專利名稱：一種色彩空間三維顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像、視頻處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種色彩空間三維顯示方法。
背景技術(shù)：
RGB(紅、緑、藍(lán))色彩空間是計(jì)算機(jī)中常見的色彩空間，它通過紅、綠、藍(lán)三基色的相加來產(chǎn)生其他的顔色。其中RGB24使用24比特位表示一個(gè)像素點(diǎn)的色彩，紅、綠、藍(lán)各占8位，可以得到256*256*256種顏色。YUV色彩空間被歐洲電視系統(tǒng)所采用的ー種顏色編碼方法。其中"Y "表示明亮度(Luminance或Luma),也就是灰階值；而"U "和"V "表示的則是色度(Chrominance或ChiOma)。彩色電視采用YUV空間正是為了用亮度信號(hào)Y解決彩色電視機(jī)與黑白電視機(jī) 的兼容問題，使黒白電視機(jī)也能接收彩色電視信號(hào)。我們經(jīng)常提出的YUV又稱為YCbCr，YCbCr則是在世界數(shù)字組織視頻標(biāo)準(zhǔn)研制過程中作為ITU-R BT1601建議的一部分。HSL色彩空間是Tektronic公司提出的一種顏色系統(tǒng)。其中"H "表示色彩或者色調(diào)(Hue)、" S "表示色飽和度(Saturation)、" L "表示亮度(Lightness)。HSL色彩空間與人類的視覺感知系統(tǒng)比較吻合，在エ業(yè)界尤其是人工智能、影視、藝術(shù)創(chuàng)作等方面得到廣泛應(yīng)用。圖像色彩示波器的出現(xiàn)，是人們期望一種直觀描述圖像顔色信息的基本訴求的產(chǎn)物。傳統(tǒng)的矢量示波器只能描述色彩空間中的ー個(gè)或者兩個(gè)分量的信息，原因就是矢量示波器是ニ維圖形，通常ニ維圖形只能建立數(shù)學(xué)坐標(biāo)系中的兩個(gè)軸。比如，UV矢量圖只能描述YUV色彩空間中的'U'ンV'兩路色差信息；Y波形圖只能描述YUV色彩空間中的'V亮度信息；RGB隊(duì)列示波器只能描述RGB色彩空間中的某一個(gè)顏色通道的統(tǒng)計(jì)信息。因此，傳統(tǒng)的示波器雖然能從各個(gè)方面顯示出圖像中的顔色信息，但是不能直觀顯示圖像中真實(shí)顏色分布情況，不能同時(shí)描述色彩空間中每ー種分量上圖像顏色的分布情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的ー種色彩空間的三維顯示方法，能直觀描述圖像中顔色信息在不同色彩空間的分布情況而不是選擇性的呈現(xiàn)色彩空間中的ー種或兩種分量信息。為達(dá)到上述目的，采用如下的技術(shù)方案ー種色彩空間三維顯示方法，包括以下步驟獲取原始圖像；根據(jù)所述原始圖像的像素采集數(shù)縮放所述原始圖像，得到縮略圖像；根據(jù)所述縮略圖像識(shí)別出對應(yīng)的色彩空間；判斷所述縮略圖像的色彩空間與目標(biāo)圖像的色彩空間是否一致，如果一致，根據(jù)所述縮略圖像的色彩空間建立所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型，
如果不一致，轉(zhuǎn)化縮略圖像的色彩空間到目標(biāo)圖像的色彩空間后，根據(jù)所述目標(biāo)圖像的色彩空間建立所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型；計(jì)算所述縮略圖像中的像素點(diǎn)在所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型或目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型中對應(yīng)的坐標(biāo)位置及顔色值；根據(jù)所述坐標(biāo)位置及顏色值對所述縮略圖像進(jìn)行渲染并顯示。所述色彩空間的類型包括RGB色彩空間、HSL色彩空間或YUV色彩空間。計(jì)算所述縮略圖像中的像素點(diǎn)在所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型或所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型中對應(yīng)的坐標(biāo)位置及顏色值的步驟包括將對計(jì)算所得的坐標(biāo)位置及顏色值合并為采用點(diǎn)元結(jié)構(gòu)描述。根據(jù)所述坐標(biāo)位置及顔色值對縮略圖像進(jìn)行渲染并顯示的步驟包括渲染所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型或所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型中所有的點(diǎn)元， 把所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型或所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型中的坐標(biāo)投影到ニ維圖像中。本發(fā)明提供了ー種色彩空間三維顯示方法，是建立在三維空間的數(shù)學(xué)模型，能用笛卡爾坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分量分別表示色彩空間中三種色彩分量。首先，建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，把色彩空間對應(yīng)到笛卡爾坐標(biāo)系中；然后，渲染三維空間，把三維坐標(biāo)系投影到ニ維圖像中；最后，旋轉(zhuǎn)觀察點(diǎn)，從不同角度觀察色彩空間中的顔色分布情況。采用該技術(shù)方案可以真實(shí)反映圖像中像素點(diǎn)的色彩信息在色彩空間的分布情況，而不是僅僅描述圖像中顔色信息在色彩空間中的部分色彩分量上的分布狀況。本發(fā)明技術(shù)方案帶來的有益效果I、在一幅圖中就能直觀的顯示圖像中像素點(diǎn)在不同顔色空間中的分布情況，而不是相對于傳統(tǒng)示波器，至少兩副圖才能顯示象素點(diǎn)在顔色空間的分布情況。2、本發(fā)明的色彩空間三維顯示方法，不僅能反映像素點(diǎn)的分布信息，還能顯示像素點(diǎn)的相對關(guān)系信息，像素點(diǎn)的聚集密度反映出這種顏色的像素點(diǎn)的多少，像素點(diǎn)之間的相對位置反映了兩個(gè)像素點(diǎn)在的差異情況；而傳統(tǒng)的示波器，只能反應(yīng)兩個(gè)軸上的像素分布情況，那么，在另外ー個(gè)軸上表現(xiàn)出來的像素點(diǎn)相對位置信息就丟失了。3、在非線性編輯領(lǐng)域，可以減少示波器的數(shù)量，節(jié)省有限的屏幕空間；或者同時(shí)顯示不同顔色空間的分布情況，方便用戶的操作。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明ー種色彩空間三維顯示方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明提供了ー種色彩空間三維顯示方法，如圖I所示其包括以下步驟步驟SlOl :獲取原始圖像數(shù)據(jù)；步驟S102 :根據(jù)所述原始圖像的像素采集數(shù)縮放所述原始圖像，得到縮略圖像；如果是標(biāo)清圖像720x576，縮放因子為(8，8)，如果 是高清圖像1920x1080，縮放因子為(16，16);其中，縮放因子圖像的采樣密度，原圖像中8x8或者16x16的像素塊，在縮放之后的圖像中用一個(gè)像素點(diǎn)表示。步驟S103 :根據(jù)所述縮略圖像識(shí)別出對應(yīng)的色彩空間；該色彩空間可以是YUV、RGB或者HSL，這里說明一下，原始圖像經(jīng)縮略后其色彩空間不變。步驟S104 :判斷縮略圖像的色彩空間與目標(biāo)圖像的色彩空間是否一致。色彩空間的三維展示中，原始圖像的色彩空間可以是任意的；同時(shí)用戶在使用三維示波器的時(shí)候，可以通過界面設(shè)置ー種色彩空間(即，目標(biāo)圖像的色彩空間)，用戶期望在目標(biāo)圖像的色彩空間中觀察圖像的色彩信息；所以，中間有個(gè)色彩空間轉(zhuǎn)化的過程；也就是說，三維示波器能展示用戶期望的這種色彩空間的顏色分布情況，而不在乎原始圖像的顏色空間。如果縮略圖像的色彩空間與目標(biāo)圖像的色彩空間不一致，將所述縮略圖像的色彩空間轉(zhuǎn)換為目標(biāo)圖像的色彩空間。原始圖像一般是YUV圖像數(shù)據(jù)，如果需要顯示RGB或者HSL等其它色彩空間的統(tǒng)計(jì)信息，需要把縮放之后的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相關(guān)的RGB數(shù)據(jù)或者HSL圖像數(shù)據(jù)。步驟S105 :建立縮略圖像的色彩空間或目標(biāo)圖像的色彩空間對應(yīng)的三維色彩空間模型。如果縮略圖像的色彩空間與目標(biāo)圖像的色彩空間一致，根據(jù)縮略圖像的色彩空間建立所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型，如果縮略圖像的色彩空間與目標(biāo)圖像的色彩空間不一致，轉(zhuǎn)化縮略圖像的色彩空間到目標(biāo)圖像的色彩空間后，根據(jù)所述目標(biāo)圖像的色彩空間建立所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型。 建立YUV、RGB和HSL色彩空間所對應(yīng)的三維色彩空間模型，具體如下RGB色彩空間的模型RGB模型時(shí)只腳坐標(biāo)；X-軸——> R ；Y-軸——> G ;Ζ_軸——> B ;其中，RGB的取值范圍[-0.5,0. 5]；縮略圖中像素點(diǎn)的顏色值用<r，g，b>表示，像素點(diǎn)RGB分量的比特位分別為〈Bits-r, Bits-g, Bits-b>,那么，對應(yīng)到RGB模型中的坐標(biāo)點(diǎn)用〈r' , g' , h' >表示r' = r/(2*Bits_r)-O. 5g' = g/ (2*Bits_g)-O. 5b' = b/(2*Bits_b)—O. 5HSL色彩空間的模型HSL坐標(biāo)系是極坐標(biāo)系，H代表極角、S代表極半徑、L是垂直于極坐標(biāo)平面的軸；H取值范圍
，S取值范圍[O，I]，L取值范圍[_0.5，0.5];縮略圖的HSL值用<h，S，I>表示，對應(yīng)到極坐標(biāo)系模型中的HSL值為<h'，s'，Γ > ；h' = hs' =sI' = 1-0. 5其對應(yīng)的直角坐標(biāo)系表示如下，X軸一 >極半徑在極角為0°的軸上的投影場；Z軸ー>極半徑在極角為90°軸上的投影；Y軸ー>對應(yīng)極坐標(biāo)的L軸；極坐標(biāo)為<h'，s' , I' >的像素點(diǎn)，在直角坐標(biāo)系中的位置用〈X'，デ,Zi >表示，轉(zhuǎn)化關(guān)系如下X1 =S' *cos(h' ) -,Z1 =s' *sin (h; ) ，ず=I'
YUV色彩空間的模型YUV坐標(biāo)系是直角坐標(biāo)系-X-軸——> V值，Y-軸——> Y值，Z-軸——> U值；Y取值范圍[-0. 5,0. 5], V取值范圍[-0. 5,0. 5],U取值范圍[-0. 5，O. 5];縮略圖上的YUV顏色值用〈V，y, U〉表示，像素YUV分量的比特位數(shù)分別為〈Bits-y, Bits-u, Bits-v>,色彩對應(yīng)到顏色空間的坐標(biāo)點(diǎn)用〈V' ,y' ,u' >Y1 = v/ (2*Bits_v)-O. 5y' = y/ (2*Bits_y)-O. 5u' = u/(2*Bits_v)-O. 5步驟S106 :根據(jù)所述三維模型計(jì)算縮略圖像中的像素點(diǎn)的坐標(biāo)以及顔色。獲取縮略圖中的像素點(diǎn)，計(jì)算出在相應(yīng)色彩空間模型的坐標(biāo)位置及其對應(yīng)的顔色值，用〈〈X，1，Z>, <r, g, b>>結(jié)構(gòu)描述,稱這種結(jié)構(gòu)描述的點(diǎn)為點(diǎn)元或者點(diǎn)精靈。步驟S107 :根據(jù)所述坐標(biāo)位置及顏色值對所述縮略圖像進(jìn)行渲染并顯示。利用顯卡(GPU)創(chuàng)建D3D設(shè)備，設(shè)置D3D設(shè)備需要的狀態(tài)以及參數(shù)信息，渲染三維空間中所有的點(diǎn)元，把三維坐標(biāo)系投影到ニ維圖像中。渲染結(jié)果是從某ー個(gè)角度觀察三維模型中的所有點(diǎn)，會(huì)有前后的遮擋，導(dǎo)致觀察的結(jié)果特征不是很明顯，我們通過提供旋轉(zhuǎn)、平移等操作，讓用戶可以通過鼠標(biāo)、鍵盤等輸入設(shè)備，調(diào)節(jié)模型的姿態(tài)，呈現(xiàn)出具有明顯特征的顔色分布渲染結(jié)果。本發(fā)明提供了ー種色彩空間三維顯示方法，可以真實(shí)反映圖像中像素點(diǎn)的色彩信息在色彩空間的分布情況，而不是僅僅描述圖像中顔色信息在色彩空間中的部分色彩分量上的分布狀況。在RGB色彩空間，圖像像素RGB信息影射到RGB三維空間，能顯示出圖像RGB信息的分布情況，而不是傳統(tǒng)RGB示波器描述的R分量或者G分量或者B分量的分布情況。在YUV色彩空間中，把圖像的YUV信息影射到Y(jié)UV三維空間中，能顯示出圖像中像素點(diǎn)在YUV空間的分布情況，而不是Y波形示波器中描述的圖像中不同'Y'亮度值的像素分布情況，也不是'U,，V'示波器描述的像素色差信息的分布情況。在HSL空間中，把圖像的HSL信息影射到HSL三維空間，能顯示圖像中不同HSL值上像素點(diǎn)的分布情況。通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可以通過硬件實(shí)現(xiàn)，也可以可借助軟件加必要的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)，基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)(可以是⑶-R0M，U盤，移動(dòng)硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。
總之，以上所述僅為本發(fā)明 的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種色彩空間三維顯示方法，其特征在于，其包括以下步驟 獲取原始圖像； 根據(jù)所述原始圖像的像素采集數(shù)縮放所述原始圖像，得到縮略圖像； 根據(jù)所述縮略圖像識(shí)別出對應(yīng)的色彩空間； 判斷所述縮略圖像的色彩空間與目標(biāo)圖像的色彩空間是否一致， 如果一致，根據(jù)所述縮略圖像的色彩空間建立所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型， 如果不一致，轉(zhuǎn)化縮略圖像的色彩空間到目標(biāo)圖像的色彩空間后，根據(jù)所述目標(biāo)圖像的色彩空間建立所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型； 計(jì)算所述縮略圖像中的像素點(diǎn)在所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型或所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型中對應(yīng)的坐標(biāo)位置及顏色值； 根據(jù)所述坐標(biāo)位置及顏色值對所述縮略圖像進(jìn)行渲染并顯示。
2.如權(quán)利要求I所述的一種色彩空間三維顯示方法，其特征在于， 所述色彩空間的類型包括=RGB色彩空間、HSL色彩空間或YUV色彩空間。
3.如權(quán)利要求I所述的一種色彩空間三維顯示方法，其特征在于， 計(jì)算所述縮略圖像中的像素點(diǎn)在所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型或所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型中對應(yīng)的坐標(biāo)位置及顏色值的步驟包括將對計(jì)算所得的坐標(biāo)位置及顏色值合并為采用點(diǎn)元結(jié)構(gòu)描述。
4.如權(quán)利要求3所述的一種色彩空間三維顯示方法，其特征在于， 根據(jù)所述坐標(biāo)位置及顏色值對縮略圖像進(jìn)行渲染并顯示的步驟包括渲染所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型或所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型中所有的點(diǎn)元，把所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型或所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型中的坐標(biāo)投影到二維圖像中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種色彩空間三維顯示方法，包括獲取并縮放原始圖像，得到縮略圖像；判斷縮略圖像的色彩空間與目標(biāo)圖像的色彩空間是否一致，如果一致，根據(jù)所述縮略圖像的色彩空間建立所述縮略圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型，如果不一致，轉(zhuǎn)化縮略圖像的色彩空間到目標(biāo)圖像的色彩空間后，根據(jù)所述目標(biāo)圖像的色彩空間建立所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的三維色彩空間模型；計(jì)算所述縮略圖像中的像素點(diǎn)在三維色彩空間模型中對應(yīng)的坐標(biāo)位置及顏色值；根據(jù)所述坐標(biāo)位置及顏色值對所述縮略圖像進(jìn)行渲染并顯示。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能直觀描述圖像中顏色信息在不同色彩空間的分布情況而不是選擇性的呈現(xiàn)色彩空間中的一種或兩種分量信息。
文檔編號(hào)H04N9/64GK102752622SQ201110363138
公開日2012年10月24日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者劉小輝 申請人:新奧特(北京)視頻技術(shù)有限公司