專(zhuān)利名稱(chēng)：自適應(yīng)色度補(bǔ)償法及其補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)電子圖象進(jìn)行全面彩色優(yōu)化的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法及其補(bǔ)償裝置，圖象設(shè)備安裝這種裝置以后，可以對(duì)不同的彩色圖象進(jìn)行各補(bǔ)所需的色度補(bǔ)償，使所有畫(huà)面顏色的主波長(zhǎng)、彩度和相對(duì)亮度都能自動(dòng)適應(yīng)最佳彩色再現(xiàn)的要求，從而獲得高品質(zhì)彩色圖象。本發(fā)明解決了現(xiàn)有圖象設(shè)備產(chǎn)品不能兼顧各種畫(huà)面的彩色再現(xiàn)效果，總有一些色域存在劣性色度失真的問(wèn)題，使設(shè)備能夠在全色域?qū)崿F(xiàn)彩色優(yōu)化。本發(fā)明還提高了設(shè)備對(duì)信號(hào)帶有的色度偏差的寬容度，從而改善了設(shè)備對(duì)接收環(huán)境的適應(yīng)性。
現(xiàn)有彩色電視機(jī)和計(jì)算機(jī)顯示器等終端圖象設(shè)備的彩色處理系統(tǒng)按原設(shè)計(jì)都是采用一個(gè)固定的白平衡作為決定圖象基色比例的標(biāo)準(zhǔn)。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，攝象端白平衡是采用6500K即D65基準(zhǔn)白，圖象顯示的終端本應(yīng)也采用D65基準(zhǔn)白，才能避免終端圖象設(shè)備再現(xiàn)的畫(huà)面產(chǎn)生彩色失真。然而，按以上標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)的產(chǎn)品存在以下問(wèn)題所顯示的白色和冷色調(diào)景物視覺(jué)效果不好，綠色植物容易給人枯萎的感覺(jué)，天空容易給人灰蒙蒙的感覺(jué)，總體效果透明感差，畫(huà)面陳舊，使用者不滿(mǎn)意。
為了解決以上問(wèn)題，各廠(chǎng)商想了不少辦法。從檢索到的文獻(xiàn)和實(shí)際做法看，主要是構(gòu)思和采用了以下幾類(lèi)技術(shù)方案對(duì)個(gè)別特別不滿(mǎn)意的色彩進(jìn)行校正。例如美國(guó)RCA公司在1976年《消費(fèi)者電子學(xué)》雜志發(fā)表的一種自動(dòng)膚色調(diào)整集成電路，通過(guò)調(diào)整彩色信號(hào)載波相位以觀(guān)眾手動(dòng)調(diào)整的方法來(lái)校正膚色。這種電路沒(méi)有得到推廣使用。日本索尼公司的EP0172754號(hào)歐洲專(zhuān)利提出了一個(gè)“彩色校正電路”，其內(nèi)容是將對(duì)白色信號(hào)部分加重蘭色，使得白色景物看上去更漂亮。這種電路在日本索尼公司和松下公司的較高檔的產(chǎn)品上得到了應(yīng)用。
盡量校準(zhǔn)白平衡，有的并考慮環(huán)境光的影響進(jìn)行修正。例如US4709262號(hào)美國(guó)專(zhuān)利，日本索尼公司GB2149267號(hào)歐洲專(zhuān)利、JP62268289至62268292號(hào)日本專(zhuān)利，富士公司EP322791號(hào)歐洲專(zhuān)利等，以及近年來(lái)采用總線(xiàn)控制技術(shù)的白平衡自動(dòng)校準(zhǔn)電路。
現(xiàn)在實(shí)際流行的做法是，為產(chǎn)品設(shè)定一個(gè)雖然偏離準(zhǔn)確色度值、但實(shí)際觀(guān)看效果比較滿(mǎn)意的白平衡基準(zhǔn)白，索性讓所有畫(huà)面都向同一個(gè)色調(diào)方向偏色。當(dāng)前幾乎所有的產(chǎn)品均采用與攝象端不同的基準(zhǔn)白，其中絕大部分彩色電視機(jī)和計(jì)算機(jī)顯示器產(chǎn)品的白平衡均采用9300K到11500K之間某一固定的基準(zhǔn)白。這種技術(shù)方案使所有畫(huà)面都處于色度失真的狀態(tài)。這種失真雖然改善了白色和部分彩色景物的彩色再現(xiàn)效果影響，但是卻使另外一些景物的彩色再現(xiàn)效果明顯變壞，對(duì)于這些畫(huà)面來(lái)說(shuō)是一種不能接受的劣性色度失真。例如，在采用9300K等高色溫基準(zhǔn)白的情況下，由于設(shè)備所顯示圖象中綠基色和藍(lán)基色所占比例顯著大于準(zhǔn)確值，所以使得膚色偏黃或呈鐵青色，暖色調(diào)的花卉、服飾、器具和建筑物等物體失去了原有的鮮艷感。
然而，目前絕大多數(shù)廠(chǎng)商和用戶(hù)卻淘汰了不失真的D65基準(zhǔn)白方案，轉(zhuǎn)而接受這種全體失真的高色溫基準(zhǔn)白方案，原因在于后者雖然不能盡如人意，但畢竟使得觀(guān)看效果較好的畫(huà)面多于前者。以上演變過(guò)程說(shuō)明，觀(guān)眾所需要的最佳彩色再現(xiàn)，不一定是色度測(cè)量上完全不失真的畫(huà)面，而是觀(guān)看效果富于真實(shí)感和美感的畫(huà)面。最佳彩色再現(xiàn)的問(wèn)題，并不僅僅是色度問(wèn)題。色調(diào)、彩度和相對(duì)亮度的不同組合，給人以不同的感覺(jué)。因?yàn)樾纬刹噬杏X(jué)的因素，除了物理刺激以外，還有心理學(xué)機(jī)理和生理學(xué)機(jī)理的作用，其中，真實(shí)感受到人眼的彩色聯(lián)立對(duì)比效應(yīng)及畫(huà)面色彩是否與記憶色吻合的影響，而美感則受到喜愛(ài)色規(guī)律的影響。只有綜合物理因素和非物理因素的作用，才能獲得最佳效果?，F(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完全不考慮上述非物理因素，因而即使是那些在色度測(cè)量上完全準(zhǔn)確再現(xiàn)的彩色畫(huà)面，在觀(guān)眾的感覺(jué)上很多也并不是最好的。
還有一種產(chǎn)品設(shè)置了用戶(hù)可以通過(guò)遙控器或旋鈕手動(dòng)調(diào)變色調(diào)的裝置，可是無(wú)論調(diào)到那一點(diǎn)，只能做到整幅畫(huà)面一邊倒地改變色調(diào)，其效果也只能是顧此失彼。
此外，現(xiàn)有技術(shù)方案容忍色度偏差的能力也是比較差的。在圖象信號(hào)的制作和傳送過(guò)程中，誤差是不可避免的。而現(xiàn)有技術(shù)方案如上所述不能使所有畫(huà)面都處于最佳彩色再現(xiàn)狀態(tài)，對(duì)于不少再現(xiàn)景物來(lái)說(shuō)還存在劣性色度失真或處于可接受水平的邊緣，所以只要色度信號(hào)稍有偏差，彩色效果就會(huì)明顯變壞。由此造成了設(shè)備的容差能力較差。
總之，雖經(jīng)廠(chǎng)商們多年的努力，現(xiàn)有產(chǎn)品仍普遍存在這樣一些缺陷和不足設(shè)備所顯示的圖象無(wú)法兼顧各種景物的彩色再現(xiàn)效果，無(wú)法完全消除劣性色度失真。對(duì)信號(hào)的色度偏差的容差能力較差。
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)電子圖象進(jìn)行自適應(yīng)色度補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置，用以消除劣性色度失真，使圖象設(shè)備再現(xiàn)的所有畫(huà)面都能夠自動(dòng)適應(yīng)最佳彩色再現(xiàn)的要求，同時(shí)改善產(chǎn)品容忍色度偏差的能力。
為了便于敘述，先作以下定義和說(shuō)明原設(shè)備視頻放大器電路或矩陣電路輸入端的前一級(jí)電路輸出信號(hào)的基色電壓分量及其比例系數(shù)用以下符號(hào)表示Er表示紅基色電壓，Eg表示綠基色電壓，Eb表示蘭基色電壓；r表示紅基色電壓比例系數(shù)，g表示綠基色電壓比例系數(shù)，b表示蘭基色電壓比例系數(shù)，其中r=Er/(Er+Eg+Eb),g=Eg/(Er+Eg+Eb),b=Eb/(Er+Eg+Eb)。
以r為橫坐標(biāo)、以g為縱坐標(biāo)建立rgb色度圖。rgb色度圖上的點(diǎn)與CIE色度圖上的點(diǎn)存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，這種關(guān)系可以通過(guò)色度學(xué)計(jì)算公式得到，也可以通過(guò)測(cè)試來(lái)確定。例如，可用一臺(tái)D65白平衡的彩色電視機(jī)顯示坐標(biāo)為(x,y)的彩色圖象，測(cè)量此時(shí)的Er、Eg、Eb，就能夠從上述公式中計(jì)算出坐標(biāo)(r,g)。上述基色電壓信號(hào)Er、Eg、Eb對(duì)應(yīng)著rgb色度圖上的F點(diǎn)(參見(jiàn)圖4)和CIE色度圖上的F點(diǎn)(參見(jiàn)圖3)。
在CIE色度圖和rgb色度圖上將圖象設(shè)備所能再現(xiàn)的全部顏色所對(duì)應(yīng)的區(qū)域劃分為一系列小區(qū)域，稱(chēng)為色域單元，用j表示任意一個(gè)色域單元的編號(hào)，Uj表示編號(hào)為j的那一個(gè)色域單元，每一個(gè)色域單元有一個(gè)表征其色度特性的顏色，稱(chēng)為色度樣本，色域單元Uj的色度樣本記為(SCj)；色度樣本(SCj)分別對(duì)應(yīng)著rgb色度圖上的SCj點(diǎn)(參見(jiàn)圖4)和CIE色度圖上的SCj點(diǎn)(參見(jiàn)圖3)，色域單元的總數(shù)為N。設(shè)備在D65白平衡狀態(tài)下與色度樣本(SCj)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)稱(chēng)為色度樣本(SCj)信號(hào)。色度樣本(SCj)信號(hào)經(jīng)過(guò)優(yōu)化處理以后所形成的圖象彩色，稱(chēng)為色度樣本優(yōu)化色(SCEj)。
對(duì)每一個(gè)色域單元的顏色所可能表現(xiàn)的實(shí)際景物通過(guò)攝象進(jìn)行取樣，這些被取樣的實(shí)際景物稱(chēng)為實(shí)景樣本，進(jìn)行取樣攝象后所得到的信號(hào)稱(chēng)為實(shí)景樣本信號(hào)。向設(shè)備輸入色域單元Uj的實(shí)景樣本信號(hào)，當(dāng)原設(shè)備處于D65白平衡狀態(tài)時(shí)，其所顯示的圖象稱(chēng)為實(shí)景樣本原色畫(huà)面或原色圖樣，記為(SOj)；當(dāng)原設(shè)備采用優(yōu)選白色DE，處于DE白平衡狀態(tài)時(shí)，其所顯示的圖象稱(chēng)為實(shí)景樣本普通畫(huà)面，記為(SDCj)；當(dāng)設(shè)備處于DE白平衡狀態(tài)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)補(bǔ)償時(shí)，其所顯示的圖象稱(chēng)為實(shí)景樣本最優(yōu)畫(huà)面，記為(SOEj)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的根據(jù)達(dá)到最佳觀(guān)看效果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在補(bǔ)償裝置中為所有按視覺(jué)特性劃分的色域單元預(yù)設(shè)各不相同的補(bǔ)償特性，經(jīng)由補(bǔ)償裝置實(shí)時(shí)辨識(shí)信號(hào)所屬色域單元并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化色度補(bǔ)償，通過(guò)這種象素間增益各異的補(bǔ)償特性的動(dòng)態(tài)組合，使整幅畫(huà)面及所有畫(huà)面自動(dòng)適應(yīng)最佳彩色再現(xiàn)的要求，從而獲得高品質(zhì)彩色圖象。具體敘述如下。
通過(guò)對(duì)原設(shè)備信號(hào)中的基色電壓分量Er、Eg、Eb進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí)，按照預(yù)先設(shè)定的自適應(yīng)對(duì)應(yīng)關(guān)系和補(bǔ)償參數(shù)對(duì)它們進(jìn)行電壓補(bǔ)償，由此達(dá)到圖象彩色的色度補(bǔ)償，包括如下過(guò)程在CIE色度圖和rgb色度圖上以麥克亞當(dāng)橢圓尺度的一定倍數(shù)為間隔，將設(shè)備所能再現(xiàn)的全部顏色劃分為T(mén)個(gè)色域單元，它們?cè)趓gb色度圖中是一些兩條對(duì)邊分別平行于r軸和g軸的形如矩形[46]的小區(qū)域，色域單元Uj的四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)是(rj1,gj1),(rj1,gj2),(rj2,gj1),(rj2,gj2)；確定色域單元Uj的中心區(qū)域的點(diǎn)所表示的顏色作為該色域單元的色度樣本(SCj)；為每一個(gè)色域單元獲取具有足夠覆蓋面的實(shí)景樣本；以不同的色度特性，即不同的色調(diào)、彩度和亮度以及背景在多臺(tái)測(cè)試裝置屏幕上再現(xiàn)實(shí)景樣本，通過(guò)對(duì)這些畫(huà)面進(jìn)行圖象觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)試驗(yàn)，為所有色域單元選定實(shí)景樣本彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫(huà)面，并確定優(yōu)選基準(zhǔn)自DE。測(cè)定以DE作為白平衡基準(zhǔn)白時(shí)設(shè)備顯示的畫(huà)面變?yōu)樽顑?yōu)畫(huà)面時(shí)各有關(guān)參數(shù)值所需進(jìn)行的變換，包括所有色域單元顏色的最優(yōu)主波長(zhǎng)變換值和最優(yōu)彩度變換值，以及優(yōu)化色度參數(shù)，即色域單元Uj的色度樣本(Scj)的優(yōu)化色度坐標(biāo)(xCEj,yCEj)和色域單元Uj的亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)cYj；為所有單元色域測(cè)定以上各項(xiàng)參數(shù)；以達(dá)到上述優(yōu)化色度參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，為產(chǎn)品確定基于DE的基色電壓優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)crj、cgj、cbj，上述j的取值范圍為全部T個(gè)色域單元的全部編號(hào)；以上參數(shù)的定義和測(cè)量方法將會(huì)在下面的詳細(xì)說(shuō)明中加以敘述；為原設(shè)備增設(shè)一個(gè)自適應(yīng)色度補(bǔ)償機(jī)制，上述所有色域單元的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(rj1,gj1),(rj1,gj2),(rj2,gj1),(rj2,gj2)被預(yù)先獲得并以適當(dāng)?shù)男问椒謩e設(shè)置于補(bǔ)償裝置的定位控制器[3]、[5]、[10]、[12]、[17]和[19]以及其它定位控制器中，上述所有優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)crj、cgj、cbj被預(yù)先獲得并以適當(dāng)?shù)男问椒謩e設(shè)置于補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償器[4]、[6]、[11]、[13]、[18]和[20]以及其它補(bǔ)償器中，坐標(biāo)數(shù)據(jù)與優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)之間通過(guò)色域單元編號(hào)j所表示的對(duì)應(yīng)關(guān)系通過(guò)補(bǔ)償裝置內(nèi)部連線(xiàn)的設(shè)計(jì)而被預(yù)先確定；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案中，采用DE作為白平衡的基準(zhǔn)白，將上述自適應(yīng)色度補(bǔ)償裝置接入原設(shè)備視頻放大器電路或矩陣電路輸入端與前一級(jí)電路輸出端之間，由該裝置對(duì)輸入信號(hào)的基色電壓分量Er、Eg、Eb進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，通過(guò)補(bǔ)償裝置的識(shí)別電壓發(fā)生器[2]從Er、Eg、Eb求得該信號(hào)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(r,g)并送到各個(gè)定位控制器，定位控制器將各自?xún)?nèi)存的單元色域坐標(biāo)數(shù)據(jù)與(r,g)進(jìn)行比較，辨識(shí)出輸入信號(hào)所屬色域單元為Uj，輸出開(kāi)啟信號(hào)，開(kāi)啟相應(yīng)的補(bǔ)償器Crj、 Cgj、Cbj，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償，使補(bǔ)償裝置輸出的經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)募t基色電壓為(Er+crjEr)，綠基色電壓為(Eg+cgjEg)，蘭基色電壓為(Eb+cbjEb)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于對(duì)電子設(shè)備的圖象彩色進(jìn)行優(yōu)化處理的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法，通過(guò)對(duì)原設(shè)備信號(hào)中的基色電壓分量Er、Eg、Eb進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí)和所屬色域單元定位，按照預(yù)先設(shè)定的自適應(yīng)對(duì)應(yīng)關(guān)系和補(bǔ)償參數(shù)對(duì)它們進(jìn)行電壓補(bǔ)償，由此達(dá)到圖象彩色的色度補(bǔ)償，其特征在于，包括如下步驟-在CIE色度圖和rgb色度圖上以麥克亞當(dāng)橢圓尺度的預(yù)定倍數(shù)為間隔，將設(shè)備所能再現(xiàn)的全部顏色劃分為T(mén)個(gè)色域單元，在CIE色度圖上形如四邊形[42]，在rgb色度圖上形如矩形[46]，選取色域單元[42]和[46]的中心區(qū)域的點(diǎn)所表示的顏色作為該色域單元的色度樣本(SCj)，其中，以相關(guān)色溫為6500K+18MPCD的白色D65作為色度樣本的色域單元規(guī)定為白色色域單元U1；-為每一個(gè)色域單元獲取反映該單元預(yù)定面積內(nèi)的彩色特征的實(shí)景樣本及實(shí)景樣本信號(hào)；-以各不相同的色調(diào)、彩度、亮度和背景在測(cè)試裝置的屏幕上再現(xiàn)同一實(shí)景樣本，通過(guò)對(duì)這些畫(huà)面進(jìn)行圖象觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)試驗(yàn)，從中選定這個(gè)實(shí)景樣本彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫(huà)面；按預(yù)定規(guī)則從同一色域單元Uj的所有實(shí)景樣本最優(yōu)畫(huà)面中選定一個(gè)該色域單元彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫(huà)面(SOEj)；用相同的方法為所有色域單元分別選定一個(gè)各自的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫(huà)面；其中，白色色域單元U1的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫(huà)面所對(duì)應(yīng)的色度樣本優(yōu)化色(SCE1)作為白平衡的優(yōu)選基準(zhǔn)白DE；-測(cè)定將色域單元Uj的在DE白平衡狀態(tài)下的實(shí)景樣本普通畫(huà)面(SOCj)變換為上述實(shí)景樣本最優(yōu)畫(huà)面(SOEj)時(shí)的基色電壓優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)，即紅基色電壓增加率crj，綠基色電壓增加率crj，以及蘭基色電壓增加率cbj；為所有T個(gè)色域單元測(cè)定各自的基色電壓優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)；-根據(jù)預(yù)先獲取的優(yōu)選基準(zhǔn)白DE的參數(shù)值及以上所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]的優(yōu)化變換系數(shù)，把所說(shuō)的T組基色電壓優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)所對(duì)應(yīng)的優(yōu)化變換函數(shù)關(guān)系設(shè)置到基準(zhǔn)電壓發(fā)生器或基準(zhǔn)存儲(chǔ)器中，按照該優(yōu)化變換函數(shù)執(zhí)行針對(duì)于所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]的、增益各異的自適應(yīng)補(bǔ)償；當(dāng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)用時(shí)，先對(duì)接收到的隨機(jī)圖象信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí)，并且將其定位于所屬色域單元，然后按照預(yù)先設(shè)定的該色域單元的優(yōu)化變換函數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法，其中所說(shuō)的T個(gè)色域單元[46]的每一個(gè)在rgb色度圖中是一些兩條對(duì)邊分別平行于r軸和g軸的形如矩形的小區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法，其中所說(shuō)的圖象觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)試驗(yàn)，其特征在于，包括如下步驟-觀(guān)看者在對(duì)所說(shuō)的試驗(yàn)裝置屏幕上再現(xiàn)的實(shí)景樣本的不同畫(huà)面進(jìn)行所述的觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)之前，要對(duì)相應(yīng)的實(shí)景樣本實(shí)物或原色圖樣進(jìn)行觀(guān)看和記憶；-觀(guān)看者對(duì)所說(shuō)的屏幕上再現(xiàn)的實(shí)景樣本的不同畫(huà)面進(jìn)行觀(guān)看后，只把自己認(rèn)為與記憶色基本吻合的畫(huà)面列為評(píng)選最優(yōu)畫(huà)面的候選對(duì)象，并在對(duì)比評(píng)價(jià)后給出滿(mǎn)意度評(píng)分，這是評(píng)分規(guī)則之一；-將每個(gè)畫(huà)面都與同屬一個(gè)色域單元的其它所有畫(huà)面進(jìn)行比較，每?jī)蓚€(gè)對(duì)比畫(huà)面中觀(guān)看者認(rèn)為富于美感的程度較優(yōu)者得分較高，這是評(píng)分規(guī)則之二；-從同一色域單元Uj的所有實(shí)景樣本最優(yōu)畫(huà)面中選定一個(gè)該色域單元彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫(huà)面(SOEj)，按如下預(yù)定規(guī)則進(jìn)行技術(shù)人員認(rèn)為該方案的畫(huà)面符合心理學(xué)和生理學(xué)等多學(xué)科的公認(rèn)正確的研究結(jié)論，符合消除彩色聯(lián)立對(duì)比效應(yīng)的影響所需修正的要求，認(rèn)定該方案畫(huà)面的色度偏移在預(yù)定的誤差允許范圍之內(nèi)，在滿(mǎn)足上述條件的同時(shí)并且各次滿(mǎn)意度評(píng)分均為最高。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法，其中所說(shuō)的針對(duì)于所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]執(zhí)行的、增益各異的自適應(yīng)補(bǔ)償至少包括兩個(gè)不同參數(shù)的優(yōu)化變換。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種根據(jù)上述的方法用于對(duì)電子設(shè)備的圖象彩色進(jìn)行優(yōu)化處理的自適應(yīng)色度補(bǔ)償裝置。通過(guò)對(duì)原設(shè)備信號(hào)中的基色電壓分量Er、Eg、Eb進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí)和所屬色域單元定位，按照預(yù)先設(shè)定的自適應(yīng)對(duì)應(yīng)關(guān)系和補(bǔ)償參數(shù)對(duì)它們進(jìn)行電壓補(bǔ)償，由此達(dá)到圖象彩色的色度補(bǔ)償，其特征在于，包括色域單元?jiǎng)澐旨皩?shí)景取樣定位裝置，在CIE色度圖和rgb色度圖上以麥克亞當(dāng)橢圓尺度的預(yù)定倍數(shù)為間隔，劃分出設(shè)備所能再現(xiàn)的T個(gè)色域單元[42]和[46]，建立起任意信號(hào)的基色電壓分量Er、Eg、Eb與所屬色域單元之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；根據(jù)對(duì)各個(gè)實(shí)景樣本信號(hào)基色電壓分量Er、Eg、Eb進(jìn)行辨識(shí)的結(jié)果，將該實(shí)景樣本自動(dòng)定位在所屬色域單元，從而為每一個(gè)色域單元獲取反映該單元預(yù)定面積內(nèi)彩色特征的實(shí)景樣本及實(shí)景樣本信號(hào)，并進(jìn)行存儲(chǔ)；測(cè)試裝置，用該裝置對(duì)所獲得的實(shí)景樣本逐個(gè)色域單元地進(jìn)行比較優(yōu)選和測(cè)試，由此獲得所有T個(gè)色域單元的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫(huà)面和基色電壓優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)；補(bǔ)償裝置，根據(jù)上述已經(jīng)獲得的信號(hào)的基色電壓分量Er、Eg、Eb與所屬色域單元之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及色域單元與優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)電子設(shè)備接收到的隨機(jī)圖象信號(hào)的基色電壓分量Er、Eg、Eb進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí)，并將其自動(dòng)定位于其所屬色域單元，按照所說(shuō)的相應(yīng)色域單元的優(yōu)化變換函數(shù)執(zhí)行針對(duì)于所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]的、增益各異的自適應(yīng)補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補(bǔ)償裝置，其中所說(shuō)的T個(gè)色域單元[46]的每一個(gè)在rgb色度圖中是一些兩條對(duì)邊分別平行于r軸和g軸的形如矩形的小區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補(bǔ)償裝置，其中所說(shuō)的針對(duì)于所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]執(zhí)行的、增益各異的自適應(yīng)補(bǔ)償至少包括兩個(gè)不同參數(shù)的優(yōu)化變換。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補(bǔ)償裝置，其中所說(shuō)的補(bǔ)償裝置包括對(duì)應(yīng)于所有優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)的多個(gè)補(bǔ)償器[4]、[6]、[11]、[13]、[18]和[20]。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補(bǔ)償裝置，其中所說(shuō)的補(bǔ)償裝置還包括輸入電路，由此輸入包含基色電壓分量Er、Eg、Eb或色差電壓分量(Er-Y)、(Eg-Y)、(Eb-Y)的信號(hào)，它將這組輸入信號(hào)分送到基色電壓發(fā)生器[9]及各個(gè)電壓迭加電阻的一端，輸入電路包括三極管Pr1、Pr2、Pg1、Pg2、Pb1、Pb2和電阻Rr1、Rg1、Rb1；零點(diǎn)電壓發(fā)生器[16]，它將輸入的黑電平信號(hào)或亮度信號(hào)處理為一個(gè)其幅度與基色電壓的零電平對(duì)齊的零點(diǎn)電壓信號(hào)，然后送到基色電壓發(fā)生器[9]；基色電壓發(fā)生器[9]，它將輸入的包含基色電壓或色差電壓的信號(hào)及零點(diǎn)電壓通過(guò)減法運(yùn)算處理為準(zhǔn)確的基色電壓信號(hào)，并將這個(gè)基色電壓信號(hào)送到識(shí)別電壓發(fā)生器[2]和各個(gè)補(bǔ)償器；識(shí)別電壓發(fā)生器[2]，它將輸入的基色電壓信號(hào)處理為一組包含基色比例信息的識(shí)別信號(hào)送到各定位控制器；定位控制器[3]、[5]、[10]、[12]、[17]、[19]，包括基準(zhǔn)電壓發(fā)生器或基準(zhǔn)存儲(chǔ)器、比較器和識(shí)別器，它們將輸入的識(shí)別信號(hào)與預(yù)先設(shè)置或預(yù)先存儲(chǔ)的的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較識(shí)別，通過(guò)基色比例與色域單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系而確認(rèn)該基色比例信號(hào)的色域單元定位為Uj，使相應(yīng)的定位控制器輸出控制信號(hào)，開(kāi)啟所定位的色域單元Uj的那一組補(bǔ)償器，使該補(bǔ)償器組輸出數(shù)值為crjEr/Rr2的紅基色補(bǔ)償電流，數(shù)值為cgjEg/Rg2的綠基色補(bǔ)償電流，以及數(shù)值為cbjEb/Rb2的蘭基色補(bǔ)償電流；電壓迭加電阻，包括電阻Rr2、Rg2、Rb2，紅基色補(bǔ)償電流在電阻Rr2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為crjEr的補(bǔ)償電壓，它與上述來(lái)自輸入電路的信號(hào)Er相迭加，在電阻Rr2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)募t基色電壓，為(Er+crjEr)；綠基色補(bǔ)償電流在電阻Rg2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為cgjEg的補(bǔ)償電壓，它與上述來(lái)自輸入電路的信號(hào)Eg相迭加，在電阻Rg2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)木G基色電壓，為(Eg+cgjEr)；蘭基色補(bǔ)償電流在電阻Rb2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為cbjEb的補(bǔ)償電壓，它與上述來(lái)自輸入電路的信號(hào)Eb相迭加，在電阻Rb2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)奶m基色電壓，為(Eb+cbjEr)；輸出電路，包括三極管Nr、Ng、Nb和電阻Rr3、Rg3、Rb3，它們組成三個(gè)射極輸出器，以上所說(shuō)的經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)幕妷河纱颂庉敵觥?br> 通過(guò)以下結(jié)合附圖的對(duì)于本發(fā)明具體實(shí)施方式
進(jìn)行的詳述，本發(fā)明的方法和裝置的優(yōu)點(diǎn)將變得十分清楚。其中

圖1是自適應(yīng)色度補(bǔ)償裝置實(shí)施例的電原理框圖。
圖2是進(jìn)行圖象觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)試驗(yàn)的色域單元?jiǎng)澐旨皩?shí)景取樣定位裝置、測(cè)試裝置的示意圖以及它們的連接示意圖。
圖3是表示色域單元?jiǎng)澐址椒氨硎咀赃m應(yīng)色度補(bǔ)償法實(shí)施例的幾個(gè)彩色圖象信號(hào)在色度補(bǔ)償前后的色度變化的色度圖。
圖4是表示補(bǔ)償裝置實(shí)施例的彩色圖象信號(hào)及其所屬色域單元在色度圖中的位置的rgb色度圖。
圖5是補(bǔ)償裝置實(shí)施例的識(shí)別電壓發(fā)生器，以及一個(gè)定位控制器和一組補(bǔ)償器的電原理框圖。
下面先對(duì)所要使用的方法和裝置作出說(shuō)明。
關(guān)于下面要用到的色度學(xué)工具，參考圖3。這張CIE-XYZ色度圖上形如[44]的封閉弧線(xiàn)是孟塞爾顏色系統(tǒng)的恒定彩度軌跡圈，其中最小的那一個(gè)橢圓弧線(xiàn)表示2級(jí)彩度，即該弧線(xiàn)上的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的那些顏色具有2級(jí)彩度，依次相鄰的是4、6、8、10和12級(jí)彩度軌跡圈。圖上形如[45]的輻射狀弧線(xiàn)是劃分不同顏色區(qū)域的恒定色調(diào)軌跡線(xiàn)，其尾端所標(biāo)數(shù)字是它與譜色曲線(xiàn)的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的以nm為單位的光譜色波長(zhǎng)數(shù)值。弧線(xiàn)[41]是普朗克軌跡。圖上任意一點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)色度坐標(biāo)為(x,y)的顏色。其中點(diǎn)[38]代表紅基色R，色度坐標(biāo)為(0.64,0.33)；點(diǎn)[39]代表綠基色G，色度坐標(biāo)為(0.29,0.60)；點(diǎn)[40]代表藍(lán)基色B，色度坐標(biāo)為(0.15,0.06)。連接點(diǎn)[38]、[39]和[40]得到三角形表示圖象設(shè)備所能再現(xiàn)的全部彩色。
關(guān)于劃分色域單元的方法，參考圖3和圖4。色域單元是在rgb色度圖上按一定的規(guī)則對(duì)基色三角形進(jìn)行劃分后得到的形如矩形[46]的小塊區(qū)域及其在CIE色度圖上對(duì)應(yīng)的形如四邊形[42]的小塊區(qū)域，色域單元是用以下方法得到的根據(jù)CIE色度圖上的包括橢圓[43]在內(nèi)的各個(gè)麥克亞當(dāng)橢圓及其長(zhǎng)軸和短軸的坐標(biāo)位置和色度學(xué)計(jì)算公式，在rgb色度圖上繪出所有對(duì)應(yīng)的麥克亞當(dāng)橢圓及其長(zhǎng)軸和短軸，與麥克亞當(dāng)橢圓[43]對(duì)應(yīng)的是橢圓[47]，作為示例，圖上的這兩個(gè)橢圓是橢圓尺寸擴(kuò)大了10倍繪出的；在rgb色度圖連接坐標(biāo)為(1,0)的表示純紅基色電壓比例的R點(diǎn)、坐標(biāo)為(0,1)的表示純綠基色電壓比例的G點(diǎn)和坐標(biāo)為(0,0)的表示純蘭基色電壓比例的B點(diǎn)，得到基色三角形RGB，該三角形內(nèi)所有的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)著設(shè)備所能再現(xiàn)的全部顏色；在rgb色度圖上從坐標(biāo)原點(diǎn)附近開(kāi)始，逐個(gè)劃分出色域單元，方法如下以該色域單元在g軸方向上相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓尺度的某個(gè)倍數(shù)為間隔、用平行于r軸的直線(xiàn)對(duì)基色三角形RGB進(jìn)行分割，再以該單元色域在r軸方向上相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓尺度的上述倍數(shù)為間隔、用平行于g軸的直線(xiàn)對(duì)基色三角形RGB進(jìn)行分割，以相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓尺度的上述倍數(shù)為間隔，依次進(jìn)行以上劃分，如此將上述基色三角形分割為T(mén)個(gè)矩形并進(jìn)行編號(hào)，每一個(gè)矩形表示一個(gè)色域單元，矩形[46]表示編號(hào)為j的一個(gè)任意色域單元Uj，它的四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)是(rj1,gj1),(rj1,gj2),(rj2,gj1),(rj2,gj2)，其中rj2大于rj1,gj2大于gj1；在CIE色度圖上找到色域單元Uj的上述四個(gè)頂點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，劃出單元色域Uj的在CIE色度圖上的對(duì)應(yīng)區(qū)域是四邊形[42]。在CIE色度圖上劃分出所有的色域單元。劃分出矩形[46]的間隔(rj2-rj1)、(gj2-gj1)對(duì)應(yīng)的四邊形[42]的邊長(zhǎng)，在需要精確設(shè)計(jì)的情況下等于相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓[43]尺度，在精確度要求不高的情況下上述間隔可以擴(kuò)大為2個(gè)或若干個(gè)相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓[43]尺度，以四邊形[42]的中心區(qū)域的一個(gè)坐標(biāo)為(xCOj,yCOj)的色度點(diǎn)所表示的顏色、也就是矩形[46]的中心區(qū)域的一個(gè)坐標(biāo)為(rCOj,gCOj)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)所表示的顏色(SCj)作為該四邊形所表示的色域單元Uj的色度樣本。所有色域單元都要確定一個(gè)色度樣本。上述某一個(gè)色域單元相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓規(guī)定如下在rgb色度圖上，這個(gè)麥克亞當(dāng)橢圓長(zhǎng)軸、短軸的交點(diǎn)與該色域單元中心點(diǎn)的距離小于其它麥克亞當(dāng)橢圓長(zhǎng)軸、短軸的交點(diǎn)與這個(gè)色域單元中心點(diǎn)的距離。而某一個(gè)色域單元相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓尺度規(guī)定如下在r軸方向上，是該橢圓的一根通過(guò)其長(zhǎng)軸與短軸的交點(diǎn)且與r軸平行的弦的長(zhǎng)度；在g軸方向上，是該橢圓的一根通過(guò)其長(zhǎng)軸與短軸的交點(diǎn)且與g軸平行的弦的長(zhǎng)度。
關(guān)于色域單元?jiǎng)澐旨皩?shí)景取樣定位裝置、即測(cè)試信號(hào)發(fā)生器[23]，參考圖2。該裝置由攝象機(jī)、色度儀、計(jì)算機(jī)和色域單元?jiǎng)澐?、測(cè)試信號(hào)生成及實(shí)景取樣定位軟件構(gòu)成，其中，編制該軟件的有關(guān)色域單元?jiǎng)澐值牟糠指鶕?jù)上述關(guān)于劃分色域單元方法的說(shuō)明。該裝置的功能為按照上述要求劃分色域單元，建立各色域單元的存儲(chǔ)器單元；根據(jù)色域單元的劃分結(jié)果生成相應(yīng)色域單元的色度樣本信號(hào)和以該色度樣本為起始點(diǎn)、全屏同色同亮度、色度和亮度參數(shù)全色域可調(diào)的單色測(cè)試信號(hào)；拍攝實(shí)景樣本，對(duì)實(shí)景樣本信號(hào)進(jìn)行輪廓加工和所屬色域單元的識(shí)別定位，據(jù)此對(duì)實(shí)景樣本信號(hào)進(jìn)行編號(hào)并存入預(yù)定的存儲(chǔ)器；拍攝各種背景，對(duì)背景信號(hào)進(jìn)行所屬色域單元的識(shí)別定位，據(jù)此對(duì)實(shí)景樣本信號(hào)進(jìn)行編號(hào)并存入預(yù)定的存儲(chǔ)器；測(cè)試信號(hào)發(fā)生器[23]有兩種輸出狀態(tài)，第一種輸出狀態(tài)是輸出色度樣本信號(hào)或單色測(cè)試信號(hào)，第二種輸出狀態(tài)是同時(shí)輸出兩路信號(hào)，其中一路是輸出實(shí)景樣本信號(hào)(與上述輸出單色測(cè)試信號(hào)的通道使用同一個(gè)輸出端口)，另一路是輸出可以變換的實(shí)景樣本的背景信號(hào)及其識(shí)別信號(hào)。
關(guān)于測(cè)試裝置[24]，參考圖2。該裝置可用解碼器電路是基色電壓輸出式電路的N臺(tái)彩色電視機(jī)按圖2所示要求進(jìn)行改裝而成在電視機(jī)的解碼器電路[25]輸出端與視頻放大器電路[27]輸入端之間接入中間處理器[26]。中間處理器[26]對(duì)于從解碼器電路[25]送來(lái)的紅基色電壓的放大倍數(shù)Kr、綠基色電壓的放大倍數(shù)Kg和蘭基色電壓的放大倍數(shù)Kb分別可調(diào)、可顯示，調(diào)節(jié)范圍為0.5～2，當(dāng)放大倍數(shù)小于1時(shí)，表示對(duì)信號(hào)進(jìn)行衰減，以下敘述中凡有放大倍數(shù)一詞的，專(zhuān)指上述對(duì)從解碼器電路[25]送來(lái)的基色電壓的放大倍數(shù)，中間處理器[26]對(duì)輸入的背景信號(hào)不進(jìn)行放大或衰減。中間處理器[26]具有如下功能將從前一級(jí)電路輸入的實(shí)景樣本信號(hào)嵌入從測(cè)試信號(hào)發(fā)生器[23]送來(lái)的背景信號(hào)，并輸出已作拼嵌處理的信號(hào)。在沒(méi)有特殊說(shuō)明時(shí)，測(cè)試裝置應(yīng)處于下述標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)中間處理器[26]對(duì)輸入信號(hào)的放大倍數(shù)為1，白平衡的基準(zhǔn)白為D65，處于相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)，例如用于中國(guó)市場(chǎng)的PAL-D制式的機(jī)型試驗(yàn)，應(yīng)使測(cè)試裝置符合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)“電視廣播接收機(jī)測(cè)量方法”規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件所對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)。
關(guān)于上述色域單元?jiǎng)澐旨皩?shí)景取樣定位裝置、即測(cè)試信號(hào)發(fā)生器[23]與測(cè)試裝置[24]的連接，參考圖2。測(cè)試信號(hào)發(fā)生器[23]在第一種輸出狀態(tài)下輸出的色度樣本信號(hào)或單色測(cè)試信號(hào)送到測(cè)試裝置[24]的輸入端；在第二種輸出狀態(tài)下，輸出的實(shí)景樣本信號(hào)送到測(cè)試裝置[24]的輸入端，輸出的實(shí)景樣本的背景信號(hào)及其識(shí)別信號(hào)直接送到中間處理器[26]；對(duì)應(yīng)于上述測(cè)試信號(hào)發(fā)生器[23]的兩種輸出狀態(tài)，中間處理器[26]也有兩種工作狀態(tài)當(dāng)上述測(cè)試信號(hào)發(fā)生器[23]處于第一種輸出狀態(tài)時(shí)，中間處理器[26]也相應(yīng)于地處于下述第一種工作狀態(tài)，此時(shí)是將經(jīng)過(guò)放大或衰減的色度樣本信號(hào)直接輸出，當(dāng)上述測(cè)試信號(hào)發(fā)生器[23]處于第二種工作狀態(tài)時(shí)，中間處理器[26]也相應(yīng)于地處于下述第二種工作狀態(tài)，此時(shí)是將經(jīng)過(guò)放大或衰減的實(shí)景樣本信號(hào)嵌入上述從測(cè)試信號(hào)發(fā)生器[23]送來(lái)的背景信號(hào)，輸出已作拼嵌處理的信號(hào)。
下面對(duì)使用本發(fā)明的自適應(yīng)色度補(bǔ)裝置對(duì)電子設(shè)備的圖象彩色進(jìn)行自適應(yīng)色度補(bǔ)償，達(dá)到優(yōu)化處理的過(guò)程作詳細(xì)的敘述。
首先使用色域單元?jiǎng)澐旨皩?shí)景取樣定位裝置[23]進(jìn)行色域單元的劃分。參考圖2、圖3和圖4。根據(jù)設(shè)備對(duì)于彩色顯示精度的要求，選定麥克亞當(dāng)橢圓尺度的相應(yīng)倍數(shù)作為劃分色域單元的間隔而預(yù)先設(shè)置于裝置[23]，由該裝置運(yùn)行上述劃分色域單元的軟件程序自動(dòng)劃分出T個(gè)色域單元并進(jìn)行編號(hào)，它們?cè)贑IE色度圖上形如四邊形[42]，在rgb色度圖上形如矩形[46]，同時(shí)選取色域單元[42]中心區(qū)域的點(diǎn)(xCOj,yCOj)所表示的顏色、也就是矩形[46]的中心區(qū)域的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的點(diǎn)(rCOj,gCOj)所表示的顏色(SCj)作為該四邊形和矩形所表示的色域單元Uj的色度樣本。其中，以相關(guān)色溫為6500K+18MPCD的白色D65作為色度樣本的色域單元規(guī)定為白色色域單元U1。
為每一個(gè)色域單元選定反映該單元預(yù)定面積內(nèi)彩色特征的實(shí)景樣本及其背景，獲取實(shí)景樣本信號(hào)和背景信號(hào)。對(duì)每一個(gè)色域單元選取一些其顏色在色度圖上所對(duì)應(yīng)的位置處于該色域單元范圍內(nèi)的實(shí)際景物作為取樣攝象的對(duì)象，稱(chēng)為該色域單元的實(shí)景樣本。再選取相應(yīng)的背景。選取實(shí)景樣本及其背景時(shí)，對(duì)于每一個(gè)色域單元內(nèi)可能出現(xiàn)的實(shí)際景物及其背景，都要考慮到各種各類(lèi)、室內(nèi)室外、各時(shí)相、各季相等不同條件下的差異，使上述實(shí)景樣本及其背景有足夠的覆蓋面。使用色域單元?jiǎng)澐旨皩?shí)景取樣定位裝置[23]在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下對(duì)上述實(shí)景樣本及其背景分別進(jìn)行攝象，所得到的電視信號(hào)即為該色域單元的實(shí)景樣本信號(hào)，由裝置[23]作輪廓處理和色域單元定位后存入預(yù)定的存儲(chǔ)器。
然后進(jìn)行圖象觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)試驗(yàn)，測(cè)定各項(xiàng)優(yōu)化參數(shù)。使用上述色域單元?jiǎng)澐旨皩?shí)景取樣定位裝置、即試信號(hào)發(fā)生器[23]和測(cè)試裝置[24]，利用繪有恒定色調(diào)軌跡線(xiàn)及彩度軌跡圈的CIE色度圖(參見(jiàn)圖3)和rgb色度圖(參見(jiàn)圖4)進(jìn)行圖象觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)試驗(yàn)。選擇一定數(shù)量視覺(jué)正常的人按下述試驗(yàn)要求對(duì)他們進(jìn)行必要的訓(xùn)練后作為上述試驗(yàn)的觀(guān)看者，由他們?cè)谝?guī)定的試驗(yàn)條件下對(duì)各種畫(huà)面進(jìn)行觀(guān)看和評(píng)價(jià)，選出各色域單元的若干最優(yōu)畫(huà)面。以他們的評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，由技術(shù)人員根據(jù)多學(xué)科專(zhuān)業(yè)研究成果選定各色域單元的彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫(huà)面，通過(guò)對(duì)普通畫(huà)面和最優(yōu)畫(huà)面的分析測(cè)試確定各項(xiàng)彩色優(yōu)化參數(shù)。具體做法如下所述。
將測(cè)試裝置[24]的中間處理器[26]置于放大倍數(shù)為1的狀態(tài)，而測(cè)試裝置校準(zhǔn)在D65白平衡狀態(tài)，輸入實(shí)景樣本信號(hào)，在此條件下測(cè)試裝置的屏幕[28]顯示的畫(huà)面稱(chēng)為實(shí)景樣本的原色圖象。在以下的各項(xiàng)試驗(yàn)中，都要將各種試驗(yàn)圖象與原色圖象進(jìn)行對(duì)比。
用測(cè)試裝置顯示所有實(shí)景樣本的不同的彩色再現(xiàn)畫(huà)面進(jìn)行圖象觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)為雙盲試驗(yàn)，即直接參與觀(guān)看效果評(píng)價(jià)的工作人員和觀(guān)看者均不知道各臺(tái)測(cè)試裝置被調(diào)到了何種工作狀態(tài)。逐個(gè)色域單元地順序進(jìn)行試驗(yàn)。
先對(duì)白色色域單元U1進(jìn)行上述試驗(yàn)，方法如下首先讓觀(guān)看者對(duì)該單元色域?qū)嵕皹颖镜膶?shí)際景物或原色圖象單獨(dú)進(jìn)行觀(guān)看和記憶。在中間處理器[26]的放大倍數(shù)Kr、Kg和Kb均為1的條件下按不同的基準(zhǔn)白校準(zhǔn)上述測(cè)試裝置中(N-2)臺(tái)的白平衡，另兩臺(tái)測(cè)試裝置保持D65白平衡狀態(tài)，然后將白色色域單元的實(shí)景樣本信號(hào)和背景信號(hào)輸入所有測(cè)試裝置，由觀(guān)看者對(duì)這N幅畫(huà)面進(jìn)行對(duì)比觀(guān)看和評(píng)價(jià)，按前述評(píng)分規(guī)則給出滿(mǎn)意度評(píng)分。統(tǒng)計(jì)并選出A個(gè)(A可以為3～5)總分最高的畫(huà)面，對(duì)顯示這些畫(huà)面的A臺(tái)測(cè)試裝置的白平衡保持不變，調(diào)整其它測(cè)試裝置的白平衡，使它們的白平衡基準(zhǔn)白參數(shù)為上述A臺(tái)測(cè)試裝置相應(yīng)參數(shù)的中間值，并變換背景信號(hào)，進(jìn)行新一輪試驗(yàn)。重復(fù)以上試驗(yàn)，直至選出滿(mǎn)意度評(píng)分最高的幾個(gè)畫(huà)面。技術(shù)人員從滿(mǎn)意度評(píng)分最高的幾幅畫(huà)面中按前述預(yù)定規(guī)則選定實(shí)景樣本彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫(huà)面，將顯示這個(gè)畫(huà)面的測(cè)試裝置的白平衡基準(zhǔn)白確定為白色色域單元U1的色度樣本優(yōu)化色(SCE1)，作為白平衡的優(yōu)選基準(zhǔn)白DE。
然后對(duì)非白色景物所屬色域單元進(jìn)行上述試驗(yàn)，方法如下首先讓觀(guān)看者對(duì)屬于受試色域單元Uj的實(shí)景樣本的實(shí)際景物或原色圖象單獨(dú)進(jìn)行觀(guān)看和記憶。在中間處理器[26]的放大倍數(shù)Kr、Kg和Kb均為1的條件下按優(yōu)選基準(zhǔn)白DE校準(zhǔn)上述測(cè)試裝置中(N-2)臺(tái)的白平衡(另兩臺(tái)測(cè)試裝置仍保持D65平衡狀態(tài))。其中，始終保持兩臺(tái)測(cè)試裝置的中間處理器[26]的放大倍數(shù)Kr、Kg和Kb為1，這兩臺(tái)測(cè)試裝置顯示的圖象稱(chēng)為普通畫(huà)面，記為(SOCj)。其它(N-4)臺(tái)測(cè)試裝置調(diào)整為(N-4)個(gè)不同的工作狀態(tài)，具體方法如下所述。對(duì)于受試實(shí)景樣本，參考已知的喜愛(ài)色規(guī)律，使用繪有孟塞爾新標(biāo)系統(tǒng)的恒定色調(diào)軌跡及其主波長(zhǎng)和彩度軌跡的CIE色度圖，為受試單元色域Uj設(shè)定主波長(zhǎng)變換值、彩度變換值和亮度變換值的(N-4)個(gè)試驗(yàn)方案，每一個(gè)方案對(duì)應(yīng)著一組色度點(diǎn)坐標(biāo)和一個(gè)亮度值。上述各項(xiàng)參數(shù)變換值是指該參數(shù)偏離原色圖象相應(yīng)參數(shù)的數(shù)值，例如，如果單元色域Uj的色度樣本(Scj)的原色圖象顏色主波長(zhǎng)為560nm，試驗(yàn)方案設(shè)定的主波長(zhǎng)變換值為-4nm，那么就是將是將顏色主波長(zhǎng)為560nm的圖象變換為顏色主波長(zhǎng)為556nm的圖象來(lái)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。輸入色度樣本信號(hào)，通過(guò)改變中間處理器[26]的放大倍數(shù)Kr、Kg和Kb的方法將上述(N-4)臺(tái)測(cè)試裝置分別調(diào)在上述(N-4)個(gè)方案之一的工作狀態(tài)。保持N臺(tái)測(cè)試裝置上述的各自狀態(tài)，均輸入色域單元Uj的實(shí)景樣本信號(hào)和背景信號(hào)，從而使各臺(tái)測(cè)試裝置以不同的色調(diào)、彩度、亮度和背景組合來(lái)再現(xiàn)實(shí)景樣本，由此而得到的各種不同的彩色再現(xiàn)畫(huà)面。由觀(guān)看者對(duì)這N幅畫(huà)面進(jìn)行觀(guān)看和評(píng)價(jià)的雙盲試驗(yàn)，按前述評(píng)分規(guī)則給出滿(mǎn)意度評(píng)分。統(tǒng)計(jì)并選出B個(gè)(B可以為3～5)總分最高的畫(huà)面，對(duì)顯示這些畫(huà)面的B臺(tái)測(cè)試裝置的工作狀態(tài)保持不變，調(diào)整其它測(cè)試裝置中間處理器的放大倍數(shù)，使它們的主波長(zhǎng)變換值、彩度變換值和亮度變換值為上述B臺(tái)測(cè)試裝置相應(yīng)參數(shù)的中間值，并參考已知的彩色聯(lián)立對(duì)比效應(yīng)的規(guī)律變換不同的背景信號(hào)，進(jìn)行新一輪觀(guān)看效果評(píng)價(jià)的雙盲試驗(yàn)。重復(fù)以上試驗(yàn)，直至選出該受試實(shí)景樣本的滿(mǎn)意度評(píng)分最高的幾個(gè)畫(huà)面。對(duì)該色域單元的所有實(shí)景樣本進(jìn)行上述全過(guò)程試驗(yàn)。按照同樣的方法進(jìn)行必要的考慮兼顧性的實(shí)景樣本間的交叉試驗(yàn)后，選出滿(mǎn)意度綜合評(píng)分最高的幾組畫(huà)面。上述交叉試驗(yàn)是指在某一個(gè)單元色域的滿(mǎn)意度評(píng)分最高的畫(huà)面所對(duì)應(yīng)的測(cè)試裝置工作狀態(tài)下，輸入另一些單元色域的樣本信號(hào)進(jìn)行試驗(yàn)。技術(shù)人員從滿(mǎn)意度綜合評(píng)分最高的幾幅畫(huà)面中按前述預(yù)定規(guī)則選定該受試單元色域?qū)嵕皹颖静噬佻F(xiàn)最優(yōu)畫(huà)面，記為(SOEj)。記錄測(cè)試裝置顯示上述最優(yōu)畫(huà)面(SOEj)時(shí)的中間處理器[26]的放大倍數(shù)KrEj、KgEj和KbEj。色域單元Uj的在DE白平衡狀態(tài)下的實(shí)景樣本普通畫(huà)面(SOCj)變換為上述實(shí)景樣本最優(yōu)畫(huà)面(SOEj)時(shí)的基色電壓優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)，即紅基色電壓的增加率crj，綠基色電壓的增加率cgj，以及蘭基色電壓的增加率cbj通過(guò)以下公式求得crj=KrEj-1,cgj=KgEj-1,cbj=KbEj-1。
測(cè)定其它參數(shù)的優(yōu)化變換值。由于人眼已經(jīng)不能分辨麥克亞當(dāng)橢圓內(nèi)的任何兩個(gè)色度點(diǎn)所代表的顏色之間的色調(diào)差別或彩度差別，而相鄰的麥克亞當(dāng)橢圓的幾何參數(shù)差別不大，所以就可以認(rèn)為上述每一個(gè)單元色域內(nèi)的彩色在視覺(jué)上具有相同的彩色感覺(jué)。因此，我們可以用上述色域單元的色度樣本來(lái)代替該色域單元內(nèi)其它點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的彩色進(jìn)行彩色再現(xiàn)的觀(guān)看試驗(yàn)和有關(guān)測(cè)試。由于色度樣本信號(hào)其波形是非常規(guī)則的，其屏幕圖象是單色、均勻的，所以上述用色度樣本信號(hào)代替實(shí)景樣本信號(hào)進(jìn)行測(cè)試的方法不僅方便合理，而且提高了測(cè)試的精度。
具體方法如下將測(cè)試裝置[24]置于D65白平衡狀態(tài)，即顯示實(shí)景樣本的原色畫(huà)面(SOj)的狀態(tài)，對(duì)測(cè)試裝置[24]改為輸入單元色域Uj的色度樣本信號(hào)，測(cè)量此時(shí)測(cè)試裝置屏幕[28]所顯示圖樣，即色度樣本的原色色度坐標(biāo)(xCj、yCj)和亮度YCj。將測(cè)試裝置[24]置于上述顯示普通畫(huà)面(SOCj)的狀態(tài)，對(duì)測(cè)試裝置[24]改為輸入單元色域Uj的色度樣本信號(hào)，測(cè)量此時(shí)測(cè)試裝置屏幕[28]所顯示圖樣，即色度樣本的在DE白平衡狀態(tài)下普通色色度坐標(biāo)(xCOj、yCOj)和亮度YCOj。將測(cè)試裝置[24]置于保持前述最優(yōu)畫(huà)面所對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)不變，對(duì)測(cè)試裝置[24]改為輸入單元色域Uj的色度樣本信號(hào)，此時(shí)測(cè)試裝置屏幕[28]所顯示的圖象的顏色稱(chēng)為色度樣本優(yōu)化色(SCE1)，測(cè)量此時(shí)屏幕圖樣的色度坐標(biāo)(xCEj、yCEj)和亮度YCej。(xCEj,yCEj)稱(chēng)為單元色域Uj色度樣本(SEj)的優(yōu)化色度坐標(biāo)，cYj=(YCEj-YCOj)/YCOj,cYj稱(chēng)為單元色域Uj的亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)，根據(jù)上述色度樣本的原色色度坐標(biāo)(xCj,yCj)和優(yōu)化色度坐標(biāo)(xCEj,yCEj)，在繪有孟塞爾新標(biāo)系統(tǒng)的恒定色調(diào)軌跡及其主波長(zhǎng)和彩度軌跡的CIE色度圖上繪出對(duì)應(yīng)的色度點(diǎn)，據(jù)此求得該色度樣本經(jīng)過(guò)最優(yōu)主波長(zhǎng)變換和最優(yōu)彩度變換以后的相對(duì)于其原色圖象主波長(zhǎng)所改變的數(shù)值和彩度所改變的數(shù)值，規(guī)定為該單元色域Uj的最優(yōu)主波長(zhǎng)變換值和最優(yōu)彩度變換值，(xCEj,yCEj)和cYj稱(chēng)為單元色域Uj的優(yōu)化色度參數(shù)。由以上的敘述和后面的實(shí)施例描述可以看出，本發(fā)明的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法及其補(bǔ)償裝置，其中所說(shuō)的針對(duì)于所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]執(zhí)行的、增益各異的自適應(yīng)補(bǔ)償至少包括兩個(gè)不同參數(shù)的優(yōu)化變換。
下面對(duì)一種用于實(shí)施上述自適應(yīng)色度補(bǔ)償法的補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)和功能作詳細(xì)敘述。
參考圖1。補(bǔ)償裝置由安裝于印制電路板上的色度補(bǔ)償專(zhuān)用集成電路及其外圍電路元件構(gòu)成，上述集成電路由輸入電路、輸出電路、電壓迭加電阻、零點(diǎn)電壓發(fā)生器、基色電壓發(fā)生器、識(shí)別電壓發(fā)生器以及一系列定位控制器和補(bǔ)償器組成，每一個(gè)單元色域Uj對(duì)應(yīng)著一個(gè)補(bǔ)償器組，每一個(gè)補(bǔ)償器組由三個(gè)補(bǔ)償器構(gòu)成，即由補(bǔ)償系數(shù)為crj的紅基色電壓補(bǔ)償器Crj、補(bǔ)償系數(shù)為cgj的綠基色電壓補(bǔ)償器Cgj和補(bǔ)償系數(shù)為cbj的蘭基色電壓補(bǔ)償器Cbj構(gòu)成，上述補(bǔ)償器的補(bǔ)償系數(shù)的數(shù)值可以通過(guò)調(diào)整與該補(bǔ)償器連接的補(bǔ)償系數(shù)調(diào)整電阻的數(shù)值來(lái)加以改變，一個(gè)單元色域的某個(gè)補(bǔ)償系數(shù)與另一個(gè)單元色域的某個(gè)補(bǔ)償系數(shù)相等時(shí)，可以共用一個(gè)補(bǔ)償器，上述補(bǔ)償器均具有高輸出阻抗；上述輸入電路、輸出電路、電壓迭加電阻、定位控制器和補(bǔ)償器按功能分為三組電路，其中紅色信號(hào)色度補(bǔ)償電路包括由三極管Pr1、Pr2和電阻Rr1組成的輸入電路，由三極管Nr和電阻Rr3組成的輸出電路，電壓迭加電阻Rr2，編號(hào)為Crm的補(bǔ)償器[4]和編號(hào)為Crn的補(bǔ)償器[6]以及其它補(bǔ)償器，還包括外圍電路的補(bǔ)償系數(shù)調(diào)整電阻Rr4和Rr5；綠色信號(hào)色度補(bǔ)償電路包括由三極管Pg1、Pg2和電阻Rg1組成的輸入電路，由三極管Ng和電阻Rg3組成的輸出電路，電壓迭加電阻Rg2，編號(hào)為Cgm的補(bǔ)償器[11]和編號(hào)為Cgn的補(bǔ)償器[13]以及其它補(bǔ)償器，還包括外圍電路的補(bǔ)償系數(shù)調(diào)整電阻Rg4和Rg5；藍(lán)色信號(hào)色度補(bǔ)償電路包括由三極管Pb1、Pb2和電阻Rb1組成的輸入電路，由三極管Nb和電阻Rb3組成的輸出電路，電壓迭加電阻Rb2，編號(hào)為Cbm的補(bǔ)償器[18]和編號(hào)為Cbn的補(bǔ)償器[20]以及其它補(bǔ)償器，還包括外圍電路的補(bǔ)償系數(shù)調(diào)整電阻Rb4和Rb5；上述集成電路還包括識(shí)別電壓發(fā)生器[2]，基色電壓發(fā)生器[9]，零點(diǎn)電壓發(fā)生器[16]和定位控制器[3]、[5]、[10]、[12]、[17]和[19]以及其它定位控制器，其特征在于三極管Pr1的基極接入固定偏壓V0，發(fā)射極與電阻Rr1連接，集電極與Pr2的發(fā)射極連接，Pr2的基極與輸入端子[1]連接，集電極接地，發(fā)射極與基色電壓發(fā)生器[9]的第一個(gè)輸入端連接，還與電阻Rr2連接，電阻Rr2的另一端與三極管Nr的基極連接，三極管Nr的發(fā)射極與輸出端子[7]連接，還與電阻Rr3連接，集電極與電阻Rr1的另一端及電源Vcc連接，電阻Rr3的另一端接地；三極管Pg1的基極接入固定偏壓V0，發(fā)射極與電阻Rg1連接，集電極與Pg2的發(fā)射極連接，Pg2的基極與輸入端子[8]連接，集電極接地，發(fā)射極與基色電壓發(fā)生器[9]的第二個(gè)輸入端連接，還與電阻Rr2連接，電阻Rr2的另一端與三極管Ng的基極連接，三極管Ng的發(fā)射極與輸出端子[14]連接，還與電阻Rg3連接，集電極與電阻Rg1的另一端及電源Vcc連接，電阻Rg3的另一端接地；Pb2的基極與輸入端子[15]連接，集電極接地，發(fā)射極與基色電壓發(fā)生器[9]的第三個(gè)輸入端連接，，還與電阻Rb2連接，電阻Rb2的另一端與三極管Nb的基極連接，三極管Nb的發(fā)射極與輸出端子[21]連接，還與電阻Rb3連接，集電極與電阻Rb1的另一端及電源Vcc連接，電阻Rb3的另一端接地；零點(diǎn)電壓發(fā)生器的輸入端與輸入端子[22]連接，輸出端與基色電壓發(fā)生器[9]的第四個(gè)輸入端連接；基色電壓發(fā)生器[9]的第一個(gè)輸出端與識(shí)別電壓發(fā)生器[2]的第一個(gè)輸入端和補(bǔ)償器[4]、[6]的第一個(gè)輸入端連接，基色電壓發(fā)生器[9]的第二個(gè)輸出端與識(shí)別電壓發(fā)生器[2]的第二個(gè)輸入端和補(bǔ)償器[11]、[13]的第一個(gè)輸入端連接，基色電壓發(fā)生器[9]的第三個(gè)輸出端與識(shí)別電壓發(fā)生器[2]的第三個(gè)輸入端和補(bǔ)償器[18]、[20]的第一個(gè)輸入端連接；識(shí)別電壓發(fā)生器[2]的輸出端與定位控制器[3]、[5]、[10]、[12]、[17]和[19]的輸入端連接；定位控制器[3]的輸出端與補(bǔ)償器[4]的第二個(gè)輸入端連接，定位控制器[5]的輸出端與補(bǔ)償器[6]的第二個(gè)輸入端連接，定位控制器[7]的輸出端與補(bǔ)償器[8]的第二個(gè)輸入端連接，定位控制器[10]的輸出端與補(bǔ)償器[11]的第二個(gè)輸入端連接，定位控制器[12]的輸出端與補(bǔ)償器[13]的第二個(gè)輸入端連接，定位控制器[17]的輸出端與補(bǔ)償器[18]的第二個(gè)輸入端連接，定位控制器[19]的輸出端與補(bǔ)償器[20]的第二個(gè)輸入端連接；補(bǔ)償器[4]和補(bǔ)償器[6]的輸出端與三極管Nr的基極連接，補(bǔ)償器[4]還與外圍電路的補(bǔ)償調(diào)整電阻Rr4連接，補(bǔ)償器[6]還與外圍電路的補(bǔ)償調(diào)整電阻Rr5連接，補(bǔ)償器[11]和補(bǔ)償器[13]的輸出端與三極管Ng的基極連接，補(bǔ)償器[11]還與外圍電路的補(bǔ)償調(diào)整電阻Rg4連接，補(bǔ)償器[13]還與外圍電路的補(bǔ)償調(diào)整電阻Rg5連接，補(bǔ)償器[18]和補(bǔ)償器[20]的輸出端與三極管Nb的基極連接，補(bǔ)償器[18]還與外圍電路的補(bǔ)償調(diào)整電阻Rb4連接，補(bǔ)償器[20]還與外圍電路的補(bǔ)償調(diào)整電阻Rb5連接，Rr4、Rr5、Rg4、Rg5、Rb4和Rb5的另一端與電源Vcc連接；補(bǔ)償電路的輸入端子[1]與前一級(jí)電路，例如解碼電路的紅基色信號(hào)或色差信號(hào)電壓輸出端連接，補(bǔ)償電路的輸入端子[8]與前一級(jí)電路，例如解碼電路的綠基色信號(hào)或色差信號(hào)電壓輸出端連接，補(bǔ)償電路的輸入端子[15]與前一級(jí)電路，例如解碼電路的藍(lán)基色信號(hào)或色差信號(hào)電壓輸出端連接；當(dāng)補(bǔ)償電路連接的是基色信號(hào)輸出式解碼電路時(shí)，從端子[22]輸入黑電平信號(hào)，當(dāng)補(bǔ)償電路連接的是色差信號(hào)輸出式解碼電路時(shí)，從端子[22]輸入亮度信號(hào)；從端子[1]輸入的包含紅基色電壓分量Er的信號(hào)經(jīng)射極跟隨器Pr2送到基色電壓發(fā)生器[9]的第一個(gè)輸入端和Rr2的一端，從端子[8]輸入的包含綠基色電壓分量Eg的信號(hào)經(jīng)射極跟隨器Pg2送到基色電壓發(fā)生器[9]的第二個(gè)輸入端和Rg2的一端，從端子[15]輸入的包含蘭基色電壓分量Eb的信號(hào)經(jīng)射極跟隨器Pb2送到基色電壓發(fā)生器[9]的第三個(gè)輸入端和Rb2的一端，零點(diǎn)電壓發(fā)生器[16]輸出一個(gè)上述零點(diǎn)電壓信號(hào)送到基色電壓發(fā)生器[9]的第四個(gè)輸入端，基色電壓發(fā)生器[9]生成一組只含基色電壓分量Er,Eg,Eb的信號(hào)按上述連結(jié)關(guān)系分別從第一個(gè)、第二個(gè)、第三個(gè)輸出端送到識(shí)別電壓發(fā)生器和各個(gè)補(bǔ)償器的第一個(gè)輸入端，所有補(bǔ)償器在其第二個(gè)輸入端未輸入開(kāi)啟信號(hào)時(shí)，第一個(gè)輸入端是關(guān)閉的；識(shí)別電壓發(fā)生器[2]產(chǎn)生一組識(shí)別信號(hào)送到各定位控制器，定位控制器辨識(shí)確認(rèn)上述基色電壓分量Er、Eg、Eb所屬單元色域?yàn)閁j，產(chǎn)生一個(gè)或一組相應(yīng)的開(kāi)啟信號(hào)送到各補(bǔ)償器的第二個(gè)輸入端，用以開(kāi)啟并且僅開(kāi)啟補(bǔ)償器Crj、Cgj、Cbj，使之選通從該補(bǔ)償器的第一個(gè)輸入端送入的基色電壓信號(hào)，當(dāng)j=m時(shí)，編號(hào)為Crm的補(bǔ)償器[4]、編號(hào)為Cgm的補(bǔ)償器[11]和編號(hào)為Cbm的補(bǔ)償器[18]開(kāi)啟，其它補(bǔ)償器處于關(guān)閉狀態(tài)，被補(bǔ)償器[4]選通的基色電壓信號(hào)由該補(bǔ)償器處理為一個(gè)補(bǔ)償電流Irm,Irm=crmEr/Rr2，電流Irm送到電壓迭加電阻Rr2與三極管Nr基極連結(jié)的那一端，電流Irm流過(guò)Rr2在電阻Rr2上產(chǎn)生補(bǔ)償電壓crmEr，與電阻Rr2的另一端上的基色電壓Er迭加，得到電壓(Er+crmEr)經(jīng)三極管Nr從端子[7]輸出，被補(bǔ)償器[11]選通的基色電壓信號(hào)由該補(bǔ)償器處理為一個(gè)補(bǔ)償電流Igm,Igm=cgmEg/Rg2，電流Igm送到電壓迭加電阻Rg2與三極管Ng基極連結(jié)的那一端，電流Igm流過(guò)Rg2在電阻Rg2上產(chǎn)生補(bǔ)償電壓cgmEr，與電阻Rg2的另一端上的基色電壓Eg迭加，得到電壓(Eg+cgmEg)經(jīng)三極管Ng從端子[14]輸出，被補(bǔ)償器[18]選通的基色電壓信號(hào)由該補(bǔ)償器處理為一個(gè)補(bǔ)償電流Ibm,Ibm=cbmEb/Rb2，電流Ibm送到電壓迭加電阻Rb2與三極管Nb基極連結(jié)的那一端，電流Ibm流過(guò)Rb2在電阻Rb2上產(chǎn)生補(bǔ)償電壓cbmEb，與電阻Rb2的另一端上的基色電壓Eb迭加，得到電壓(Eb+cbmEb)經(jīng)三極管Nb從端子[21]輸出；當(dāng)j=n時(shí)，編號(hào)為Crn的補(bǔ)償器[6]、編號(hào)為Cgn的補(bǔ)償器[13]和編號(hào)為Cbn的補(bǔ)償器[20]開(kāi)啟，其它補(bǔ)償器處于關(guān)閉狀態(tài)，被補(bǔ)償器[6]選通的基色電壓信號(hào)由該補(bǔ)償器處理為一個(gè)補(bǔ)償電流Irn,Irn=crnEr/Rr2，電流Irn送到電壓迭加電阻Rr2與三極管Nr基極連結(jié)的那一端，電流Irn流過(guò)Rr2在電阻Rr2上產(chǎn)生補(bǔ)償電壓crnEr，與電阻Rr2的另一端上的基色電壓Er迭加，得到電壓(Er+crnEr)經(jīng)三極管Nr從端子[7]輸出，被補(bǔ)償器[13]選通的基色電壓信號(hào)由該補(bǔ)償器處理為一個(gè)補(bǔ)償電流Ign,Ign=cgnEg/Rg2，電流Ign送到電壓迭加電阻Rg2與三極管Ng基極連結(jié)的那一端，電流Ign流過(guò)Rg2在電阻Rg2上產(chǎn)生補(bǔ)償電壓cgnEr，與電阻Rg2的另一端上的基色電壓Eg迭加，得到電壓(Eg+cgnEg)經(jīng)三極管Ng從端子[14]輸出，被補(bǔ)償器[20]選通的基色電壓信號(hào)由該補(bǔ)償器處理為一個(gè)補(bǔ)償電流Ibn,Ibn=cbnEb/Rb2，電流Ibn送到電壓迭加電阻Rb2與三極管Nb基極連結(jié)的那一端，電流Ibn流過(guò)Rb2在電阻Rb2上產(chǎn)生補(bǔ)償電壓cbnEb，與電阻Rb2的另一端上的基色電壓Eb迭加，得到電壓(Eb+cbnEb)經(jīng)三極管Nb從端子[21]輸出。
參考圖5。這是上述補(bǔ)償裝置的一個(gè)實(shí)施例，其色度補(bǔ)償專(zhuān)用集成電路的識(shí)別電壓發(fā)生器[2]由加法器[51]和除法器[52]、[53]構(gòu)成，其每一個(gè)定位控制器由相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器[54]，比較器[55]、[56]、[58]、[59]和識(shí)別器[57]、[60]、[61]構(gòu)成；加法器[51]的三個(gè)輸入加數(shù)的輸入端與識(shí)別電壓發(fā)生器[2]的第一個(gè)輸入端[48]、第二個(gè)輸入端[49]、第三個(gè)輸入端[50]連接，除法器[52]的輸入被除數(shù)的輸入端與輸入端[48]連接，除法器[53]的輸入被除數(shù)的輸入端與輸入端[49]連接，除法器[52]、[53]的輸入除數(shù)的輸入端與加法器[51]的輸出端連接，除法器[52]的輸出端與比較器[55]和比較器[56]的各一個(gè)輸入端連接，除法器[53]的輸出端與比較器[58]和比較器[59]的各一個(gè)輸入端連接，基準(zhǔn)電壓發(fā)生器[54]的四個(gè)輸出端分別與比較器[55]、[56]、[58]、[59]的另一個(gè)輸入端連接，比較器[55]的輸出端與識(shí)別器[57]的一個(gè)輸入端連接，比較器[56]的輸出端與識(shí)別器[57]的另一個(gè)輸入端連接，比較器[58]的輸出端與識(shí)別器[60]的一個(gè)輸入端連接，比較器[59]的輸出端與識(shí)別器[60]的另一個(gè)輸入端連接，識(shí)別器[57]的輸出端與識(shí)別器[61]的一個(gè)輸入端連接，識(shí)別器[60]的輸出端與識(shí)別器[61]的另一個(gè)輸入端連接；識(shí)別器[61]的輸出端與補(bǔ)償器[62]、[63]、[64]的第二個(gè)輸入端連接；補(bǔ)償器[62]的第一個(gè)輸入端與輸入端[48]連接，輸出端[65]與三極管Nr的基極連接，補(bǔ)償器[63]的第一個(gè)輸入端與輸入端[49]連接，輸出端[66]與三極管Ng的基極連接，補(bǔ)償器[64]的第一個(gè)輸入端與輸入端[50]連接，輸出端[67]與三極管Nb的基極連接；上述rgb色度圖中的點(diǎn)(F)所對(duì)應(yīng)的基色電壓信號(hào)Er從輸入端[48]送到加法器[51]的一個(gè)加數(shù)輸入端、除法器[52]的被除數(shù)輸入端和補(bǔ)償器[62]的第一個(gè)輸入端，基色電壓信號(hào)Eg從輸入端[49]送到加法器[51]的一個(gè)加數(shù)輸入端、除法器[53]的被除數(shù)輸入端和補(bǔ)償器[63]的第一個(gè)輸入端，基色電壓信號(hào)Eb從輸入端[50]送到加法器[51]的一個(gè)加數(shù)輸入端和補(bǔ)償器[64]的第一個(gè)輸入端，加法器[51]生成的和信號(hào)(Er+Eg+Eb)送到除法器[52]、[53]的除數(shù)輸入端，除法器[52]生成的商信號(hào)r=Er/(Er+Eg+Eb)送到比較器[55]、[56]的各一個(gè)輸入端，除法器[53]生成的商信號(hào)g=Eg/(Er+Eg+Eb)送到比較器[58]、[59]的各一個(gè)輸入端，基準(zhǔn)電壓發(fā)生器生成的基準(zhǔn)電壓rj1送到比較器[56]、rj2送到比較器[55]、gj1送到比較器[59]、gj2送到比較器[58]，比較器[55]、[56]生成的識(shí)別信號(hào)送到識(shí)別器[57]，比較器[58]、[59]生成的識(shí)別信號(hào)送到識(shí)別器[60]，識(shí)別器[57]、[60]生成的識(shí)別信號(hào)送到識(shí)別器[61]，識(shí)別器[61]生成的識(shí)別信號(hào)送到補(bǔ)償器[62]、[63]、[64]的第二個(gè)輸入端，補(bǔ)償器[62]生成的識(shí)別信號(hào)從輸出端[65]送到三極管Nr的基極，補(bǔ)償器[63]生成的識(shí)別信號(hào)從輸出端[66]送到三極管Ng的基極，補(bǔ)償器[64]生成的識(shí)別信號(hào)從輸出端[67]送到三極管Nb的基極，其特征在于以適當(dāng)?shù)男问?，基?zhǔn)電壓發(fā)生器[54]預(yù)先設(shè)置了單元色域Uj的坐標(biāo)數(shù)據(jù)rj1、rj2、gj1、gj2；補(bǔ)償器[62]預(yù)先設(shè)置了優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)crj，補(bǔ)償器[63]預(yù)先設(shè)置了優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)cgj，補(bǔ)償器[64]預(yù)先設(shè)置了優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)cbj，使得當(dāng)且僅當(dāng)r小于rj2時(shí)比較器[55]輸出開(kāi)啟信號(hào)，當(dāng)且僅當(dāng)r大于rj1時(shí)比較器[56]輸出開(kāi)啟信號(hào)，當(dāng)且僅當(dāng)g小于gj2時(shí)比較器[58]輸出開(kāi)啟信號(hào)，當(dāng)且僅當(dāng)g大于gj1時(shí)比較器[59]輸出開(kāi)啟信號(hào)，具有與門(mén)功能的識(shí)別器[57]、[60]、[61]當(dāng)且僅當(dāng)全部輸入端都送入開(kāi)啟信號(hào)時(shí)輸出開(kāi)啟信號(hào)，補(bǔ)償器[62]、[63]、[64]當(dāng)且僅當(dāng)?shù)诙€(gè)輸入端送入開(kāi)啟信號(hào)時(shí)開(kāi)啟，補(bǔ)償器[62]開(kāi)啟時(shí)的輸出信號(hào)是crJEr/Rr2，補(bǔ)償器[63]開(kāi)啟時(shí)的輸出信號(hào)是cgJEg/Rg2，補(bǔ)償器[64]開(kāi)啟時(shí)的輸出信號(hào)是cbJEb/Rb2，所有補(bǔ)償器在其非開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)的輸出為0；上述開(kāi)啟信號(hào)可以是高電平信號(hào)，也可以是低電平信號(hào)。
下面給出自適應(yīng)色度補(bǔ)償法的一個(gè)實(shí)施方案的部分內(nèi)容并說(shuō)明其積極效果。包括一組單元色域Uj的色度樣本(SCj)的原色色度坐標(biāo)(xCj,yCj)，該單元色域的最優(yōu)主波長(zhǎng)變換值和最優(yōu)彩度變換值，以及基于9300K+8MPCD白平衡的以下優(yōu)化參數(shù)單元色域Uj的色度樣本(SCj)的優(yōu)化色度坐標(biāo)(xCEj,yCEj)，單元色域Uj的亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)cYj；對(duì)于采用EBU熒光粉，即紅基色色度坐標(biāo)為(0.64,0.33)、綠基色色度坐標(biāo)為(0.29,0.60)、蘭基色色度坐標(biāo)為(0.15,0.06)的產(chǎn)品，給出基色電壓優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)crj、cgj、cbj。
參考圖3。圖中給出了點(diǎn)[29]、[30]、[31]、[32]、[33]、[34]、[35]、[36]和[37]的位置。以這些點(diǎn)所表示的顏色為色度樣本，可以得到9個(gè)單元色域，它們基本代表了各種補(bǔ)償類(lèi)型。下面就以上述代號(hào)的數(shù)碼作為這些單元色域的編號(hào)來(lái)加以說(shuō)明。圖上用正方形表示這些點(diǎn)的原色圖象的位置；圖上給出了以上各點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的彩色電視信號(hào)經(jīng)過(guò)自適應(yīng)色度補(bǔ)償以后顯示的彩色圖象色度坐標(biāo)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的位置，用圓點(diǎn)表示。圖中還給出了以上各點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的彩色電視信號(hào)在目前最流行的9300K+8MPCD白平衡狀態(tài)下顯示的彩色圖象色度坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的位置，用三角形表示。同一個(gè)色度樣本所對(duì)應(yīng)的上述三個(gè)點(diǎn)用直線(xiàn)段連接。圖中還給出了基準(zhǔn)白D65和9300K+8MPCD的位置。
經(jīng)過(guò)觀(guān)看效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定相關(guān)色溫為9300K+8MPCD的白色為優(yōu)選白色DE，其色度坐標(biāo)為(0.284,0.299)。
圖上點(diǎn)[29]所對(duì)應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個(gè)3.6級(jí)彩度的淺黃色，原色色度坐標(biāo)為(xC29,yC29)=(0.370,0.390)，亮度為YC29=23cd/m2，原色對(duì)應(yīng)的基色電壓為ErC29=1.54,EgC29=1.24,EbC29=0.62伏特；該單元色域的實(shí)景樣本有偏黃的中國(guó)人皮膚，某些紙張、織物和建筑物等畫(huà)面。經(jīng)過(guò)觀(guān)看效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE29,yCE29)=(0.350,0.360)，亮度為YCE29=23cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE29=1.51V,EgCE29=1.22V,EbCE29=0.86V，優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cr29=0.15,cg29=-0.03,cb29=0.02(9300K方案的紅綠藍(lán)基色電壓分別為1.31V,1.26V,0.83V)，亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cY29=0。經(jīng)補(bǔ)償達(dá)到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長(zhǎng)增3nm，彩度減1.6級(jí)，膚色趨紅潤(rùn)、趨白；其它實(shí)景樣本顯得更新一些。而9300K方案使主波長(zhǎng)減3nm，再現(xiàn)彩色由黃偏入帶綠色的黃色色域，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化，尤其膚色偏綠黃色的劣性色度失真十分明顯。
圖上點(diǎn)[30]所對(duì)應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個(gè)1.2級(jí)彩度的淺的粉紅色，原色色度坐標(biāo)為(xC30,yC30)=(0.332,0.329)，亮度為YC30=26cd/m2，原色對(duì)應(yīng)的基色電壓為ErC30=1.75V,EgC30=1.47V,EbC30=1.34V；該單元色域的實(shí)景樣本有略偏紫的白人皮膚，某些動(dòng)畫(huà)、紙張、織物和建筑物等畫(huà)面。經(jīng)過(guò)觀(guān)看效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE30,yCE30)=(0.332,0.338)，亮度為YCE30=26cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE30=1.75V,EgCE30=1.49V,EbCE30=1.34V，優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cr30=0.12,cg30=0.01,cb30=-0.30(9300K方案的紅綠藍(lán)基色電壓分別為1.56V,1.45V,1.91V)，亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cY30=0。經(jīng)優(yōu)化補(bǔ)償達(dá)到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長(zhǎng)減9nm，彩度略減，膚色色度點(diǎn)的位置由處于普朗克軌跡下方變?yōu)樘幱谄绽士塑壽E略上方，膚色由略偏紫的淺粉紅趨淺的帶粉紅的橙色；其它實(shí)景樣本顯得更新一些。而9300K方案使主波長(zhǎng)大幅度向相反方向偏移，再現(xiàn)彩色由略偏紫的淺粉紅色偏入彩度增加近一級(jí)的帶藍(lán)紫紅色色域，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化，膚色偏紫的劣性色度失真十分明顯。
圖上點(diǎn)[31]所對(duì)應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個(gè)4級(jí)彩度的帶綠色的黃色，原色色度坐標(biāo)為(xC31,yC31)=(0.368,0.402)，亮度為YC31=16cd/m2，原色對(duì)應(yīng)的基色電壓為ErC31=1.00V,EgC31=0.89V,EbC31=0.39V；該單元色域的實(shí)景樣本是一個(gè)黑人皮膚畫(huà)面。經(jīng)過(guò)觀(guān)看效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE31,yCE31)=(0.354,0.384),亮度為YCE31=16cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE31=0.98V,EgCE31=0.89V,EbCE31=0.50V，優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cr31=0.15,cg31=-0.02,cb31=-0.05(9300K方案的紅綠藍(lán)基色電壓分別為0.85V,0.91V,0.52V)，亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cY31=0。經(jīng)優(yōu)化補(bǔ)償達(dá)到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長(zhǎng)增1nm，彩度減1級(jí)，膚色略趨紅潤(rùn)、趨白，較接近于準(zhǔn)確色調(diào)還原。而9300K方案使主波長(zhǎng)減8nm，再現(xiàn)彩色由帶綠色的黃色偏入綠黃色色域，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化。
圖上點(diǎn)[32]所對(duì)應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個(gè)6級(jí)彩度的帶綠色的黃色，原色色度坐標(biāo)為(xC32,yC32)=(0.391,0.446)，亮度為YC32=27Cd/m2，原色對(duì)應(yīng)的基色電壓為ErC32=2.11V,EgC32=1.96V,EbC32=0.42V；該單元色域的實(shí)景樣本有橙，菠蘿，彩霞，某些紙張、織物和建筑物等畫(huà)面。經(jīng)過(guò)觀(guān)看效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE32,yCE32)=(0.398,0.440)，亮度為YCE32=27cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE32=2.28V,EgCE32=1.92V,EbCE32=0.43V，優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cr32=0.27,cg32=-0.04,cb32=-0.23(9300K方案的紅綠藍(lán)基色電壓分別為1.79V,2.00V,0.56V)，亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cY32=0。經(jīng)優(yōu)化補(bǔ)償達(dá)到優(yōu)選參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長(zhǎng)增2nm，彩度不變。實(shí)景樣本中水果顯得更新鮮、更成熟，其它景物顯得更鮮艷和更新一些。而9300K方案使主波長(zhǎng)減7nm，再現(xiàn)彩色由黃帶綠色偏入綠黃色色域，彩度減小0.4級(jí)，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化。
圖上點(diǎn)[33]所對(duì)應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個(gè)5.8級(jí)彩度的帶黃綠色，原色色度坐標(biāo)為(xC33,yC33)=(0.341,0.432)，亮度為YC33=31cd/m2，原色對(duì)應(yīng)的基色電壓為ErC33=1.68V,EgC33=2.46V,EbC33=0.84V；該單元色域的實(shí)景樣本有草原、森林等綠色植物，某些紙張、織物和建筑物等畫(huà)面。經(jīng)過(guò)觀(guān)看效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE33,yCE33)=(0.320,0.450)，亮度為YCE33=34cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE33=1.29V,EgCE33=2.87V,EbCE33=0.87V，優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cr33=-0.10,cg33=0.16,cb33=-0.22(9300K方案的紅綠藍(lán)基色電壓分別為1.43V,2.48V,1.11V)，亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cY33=0.10。經(jīng)補(bǔ)償達(dá)到優(yōu)化參數(shù)后的效果是與原色樣本比較，主波長(zhǎng)增12nm，彩度增1.5級(jí)，亮度增10％。再現(xiàn)的實(shí)際景物顯得更亮麗，綠色植物看上去更新鮮、茂盛，其它景物顯得更鮮艷和更新一些。9300K方案優(yōu)于D65方案，而優(yōu)化方案又優(yōu)于9300K方案。
圖上點(diǎn)[34]所對(duì)應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個(gè)7.8級(jí)彩度的紅色，原色色度坐標(biāo)為(xC34,yC34)=(0.413,0.329)，亮度為YC34=20cd/m2，原色對(duì)應(yīng)的基色電壓為ErC34=1.76V,EgC34=0.59V,EbC34=0.59V；該單元色域的實(shí)景樣本有朝陽(yáng)、火焰、花卉、紅旗，某些紙張、織物和建筑裝飾物等畫(huà)面。經(jīng)過(guò)觀(guān)看效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE34,yCE34)=(0.419,0.325)，亮度為YCE34=23cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE34=2.15V,EgCE34=0.65V,EbCE34=0.69V，優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cr34=0.44,cg34=0.08,cb34=-0.12(9300K方案的紅綠藍(lán)基色電壓分別為1.50V,0.60V,0.78V)，亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cY34=0.16。經(jīng)優(yōu)化補(bǔ)償達(dá)到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長(zhǎng)基本不變，大致按真實(shí)色調(diào)還原，彩度增0.4級(jí)，亮度增16％。實(shí)景樣本景物顯得更鮮艷和更新一些。而9300K方案使主波長(zhǎng)(補(bǔ)色波長(zhǎng))向蘭色方向產(chǎn)生較大幅度偏移，再現(xiàn)彩色由紅色偏入略帶紫色的紅色色域，彩度減小1級(jí)，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化。
圖上點(diǎn)[35]所對(duì)應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個(gè)12級(jí)彩度的帶紫粉紅色，原色色度坐標(biāo)為(xC35,yC35)=(0.359,0.245)，亮度為YC35=20cd/m2，原色對(duì)應(yīng)的基色電壓為ErC35=2.05V,EgC35=0.46V,EbC35=1.41V；該單元色域的實(shí)景樣本有花卉、水果、服飾，某些紙張、織物和建筑裝飾物等畫(huà)面。經(jīng)過(guò)觀(guān)看效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE35,yCE35)=(0.364,0.235)，亮度為YCE35=22cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE35=2.47V,EgCE35=0.44V,EbCE35=1.66V，優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cr35=0.42,cg35=-0.08,cb35=-0.12(9300K方案紅綠藍(lán)基色電壓分別為1.74V,0.47V,1.88V)，亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cY35=0.10。經(jīng)補(bǔ)償達(dá)到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長(zhǎng)(補(bǔ)色波長(zhǎng))基本不變，按真實(shí)色調(diào)還原，彩度增1.8級(jí)，亮度增10％。實(shí)景樣本景物顯得更鮮艷和更新一些。而9300K方案使主波長(zhǎng)(補(bǔ)色波長(zhǎng))向蘭色方向產(chǎn)生較大幅度偏移，再現(xiàn)彩色由帶紫粉紅色變?yōu)橐粋€(gè)偏紅的紫色，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化。
圖上點(diǎn)[36]所對(duì)應(yīng)的單元色域，其原色色度樣本是一個(gè)3級(jí)彩度的略帶綠色的蘭色，原色色度坐標(biāo)為(xC36,yC36)=(0.270,0.300)，亮度為YC36=16cd/m2，原色對(duì)應(yīng)的基色電壓為ErC36=1.00V,EgC36=1.56V,EbC36=2.00V；該單元色域的實(shí)景樣本有海洋，花卉、服飾，某些紙張、織物和建筑裝飾物等畫(huà)面。經(jīng)過(guò)觀(guān)看效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE36,yCE36)=(0.240,0.276)，亮度為YCE36=17.6cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE36=0.70V,EgCE36=1.77V,EbCE36=2.72V，優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cr36=-0.18,cg36=0.13,cb36=0.03(9300K方案的紅綠藍(lán)基色電壓分別為0.85V,1.56V,2.63V)，亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cY36=0.10。經(jīng)優(yōu)化補(bǔ)償達(dá)到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長(zhǎng)向蘭色方向略有偏移，減2nm，大致按真實(shí)色調(diào)稍偏蘭還原，彩度增2.2級(jí)，亮度增10％。實(shí)景樣本的景物顯得更潔凈和更有透明感，顯得更新一些。9300K方案優(yōu)于D65方案，而優(yōu)化方案又優(yōu)于9300K方案。
圖上點(diǎn)[37]所對(duì)應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個(gè)5.5級(jí)彩度的綠黃色，原色色度坐標(biāo)為(xC37,yC37)=(0.374,0.431)，亮度為YC37=20cd/m2，原色對(duì)應(yīng)的基色電壓為ErC37=1.2V,EgC37=1.2V,EbC37=0.36V；該單元色域的實(shí)景樣本有香蕉、芒果，某些成熟農(nóng)作物，某些紙張、織物和建筑物等畫(huà)面。經(jīng)過(guò)觀(guān)看效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，確定優(yōu)化參數(shù)等于原色參數(shù)，優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cr37=0.17,cg37=-0.02,cb37=-0.24(9300K方案的紅綠藍(lán)基色電壓分別為1.02V,1.22V,0.47V)，亮度優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)為cY37=0。經(jīng)優(yōu)化補(bǔ)償達(dá)到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是完全按真實(shí)色度和亮度還原。而9300K方案使主波長(zhǎng)銳減8nm，再現(xiàn)彩色由綠黃色偏移到接近帶黃色的綠色色域，彩度減小0.5級(jí)，實(shí)景樣本中水果和農(nóng)作物顯得不成熟，其它黃色景物偏綠，給人顏色不正的印象。
從以上敘述可以看出，本發(fā)明根據(jù)達(dá)到最佳觀(guān)看效果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)分屬不同色域單元的彩色圖象進(jìn)行了各不相同的優(yōu)化補(bǔ)償，通過(guò)這種象素間增益各異的補(bǔ)償特性的動(dòng)態(tài)組合，使整幅畫(huà)面及所有畫(huà)面自動(dòng)適應(yīng)最佳彩色再現(xiàn)的要求，從而獲得高品質(zhì)彩色圖象。由于采用自適應(yīng)色度補(bǔ)償法及其補(bǔ)償裝置以后，設(shè)備顯示的圖象彩色處于最佳觀(guān)看效果的狀態(tài)，所以，如果發(fā)生色度偏移，它也是以此最佳狀態(tài)為偏移起點(diǎn)，偏入劣性彩色失真狀態(tài)的概率大為降低，從而不僅消除了現(xiàn)有產(chǎn)品無(wú)法避免的局部劣性色度失真，而且提高了設(shè)備對(duì)信號(hào)帶有的色度偏差的寬容度，改善了設(shè)備對(duì)接收環(huán)境的適應(yīng)性。
權(quán)利要求
1．一種用于對(duì)電子設(shè)備的圖象彩色進(jìn)行優(yōu)化處理的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法，通過(guò)對(duì)原設(shè)備信號(hào)中的基色電壓分量Er、Eg、Eb進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí)和所屬色域單元定位，按照預(yù)先設(shè)定的自適應(yīng)對(duì)應(yīng)關(guān)系和補(bǔ)償參數(shù)對(duì)它們進(jìn)行電壓補(bǔ)償，由此達(dá)到圖象彩色的色度補(bǔ)償，其特征在于，包括如下步驟-在CIE色度圖和rgb色度圖上以麥克亞當(dāng)橢圓尺度的預(yù)定倍數(shù)為間隔，將設(shè)備所能再現(xiàn)的全部顏色劃分為T(mén)個(gè)色域單元[42]和[46]，選取色域單元[42]和[46]中心區(qū)域的點(diǎn)所表示的顏色作為該色域單元的色度樣本(SCj)，其中，以相關(guān)色溫為6500K+18MPCD的白色D65作為色度樣本的色域單元規(guī)定為白色色域單元U1；-為每一個(gè)色域單元獲取反映該單元預(yù)定面積內(nèi)的彩色特征的實(shí)景樣本及實(shí)景樣本信號(hào)；-以各不相同的色調(diào)、彩度、亮度和背景在測(cè)試裝置的屏幕上再現(xiàn)同一實(shí)景樣本，通過(guò)對(duì)這些畫(huà)面進(jìn)行圖象觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)試驗(yàn)，從中選定這個(gè)實(shí)景樣本彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫(huà)面；按預(yù)定規(guī)則從同一色域單元Uj的所有實(shí)景樣本最優(yōu)畫(huà)面中選定一個(gè)該色域單元彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫(huà)面(SOEj)；用相同的方法為所有色域單元分別選定一個(gè)各自的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫(huà)面；其中，白色色域單元U1的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫(huà)面所對(duì)應(yīng)的色度樣本優(yōu)化色(SCE1)作為白平衡的優(yōu)選基準(zhǔn)白DE；-測(cè)定將色域單元Uj的在DE白平衡狀態(tài)下的實(shí)景樣本普通畫(huà)面(SOCj)變換為上述實(shí)景樣本最優(yōu)畫(huà)面(SOEj)時(shí)的基色電壓優(yōu)化變換系數(shù)，即紅基色電壓的增加率crJ，綠基色電壓的增加率cgJ，以及蘭基色電壓的增加率cbJ；為所有T個(gè)色域單元測(cè)定各自的基色電壓優(yōu)化變換系數(shù)；-根據(jù)預(yù)先獲取的優(yōu)選基準(zhǔn)白DE的參數(shù)值及以上所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]的優(yōu)化變換系數(shù)，把所說(shuō)的T組基色電壓優(yōu)化變換系數(shù)所對(duì)應(yīng)的優(yōu)化變換函數(shù)關(guān)系設(shè)置到基準(zhǔn)電壓發(fā)生器或基準(zhǔn)存儲(chǔ)器中，按照該優(yōu)化變換函數(shù)執(zhí)行針對(duì)于所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]的、增益各異的自適應(yīng)補(bǔ)償；當(dāng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)用時(shí)，先對(duì)接收到的隨機(jī)圖象信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí)，并且將其定位于所屬色域單元，然后按照預(yù)先設(shè)定的該色域單元的優(yōu)化變換函數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法，其中所說(shuō)的T個(gè)色域單元[46]的每一個(gè)在rgb色度圖中是一些兩條對(duì)邊分別平行于r軸和g軸的形如矩形的小區(qū)域。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法，其中所說(shuō)的圖象觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)試驗(yàn)，其特征在于，包括如下步驟-觀(guān)看者在對(duì)所說(shuō)的試驗(yàn)裝置屏幕上再現(xiàn)的實(shí)景樣本的不同畫(huà)面進(jìn)行所述的觀(guān)看效果對(duì)比評(píng)價(jià)之前，要對(duì)相應(yīng)的實(shí)景樣本實(shí)物或原色圖樣進(jìn)行觀(guān)看和記憶；-觀(guān)看者對(duì)所說(shuō)的屏幕上再現(xiàn)的實(shí)景樣本的不同畫(huà)面進(jìn)行觀(guān)看后，只把自己認(rèn)為與記憶色基本吻合的畫(huà)面列為評(píng)選最優(yōu)畫(huà)面的候選對(duì)象，并在對(duì)比評(píng)價(jià)后給出滿(mǎn)意度評(píng)分；-將每個(gè)畫(huà)面都與同屬一個(gè)色域單元的其它所有畫(huà)面進(jìn)行比較，每?jī)蓚€(gè)對(duì)比畫(huà)面中觀(guān)看者認(rèn)為富于美感的程度較優(yōu)者得分較高；-從同一色域單元Uj的所有實(shí)景樣本最優(yōu)畫(huà)面中選定一個(gè)該色域單元彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫(huà)面(SOEj)，按如下預(yù)定規(guī)則進(jìn)行技術(shù)人員認(rèn)為該方案的畫(huà)面符合心理學(xué)和生理學(xué)等多學(xué)科的公認(rèn)正確的研究結(jié)論，符合消除彩色聯(lián)立對(duì)比效應(yīng)的影響所需修正的要求，認(rèn)定該方案畫(huà)面的色度偏移在預(yù)定的誤差允許范圍之內(nèi)，在滿(mǎn)足上述條件的同時(shí)并且各次滿(mǎn)意度評(píng)分均為最高。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法，其中所說(shuō)的針對(duì)于所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]執(zhí)行的、增益各異的自適應(yīng)補(bǔ)償至少包括兩個(gè)不同參數(shù)的優(yōu)化變換。
5．一種用于對(duì)電子設(shè)備的圖象彩色進(jìn)行優(yōu)化處理的自適應(yīng)色度補(bǔ)償裝置，通過(guò)對(duì)原設(shè)備信號(hào)中的基色電壓分量Er、Eg、Eb進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí)和所屬色域單元定位，按照預(yù)先設(shè)定的自適應(yīng)對(duì)應(yīng)關(guān)系和補(bǔ)償參數(shù)對(duì)它們進(jìn)行電壓補(bǔ)償，由此達(dá)到圖象彩色的色度補(bǔ)償，其特征在于，包括色域單元?jiǎng)澐旨皩?shí)景取樣定位裝置，在CIE色度圖和rgb色度圖上以麥克亞當(dāng)橢圓尺度的預(yù)定倍數(shù)為間隔，劃分出設(shè)備所能再現(xiàn)的T個(gè)色域單元[46]，建立起任意信號(hào)的基色電壓分量Er、Eg、Eb與所屬色域單元之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；根據(jù)對(duì)各個(gè)實(shí)景樣本信號(hào)基色電壓分量Er、Eg、Eb進(jìn)行辨識(shí)的結(jié)果，將該實(shí)景樣本自動(dòng)定位在所屬色域單元，從而為每一個(gè)色域單元獲取反映該單元預(yù)定面積內(nèi)的彩色特征的實(shí)景樣本及實(shí)景樣本信號(hào)，并進(jìn)行存儲(chǔ)；測(cè)試裝置，用該裝置對(duì)所獲得的實(shí)景樣本逐個(gè)色域單元地進(jìn)行比較優(yōu)選和測(cè)試，由此獲得所有T個(gè)色域單元的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫(huà)面和基色電壓優(yōu)化變換系數(shù)；補(bǔ)償裝置，根據(jù)上述已經(jīng)獲得的信號(hào)的基色電壓分量Er、Eg、Eb與所屬色域單元之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及色域單元與優(yōu)化變換系數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)電子設(shè)備接收到的隨機(jī)圖象信號(hào)的基色電壓分量Er、Eg、Eb進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí)，并將其自動(dòng)定位于其所屬色域單元，按照所說(shuō)的相應(yīng)色域單元的優(yōu)化變換函數(shù)執(zhí)行針對(duì)于所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]的、增益各異的自適應(yīng)補(bǔ)償。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的補(bǔ)償裝置，其中所說(shuō)的T個(gè)色域單元[46]的每一個(gè)在rgb色度圖中是一些兩條對(duì)邊分別平行于r軸和g軸的形如矩形的小區(qū)域。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的補(bǔ)償裝置，其中所說(shuō)的針對(duì)于所說(shuō)的每一個(gè)色域單元[46]執(zhí)行的、增益各異的自適應(yīng)補(bǔ)償至少包括兩個(gè)不同參數(shù)的優(yōu)化變換。
8．根據(jù)權(quán)利要求5的補(bǔ)償裝置，其中所說(shuō)的補(bǔ)償裝置包括對(duì)應(yīng)于所有優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)的多個(gè)補(bǔ)償器[4]、[6]、[11]、[13]、[18]和[20]。
9．根據(jù)權(quán)利要求5的補(bǔ)償裝置，其中所說(shuō)的補(bǔ)償裝置還包括輸入電路，由此輸入包含基色電壓分量Er、Eg、Eb或色差電壓分量(Er-Y)、(Eg-Y)、(Eb-Y)的信號(hào)，它將這組輸入信號(hào)分送到基色電壓發(fā)生器[9]及各個(gè)電壓迭加電阻的一端，輸入電路包括三極管Pr1、Pr2、Pg1、Pg2、Pb1、Pb2和電阻Rr1、Rg1、Rb1；零點(diǎn)電壓發(fā)生器[16]，它將輸入的黑電平信號(hào)或亮度信號(hào)處理為一個(gè)其幅度與基色電壓的零電平對(duì)齊的零點(diǎn)電壓信號(hào)，然后送到基色電壓發(fā)生器[9]；基色電壓發(fā)生器[9]，它將輸入的包含基色電壓或色差電壓的信號(hào)及零點(diǎn)電壓通過(guò)減法運(yùn)算處理為準(zhǔn)確的基色電壓信號(hào)，并將這個(gè)基色電壓信號(hào)送到識(shí)別電壓發(fā)生器[2]和各個(gè)補(bǔ)償器；識(shí)別電壓發(fā)生器[2]，它將輸入的基色電壓信號(hào)處理為一組包含基色比例信息的識(shí)別信號(hào)送到各定位控制器；定位控制器[3]、[5]、[10]、[12]、[17]、[19]，包括基準(zhǔn)電壓發(fā)生器或基準(zhǔn)存儲(chǔ)器、比較器和識(shí)別器，它們將輸入的識(shí)別信號(hào)與預(yù)先設(shè)置或預(yù)先存儲(chǔ)的的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較識(shí)別，通過(guò)基色比例與色域單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系而確認(rèn)該基色比例信號(hào)的色域單元定位為Uj，使相應(yīng)的定位控制器輸出控制信號(hào)，開(kāi)啟所定位的色域單元Uj的那一組補(bǔ)償器，使該補(bǔ)償器組輸出數(shù)值為crjEr/Rr2的紅基色補(bǔ)償電流，數(shù)值為cgjEg/Rg2的綠基色補(bǔ)償電流，以及數(shù)值為cbjEb/Rb2的蘭基色補(bǔ)償電流；電壓迭加電阻，包括電阻Rr2、Rg2、Rb2，紅基色補(bǔ)償電流在電阻Rr2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為crjEr的補(bǔ)償電壓，它與上述來(lái)自輸入電路的信號(hào)Er相迭加，在電阻Rr2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)募t基色電壓，為(Er+crjEr)；綠基色補(bǔ)償電流在電阻Rg2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為cgjEg的補(bǔ)償電壓，它與上述來(lái)自輸入電路的信號(hào)Eg相迭加，在電阻Rg2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)木G基色電壓，為(Eg+cgjEr)；蘭基色補(bǔ)償電流在電阻Rb2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為cbjEb的補(bǔ)償電壓，它與上述來(lái)自輸入電路的信號(hào)Eb相迭加，在電阻Rb2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)奶m基色電壓，為(Eb+cbjEr)；輸出電路，包括三極管Nr、Ng、Nb和電阻Rr3、Rg3、Rb3，它們組成三個(gè)射極輸出器，以上所說(shuō)的經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)幕妷河纱颂庉敵觥?br> 全文摘要
一種對(duì)電子圖象進(jìn)行彩色優(yōu)化的自適應(yīng)色度補(bǔ)償法及補(bǔ)償裝置,包括根據(jù)達(dá)到最佳觀(guān)看效果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),為按視覺(jué)特性劃分的所有色域單元預(yù)設(shè)增益各異的補(bǔ)償特性,實(shí)時(shí)辨識(shí)信號(hào)所屬色域單元并作相應(yīng)的補(bǔ)償,通過(guò)這種象素間不同補(bǔ)償特性的動(dòng)態(tài)組合,使所有圖象彩色的主波長(zhǎng)、彩度和相對(duì)亮度均自動(dòng)適應(yīng)最佳彩色再現(xiàn)的要求,從而獲得高品質(zhì)彩色圖象。本發(fā)明消除了現(xiàn)有產(chǎn)品無(wú)法避免的局部劣性色度失真,改善了設(shè)備對(duì)接收環(huán)境的適應(yīng)性。
文檔編號(hào)H04N9/64GK1324188SQ0010760
公開(kāi)日2001年11月28日 申請(qǐng)日期2000年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月15日
發(fā)明者楊炎華, 李瑞紅 申請(qǐng)人:北京市北大集軟計(jì)算機(jī)應(yīng)用工程公司