CN1213593C - 图像输出装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像处理装置，它能在图像处理装置的图像显示部件上实现“忠实的颜色再现”或“希望的颜色再现”，同时也能在向外部输出的图像数据中不反映图像显示部件的特性，而作为标准图像数据输出。该装置中设有：生成由多个色数据构成的各像素的图像信息即第一图像数据的图像数据生成部件(1)、包含对第一图像数据进行色变换处理等图像处理的色变换部件的图像处理部件(8)、用由第二色数据构成的图像数据来显示图像的图像显示部件(2)以及将第一图像数据向外部输出的图像数据输出部件(3)。图像显示部件(2)用作了色变换等图像处理的图像数据进行图像显示，同时图像数据输出部件(3)将进行图像处理前的图像数据向外部输出。

Description

图像输出装置

技术领域

本发明涉及一种图像处理装置，它设有生成由多个色数据构成的每个像素的图像信息即图像数据的图像数据生成部件，将上述图像数据向外部输出的图像数据输出部件，以及采用由多个色数据构成的图像数据而显示图像的图像显示部件，具体涉及笔记本式个人电脑等中按照其设置的图像显示部件所具有的彩色重现特性，对图像数据进行图像处理的图像处理装置。

背景技术

图19是表示传统的图像处理装置的结构之一例的框图。图中，1是图像数据生成部件，2是图像显示部件，3是图像数据输出部件。图像数据生成部件1生成和输出构成第一图像数据的第一色数据R1、G1、B1。R1、G1、B1分别为表示红、绿、蓝的色数据。第一色数据R1、G1、B1输入到图像显示部件2和图像数据输出部件3中。图像显示部件2例如由液晶屏构成，它由第一色数据R1、G1、B1生成和显示人能够在视觉上认识的图像。而图像数据输出部件3将第一色数据R1、G1、B1向外部输出。例如笔记本式个人电脑等具有图19所示的结构。

图20是表示图像数据生成部件1的结构之一例的框图。图中，4是图像数据存储部件，5是图像数据读出部件，6是帧缓冲器。在图像数据存储部件4中预先存储、记忆多个图像数据。图像数据读出部件5从图像数据存储部件4所记忆的多个图像数据中读出适当的图像数据R10、G10、B10，并以写入动作速度写入帧缓冲器6。从帧缓冲器6按照与图像显示速度一致的读出动作速度输出(读出)图像数据，并作为第一图像数据输出。

在这里，图像显示部件2分别具有固有的彩色重现特性。图21是在x、y色度图上表示笔记本式个人电脑中所使用的液晶屏的彩色重现特性之例子的示图。在图中实线表示的三个三角形表示3种液晶屏的彩色重现范围，其顶点分别表示的红、绿、蓝的彩色重现。而图21中虚线表示的三角形表示IEC61966-2-1中规定的标准色空间sRGB的彩色重现范围。在未进行色变换处理等的图像处理的情况下，彩色重现范围不同与彩色重现特性不同相关联。

如图21所示，液晶屏具有与标准色空间sRGB的彩色重现特性不同的彩色重现特性。并且可知即使同样是液晶屏，不同的种类也分别具有不同的彩色重现特性。如果是液晶屏以外的显示部件，则会具有更不同的彩色重现特性。因此，在传统的图像处理装置中，图像显示部件2所显示的图像的彩色重现会因图像显示部件所具有的彩色重现特性不同而显著不同，所以不能实现图像制作者想要的彩色重现，即“忠实的彩色重现”。而对于使用者也不能实现所希望的彩色重现，即“希望的彩色重现”。

作为避免此问题的方法，可以考虑在图像数据生成部件1中生成第一色数据时，反映图像显示部件2的彩色重现特性。图22是表示图像数据生成部件1的其它结构例子的示图。在图中4、5、6与上述图20中4、5、6相同，7是色变换部件。色变换部件7将图像数据R10、G10、B10作为输入，变换为构成第一图像数据的第一色数据R1、G1、B1而输出。例如可以按照下式(1)从图像数据R10、G10、B10变换为第一色数据R1、G1、B1。

$\left[\begin{array}{c}R1\\ G1\\ B1\end{array}\right]=\left(\mathrm{Aij}\right)\left[\begin{array}{c}R10\\ G10\\ B10\end{array}\right]$ ...式(1)

在式(1)中i＝1～3，j＝1～3。

在式(1)中矩阵系数Aij按照图像显示部件2具有的彩色重现特性加以确定。例如图像数据R10、G10、B10和图像显示部件2显示的颜色的色度之间的关系，取最接近于标准色空间sRGB所规定的关系的数值。

此时第一色数据R1、G1、B1成为反映图像显示部件2的彩色重现特性的数据。而第一色数据R1、G1、B1也能通过图像数据输出部件3而向外部输出。考虑到输入到各种图像处理装置、图像显示装置中，最好向外部输出的图像数据并不反映装置的固有特性，而是具有标准特性。例如在图像显示部件2的彩色重现特性中，在红色作为偏品红的红色显示的情况下，为了在上述图2 2的色变换部件7中校正偏品红的红色，将红色变换为偏黄的红色、以偏黄的红色显示而进行处理，生成第一色数据。此第一色数据通过图像数据输出部件3而向外部输出，在输入到具有将红色作为偏黄的红色而显示的特性的图像显示装置时，会使偏黄色更被强调。

并且，作为近年来色控制(color management)的方法，装置之间的图像数据的交换正以符合sRGB等标准的色空间的数据而进行，在各装置中校正各装置所具有的彩色重现特性正在成为标准的做法。由此，也不希望在向外部输出的图像数据中反映图像显示部件所具有的彩色重现特性。

如上所述，在传统的图像处理装置中图像显示部件所显示的图像的彩色重现，会因图像显示部件所具有的彩色重现特性不同而显著不同，因此存在往往不可能实现“忠实的彩色重现”这种问题。而对使用者也存在往往不可能实现希望的彩色重现即“希望的彩色重现”这种问题。另外，如果按照图像显示部件具有的彩色重现特性而生成图像数据，则向外部输出的图像数据也会反映出图像显示部件具有的彩色重现特性，因此在与图像处理装置、图像显示装置连接的情况下，有时会发生妨碍实现被连接装置中“忠实的彩色重现”和“希望的彩色重现”等的问题。并且，在传统的图像显示装置中，通过图像处理装置中的图像显示部件的特性和外部连接的图像显示装置的特性的组合，也存在外部连接的图像显示装置中显示图像破坏的可能。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题点，提供一种图像处理装置，它能在图像处理装置设有的图像显示部件上实现“忠实的彩色重现”或“希望的彩色重现”，同时也能在向外部输出的图像数据中不反映图像显示部件的特性，而作为标准图像数据输出。

本发明的一种设有将图像数据向外部送出的部件和显示基于该图像数据的图像的图像显示部件的图像输出装置，其中设有：

输出由多个色数据构成的各像素的图像信息即第一图像数据的图像数据输出部件；

通过对所述第一图像数据进行根据所述图像显示部件的显示特性的色变换处理来算出第二图像数据，并将该第二图像数据输出到所述图像显示部件的色变换部件；以及

将所述第一图像数据向与外部连接的图像显示装置输出的外部输出部件。

在上述结构中图像数据生成部件将第一图像数据R1、G1、B1作为符合sRGB等标准色空间的数据而生成，图像数据输出部件将第一图像数据R1、G1、B1向外部输出，同时通过将用图像处理部件中设有的色变换部件进行色变换处理后的第二图像数据供给图像显示部件，从而具有在图像显示部件上显示的图像中实现“忠实的彩色重现”和“希望的彩色重现”，同时在向外部输出的图像数据中不反映图像显示部件的特性，而输出符合标准色空间的图像数据的效果。因此，外部连接的图像处理装置和图像显示装置至少可以对应于符合标准色空间的图像数据的输入，从而容易进行色控制。并且，在传统的图像处理装置中，如果优先于图像处理装置所设的图像显示装置中显示的图像的彩色重现而进行色变换处理，则通过将图像处理装置设有的图像显示装置与外部连接的图像显示装置之间特性的结合，外部连接的图像显示装置中显示的图像有可能破坏；但在本发明的图像处理装置能够避免外部连接的图像显示装置中显示图像破坏的效果。

上述图像数据生成部件也可以将上述第一图像数据作为数字数据而生成，上述图像数据输出部件也可以将上述第一图像数据变换为模拟数据后再向外部输出。

根据以上结构，也可以得到能将向外部输出的图像数据变为模拟图像数据，再与有模拟图像数据输入的图像处理装置和图像显示装置连接的效果。

并且，本发明的图像处理装置中，上述图像处理部件还包含对于通过上述色变换部件进行色变换后的图像数据进行灰度变换的灰度变换部件。

根据以上结构，也可以得到在图像显示部件中能按照希望的灰度特性进行图像显示的效果。例如在要进行“忠实的彩色重现”的情况下，能实现sRGB等标准的色空间中规定的灰度；在要进行“希望的彩色重现”的情况下，能根据喜好而实现灰度特性。

上述图像处理部件也可以再包含对通过上述色变换部件进行色变换后的图像数据进行混色(dither)处理的混色处理部件。

根据以上结构，也可以得到这样的效果：能模拟地显示这样的信息，其数据的比特数多于可输入图像显示部件的数据的比特数，即可显示的比特数。而且，在图像显示装置能够显示的数据比特数较少的情况下，会发生不能表现微妙的色区别、数据变化变为不连续等问题，但是通过设置混色处理部件，能够避免以上问题。

上述色变换部件中也可以包括：产生预定矩阵系数的系数生成部件；计算出仅对多个色调中的特定色调有效的多个运算项的运算项计算部件；以及进行采用上述矩阵系数和仅对上述特定色调有效的多个运算项的矩阵运算的矩阵运算部件。

根据以上结构，还可得到能不影响其它色调而进行调整，仅使特定的色调成为所希望的彩色重现的效果。另外，在传统的图像处理装置中，优先于图像处理装置所设的图像显示装置中显示的图像的彩色重现而仅对特定色调的彩色重现进行调整的场合，通过将图像处理装置设有的图像显示装置与外部连接的图像显示装置之间特性的结合，也有可能在外部连接的图像显示装置显示的图像中只是特定色调的彩色重现破坏，并且仅该色调间区域中的彩色重现的破坏非常显著，但本发明的图像处理装置具有能避免上述问题发生的效果。

上述色变换部件中也可以设有：产生预定矩阵系数的系数生成部件；仅对于多种色调中的特定色调间区域计算出多个有效运算项的运算项计算部件；以及用上述矩阵系数和仅对于上述特定色调间区域有效的多个运算项进行矩阵运算的矩阵运算部件。

根据以上结构，也可以得到能不影响其它色调间区域而进行调整，仅使特定的色调间区域成为所希望的彩色重现的效果。另外，在传统的图像处理装置中优先于图像处理装置所设的图像显示装置中显示的图像的彩色重现而仅对特定色调间区域的彩色重现进行调整的场合，由于图像处理装置设有的图像显示装置和外部连接的图像显示装置之间特性的结合，有可能外部连接的图像显示装置所显示的图像中仅是特定色调间区域的彩色重现破坏，并且仅是该色调间区域中彩色重现的破坏非常显著，但在本发明的图像处理装置中也能取得能够避免上述问题的效果。

上述多种色调可以包含红、绿、蓝、青、品红、黄等六种色调。

根据以上结构，在红、绿、蓝、青、品红、黄等六种色调或色调间区域中，也可以得到能抑制外部连接的图像显示装置中显示的图像中特定色调或色调间区域中的彩色重现发生破坏的效果。

附图说明

[图1]是表示本发明实施例1的图像处理装置的结构之一例的框图。

[图2]是表示本发明实施例2的图像处理装置中图像数据输出部件3的结构之一例的框图。

[图3]是表示本发明实施例3的图像处理装置的结构之一例的框图。

[图4]是表示液晶屏中灰度特性之一例的示图。

[图5]是表示本发明实施例3的图像处理装置中混色处理部件11的结构之一例的框图。

[图6]是表示本发明实施例3的图像处理装置中使用的混色系数之一例的示图。

[图7]是表示在不进行混色处理时从8比特色数据变换为6比特色数据之一例的示图。

[图8]是表示在进行混色处理时从8比特色数据变换为6比特色数据之一例的示图。

[图9]是表示本发明实施例4的图像处理装置中色变换部件7的结构之一例的框图。

[图10]是表示本发明实施例4的图像处理装置的色变换部件7中多项式运算器17一结构例的框图。

[图11]是表示本发明实施例4的图像处理装置中识别符号S1、最大值β、最小值α与为零的色调数据之间的关系之一例的示图。

[图12]是用于说明本发明实施例4的图像处理装置中的多项式运算器17的消零器20动作的示图。

[图13]是表示本发明实施例4的图像处理装置中矩阵运算器18的一部分的结构之一例的框图。

[图14]是表示六种色调与色调数据关系的示意图。

[图15]是表示本发明实施例4的图像处理装置中第一运算项与色调关系的示意图。

[图16]是表示本发明实施例4的图像处理装置中第二运算项与色调关系的示意图。

[图17]是表示本发明实施例4的图像处理装置中多项式运算器17的运算系数生成器23中使运算系数变化时的第二运算项与色调之间关系的示意图。

[图18]是表示本发明实施例4的图像处理装置中涉及各色调和色调间区域的、对它们有效的运算项的关系的示图。

[图19]是表示传统的图像处理装置的结构之一例的框图。

[图20]是表示传统的图像处理装置中图像数据生成部件1的结构之一例的框图。

[图21]是在x、y色度图上表示笔记本式个人电脑中使用的液晶屏的彩色重现特性例的示图。

[图22]是表示传统的图像处理装置中图像数据生成部件1的另一例结构的示图。

具体实施例

下面按照表示实施方式的附图具体说明本发明。

实施例1

图1是表示本发明一实施例的图像处理装置的结构之一例的框图。在图中，1是图像数据生成部件，2是图像显示部件，3是图像数据输出部件，7是色变换部件，8是图像处理部件。图像数据生成部件1生成并输出构成第一图像数据的第一色数据R1、G1、B1。R1、G1、B1分别为表示红、绿、蓝的色数据。第一色数据R1、G1、B1被输入到图像处理部件8和图像数据输出部件3中。图像处理部件8中设有色变换部件7，它将第一色数据R1、G1、B1输入色变换部件7。在色变换部件7中，由第一色数据R1、G1、B1计算出构成第二图像数据的第二色数据R2、G2、B2，并作为图像处理部件8的输出向图像显示部件2输出。R2、G2、B2也是表示红、绿、蓝的色数据。图像显示部件2例如由液晶屏等构成，它用第二色数据R2、G2、B2生成人能够在视觉上认识的图像，并加以显示。另一方面，图像数据输出部件3将第一色数据R1、G1、B1向外部输出。

近年来，作为色控制的方法，装置间的图像数据交换正以符合IEC61966-2-1规定的sRGB等标准的色空间的数据进行，在各装置中校正各装置具有的彩色重现特性正在成为标准的做法。由此，在图像数据生成部件中，第一图像数据R1、G1、B1作为按照sRGB等标准色空间的数据而生成，并通过图像数据输出部件向外部输出，从而与其它装置连接时容易进行色控制。

在图1的图像处理装置中色变换部件7按照下式(2)的矩阵运算计算出第二色数据R2、G2、B2。

$\left[\begin{array}{c}R2\\ G2\\ B2\end{array}\right]=\left(\mathrm{Aij}\right)\left[\begin{array}{c}R1\\ G1\\ B1\end{array}\right]$ ...式(2)

式(2)中i＝1～3，j＝1～3。

在式(2)中，矩阵系数Aij按照图像显示部件2具有的彩色重现特性决定。例如在以“忠实的彩色重现”为目的的情况下可以考虑取这样的值，就是使第一图像数据R1、G1、B1和图像显示部件2中所显示色彩的色度之间的关系最接近于标准色空间sRGB中规定的关系的值。因此在标准色空间sRGB中作成的图像数据就能够按照接近于作成时想要的彩色重现来实现彩色重现。

根据规定标准色空间sRGB的IEC61966-2-1，图像数据R、G、B与所表现颜色的三刺激值X、Y、Z的关系可以用数学公式表示。由此，对于图像数据R、G、B的值，可以计算出应显示颜色的三刺激值X、Y、Z。因此，计算出对于第一图像数据R1、G1、B1的代表性组合而应显示颜色的三刺激值X、Y、Z，并对矩阵系数Aij的值加以确定，使实际上图像显示部件2中显示颜色的三刺激值X、Y、Z接近于计算出的值。

而在图像显示部件2中实现“希望的彩色重现”时，未必一定要等同于“忠实的彩色重现”的彩色重现。一般，就皮肤的颜色、天空的蓝色和草木的绿色而言，有一些被称为记忆色，而实际的颜色未必一定喜欢。特别存在喜欢天空的蓝色和草木的绿色等彩度高于实际颜色的倾向。在这种情况下，以能够显示更喜欢的颜色为目的而确定矩阵系数Aij。

如上所述，根据本发明的图像处理装置，图像数据生成部件将第一图像数据R1、G1、B1作为按照sRGB等标准的色空间的数据而生成，图像数据输出部件将第一图像数据R1、G1、B1向外部输出，同时通过将用图像处理装置中设置的色变换部件进行色变换处理后的第二图像数据供给图像显示部件，从而在图像显示部件上显示的图像中实现“忠实的彩色重现”或“希望的彩色重现”，同时在向外部输出的图像数据中不反映图像显示部件的特性，而输出符合标准的色空间的图像数据。因此，外部连接的图像处理装置和图像显示装置，至少只要应对符合标准的色空间的图像数据的输入即可，从而使色控制变得容易。并且，在传统的图像处理装置中，如果优先于图像处理装置所设的图像显示装置所显示图像的彩色重现进行色变换处理，则由于图像处理装置所设的图像显示装置和外部连接的图像显示装置之间特性的结合，也存在外部连接的图像显示装置中显示的图像破坏的可能性，但在本发明的图像处理装置中能够避免外部连接的图像显示装置中显示图像的破坏。

实施例2

图2是表示本发明实施例2的图像处理装置中图像数据输出部件3的结构之一例的框图。在图中，9是DA变换部件。并且，在本实施例的图像处理装置中除了图像数据输出部件3以外的结构都与上述实施例1中的相同。

在图像数据生成部件1中，第一图像数据R1、G1、B1可以作为数字数据而生成，再输入到图像数据输出部件3中。图像数据输出部件3中设有DA变换部件9，第一图像数据R1、G1、B1被输入DA变换部件9。DA变换部件9将数字数据的第一图像数据R1、G1、B1变换为模拟数据的第一图像数据R1a、G1a、B1a后，向外部输出。

因此，根据本实施例中的图像处理装置，向外部输出的图像数据变为模拟数据，就能够与具有模拟图像数据输入的图像处理装置和图像显示装置连接。

实施例3

图3是表示本发明实施例3的图像处理装置的结构之一例的框图。在图中，1、2、3、7与上述实施例1的示图1中的相同。8是本实施例中的图像处理装置，10是灰度变换部件，11是混色处理部件。本实施例的图像处理装置中，与上述实施例1中的装置相比，只是图像处理部件8的结构不同。

将构成由图像数据生成部件生成的第一图像数据的第一色数据R1、G1、B1输入到图像处理部件8和图像数据输出部件3的操作，跟上述实施例1所述的相同。图像处理部件8中设有色变换部件7、灰度处理部件10和混色处理部件11，第一色数据R1、G1、B1被输入色变换部件7。在色变换部件7中，从第一色数据R1、G1、B1计算出构成第三图像数据的第三色数据R3、G3、B3，并输出。第三色数据R3、G3、B3也分别是表示红、绿、蓝的色数据。

与上述实施例1同样，色变换部件7中可通过下述式(3)的矩阵运算计算出第三色数据R3、G3、B3。

$\left[\begin{array}{c}R3\\ G3\\ B3\end{array}\right]=\left(\mathrm{Aij}\right)\left[\begin{array}{c}R1\\ G1\\ B1\end{array}\right]$ ...式(3)

在式(3)中，i＝1～3，j＝1～3。

从色变换部件7输出的第三色数据R3、G3、B3被输入灰度变换部件10。在灰度变换部件10中，对第三色数据R3、G3、B3按照图像显示部件2的灰度特性进行灰度变换处理，计算出构成第四图像数据的第四色数据R4、G4、B4并输出。第四色数据R4、G4、B4也分别是表示红、绿、蓝的色数据。

在图像显示部件2由液晶屏构成的场合，其灰度特性往往具有S字型特性。图4表示液晶屏中灰度特性，即输入的图像数据的值与显示的亮度的关系的一个例子。另外，在图中，图像数据的值和亮度都取归一化的值。另一方面，sRGB等标准色空间中规定的灰度特性往往由下式(4)的关系表示。

Y＝a×x^γ                   ...式(4)

在式(4)中，a和γ均是常数。

所以在由图像显示部件2要进行“忠实的彩色重现”的场合，在灰度变换部件10中求出第四色数据R4、G4、B4，以使第三色数据R3、G3、B3与图像显示部件2中显示的亮度的关系接近于用上式(4)表示的关系。另外，在要进行“希望的彩色重现”的场合，求出第四色数据R4、G4、B4以根据喜好实现希望的灰度特性。

从灰度变换部件10输出的第四色数据R4、G4、B4，被输入到混色处理部件11中。在混色处理部件11中对第四色数据R4、G4、B4进行混色处理，计算出构成第二图像数据的第二色数据R2、G2、B2并输出。在混色处理部件11中进行的混色处理，可以用于以某种限定的比特数的数据模拟地显示具有更多比特数的数据的信息。例如对于第四色数据R4、G4、B4分别是8比特数据，在图像显示部件仅具有各种颜色6比特数据输入的情况下，第二色数据R2、G2、B2就必须为6比特的数据。

图5是表示混色处理部件11的结构之一例的框图。在图中，12是混色系数发生部件，13是混色系数相加部件，14是比特选择部件。混色系数发生部件12根据表示像素位置的信息X、Y，产生对应于像素位置的混色系数D(X、Y)。第四色数据R4、G4、B4和来自混色系数发生部件12的混色系数D(X、Y)被输入到混色系数相加部件13中。在混色系数相加部件13中进行下式(5)的加法运算，计算出加上混色系数后的色数据Rd、Gd、Bd。再有，加上混色系数后的色数据Rd、Gd、Bd为8比特数据，如果第四色数据和混色系数相加的结果大于255(10进制数)，则作为255(10进制数)输出。

Rd＝R4+D(X，Y)

Gd＝G4+D(X，Y)             ...式(5)

Bd＝B4+D(X，Y)

加上混色系数后的色数据Rd、Gd、Bd，被输入到比特选择部件14中。在比特选择部件14中，加上混色系数后的色数据Rd、Gd、Bd各自的上位的6比特被选择，作为构成第二图像数据的第二色数据R2、G2、B2输出。因此，第二色数据R2、G2、B2成为6比特的数据。

下面叙述具体的数值例，考虑在混色系数发生部件12中产生的混色系数D(X、Y)为图6表示的数值的情况。在由混色系数发生部件12产生的混色系数D(X、Y)对于表示像素位置的数据的X、Y值是用图6表示的关系时，经混色系数相加后的位选择(混色处理)的色数据，就能模拟地显示比实际比特数多2比特的信息。例如混色处理后的6比特的数据就能模拟地显示相当于8比特的信息。关于混色处理的效果用图7和图8说明。

图7表示从没有进行混色处理的8比特色数据变换到6比特色数据的示例。图7(A)的数值是以10进制数表示变换前的8比特的色数据的值，图7(B)的数值是以10进制数表示变换后的6比特色数据的值。并且，图7中用方格表示的分区表示各色数据存在的像素。为了简化，在图7中假定每个像素仅存在1个色数据。在未进行图7表示的混色处理的场合，通过简单地舍去8比特的色数据的下位的2比特份额的数据，就变换为6比特的色数据。结果下位的2比特份额的数据完全失去，8比特的色数据中4个数值64、65、66、67在6比特的色数据中就全部变换为16。

图8是表示从进行混色处理的8比特的色数据变换为6比特的色数据之一例的示图。图8(A)的数值是以10进制数表示变换前8比特色数据的值。而图8用方格表示的分区表示各色数据存在的像素。为了简化，在图8中假定每个像素仅存在1个色数据。图8(B)是图8(A)的各个色数据中相加的混色系数，按图6表示的规则生成。图8(C)是以10进制数表示的、图8(A)的8比特的色数据与图8(B)的混色系数相加结果所得到的8比特的加上混色系数后所得的色数据的数值。图8(D)是以10进制数表示通过舍去图8(C)的加上混色系数后的色数据的下位的2比特份额的数据而变换为6比特的色数据所得到的色数据的值。如果以由纵向的两个像素和横向的两个像素组成的4个像素为单位看，则可发现图8(D)所示的变换为6比特的色数据中，所舍去的2比特份额的信息仍被保留。

如上所述，通过采用图6的混色系数进行混色处理，在以4个像素为单位看时，能够显示比实际比特数多2比特的信息。也就是说，通过采用图6的混色系数进行混色处理，能够模拟地显示比实际比特数多2比特的信息。在本实施例中以图6的混色系数作为一个例子进行了说明，但是通过采用各种混色系数进行混色处理，也能够模拟地显示比实际比特数多的信息。

如上所述，根据本实施例的图像处理装置，由于在图像处理部件中设有灰度变换部件，因此在图像显示部件中能按希望的灰度特性进行图像显示。例如在要进行“忠实的彩色重现”的场合，能实现sRGB等标准的色空间中规定的灰度，在要进行“希望的彩色重现”的场合，能根据喜好而实现灰度特性。并且，根据本实施例的图像处理装置，由于在图像处理部件中设有混色处理部件，因此能模拟地显示其比特数多于可输入图像显示部件的数据的比特数(即可显示的比特数)的信息。图像显示装置能够显示的数据的比特数较少的情况下，会发生不能表现颜色的微妙区别、数据变化不连续等问题，但是通过设置混色处理部件，就能避免以上问题。

实施例4

图9是表示本发明实施例4的图像处理装置中的色变换部件7的结构之一例的框图。在图中，15是αβ计算器，它算出所输入的第一色数据R1、G1、B1的最大值β和最小值α并加以输出，同时产生特别指定第一色数据R1、G1、B1中最大的数值和第一色数据R1、G1、B1中最小的数值之组合的识别符号并加以输出；16是由第一色数据R1、G1、B1和上述αβ计算器15的输出来算出色调数据r、g、b、y、m、c的色调数据计算器，17是多项式运算器，18是矩阵运算器，19是系数生成器。除了色变换部件7以外，其它结构都与上述实施例1中的相同。

图10是表示上述多项式运算器17的结构之一例的框图。在图中，20是将输入的色调数据中成为0的数据消去的消零器；21a、21b、21c是选择所输入的数据最小值、并加以输出的最小值选择器，23是基于来自上述αβ计算器15的识别符号，产生并输出运算系数的运算系数生成器；22a、22b是将表示来自上述运算系数生成器23的输出的运算系数和最小值选择器21a与21b的输出相乘的乘法器。

以下说明操作过程。输入的第一色数据R1、G1、B1被送到αβ计算器15和色调数据计算器16，αβ计算器15计算出第一色数据R1、G1、B1的最大值β和最小值α并加以输出，同时产生特别指定第一色数据R1、G1、B1中为最大值的数据和为最小值的数据的识别符号S1并加以输出。

色调数据计算器16将第一色数据R1、G1、B1和上述αβ计算器15输出的最大值β和最小值α作为输入，进行减法处理：r＝R1-α、g＝G1-α、b＝B1-α，以及y＝β-B1、m＝β-G1、c＝β-R1，输出六种色调r、g、b、y、m、c。

此时，在上述αβ计算器15中计算的最大值β和最小值α，分别为β＝MAX(R1、G1、B1)和α＝MIN(R1、G1、B1)，在色调数据计算器16中计算的6个色调数据r、g、b、y、m、c，通过减法处理：r＝R1-α、g＝G1-α、b＝B1-α以及y＝β-B1、m＝β-G1、c＝β-R1而得到，因此，这6个色调数据具有其中至少两个成为0的性质。也就是说，r、g、b中至少有1个，y、m、c中至少有1个，换句话说，r、g、b、y、m、c中至少有两个的值成为0；至于哪一个成为0，这由作为最大和最小的R1、G1、B1的组合所决定。例如R1为最大值、G1为最小值(β＝R1，α＝G1)时，由上述减法处理得到：g＝0和c＝0，而在R1为最大值、B1为最小值(β＝R1，α＝B1)时，则有b＝0和c＝0。

在上述αβ计算器15中，产生特别指定6个色调数据中成为0的数据的识别符号S1并加以输出。该识别符号S1根据R1、G1、B1中哪一个是最大值与最小值，取6个值中的1个。图11表示识别符号S1的值和R1、G1、B1中最大值β、最小值α以及为零的色调数据之关系。另外，图中的识别符号S1的值仅作为一例，并不以此为限，取其他值也无妨。

接着，将由色调数据计算器16输出的6个色调数据r、g、b和y、m、c送入多项式运算器17，r、g、b也送入矩阵运算器18。从上述αβ计算器15输出的识别符号S1被输入到多项式运算器17中。在r、g、b中选择两个不为0的数据，作为Q1、Q2用于运算，在y、m、c中选择两个不为0的数据，作为P1、P2用于运算。该操作参照图12进行说明。

在多项式运算器17中，来自色调数据计算器16的色调数据和来自αβ计算器15的识别符号S1被输入消零器20。在消零器20中，基于识别符号S1，以r、g、b中两个不成0的数据为Q1、Q2，以y、m、c中两个不为0的数据作为P1、P2输出。至于r、g、b、y、m、c中哪个用作Q1、Q2、P1、P2，例如可以按图12所示来确定并加以输出。例如，如图11和图12所示，识别符号S1＝0时，从r、b得到Q1、Q2，从y、m得到P1、P2，以Q1＝r、Q2＝b、P1＝m、P2＝y输出。另外，与上述的图11相同，图12中识别符号S1的值也是作为一例表示而已，并不以此为限，也可以取其他值。

最小值选择器21a从上述消零器20输出的数据Q1、Q2中选择最小值T4＝min(Q1、Q2)并加以输出，最小值选择器21b从上述消零器20输出的数据P1、P2中选择最小值T2＝min(P1、P2)并加以输出。从最小值选择器21a和21b输出的T4和T2，用作第一运算项。

来自上述αβ计算器15的识别符号S1被输入到运算系数生成器23中，在乘法器22a、22b中基于识别符号S1产生表示用于对第一运算项T4和T2进行乘法运算的运算系数aq、ap的信号，然后将运算系数aq输出到乘法器22a中，将运算系数ap输出到乘法器22b中。

再有，该运算系数aq、ap分别对应于识别符号S1产生，对于图12中表示的6个识别符号值，产生6个不同值的运算系数。在乘法器22a中输入来自上述最小值选择器21a的第一运算项T4，将来自运算系数生成器23的运算系数aq和第一运算项T4相乘：aq×T4，其输出送给最小值选择器21c，在乘法器22b中输入来自上述最小值选择器21b的第一运算项T2，将来自运算系数生成器23的运算系数ap和第一运算项T2相乘：ap×T2，其输出送给最小值选择器21c。

最小值选择器21c选择乘法器22a和22b输出的最小值T5＝min(ap×T2、aq×T4)并加以输出。从最小值选择器21c输出的T5，用作第二运算项。以上所述的多项式数据T2、T4、T5，都是多项式运算器17的输出。然后，该多项式运算器17的输出被送给矩阵运算器18。

另一方面，图9的系数生成器19基于识别符号S1产生多项式数据的运算系数U(Fij)，并送给矩阵运算器18。

矩阵运算器18将第一色数据R1、G1、B1、来自多项式运算器17的多项式数据T2、T4、T5、来自αβ计算器15的最小值α以及来自系数生成器19的系数U作为输入，将下式(6)的运算结果作为第二色数据R2、G2、B2输出。

$\left[\begin{array}{c}R2\\ G2\\ B2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}R1\\ G1\\ B1\end{array}\right]+\left(\mathrm{Fij}\right)\left[\begin{array}{c}T2\\ T4\\ T5\\ \mathrm{\α}\end{array}\right]$ ...式(6)

再有，在式(6)的(Fij)中，i＝1～3，j＝1～4。

图13是表示上述矩阵运算器18中部分结构之一例的框图，它表示的是运算并输出R2的情况。图中24a～24d是乘法器，25a～25d是加法器。

下面说明图13的操作。乘法器24a～24d将来自多项式运算器17的多项式数据T2、T4、T5、来自αβ计算器15的最小值α以及来自系数生成器19的系数U(Fij)作为输入，并输出各自的乘积。

加法器25a、25b以各乘法器24a～24d输出的积作为输入，将输入数据相加，并将其和输出。加法器25c将来自加法器25a、25b的数据相加，并将其和输出。加法器25d将第一色数据R1和来自加法器25c的数据相加，并将其和作为第二色数据R2输出。

另外，通过与图13相同的结构可以运算第二色数据G2、B2。并且，如果对R2、G2、B2并行地使用图13的结构，则能进行高速矩阵运算。另外，系数(Fij)分别使用对应于第二色数据R2、G2、B2的系数。

因此，用上述图9所示的色变换部件求第二色数据R2、G2、B2的运算式为下式(7)。

$\left[\begin{array}{c}R2\\ G2\\ B2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}R1\\ G1\\ B1\end{array}\right]+\left(\mathrm{Fij}\right)\left[\begin{array}{c}h1r\\ h1g\\ h1b\\ h1c\\ h1m\\ h1y\\ h2\mathrm{ry}\\ h2\mathrm{rm}\\ h2\mathrm{gy}\\ h2\mathrm{gc}\\ h2\mathrm{bm}\\ h2\mathrm{bc}\\ \mathrm{\α}\end{array}\right]$ ...式(7)

式中：(Fij)为i＝1～3，j＝1～13；h1r＝min(m、y)，h1g＝min(y、c)，h1b＝min(c、m)，h1c＝min(g、b)，h1m＝min(b、r)，h1y＝min(r、g)，h2ry＝min(aq1×h1y、ap1×h1r)，h2rm＝min(aq2×h1m、ap2×h1r)，h2gy＝min(aq3×h1y、ap3×h1g)，h2gc＝min(aq4×h1c、ap4×h1g)，h2bm＝min(aq5×h1m、ap5×h1b)，h2bc＝min(aq6×h1c、ap6×h1b)；aq1～aq6和ap1～ap6为上述图10中在运算系数生成器23中产生的运算系数。

另外，式(6)的运算项和式(7)中运算项的数不同点在于，式(6)中所示的是除了运算项成为0的数据的每个像素的运算方法，而式(7)所示的是对于像素集合的一般公式。

也就是，如果式(6)的多项式数据(第一运算项、第二运算项)，仅分别着眼于1个像素，则可将1三个数据削减至4个有效数据，这样的削减可通过巧妙地活用色调数据的性质加以实现。

并且，有效数据的组合根据所着眼的像素的图像数据而变化，对于含有全部颜色的整个图像数据，所有的多项式数据都是有效的。

图14(A)～(F)是表示六种色调与色调数据r、g、b、y、m、c的关系的示意图，各色调数据分别与三个色调有关。

上式(7)中包含仅对各色调中的一个有效的第一运算项。该第一运算项为：h1r＝min(y、m)，h1y＝min(r、g)，h1g＝min(c、y)，h1c＝min(g、b)，h1b＝min(m、c)，h1m＝min(b、r)，共6个。

图15(A)～(F)是表示六种色调与第一运算项h1r、h1y、h1g、h1c、h1b、h1m的关系的示意图，可知各第一运算项与特定的色调有关。例如取W为常数，则对于红色，由于r＝W，g＝b＝0，所以有y＝m＝W，c＝0。

因此，h1r＝min(y、m)＝W，又其它5个第一运算项均成为0。也就是，对于红色，仅h1r＝min(y、m)成为有效的第一运算项。同样地，对于绿色仅h1g＝min(c、y)成为有效的第一运算项，对于蓝色仅h1b＝min(m、c)成为有效的第一运算项，对于青色仅h1c＝min(g、b)成为有效的第一运算项，对于品红色仅h1m＝min(b、r)成为有效的第一运算项，对于黄色仅h1y＝min(r、g)成为有效的第一运算项。

图16(A)～(F)示意说明了六种色调与第二运算项h2ry＝min(h1y、h1r)，h2gy＝min(h1y、h1g)，h2gc＝min(h1c、h1g)，h2bc＝min(h1c、h1b)，h2bm＝min(h1m、h1b)，h2rm＝min(h1m、h1r)的关系，它表示的是上式(7)中的h2ry＝min(aq1×h1y、ap1×h1r)、h2gy＝min(aq3×h1y、ap3×h1g)、h2gc＝min(aq4×h1c、ap4×h1g)、h2bc＝min(aq6×h1c、ap6×h1b)、h2bm＝min(aq5×h1m、ap5×h1b)、h2rm＝min(aq2×h1m、ap2×h1r)中运算系数aq1～aq6和ap1～ap6的值取作1的情况。

由图16的各图可知，各第二运算项与红～黄、黄～绿、绿～青、青～蓝、蓝～品红、品红～红等六种色调间区域内的中间区域(处于六种色调中的相邻色调之间区域内的中间的区域)的变化有关。也就是，对于红～黄而言，b＝c＝0，除了h2ry＝min(h1y、h1r)＝min(min(r、g)、min(y、m))以外的其它5项全成为0。因此，仅h2ry变为有效的第二运算项。同样地，对于黄～绿仅h2gy变为有效的第二运算项，对于绿～青仅h2gc变为有效的第二运算项，对于青～蓝仅h2bc变为有效的第二运算项，对于蓝～品红仅h2bm变为有效的第二运算项，对于品红～红仅h2rm变为有效的第二运算项。

图17(A)～(F)示意表示使上式(7)中hry、hrm、hgy、hgc、hbm、hbc中的运算系数aq1～aq6和ap1～ap6变化时的六种色调与第二运算项之间的关系，图中虚线a1～a6所示的是aq1～aq6取值大于ap1～ap6时的特性，图中虚线b1～b6所示的是ap1～ap6取值大于aq1～aq6时的特性。

如上所述，对于红～黄仅h2ry＝min(aq1*h1y、ap1*h1r)是有效的第二运算项，但如果aq1和ap1之比取为例如2∶1，则如图17(A)的虚线a1所示，成为其峰值靠近红色的运算项，可以设为在红～黄的色调之间靠近红色的区域上有效的运算项。而如果aq1和ap1之比取为例如1∶2，则成为图17(A)的虚线b1所示的关系，成为其峰值靠近黄色的运算项，可以设为在红～黄色调之间靠近黄色的区域上有效的运算项。同样地，通过在黄～绿区中使h2gy中的aq3和ap3变化，在绿～青区中使h2gc中的aq4和ap4变化，在青～蓝区中使h2bc中的aq6和ap6变化，在蓝～品红区中使h2bm中的aq5和ap5变化，在品红～红区中使h2rm中的aq2和ap2变化，也能够在各自的色调间区域中使成为有效的区域发生变化。

图18(a)和(b)表示的是六种色调与色调间区域和有效运算项的关系。因此，如果在系数生成器19中使与要调整的色调或色调间区域上有效的运算项有关的系数变化，则能够仅调整所着眼的色调，也能够修正色调之间变化的程度。另外，如果使多项式运算器17的运算系数生成器23中的系数变化，则能够使色调间区域中运算项成为有效的区域变化，而不影响其它的色调。

总之，采用本实施例的色变换部件，就能通过使与特定色调有关的第一运算项和与特定色调间区域有关的第二运算项的系数变化，独立地校正红、绿、蓝、黄、品红、青等等六种色调和上述六种色调之间的变化程度。因此能够使变换特性灵活地改变。

Claims (7)

1.一种设有将图像数据向外部送出的部件和显示基于该图像数据的图像的图像显示部件的图像输出装置，其中设有：

输出由多个色数据构成的各像素的图像信息即第一图像数据的图像数据输出部件；

通过对所述第一图像数据进行根据所述图像显示部件的显示特性的色变换处理来算出第二图像数据，并将该第二图像数据输出到所述图像显示部件的色变换部件；以及

将所述第一图像数据向与外部连接的图像显示装置输出的外部输出部件。

2.如权利要求1中所述的图像输出装置，其特征在于：

所述图像数据输出部件将所述第一图像数据作为数字数据生成；

所述外部输出部件将所述第一图像数据变换为模拟数据后向外部送出。

3.如权利要求1中所述的图像输出装置，其特征在于：还包含对于所述第二图像数据进行灰度变换的灰度变换部件；将灰度变换后的所述第二图像数据输出到所述图像显示部件。

4.如权利要求1中所述的图像输出装置，其特征在于：还包含对于所述第二图像数据进行混色处理的混色处理部件；将混色处理后的所述第二图像数据输出到所述图像显示部件。

5.如权利要求1中所述的图像输出装置，其特征在于：

所述色变换部件中设有，

产生预定矩阵系数的系数生成部件；

计算出仅对于多种色调中的特定色调有效的多个运算项的运算项计算部件；

以及用所述矩阵系数和仅对于所述特定色调有效的多个运算项进行矩阵运算的矩阵运算部件。

6.如权利要求1中所述的图像输出装置，其特征在于：

所述色变换部件中设有，

产生预定矩阵系数的系数生成部件；

计算出仅对于多种色调中特定的色调间区域有效的多个运算项的运算项计算部件；以及

用所述矩阵系数和仅对于所述特定的色调间区域有效的多个运算项进行矩阵运算的矩阵运算部件。

7.如权利要求5或6所述的图像输出装置，其特征在于：所述多种色调中包含红、绿、蓝、青、品红、黄等六种色调。

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