色域映射系統(tǒng)及方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年8月22日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/869,027的優(yōu)先權(quán)，其全部 內(nèi)容通過引用合并到本文中。
[0003] 本申請(qǐng)與2012年12月20日提交的國(guó)際專利申請(qǐng)No.PCT/US2012/07083rW及2012 年12月20日提交的國(guó)際專利申請(qǐng)NO.PCT/US2012/070855相關(guān)，運(yùn)兩個(gè)國(guó)際專利申請(qǐng)的公開 的全部?jī)?nèi)容通過引用合并到本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本公開設(shè)及圖像處理，例如映射。更具體地，本公開設(shè)及色域映射系統(tǒng)及方法。
【附圖說明】
[0005] 該說明書包括附圖，并且附圖構(gòu)成該說明書的一部分，附圖圖示了本公開的一種 或更多種實(shí)施方式，并且與示例實(shí)施方式的描述一起用于說明本公開的原理和實(shí)現(xiàn)方式。
[0006] 圖1A描繪了示例性矩形平滑光譜。
[0007] 圖1B描繪了示例性帶通光譜和帶阻光譜。
[000引圖1C描繪了 ere標(biāo)準(zhǔn)顏色空間內(nèi)不同的示例性標(biāo)準(zhǔn)色域。
[0009] 圖1D描繪了根據(jù)本公開的[I，、，r]顏色空間內(nèi)的示例性標(biāo)準(zhǔn)色域。
[0010] 圖2描繪了根據(jù)先前的公開的顏色的大致矩形表示。
[0011] 圖3描繪了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的色域映射的示例。
[0012] 圖4描繪了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的色域映射方法的圖像處理應(yīng)用。
[001引圖5描繪了示例性色域映射系統(tǒng)。
[0014] 圖6描繪了發(fā)射裝置的示例性色域表示W(wǎng)及投影裝置的示例性色域表示。
[0015] 圖7描繪了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的發(fā)射裝置的白色表示的示例性分?jǐn)?shù)。
[0016] 圖8描繪了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的兩個(gè)平滑光譜的示例。
[0017] 圖9A描繪了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的從參數(shù)化的光譜表示到常規(guī)RGB顏色空間的 變換的示例性方法。
[0018] 圖9B描繪了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的從RGB到光譜參數(shù)的變換的示例性方法。
[0019] 圖10描繪了用于實(shí)現(xiàn)本公開的實(shí)施方式的目標(biāo)硬件的示例性實(shí)施方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 在本公開的第一方面中，描述了一種方法，該方法包括:對(duì)要顯示在顯示裝置上的 目標(biāo)圖像進(jìn)行表征，所述表征包括根據(jù)參數(shù)化坐標(biāo)組來限定目標(biāo)圖像的邊界，該參數(shù)化坐 標(biāo)組至少部分地基于強(qiáng)度參數(shù)、中屯、波長(zhǎng)參數(shù)和飽和度參數(shù);生成所表征的目標(biāo)圖像的至 少一個(gè)像素的色域表示，該色域表示包括設(shè)及該至少一個(gè)像素的飽和度參數(shù)的第一色域比 率W及設(shè)及該至少一個(gè)像素的強(qiáng)度參數(shù)的第二色域比率;使用闊值根據(jù)第一色域比率或第 二色域比率中至少之一來確定該至少一個(gè)像素是否在色域之外；W及如果該至少一個(gè)像素 在色域之外，則相對(duì)于闊值修改第一色域比率或第二色域比率中至少之一w獲得期望值。
[0021] 在本公開的第二方面中，描述了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)換器模塊，其被配置成 接收與在第一顏色空間中限定的第一圖像相關(guān)聯(lián)的第一組參數(shù)，并且被配置成將該第一組 參數(shù)轉(zhuǎn)化成參數(shù)化坐標(biāo)組，該參數(shù)化坐標(biāo)組至少部分地基于強(qiáng)度參數(shù)、中屯、波長(zhǎng)參數(shù)和飽 和度參數(shù);色域計(jì)算模塊，其被配置成根據(jù)參數(shù)化坐標(biāo)組來生成色域表示，該色域表示包括 設(shè)及至少一個(gè)像素的飽和度參數(shù)的第一色域比率W及設(shè)及該至少一個(gè)像素的強(qiáng)度參數(shù)的 第二色域比率；W及色域轉(zhuǎn)換模塊，其被配置成生成在第二顏色空間限定的第二圖像，所述 生成包括使用闊值根據(jù)第一色域比率或第二色域比率中至少之一來確定該至少一個(gè)像素 是否在色域之外，并且如果該至少一個(gè)像素在色域之外，則相對(duì)于闊值修改第一色域比率 或第二色域比率中至少之一W獲得期望值。
[0022] 在本公開的第Ξ方面中，描述了一種方法，該方法包括:對(duì)要顯示在顯示裝置上的 目標(biāo)圖像進(jìn)行表征，所述表征包括用Ξ維來定義平滑光譜數(shù)學(xué)模型，其中，所述Ξ維是強(qiáng)度 參數(shù)、波長(zhǎng)參數(shù)和飽和度參數(shù);基于該平滑光譜數(shù)學(xué)模型來生成所表征的目標(biāo)圖像的至少 一個(gè)像素的色域表示;對(duì)該至少一個(gè)像素的強(qiáng)度參數(shù)、波長(zhǎng)參數(shù)和飽和度參數(shù)中至少之一 進(jìn)行優(yōu)化;將目標(biāo)圖像轉(zhuǎn)換成Ξ色顏色空間。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 如在本文中使用的，短語"色域映射"可W設(shè)及處理方法，運(yùn)些處理方法可W被執(zhí) 行或計(jì)算來實(shí)現(xiàn)不同色域之間精確的顏色轉(zhuǎn)換，例如來自特定相機(jī)的RGB輸出到特定顯示 裝置的RGB輸入的顏色轉(zhuǎn)換。顏色空間是由有一定選擇的參數(shù)所描述的顏色的表示，例如 RGB顏色空間通過Ξ個(gè)變量一紅色、綠色和藍(lán)色一的組合來描述顏色。裝置或處理的色域僅 僅是某一顏色空間內(nèi)的可W由該裝置或處理表示的顏色的總和。一般而言，由于大部分裝 置和處理僅能實(shí)現(xiàn)某一顏色空間的較小子集，所W色域是顏色空間的子集。色域取決于特 定裝置，使用相同的標(biāo)準(zhǔn)色域空間的不同裝置仍可W具有不同的色域。特定裝置如數(shù)字相 機(jī)可W具有其自己的色域，其描述什么樣的顏色可W被該相機(jī)精確地捕獲并作為輸出發(fā) 送。類似地，特定顯示裝置例如發(fā)射裝置或投影裝置僅能夠顯示一定數(shù)量的顏色:運(yùn)些顏色 在其色域內(nèi)。
[0024] 數(shù)字圖像需要從一個(gè)顏色空間被轉(zhuǎn)換至另一顏色空間，例如需要在被相機(jī)捕獲之 后被顯示在電視上。位于第一顏色空間內(nèi)的原始數(shù)字圖像的顏色可W落在第二顏色空間的 色域的外部，在運(yùn)種情況下，該顏色不能在第二顏色空間中被顯示。實(shí)際上，不同的顏色空 間能夠精確地表示不同的顏色。例如，可W在RGB顏色空間中表示高度飽和的（深)紅色，但 是不能在CMYK顏色空間中表示高度飽和的(深)紅色。圖像處理試圖通過將某個(gè)色域外部的 顏色轉(zhuǎn)換成該色域內(nèi)部的不同顏色的某種類型的變換(映射)例如色域映射來解決該問題。
[0025] 色域映射可不同的方式來進(jìn)行，但是其通常不是盡可能多地保持色域外部的 原始顏色與色域內(nèi)部的替換顏色之間的相似性的簡(jiǎn)單問題。人類眼睛W與特定圖像中的鄰 近顏色有關(guān)的方式來感知顏色，因此在色域映射中通常需要考慮圖片中存在的其他顏色。 簡(jiǎn)單的示例可W是包括兩種不同灰度的紅色一一種紅色在圖像必須在其中被描述的顏色 空間的色域的外部并且一種紅色在該顏色空間的色域的內(nèi)部一的圖像。如果色域外部的紅 色僅僅被變換成色域內(nèi)部的紅色，則通過使運(yùn)兩種紅色一現(xiàn)在運(yùn)兩種紅色在色域內(nèi)部一彼 此太相似，可w不經(jīng)意地消除原始的兩種紅色之間的任何感知差異。在運(yùn)種情況下，會(huì)需要 W如下方式不僅對(duì)色域外部的原始紅色進(jìn)行變換而且對(duì)色域內(nèi)部的原始紅色進(jìn)行變換，該 方式使得將運(yùn)兩種顏色都保持在色域內(nèi)部，但是保持通過人類眼睛感知時(shí)的差異。
[00%]通常在由特定RGB標(biāo)準(zhǔn)定義的Ξ色顏色空間或者根據(jù)原始RGB數(shù)據(jù)如YCbCr容易地 得到的顏色空間中執(zhí)行色域映射。該整體策略的困難是"紅色"、"綠色"和"藍(lán)色"是在其內(nèi) 掩藏人類顏色感知的所有復(fù)雜度的感知實(shí)體。例如，色域映射通常爭(zhēng)取保持色調(diào)，但就RGB 而言色調(diào)究竟是什么？在此存在固有循環(huán)性:色域映射的所有運(yùn)些方法僅實(shí)際上相當(dāng)于顏 色感知的全部知識(shí)。為了克服運(yùn)些問題，本公開不在RGB的感知顏色空間中操作，而是在描 述實(shí)際光譜的物理空間中操作。由于人類感知進(jìn)化W理解現(xiàn)實(shí)世界中的光的行為，并且與 不對(duì)現(xiàn)實(shí)世界光行為進(jìn)行任何操作的RGB的某種選擇相反，本公開的實(shí)施方式模仿光譜的 行為，所W該方法是成功的。
[0027]顏色空間通常是Ξ維的，從而通過Ξ個(gè)參數(shù)來描述。在2012年12月20日提交的 "Spectral Synthesis for Image Cap1:ure Device Processing(圖像捕獲裝置處理的光 譜分析Γ的PCT專利申請(qǐng)No .PCT/US2012/070837 W及2012年12月20日提交的"Spectral Image Processing(光譜圖像處理Γ的PCT專利申請(qǐng)No. PCT/US2012/070855中，描述了顏色 的大致矩形光譜表示的優(yōu)點(diǎn)，其中每個(gè)PCT專利申請(qǐng)的公開的全部?jī)?nèi)容通過引用被合并到 本文中。借助于示例而并非限制性地，通過遵循在運(yùn)兩個(gè)申請(qǐng)中描述的方法，對(duì)于利用大致 矩形光譜表示進(jìn)行的圖像處理而言，可W使用變量Ι、λ?和λ!，其中，I是顏色的光譜強(qiáng)度或幅 值，λτ是大致矩形光譜的幅值從0轉(zhuǎn)變成I處的波長(zhǎng)，并且，λ!是大致矩形光譜的幅值從I轉(zhuǎn)變 成0處的波長(zhǎng)。參考本申請(qǐng)的圖1Α，Ι(140)、λ?(150)和λι(155)的含義很明顯。
[00%]代替Ι、λτ和λ!，具有大致矩形光譜表示的顏色空間的替選參數(shù)組為Ι、λ。和Abw，其 中，I的顏色的光譜強(qiáng)度或幅值的含義與上面相同，λ。是顏色的大致矩形光譜表示的中屯、波 長(zhǎng)（因此，確定其色調(diào)，例如，澄色、澄黃色、黃色…），并且Abw是顏色的強(qiáng)度非零的波長(zhǎng)的帶 寬或跨度。參考圖14，1(140)八。(156)和人6^160)的含義很明顯。
[0029] 可W利用下面的步驟進(jìn)行從組[I，λ?，