色域映射系統(tǒng)及方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年8月22日提交的美國臨時申請No.61/869,027的優(yōu)先權，其全部 內容通過引用合并到本文中。
[0003] 本申請與2012年12月20日提交的國際專利申請No.PCT/US2012/07083rW及2012 年12月20日提交的國際專利申請NO.PCT/US2012/070855相關，運兩個國際專利申請的公開 的全部內容通過引用合并到本文中。
技術領域
[0004] 本公開設及圖像處理，例如映射。更具體地，本公開設及色域映射系統(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 或更多種實施方式，并且與示例實施方式的描述一起用于說明本公開的原理和實現(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標準顏色空間內不同的示例性標準色域。
[0009] 圖1D描繪了根據本公開的[I，、，r]顏色空間內的示例性標準色域。
[0010] 圖2描繪了根據先前的公開的顏色的大致矩形表示。
[0011] 圖3描繪了根據本公開的實施方式的色域映射的示例。
[0012] 圖4描繪了根據本公開的實施方式的色域映射方法的圖像處理應用。
[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及投影裝置的示例性色域表示。
[0015] 圖7描繪了根據本公開的實施方式的發(fā)射裝置的白色表示的示例性分數(shù)。
[0016] 圖8描繪了根據本公開的實施方式的兩個平滑光譜的示例。
[0017] 圖9A描繪了根據本公開的實施方式的從參數(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描繪了根據本公開的實施方式的從RGB到光譜參數(shù)的變換的示例性方法。
[0019] 圖10描繪了用于實現(xiàn)本公開的實施方式的目標硬件的示例性實施方式。

【發(fā)明內容】

[0020] 在本公開的第一方面中，描述了一種方法，該方法包括:對要顯示在顯示裝置上的 目標圖像進行表征，所述表征包括根據參數(shù)化坐標組來限定目標圖像的邊界，該參數(shù)化坐 標組至少部分地基于強度參數(shù)、中屯、波長參數(shù)和飽和度參數(shù);生成所表征的目標圖像的至 少一個像素的色域表示，該色域表示包括設及該至少一個像素的飽和度參數(shù)的第一色域比 率W及設及該至少一個像素的強度參數(shù)的第二色域比率;使用闊值根據第一色域比率或第 二色域比率中至少之一來確定該至少一個像素是否在色域之外；W及如果該至少一個像素 在色域之外，則相對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聯(lián)的第一組參數(shù)，并且被配置成將該第一組 參數(shù)轉化成參數(shù)化坐標組，該參數(shù)化坐標組至少部分地基于強度參數(shù)、中屯、波長參數(shù)和飽 和度參數(shù);色域計算模塊，其被配置成根據參數(shù)化坐標組來生成色域表示，該色域表示包括 設及至少一個像素的飽和度參數(shù)的第一色域比率W及設及該至少一個像素的強度參數(shù)的 第二色域比率；W及色域轉換模塊，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像素 是否在色域之外，并且如果該至少一個像素在色域之外，則相對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:對要顯示在顯示裝置上的 目標圖像進行表征，所述表征包括用Ξ維來定義平滑光譜數(shù)學模型，其中，所述Ξ維是強度 參數(shù)、波長參數(shù)和飽和度參數(shù);基于該平滑光譜數(shù)學模型來生成所表征的目標圖像的至少 一個像素的色域表示;對該至少一個像素的強度參數(shù)、波長參數(shù)和飽和度參數(shù)中至少之一 進行優(yōu)化;將目標圖像轉換成Ξ色顏色空間。
【具體實施方式】
[0023] 如在本文中使用的，短語"色域映射"可W設及處理方法，運些處理方法可W被執(zhí) 行或計算來實現(xiàn)不同色域之間精確的顏色轉換，例如來自特定相機的RGB輸出到特定顯示 裝置的RGB輸入的顏色轉換。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個變量一紅色、綠色和藍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，使用相同的標準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:運些顏色 在其色域內。
[0024] 數(shù)字圖像需要從一個顏色空間被轉換至另一顏色空間，例如需要在被相機捕獲之 后被顯示在電視上。位于第一顏色空間內的原始數(shù)字圖像的顏色可W落在第二顏色空間的 色域的外部，在運種情況下，該顏色不能在第二顏色空間中被顯示。實際上，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色域外部的 顏色轉換成該色域內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 原始顏色與色域內部的替換顏色之間的相似性的簡單問題。人類眼睛W與特定圖像中的鄰 近顏色有關的方式來感知顏色，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部一的圖像。如果色域外部的紅 色僅僅被變換成色域內部的紅色，則通過使運兩種紅色一現(xiàn)在運兩種紅色在色域內部一彼 此太相似，可w不經意地消除原始的兩種紅色之間的任何感知差異。在運種情況下，會需要 W如下方式不僅對色域外部的原始紅色進行變換而且對色域內部的原始紅色進行變換，該 方式使得將運兩種顏色都保持在色域內部，但是保持通過人類眼睛感知時的差異。
[00%]通常在由特定RGB標準定義的Ξ色顏色空間或者根據原始RGB數(shù)據如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"藍色"是在其內 掩藏人類顏色感知的所有復雜度的感知實體。例如，色域映射通常爭取保持色調，但就RGB 而言色調究竟是什么？在此存在固有循環(huán)性:色域映射的所有運些方法僅實際上相當于顏 色感知的全部知識。為了克服運些問題，本公開不在RGB的感知顏色空間中操作，而是在描 述實際光譜的物理空間中操作。由于人類感知進化W理解現(xiàn)實世界中的光的行為，并且與 不對現(xiàn)實世界光行為進行任何操作的RGB的某種選擇相反，本公開的實施方式模仿光譜的 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No. PCT/US2012/070855中，描述了顏色 的大致矩形光譜表示的優(yōu)點，其中每個PCT專利申請的公開的全部內容通過引用被合并到 本文中。借助于示例而并非限制性地，通過遵循在運兩個申請中描述的方法，對于利用大致 矩形光譜表示進行的圖像處理而言，可W使用變量Ι、λ?和λ!，其中，I是顏色的光譜強度或幅 值，λτ是大致矩形光譜的幅值從0轉變成I處的波長，并且，λ!是大致矩形光譜的幅值從I轉變 成0處的波長。參考本申請的圖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（因此，確定其色調，例如，澄色、澄黃色、黃色…），并且Abw是顏色的強度非零的波長的帶 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利用下面的步驟進行從組[I，λ?，