專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像變換裝置和圖像變換程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像變換裝置和一種圖像變換程序，用于在表示心理-物理色的分布的圖像與表示感知色的分布的圖像之間執(zhí)行變換處理，并且 基于表示感知色的分布的圖像來(lái)執(zhí)行顏色管理。
背景技術(shù)：
為了表現(xiàn)顏色，存在多種使用心理物理色顏色系(例如，XYZ顏色系) 的方法和多種使用感知色顏色系(例如，1^^b顏色系)。此外，關(guān)于物體反 射的光的顏色(物體色)，己知一種通過(guò)計(jì)算將這些顏色系彼此相關(guān)聯(lián)的方法 (例如，見(jiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)l)
例如，以下計(jì)算公式(21)到(23)用于將XYZ顏色系與L*a*b顏色系彼 此相關(guān)聯(lián)。XO， YO， ZO是由標(biāo)準(zhǔn)光照明的全反射漫射體的顏色的三刺激值 (Y0=100)。標(biāo)準(zhǔn)光是光譜分布已知的光(例如，光D65)。 X， Y和Z表示由 同一標(biāo)準(zhǔn)光所照明的物體的顏色的三刺激值，"表示Mimsell值(白色)，a* 表示其中考慮了紅色-綠色的色調(diào)和色飽和度(chroma)的感知色度 (chromaticity)， &*表示其中考慮了黃色-藍(lán)色的色調(diào)和色飽和度的感知色度。 L* = 116(Y/Y0)1/3 (21)
a* = 500[(X/X0)1/3 - (Y/YO)1/3]…(22)
b* = 200[(Y/Y0)1/3 - (Z/ZO)1/3…(23)
非專(zhuān)利文獻(xiàn)1: CIE Pub. No. 15.2 (1986): Colorimetry. 2nd ed., Bureau Central de la C正

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)剪要,膽W
然而，除非設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)光，否則以上方法不能將XYZ顏色系與I^^b顏色系彼此相關(guān)聯(lián)。因此，在不能設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)光的情況下，例如，在真實(shí)生 活環(huán)境中所照明的物體的情況下(例如，在一個(gè)人在由某些光照明的房間內(nèi) 觀看計(jì)算機(jī)屏幕的情況下)，就不可能將這些顏色系彼此相關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明的目的在于提供一種圖像變換裝置和一種圖像變換程序，其能
夠在不設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)光的情況下將心理-物理色顏色系(例如XYZ顏色系)與感知 色顏色系(例如L*a*b顏色系)彼此相關(guān)聯(lián)，并且還能夠基于表示感知色的分 布的圖像實(shí)現(xiàn)顏色管理。
本發(fā)明的圖像變換裝置包括分解模塊，用于基于表示心理物理色的 分布的圖像，執(zhí)行小波分解，以產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像；
變換模塊，用于基于在所述心理物理色與感知色之間的預(yù)定關(guān)系，將所述
子帶圖像的像素值從所述心理物理色的值變換到所述感知色的值；以及合 成模塊，用于基于所述變換模塊的所述變換所得到的一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別 上的子帶圖像，執(zhí)行小波合成，以產(chǎn)生表示所述感知色的分布的圖像。
優(yōu)選的，表示心理物理色的分布的圖像是分別與所述心理物理色的顏 色系的三刺激值相對(duì)應(yīng)的三個(gè)圖像；并且表示感知色的分布的圖像是分別 與所述感知色的顏色系的兩種感知色度相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圖像。
優(yōu)選的，所述分解模塊基于X圖像和Y圖像產(chǎn)生所述子帶圖像之中的 第一子帶圖像，基于所述Y圖像和Z圖像產(chǎn)生所述子帶圖像之中的第二子 帶圖像，所述X、 Y和Z圖像分別與XYZ顏色系的刺激值相對(duì)應(yīng)；并且在 分別將第一子帶圖像的像素值變換為所述感知色的值和將第二子帶圖像的 像素值變換為所述感知色的值之后，所述變換模塊將在同一分解級(jí)別上的 各個(gè)變換的結(jié)果相加，以產(chǎn)生作為所述小波合成的目標(biāo)的子帶圖像。
優(yōu)選的，所述變換模塊基于RG感知的所述關(guān)系來(lái)產(chǎn)生作為所述小波合 成的目標(biāo)的第三子帶圖像，在所述RG感知中考慮了紅色-綠色的色調(diào)和色 飽和度，并且基于BY感知的所述關(guān)系來(lái)產(chǎn)生作為所述小波合成的目標(biāo)的第 四子帶圖像，在所述BY感知中考慮了黃色-藍(lán)色的色調(diào)和色飽和度；并且 所述合成模塊執(zhí)行第三子帶圖像的小波合成，以產(chǎn)生表示所述RG感知的顏 色成分分布的圖像，并且執(zhí)行所述第四子帶圖像的小波合成，以產(chǎn)生表示 所述BY感知的顏色成分分布的圖像。優(yōu)選的，所述分解模塊使用正交小波執(zhí)行所述小波分解；并且所述合 成模塊使用該正交小波執(zhí)行所述小波合成。
優(yōu)選的，所述正交小波是基本對(duì)稱(chēng)的函數(shù)。
優(yōu)選的，所述圖像變換裝置，還包括第二分解模塊，用于基于由所 述合成模塊產(chǎn)生的所述表示感知色的分布的圖像，執(zhí)行小波分解，以產(chǎn)生 在一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像；第二變換模塊，用于基于所述關(guān)系， 將由所述第二分解模塊產(chǎn)生的所述子帶圖像的像素值從所述感知色的值變 換為所述心理物理色的值；以及第二合成模塊，用于基于所述第二變換模 塊的所述變換所得到的一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像，執(zhí)行小波合成， 以產(chǎn)生表示所述心理物理色的分布的圖像。
優(yōu)選的，所述圖像變換裝置，還包括獲取模塊，用于獲取指示輸出 媒體周?chē)h(huán)境的信息，所述輸出媒體輸出所述表示心理物理色的分布的圖 像；以及逆變換模塊，用于基于所述的指示所述周?chē)h(huán)境的信息，將由所 述合成模塊產(chǎn)生的所述表示感知色的分布的圖像逆變換為表示所述心理物 理色的分布的圖像。
優(yōu)選的，所述圖像變換裝置還包括計(jì)算模塊，用于基于由所述逆變 換模塊產(chǎn)生的所述表示心理物理色的分布的圖像，計(jì)算所述輸出媒體中的 輸出值。
本發(fā)明的一種圖像變換程序用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下過(guò)程分解過(guò)程， 用于基于表示心理物理色的分布的圖像，執(zhí)行小波分解，以產(chǎn)生在一個(gè)或 多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像；變換過(guò)程，用于基于在所述心理物理色與感 知色之間的預(yù)定關(guān)系，將所述子帶圖像的像素值從所述心理物理色的值變 換到所述感知色的值；以及合成過(guò)程，用于基于所述變換過(guò)程的所述變換 所得到的一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像，執(zhí)行小波合成，以產(chǎn)生表示 所述感知色的分布的圖像。
優(yōu)選的，該圖像變換程序使得計(jì)算機(jī)進(jìn)一步執(zhí)行以下過(guò)程獲取過(guò)程， 用于獲取指示輸出媒體周?chē)h(huán)境的信息，所述媒體輸出所述表示心理物理 色的分布的圖像；以及逆變換過(guò)程，用于基于所述的指示所述周?chē)h(huán)境的 信息，將由所述合成過(guò)程產(chǎn)生的所述表示感知色的分布的圖像逆變換為表 示所述心理物理色的分布的圖像。優(yōu)選的，該圖像變換程序使得計(jì)算機(jī)進(jìn)一步執(zhí)行以下過(guò)程計(jì)算過(guò)程， 用于基于由所述逆變換過(guò)程產(chǎn)生的所述表示心理物理色的分布的圖像，計(jì) 算所述輸出媒體中的輸出值。 錄敏微榮
根據(jù)本發(fā)明的圖像變換裝置和圖像變換程序，可以在不設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)光的
情況下將心理-物理色顏色系(例如XYZ顏色系)與感知色顏色系(例如I^a葉 顏色系)彼此相關(guān)聯(lián)，并且可以基于表示感知色的分布的圖像實(shí)現(xiàn)顏色管理。


圖1是示出該實(shí)施例的圖像變換裝置10的大致結(jié)構(gòu)的框圖； 圖2是示出圖像變換處理過(guò)程的流程圖3是在輝度(lunimance)/色度圖像(X圖像，Y圖像，Z圖像)與色感圖 像(RG圖像，BY圖像)之間關(guān)系的視圖； 圖4是小波分解的解釋圖5是通過(guò)小波分解所產(chǎn)生的子帶圖像的解釋圖； 圖6是示出表示心理物理色與感知色之間關(guān)系的系數(shù)CrC8的實(shí)例的視
圖7是從系數(shù)處理得到的子帶圖像的示意性視圖； 圖8是系數(shù)處理的示意性解釋視圖； 圖9是用于逆變換的參數(shù)處理的示意性解釋視圖； 圖IO是示出圖像變換處理過(guò)程的另一流程圖11是示出亮度(brightness)圖像、輝度/色度圖像(X圖像，Y圖像，Z 圖像)，色感圖像(RG圖像，BY圖像)之間關(guān)系的視圖； 圖12是示出顏色管理處理過(guò)程的流程圖； 圖13是顏色管理的示例性視圖； 圖14是顏色管理的另一示例性視圖； 圖15是顏色管理的再另一示例性視圖； 圖16是用于確定系數(shù)d-Cg的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖視圖； 圖17是刺激圖案的解釋性視圖； 圖18是示出所添加的條件的視圖；以及圖19是示出色感的預(yù)測(cè)精度的視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
在此，作為一個(gè)實(shí)例，將會(huì)描述將XYZ顏色系與L^^b顏色系彼此相關(guān)聯(lián)。
XYZ顏色系是心理物理色顏色系之一(基于光度(photometric)值的顏色 系)，并且借助于三刺激值(X， Y， Z)來(lái)表現(xiàn)顏色。與該三剌激值(X， Y， Z)相對(duì)應(yīng)的三個(gè)圖像(X圖像，Y圖像，Z圖像)是表示心理物理色的分布的 圖像，并且在以下描述中將它們整體稱(chēng)為"輝度/色度圖像"。
L*a*b顏色系是感知色顏色系之一(基于反射特性的顏色系)，并且借助 于兩種感知色度(a、 b"來(lái)表現(xiàn)顏色。與感知色度(a、 b"相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圖 像(RG圖像，BY圖像)是表示感知色的分布的圖像，并且在以下描述中將 它們整體稱(chēng)為"色感圖像"。
本實(shí)施例的圖像變換裝置IO(圖l)是其中安裝了圖像變換程序的計(jì)算 機(jī)，并且包括存儲(chǔ)器IOA，其存儲(chǔ)待處理的輸入圖像以及處理得到的輸 出圖像；以及計(jì)算單元IOB，其根據(jù)預(yù)定的處理過(guò)程，執(zhí)行用于圖像變換 的算法處理。為了將該圖像變換程序安裝到計(jì)算機(jī)上，可以使用一種記錄 有圖像變換程序的記錄介質(zhì)(CD-ROM等)。作為替換方案，可以使用可經(jīng)
由因特網(wǎng)下載的載波(包含圖像變換程序)。
首先，將根據(jù)圖2中所示的流程圖的處理過(guò)程，描述用于將XYZ顏色 系的輝度/色度圖像(X圖像，Y圖像，Z圖像)變換為1^^b顏色系的色感圖 像(RG圖像，BY圖像)的處理。圖3中示出了輝度/色度圖像(X圖像，Y圖 像，Z圖像)與色感圖像(RG圖像，BY圖像)之間的關(guān)系。
在圖2中的步驟Sl，該實(shí)施例的圖像變換裝置10將待處理的輝度/色 度圖像(X圖像，Y圖像，Z圖像)采集到存儲(chǔ)器IOA中，輝度/色度圖像(X 圖像，Y圖像，Z圖像)是使用已知方法將從例如數(shù)碼相機(jī)輸出的RGB顏色 系的圖像進(jìn)行變換得到的XYZ顏色系的圖像，并表示了在真實(shí)生活環(huán)境中 照明的物體色(為了方便，指光度值)。在輝度/色度圖像之中的Y圖像對(duì)應(yīng) 于亮度圖像。接下來(lái)(步驟S2)，圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B計(jì)算輝度/色度圖 像(X圖像，Y圖像，Z圖像)中像素值的對(duì)數(shù)，然后，計(jì)算X圖像與Y圖 像(這兩個(gè)圖像都是指對(duì)數(shù)圖像)之間每個(gè)像素的差以生成a圖像，并計(jì)算Y 圖像與Z圖像(這兩個(gè)圖像都是指對(duì)數(shù)圖像)之間每個(gè)像素的差以生成b圖 像。雖然a圖像和b圖像是X圖像，Y圖像和Z圖像的差值圖像，但是它 們表示了與X圖像，Y圖像和Z圖像類(lèi)似的心理物理色的分布。
然后，在隨后的步驟S3，通過(guò)使用正交小波(例如，symlet 6)(圖4)對(duì)a 圖像應(yīng)用小波分解。該小波分解是從圖4(a)中作為原始圖像的a圖像的級(jí)別 (0級(jí)別)到-l級(jí)別的分解。該處理產(chǎn)生了在-l級(jí)別上的4個(gè)子帶圖像Aa(-l)， Ha(-l)， Va(畫(huà)l)和Da(-l)，如圖4(b)所示。
子帶圖像Aa(-l)是從a圖像的像素值的變化中提取的低頻成分，并且可 以認(rèn)為是a圖像的近似圖像。其他子帶圖像Ha(-l)， Va(-l)和Da(-l)分別是 從a圖像的像素值的變化中提取的水平方向的高頻成分，垂直方向的高頻 成分和斜對(duì)角的高頻成分。每個(gè)子帶圖像Aa(-l)， Ha(-l)， Va(-l)和Da(-l) 的像素?cái)?shù)量是a圖像的1/4。
接下來(lái)(步驟S4)，圖像變換裝置10判斷上述小波分解是否已經(jīng)到達(dá)最 低級(jí)別，如果尚未到達(dá)最擠級(jí)別，則返回到步驟S3的處理，以重復(fù)該小波 分解，同時(shí)級(jí)別逐一降低。在該實(shí)施例中，最低級(jí)別例如為-7級(jí)。在該情 況下，步驟S3的處理(小波分解)重復(fù)7次。
第二次小波分解是從-1級(jí)別(圖4(b))到-2級(jí)別(圖4(c))的小波分解，并 且是應(yīng)用于作為-1級(jí)別上的低頻成分的子帶圖像Aa(-l)。由此，產(chǎn)生了 4 個(gè)子帶圖像Aa(-2)， Ha(-2)， Va(-"和Da(J)。子帶圖像Aa(-"是從子帶圖 像Aa(-l)的像素值的變化中提取的低頻成分，并且與子帶圖像Aa(-l)類(lèi)似， 可以認(rèn)為是a圖像的近似圖像。其他子帶圖像Ha(-2)， Va(-2)和Da(-2)分別 是從子帶圖像Aa(-l)的像素值的變化中提取的水平方向的高頻成分，垂直 方向的高頻成分和斜對(duì)角的高頻成分。
與第一次小波分解(圖4(a)—(b))相比，第二次小波分解(圖4(b)—(c))能 夠從像素的變化中提取出更低的頻率(更粗糙)。類(lèi)似的，第三次以及第三次 之后的小波分解從作為-2級(jí)別上的低頻成分的子帶圖像Aa(-2)中產(chǎn)生-3級(jí) 別上的4個(gè)子帶圖像Aa(-3)， Ha(-3)， Va(-3)和Da(-3)(圖4(d))，隨著級(jí)別的下降，相繼提取出像素值中的更為粗略的變化。然后，當(dāng)生成了在最低的-7 級(jí)別上的4個(gè)子帶圖像Aa(-7)， Ha(-7), Va(-7)和Da(-7)之后，a圖像的小波 分解結(jié)束。
在此刻，己經(jīng)重復(fù)了 7次小波分解，并且從a圖像中生成了如圖5(a) 中所示的7個(gè)級(jí)別上的子帶圖像Ha(-l)， Va(-l)， Da(-l)， Ha(-2)， Va(-2)， Da(-2)，…，Aa(-7)， Ha(-7)， Va(-7)， Da(-7)，并且將這些圖像存儲(chǔ)在圖像 變換裝置10的存儲(chǔ)器10A中。
此外，采用類(lèi)似的方式，同樣對(duì)b圖像的小波分解進(jìn)行重復(fù)。由此， 從b圖像中生成了如圖5(b)所示的7個(gè)級(jí)別上的子帶圖像Hb(-l)， Vb(-l)， Db(-l)， Hb(-2)， Vb(-2)， Db(陽(yáng)2)，…，Ab(陽(yáng)7)， Hb(-7)， Vb(畫(huà)7)， Db(-7)，并 且將這些圖像存儲(chǔ)在圖像變換裝置10的存儲(chǔ)器10A中。
由于a圖像和b圖像表示如上所述的心理物理色的分布，因此小波分 解所產(chǎn)生的子帶圖像Ha(-l) Da(-7)以及Hb(-l) Db(-7)的像素值表示心理物 理色的值。
接下來(lái)(步驟S5)，圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B基于圖6所示的在 心理物理色與感知色之間的預(yù)定關(guān)系(例如，系數(shù)C廣C8)，來(lái)執(zhí)行以下的系 數(shù)處理，以便將子帶圖像Ha(-l) Da(-7)以及Hb(-l) Db(-7)的像素值從心理 物理色的值變換為感知色的值。
通過(guò)例如人的色感恒定性(該特性為即使當(dāng)用不同的光照明時(shí)，也會(huì)
將物體的顏色感知為同一顏色)來(lái)決定ch:8。當(dāng)用不同的光照明時(shí)，物體
的同一光度(photometric)顏色例如心理物理色會(huì)被識(shí)別為不同的顏色。另一 方面，假設(shè)物體的光譜反射率相同，則即使當(dāng)用不同的光照明時(shí)，感知色 也會(huì)被識(shí)別(感知)為同一顏色。就是說(shuō)，在感知色的情況下，則認(rèn)為其與周 圍環(huán)境的相對(duì)關(guān)系保持不變。最后將描述用于決定系數(shù)的方法。假 設(shè)在決定c廣C8時(shí)的圖像分辨率(每像素的視角)為約1度。
圖6(a)所示的系數(shù)C" C2表示從a圖像(子帶圖像Ha(-l) Da(-7))中提 取的具有各種頻率的像素值變化對(duì)于考慮紅色-綠色的色調(diào)和色飽和度的感 知(RG感知)的影響。圖6(b)所示的系數(shù)C3， C4表示從b圖像(子帶圖像Hb(-l) Db(-7))中提取的具有各種頻率的像素值變化對(duì)RG感知的影響。
因此，基于以下公式(1) (4)，使用用于RG估計(jì)和預(yù)測(cè)的系數(shù)d~C4來(lái)執(zhí)行關(guān)于RG感知的系數(shù)處理(步驟S5)。
ARG(-7) = C2(-7)'Aa(-7) + C4(-7)'Ab(-7) + 6.290802…(1) 在公式(l)中，通過(guò)使用-7級(jí)別上的系數(shù)C2(-7)，來(lái)將作為同一分解級(jí) 別上的低頻成分的子帶圖像Aa(-7)的像素值從心理物理色的值變換為RG 感知的顏色值，并且使用同一級(jí)別上的系數(shù)C4(-7)，來(lái)將作為同一分解級(jí)別 上的低頻成分的子帶圖像Ab(-7)的像素值變換為RG感知的顏色值，然后， 將這些變換的結(jié)果相加，由此計(jì)算出RG感知的最終顏色值(子帶圖像ARC(-7) 的像素值)。該子帶圖像A^(-7)對(duì)應(yīng)于要最終獲得的RG圖像在-7級(jí)別上的 低頻成分(圖7問(wèn))。
Hrg(-N) = d(-N)-Ha(畫(huà)N) + Q(畫(huà)N).Hb(-N) ... (2)
Vrg(畫(huà)N) = d(-N).Va(畫(huà)N) + C3(-N).Vb(-N)…(3)
Drg(-N) = d(-N).Da(-N) + C3(-N).Db(-N) ... (4)
在公式(2) (4)中，通過(guò)使用在-N級(jí)別(N-l 7)上的系數(shù)d(-N)， C3(-N)， 從作為同一分解級(jí)別上的高頻成分的子帶圖像Ha(-N)， Va(-N)， Da(-N)， Hb(-N)， Vb(-N)， Db(-N)的像素值(心理物理色的值)來(lái)計(jì)算RG感知的顏色 值(子帶圖像H肪(-N)， VRC1(-N)， D^(-N)的像素值)。子帶圖像HRC(-N)， VR(J(-N)， D^(-N)對(duì)應(yīng)于要最終獲得的RG圖像在-N級(jí)別上的高頻成分(圖 7(a))。
在圖8(a)中示意性地示出了這種關(guān)于RG感知的系數(shù)處理(步驟S5)。正 如從公式(l) (4)和圖8(a)中理解的，在該系數(shù)處理(步驟S5)中，將每個(gè)級(jí)別 上的像素值變換為RG感知的顏色值，然后將所獲得的在同一分辨級(jí)別上的 顏色值相加。此外，關(guān)于RG感知的系數(shù)處理是考慮到a圖像和b圖像對(duì) RG感知的影響(系數(shù)C廣C0的處理。
圖6(c)中所示的系數(shù)C5， C6表示從a圖像(子帶圖像Ha(-l) Da(-7))中 提取的具有各種頻率的像素值變化對(duì)于考慮黃色-藍(lán)色的色調(diào)和色飽和度的 感知(BY感知)的影響。此外，圖6(d)中所示的系數(shù)C7， C8表示從b圖像(子 帶圖像Hb(-l) Db(-7))中提取的具有各種頻率的像素值變化對(duì)于BY感知的 影響。
因此，基于以下公式(5) (8)，使用圖6(c)， (d)中所示的用于BY估計(jì)和預(yù)測(cè)的系數(shù)C5~C8，來(lái)執(zhí)行關(guān)于BY感知的系數(shù)處理(步驟S5)。 ABY(-7) = C6(-7)'Aa(-7) + C8(-7).Ab(-7) - 3.27372 ... (5) 在公式(5)中，通過(guò)使用在-7級(jí)別上的系數(shù)C6(-7)， C8(-7)，從作為同一 分解級(jí)別上的低頻成分的子帶圖像Aa(-7)， Ab(-7)的像素值(心理物理色的 值)中計(jì)算BY感知的顏色值(子帶圖像aby(-7)的像素值)。該子帶圖像aby(-7) 對(duì)應(yīng)于要最終獲得的BY圖像在-7級(jí)別上的低頻成分(圖7(b))。 HBY(-N) = C5(-N)Ha(-N) + C7(-N).Hb(-N) ... (6)
VBY(-N) = C6(-N).Va(-N) + C7(-N)-Vb(-N) ... (7)
DBY(-N) = C5(-N)-Da(-N) + C7(-N).Db(-N) ... (8)
在公式(6) (8)中，通過(guò)使用在-N級(jí)別(N-l 7)上的系數(shù)C5(-N)， C7(-N)， 從作為同一分解級(jí)別上的高頻成分的子帶圖像Ha(-N)， Va(-N)， Da(-N)， Hb(-N)， Vb(-N)， Db(-N)的像素值(心理物理色的值)中計(jì)算BY感知的顏色 值(子帶圖像HBY(-N)， Vby(-N)， Dby(-N)的像素惶)。子帶圖像HBY(-N)， VBY(-N)， dby(-N)對(duì)應(yīng)于要最終獲得的BY圖像在-N級(jí)別上的高頻成分(圖 7(b》。
在圖8(b)中示意性地示出了這種關(guān)于BY感知的系數(shù)處理(步驟S5)。正 如從公式(5) (8)和圖8(b)中理解的，在該系數(shù)處理(步驟S5)中，將每個(gè)級(jí)別 上的像素值變換為BY感知的顏色值，然后將所獲得的在同一分解級(jí)別上的 顏色值相加。此外，關(guān)于BY感知的系數(shù)處理是考慮到a圖像和b圖像對(duì) BY感知的影響(系數(shù)C廣C8)的處理。
在完成了上述系數(shù)處理(步驟S5)之后，將圖7(a)所示的在7個(gè)級(jí)別上的 子帶圖像hrg(-l)， VRG(-1)， Drg(國(guó)1)，…，ARG(-7)， Hrg(畫(huà)7)， Vrg(-7)， Drg(-7) 和圖7(b)所示的在7個(gè)級(jí)別上的子帶圖像hby(-l)， VBY(-1)， Dby(-1)，， ABY(-7)， HBY(-7)， VBY(-7)， dby(-7)存儲(chǔ)在圖像變換裝置10的存儲(chǔ)器10A 中。附帶而言，子帶圖像a^(-7)， aby(-7)的像素值對(duì)應(yīng)于在均勻輝度和色 度情況下的RG感知和BY感知的像素值。子圖像HR(i(-N)， VRQ(-N)， DRC3(-N)， HBY(-N)， Vby(-N)， dby(-N)的像素值對(duì)應(yīng)于由于輝度和色度的對(duì) 比效果造成的RG感知和BY感知的像素值。
接下來(lái)(步驟S6)，通過(guò)使用在步驟S3中所使用的同一正交小波(例如symlet 6)，圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B基于從所述系數(shù)處理得到的在 7個(gè)級(jí)別上的子帶圖像HRG(-l)~DRG(-7)， HBY(-1)~DBY(-7X 7(a), (b))，執(zhí) 行小波合成。將該小波合成處理應(yīng)用于與RG感知相關(guān)的HRC(-l)~DRC(-7) 和與BY感知相關(guān)的HBY(-l)~DBY(-7)。
首先，對(duì)于與RG感知相關(guān)的子帶圖像HRC(-l)~DRC(-7)，將小波合成 應(yīng)用于在-7級(jí)別上的4個(gè)子帶圖像ARG(-7)， HRG(-7)， VRG(-7)， DRG(-7)。該 小波合成能夠產(chǎn)生子帶圖像ARC(-6)，其是在更高一個(gè)級(jí)別(-6級(jí))上的低頻 成分。
接下來(lái)(步驟S7)，確定以上小波合成是否已經(jīng)達(dá)到了原始圖像的級(jí)別(O 級(jí)別)，如果還未達(dá)到原始圖像的級(jí)別，則返回到步驟S6，在將級(jí)別逐一遞 增的同時(shí)重復(fù)該小波合成。在該實(shí)施例中，由于最低級(jí)別是-7級(jí)別，因此 步驟S6的處理(小波合成)重復(fù)7次。
第二次小波合成是從-6級(jí)別到-5級(jí)別，并且是通過(guò)使用由第一次小波 合成所產(chǎn)生的子帶圖像A肌(-6)以及圖7(a)中所示的在-6級(jí)別上的3個(gè)子帶 圈像Hrg(-6)， Vrg(-6)， DRG(-6)來(lái)執(zhí)行的。由此，能夠產(chǎn)生子帶圖像ARG(-5)， 其是在更高一個(gè)級(jí)別(-5級(jí)別)上的低頻成分。
以相同的方式執(zhí)行第三次以及第三次之后的小波合成，并且在基于由 第六次小波合成所產(chǎn)生的子帶圖像A^(-l)以及圖7(a)中所示的在-l級(jí)別上 的3個(gè)子帶圖像H肪(-1)， VR(3(-1)， DRG(-l)產(chǎn)生了作為在原始圖像的級(jí)別(O 級(jí))上的低頻成分的子帶圖斷即RG圖像)時(shí)，與RG感知相關(guān)的子帶圖像 H肪(-l) Dj^(-7)的合成處理結(jié)束。
此外，同樣采用與以上相同的方式重復(fù)與BY感知相關(guān)的子帶圖像 HBY(-1) Dby(-7)的小波合成。然后，當(dāng)產(chǎn)生了作為在原始圖像的級(jí)別(O級(jí) 別)上的低頻成分的子帶圖像(即BY圖像)時(shí)，與BY感知相關(guān)的子帶圖像 HBY(-1) DBY(-7)的合成處理結(jié)束。
通過(guò)上述的圖2中圖像變換的算法處理，可以將XYZ顏色系(X圖像， Y圖像，Z圖像)的輝度/色度圖像變換為！^^M顏色系的色感圖像(RG圖像， BY圖像)。RG圖像表示RG感知的顏色成分的分布，BY圖像表示BY感 知的顏色成分的分布。
因此，根據(jù)本實(shí)施例的圖像變換裝置IO，可以預(yù)測(cè)在具有任意輝度/色度分布(光度值)的圖像上的所有點(diǎn)的色感，并且可以在不設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)光的情況
下將XYZ顏色系與I^^M顏色系彼此相關(guān)聯(lián)。因此，即使是對(duì)于在顯示生 活環(huán)境的照明下的物體(例如在某種照明下的房間內(nèi)觀看計(jì)算機(jī)顯示器的情 況下)，也可以將XYZ顏色系與1/^*1>*顏色系彼此相關(guān)聯(lián)。
此外，可以將為心理物理色和感知色而構(gòu)建的顏色系通過(guò)人的色感合 并為一個(gè)顏色系。此外，可以預(yù)測(cè)當(dāng)光源特性改變時(shí)會(huì)發(fā)生何種人的色感(顏 色渲染屬性的估計(jì))。
此外，根據(jù)該實(shí)施例的圖像變換裝置IO，由于借助于圖2中的步驟S3 和步驟S6中的小波分解和小波合成的組合(S卩，借助于利用所謂的離散小波 變換方法)而將輝度/色度圖像(X圖像，Y圖像，Z圖像)變換為色感圖像(RG 圖像，BY圖像)，從而能夠減小該時(shí)刻的算法負(fù)載。因此，可以在非常短 的時(shí)間內(nèi)以高速度從輝度/色度圖像(X圖像，Y圖像，Z圖像)獲得色感圖像 (RG圖像，BY圖像)。
此外，根據(jù)該實(shí)施例的圖像變換裝置10，由于將正交小波用于小波分 解和小波合成(圖2中的步驟S3， S6)，從而能夠極大地減小圖像變換的算 法處理中的誤差。因此，在上述將輝度/色度圖像(X圖像，Y圖像，Z圖像) 變換為色感圖像(RG圖像，BY圖像)之后，通過(guò)使用同一正交小波執(zhí)行從 色感圖像到輝度/色度圖像的逆變換，可以即將色感圖像變換回原始的輝度/ 色度圖像。就是說(shuō)，根據(jù)圖像變換裝置10，可以實(shí)現(xiàn)從輝度/色度圖像到色 感圖像以及從色感圖像到輝度/色度圖像的高速雙向變換。
(逆變換)
在此，將描述從色感圖像(RG圖像，BY圖像)到輝度/色度圖像(X圖像， Y圖像，Z圖像)的逆變換。該逆變換處理的過(guò)程與上述變換處理的過(guò)程相 反(圖2 圖8)，首先，通過(guò)RG圖像和BY圖像每一個(gè)的小波分解，產(chǎn)生圖 7中所示的7個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像H肪(-l) ~ DRG(-7)， HBY(-1) ~ DBY(-7)。
然后，執(zhí)行使用系數(shù)Q C8(圖6)的系數(shù)處理。以下公式(9)等等代替上 述公式(1) (8)用于逆變換的參數(shù)處理。公式(9)可以從上述公式(2)， (6)中推 導(dǎo)出來(lái)。
Hb(畫(huà)N) = [HRG(-N)/C3(-N) - HBY(-N)/C5(N)]
+ [C3(-N)/ d(-N) — C7(-N)/ C5(-N)] ... (9)在公式(9)中，通過(guò)使用在-N(N-l 7)級(jí)別上的系數(shù)d(-N), C3(-N)， C5(-N)， C7(-N)，從作為在同一分解級(jí)別上的高頻成分的子帶圖像HRC(-N), Hby(-N)的像素僮(即RG感知和BY感知的顏色值)中計(jì)算出子帶圖像Hb(-N) 的像素值(心理物理色的值)(見(jiàn)圖9(a)中所示的示意圖)。子帶圖像Hb(-N)對(duì) 應(yīng)于b圖像在-N級(jí)別上的高頻成分(圖5(b))。對(duì)于b圖像的其他子帶圖像 Vb(-N)， Db(-N), Ab(-7)，能夠以相同的方式計(jì)算它們的像素值(心理物理色的 值)。
此夕卜，關(guān)于a圖像的子帶圖像Ha(-N),Va(-N),Da(-N),Aa(-7)，能夠以相 同的方式計(jì)算它們的像素值(心理物理色的值)(見(jiàn)圖9(b)中所示的示意圖)。 子帶圖像Ha(-N)， Va(-N)， Da(-N)， Aa(-7)對(duì)應(yīng)于a圖像在相應(yīng)分解級(jí)別上的 高頻成分和低頻成分(圖5(a))。
然后， 一旦完成了該系數(shù)處理，就基于在7個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像 Ha(-l) Da(-7)， Hb(-l) Db(-7)執(zhí)行小波合成，以產(chǎn)生如圖3中所示的a圖像 和b圖像。然后，能夠按照以下方式從a圖像和b圖像中產(chǎn)生輝度/色度圖 像(X圖像，Y圖像，Z圖像)如果在感興趣像素與周?chē)g沒(méi)有輝度變化， 則使用原始Y值，或者如果有輝度變化，則通過(guò)使用作為借助于在例如曰 本專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2005-165191中所述的方法(一種利用小波變換的方法)進(jìn)行 的輝度一亮度變換的逆變換的結(jié)果而獲得的輝度值，使用所獲得的信息計(jì) 算其與a圖像和b圖像的差分。
以上所述的逆變換處理可以應(yīng)用于預(yù)先已經(jīng)用輝度/色度圖像變換得到 的色感圖像，或者可以應(yīng)用于借助于某種方法新產(chǎn)生的色感圖像。在前一 種情況中，優(yōu)選的，與從輝度/色度圖像到色感圖像的變換使用相同的正交 小波(例如，symlet6)。
此外，根據(jù)本實(shí)施例的圖像變換裝置IO，由于使用基本對(duì)稱(chēng)的函數(shù)(例
如symlet6)作為用于輝度/色度圖像與色感圖像的小波分解和小波合成的正 交小波(圖2中的步驟S3， S6等)，因此可以實(shí)現(xiàn)適合于人眼色感特性的變
換(該特性即輝度/色度的對(duì)比效果相對(duì)于視場(chǎng)中心對(duì)稱(chēng)而沒(méi)有方向性)。
此外，在本實(shí)施例的圖像變換裝置10中，由于可以實(shí)現(xiàn)上述的從輝度
/色度圖像到色感圖像以及從色感圖像到輝度/色度圖像的高速雙向變換，因 此能夠高效地實(shí)現(xiàn)照明設(shè)計(jì)、照明控制等等。此外，本實(shí)施例的圖像變換裝置IO不僅可以應(yīng)用于將給定照明下的物 體的顏色(心理物理色)，例如從數(shù)碼相機(jī)輸出的RGB圖像，變換為感知色 的情況，而且還可以應(yīng)用于將自身發(fā)光的光源(例如監(jiān)視器或顯示器)的顏色 變換為感知色的情況。
此外，在光源色的情況下，該逆變換也是可實(shí)現(xiàn)的，并且在監(jiān)視器等 的圖像上的特定點(diǎn)上，能夠從色感圖像中呈現(xiàn)引發(fā)特定色感所必需的輝度/ 色度分布。此外，顏色輸出的客觀調(diào)整也是可能的，從而將圖像上的特定 部分看作是同一顏色。可以想到的應(yīng)用領(lǐng)域是必須進(jìn)行顏色管理的所有領(lǐng) 域以及必須進(jìn)行基于圖像輸出的評(píng)估的所有領(lǐng)域(內(nèi)診鏡、遠(yuǎn)程圖像、電視 等等)。
(基于感知色的實(shí)際顏色管理的實(shí)例)
將要描述基于感知色的實(shí)際顏色管理的一個(gè)實(shí)例。在此，將在例如將 從數(shù)碼相機(jī)等輸出的RGB圖像輸出至諸如監(jiān)視器或顯示器之類(lèi)的自身發(fā)光 的輸出媒體的情況下，給出對(duì)顏色管理的描述。
在顏色管理中，除了使用在本實(shí)施例中所述的色感圖像(見(jiàn)圖3)，還使 用亮度圖像。亮度圖像可以借助于例如在日本專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2005-165191(使 用小波變換的方法)中所描述的方法來(lái)獲得。將使用圖10所示的流程圖粗略 地描述用于產(chǎn)生亮度圖像的處理過(guò)程。
首先，圖像變換裝置10將輝度圖像(Y圖像)采集到存儲(chǔ)器10A中(步驟 Sll)。
接下來(lái)，圖像變換裝置10的計(jì)算單元IOB計(jì)算輝度圖像的像素值的對(duì) 數(shù)，然后進(jìn)行到步驟S12的處理。隨后，圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B 通過(guò)使用正交小波(例如symlet6)來(lái)重復(fù)輝度圖像(對(duì)數(shù)圖像)的小波分解，直 到最低級(jí)別(步驟S12， 13).
接下來(lái)，圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B基于輝度與亮度感覺(jué)之間的 預(yù)定關(guān)系來(lái)執(zhí)行系數(shù)處理(步驟S14)。
接下來(lái)，圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B通過(guò)使用與步驟S12相同的 正交小波(例如，symlet6)來(lái)重復(fù)小波合成直到原始圖像的級(jí)另U(步驟S15， 16).
圖11示出了上述處理所產(chǎn)生的亮度圖像與圖3中所示的輝度/色度圖像(X圖像，Y圖像，Z圖像)和色感圖像(RG圖像，BY圖像)之間的關(guān)系。 以下，將Y圖像，a圖像和b圖像通稱(chēng)為"光度顏色圖像"，并且將亮
度圖像和色感圖像(RG圖像，BY圖像)通稱(chēng)為"感知色圖像"。 將使用圖12所示的流程圖描述用于顏色管理的具體過(guò)程。 首先，圖像變換裝置10將作為顏色管理的目標(biāo)的輝度/色度圖像(待輸
出至輸出媒體的圖像)采集到存儲(chǔ)器10A中(步驟S21)。在該描述中，圖13
中的圖像Il是作為顏色管理的目標(biāo)的輝度/色度圖像。
接下來(lái)，圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B根據(jù)在本實(shí)施例中所述的過(guò)
程，從作為顏色管理的目標(biāo)的輝度/色度圖像II中產(chǎn)生感知色圖像(步驟
S22)。
圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B從在步驟S22中從顏色管理的目標(biāo)創(chuàng) 建的每個(gè)感知色圖像中切割出待輸出的區(qū)域(步驟S23)。所述待輸出的區(qū)域 是應(yīng)該被輸出至輸出媒體(監(jiān)視器，顯示器等等)的區(qū)域，并且通過(guò)例如用戶(hù) 的操作經(jīng)由圖像變換裝置10的輸入單元(未示出)來(lái)指定。附帶而言，圖像 變換裝置10的計(jì)算單元10B從作為所述感知色圖像的亮度圖像和色感圖像 (RG圖像，BY圖像)的每一個(gè)中切割出所述待輸出的區(qū)域。
接下來(lái)，圖像變換裝置10將示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的輝度/色度圖像采 集到存儲(chǔ)器10A中(步驟S24)。在此假設(shè)所述輸出媒體是放置在桌子上的計(jì) 算機(jī)監(jiān)視器，并且將從觀看該監(jiān)視器的用戶(hù)的視點(diǎn)所拍攝的RGB圖像采集 為所述示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的輝度/色度圖像。這些輝度/色度圖像包含關(guān) 于相對(duì)于輸出媒體的用戶(hù)視點(diǎn)、環(huán)境光的狀態(tài)等等的信息。圖14中的圖像 12是所述的示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的輝度/色度圖像。
圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B根據(jù)在本實(shí)施例中所述的過(guò)程，從示 出輸出媒體周?chē)h(huán)境的輝度/色度圖像I2中創(chuàng)建感知色圖像(步驟S25)。
接下來(lái)，如圖14所示，圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B將在步驟S23 中切割出的、作為顏色管理的目標(biāo)的每一個(gè)感知色圖像中的待輸出的區(qū)域， 合成到在步驟S25中創(chuàng)建的、示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的每一個(gè)感知色圖像 中的輸出部分(監(jiān)視器的輸出部分)上(步驟S28)。附帶而言，圖像變換裝置 10的計(jì)算單元10B將從作為顏色管理的目標(biāo)的亮度圖像中所切割出的待輸 出的區(qū)域合成到示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的感知色圖像之中的亮度圖像上，將從作為顏色管理的目標(biāo)的色感圖像(RG圖像)中所切割出的待輸出的區(qū)域 合成到示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的感知色圖像之中的色感圖像(RG圖像)上， 以及將從作為顏色管理的目標(biāo)的色感圖像(BY圖像)中所切割出的待輸出的 區(qū)域合成到示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的感知色圖像之中的色感圖像(BY圖像) 上。在將步驟S25中創(chuàng)建的、示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的每一個(gè)感知色圖像 中的輸出部分以及在步驟S23中切割出的、作為顏色管理的目標(biāo)的每一個(gè) 感知色圖像中的待輸出的區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)放大和縮小以便使它們的尺寸彼此 相匹配之后，再進(jìn)行上述合成。
然后，如圖15所示，圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B在步驟S27對(duì) 所創(chuàng)建的感知色圖像進(jìn)行逆變換，以創(chuàng)建光度顏色圖像，并且進(jìn)一步創(chuàng)建 輝度/色度圖像(步驟S27)。根據(jù)本實(shí)施例中所述的過(guò)程或者在日本專(zhuān)利申請(qǐng) No. 2005-165191中所描述的過(guò)程，來(lái)執(zhí)行從色感圖像(RG圖像，BY圖像) 到輝度/色度圖像(X圖像，Y圖像，Z圖像)的逆變換。
最后，圖像變換裝置10的計(jì)算單元10B基于在步驟S27創(chuàng)建的輝度/ 色度圖像，計(jì)算在輸出媒體上的輸出值。
通過(guò)上述過(guò)程能夠?qū)崿F(xiàn)基于表示感知色分布的圖像的顏色管理。具體 而言，從示出感知色分布的圖像中，能夠在諸如監(jiān)視器的輸出媒體的圖像 上的特定點(diǎn)上呈現(xiàn)用于引起特定色感所必需的輝度/色度圖像。此外，可以 客觀地調(diào)整輸出媒體的顏色輸出，以便能夠?qū)⒃谠搱D像上的給定部分感知 為同一顏色。
附帶而言，在步驟S27中創(chuàng)建的輝度/色度圖像中，存在一些情況，即， 實(shí)際光度值中的誤差出現(xiàn)在示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的每一個(gè)感知色圖像中 的輸出部分(監(jiān)視器的輸出部分)附近。在該情況下，創(chuàng)建了經(jīng)過(guò)誤差校正的 示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的感知色圖像，然后流程返回到步驟S26。然后，再 次合成圖像。通過(guò)重復(fù)這種處理直到誤差落入可容忍范圍以?xún)?nèi)，還能夠?qū)?現(xiàn)更為精細(xì)的顏色管理。
此外，可以自動(dòng)進(jìn)行在上述實(shí)例中的步驟S23中的對(duì)待輸出的區(qū)域的 切割操作。這種設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)例是預(yù)先指定待輸出的區(qū)域的位置和尺寸， 并且在步驟S23中始終切割出該待輸出的區(qū)域。
此外，上述實(shí)例示出了這樣的實(shí)例情況即，在步驟S24中，獲得通過(guò)圖像拍攝所產(chǎn)生的RGB圖像作為示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的輝度/色度圖 像，但是該實(shí)施例并不局限于該實(shí)例，假設(shè)可以獲得指示輸出媒體周?chē)h(huán) 境的信息。例如，在上述顏色管理中，所述指示輸出媒體周?chē)h(huán)境的信息 可以是關(guān)于預(yù)先測(cè)量和記錄的輸出媒體中的標(biāo)準(zhǔn)輸出的信息。這種設(shè)計(jì)使 得使得可以自動(dòng)獲得示出輸出媒體周?chē)h(huán)境的信息。
此外，在上述實(shí)例中，將自身發(fā)光的輸出媒體，例如監(jiān)視器或顯示器 作為實(shí)例，但是本發(fā)明可以類(lèi)似地應(yīng)用于與諸如打印機(jī)之類(lèi)的輸出媒體相 關(guān)的顏色管理，并基于反射光的形狀來(lái)觀察所打印的內(nèi)容。在該情況下， 在假設(shè)了一種觀看所打印內(nèi)容的環(huán)境的情況(例如，照明光，用戶(hù)視點(diǎn)等等) 下，可以執(zhí)行一系列處理。
(系數(shù)C, ~ C8的確定)
為了確定圖6中所示的系數(shù)d C8，例如，使用在圖16中示出的實(shí)驗(yàn) 裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置包括覆蓋被實(shí)驗(yàn)者的整個(gè)視場(chǎng)的不透明白板11;呈現(xiàn) 圖17中所示的刺激圖案的投影器12;以及計(jì)算器13，并且該實(shí)驗(yàn)裝置安 裝在暗室中。被實(shí)驗(yàn)者是9個(gè)人，包括20歲的具有正常視力的男人和女人。
進(jìn)行用于尋找X， Z值與色感之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，其中，使用圖16中所 示的實(shí)驗(yàn)裝置呈現(xiàn)圖17中的刺激圖案。作為剌激圖案，準(zhǔn)備了 X和Z值在 5個(gè)階段中發(fā)生對(duì)數(shù)變化的顏色刺激，并且將它們合并以使得對(duì)比量Cx， Cz變?yōu)?， 2， 1， -1， 1， -2。 Y值固定(40cd/m2)。
每個(gè)對(duì)比量Cx， Cz都是被修正為整數(shù)的對(duì)數(shù)值，該對(duì)數(shù)值是物體的X 或Z值(Xt， Yt)與背景的X或Z值(Xi， Zi)之間的比率值，如以下公式(IO), (ll)所示。
Cx = 0.0569.1og(Xt/Xi) ... (10)
Cz = 0.176.1og(Zt/Zi) (ll)
將視角設(shè)定為7個(gè)級(jí)別，即，l度，2度，5度，10度，20度，30度 和60度，以及180度(在整個(gè)視場(chǎng)上均勻)。此外，添加了圖18中的條件。
然后，使用對(duì)抗色顏色命名法(基于Herring提出的對(duì)抗色理論的方法)， 從通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)中進(jìn)行色感的絕對(duì)評(píng)估。為了表示用RG值和BY值 識(shí)別顏色的方式，將從實(shí)驗(yàn)中獲得的評(píng)估值變換為唯一性顏色成分(公式(12))。所述唯一性顏色意指紅色、綠色、藍(lán)色和黃色。感知飽和度意指色 飽和度。
唯一性顏色成分=唯一性顏色的比率X感知的飽和度....(12)
然后，由于紅色與綠色以及藍(lán)色與黃色是對(duì)抗色感，因此每一對(duì)都在 一個(gè)軸上示出。具體而言，在唯一性顏色成分紅色為正且唯一性顏色成分 綠色為負(fù)的軸上的值是RG值。在唯一性顏色成分黃色為正且唯一性顏色成 分藍(lán)色為負(fù)的軸上的值是BY值。
通過(guò)使用這些測(cè)量值(RG值，BY值)，在假設(shè)使用symlet6作為正交小 波并且圖像分辨率(每像素的視角)為約1度的情況下，執(zhí)行這些測(cè)量值的多 元回歸分析，從而能夠確定圖6中所示的系數(shù)C, C8的值。與此同時(shí)，還 能夠確定公式(1)中的常量項(xiàng)的值(+6.290802)和公式(5)中的常量項(xiàng)的值 (-3.27372)。
(精度評(píng)估)
為了評(píng)估本實(shí)施例的圖像變換裝置10的變換的精度，將與上述相同的 通過(guò)用實(shí)驗(yàn)裝置(圖16)、刺激圖案(圖17)等等對(duì)被實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所得到的 測(cè)量值與由輝度/色度圖像(X圖像，Y圖像，Z圖像)的變換得到的色感圖像 (RG圖像，BY圖像)的像素值(預(yù)測(cè)值)相比較。
在圖19(a)，(b)中示出了預(yù)測(cè)值與RG感知和BY感知的測(cè)量值之間的比 較。在圖19中，水平軸表示測(cè)量值，垂直軸表示預(yù)測(cè)值。從圖19中只知， 點(diǎn)(令)每一個(gè)都表示每個(gè)測(cè)量值與每個(gè)預(yù)測(cè)值的組合，這些點(diǎn)(令)是十分有 說(shuō)服力的。在RG感知的情況中，R2 = 0.867627且R-0.931465。在BY感 知的情況中，R2 = 0.854313且R-0.924291。
根據(jù)以上結(jié)果，可以看到本實(shí)施例的圖像變換裝置10的圖像變換的算 法處理(圖2)具有令人滿意的高精度。即，根據(jù)本實(shí)施例的圖像變換裝置10， 即使是在沒(méi)有設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)光的情況下(在實(shí)際生活環(huán)境中照明下的物體的顏色 的情況下，為諸如監(jiān)視器等等的光源的顏色)，也能夠以高精度定量地預(yù)測(cè) 其色感。
(變形例)
己經(jīng)通過(guò)將XZY顏色系和L*a*b顏色系相關(guān)聯(lián)的實(shí)例描述了上述實(shí)施 例，但是本發(fā)明并不局限于此。除了XYZ顏色系之外還存在各種其他心理物理色顏色系(RGB顏色系等等)，除了 L*a*b顏色系之外還存在各種其他 感知色顏色系(Lab顏色系，！^u 顏色系等等)，并且在以上系統(tǒng)的任意組 合中，都可以用本發(fā)明將心理物理色顏色系與感知色顏色系彼此相關(guān)聯(lián)。
此外，在上述實(shí)施例中，例如使用了 symlet6作為正交小波，但是本發(fā) 明并不局限于此。任何其他基本對(duì)稱(chēng)的函數(shù)(例如，symlet4， 8等等)都可以 用于同一計(jì)算。然而，在使用symlet6之外的其他函數(shù)時(shí)，需要計(jì)算與圖6 和公式(1)(5)中不同的值作為表示心理物理色與感知色之間關(guān)系的系數(shù)。其 計(jì)算方法與以上相同。
此外，在上述實(shí)施例中，使用同一正交小波進(jìn)行從輝度/色度圖像到色 感圖像的變換以及從色感圖像到輝度/色度圖像的逆變換，但是也可以使用 不同的正交小波。在該情況中，由于對(duì)于各個(gè)正交小波存在不同的合適系 數(shù)(心理物理色與感知色之間關(guān)系)，因此必須通過(guò)上述方法來(lái)找到這些合適 系數(shù)，以便將它們用于圖像變換的算法處理。
此外，在上述實(shí)施例中，使用了正交小波，但是本發(fā)明也可應(yīng)用于使 用非正交小波的情況。在該情況中，由于各函數(shù)并不獨(dú)立，因此在小波合 成時(shí)需要近似計(jì)算。
然而，在通過(guò)將用于分解的小波與用于合成的小波進(jìn)行適當(dāng)組合而使 用了一種可完全恢復(fù)的小波(例如雙正交小波)的情況下，即使是用于分解/ 合成的小波是非正交的，也不需要近似計(jì)算。因此，即使是在使用雙正交 小波的情況下，也可以如同在使用前述的正交小波實(shí)現(xiàn)從輝度/色度圖像到 色感圖以及從色感圖像到輝度/色度圖像的高速雙向變換的情況下一樣，極 大地減小圖像變換的算法處理中的誤差。因此，本發(fā)明是高效的并且在用 于分解/合成的各個(gè)小波構(gòu)成了正交系統(tǒng)的情況中以及在這些小波的組合構(gòu) 成了正交系統(tǒng)(雙正交)的情況中實(shí)現(xiàn)相同的效果。
此外，在上述實(shí)施例中，重復(fù)小波分解直到-7級(jí)別，但本發(fā)明并不局 限于此?？梢愿鶕?jù)圖像變換所需的精度來(lái)設(shè)置該最低級(jí)別。此外，在原始 圖像(例如輝度圖像)的尺寸較小并且子帶圖像的像素?cái)?shù)量在到達(dá)-7級(jí)別之 前就變?yōu)閘的情況中，就可以在該時(shí)刻結(jié)束小波分解。
小波分解即使是在子帶圖像的像素?cái)?shù)量到達(dá)1之后也可以繼續(xù)進(jìn)行， 并且可以在到達(dá)-7級(jí)別時(shí)刻結(jié)束。此外，可以為每種正交小波計(jì)算在公式(1)和(5)中的表示心理物理色與
感知色之間關(guān)系的系數(shù)Q C8的值以及常數(shù)項(xiàng)的值，并且除此之外，在原
始圖像(例如輝度/色度圖像)的分辨率改變的情況下，優(yōu)選地為每種分辨率 計(jì)算這些值。
此外，上述實(shí)施例已經(jīng)描述了圖像變換裝置10是安裝有圖像變換程序 的計(jì)算機(jī)的實(shí)例，但是本發(fā)明并不局限于此。通過(guò)利用專(zhuān)用硬件(LSI)，可 以將圖像變換裝置10形成為芯片。通過(guò)將圖像變換裝置10形成為芯片， 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)照明控制等等的實(shí)時(shí)控制。
此外，在上述實(shí)施例中，在計(jì)算了輝度/色度圖像(X圖像，Y圖像，Z 圖像)的每個(gè)像素值的對(duì)數(shù)之后產(chǎn)生X圖像，Y圖像和Z圖像的差值圖像(a 圖像，b圖像)，但本發(fā)明并不局限于此?？梢钥紤]到視覺(jué)系統(tǒng)的非線性來(lái) 進(jìn)行該對(duì)數(shù)計(jì)算，并且用冪函數(shù)例如1/3次冪取代該對(duì)數(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)相同的 效果?？梢愿鶕?jù)均勻感知空間的表達(dá)，來(lái)設(shè)置冪函數(shù)。
此外，在上述實(shí)施例中，將基于絕對(duì)尺度的生理評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果用于顏 色感知，但是也可以使用閾值(是否能夠識(shí)別出差異的邊界值)等等進(jìn)行縮 放。
此外，在上述實(shí)施例中，將圖像的分辨率設(shè)置為約1度，但本發(fā)明并 不局限于此?？梢詫⒎直媛试O(shè)定為除1度之外的任何其他度數(shù)(例如更高的 分辨率)。然而，在分辨率設(shè)置改變了的情況下，需要為每種分辨率計(jì)算與 感知尺度相關(guān)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(系數(shù))。
此夕卜，在上述實(shí)施例中，執(zhí)行小波分解的次數(shù)是N次(N為自然數(shù))，并 且通過(guò)執(zhí)行N次小波產(chǎn)生了(3N+1)個(gè)子帶圖像，然后，對(duì)所有子帶圖像應(yīng) 用系數(shù)處理，并且將進(jìn)行了該處理的所有(3N+1)個(gè)子帶圖像進(jìn)行小波合成 (N次)，但本發(fā)明并不局限于此。在進(jìn)行了該系數(shù)處理的子帶圖像之中，可 以對(duì)少于(3N+1)的任意數(shù)量的子帶圖像進(jìn)行小波合成。然而，將進(jìn)行了系 數(shù)處理的所有子帶圖像都用于小波合成能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的變換，其實(shí)現(xiàn)了 從輝度/色度圖像到色感圖像以及從色感圖像到輝度/色度圖像的雙向變換。
此外，用一次小波分解產(chǎn)生了4個(gè)子帶圖像，但本發(fā)明并不局限于此。 本發(fā)明可以應(yīng)用于一次小波分解所產(chǎn)生的子帶圖像的數(shù)量為2或更多的任 意情況。類(lèi)似的，雖然用一次小波合成從4個(gè)子帶圖像產(chǎn)生更高一級(jí)的子帶圖像，但是也可以從2個(gè)或更多子帶圖像產(chǎn)生更高一級(jí)的子帶圖像。
此外，在上述實(shí)施例中，將在從輝度/色度圖像到色感圖像以及從色感
圖像到輝度/色度圖像的雙向變換時(shí)所執(zhí)行的小波分解的次數(shù)設(shè)定為相同數(shù)
量(例如7次)，但本發(fā)明并不局限于此?？梢詫⒃趶妮x度/色度圖像到色感
圖像的變換時(shí)執(zhí)行的小波分解的次數(shù)設(shè)定為不同于在從色感圖像到輝度/色
度圖像的逆變換時(shí)執(zhí)行的小波分解的次數(shù)。
此外，在小波分解和小波合成時(shí)處理7個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像，但
在處理在一個(gè)分解級(jí)別或更多級(jí)別上的子帶圖像的情況下也可以實(shí)現(xiàn)相同
的效果。
權(quán)利要求
1、一種圖像變換裝置，包括分解模塊，用于基于表示心理物理色的分布的圖像，執(zhí)行小波分解，以產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像；變換模塊，用于基于在所述心理物理色與感知色之間的預(yù)定關(guān)系，將所述子帶圖像的像素值從所述心理物理色的值變換到所述感知色的值；以及合成模塊，用于基于所述變換模塊的所述變換所得到的一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像，執(zhí)行小波合成，以產(chǎn)生表示所述感知色的分布的圖像。
2、 如權(quán)利要求l所述的圖像變換裝置，其中所述表示心理物理色的分布的圖像是分別與所述心理物理色的顏色系 的三刺激值相對(duì)應(yīng)的三個(gè)圖像；并且所述表示感知色的分布的圖像是分別與所述感知色的顏色系的兩種感 知色度相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圖像。
3、 如權(quán)利要求2所述的圖像變換裝置，其中-所述分解模塊基于X圖像和Y圖像產(chǎn)生所述子帶圖像之中的第一子帶 圖像，基于所述Y圖像和Z圖像產(chǎn)生所述子帶圖像之中的第二子帶圖像， 所述X、 Y和Z圖像分別與XYZ顏色系的刺激值相對(duì)應(yīng)；并且在分別將所述第一子帶圖像的像素值變換為所述感知色的值和將所述 第二子帶圖像的像素值變換為所述感知色的值之后，所述變換模塊將在同 一分解級(jí)別上的各個(gè)變換的結(jié)果相加，以產(chǎn)生作為所述小波合成的目標(biāo)的 子帶圖像。
4、 如權(quán)利要求3所述的圖像變換裝置，其中所述變換模塊基于RG感知的所述關(guān)系來(lái)產(chǎn)生作為所述小波合成的目 標(biāo)的第三子帶圖像，在所述RG感知中考慮了紅色-綠色的色調(diào)和色飽和度，并且基于BY感知的所述關(guān)系來(lái)產(chǎn)生作為所述小波合成的目標(biāo)的第四子帶 圖像，在所述BY感知中考慮了黃色-藍(lán)色的色調(diào)和色飽和度；并且所述合成模塊執(zhí)行所述第三子帶圖像的小波合成，以產(chǎn)生表示所述RG 感知的顏色成分分布的圖像，并且執(zhí)行所述第四子帶圖像的小波合成，以 產(chǎn)生表示所述BY感知的顏色成分分布的圖像。
5、 如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的圖像變換裝置，其中 所述分解模塊使用正交小波執(zhí)行所述小波分解；并且 所述合成模塊使用該正交小波執(zhí)行所述小波合成。
6、 如權(quán)利要求5所述的圖像變換裝置，其中 所述正交小波是基本對(duì)稱(chēng)的函數(shù)。
7、 如權(quán)利要求5或6所述的圖像變換裝置，還包括 第二分解模塊，用于基于由所述合成模塊產(chǎn)生的所述表示感知色的分布的圖像，執(zhí)行小波分解，以產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像； 第二變換模塊，用于基于所述關(guān)系，將由所述第二分解模塊產(chǎn)生的所述子帶圖像的像素值從所述感知色的值變換為所述心理物理色的值；以及 第二合成模塊，用于基于所述第二變換模塊的所述變換所得到的一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像，執(zhí)行小波合成，以產(chǎn)生表示所述心理物理色的分布的圖像。
8、 如權(quán)利要求l所述的圖像變換裝置，還包括獲取模塊，用于獲取指示輸出媒體周?chē)h(huán)境的信息，所述輸出媒體輸 出所述表示心理物理色的分布的圖像；以及逆變換模塊，用于基于所述的指示所述周?chē)h(huán)境的信息，將由所述合 成模塊產(chǎn)生的所述表示感知色的分布的圖像逆變換為表示所述心理物理色 的分布的圖像。
9、 如權(quán)利要求8所述的圖像變換裝置，還包括計(jì)算模塊，用于基于由所述逆變換模塊產(chǎn)生的所述表示心理物理色的 分布的圖像，計(jì)算所述輸出媒體中的輸出值。
10、 一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下過(guò)程的圖像變換程序 分解過(guò)程，用于基于表示心理物理色的分布的圖像，執(zhí)行小波分解，以產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像；變換過(guò)程，用于基于在所述心理物理色與感知色之間的預(yù)定關(guān)系，將 所述子帶圖像的像素值從所述心理物理色的值變換到所述感知色的值；以 及合成過(guò)程，用于基于所述變換過(guò)程的所述變換所得到的一個(gè)或多個(gè)分 解級(jí)別上的子帶圖像，執(zhí)行小波合成，以產(chǎn)生表示所述感知色的分布的圖 像。
11、 如權(quán)利要求10所述的圖像變換程序，該程序使得計(jì)算機(jī)進(jìn)一步執(zhí) 行以下過(guò)程獲取過(guò)程，用于獲取指示輸出媒體周?chē)h(huán)境的信息，所述輸出媒體輸 出所述表示所述心理物理色的分布的圖像；以及逆變換過(guò)程，用于基于所述的指示所述周?chē)h(huán)境的信息，將由所述合 成過(guò)程產(chǎn)生的所述表示感知色的分布的圖像逆變換為表示所述心理物理色 的分布的圖像。
12、 如權(quán)利要求ll所述的圖像變換程序，該程序使得計(jì)算機(jī)進(jìn)一步執(zhí) 行以下過(guò)程計(jì)算過(guò)程，用于基于由所述逆變換過(guò)程產(chǎn)生的所述表示心理物理色的 分布的圖像，計(jì)算所述輸出媒體中的輸出值。
全文摘要
圖像變換裝置，包括分解模塊(S1～S4)，用于基于表示心理物理色分布的圖像執(zhí)行小波分解，以產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像；變換模塊(S5)，用于基于在心理物理色與感知色之間的預(yù)定關(guān)系，將所述子帶圖像的像素值從心理物理色的值變換到感知色的值；以及合成模塊(S6，S7)，用于基于變換模塊的所述變換所得到的一個(gè)或多個(gè)分解級(jí)別上的子帶圖像，執(zhí)行小波合成，以產(chǎn)生表示所述感知色的分布的圖像，從而在不設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)光的情況下，將心理物理色的顏色系(例如XYZ顏色系)與感知色的顏色系(L^*a^*b^*顏色系)相互關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)H04N1/46GK101421758SQ20068005425
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月18日
發(fā)明者中村芳樹(shù) 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人東京工業(yè)大學(xué)