專利名稱：色域壓縮方法、程序和色域壓縮設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種色域壓縮方法、一種色域設(shè)備，和用于在顏色管理系統(tǒng)使用的不同類型設(shè)備之間或不同類型介質(zhì)之間執(zhí)行適當(dāng)?shù)念伾噩F(xiàn)的程序。
背景技術(shù)：
為了在不同類型的設(shè)備或不同類型的介質(zhì)之間重現(xiàn)顏色，需要校正輸入和輸出設(shè)備之間的色域差異。用于這種處理的技術(shù)稱作為顏色色域壓縮。例如，存在多種類型的顯示輸出設(shè)備，包括陰極射線管(CRT)、投影儀、和液晶板。投影儀包括諸如DLP投影儀和SXRD投影儀之類的各種子類型投影儀，而液晶板包括諸如LED背光面板之類的子類型。這些類型都具有不同的顏色色域。
例如，圖20用XYZ色圖示出了在各種顯示輸出設(shè)備(設(shè)備A到設(shè)備E)的顏色色域中的差異。
在不同設(shè)備之間可重現(xiàn)的色域是不同的。當(dāng)在給定的顯示輸出設(shè)備上顯示視頻信號時，需要根據(jù)該顯示輸出設(shè)備來校正該視頻信號。
為了校正色域中的差異，在廣泛接受的實(shí)踐中，只有設(shè)備和介質(zhì)才有的信號值(例如，R、G和B值)被轉(zhuǎn)換成諸如由國際照明委員會(CIE)標(biāo)準(zhǔn)化的L*a*b顏色空間之類的與設(shè)備無關(guān)的顯示顏色系統(tǒng)，并且在與設(shè)備無關(guān)的顏色系統(tǒng)上執(zhí)行壓縮。

發(fā)明內(nèi)容
顏色色域壓縮主要分成兩大處理，即在如下文獻(xiàn)中公開的壓縮技術(shù)和剪輯技術(shù)作者為Jan Morovic和M.Ronnier Luo、題目為“The Fundamenals ofGamut MappingA Survey”，JOURNAL OF IMAGING SCIENCE ANDTECHNOLOGY，2001年5月/6月第三期第45卷。
壓縮技術(shù)是用于壓縮所有的顏色。特別地，當(dāng)?shù)谝簧虮粔嚎s成第二色域時，執(zhí)行顏色轉(zhuǎn)換使得包括在第一色域中的所有顏色被包括在第二色域中。該壓縮技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)是相對的顏色關(guān)系保持不變并且維持其色階表示(gradation epression)。另一方面，該壓縮技術(shù)的缺陷是，在第二色域中、能夠重現(xiàn)目的(reproduction destination)設(shè)備上如實(shí)地重現(xiàn)的顏色(即，無需壓縮的顏色)也被壓縮了。
相反，在剪輯技術(shù)中，重現(xiàn)了(無需進(jìn)行壓縮)在包括于第一色域中的顏色之外的包括在第二色域中的顏色，即，能夠如實(shí)地在重現(xiàn)目的設(shè)備上重現(xiàn)的顏色，僅壓縮了不能重現(xiàn)的顏色，即，沒有包括在重現(xiàn)目的設(shè)備的色域中的顏色。
該剪輯技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可重現(xiàn)的顏色被如實(shí)地重現(xiàn)。然而，該剪輯處理方法的缺陷在于由于該色域以外的許多已壓縮顏色變得相同，因此色階表示不充分。
使用查找表(下文中稱為LUT)以從作為輸入值的第一色域的顏色數(shù)據(jù)值中獲得作為輸出值的第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值的技術(shù)是有效的。在已知的剪輯技術(shù)中創(chuàng)建的LUT促使響應(yīng)于多個輸入值的輸出值相同，并提供了不足的色階。
在顏色壓縮領(lǐng)域的領(lǐng)域中剪輯技術(shù)與壓縮技術(shù)相比較的優(yōu)點(diǎn)在如下文獻(xiàn)中進(jìn)行了報告作者為Jan Morovic和M.Ronnier Luo、題目為“TheFundamenals of Gamut MappingA Survey”，JOURNAL OF IMAGINGSCIENCE AND TECHNOLOGY，2001年5月/6月，3期45卷。如果在剪輯技術(shù)中保持色階表示，則剪輯技術(shù)能夠成為相當(dāng)有效的色域壓縮技術(shù)。
因此希望提供一種有效的色域壓縮技術(shù)，當(dāng)在剪輯技術(shù)中執(zhí)行色域壓縮時其保持色階表示。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，將第一色域中的視頻數(shù)據(jù)壓縮成第二色域中的視頻數(shù)據(jù)的色域壓縮方法包括步驟通過預(yù)定的壓縮計(jì)算，將包括在第一色域中而不包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值壓縮成包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值；以及以一方式產(chǎn)生色階，使得作為壓縮步驟的壓縮結(jié)果而具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)值變成在第二色域中的不同值。
該色階生成步驟可包括通過在壓縮步驟之前增強(qiáng)在其狀態(tài)中存在最大差異的顏色分量(color component)和顏色屬性中的一個，使得最大差異擴(kuò)大，而將具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)修改成不同值。
該色階生成步驟可包括在壓縮步驟之前修改在其狀態(tài)中具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)的值，并且可以利用已修改的顏色數(shù)據(jù)來重復(fù)該壓縮步驟使得顏色數(shù)據(jù)的值在壓縮步驟之后變得不同。
該色階生成步驟可包括在壓縮步驟之后，修改具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)的值，使得顏色數(shù)據(jù)的值變得不同。
該色域壓縮方法進(jìn)一步包括通過參考表示第一色域中的顏色數(shù)據(jù)值和第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值之間映射的查找表，而將第一色域中的視頻數(shù)據(jù)壓縮成第二色域中的視頻數(shù)據(jù)，該查找表通過壓縮步驟和色階生成步驟來獲得。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例，一種使圖像處理裝置執(zhí)行以下步驟的程序通過預(yù)定的壓縮計(jì)算，將包括在第一色域中而沒有包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值壓縮成包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值；以及以一方式產(chǎn)生色階，使得作為壓縮步驟的壓縮結(jié)果而具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)值變成在第二色域中的不同值。
該色階生成步驟包括通過在壓縮步驟之前增強(qiáng)在其狀態(tài)中存在最大差異的顏色分量和顏色屬性中的一個，使得最大差異擴(kuò)大，而將具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)修改成不同值。
該程序可促使圖像處理裝置執(zhí)行表格產(chǎn)生步驟，用于產(chǎn)生表示第一色域中的顏色數(shù)據(jù)值和第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值之間映射的查找表，該查找表通過壓縮步驟和色階生成步驟來獲得。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例，用于將第一色域中的輸入視頻數(shù)據(jù)壓縮成第二色域中的視頻數(shù)據(jù)來獲得輸出數(shù)據(jù)的色域壓縮設(shè)備包括查找表單元，從第一色域中的顏色數(shù)據(jù)值獲得第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值；和顏色轉(zhuǎn)換單元，通過參考該查找表獲得第二色域中的輸出圖像數(shù)據(jù)。該查找表單元通過預(yù)定的壓縮計(jì)算將包括在第一色域中而沒有包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值壓縮成包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值，并且以一方式執(zhí)行色階處理來產(chǎn)生色階，使得作為壓縮步驟的壓縮結(jié)果而具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)值變成在第二色域中的不同值。從而，該查找表單元產(chǎn)生表示第一色域中的顏色數(shù)據(jù)值和第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值之間映射的查找表。
在用于產(chǎn)生查找表的色階生成步驟中，通過在壓縮步驟之前增強(qiáng)在其狀態(tài)中存在最大差異的顏色分量和顏色屬性中的一個，使得最大差異擴(kuò)大，從而將具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)設(shè)置成不同的值。本發(fā)明一個實(shí)施例的色域壓縮技術(shù)是基于用于通過預(yù)定的壓縮計(jì)算而將包括在第一色域中而沒有包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值壓縮成包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值的剪輯技術(shù)。通過剪輯技術(shù)，顏色數(shù)據(jù)值的壓縮結(jié)果在查找表(LUT)中進(jìn)行說明，并且通過參考LUT來獲得實(shí)際輸入視頻信號的顏色數(shù)據(jù)。
根據(jù)剪輯技術(shù)，在壓縮之后多個顏色數(shù)據(jù)可變得相同，從而破壞色階。為了保持色階，在壓縮之后具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)被修改成在第二色域中的不同值。
如果在剪輯壓縮步驟中多種顏色被壓縮成單色，則增強(qiáng)在壓縮之前具有最大差異的顏色分量或顏色屬性，以有效地表示色階。
“顏色分量”指的是任何值的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)?！邦伾珜傩浴敝傅氖侨魏沃档腶、b、C、和H。L表示亮度，C表示色度飽和度，而H表示色調(diào)(hue)。另外，a和b是L*a*b色別標(biāo)志系統(tǒng)的值，a和b的組合表示所有色調(diào)。a值表示紫色到綠色的色度飽和度，而b值表示黃色到藍(lán)色的色度飽和度。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用剪輯技術(shù)通過色域壓縮來保持色階。更具體地，通過跳躍式壓縮(skipping compression)而如實(shí)地重現(xiàn)了在輸出色域中可重現(xiàn)的顏色，并且即使壓縮輸出色域以外的顏色，該顏色也能夠用色階表示。
當(dāng)通過使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顏色壓縮方法和程序而產(chǎn)生了使用在色域壓縮中的LUT時，LUT的所有輸出值可變得不同。有效地使用了LUT。


圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的使用色域壓縮設(shè)備的系統(tǒng)；圖2A和2B圖示了本發(fā)明的一個實(shí)施例的色域壓縮設(shè)備；圖3是本發(fā)明的一個實(shí)施例的色域壓縮設(shè)備的框圖；圖4圖示了本發(fā)明的一個實(shí)施例的第一色域壓縮處理；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例用于執(zhí)行第一色域壓縮處理的LUT產(chǎn)生處理的流程；圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的LUT構(gòu)架產(chǎn)生；圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的輸入到LUT#1的LCH值；圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的輸入到LUT#2的RGB值；圖9A和9B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的色域邊界的確定；圖10圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的輸入到LUT#3的LCH值；圖11A和11B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的輸入到LUT#4的LCH值以及壓縮；圖12圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的LUT#5的產(chǎn)生；圖13圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于產(chǎn)生色階的分組處理；圖14A和14B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于產(chǎn)生色階的更新處理；圖15圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的LUT#6的產(chǎn)生；圖16圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的第二色域壓縮處理；圖17是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用以執(zhí)行第二色域壓縮處理的LUT產(chǎn)生處理的流程圖；圖18圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用以產(chǎn)生色階的更新處理；圖19A-19C圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的D值設(shè)置二維表；和圖20圖示了各種設(shè)備的色域。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了執(zhí)行色域壓縮的視頻編輯系統(tǒng)。圖1的視頻編輯系統(tǒng)編輯來自各種源的視頻，將已編輯的視頻輸出到預(yù)定的輸出設(shè)備并且創(chuàng)建介質(zhì)。顏色管理系統(tǒng)(CMS’S)57、59、62、63、64和65的每一個都包括下文將要論述的色域壓縮設(shè)備1或31，并且執(zhí)行預(yù)定的色域壓縮。
圖1的視頻源51到54表示作為視頻信號源的各種設(shè)備之一。例如，視頻源51到54可以是數(shù)碼相機(jī)、膠片掃描儀、計(jì)算機(jī)圖形設(shè)備、和電視電影設(shè)備之一。通過視頻源51到54獲得的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)可以直接提供給編輯系統(tǒng)56或經(jīng)由介質(zhì)/服務(wù)器系統(tǒng)55提供給編輯系統(tǒng)56。
為了使監(jiān)視器58顯示在介質(zhì)/服務(wù)器系統(tǒng)55上存儲的視頻數(shù)據(jù)，該視頻數(shù)據(jù)是由CMS57壓縮的色域并且然后提供給監(jiān)視器58。在這個情況中，色域壓縮的執(zhí)行方式如下使得在只有每個視頻源52、53、和54才有的色域中的視頻匹配監(jiān)視器58的色域。
編輯系統(tǒng)56對視頻源提供的視頻數(shù)據(jù)執(zhí)行各種編輯處理并且將編輯結(jié)果存儲到主介質(zhì)(master medium)。例如，通過編輯處理創(chuàng)建數(shù)據(jù)流而作為視頻內(nèi)容。從而創(chuàng)建視頻內(nèi)容的主介質(zhì)。
監(jiān)視器60在預(yù)編輯階段、編輯中間階段、以及后編輯階段中的每個時間點(diǎn)監(jiān)視視頻。CMS59執(zhí)行色域壓縮，從而將在編輯系統(tǒng)56中使用的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能夠在監(jiān)視器60上重現(xiàn)的色域中的視頻數(shù)據(jù)，并且將已轉(zhuǎn)換的視頻數(shù)據(jù)提供給監(jiān)視器60。
存儲在主介質(zhì)61上的視頻數(shù)據(jù)可以從各種輸出設(shè)備輸出或存儲在各種介質(zhì)上。
輸出設(shè)備66和67的每一個可以是投影儀、LCD顯示設(shè)置、膠片錄制器、和電視設(shè)備中的一種。輸出設(shè)備66和67不僅可以是運(yùn)動圖像顯示設(shè)備和記錄設(shè)備而且可以是打印機(jī)設(shè)備。
介質(zhì)68和69的每一個可以是諸如數(shù)字通用盤(DVD)和藍(lán)光盤、磁帶介質(zhì)、硬盤驅(qū)動器(HDD)、和固態(tài)存儲介質(zhì)之類的封裝介質(zhì)(package medium)之一。
當(dāng)存儲在主介質(zhì)61上的視頻數(shù)據(jù)被輸出到用于顯示或打印的輸出設(shè)備66和67時，CMS62和CMS63根據(jù)輸出設(shè)備66和67執(zhí)行色域轉(zhuǎn)換。
當(dāng)在主介質(zhì)61上記錄的視頻數(shù)據(jù)被記錄到介質(zhì)68和69時，CMS64和65執(zhí)行色域壓縮。
利用圖1的系統(tǒng)以這種方式執(zhí)行的色域壓縮，執(zhí)行適于每個監(jiān)視器或輸出設(shè)備的顏色重現(xiàn)。視頻數(shù)據(jù)被記錄在適合的顏色重現(xiàn)狀態(tài)中。特別地，當(dāng)響應(yīng)輸出設(shè)備66和67以及介質(zhì)68和69中的每一個執(zhí)行色域壓縮時，單個主介質(zhì)61提供與每個輸出設(shè)備的色域匹配的視頻數(shù)據(jù)。
圖2A和2B概括地圖示了本發(fā)明一個實(shí)施例的色域壓縮設(shè)備1和31。圖2A的色域壓縮設(shè)備1包括LUT生成器2，用于產(chǎn)生下文將要論述的色域壓縮處理的三維(3D)LUT；和顏色轉(zhuǎn)換器3，用于使用LUT將作為輸入視頻信號的RGB信號值轉(zhuǎn)換成輸出RGB信號值。
圖2A的色域壓縮設(shè)備1可以被應(yīng)用于圖1所示的CMS57、59、62、63、64、和65的每一個。
如圖2B所示，LUT生成器30產(chǎn)生用于色域壓縮處理的LUT。將所產(chǎn)生的LUT提供給色域壓縮設(shè)備31。該色域壓縮設(shè)備31包括用于使用LUT將作為輸入視頻信號的RGB信號值轉(zhuǎn)換成輸出RGB信號值的顏色轉(zhuǎn)換器32。顏色轉(zhuǎn)換器32存儲由LUT生成器30產(chǎn)生的LUT并且通過參考LUT執(zhí)行顏色轉(zhuǎn)換。
外接于色域壓縮設(shè)備31的LUT生成器30是根據(jù)LUT發(fā)生程序來產(chǎn)生LUT的通用圖像處理裝置、或者生成用于色域壓縮的LUT的專用程序?？梢栽谕ㄐ盘幚碇袑⑺a(chǎn)生的LUT傳送到色域壓縮設(shè)備31。LUT生成器30和色域壓縮設(shè)備31可使用有線或無線通信來互相進(jìn)行通信。由LUT生成器30生成的已產(chǎn)生的LUT被存儲于預(yù)定的記錄介質(zhì)中，然后經(jīng)由記錄介質(zhì)傳遞到色域壓縮設(shè)備31。
例如，圖1的CMS57、69、62、63、64和65的每一個僅包括圖2B的色域壓縮設(shè)備31、或者色域壓縮設(shè)備31和LUT生成器30的組合。
在圖2A和2B的每個情況中，色域壓縮設(shè)備1(色域壓縮設(shè)備31)包括顏色轉(zhuǎn)換器3(顏色轉(zhuǎn)換器32)，其用于獲取從第一色域中的顏色數(shù)據(jù)值獲得第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值的LUT、并且通過參考該LUT響應(yīng)第一色域中的輸入視頻數(shù)據(jù)而輸出第二色域中的視頻數(shù)據(jù)。
當(dāng)通過剪輯處理中的預(yù)定壓縮計(jì)算將包含在第一色域中而沒有包含在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換成在第二色域中包含的顏色數(shù)據(jù)值時，LUT將第一色域中的顏色數(shù)據(jù)映射到第二色域中的顏色數(shù)據(jù)。在壓縮之后具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)值通過色階處理而變得在第二色域中不同。LUT包括將第一色域中的第一顏色數(shù)據(jù)值映射到第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值的表數(shù)據(jù)。
利用LUT生成器2或LUT生成器30產(chǎn)生的LUT，顏色轉(zhuǎn)換器3和32的每一個簡單參考輸出RGB數(shù)據(jù)對輸入RGB數(shù)據(jù)的響應(yīng)的LUT。以這種方式，使用保持色階的剪輯技術(shù)來執(zhí)行色域壓縮。
下文參考圖3A來描述色域壓縮設(shè)備1的結(jié)構(gòu)。
色域壓縮設(shè)備1包括運(yùn)算單元10、色域數(shù)據(jù)庫11、存儲器12、輸入單元14、和輸出單元15。
運(yùn)算單元10作為圖2A的LUT生成器2和顏色轉(zhuǎn)換器3來執(zhí)行一個運(yùn)算處理。
色域數(shù)據(jù)庫11存儲與每個設(shè)備的色域有關(guān)的信息。
存儲器12包括諸如只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、和非易失性存儲器。ROM區(qū)域存儲程序和運(yùn)算單元10的運(yùn)算處理的處理系數(shù)。該程序包括定義LUT生成器2的處理操作的LUT生成處理的程序，和使用LUT來定義顏色轉(zhuǎn)換器3的處理的顏色轉(zhuǎn)換處理的程序。存儲器12中的RAM區(qū)域作為運(yùn)算處理的工作區(qū)域。非易失性存儲區(qū)域存儲在運(yùn)算單元10中的LUT生成器2的處理中生成的LUT。
輸入單元14接收進(jìn)行色域壓縮的視頻數(shù)據(jù)。輸入單元14將輸入視頻數(shù)據(jù)的RGB值發(fā)送到運(yùn)算單元10。
輸出單元15輸出由運(yùn)算單元10中的顏色轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換的RGB值的視頻數(shù)據(jù)到諸如監(jiān)視器的外部設(shè)備。
運(yùn)算單元10中的LUT生成器2、顏色轉(zhuǎn)換器3、和存儲器接口13通過使用軟件或硬件來實(shí)現(xiàn)。
LUT生成器2包括作為軟件功能塊的轉(zhuǎn)換器21、色域邊界確定器22、色域壓縮器23、色階生成器24、和存儲控制器25。
轉(zhuǎn)換器21執(zhí)行RGB值、Lab值和LCH值之間的轉(zhuǎn)換處理。
基于下述等式(1)的RGB值來獲得L值(亮度值)、值a、和值bXYZ=MRGB]]>L＝116(Y/Yn)1/3-16a＝500{(X/Xn)1/3-(Y/Yn)1/3}b＝200{(Y/Yn)1/3-(Z/Zn)1/3}等式(1)其中Xn、Yn和Zn是光源的三色值，在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光裝置(illuminance)D65的例子中，(Xn，Yn，Zn)＝(95.04，100.00，108.89)。
使用下述等式(2)根據(jù)值a和值b來確定LCH中的C值(色度飽和度)和H值(色調(diào))C=a2+b2]]>H＝arctan(b/a)等式(2)在LUT生成器2的處理中，將RGB值轉(zhuǎn)換成LCH值，將LCH值轉(zhuǎn)換成RGB值。根據(jù)等式(1)和等式(2)，RGB值經(jīng)由Lab值而轉(zhuǎn)換成LCH值。相反地，LCH值通過逆操作而轉(zhuǎn)換成RGB值。
在下文要論述的LUT生成處理中，色域邊界確定器22將輸入色域中的輸入RGB值轉(zhuǎn)換成LCH值，將LCH值轉(zhuǎn)換成輸出RGB值，并然后確定輸出RGB值是否落在輸出色域內(nèi)。
色域壓縮器23在預(yù)定的運(yùn)算處理中對色域邊界確定器22已經(jīng)確定為落在輸出色域之外的輸出RGB值執(zhí)行壓縮操作，使得輸出RGB值落在輸出色域內(nèi)。在一個示例中，執(zhí)行如等式(3)表示的、用CIE定義的ΔE94色差等式的操作。
ΔE*94=(ΔL*kL·sL)2+(ΔC*abkC·sC)2+(ΔH*abkH·sH)2]]>SL＝1SC=1+0.045×C*ab,1·C*ab,2]]>SH=1+0.015×C*ab,1·C*ab,2]]>等式(3)代替了等式(3)，例如等式(4)的另一個色差等式也是可以接受的ΔE*=(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]]>等式(4)色階生成器24處理在色域壓縮器23的壓縮之后變?yōu)橄嗤档亩鄠€顏色數(shù)據(jù)，使得多個顏色數(shù)據(jù)在輸出色域中變?yōu)椴煌闹?。色域邊界確定器22測量每個RGB值的輸出色域的邊界，并且色域壓縮器23壓縮確定為落在輸出色域外的RGB值。這種操作指的是剪輯技術(shù)中的色域壓縮。已經(jīng)經(jīng)歷壓縮操作的多個RGB值可能正巧是相同的，或已壓縮的RGB值和未壓縮的RGB值(換句話說，被確定為落在輸出色域內(nèi)的RGM值)可能正巧相同。為了保持色階，色階生成器24將正巧相同的輸出RGB值修改成不同值。
存儲控制器25在存儲器12中為LUT生成處理保留存儲區(qū)域，生成LUT構(gòu)架，并且重寫數(shù)據(jù)。
如此構(gòu)成的LUT生成器2經(jīng)由存儲器接口13訪問色域數(shù)據(jù)庫11和存儲器12中的一個。
顏色轉(zhuǎn)換器3經(jīng)由存儲器接口13捕獲在LUT生成器2的處理中生成的LUT。顏色轉(zhuǎn)換器3參考LUT而將輸入單元14提供的輸入RGB值轉(zhuǎn)換成輸出RGB值，并將輸出RGB值提供給輸出單元15。
下面描述由如此構(gòu)造的色域壓縮設(shè)備1執(zhí)行色域壓縮處理。
可以在CRT上再現(xiàn)所創(chuàng)建的以便在投影設(shè)備上再現(xiàn)的圖像。投影設(shè)備的色域典型地比CRT的色域?qū)?，CRT的色域通常定義為RGB或ITU-R709。
投影設(shè)備的色域是第一色域，即色域壓縮處理中的輸入色域。CRT的色域是第二色域，即色域壓縮處理中的輸出色域。
當(dāng)執(zhí)行色域壓縮時，使得所創(chuàng)建的、以便在投影設(shè)備上再現(xiàn)的圖像可以在CRT上真實(shí)地再現(xiàn)，壓縮包含在輸入色域(投影設(shè)備的色域)中而沒有包含在輸出色域(CRT的色域)中的可重現(xiàn)顏色，使得顏色可再現(xiàn)于CRT上。
在色域壓縮處理的流程中，輸入色域中的可再現(xiàn)顏色被映射到不依賴于設(shè)備CIELAB顏色空間。在不依賴于設(shè)備CIELAB顏色空間中的映射在CRT色域外部的顏色被壓縮成CRT色域內(nèi)的顏色。
執(zhí)行色差等式(3)和(4)之一的操作作為壓縮處理。為壓縮具有最小色差的顏色，考慮到在CIELAB顏色空間中的非線性而使用色差等式(如等式(4))作為ΔE94色差等式是有效的。
多種顏色將被壓縮成相同的顏色。由于被顯示出的這些顏色與再現(xiàn)設(shè)備(如CRT)上的顏色相同，色階消失。為了克服該缺點(diǎn)，本實(shí)施例修改顏色數(shù)據(jù)，從而增強(qiáng)在壓縮之前具有最大差異的顏色分量或?qū)傩浴?br> 顏色分量指R、G、或B值的其中之一，以及屬性指L、C、和H值的其中之一，作為人類視覺的三個屬性。
參考圖4，下面描述本實(shí)施例的原理。
如圖4所示，輸入RGB值是包含在輸入色域中的兩種顏色I(xiàn)和II。顏色I(xiàn)和II被壓縮成包含在輸出色域中的顏色I(xiàn)’和II’。如圖4所示，步驟S1-1至S1-11指用于顏色I(xiàn)的壓縮處理流程，步驟S2-1至S2-11指用于顏色I(xiàn)I的壓縮處理流程。
獲取輸入色域中的每個顏色I(xiàn)和II作為將被壓縮成輸出色域的目標(biāo)(步驟S1-1和步驟S2-1)。
將作為RGB值的顏色I(xiàn)轉(zhuǎn)換為LCH值(步驟S1-2)。將作為RGB值的顏色I(xiàn)I轉(zhuǎn)換為LCH值(步驟S2-2)。
作為顏色I(xiàn)轉(zhuǎn)換為LCH值的結(jié)果，L值、C值、H值分別是50、50、和10(步驟S1-3)。作為將顏色I(xiàn)I轉(zhuǎn)換為LCH值的結(jié)果，L值、C值、H值分別是50、50、和11(步驟S2-3)。
根據(jù)上面等式(3)來壓縮每個顏色I(xiàn)和II的LCH值(步驟S1-4和S2-4)。
作為壓縮操作的結(jié)果，顏色I(xiàn)的L值、C值、H值分別是49、49、和10(步驟S1-5)。作為壓縮操作的結(jié)果，顏色I(xiàn)I的L值、C值、和H值分別是49、49、和10(步驟S2-5)。更明確地，顏色I(xiàn)和II壓縮為輸出色域?qū)е螺敵錾蛑械南嗤伾?。這意味著在輸出色域中色階消失。
現(xiàn)在開始增進(jìn)色階的處理。識別壓縮前的LCH值(步驟S1-3和S2-3)以從其他屬性中檢測引起最大差異的屬性，以及修改壓縮前的LCH值以增強(qiáng)屬性差異(步驟S1-6和S2-6)。
由于從壓縮前的LCH值(步驟S1-3和S2-3)中的H值中發(fā)現(xiàn)最大差異，未壓縮的LCH值被修改來增強(qiáng)H值差異。結(jié)果，顏色I(xiàn)的未壓縮LCH值被修改為50、50、和9(步驟S1-7)，以及顏色I(xiàn)I的未壓縮LCH值被修改為50、50、和12(步驟S2-7)。
已修改的顏色I(xiàn)和II的LCH值再次被壓縮(步驟S1-8和S2-8)。
作為壓縮操作的結(jié)果，顏色I(xiàn)的L值、C值、和H值分別變成49、49和9(步驟S1-9)。顏色I(xiàn)I的L值、C值、和H值分別是49、49、和11(步驟S2-9)。更具體地，顏色I(xiàn)和II在輸出色域中被壓縮為不同的顏色。這意味著顏色I(xiàn)和II的顏色色階仍舊保留在輸出色域中。
將顏色I(xiàn)和II的已壓縮LCH值轉(zhuǎn)換為各個RGB值(步驟S1-10和S2-10)。
已轉(zhuǎn)換的RGB值是輸出RGB值，即，作為壓縮處理的結(jié)果而獲得的顏色I(xiàn)’和II’(步驟S1-11和S2-11)。
這里隨著RGB值轉(zhuǎn)換為LCH值，執(zhí)行壓縮處理?？蛇x擇地，可以對Lab值執(zhí)行壓縮處理。增強(qiáng)顏色屬性差異，作為LCH值?？蛇x擇地，可以增強(qiáng)Lab值中的差異或增強(qiáng)顏色分量(RGB值)中的差異。重要的是顏色I(xiàn)’和II’的輸出RGB值是不同的。
如從圖4中的顏色I(xiàn)和顏色I(xiàn)I理解，本實(shí)施例的色域壓縮處理是基于如下原理輸入色域中在壓縮之后具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)利用提供最大差異被增強(qiáng)的顏色分量或顏色屬性，而被設(shè)置成不同于壓縮之前的顏色分量或顏色屬性。
為了使多個顏色數(shù)據(jù)的值不同，利用其已修改的壓縮值對具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)執(zhí)行壓縮處理。從而已壓縮的顏色數(shù)據(jù)值變得不同。
下文描述基于這種原理的色域壓縮處理的具體例子。
圖5示出了由圖3的LUT生成器2(或圖2B的LUT生成器30)執(zhí)行的LUT生成處理。顏色轉(zhuǎn)換器3(圖2B的顏色轉(zhuǎn)換器32)使用在LUT生成處理中生成的LUT將輸入RGB值轉(zhuǎn)換成輸出RGB值。從而執(zhí)行上面提及的色域壓縮處理。
下文參考圖5來描述LUT生成器2所執(zhí)行的處理。圖5的步驟F101至F116由LUT生成器2來執(zhí)行。使用如下面的LUT生成器2的內(nèi)部功能來執(zhí)行各個步驟。
步驟F101和F202由存儲控制器25在其存儲訪問功能中執(zhí)行。
步驟F103、F104和F116由轉(zhuǎn)換器21在其轉(zhuǎn)換功能中和由存儲控制器25在其存儲訪問功能中執(zhí)行。
步驟F105、F106、F107和F108由色域邊界確定器22在其確定功能中和由存儲控制器25在其存儲訪問功能中執(zhí)行。
步驟F109由色域壓縮器23在其壓縮計(jì)算功能中和由存儲控制器25在其存儲訪問功能中執(zhí)行。
步驟F110、F111、F112、F113、F114、和F115由色階生成器24在其色階生成功能中和由存儲控制器25在其存儲訪問功能中執(zhí)行。
在圖5的處理中，在步驟F101中，LUT生成器2從色域數(shù)據(jù)庫11獲得輸入色域中的數(shù)據(jù)和輸出色域中的數(shù)據(jù)。例如，LUT生成器2獲得投影設(shè)備的色域作為輸入色域、CRT的色域作為輸出色域，例如，ITU-R709標(biāo)準(zhǔn)的色域。
然后，在步驟F102中，LUT生成器2在存儲器12的RAM區(qū)域中創(chuàng)建三維LUT(下文稱作為3DLUT)的構(gòu)架。當(dāng)6個3DLUT(即，如圖6所示的LUT#1、…、LUT#6)具有相同構(gòu)架時，LUT生成器2確定作為3DLUT的片段數(shù)量。每個3DLUT對應(yīng)于輸入色域的RGB值。三維LUT具有作為輸入R值、輸入G值、和輸入B值的軸。
3DLUT的片段數(shù)量可以根據(jù)系統(tǒng)來確定，例如，可以是9×9×9、17×17×17、33×33×33、等等。圖6示出了9×9×9的3DLUT構(gòu)架。每個陣點(diǎn)表示表格數(shù)據(jù)的輸入點(diǎn)。3DLUT對于輸入R值、輸入G值、和輸入B值的每一個都具有9個陣點(diǎn)，即總共有729個陣點(diǎn)。
在步驟F103中，LUT生成器2將輸入色域中的所有RGB值(輸入RGB值)轉(zhuǎn)換成LCH值，并且將該LCH值輸入到LUT#1中的陣點(diǎn)。
圖7示出了表示已經(jīng)響應(yīng)輸入RGB值而接收LCH值的LUT#1的陣點(diǎn)的小圓圈。
在步驟F104，位于LUT#1的陣點(diǎn)上的LCH值被轉(zhuǎn)換成輸出色域中的RGB值，輸出色域中的RGB值被輸入到LUT#2的陣點(diǎn)。如圖8所示，用小圓圈表示的陣點(diǎn)上的LCH值被轉(zhuǎn)換成輸出色域中的RGB值，并且輸出色域中的RGB值被輸入到LUT#2上的用各個實(shí)心小黑圈表示的陣點(diǎn)。
LUT生成器2并行執(zhí)行步驟F105和F107中的處理。更具體地，在步驟F105，LUT生成器2提取其RGB值落在與LUT#2的陣點(diǎn)的RGB值相關(guān)的輸出色域范圍內(nèi)的陣點(diǎn)。在步驟F107，LUT生成器2提取其RGB值落在輸出色域范圍之外的陣點(diǎn)。
如果R值、G值和B值都落入在范圍0.0至1.0內(nèi)，則那些RGB值被確定為落在輸出色域范圍內(nèi)。如果R值、G值和B值的任何一個落在范圍0.0至1.0之外，則RGB值被確定為落在輸出色域范圍之外。
對陣點(diǎn)上的每個RGB值執(zhí)行輸出色域的范圍內(nèi)/范圍外的確定。如圖9A和9B所示，根據(jù)RGB是落在輸出色域范圍之內(nèi)還是輸出色域范圍之外來確定該陣點(diǎn)。如圖9A和9B所示，(x，y，z)表示R、G、和B軸中的3DLUT的陣點(diǎn)。例如，輸入到圖9A的LUT#2上的用(x0，y0，z0)、(x0，y1，z0)、……(xa，yb，zc)表示的陣點(diǎn)中的RGB值被認(rèn)為落在輸出色域的范圍之內(nèi)。例如，輸入到圖9B的LUT#2上的用(x1，y0，z0)、(x0，y3，z1)、……(xd，ye，zf)表示的陣點(diǎn)中的RGB值被確定為落在輸出色域的范圍之外。
在步驟F105中，LUT生成器2提取具有如圖9A所示的、落在輸出色域范圍內(nèi)的RGB值的陣點(diǎn)。在步驟F106，LUT生成器2將被輸入到與所提取的LUT#2的陣點(diǎn)對應(yīng)的LUT#1的陣點(diǎn)中的LCH值，輸入到LUT#3對應(yīng)陣點(diǎn)。
如圖9A所示，LUT#2的陣點(diǎn)(x0，y0，z0)、(x0，y1，z0)、……、(xa，yb，zc)的RGB值落在輸出色域范圍之內(nèi)。輸入到LUT#1的陣點(diǎn)(x0，y0，z0)、(x0，y1，z0)、……、(xa，yb，zc)的LCH值被輸入到LUT#3的陣點(diǎn)(x0，y0，z0)、(x0，y1，z0)、……、(xa，yb，zc)。
例如，記錄在LUT#1上的LCH值被寫入在圖10中用小圓圈表示的LUT#3的陣點(diǎn)中，該陣點(diǎn)對應(yīng)于其RGB值落LUT#2中的輸出色域范圍內(nèi)的陣點(diǎn)。如圖10所示，沒有小圓圈的陣點(diǎn)指的是在其上沒有寫入LCH值的空陣點(diǎn)。
在步驟F107中，LUT生成器2提取如圖9B所示的、RGB值落在輸出色域范圍外的陣點(diǎn)。在步驟F108，LUT生成器2將被輸入到與所提取的LUT#2的陣點(diǎn)對應(yīng)的LUT#1的陣點(diǎn)的LCH值輸入到LUT#4的對應(yīng)陣點(diǎn)中。
更具體地，如圖9B所示，LUT#2的陣點(diǎn)(x1，y0，z0)、(x0，y3，z1)、……、(xd，ye，zf)的RGB值落在輸出色域范圍之外。輸入到LUT#1的陣點(diǎn)(x1，y0，z0)、(x0，y3，z1)、……、(xd，ye，zf)的LCH值被輸入到LUT#4的陣點(diǎn)(x1，y0，z0)、(x0，y3，z1)、……、(xd，ye，zf)中。
例如，記錄在LUT#1上的LCH值被寫入到圖11A中用小圓圈表示的LUT#4的陣點(diǎn)中，該陣點(diǎn)對應(yīng)于RGB值落在LUT#2中的輸出色域范圍外的陣點(diǎn)。如圖11A所示，沒有小圓圈的陣點(diǎn)指的是在其上沒有寫入LCH值的空陣點(diǎn)。
在圖10的LUT#3中用小圓圈表示的具有LCH值的陣點(diǎn)變?yōu)閳D11A的LUT#4中的空陣點(diǎn)。在圖11A的LUT#4上用小圓圈表示的具有LCH值的陣點(diǎn)變?yōu)閳D10的LUT#3中的空陣點(diǎn)。
輸入到圖10的LUT#3中的LCH值具有落在輸出色域范圍內(nèi)的輸入RGB值，即，對應(yīng)于剪輯技術(shù)中無需色域壓縮的顏色。
輸入到圖11A的LUT#4中的LCH值落在輸出色域范圍外，并對應(yīng)于需要色域壓縮的顏色。
在步驟F109，LUT生成器2對輸入到圖11A的LUT#4的陣點(diǎn)位置上的顏色執(zhí)行壓縮處理。例如，使用等式(4)表示的運(yùn)算運(yùn)算壓縮輸入到LUT#4的LCH值。已壓縮的LCH值重寫在LUT#4的陣點(diǎn)上。圖11B的每個實(shí)心黑正方形表示這樣的已壓縮的LCH值。換句話說，用圖11A的圓圈表示的LCH值被壓縮，而已壓縮的LCH值重寫用圖11B中的實(shí)心黑正方形表示的未壓縮LCH值。
步驟F105至F109之后，LUT生成器2將圖10的LUT#3和圖11B狀態(tài)中的LUT#4組合，從而生成圖12的LUT#5。更具體地，在LUT#3上寫入的LCH值和在LUT#4上寫入的LCH值被寫入在LUT#5的陣點(diǎn)上。結(jié)果，LUT#5包括未進(jìn)行壓縮的LCH值和已壓縮的LCH值二者。
在步驟F111中，從寫入在LUT#5上的LCH值中搜索具有相同LCH值的陣點(diǎn)，然后進(jìn)行分組。
如前面所述，壓縮處理的結(jié)果使兩個不同的LCH值變?yōu)橄嗤闹怠４送?，已壓縮的LCH值等于另一個未壓縮的LCH值。在步驟F111中，搜索這種彼此相等的LCH值。
如果找到了具有相同LCH值的陣點(diǎn)，處理從步驟F112前進(jìn)到步驟F113。具有相同LCH值的陣點(diǎn)被分組在一起。圖13示出了搜索結(jié)果，其中LUT#5上具有相同LCH值的陣點(diǎn)被列為GP1、GP2、……。例如，由于在LUT#5上的陣點(diǎn)(xa，yb，zc)上存儲的LCH值等于在陣點(diǎn)(xa+1，yb，zc)上存儲的LCH值，因此陣點(diǎn)(xa，yb，zc)和(xa+1，yb，zc)被分組在一起作為組GP1。
在圖13的分組處理之后，在步驟F114中，LUT生成器2搜索與每個組中的多個陣點(diǎn)對應(yīng)的未壓縮LCH值，即，為組GP1、GP2、……的每一個在LUT#的相應(yīng)陣點(diǎn)上存儲的LCH值。例如，對于組GP1，位于LUT#1上的陣點(diǎn)(xa，yb，zc)上的LCH值和位于陣點(diǎn)(xa+1，yb，zc)的LCH值被讀取。
在步驟F115，從LUT#1讀取的多個LCH值被更新以增強(qiáng)它們之間的最大差異，并且更新的LCH值重寫LUT#1。
圖14示意性圖示出了該處理?，F(xiàn)在圖14A和14B的LUT#5上的用組GPn表示的兩個陣點(diǎn)可以被分組在一起。
在LUT#1的相應(yīng)兩個陣點(diǎn)上的LCH值被讀取。為了確定具有最大差異的一個陣點(diǎn)，將兩個陣點(diǎn)上的LCH值進(jìn)行比較，L值與L值比較，C值和C值比較，以及H值和H值比較。例如，位于LUT#1的一個陣點(diǎn)上的LCH值為L值＝50、C值＝50、和H值＝10。位于LUT#1的另一個陣點(diǎn)上的LCH值為L值＝50、C值＝50、和H值＝11。在兩組LCH值之間，H值提供了最大的差異。
兩個顏色最初提供了H值中的特征差異。LCH值被更新以增強(qiáng)該差異。更具體地，在一組LCH值上執(zhí)行H＝H+D的操作，在另一組LCH值上執(zhí)行H＝H-D的操作。值D增強(qiáng)了屬性中的差異。下文將描述該D值。
通過增強(qiáng)H值中的差異，一組LCH值(L值＝50、C值＝50、H值＝10)被修改成L值＝50、C值＝50、H值＝9，而另一組LCH值(L值＝50、C值＝50、H值＝11)被修改成L值＝50、C值＝50、H值＝12。所修改的值LCH重寫在LUT#1上，如兩個同心圓所表示的。
H值在這里被修改。如果L值提供了組內(nèi)多個陣點(diǎn)之間的最大差異，則L值被修改。如果C值提供了該最大差異，則C值被修改。當(dāng)L值被修改時，一組LCH值的結(jié)果是L＝L+D，而另一組LCH值的結(jié)果是L＝L-D。當(dāng)V值被修改時，一組LCH值的結(jié)果是C＝C+D，而另一組LCH值的結(jié)果是C＝C-D。
當(dāng)在步驟F115中修改了LUT#1的LCH值時，處理返回到步驟F104以重復(fù)上述處理。
關(guān)于在壓縮處理之后具有相同LCH值的陣點(diǎn)，修改未壓縮的LCH值，使得顏色中的差異增強(qiáng)，而重復(fù)步驟F104和隨后的步驟。在步驟F111中，陣點(diǎn)現(xiàn)在可能具有不同的值。換句話說，作為首次壓縮結(jié)果經(jīng)受色階失敗的顏色可以具有下一個色階。
然而，從輸入色域和輸出色域之間的關(guān)系來看，重復(fù)的處理不必使所有陣點(diǎn)的LCH值不同。基于具有相同LCH值的某些陣點(diǎn)可以保留在LUT#5上的前提，步驟F104到步驟F115重復(fù)處理的次數(shù)可以限制在一定的數(shù)量。
如果在步驟F112確定相同的LCH值不存在于LUT#5上的陣點(diǎn)中，處理前進(jìn)到步驟F216。這時在LUT#5的陣點(diǎn)上存儲的LCH值被轉(zhuǎn)換成輸出RGB值，并且輸出的RGB值被寫入LUT#6上的對應(yīng)陣點(diǎn)中。圖15圖示了所寫入的用實(shí)心的黑色三角形表示的輸出RGB值，該輸出RGB值從T#5的陣點(diǎn)上的LCH值轉(zhuǎn)換而來。
LUT#6是由LUT生成器2最后創(chuàng)建的3DLUT，即，提供給顏色轉(zhuǎn)換器3以使用在實(shí)際視頻數(shù)據(jù)的色域壓縮處理中的3DLUT。
一旦在步驟F116完成LUT#6，LUT生成器2通過將LUT#6寫入存儲器12中的非易失性區(qū)域來結(jié)束LUT生成處理。隨后在任何方便的時候可以將LUT#6提供給顏色轉(zhuǎn)換器3。
當(dāng)顏色轉(zhuǎn)換器3對輸入視頻數(shù)據(jù)執(zhí)行色域壓縮處理時，輸入視頻數(shù)據(jù)的R值、G值、和B值指定LUT#6的單個陣點(diǎn)。由于輸出RGB值被存儲在陣點(diǎn)中，顏色轉(zhuǎn)換器3讀取輸出RGB值并且輸出該RGB值作為色域壓縮值。
寫入LUT#6陣點(diǎn)上的由實(shí)心的黑色三角形標(biāo)記表示的輸出RGB是從不同的LCH值轉(zhuǎn)換的RGB值，從而彼此是不同的。盡管色域壓縮設(shè)備1基于剪輯技術(shù)執(zhí)行該色域壓縮處理，但是色階被保持。當(dāng)顏色色階被保持時，通過重現(xiàn)未壓縮的顏色來執(zhí)行真實(shí)再現(xiàn)。從而執(zhí)行了極好的色域壓縮。
由于LUT#6上的所有輸出值不同，所有LUT被有效地使用，換句話說，沒有浪費(fèi)其尺寸。
利用轉(zhuǎn)換成LCH值的輸入RGB值來執(zhí)行壓縮處理?？蛇x擇地，可以基于Lab值上執(zhí)行該壓縮處理。
在圖2B的配置中，LUT生成器30在圖5的處理中生成3DLUT，并且該3DLUT被傳送到色域壓縮設(shè)備31中的顏色轉(zhuǎn)換器32。從而色域壓縮設(shè)備31提供和上述色域壓縮處理相同的優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)在描述第二色域壓縮處理。
圖16示出了第二色域壓縮處理的原理。如圖4的處理中，壓縮操作是對作為輸入RGB值的包含在輸入色域中的兩種輸入顏色I(xiàn)和II執(zhí)行的，從而輸入顏色I(xiàn)和II被轉(zhuǎn)換成包含在輸出色域中的顏色I(xiàn)’和II’。步驟S1-1至S1-5和步驟S2-1至S2-5與圖4的那些步驟相同，這里省略對其的說明。第二色域壓縮處理的原理在步驟S1-21至S1-24和步驟S2-21至S2-24中不同于圖4的處理。
當(dāng)對顏色I(xiàn)和II上執(zhí)行壓縮操作時，顏色I(xiàn)的L值、C值、和H值變?yōu)?9、49、和10，而顏色I(xiàn)I的L值、C值、和H值也變?yōu)?9、49、和10。換句話說，當(dāng)執(zhí)行壓縮操作以包含輸出色域中的顏色I(xiàn)和II上時，在輸出色域中導(dǎo)致相同的顏色。在這種狀態(tài)中，顏色色階在輸出色域中消失。
在第一色域壓縮處理中，未壓縮的LCH值被修改，再次重復(fù)壓縮操作。在第二色域壓縮處理中，壓縮的LCH值被修改以提供色階(步驟S1-21和S2-21)。
在這個例子中，識別在壓縮被之后變得彼此相等的LCH值的未壓縮值(步驟S1-3和S2-3)，并檢測顏色屬性之中具有最大差異的屬性。這個處理步驟和第一色域壓縮處理的所述步驟等同。然而，已壓縮的LCH值被修改以增強(qiáng)第二色域壓縮處理中的差異。
例如，在未壓縮的LCH值的H值中找到最大差異(步驟S1-3和S2-3)。未壓縮的LCH值被修改以增強(qiáng)H值差異。結(jié)果，顏色I(xiàn)的已壓縮LCH值被修改成49、49、和9，而顏色I(xiàn)I的已壓縮LCH值被修改成49、49、和12(步驟S1-22和S2-23)。
顏色I(xiàn)和II的已壓縮LCH值被轉(zhuǎn)換成RGB值(步驟S1-23和S2-23)。
已轉(zhuǎn)換的RGB值(即，輸出RGB值)是通過壓縮操作轉(zhuǎn)換的顏色I(xiàn)’和II’(步驟S1-24和S2-24)。
同樣在第二色域壓縮處理中，可以對Lab值執(zhí)行壓縮操作而不是對從RGB值轉(zhuǎn)換來的LCH值執(zhí)行壓縮操作。顏色屬性差異隨著LCH值而增強(qiáng)。可選地，Lab值中的差異可以被增強(qiáng)或顏色分量(RGB值)中的差異可以被被增強(qiáng)。重要的是顏色I(xiàn)’和II’的輸出RGB值不同。
如從圖16的顏色I(xiàn)和顏色I(xiàn)I中所理解，本發(fā)明的色域壓縮處理是基于以下原理輸入色域中在壓縮之后值變?yōu)橄嗤亩鄠€顏色數(shù)據(jù)利用提供最大差異被增強(qiáng)的顏色分量或顏色屬性，而被設(shè)置成不同于壓縮之前增強(qiáng)的顏色分量或顏色屬性。
為了使多個顏色數(shù)據(jù)的值不同，利用已修改的壓縮值對具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)執(zhí)行壓縮處理。從而已壓縮的顏色數(shù)據(jù)值變得不同。
下面參考圖17具體描述第二色域壓縮處理。
圖17的步驟F201至F217由LUY發(fā)生器2來執(zhí)行。各個步驟通過使用如下文的LUT生成器2的內(nèi)部功能來執(zhí)行。
步驟F201和F202由存儲控制器25在其存儲訪問功能中執(zhí)行。
步驟F203、F204和F217由轉(zhuǎn)換器21在其轉(zhuǎn)換功能中和由存儲控制器25在其存儲訪問功能中執(zhí)行。
步驟F205、F206、F207、和F208由色域邊界確定器22在其確定功能中和由存儲控制器25在其存儲訪問功能中執(zhí)行。
步驟F209由色域壓縮器23在其壓縮計(jì)算功能中和由存儲控制器25在其存儲訪問功能中執(zhí)行。
步驟F210、F211、F212、F213、F214、F215、和F216由色階生成器24在其色階生成功能中和由存儲控制器25在其存儲訪問功能中執(zhí)行。
如圖17所示，步驟F201至F214和F217分別和圖5的步驟F101至F114和F116相同，在這里省略對其的描述。
在步驟F213中，在圖17的LUT生成處理中執(zhí)行如圖13所示的分組操作。LUT生成器2搜索與組中的多個陣點(diǎn)對應(yīng)的未壓縮LCH值，即在步驟F214中在LUT#1的相應(yīng)陣點(diǎn)中存儲的LCH值。在組GP1中，例如，LUT#1上位于陣點(diǎn)(xa，yb，zc)的LCH值和位于陣點(diǎn)(xa+1，yb，zc)的LCH值被讀取。
在步驟F215中，確定從LUT#1讀取的多個LCH值之中的具有最大差異的值。在步驟F216中，LUT#5的LCH值被修改，使得該值的最大差異被增強(qiáng)，并且修改的LCH值重寫LUT#5。
圖18示意性圖示了上述處理。通過步驟F213，圖18的LUT#5中用組GPn表示的兩個陣點(diǎn)被分組在一起。
位于LUT#1的該相同兩個陣點(diǎn)上的LCH值被讀取。位于兩個陣點(diǎn)上的LCH值進(jìn)行比較，L值和L值比較，C值和C值比較，H值和H值比較。確定具有最大差異的值。例如，位于LUT#1的一個陣點(diǎn)上的LCH值為L值＝50、C值＝50、和H值＝10。位于LUT#1的另一個陣點(diǎn)上的LCH值為L值＝50、C值＝50、和H值＝11。在兩組LCH值之間，H值提供了最大的差異。
兩個顏色初始提供了H值中的特征差異。LCH值被更新以增強(qiáng)LUT#5上的差異。
更具體地，在一組LCH值上執(zhí)行H＝H+D的操作，而在另一組LCH值上執(zhí)行H＝H-D的操作。值D增強(qiáng)了屬性中的差異。
例如，在LUT#5的組GPn中的兩個陣點(diǎn)上的LCH值是相同的，即，L值＝49、V值＝49、和H值＝10。由于LUT#1上的LCH值提供了LUT#1上的H值的最大差異，在LUT#5的組GPn中的一組LCH值被修改成L值＝49、C值＝49、和H值＝11，而在LUT#5的組GPn中的另一組LCH值被修改成L值＝49、C值＝49、和H值＝9，并將已修改的值LCH重寫在LUT#5上。
H值在這里被修改。如果來自未壓縮的LCH值的L值提供了組內(nèi)多個陣點(diǎn)之間的最大差異，則L值被修改。如果C值提供該最大差異，則C值被修改。
在步驟F216中修改了LUT#5的LCH值之后，處理返回到步驟F211。搜索LUT#5上具有相同LCH值的陣點(diǎn)，并重復(fù)相同的處理。
關(guān)于壓縮操作之后具有相同LCH值的陣點(diǎn)，確定在未壓縮LCH值中提供最大差異的屬性值。然后LUT#5上的已壓縮LCH值被修改，使得它們之間出現(xiàn)差異。通過反復(fù)步驟F211至步驟F216的處理，在步驟F212確定在LUT#5上不存在具有相同LCH值的陣點(diǎn)。
如果在步驟F212確定在LUT#5上不存在具有相同LCH值的陣點(diǎn)，則處理前進(jìn)到步驟F217。這時存儲在LUT#5上的陣點(diǎn)中的LCH值被轉(zhuǎn)換成RGB值，并且作為結(jié)果產(chǎn)生的RGB值被寫入LUT#6上的相應(yīng)陣點(diǎn)中。
LUT#6是由LUT生成器2最后創(chuàng)建的3DLUT，即，提供給顏色轉(zhuǎn)換器3用于在實(shí)際視頻數(shù)據(jù)的色域壓縮處理中使用的3DLUT。
一旦在步驟F217完成LUT#6，LUT生成器2通過將LUT#6寫入存儲器12中的非易失性區(qū)域來結(jié)束LUT生成處理。可以在以后在任何方便時候?qū)UT#6提供給顏色轉(zhuǎn)換器3。
當(dāng)顏色轉(zhuǎn)換器3對輸入視頻數(shù)據(jù)執(zhí)行色域壓縮處理時，輸入視頻數(shù)據(jù)的R值、G值、和B值指定LUT#6的單個陣點(diǎn)。由于輸出RGB值被存儲在陣點(diǎn)中，顏色轉(zhuǎn)換器3讀取輸出RGB值并且輸出該輸出RGB值作為色域壓縮值。
寫入LUT#6的陣點(diǎn)上的輸出RGB是從不同的LCH值轉(zhuǎn)換的RGB值，從而彼此是不同的。盡管色域壓縮設(shè)備1基于剪輯技術(shù)執(zhí)行該色域壓縮處理，但是色階被保持。當(dāng)色階被保持時，利用未壓縮的可重現(xiàn)顏色來執(zhí)行真實(shí)再現(xiàn)。從而執(zhí)行卓越的色域壓縮。
由于LUT#6上的所有值變得不同，LUT被有效地使用。
通過圖5或圖17的處理創(chuàng)建3DLUT(LUT#6)。盡管色域壓縮通過使用剪輯技術(shù)來執(zhí)行，但是色階被保持。當(dāng)在圖5的步驟F115中修改LUT#1上的LCH值(未壓縮的LCH值)時，或當(dāng)在圖17的步驟F216中修改LUT#5上的LCH值(已壓縮的LCH值)時，優(yōu)選地設(shè)置先前描述的D值以保持色階。
當(dāng)LCH值被修改來增強(qiáng)L值中的差異時，如前所述，對一組LCH值執(zhí)行L＝L+D的結(jié)果和對另一組LCH值執(zhí)行L＝L-D的結(jié)果。D值作為壓縮結(jié)果意欲增強(qiáng)在具有相同值的原始屬性中的差異。通過設(shè)置適當(dāng)?shù)腄值，即使在色域壓縮處理之后仍然表達(dá)了初始的色階。
使用D值的增強(qiáng)方法并不限于上述加法和減法操作。如果任何其它方法可以使差異增強(qiáng)，則該方法也可以接受。D值不必是一個固定值。
下文描述確定表示增強(qiáng)程度的D值的方法。
利用顏色分量和顏色屬性來確定增強(qiáng)程度考慮8比特的R值。8比特的R值被稱作為Ri(i＝0-255)。對于255個Ri值的每個，G值和B值是固定的，然后計(jì)算L值、a值、b值、C值、H值。
使Li、ai、bi、Ci、和Hi表示從Ri計(jì)算出的值，而Li、ai、和bi是根據(jù)接下來的等式(5)計(jì)算出來的
XiYiZi=M1RiGB]]>Li＝116(Yi/Yn)1/3-16ai＝500{(Xi/Xn)1/3-(Yi/Yn)1/3}bi＝200{(Yi/Yn)1/3-(Zi/Zn)1/3}i＝0-255(8bit)等式(5)其中Xn、Yn、和Zn是光源的三色值，并且在標(biāo)準(zhǔn)光源D65的情況中，(Xn，Yn，Zn)＝(95.04，100.00，108.89)。
此外，根據(jù)下述等式(6)計(jì)算Ci和HiCi=ai2+bi2]]>Hi＝arctan(bi/ai)等式(6)根據(jù)下面的對Li、ai、bi、Ci和Hi計(jì)算來確定ΔLi、Δai、Δbi、ΔCi和ΔHiΔLi＝|Li-Li-1|Δai＝| ai-ai-1|Δbi＝|bi-bi-1|ΔCi＝|Ci-Ci-1|ΔHi＝|Hi-Hi-1|對于i＝0-255，通過使用從R值確定的ΔLi、Δai、Δbi、ΔCi和ΔHi來創(chuàng)建圖19A的二維表(LUT-i)。
類似地，至于G值，為每個Gi(i＝0-255)通過固定地R值和B值來確定Li、ai、bi、Ci、和Hi，并且進(jìn)一步確定ΔLi、Δai、Δbi、ΔCi和ΔHi。從而創(chuàng)建圖19B的二維表(LUT-ii)。
類似地，至于B值，為每個Bi(i＝0-255)利用固定的R值和G值確定Li、ai、bi、Ci、和Hi，并且進(jìn)一步確定ΔLi、Δai、Δbi、ΔCi和ΔHi。從而創(chuàng)建圖19C的二維表(LUT-iii)。
圖19A的二維表(LUT-i)是用于生成R值中的差異1的D值表。更具體地，LUT-i是指示有多少個L值、a值、b值、C值、和H值的每一個都需要改變以增強(qiáng)R值中的差異的表格數(shù)據(jù)。LUT-i指示作為D值可用的值。
圖19B的二維表(LUT-ii)是用于生成G值中差異1的D值表。圖19C的二維表(LUT-iii)是用于生成B值中差異1的D值表。
使用圖9A、9B和9C中的哪一個二維表來設(shè)置D值是根據(jù)設(shè)計(jì)主題來決定的。
通過色域壓縮步驟中的壓縮處理，D值使變?yōu)橄嗤档亩鄠€顏色產(chǎn)生差異(LUT產(chǎn)生處理)。如果希望差異存在于R值中，則根據(jù)圖19A的二維表(LUT-i)中來確定D值。D值的選擇取決于輸出設(shè)備、視覺特征、輸入視頻數(shù)據(jù)、等等。
D值可以是固定的或變化的。如果希望通過增強(qiáng)R值中的差異來保持色階并且如果D值是固定的，則可以從二維表(LUT-i)中選擇適當(dāng)?shù)腄值。
為了使D值可變，可以在處理期間從二維表(LUT-i)中選擇D值。
基于顏色屬性確定的增強(qiáng)程度如前所述，D值使任何一個屬性值(即，L值、C值、和H值)改變。D值可以根據(jù)要改變的屬性而變化。例如，當(dāng)L值變化時，DL用作L＝L+DL和L＝L-DL。當(dāng)H值變化時，DH值用作H＝H+DH和H＝H-DH。當(dāng)C值變化時，DC值用作C＝C+DC和C＝C-DC。
如DL值，可以選擇圖19A的二維表(LUT-i)中在i＝0到255的范圍內(nèi)的最大ΔL。這同樣適用于DH值和DC值。
當(dāng)使用a值和b值改變顏色數(shù)據(jù)時，Da值可用于對a值執(zhí)行加法和減法操作，Db值用于對b值執(zhí)行加法和減法操作。
基于壓縮源色域(輸入色域)和壓縮目的色域(輸出色域)的組合來確定的增強(qiáng)程度取決于輸入色域和輸出色域的組合的D值是通過響應(yīng)輸入色域和輸出色域的組合來設(shè)置等式(5)的矩陣M1而在二維表上確定的。
基于壓縮目的的色域(輸出色域)確定的增強(qiáng)程度色域是寬還是窄取決于如圖20中所示的設(shè)備。根據(jù)色域的寬度來確定D值。
例如，如果輸出色域和ITU-709一樣窄，則D值設(shè)置為大。如果輸出色域和泛色(film color)一樣寬，則D值設(shè)置為小。
基于3DLUT的陣點(diǎn)確定的增強(qiáng)程度根據(jù)LUT#1和LUT#5的陣點(diǎn)，即，具有變化的LCH值的陣點(diǎn)，從圖19A-19C的二維表中選擇D值。
基于比特長度確定的增強(qiáng)程度在二維LUT中的創(chuàng)建中的變量I是根據(jù)RGB值的比特長度來設(shè)置的。例如，在8比特RGB系統(tǒng)中，i＝0-255，在10比特RGB系統(tǒng)中，i＝0-1024，在12比特RGB系統(tǒng)中，i＝0-4096，以及在16比特RGB系統(tǒng)中，i＝0-65535。創(chuàng)建表示D值的二維表，根據(jù)該二維表中確定D值。
本發(fā)明的一個實(shí)施例的程序由圖5和17的運(yùn)算單元10(LUT生成器2)執(zhí)行。此外，本發(fā)明的另一個實(shí)施例的程序促使顏色轉(zhuǎn)換器3使用由LUT生成器2創(chuàng)建的3DLUT(LUT#6)而對輸入視頻數(shù)據(jù)執(zhí)行色域壓縮處理。
該程序可以存儲在存儲器12的ROM區(qū)域或非易失性區(qū)域。
本發(fā)明的實(shí)施例的程序可以預(yù)先記錄在個人計(jì)算機(jī)、作為記錄介質(zhì)而包括在視頻編輯系統(tǒng)裝置中的硬盤驅(qū)動、或具有CPU的微計(jì)算機(jī)中的ROM上。
本發(fā)明的實(shí)施例的程序還可以臨時或永久地存儲在以下可移動記錄介質(zhì)之一上，包括軟盤、光盤只讀存儲器(CD-ROM)、磁光(MO)盤、數(shù)字通用盤(DVD)、藍(lán)光盤、磁盤、半導(dǎo)體存儲器、和存儲卡。這種可移動的記錄介質(zhì)可以提供在軟件包中。
可以將本發(fā)明的實(shí)施例的程序從可移動的記錄介質(zhì)安裝到個人計(jì)算機(jī)中，或通過諸如局域網(wǎng)(LAN)或因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)而將其從下載頁面下載到個人計(jì)算機(jī)中。
利用本發(fā)明實(shí)施例的程序，容易地實(shí)現(xiàn)了提供上述優(yōu)點(diǎn)的色域壓縮設(shè)備。該色域壓縮設(shè)備可以利用通用的或?qū)Ｓ玫男畔⑻幚硌b置來體現(xiàn)。
存儲程序的程序記錄介質(zhì)有助于方便地提供或分配上述實(shí)施例的色域壓縮設(shè)備。
本領(lǐng)于的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要在所附權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素可出現(xiàn)各種變化、組合、子組合和變更。
權(quán)利要求
1.一種用于將第一色域中的視頻數(shù)據(jù)壓縮成第二色域中的視頻數(shù)據(jù)的色域壓縮方法，包括以下步驟通過預(yù)定的壓縮計(jì)算，將包括在第一色域中而沒有包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值壓縮成包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值；以及以一方式產(chǎn)生色階，使得作為壓縮步驟中的壓縮結(jié)果而具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)變成第二色域中的不同值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的色域壓縮方法，其中所述該色階生成步驟包括通過在壓縮步驟之前增強(qiáng)在其狀態(tài)中存在最大差異的顏色分量和顏色屬性中的一個，使得擴(kuò)大最大差異，而將具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)修改成不同值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的色域壓縮方法，該色階生成步驟包括在壓縮步驟之前，修改在其狀態(tài)中具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)的值，并利用已修改的顏色數(shù)據(jù)來重復(fù)該壓縮步驟，使得顏色數(shù)據(jù)的值在壓縮步驟之后變得不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的色域壓縮方法，其中該色階生成步驟包括在壓縮步驟之后，修改具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)的值，使得顏色數(shù)據(jù)的值變得不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的色域壓縮方法，進(jìn)一步包括通過參考表示第一色域中的顏色數(shù)據(jù)值和第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值之間映射的查找表而將第一色域中的視頻數(shù)據(jù)壓縮成第二色域中的視頻數(shù)據(jù)，其中該查找表通過壓縮步驟和色階生成步驟來獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的色域壓縮方法，進(jìn)一步包括表格生成步驟，用于產(chǎn)生表示第一色域中的顏色數(shù)據(jù)值和第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值之間映射的查找表，該查找表通過壓縮步驟和色階生成步驟來獲得，其中通過參考在表格生成步驟中產(chǎn)生的查找表而將第一色域中的視頻數(shù)據(jù)壓縮成第二色域中的視頻數(shù)據(jù)。
7.一種用于將第一色域中的視頻數(shù)據(jù)壓縮成第二色域中的視頻數(shù)據(jù)的色域壓縮設(shè)備，包括壓縮裝置，通過預(yù)定的壓縮計(jì)算，將包括在第一色域中而沒有包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值壓縮成包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值；以及色階生成裝置，用于產(chǎn)生色階，使得作為壓縮步驟的壓縮結(jié)果而具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)值變成第二色域中的不同值。
8.一種用于將第一色域中的視頻數(shù)據(jù)壓縮成第二色域中的視頻數(shù)據(jù)的色域壓縮設(shè)備，包括壓縮單元，通過預(yù)定的壓縮計(jì)算，將包括在第一色域中而沒有包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值壓縮成包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值；以及色階生成單元，用于產(chǎn)生色階，使得作為壓縮步驟的壓縮結(jié)果而具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)值變成第二色域中的不同值。
全文摘要
一種用于將第一色域中的視頻數(shù)據(jù)壓縮成第二色域中的視頻數(shù)據(jù)的色域壓縮設(shè)備，包括壓縮單元，通過預(yù)定的壓縮計(jì)算，將包括在第一色域中而沒有包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值壓縮成包括在第二色域中的顏色數(shù)據(jù)值；和色階生成單元，用于以一方式產(chǎn)生色階，使得作為壓縮步驟的壓縮結(jié)果而具有相同值的多個顏色數(shù)據(jù)值變成第二色域中的不同值。
文檔編號H04N9/64GK1972368SQ20061017187
公開日2007年5月30日 申請日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者大崎佑紀(jì), 川田教彥 申請人:索尼株式會社