CN101146170A - 色彩处理装置、色彩处理方法及计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及色彩处理装置、色彩处理方法及计算机可读介质。所述色彩处理装置包括存储部、归一化部以及色调校正部。所述存储部存储用于对要校正的色彩信号进行色调校正的色调校正信息。所述归一化部从所述存储部读取所述色调校正信息，并且根据所述要校正的色彩信号对所读取的色调校正信息进行归一化，以生成归一化色调校正信息。所述色调校正部利用所述归一化色调校正信息将所述要校正的色彩信号转换成经校正色彩信号。

Description

色彩处理装置、色彩处理方法及计算机可读介质

技术领域

本发明涉及例如用于进行色调校正的色彩处理装置等。

背景技术

例如，假设一色彩输出设备利用另一色彩输出设备的色彩信号进行输出。在此情况下，如果这两台色彩输出设备采用彼此不同的色彩表现方法，则即使这两台设备使用相同的图像数据，由各个设备产生的色彩也会有差异。为了消除这种差异，已知有一种配色技术。该配色技术提供其中记录有色彩产生特性的数据，计算所述差异，并且尽可能地消除所产生的色彩中的差异。

作为配色技术的示例，可准备LUT(查找表)形式的色调校正信息，并且可基于所准备的色调校正信息执行对色彩信号的色调校正。

然而，当执行对色彩信号的色调校正时，所得色彩信号可能依据色度而处在色彩输出设备的色域之外。

为了解决这种问题，例如有如下方法：确定图像所包含的经校正色彩是否处于色域之外，并且当经校正色彩位于色域之外时将该色彩压缩到该色域以内。

根据此方法，也可对应于图像与位于色域之外的色彩之间的位置关系来改变所述压缩方法。例如，对应于位于图像的色域之外的色彩的区域来改变所述压缩方法。由此，可实现整幅图像的自然色彩再现(例如，参见日本特开2006-014284号公报(对应于US2006/072173A))。

另外，还有如下方法：执行色调校正，然后确定色彩位于色域内还是位于色域之外，并且利用所保持的色调对确定为处于色域之外的色彩执行色域压缩。

根据此方法，也可对应于色调和饱和度来改变压缩规则，并且可在不改变色调的情况下输出预计图像(例如，参见日本特开2005-341260号公报)。

发明内容

本发明提供一种色彩处理装置等，该色彩处理装置在对要校正的色彩信号进行色调校正并且将要校正信号转换成属于与该要校正信号所属的色彩空间不同的色彩空间的色彩信号的情况下，能够无需执行色域压缩地进行色调校正。

根据本发明的一方面，一种色彩处理装置包括：存储部，归一化部以及色调校正部。所述存储部存储用于对要校正的色彩信号进行色调校正的色调校正信息。所述归一化部从所述存储部读取所述色调校正信息，并且根据所述要校正的色彩信号对所读取的色调校正信息进行归一化以生成归一化色调校正信息。所述色调校正部利用所述归一化色调校正信息，将所述要校正的色彩信号转换成经校正色彩信号。

另外，所述色彩处理装置还可包括图像信号获取部和色彩转换部。所述图像信号获取部获得包括预定输入色彩信号的图像信号，所述预定输入色彩信号即为所述要校正的色彩信号。所述色彩转换部将由所述色调校正部提供的所述经校正色彩信号转换成属于与所述输入色彩信号的色彩空间不同的色彩空间的输出色彩信号。

另外，所述归一化部可将根据所述输出色彩信号的色彩分量之一的最大值或者最小值计算的、所述输入色彩信号的色彩分量的值设置为所述经校正色彩信号可采取的色调校正范围的最大值或者最小值。所述归一化部基于所述色调校正范围的所述最大值或者最小值生成所述归一化色调校正信息。

根据本发明的另一方面，一种色彩处理方法包括以下步骤：获取步骤，获得用于对要校正的色彩信号进行色调校正的色调校正信息；归一化步骤，根据所述要校正的色彩信号，对所获得的色调校正信息进行归一化，以生成归一化色调校正信息；以及转换步骤，利用所述归一化色调校正信息，将所述要校正的色彩信号转换成经校正色彩信号。

另外，所述色彩处理方法还包括以下步骤：获得包括预定输入色彩信号的图像信号，所述预定输入色彩信号即为所述要校正的色彩信号；以及将所述经校正色彩信号转换成属于与所述输入色彩信号的色彩空间不同的色彩空间的输出色彩信号。

另外，所述色彩处理方法还包括如下步骤：将根据所述输出色彩信号的色彩分量之一的最大值或者最小值计算的、所述输入色彩信号的色彩分量的值设置为所述经校正色彩信号所采取的色调校正范围的最大值或者最小值。所述归一化步骤基于所述色调校正范围的所述最大值或者最小值生成所述归一化色调校正信息。

根据本发明的又一方面，一种计算机可读介质存储有使计算机执行色调校正处理的程序。所述色调校正处理包括以下步骤：获取步骤，获得用于对要校正的色彩信号进行色调校正的色调校正信息；归一化步骤，根据所述要校正的色彩信号对所获得的色调校正信息进行归一化，以生成归一化色调校正信息；以及转换步骤，利用所述归一化色调校正信息将所述要校正的色彩信号转换成经校正色彩信号。

另外，所述色调校正处理还可包括以下步骤：获得包括预定输入色彩信号的图像信号，所述预定输入色彩信号即为所述要校正的色彩信号；以及将所述经校正色彩信号转换成属于与所述输入色彩信号的色彩空间不同的色彩空间的输出色彩信号。

另外，所述色调校正处理还可包括如下步骤：将根据所述输出色彩信号的色彩分量之一的最大值或者最小值计算的、所述输入色彩信号的色彩分量的值设置为所述经校正色彩信号可采取的色调校正范围的最大值或者最小值。所述归一化步骤基于所述色调校正范围的所述最大值或者最小值来生成所述归一化色调校正信息。

根据权利要求1，可提供所述色彩处理装置，该色彩处理装置在当对要校正的色彩信号进行色调校正时将要校正信号转换成属于与该要校正信号所属的色彩空间不同的色彩空间的色彩信号的情况下，能够无需执行色域压缩地进行色调校正。

根据权利要求2，可提供所述色彩处理装置，该色彩处理装置在当对输入色彩信号进行色调校正时所述输入色彩信号所属的色彩空间与输出色彩信号所属的色彩空间彼此不同的情况下，能够无需对所述输出色彩信号执行色域压缩而进行色调校正。

此外，根据权利要求3，可提供所述色彩处理装置，该色彩处理装置与未使用此构成的情况相比能够简单地实现。

另一方面，根据权利要求4，可提供所述色彩处理方法，该色彩处理方法在当对要校正的色彩信号进行色调校正时将要校正信号转换成属于与该要校正信号所属的色彩空间不同的色彩空间的色彩信号的情况下，能够无需执行色域压缩地进行色调校正。

根据权利要求5，可提供所述色彩处理方法，该色彩处理方法在当对输入色彩信号进行色调校正时所述输入色彩信号所属的色彩空间与输出色彩信号所属的色彩空间彼此不同的情况下，能够无需对所述输出色彩信号执行色域压缩而进行色调校正。

此外，根据权利要求6，可提供所述色彩处理方法，该色彩处理方法与未应用此构成的情况相比能够简单地实现。

另一方面，根据权利要求7，可提供存储有程序的所述计算机可读存储介质，所述程序在当对要校正的色彩信号进行色调校正时将要校正信号转换成属于与该要校正信号所属的色彩空间不同的色彩空间的色彩信号的情况下，使得能够无需执行色域压缩地进行色调校正。

根据权利要求8，可提供所述程序，该程序在当对输入色彩信号进行色调校正时所述输入色彩信号所属的色彩空间与输出色彩信号所属的色彩空间彼此不同的情况下，使得能够无需对所述输出色彩信号执行色域压缩而进行色调校正。

此外，根据权利要求9，可提供所述程序，该程序与未利用此构成的情况相比能够简单地实现。

附图说明

下面将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1是示出用于进行应用本发明示例性实施例的色调校正并且用于将输入色彩信号转换成输出色彩信号的色彩处理装置的功能的框图；

图2是示出对色调曲线进行归一化的示例的图示；

图3是示出对色调曲线进行归一化的示例的图示；

图4是表示在利用线性转换系数执行色彩转换的情况下计算Ymax和Ymin的图像的图示；

图5是表示在以非线性转换执行色彩转换的情况下计算Ymax和Ymin的图像的图示；

图6是表示同时针对Y、Cb以及Cr执行色调校正的示例的图示；

图7是以色调曲线示出用于各色彩信号Y、Cb以及Cr的校正信息的图示；

图8是表示同时针对Y、Cb以及Cr执行色调校正的示例的图示；

图9以色调曲线示出根据示例性实施例归一化的Y、Cb以及Cr的色调校正信息的示例；

图10是示意性地示出用于对输入色彩信号进行色调校正并且将经校正色彩信号转换成输出色彩信号的色彩处理装置的功能的框图；

图11是以色调曲线表示当针对RGB色彩信号的各色彩分量进行色调校正时的色调校正信息的图示，所述色调曲线被二维地显示为：横轴表示色调校正之前的色调，并且纵轴表示色调校正之后的色调；以及

图12是示出当针对YCbCr色彩空间中的亮度Y进行色调校正时所得色彩位于色域之外的情况的示例的图示。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的示例性实施例。然而，应该理解本发明不限于以下示例性实施例，并且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改。

图10是示意性地示出色彩处理装置的功能的框图，该色彩处理装置对输入色彩信号进行色调校正，并且将所述校正输入色彩信号转换成输出色彩信号。

输入色彩信号可以是：由数字照相机捕捉到并存储在存储器中的图像数据；存储器中记录有用于商用打印机的色彩信号的图像数据；通过反射原始输入设备从其上印刷有彩色或者黑白图像的卤化银影印纸读取的图像数据；或者通过透射输入设备从彩色或者黑白底片的感光照相材料读取的图像数据。

色调校正信息存储在色调校正信息存储部12中。色调校正部14根据从色调校正信息存储部12获得的色调校正信息，执行对输入色彩信号的色调校正。随后提供输出色彩信号。

诸如打印机或者显示器的色彩输出设备利用此输出色彩信号进行显示。

为了执行对色彩信号的色调校正，存在两种方法。前一种方法基于诸如色彩输出设备的色彩信号的RGB或者CMYK的各色彩分量，创建表示色调校正之前的色调与色调校正之后的色调之间的关系的色调校正信息，随后基于如此准备的色调校正信息来执行色调校正。后一种方法基于亮度/色差空间(例如，L*a*b色彩空间或者YCbCr色彩空间)的各色彩分量准备色调校正信息，并且基于如此准备的色调校正信息来执行色调校正。

图11是以色调曲线表示当对RGB色彩信号的各色彩分量进行色调校正时的色调校正信息的图示，所述色调曲线被二维显示为：横轴表示色调校正之前的色调，而纵轴表示色调校正之后的色调。

在各个色彩分量可采取的值的范围内进行色调校正。因此，校正色彩不会位于色彩输出设备的色域之外。

另一方面，考虑在亮度/色差空间(例如，L*a*b色彩空间或者YCbCr色彩空间)中进行色调校正的情况，亮度/色差空间具有如下属性，当表示亮度的L^*或者Y适中时，诸如a*b*或者CbCr的色度的色彩再现范围很宽，而随着亮度变高或者变低，色彩再现范围变窄。

因此，当进行对亮度的色调校正时，所得色彩会依据色度而位于色彩输出设备的色域之外。

图12是示出当对YCbCr色彩空间中的亮度Y进行色调校正时所得色彩位于色域之外的情况的示例的图示。

为了便于描述，利用一同表示Cb和Cr的CbCr轴和Y轴二维地示出YCbCr色彩空间。

图12A是表示YCbCr色彩空间中的色域的图示。

如果CbCr等于0，则亮度Y可采取0到1的范围中的所有值。然而，可见，随着CbCr沿正方向或负方向移动时，亮度Y在0与1之间可采取的值的范围变窄。

图12B是以色调曲线表示用于对Y进行色调校正的色调校正信息的图示。

可见，如果根据色调曲线进行色调校正，则色调校正之前的点P在色调校正之后移动到点P’，点P’位于色域之外。

校正结果是否位于色彩输出设备的色域之外可通过从L*a*b或者YCbCr转换的RGB或者CMYK的全部值是否位于RGB或者CMYK可采取的范围内来确定。

如果校正结果位于色域之外，则RGB或者CMYK的至少一个色彩分量位于可采取的值的范围之外(例如，如果RGB可采取0到255的范围内的值，R＝280)。

在这种情况下，如果RGB、CMYK等的色彩分量被削剪到可采取的最大值或者最小值(例如，R＝280被削剪到255)，则所得色彩与要再现的色彩不同，例如色调显著改变。

为了解决上述问题，例如存在以下方法。例如，一种方法是确定包含在图像中的色彩是否位于色域之外，并且当色彩位于色域之外时将色彩向色域压缩。另一种方法是执行色调校正并且随后确定校正色彩位于色域内还是色域之外，并利用保持的色调对确定为处于色域之外的校正色彩执行色域压缩。

这些方法中的每一个基本上都包括确定色彩位于色域内还是色域之外以及执行色域压缩的步骤。

然而，在进行色彩校正之后，很难在保持灰度级和连续性的情况下，在色调校正之后立即就对位于色域之外的色彩执行色域压缩。

随着位于色域之外的色彩数量变大，需要耗费更长的处理时间来确定各色彩位于色域内还是色域之外。

因而，在本示例性实施例中，通过以下方法解决上述问题。

图1是示出用于执行应用本发明的该示例性实施例的色调校正并且将输入色彩信号转换成输出色彩信号的色彩处理装置的功能的框图。

图1示出的色彩处理装置包括图像信息获取部11，该图像信息获取部11用于例如从外部计算机(未示出)获得包括预定输入色彩信号的图像信号。色彩处理装置还包括用于存储色调校正信息的色调校正信息存储部12。色彩处理装置还包括色调校正信息归一化部13，该色调校正信息归一化部13用于根据输入色彩信号，对由控制部(未示出)读取的色调校正信息进行归一化，以生成归一化色调校正信息。色彩处理装置包括：色调校正部14，其用于根据归一化色调校正信息对输入色彩信号执行色调校正，以生成经校正色彩信号；和色彩转换部15，其用于将经校正色彩信号转换成输出设备的色彩信号，并且将输出信号的色彩信号输出为输出色彩信号。

图像信息获取部11如上所述从外部计算机获得包括预定输入色彩信号的图像信号。在此示例性实施例中，假设输入色彩信号是YCbCr。还假设输出色彩信号是RGB。

色调校正信息存储部12存储例如如图12B所示被表示为色调曲线的色调校正信息。如果假设对Y(亮度)进行色调校正，则根据控制部的命令从色调校正信息存储部12读取Y的色调校正信息。

如果按照原样应用色调曲线，则色调校正后的某点会依据CbCr的值而位于色域之外，如图12B所示。因此，在本示例性实施例中，色调校正信息归一化部13对色调校正信息进行归一化。

图2和图3是示出对色调校正信息进行归一化的示例的图示。

在此，根据Cb和Cr的值对Y的色调曲线进行归一化。

如图2A所示，色域内的最大亮度Y和最小亮度Y将根据Cb和Cr的值来定义，因此首先计算为Ymax和Ymin。

如图2B所示，将Ymax与Ymin之间的范围设定为色调校正范围，并且对色调校正信息进行归一化。

因此，在Ymax和Ymin被设置为1和0的情况下，新色调校正信息可分别被定义为类似于如图3B所示的色调曲线。在此，将归一化之后的Y表示为y。

接着，将描述对色调校正信息进行归一化的具体过程。

例如，为简便起见，假设RGB到YCbCr的色彩转换可利用线性转换系数来执行。令转换系数矩阵为S。随后，各个色彩分量RGB与各个色彩分量YCbCr之间的关系可表示如下。

$\left(\begin{array}{c}Y\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)=S\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{s}_{11}& s_{12}& s_{13}\\ s_{21}& s_{22}& s_{23}\\ s_{31}& s_{32}& s_{33}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{s}_{11}R+s_{12}G+s_{13}B\\ s_{21}R+s_{22}G+s_{23}B\\ s_{31}R+s_{32}G+s_{33}B\end{array}\right)---\left(1\right)$

RGB是加色混合。假设RGB在0到1的范围内。在此情况下，R、G或者B的任何一个将在图2A所示的YCbCr空间的色域的上平面(其中Y取较大值)上为1。

由于Cb和Cr是固定的，所以如果例如代入R＝1，则R、Cb和Cr已知，而Y、G和B未知。

在此情况下，当表达式(1)被处理并转换使得可以计算出未知量时，可获得下面的表达式(2)。

$\left(\begin{array}{c}Y\\ G\\ B\end{array}\right)=S_{R=1}\left(\begin{array}{c}R\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)---\left(2\right)$

在此，S_R＝1表示通过处理代入R＝1时的表达式1而计算出的矩阵。根据表达式2来计算G和B。此时，如果0≤G≤1并且0≤B≤1，则Y变为Ymax。

如果G不满足0≤G≤1并且B不满足0≤B≤1，则如同R的情况，设置G＝1或者B＝1，随后可根据下面的表达式来计算未知量组Y、R和B以及未知量组Y、R和G。

$\left(\begin{array}{c}Y\\ R\\ B\end{array}\right)=S_{G=1}\left(\begin{array}{c}G\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)---\left(3\right)$

$\left(\begin{array}{c}Y\\ R\\ G\end{array}\right)=S_{B=1}\left(\begin{array}{c}B\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)---\left(4\right)$

在此，S_G＝1表示通过对当代入G＝1时的表达式1进行处理而计算出的矩阵。另外，S_B＝1表示通过对当代入B＝1时的表达式1进行处理而计算出的矩阵。可根据表达式2到4中的任一个来计算Ymax，同时也获得R、G和B的值(应该注意，R、G和B之一等于1)。

图4是表示在假设利用线性转换系数执行色彩转换的情况下计算Ymax和Ymin的图像的图示。

当R＝1时，如果满足0≤G≤1和0≤B≤1，则如从图4可见，根据表达式(3)计算出的R和B，或者根据表达式(4)计算出的R和G不在0到1的范围内，就是说，位于该范围之外。

因此，在此示例中，利用R＝1计算Ymax。

同样的是，R、G和B中的任一个在图2A所示的YCbCr空间的色域中的下表面(其中Y取较小值)上应为0。

因此，将R、G和B中的任意一个设为0。由此，可如在求得Ymax的上述方法中一样来计算出Ymin。

当如此求得了Y、R、G以及B时，在全部R、G和B都在0到1的范围内时的Y为Ymin。在图4所示的本示例中，当B＝0时，可计算出Ymin。

在本示例中，为简便起见，示出了色彩转换系统如表达式(1)所表示的为线性的情况。然而，在色彩转换系统为非线性的情况下也可执行类似处理。

例如，假设利用非线性映射F将从RGB到YCbCr的色彩转换表示如下。

$\left(\begin{array}{c}Y\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)=F\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right)---\left(5\right)$

首先描述对Ymax的计算。

令R、G和B中的任意一个为1，并且令映射F的逆映射为F^-1。在此情况下，下列各个表达式(6)到(8)成立。

首先，当设置R＝1时，色彩转换可表示为

$\left(\begin{array}{c}Y\\ G\\ B\end{array}\right)=F^{-1}\left(\begin{array}{c}R\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)---\left(6\right)$

类似的是，当设置G＝1时，色彩转换可表示为

$\left(\begin{array}{c}Y\\ R\\ B\end{array}\right)=F^{-1}\left(\begin{array}{c}G\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)---\left(7\right)$

此外，当设置B＝1时，色彩转换可表示为

$\left(\begin{array}{c}Y\\ R\\ G\end{array}\right)=F^{-1}\left(\begin{array}{c}B\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)---\left(8\right)$

如果与映射F的形式无关，未知量和已知量彼此相配，则存在用于执行逆转换的逆映射F^-1。因此，可利用表达式(6)到(8)来计算Ymax。

也可利用类似的方式来计算Ymin。

在表达式(6)到(8)中，导出R、G和B中的任一个被设置为0的表达式，随后计算Ymin。

图5是表示在以非线性转换执行色彩转换的情况下计算Ymax和Ymin的图像的图示。

从图5中可见，当R＝1时，G和B位于0到1的范围内并且计算出Ymax，当B＝0时，R和G位于0到1的范围内并且计算出Ymin。

接着，将对色调校正部14进行描述。

利用如上所述计算出的Ymax和Ymin对用于Y的色调校正信息进行归一化。为了对用于Y的色调校正信息进行归一化，利用如图3B所示的表示归一化色调校正信息的归一化色调曲线进行色调校正。

令经归一化的Y为y。例如，可根据以下表达式来计算y。

$y=\frac{Y-Y\min }{\mathrm{Yman}-Y\min }---\left(9\right)$

基于图3B所示的归一化色调曲线对根据表达式(9)计算出的y进行校正，以计算y’。可根据以下表达式从y’获得经校正色彩信号Y’，下面的表达式是表达式(9)的逆运算。

Y′＝y′(Y_max-Y_min)+Y_min＝f_n(y)(Y_max-Y_min)+Y_min    (10)

在此，假设f_n表示基于归一化色调曲线的色调校正。

如上所述，输入色彩信号YCbCr经过亮度方面的色调校正，并且成为经校正色彩信号Y’CbCr。

表达式(9)是这样的归一化，其仅改变表示设定色调校正信息的归一化色调曲线的范围而不改变其形状。然而，在本示例性实施例中，如果自然色调再现需要的话，则也可在归一化中改变色调曲线的形状。

在进行色调校正之后，色彩转换部15执行将经校正色彩信号转换成RGB的处理，所述RGB是色彩输出设备的色彩信号。

由于可根据表达式(1)或者(5)来计算从RGB到YCbCr的色彩转换，所以可利用逆矩阵或者逆映射来执行从Y’CbCr到RGB的色彩转换。

即，可利用下面的表达式(11)和作为S的逆矩阵的S^-1，或者利用下面的表达式(12)和作为F的逆映射的F-1来执行色彩转换。

$\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right)=S^{-1}\left(\begin{array}{c}Y\′\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)---\left(11\right)$

$\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right)=F^{-1}\left(\begin{array}{c}Y\′\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)---\left(12\right)$

由于色调校正信息归一化部13对色调校正信息进行归一化，所以可将R、G和B计算为处在色彩输出设备的色域内。

与本示例中的上述对Y的色调校正类似，还可进行对Cb或Cr的色调校正。即，在至此描述的计算表达式中，仅需用Cb或Cr来替代Y进行计算即可。

以上详细描述的色调校正的示例是其中分开执行对Y、Cb或Cr中的任一个的色调校正的示例。然而，可根据下面的表达式同时执行对Y、Cb以及Cr的色调校正。

图6是表示同时执行对Y、Cb以及Cr的色调校正的示例的图示。

在本示例中，进行用于降低亮度和提高饱和度的色调校正，并且将(Y₀、Cb₀、Cr₀)校正为(Y_T、Cb_T、Cr_T)。

图7是以色调曲线示出用于Y、Cb以及Cr的色彩信号的色调校正信息的图示。

在图7A到图7C中，Y的范围是0到1，并且Cb和Cr中的每一个的范围是-0.5到0.5。

当设定这种色调曲线时，如上述示例一样，依据输入色彩信号转换后的结果可能位于色域之外。随后，在这种情况下，需要对色调校正信息进行归一化。

图8是表示同时执行对Y、Cb以及Cr的色调校正的示例的图示。

例如，令输入色彩信号为(Y_in、Cb_in、Cr_in)。在此，可设置由以下表达式表示的、方向矢量为从(Y₀、Cb₀、Cr₀)到(Y_T、Cb_T、Cr_T)的矢量的、通过(Y_in、Cb_in、Cr_in)的线。

此时，该线的表达式由下面的表达式(13)来表示。

$\left\{\begin{array}{c}Y=Y_{\mathrm{in}}+{\mathrm{\α}}_{Y}t\\ \mathrm{Cb}={\mathrm{Cb}}_{\mathrm{in}}+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{Cb}}t\\ \mathrm{Cr}={\mathrm{Cr}}_{\mathrm{in}}+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{Cr}}t\end{array}\right.---\left(13\right)$

在此，(α_Y，α_Cb，α_Cr)是从(Y₀、Cb₀、Cr₀)到(Y_T、Cb_T、Cr_T)的方向矢量。α_Y、α_Cb和α_Cr由下面的表达式(14)来表示。

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_Y=Y_T-Y_0\\ {\mathrm{\α}}_{\mathrm{Cb}}={\mathrm{Cb}}_T-{\mathrm{Cb}}_0\\ {\mathrm{\α}}_{\mathrm{Cr}}={\mathrm{Cr}}_T-{\mathrm{Cr}}_0\end{array}---\left(14\right)\right.$

接着，获得由表达式(13)表示的线与色域的外轮廓的交点。

例如，当由转换表达式(1)来表示从RGB到YCbCr的色彩转换时，可由利用参数t的以下表达式(15)来表示逆转换。

$\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right)=S^{-1}\left(\begin{array}{c}Y\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right)=S^{-1}\left(\begin{array}{c}{Y}_0+{\mathrm{\α}}_{Y}t\\ {\mathrm{Cb}}_0+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{Cb}}t\\ {\mathrm{Cr}}_0+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{Cr}}t\end{array}\right)---\left(15\right)$

可通过如在上述示例中将表达式(15)中的R、G或B中的任一个设置为0或1来计算由表达式(13)表示的线与色域的外轮廓之间的交点。

如果RGB与YCbCr之间的色彩分量关系可由表达式(15)来表示，则t的值是唯一确定的。

由于线与色域外轮廓的交点的数量为2，所以当R、G或B中的任一个被设置为0或者1时，可计算出将全部R、G以及B置于色域内的两个t值。可按顺序计算t值，并且检查R、G以及B中的每一个是否处在预定范围内。

令如此计算出的t值为t_G1和t_G2。可根据下面的表达式(16)和(17)来计算线与色域的外轮廓之间的交点(Y_G1，Cb_G1，Cr_G1)和(Y_G2，Cb_G2，Cr_G2)。

$\left\{\begin{array}{c}{Y}_{G1}=Y_{\mathrm{in}}+{\mathrm{\α}}_Y{t}_{G1}\\ {\mathrm{Cb}}_{G1}={\mathrm{Cb}}_{\mathrm{in}}+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{Cb}}{t}_{G1}\\ {\mathrm{Cr}}_{G1}={\mathrm{Cr}}_{\mathrm{in}}+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{Cr}}{t}_{G1}\end{array}\right.---\left(16\right)$

$\left\{\begin{array}{c}{Y}_{G2}=Y_{\mathrm{in}}+{\mathrm{\α}}_Y{t}_{G2}\\ {\mathrm{Cb}}_{G2}={\mathrm{Cb}}_{\mathrm{in}}+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{Cb}}{t}_{G2}\\ {\mathrm{Cr}}_{G2}={\mathrm{Cr}}_{\mathrm{in}}+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{Cr}}{t}_{G2}\end{array}\right.---\left(17\right)$

利用如此计算出的(Y_G1，Cb_G1，Cr_G1)和(Y_G2，Cb_G2，Cr_G2)，可根据下面的表达式(18)到(20)来计算将R、G以及B置于预定范围内的Ymax、Ymin、Cbmax、Cbmin，Crmax以及Crmin。

$\left\{\begin{array}{c}{Y}_{\max }=\max \left(Y_{G1}{,Y}_{G2}\right)\\ Y_{\min }=\min (Y_{G1},Y_{G2})\end{array}\right.---\left(18\right)$

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{Cb}}_{\max }=\max ({\mathrm{Cb}}_{G1},{\mathrm{Cb}}_{G2})\\ {\mathrm{Cb}}_{\min }=\min ({\mathrm{Cb}}_{G1},{\mathrm{Cb}}_{G2})\end{array}\right.---\left(19\right)$

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{Cr}}_{\max }=\max ({\mathrm{Cr}}_{G1},{\mathrm{Cr}}_{G2})\\ {\mathrm{Cr}}_{\min }=\min ({\mathrm{Cr}}_{G1},{\mathrm{Cr}}_{G2})\end{array}\right.---\left(20\right)$

可根据如此获得的Ymax、Ymin、Cbmax、Cbmin、Crmax以及Crmin对色调校正信息进行归一化。

图9以色调曲线示出根据示例性实施例进行了归一化的用于Y(图9A)、Cb(图9B)以及Cr(图9C)的色调校正信息的示例。

另外，在此情况下，如果例如自然色调再现需要的话，如在示例性实施例中一样，当然可在归一化中改变各色调曲线的形状。

由色调校正部14和色调转换部15执行的处理与上述示例中的处理类似，因此不再进行讨论。

Claims (9)

1.一种色彩处理装置，该色彩处理装置包括：

存储部，其存储用于对要校正的色彩信号进行色调校正的色调校正信息；

归一化部，其从所述存储部读取所述色调校正信息，并且根据所述要校正的色彩信号对所读取的色调校正信息进行归一化，以生成归一化色调校正信息；以及

色调校正部，其利用所述归一化色调校正信息，将所述要校正的色彩信号转换成经校正色彩信号。

2.根据权利要求1所述的色彩处理装置，该色彩处理装置还包括：

图像信号获取部，其获得包括预定的输入色彩信号的图像信号，所述预定的输入色彩信号即为所述要校正的色彩信号；和

色彩转换部，其将由所述色调校正部提供的所述经校正色彩信号转换成属于与所述输入色彩信号的色彩空间不同的色彩空间的输出色彩信号。

3.根据权利要求2所述的色彩处理装置，其中：

所述归一化部将根据所述输出色彩信号的色彩分量之一的最大值或者最小值计算出的、所述输入色彩信号的色彩分量的值设置为所述经校正色彩信号可采取的色调校正范围的最大值或者最小值，并且

所述归一化部基于所述色调校正范围的所述最大值或所述最小值生成所述归一化色调校正信息。

4.一种色彩处理方法，该色彩处理方法包括以下步骤：

获取步骤，获得用于对要校正的色彩信号进行色调校正的色调校正信息；

归一化步骤，根据所述要校正的色彩信号对所获得的色调校正信息进行归一化，以生成归一化色调校正信息；以及

转换步骤，利用所述归一化色调校正信息，将所述要校正的色彩信号转换成经校正色彩信号。

5.根据权利要求4所述的色彩处理方法，该色彩处理方法还包括以下步骤：

获得包括预定的输入色彩信号的图像信号，所述预定的输入色彩信号即为所述要校正的色彩信号；并且

将所述经校正色彩信号转换成属于与所述输入色彩信号的色彩空间不同的色彩空间的输出色彩信号。

6.根据权利要求5所述的色彩处理方法，该色彩处理方法还包括如下步骤：

将根据所述输出色彩信号的色彩分量之一的最大值或者最小值计算出的、所述输入色彩信号的色彩分量的值设置为所述经校正色彩信号可采取的色调校正范围的最大值或者最小值，其中：

所述归一化步骤基于所述色调校正范围的所述最大值或所述最小值，生成所述归一化色调校正信息。

7.一种存储有使计算机执行色调校正处理的程序的计算机可读介质，所述色调校正处理包括以下步骤：

获取步骤，获得用于对要校正的色彩信号进行色调校正的色调校正信息；

归一化步骤，根据所述要校正的色彩信号对所获得的色调校正信息进行归一化，以生成归一化色调校正信息；以及

转换步骤，利用所述归一化色调校正信息，将所述要校正的色彩信号转换成经校正色彩信号。

8.根据权利要求7所述的计算机可读介质，其中，所述色调校正处理还包括以下步骤：

获得包括预定的输入色彩信号的图像信号，所述预定的输入色彩信号即为所述要校正的色彩信号；并且

将所述要校正的色彩信号转换成属于与所述输入色彩信号的色彩空间不同的色彩空间的输出色彩信号。

9.根据权利要求8所述的计算机可读介质，其中，所述色调校正处理还包括如下步骤：

将根据所述输出色彩信号的色彩分量之一的最大值或者最小值计算出的所述输入色彩信号的色彩分量的值设置为所述经校正色彩信号可采取的色调校正范围的最大值或者最小值，其中：

所述归一化步骤基于所述色调校正范围的所述最大值或所述最小值，生成所述归一化色调校正信息。

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