源裝置的源顏色色域映射到目標(biāo)裝置的目標(biāo)顏色色域。
在源色域與目標(biāo)色域彼此明顯不同時，色調(diào)移動單元221移動目標(biāo)色域。比如，如果源色域比目標(biāo)色域?qū)?，根?jù)目標(biāo)通過減小目標(biāo)色域來執(zhí)行色調(diào)移動，以防止在色域映射期間由色度和光亮度的降低而引起的變色(discoloration)和去飽和(desaturation)。
在色域映射前，源色域校準(zhǔn)單元222將源色域的尖點校準(zhǔn)到處于具有與源色域的尖點相鄰的目標(biāo)色域的尖點相同斜率的延伸線上。那就是，在色域映射前，減小處在目標(biāo)色域以外的源色域的區(qū)域，或者在色域映射前，擴(kuò)大處在目標(biāo)色域內(nèi)的源色域的區(qū)域。
當(dāng)與沒有校準(zhǔn)的原始源色域比較，由源色域校準(zhǔn)單元222校準(zhǔn)的源色域與目標(biāo)色域明顯不同時，目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223校準(zhǔn)目標(biāo)色域。換句話說，當(dāng)由源色域校準(zhǔn)單元222校準(zhǔn)的源色域的預(yù)定邊界線的尖點，與作為源色域校準(zhǔn)的參考的目標(biāo)色域的預(yù)定邊界線的尖點之間的色度和光亮度明顯不同時，目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223校準(zhǔn)目標(biāo)色域。
當(dāng)將源色域的預(yù)定源點映射到目標(biāo)色域的目標(biāo)點時，矢量伸展單元224通過使用矢量伸展方法執(zhí)行色域映射。那就是，通過按照矢量的延伸線和源色域的邊界線的交點與矢量的延伸線和目標(biāo)色域的邊界線的交點之間的矢量差一樣的大小進(jìn)行伸展，將源色域的源點映射到目標(biāo)點。
在由矢量伸展單元224進(jìn)行源色域的映射后，色度伸展單元225通過為那些沒有經(jīng)歷矢量伸展的目標(biāo)色域的區(qū)域使用色度伸展，來進(jìn)行色域映射。
第二色空間轉(zhuǎn)換塊230將由色域映射塊220映射的LCH色空間上的輸入顏色信號轉(zhuǎn)換為WYV色空間，并且輸出轉(zhuǎn)換的顏色信號。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明總體概念的實施例的使用上述矢量伸展的色域映射方法的流程圖。
如圖3所示的，在操作S311，第一色空間轉(zhuǎn)換單元210首先將輸入的顏色信號轉(zhuǎn)換為LCH色空間的顏色信號。因為色域映射在恒定的色調(diào)平面中發(fā)生以保持顏色的一致，所以輸入顏色信號的這個轉(zhuǎn)換上必須的。
將LCH色空間的坐標(biāo)從表示亮度和色度的顏色坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。顏色坐標(biāo)系統(tǒng)的例子有CIE L*a*b、CIE L*u*v、YCbCr等，而且這些顏色坐標(biāo)系統(tǒng)一般將紅-綠和黃-蘭作為色度軸。在這個實施例中，作為示例將說明從XYZ坐標(biāo)線性地轉(zhuǎn)換到WYV坐標(biāo)。那就是，由下面數(shù)學(xué)等式定義了從WYV坐標(biāo)到LCH坐標(biāo)的色空間轉(zhuǎn)換L＝Y(jié)C=W2+V2]]>等式1H=tan-1(VW)]]>隨后，在操作S313，由色調(diào)移動單元221使被轉(zhuǎn)換到LCH色空間的輸入顏色信號經(jīng)歷色調(diào)移動操作。進(jìn)行色調(diào)移動以在源色域與目標(biāo)色域明顯不同的時候，防止由在色域映射期間可能發(fā)生的光亮度和色調(diào)降低而導(dǎo)致的變色和去飽和。通常當(dāng)源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域時可以觀測到該變色。這樣，如果源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域，根據(jù)目標(biāo)通過擴(kuò)大目標(biāo)色域移動目標(biāo)色域。但是，當(dāng)源色域和目標(biāo)色域只顯示出輕微的不同而并不引起變色時，則不需要目標(biāo)色域或源色域的色調(diào)移動。色調(diào)移動的程度依照移動的色調(diào)距離而定，而且還可以調(diào)節(jié)色調(diào)移動的量從而防止由色調(diào)移動引起的顏色輪廓現(xiàn)象的發(fā)生。
在色域映射前，在操作S315，源色域校準(zhǔn)單元222校準(zhǔn)源色域。進(jìn)行源色域校準(zhǔn)，從而將源色域的尖點校準(zhǔn)到處于具有與源色域的尖點相鄰的目標(biāo)色域的尖點相同的斜率的延伸線上。依照校準(zhǔn)源色域的尖點的程度，還可以校準(zhǔn)在源色域中的那些點。當(dāng)源色域窄于目標(biāo)色域時，根據(jù)上面尖點校準(zhǔn)的程度將源色域校準(zhǔn)從而使之放大。相反地，當(dāng)源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域時，根據(jù)上面尖點校準(zhǔn)的程度將源色域校準(zhǔn)從而使之縮小。
在操作S317，目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223校準(zhǔn)目標(biāo)色域，從而防止顏色在源色域的邊界線處被叢聚(cluster)。因為源色域校準(zhǔn)所以可能發(fā)生顏色叢聚現(xiàn)象。更具體地，當(dāng)該目標(biāo)色域包括另一個目標(biāo)色域的尖點時(該另一個目標(biāo)色域處在源色域校準(zhǔn)單元222將源色域的尖點校準(zhǔn)到處于目標(biāo)色域的尖點的延伸線上的區(qū)域)，出現(xiàn)顏色叢聚現(xiàn)象。因此，如果目標(biāo)色域在發(fā)生由源色域校準(zhǔn)單元222執(zhí)行的上述校準(zhǔn)的區(qū)域沒有另外一個尖點，則目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223不校準(zhǔn)目標(biāo)色域。那就是，在通過源色域校準(zhǔn)進(jìn)行色域映射期間，當(dāng)源色域的顏色叢聚不發(fā)生時，不需要目標(biāo)色域校準(zhǔn)。
通過移走該目標(biāo)色域的尖點(該目標(biāo)色域的尖點處于在將源色域的尖點被校準(zhǔn)到處于與源色域的尖點相鄰的目標(biāo)色域的尖點的延伸線上的區(qū)域)，進(jìn)行目標(biāo)色域校準(zhǔn)。
在操作S319，通過進(jìn)行由矢量伸展單元224執(zhí)行的矢量伸展，來進(jìn)行色域映射。那就是，按照在源色域處的某源點的矢量的延伸線和源色域邊界線的交點與矢量的延伸線和目標(biāo)色域的邊界線的交點之間的矢量差一樣多的大小，將源色域處的源點映射到目標(biāo)色域處的目標(biāo)點。在這時，通過使用矢量伸展可以不校準(zhǔn)源色域和目標(biāo)色域來進(jìn)行色域映射。
在通過矢量伸展進(jìn)行色域映射后，在操作S321，確定是否有矢量伸展不能被應(yīng)用的區(qū)域。一般地當(dāng)源色域校準(zhǔn)單元222不校準(zhǔn)源色域時，或在源色域校準(zhǔn)單元222和目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223進(jìn)行校準(zhǔn)之后，發(fā)現(xiàn)這個區(qū)域。
在操作S323，如果有矢量伸展不能被應(yīng)用的區(qū)域，則對其應(yīng)用色度伸展。即使應(yīng)用色度伸展，在色域映射期間當(dāng)沒有觀測到色度伸展之后，典型地還會發(fā)生去飽和。這個效應(yīng)的原因是因為在源色域校準(zhǔn)單元222和目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223分別對源色域和目標(biāo)色域校準(zhǔn)之后，通過矢量伸展進(jìn)行色域映射之前，將色度伸展應(yīng)用于沒有進(jìn)行矢量伸展的區(qū)域。
但是，如果沒有不應(yīng)用矢量伸展的區(qū)域，則不用應(yīng)用色度伸展可以通過矢量伸展來進(jìn)行色域映射。此外，在不發(fā)生目標(biāo)色域校準(zhǔn)的同時，當(dāng)發(fā)生源色域校準(zhǔn)時，色域映射只涉及矢量伸展。
隨后，如果通過色域映射塊220來進(jìn)行色域映射，在操作S325，第二色空間轉(zhuǎn)換塊230將從色域映射塊220輸出的LCH坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為WYV坐標(biāo)。其中該色域映射塊220包括色調(diào)移動單元221、源色域校準(zhǔn)單元222、目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223、矢量伸展單元224和色度伸展單元225。
圖4示出了圖2中所示的色調(diào)移動單元221的操作的詳細(xì)示意圖。
在圖4中的參考符號S和T分別代表源色域和目標(biāo)色域。參考符號T′代表與沒有被校準(zhǔn)的目標(biāo)色域相鄰的移動的目標(biāo)色域。圖4描述了源色域S寬于目標(biāo)色域T的情況。在這種情況下，如果不應(yīng)用色調(diào)移動，則發(fā)生由色度和光亮度降低而導(dǎo)致的變色。因此，在與在目標(biāo)色域T周圍的其他顏色對應(yīng)的色域區(qū)域之中，將色調(diào)移動應(yīng)用于變色能夠被最小化的區(qū)域。因為通過使用帶有色調(diào)移動的目標(biāo)色域進(jìn)行色域映射，所以可能防止變色問題。根據(jù)移動的色調(diào)距離調(diào)節(jié)色調(diào)移動的程度，并且還調(diào)節(jié)色調(diào)移動量從而防止由色調(diào)移動導(dǎo)致的顏色輪廓現(xiàn)象的發(fā)生。但是，如果源色域和目標(biāo)色域間的差異太小而不產(chǎn)生顏色輪廓現(xiàn)象，可以不用色調(diào)移動通過矢量伸展來執(zhí)行色域映射。
在這時，當(dāng)源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域時，發(fā)生由源色域和目標(biāo)色域間的尺寸不同而導(dǎo)致的變色。結(jié)果是，當(dāng)目標(biāo)色域向接近源色域移動時，發(fā)生色調(diào)移動。
圖5示出了圖2中所示的矢量伸展單元224的操作的詳細(xì)示意圖。
參考符號S和T分別代表源色域和目標(biāo)色域。而且，因為源色域窄于目標(biāo)色域，所以區(qū)域A代表矢量伸展操作期間源色域伸展的區(qū)域，而因為源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域，所以區(qū)域B代表在矢量伸展期間源色域被減小的區(qū)域。而且，因為目標(biāo)色域?qū)捰谕ㄟ^使用矢量伸展單元224應(yīng)用矢量伸展的源色域，所以區(qū)域R代表不能應(yīng)用矢量伸展的區(qū)域。
基于下面的數(shù)學(xué)等式，矢量伸展單元224對每個源點執(zhí)行矢量伸展lt=ls·ltglsg]]>
ct=cs·ctgcsg]]>等式2在這里，(cs，ls)是源色域的源點，并且(ct，lt)是映射的目標(biāo)點。而且(csg，lsg)是源點的矢量的延伸線和源色域的邊界線的交點，并且(ctg，ltg)是矢量的延伸線和目標(biāo)色域的邊界線的交點。
那就是，根據(jù)上面的數(shù)學(xué)等式2，按照矢量的延伸線和源色域邊界線的交點與矢量的延伸線和目標(biāo)色域的邊界線的交點之間的矢量差一樣的大小，將源點映射到目標(biāo)點。
圖6A和6B示出了圖2中更具體示出的源色域校準(zhǔn)單元222的操作的示意圖，圖6A描述了當(dāng)源色域窄于目標(biāo)色域時擴(kuò)展源色域的情況。圖6B描述了當(dāng)源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域時減小源色域的情況。
參照圖6A和6B，參考符號S和T分別代表源色域和目標(biāo)色域。而且，區(qū)域I代表將源色域的尖點校準(zhǔn)以擴(kuò)展的區(qū)域，而區(qū)域I′代表將源色域的尖點校準(zhǔn)以減小的區(qū)域。在區(qū)域I和I′中，將源色域的尖點進(jìn)行校準(zhǔn)從而被放置在與源色域的各對應(yīng)尖點相鄰的目標(biāo)色域的尖點的延伸線處。那就是，將在圖6A中的源色域的尖點放置在線K1，而將在圖6B中的源色域的尖點放置在線K1′。
參照圖6A，將解釋因為源色域窄于目標(biāo)色域而伸展源色域的情況。線X是在色域映射期間發(fā)生去飽和的線。對于線X，如果在不用源色域校準(zhǔn)應(yīng)用矢量伸展之后的目標(biāo)色域中，將色度伸展額外地應(yīng)用于目標(biāo)色域余下的區(qū)域，則在飽和度增加到目標(biāo)色域的尖點的同時，在尖點上側(cè)飽和度突然下降。因此，目標(biāo)色域的尖點的上側(cè)中的所映射的那些顏色的飽和度看起來在X線中下降。如圖6A所示將源色域的尖點校準(zhǔn)，從而防止目標(biāo)色域的尖點的上側(cè)的這種相對的去飽和。因此，源色域與目標(biāo)色域一樣地伸展，從而消除去飽和現(xiàn)象。
參照圖6B，將解釋因為源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域而減少源色域的情況。如圖6B所示校準(zhǔn)源色域的尖點的原因是防止錯誤映射的發(fā)生，其中因為源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域所以色域映射值變?yōu)?。因此，類似于在圖6A中描述的方案，因為將源色域的尖點校準(zhǔn)到目標(biāo)色域的伸展線，所以將源色域與目標(biāo)色域一樣減少，從而消除錯誤映射現(xiàn)象。
如上面參照圖6A和6B說明的，依照下面數(shù)學(xué)等式進(jìn)行源色域的校準(zhǔn)l′=l+(ln-lo)·llo,]]>如果0≤l≤lo，等式3
l′=l+(ln-lo)·l-lo1-lo,]]>如果lo≤l≤1， 等式4c′=c·cnco]]>等式5在上面數(shù)學(xué)等式3到5中，(c，l)是源色域的源點，并且(c′，l′)是源色域的校準(zhǔn)的源點。而且(co，lo)是在校準(zhǔn)前源色域的尖點，并且(cn，ln)是校準(zhǔn)后源色域的尖點。
如果0≤l≤lo，即，如果源色域的源點具有比源色域的尖點的光亮度(lo)小的值，則由源色域校準(zhǔn)單元222與源色域的尖點的校準(zhǔn)的量成比例對源點進(jìn)行校準(zhǔn)。這樣，將校準(zhǔn)后的源點的光亮度按照上面數(shù)學(xué)等式3來定義。同時，如果lo≤l≤1，即，如果源色域的源點具有比源色域的尖點的光亮度(lo)大的值，則由源色域校準(zhǔn)單元222與源色域的尖點的校準(zhǔn)的量成比例對源點進(jìn)行校準(zhǔn)。這樣，將校準(zhǔn)后的源點的光亮度按照上面數(shù)學(xué)等式4來定義。因為圖6A舉例了將源色域的尖點進(jìn)行擴(kuò)展的情況，所以源色域的光亮度與源色域的尖點的校準(zhǔn)的光亮度的量成比例降低。如果如圖6B所示源色域的尖點減少，則源色域的光亮度與源色域的尖點的校準(zhǔn)的光亮度的量成比例增加。
在這時，由源色域校準(zhǔn)單元222校準(zhǔn)尖點的源色域的邊界線對應(yīng)于源色域的原色的區(qū)域。而且，在這個區(qū)域中，色度隨著輸入顏色信號的光亮度的增加而增加。此外，根據(jù)上面的數(shù)學(xué)等式5，將源色域尖點的色度進(jìn)行校準(zhǔn)。
圖7示出了圖2中所示的目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元的操作的詳細(xì)示意圖。
與圖6A類似，圖7示例了因為源色域窄于目標(biāo)色域所以將源色域的尖點擴(kuò)展的情況。而且，參考符號S和T分別表示源色域和目標(biāo)色域。線K1表示目標(biāo)色域的尖點的延伸線，而線K2表示在其中由目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223校準(zhǔn)目標(biāo)色域的線，而且，參考符號‘p’是目標(biāo)色域的尖點中的一個。進(jìn)一步，區(qū)域II代表由源色域校準(zhǔn)單元222進(jìn)行校準(zhǔn)的源色域的尖點。即，如圖6A所示的，圖7的區(qū)域II代表將源色域的尖點校準(zhǔn)到處于線K1上的區(qū)域，線K1是目標(biāo)色域的邊界線的伸展線。圖7的區(qū)域III代表根據(jù)所校準(zhǔn)的目標(biāo)色域由源色域校準(zhǔn)單元222進(jìn)行校準(zhǔn)的源色域的區(qū)域。即，將源色域的尖點校準(zhǔn)到處于線K2上，其是所校準(zhǔn)目標(biāo)色域的邊界線的伸展線。而且，圖7的IV區(qū)域代表將源色域的尖點校準(zhǔn)到處于線K1的區(qū)域，即，基于在沒有校準(zhǔn)目標(biāo)色域并且隨后執(zhí)行色域映射的狀態(tài)下的目標(biāo)色域，當(dāng)由源色域校準(zhǔn)單元222校準(zhǔn)源色域時，源色域的顏色變成叢聚的區(qū)域。區(qū)域R′代表矢量伸展沒有如圖5中的區(qū)域R一樣發(fā)生的區(qū)域。圖7中的區(qū)域R′是在校準(zhǔn)前和后目標(biāo)色域的差別。
同時，如圖6A和6B所描述的，當(dāng)將源色域進(jìn)行校準(zhǔn)而沒有由目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223對目標(biāo)色域進(jìn)行校準(zhǔn)時，即，當(dāng)將源色域校準(zhǔn)到圖7中的區(qū)域II時，將源色域的尖點校準(zhǔn)到目標(biāo)色域的線K1的延伸線，從而在色域映射期間導(dǎo)致在區(qū)域IV產(chǎn)生顏色叢聚。當(dāng)由源色域校準(zhǔn)單元222校準(zhǔn)的源色域的預(yù)定邊界線的尖點與作為源色域校準(zhǔn)的參考的目標(biāo)色域的預(yù)定邊界線的尖點間的色度和光亮度具有很大差異時，校準(zhǔn)目標(biāo)色域。因此，通過如線K2一樣對目標(biāo)色域進(jìn)行校準(zhǔn)，并且隨后沿著如圖7所示的所校準(zhǔn)的線K2對源色域的尖點進(jìn)行校準(zhǔn)，可以消弱顏色叢聚。通過將目標(biāo)色域的尖點校準(zhǔn)到具有一個斜率的目標(biāo)色域的邊界線，而忽略存在目標(biāo)色域的邊界線處的一個尖點，來獲得線K2。
進(jìn)行參照圖6A、6B和7所描述的源色域校準(zhǔn)和目標(biāo)色域校準(zhǔn)，從而防止在色域映射期間的色度的降低。即使沒有源色域校準(zhǔn)和目標(biāo)色域校準(zhǔn)，仍然可以如圖5所描述的，使用由矢量伸展單元224進(jìn)行的矢量伸展來進(jìn)行色域映射。當(dāng)只由矢量伸展進(jìn)行色域映射，將色度伸展額外地應(yīng)用到矢量伸展不能應(yīng)用的區(qū)域。如果在色域映射期間在源色域不發(fā)生顏色叢聚，則由目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元223對目標(biāo)色域進(jìn)行校準(zhǔn)。
與使用色度伸展的傳統(tǒng)色域映射相比較，所公開的使用矢量伸展的色域映射提供在一致地保持的色度下進(jìn)行色域映射的效應(yīng)。作為這種效應(yīng)的結(jié)果，還可以減小變色現(xiàn)象的頻率。而且，在源色域校準(zhǔn)和目標(biāo)色域校準(zhǔn)后，使用矢量伸展的色域映射使得防止色度下降變?yōu)榭赡堋?br> 雖然示出和說明了本發(fā)明總體概念的幾個實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不偏離本發(fā)明總體概念的原則和要旨的情況下，可以在這些實施例中進(jìn)行改動，本發(fā)明總體概念的范圍在權(quán)利要求和其等同中進(jìn)行了定義。
權(quán)利要求
1.一種使用矢量伸展提供色域映射的裝置，包括第一色空間轉(zhuǎn)換塊，其將輸入的顏色信號轉(zhuǎn)換為在LCH色空間的第一顏色信號；矢量伸展塊，其輸出作為映射到目標(biāo)裝置的目標(biāo)色域的轉(zhuǎn)換的目標(biāo)點的第一顏色信號的源色域的源點而獲得的第二顏色信號，從而按照源點的矢量的延伸線與源色域的邊界線的交點和矢量的延伸線與目標(biāo)色域的邊界線的交點之間的矢量差一樣的大小來再現(xiàn)輸入的顏色信號；和第二色空間轉(zhuǎn)換塊，其將第二顏色信號轉(zhuǎn)換為輸入顏色信號的色空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中將使用矢量伸展塊進(jìn)行的色域映射定義如下lt=ls·ltglsg,ct=cs·ctgcsg]]>其中(cs，ls)、(ct，lt)、(csg，lsg)和(ctg，ltg)分別是源色域的源點、映射的目標(biāo)點、源點的矢量的延伸線和源色域的邊界線的交點、以及矢量的延伸線和目標(biāo)色域的邊界線的交點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括源色域校準(zhǔn)單元，其在矢量伸展塊執(zhí)行色域映射之前，將源色域的預(yù)定邊界線的尖點校準(zhǔn)為具有與源色域相鄰的目標(biāo)色域的邊界線相同的斜率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中源色域校準(zhǔn)單元基于下面定義的等式對源色域進(jìn)行校準(zhǔn)如果0≤l≤l0,l′=l+(ln-l0)·ll0,]]>如果，l0≤l≤1,l′=l+(ln-l0)·l-l01-l0,]]>c′=c·cnc0]]>其中(c，l)、(c′，l′)、(c0，l0)和(cn，ln)分別代表源色域的第一源點、在校準(zhǔn)后的源色域的第二源點、在由源色域校準(zhǔn)單元執(zhí)行校準(zhǔn)之前源色域的第一尖點、和在校準(zhǔn)后的源色域的第二尖點。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中應(yīng)用尖點校準(zhǔn)的源色域的預(yù)定邊界線是與源色域的原色相對應(yīng)的區(qū)域，并且具有隨光亮度增加而增加的色度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，還包括目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元，其在源色域校準(zhǔn)單元校準(zhǔn)源色域之前校準(zhǔn)目標(biāo)色域的邊界線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中當(dāng)由源色域校準(zhǔn)單元校準(zhǔn)的源色域的預(yù)定邊界線的尖點和作為源色域校準(zhǔn)的參考的目標(biāo)色域的邊界線的尖點在色度和光亮度中顯示出大的差異時，目標(biāo)色域校準(zhǔn)單元校準(zhǔn)目標(biāo)色域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括色調(diào)移動單元，其在源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域時在矢量伸展塊執(zhí)行色域映射之前，執(zhí)行移動來減小目標(biāo)色域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括色度伸展單元，其在矢量伸展塊執(zhí)行色域映射后，對沒有映射的區(qū)域執(zhí)行色度伸展。
10.一種使用矢量伸展執(zhí)行色域映射的方法，包括將輸入的顏色信號轉(zhuǎn)換為在LCH色空間的第一顏色信號并且輸出所轉(zhuǎn)換的信號；輸出作為映射到目標(biāo)裝置的目標(biāo)色域的轉(zhuǎn)換的目標(biāo)點的第一顏色信號的源色域的源點而獲得的第二顏色信號，從而按照源點的矢量的延伸線與源色域的邊界線的交點和矢量的延伸線與目標(biāo)色域的邊界線的交點之間的矢量差一樣的大小來再現(xiàn)輸入的顏色信號；和將第二顏色信號轉(zhuǎn)換為輸入顏色信號的色空間并且輸出所轉(zhuǎn)換的顏色信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中將使用矢量伸展進(jìn)行的色域映射定義如下lt=ls·ltglsg,ct=cs·ctgcsg]]>其中(cs，ls)、(ct，lt)、(csg，lsg)和(ctg，ltg)分別是源色域的源點、映射的目標(biāo)點、源點的矢量的延伸線和源色域的邊界線的交點、以及矢量的延伸線和目標(biāo)色域的邊界線的交點。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在色域映射之前，將源色域的預(yù)定邊界線的尖點校準(zhǔn)為具有與源色域相鄰的目標(biāo)色域的邊界線相同的斜率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中基于下面定義的等式進(jìn)行源色域校準(zhǔn)如果0≤l≤l0,l′=l+(ln-l0)·ll0,]]>如果，l0≤l≤1,l′=l+(ln-l0)·l-l01-l0,]]>c′=c·cnc0]]>其中(c，l)、(c′，l′)、(c0，l0)和(cn，ln)分別代表源色域的第一源點、在校準(zhǔn)后的源色域的第二源點、在執(zhí)行源色域校準(zhǔn)之前的第一尖點、和在校準(zhǔn)后的源色域的第二尖點。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中被施加尖點校準(zhǔn)的源色域的預(yù)定邊界線是與源色域的原色對應(yīng)的區(qū)域，并且具有隨光亮度增加而增加的色度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在校準(zhǔn)源色域之前校準(zhǔn)目標(biāo)色域的邊界線。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中在校準(zhǔn)目標(biāo)色域的邊界線的操作中，當(dāng)源色域的預(yù)定邊界線的尖點和作為源色域校準(zhǔn)的參考的目標(biāo)色域的邊界線的尖點在色度和光亮度中顯示出大的差異時，校準(zhǔn)目標(biāo)色域。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括下列操作，當(dāng)源色域?qū)捰谀繕?biāo)色域時，在色域映射之前，執(zhí)行色調(diào)移動來減小目標(biāo)色域。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括下列操作，在通過利用矢量伸展執(zhí)行色域映射后，對沒有映射的區(qū)域執(zhí)行色度伸展。
19.一種使用矢量伸展來提供色域映射的裝置，包括色域映射塊，其接收從初始顏色信號轉(zhuǎn)換而來的LCH色空間的第一顏色信號，并且輸出作為映射到目標(biāo)裝置的目標(biāo)色域的轉(zhuǎn)換的目標(biāo)點的第一顏色信號的源色域的源點而獲得的第二顏色信號，從而按照源點的矢量的延伸線與源色域的邊界線的交點和矢量的延伸線與目標(biāo)色域的邊界線的交點之間的矢量差一樣的大小來再現(xiàn)初始的顏色信號；和色空間轉(zhuǎn)換塊，其將第二顏色信號轉(zhuǎn)換為初始顏色信號的色空間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中色域映射塊還包括色調(diào)移動單元，其在源色域和目標(biāo)色域彼此明顯不同時，在色域映射前執(zhí)行目標(biāo)色域的移動；校準(zhǔn)部件，其將源色域的尖點校準(zhǔn)到處于具有與和源色域的尖點相鄰的目標(biāo)色域的尖點相同的斜率的延伸線上，該校準(zhǔn)部件還在與原始的源色域相比較所校準(zhǔn)的源色域與目標(biāo)色域明顯不同時，校準(zhǔn)目標(biāo)色域；矢量伸展單元，其通過按照與矢量的延伸線和源色域的邊界線的交點與矢量的延伸線和目標(biāo)色域的邊界線的交點之間的矢量差一樣的大小，將源點伸展到目標(biāo)點，來執(zhí)行色域映射。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中色域映射塊還包括色度伸展單元，其對沒有經(jīng)歷矢量伸展的目標(biāo)色域的區(qū)域使用色度伸展。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，還包括第一色空間轉(zhuǎn)換塊，其將初始的顏色信號轉(zhuǎn)換為在LCH色空間的第一顏色信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中校準(zhǔn)部件通過減小源色域中處于目標(biāo)色域以外的區(qū)域，和擴(kuò)大源色域中處于目標(biāo)色域以內(nèi)的區(qū)域，來校準(zhǔn)源色域的尖點，并且該校準(zhǔn)部件在所校準(zhǔn)的源色域的預(yù)定邊界線的尖點和目標(biāo)色域的預(yù)定邊界線的尖點之間的色度和明亮度明顯不同時，校準(zhǔn)目標(biāo)色域。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種使用矢量伸展的色域映射裝置和方法，其在源裝置的顏色信號色度一致的情況下依照色域的形狀增加光亮度和色度。色域映射裝置可以包括第一色空間轉(zhuǎn)換塊，其將輸入的顏色信號轉(zhuǎn)換為在LCH色空間的第一顏色信號；執(zhí)行色域映射并且輸出第二顏色信號的矢量伸展塊；和第二色空間轉(zhuǎn)換塊，其將第二顏色信號轉(zhuǎn)換為輸入顏色信號的色空間?？梢栽谝恢碌纳葪l件下執(zhí)行色域映射，從而降低變色的頻率。而且，可以在將源色域和目標(biāo)色域校準(zhǔn)后執(zhí)行色域映射，從而減少由色域的幾何特征和色度降低所導(dǎo)致的不利效應(yīng)。
文檔編號G06T5/00GK1708097SQ20051007788
公開日2005年12月14日 申請日期2005年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者嚴(yán)震燮, 金文喆, 申允澈 申請人:三星電子株式會社