WO1981001065A1 - Process for transforming chrominance numerical signals of an orthogonal system of colour coordinates into numerical colour signals and into saturation signals of a system of colour coordinates and transformation circuit - Google Patents

Process for transforming chrominance numerical signals of an orthogonal system of colour coordinates into numerical colour signals and into saturation signals of a system of colour coordinates and transformation circuit Download PDF

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F Redecker
F Kuhn
W Lippek
K Moellgaard
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Hell R Gmbh
F Redecker
F Kuhn
W Lippek
K Moellgaard
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Definitions

  • the invention relates to electronic reproduction technology, in particular to color correction and color recognition.
  • the color components represent the coordinates of the respective color in the three-dimensional color space.
  • the measured color components are corrected and the color separation signals required for producing color separations are derived therefrom, which signals are a measure of the im
  • the measured color components are examined for their belonging to one of the color recognition spaces delimited within the color space.
  • the color components can be the three primary color measurement signals, the chrominance and
  • Luminance signals or also the color, saturation and luminance signals correspond.
  • the primary color measurement signals are the rectangular coordinates of the RGB color space and the chrominance and luminance signals are the corresponding rectangular coordinates of the chrominance-luminance color space.
  • the hue, saturation and luminance signals represent the cylindrical coordinates of the hue-saturation-luminance color space, the hue signals forming the angles, the saturation signals the radii and the luminance signals the third coordinates.
  • OM ⁇ V Color coordinates can be converted into cylindrical color coordinates or polar color coordinates. It is known to carry out such coordinate transformations by means of analog function generators. However, these analog function generators have the disadvantage that they are complex, work unstably and have only a low working speed.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method and a digital transformation circuit for converting digital chrominance signals of a rectangular color coordinate system into digital hue and saturation signals of a polar color coordinate system, with which the disadvantages of the known analog Function generators can be avoided.
  • a second rectangular color coordinate system (8) which runs parallel to the first rectangular color coordinate system (1), is placed through the center point (P 1 ) of the polar color coordinate system (4) the polar color coordinate system (4) is divided into four quadrants, the quadrants being assigned quadrant identification numbers. that the quadrants, in which the digital chrominance signals (X; Y) fall, are determined and the relevant digital quadrant identification numbers are marked, that the amount of the chrominance signals (X; Y) in corresponding coordinate values (X ';Y') one of the quadrants are converted so that from the coordinate values (X ', Y') the saturation signal (S) according to the relationship:
  • the individual quadrants are assigned digital quadrant identification numbers increasing in the direction of increasing hue signals (T) and that the marked quadrant identification numbers each have the most significant bits and the hue signals (T *). of the quadrant each form the least significant bits of the color tone signals (T) to be determined for all quadrants.
  • the coordinates of the center point (P 1 ) and the maximum radius of the polar color coordinate system (4) preferably correspond to half the final values of the digital chrominance signals (X; Y) in the first right-angled color coordinate system (1).
  • the digital quadrant identification numbers are determined from a logical combination of the most significant bits (MSB) of the digital chrominance signals (X; Y).
  • the digital coordinate values X '(Y') by omitting the most significant bits (MSB) and inverting all the least significant bits
  • LSB most significant bits (MSB) and not inverting all least significant bits (LSB) of the digital chrominance signals X (Y) if the relevant chrominance Signals X (Y) to the right of the Y'-axis (above the X'-axis) of the second color coordinate system (8).
  • the inversion of the non-inversion of all low-order bits of the chrominance signals X and Y is controlled by the most significant bit in each case.
  • the digital hue signals (T) are inverted in an advantageous manner if they fall in the second or fourth quadrant.
  • the inversion of the digital hue signals (T) is preferably controlled as a function of the marked quadrant identification numbers.
  • An advantageous improvement consists in that the digital coordinate values (X *, Y * ) are subjected to a position shift before the addressing of the table memory, and that the position shift in the values read out from the table memory is reversed again is made.
  • the number of places by which the coordinate values X 'and Y 1 are shifted depends on the size of the respective coordinate values X' and Y 1 and that the coordinate values X 'and Y "are divided into value ranges and in each value range a corresponding postponement is made.
  • An advantageous coordinate transformation circuit in particular for carrying out the method according to claim 1, is characterized by a quadrant detection stage (11), each loaded with the most significant bits (MSB) of the digital chrominance signals X and Y, for determining the digital quadrant ID numbers, a transformation circuit (10) loaded with the digital chrominance signals X and Y for determining the corresponding coordinate values x 'and Y * of the second right-angled color coordinate system (8) and one connected to the transformation circuit (10) and by the coordinate values X 'and Y' addressable table memory (12) for the
  • the first memory output of the table memory (12) is followed by an inverter (13), controlled by the quadrant detection stage (11), for the hue signals (T).
  • the transformation circuit (10) is designed as an inverter, controlled by the most significant bits of the digital chrominance signals X and Y, for their least significant bits.
  • a further advantageous embodiment consists in that a controllable shift stage (46) for shifting the position of the coordinate values X 1 and Y 1 is arranged between the transformation circuit (10) and the table memory (12) and that the second memory output A controllable correction stage (52) is connected downstream of the table memory (12) in order to undo the position shift.
  • control inputs of the displacement stage (46) and the correction stage (52) are preferably connected to a control generator (48) which is supplied with the coordinate values X 'and Y 1 .
  • Figure 1 is a spatial representation of the chrominance-luminance color space and the hue-saturation-luminance color space;
  • Figure 2 is a projection of the color spaces
  • Figure 3 shows an embodiment of a digital transformation circuit
  • Figure 4 shows another embodiment of a digital transformation circuit
  • Figure 5 shows an embodiment for a correction stage.
  • FIG. 1 shows a right-angled (Cartesian) XYZ coordinate system 1 with the coordinate zero point P 0 .
  • the chrominance-luminance color space 2 is spanned in the XYZ coordinate system 1.
  • Any color location F assumed has the color coordinates X, Y and Z.
  • the color coordinates X and Y correspond to the chrominance signals and the color coordinate Z to the luminance signal.
  • the chrominance-luminance color space 2 is defined by the color coordinates Xn. ⁇ _n, and Z involvedn limits ⁇
  • a cylindrical TSL coordinate system 3 with the coordinate zero point P * is inscribed, which has the color coordinates x n / 2 r Y n / 2 and 0 in the XYZ coordinate system 1.
  • the angle T corresponds to the hue signal T, the radius S to the saturation signal S and the coordinate L to the luminance signal L, which is identical to the liminance signal in the chrominance-luminance color space 2.
  • the idealized hue-saturation-luminance color space 4 is indicated by dashed lines as a double cone.
  • the gray axis 5 with the white point 6 and the black point 7 runs through the coordinate zero point P '.
  • FIG. 2 shows a projection of the spatial coordinate systems according to FIG. 1 into the XY plane, as a result of which the coordinate transformation is attributed to a two-dimensional problem and now looks at the right-angled XY coordinate system l 1 and the polar TS coordinate system 4 ' is because the
  • An X * Y 'coordinate system 8 runs through the coordinate zero point P' of the polar TS coordinate system 4 'relative to the XY coordinate system l 1 by the values X n / 2 and Y n / 2.
  • the individual quadrants are assigned digital quadrant identification numbers 2-bit, namely the quadrant O the quadrant identification number LL, the quadrant I the quadrant identification number LH, the
  • Quadrant II the quadrant identification number HL and quadrant III the quadrant identification number HH.
  • the color location F projected into the XY plane is characterized in the X'Y 'coordinate system 8 by the color coordinates X 1 and Y * and in the polar TS coordinate system 4' by the angle T and the radius S.
  • the color coordinates X 'and Y' of the color location F to be examined can be determined in terms of amount without the addition of a sign from the corresponding color coordinates X and Y.
  • the color coordinates X 'and Y' become the radii S or the desired saturation signal S according to the equation:
  • S and T * have a resolution of 4 bits, so that a total of sixteen radii S and sixteen angles T * can be distinguished per quadrant, which are indicated in FIG. 2 for the main quadrant 0.
  • angles T or the sought-after digital color tone signals T for all four quadrants result from the calculated angle T * 4 bits and the preceding marked quadrant identification number 2 bits, so that at a word length of 6 bits, a total of sixty-four angles or color tone signals T can be distinguished.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a digital coordinate transformation circuit for converting the digital chrominance signals X and Y into the digital hue signals T and the digital saturation signals S.
  • the coordinate transformation circuit consists of an inverting stage 10, a quadrant Recognition stage 11, a table memory 12 and a further inversion stage 13.
  • the digital chrominance signals X and Y may have a word length of 8 bits each, the individual bits being denoted by small letters and the values of which are indicated by indices.
  • the most significant bits (MSB) x, and y, of the chrominance signals X and Y on lines 14 and 15 are logically evaluated in an exclusive-OR gate 16 and an inverter 17 of the quadrant detection stage 11.
  • the output signals t. and the quadrant detection stage 11 on lines 18 and 19 form the digital quadrant identification numbers 2-bit of those quadrants into which the color locations F to be examined fall.
  • the output signals t ⁇ and t j a j are simultaneously the most significant bits of the digital color tone signals T to be determined.
  • the values X128 and X ⁇ 1128 provide a statement as to whether the color locus F to be examined is on the right (quadrant 0; III) or left (quadrant I; II) of the Y 'axis and the values Y ⁇ .128 and Y ⁇ 128 the corresponding statement whether the color locus F lies above (quadrant 0; I) or below (quadrant II; III) the X 'axis.
  • the concerned the quadrants are determined by examining the most significant bits (MSB) X and y ? determined by 'the following table:
  • Y ⁇ - ⁇ 128 Y L (Quadrant II or III).
  • the digital color coordinates X 'and Y' of the X'Y 'coordinate system 8 are determined in terms of amount without the addition of a sign.
  • the remaining bits (LSB) x "U to x, b of the digital chrominance signal X in the inversion Stage 10 is given to a first group of seven exclusive OR gates 20 to 26 and the corresponding remaining bits y Q to y g of the digital chrominance signal Y to a second group of a further seven exclusive OR gates 27 to 33.
  • All exclusive OR gates 20 to 26 of the first group are connected to an inverter 34 in which the most significant bit (MSB) x of the digital chrominance signal X is inverted.
  • All exclusive OR gates 27 to 33 of the second group are connected to a further inverter 35 which inverts the most significant bit (MSB) y of the digital chrominance signal Y.
  • bits x ' Q to x * g at the outputs of the exclusive OR gates 20 to 26 and the bits y' Q to y ' g at the outputs of the exclusive OR gates 27 to 33 form the digital color coordinates X 1 and Y 'of the shifted X'Y' coordinate system 8 according to FIG. 2.
  • the most significant bits (MSB) ⁇ or ⁇ control the inversion or non-inversion of all the lower-order bits (LSB) x Q to Xg between Q to y g of the digital chrominance signals X and Y according to the tables:
  • the digital color coordinates X 'and Y 1 to 7 bits obtained in the inversion stage 10 call up the 14-bit addresses of the table memory 12 via the lines 36.
  • a 4-bit color value T * (g to t and a 4-bit saturation value S (S Q to S) are stored in the table memory 12 with a storage capacity of 16 K x 8 for each X'Y 'value combination. which have been calculated for the main quadrant according to equations (1) and (2)
  • sixteen digital saturation values S and sixteen digital hue values T * per quadrant can be retrieved from the table memory 12.
  • the hue values T * read out from the table memory 12 form the low-order bits (tg to t 3 ) and the quadrant identification numbers (t ⁇ and t ⁇ ) obtained in the quadrant detection stage 11 form the high-quality bits of the sought-after digital hue signals T with a word length of 6 bits.
  • the digital color tone signals T * are inverted in the inverting stage 13, which is connected to the output 37 of the table memory 12.
  • the inverting stage 13 consists of four exclusive-OR gates 39 to 42, which are controlled by the output signal t ⁇ of the quadrant detection stage 11 via a further inverter 43.
  • the controlled inversion ensures that the color tone signals T * increase continuously from 0 to 63 or the angles from 0 to 360 from quadrant to quadrant.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a coordinate transformation circuit. While the table memory 12 in the embodiment according to FIG. 3 has a capacity of 16 K x 8 bits, the table memory 12 'in FIG. 4 has a smaller capacity, e.g. B. of 1 K x 8 bits. The lower capacity
  • V. ' Ir has the advantage, among other things, that the access time is shorter and thus the working speed of the coordinate transformation circuit is greater.
  • the table memory 12 * is preceded by a controllable shift stage 46 (shifter).
  • shift stage 46 an upward digit shift of the color coordinates X * and Y 'is carried out in accordance with a multiplication by a factor "a", the number of digits to be shifted from value ranges A, B and C for the digital ones Color coordinates X * and Y 'is dependent.
  • the digital hue signals T * and saturation signals S result from the relationships:
  • the value ranges A, B and C are entered in FIG. 2 for quadrant I. Small values of X 'and Y' fall in the value range A, medium values in the value range B and large values in the value range C.
  • the shift circuit 46 establishes the following connections:
  • the shift circuit 46 establishes the following connection:
  • An integrated four-bit shifter of the type Am25S10 from Advanced Micro Devices, Inc. can be used as the shift stage 46, for example. These blocks are controlled by 2-bit shift commands V- ⁇ and V 2 to a control input 47 according to the following table:
  • the value ranges A, B and C can be defined by the bits x ' 4 , x' 5 , x ' 6 , y « 4 , y' 5 and y ' g of the digital color coordinates X' and Y '. These bits address a read-only memory 48 (PROM) after the bits x'g and y'g have been combined in an OR gate 49 via the address inputs 50.
  • the shift commands V-, and V 2 are dependent on the Value ranges A, B and C saved. These shift commands reach the control inputs 47 of the shift stage 46 via a line 51.
  • the correction stage 52 can be used either as a shift stage (shifter), which in its mode of operation Shift stage 46 corresponds, or be designed according to Figure 5.
  • table memory 12 in FIG. 3 with a capacity of 16 K x 8 bits or the table memory 12 'in FIG. 4 with a capacity of 1 K x 8 bits
  • two separate table memories with 16 each could of course also be used K x 4 bits or 1 K x 4 bits are used, the digital hue signals T being stored in the first table memory and the digital saturation signals S being stored in the second table memory.
  • a variant of the coordinate transformation circuit shown in FIG. 4 could be that only the first table memory is preceded by the shift circuit 46, while the second table memory is addressed directly by the inverting stage 10. Then, however, the low-order bits X ' Q and x'-, as well as y' Q and y ', of the color coordinates X' and Y * would have to be discarded, which makes the coordinate calculation less precise.
  • the variant would have the advantage that a correction of the saturation signals S could be omitted. The rounding of the result could be programmed into the second table memory.
  • FIG. 5 shows an advantageous embodiment of the correction stage 52.
  • the correction stage 52 essentially consists of four controllable gates 54 to 57 and a programmable read-only memory 58 (PROM).
  • the gates 54 to 57 are connected to the outputs 38 of the table memory 12 '.
  • the gates have 3-state outputs, the states of which are controlled by an isolating input 59 in such a way that the lines are at a log. "L” at the enable input 59 switched through (low-resistance output) and with a log. "H” are blocked (output high-ohmic).
  • the read-only memory 58 (eg of the type SN74S288) with a capacity of 32 x 8 bits also has 3-state outputs, the states of which are controlled by an activation input 61. Since both the gates and the read-only memory have 3-state outputs, the output lines can be connected directly.
  • the control inputs 53 of the correction stage 52, at which the shift commands V- and V appear, are connected via an OR gate 63 to the enable input 59 of the gates 54 to 57 and via an inverter 64 to the enable Input 61 of the fixed value memory 58 in connection.
  • the address input 60 'of the read-only memory 58 is acted upon by the shift command V, as a control bit.
  • the invention can be used in all areas in which right-angled to polar color coordinates are to be converted. It is used with advantage in the field of electronic reproduction technology, especially in color correction and color recognition.

Description

Verfahren zur Umwandlung von digitalen Chrominanz- Signalen eines rechtwinkligen Farbkoordinaten-Systems in digitale Farbton-Signale und Sättigungs-Signale eines polaren Farbkoordinaten-Systems und Transformations¬ schaltung
Beschreibung
Verfahren zur Umwandlung von digitalen Chrominanz- Signalen eines rechtwinkligen Farbkoordinaten-Systems in digitale Farbton-Signale und Sättigungs-Signale eines polaren Farbkoordinaten-Systems und Transfor¬ mationsschaltung.
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf die elektronische Reproduktionstechnik, insbesondere auf die Farb¬ korrektur und Farberkennung.
Zugrundeliegender Stand der Technik
In der elektronischen Reproduktionstechnik werden durch bildpunktweise optoelektronische und trichro- πiatische Abtastung einer Vorlage oder Farbe drei
Farbkomponenten gewonnen, welche die Farbanteile
Rot, Grün und Blau der abgetasteten Bildpunkte bilden.
Die Farbkomponenten stellen die Koordinaten der jeweiligen Farbe in dem dreidimensionalen Farb¬ raum dar.
Bei der Farbkorrektur werden die gemessenen Farb¬ komponenten korrigiert und daraus die zur Her¬ stellung von Farbauszügen benötigten Farbauszug- Signale abgeleitet, welche ein Maß für die im
__J0MH_ späteren Druck erforderlichen Druckfarbmengen sind.
Bei der Farberkennung werden die gemessenen Farbkomponenten auf ihre Zugehörigkeit zu einem der innerhalb des Farbraums abgegrenzten Farb¬ erkennungsräume untersucht.
Die Farbkomponenten können den drei primären Farbmeßwert-Signalen, den Chrominanz- und
Luminanz-Signalen oder aber auch den Farbton-, Sattigungs- und Luminanz-Signalen entsprechen. Die primären Farbmeßwert-Signale sind die rechtwinkligen Koordinaten des RGB-Farbraumes und die Chrominanz- und Luminanz-Signale die entsprechenden rechtwinkligen Koordinaten des Chrominanz-Luminanz-Farbraumes. Die Farbton-, Sattigungs- und Luminanz-Signale stellen die Zylinderkoordinaten des Farbton-Sättigungs- Luminanz-Farbraumes dar, wobei die Farbton- Signale die Winkel, die Sättigungs-Signale die Radien und die Luminanz-Signale die dritten Koordinaten bilden.
Oft erweist es sich als besonders vorteilhaft, anstelle der Farbmeßwert-Signale oder der Chrominanz- und Luminanz-Signale die Farbton-, Sattigungs- und Luminanz-Signale zu verwenden. In diesem Falle müssen die rechtwinkligen
OM λV Farbkoordinaten in zylindrische Farbkoordinaten bzw. polare Farbkoordinaten umgerechnet werden. Es ist bekannt, solche Koordinaten-Transforma¬ tionen mittels analoger Funktionsgeneratoren vorzunehmen. Diese analogen Funktionsgeneratoren haben aber den Nachteil, daß sie aufwendig sind, instabil arbeiten und nur eine geringe Arbeits¬ geschwindigkeit aufweisen.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine digitale Transformations- Schaltung zur Umwandlung von digitalen Chrominanz- Signalen eines rechtwinkligen Farbkoordinaten- Systems in digitale Farbton- und Sättigungs-Signale eines polaren Farbkoordinaten-Systems anzugeben, mit denen die Nachteile der bekannten analogen Funktionsgeneratoren vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß durch den Mittelpunkt (P1 ) des polaren Farbkoordinaten-Systems (4) ein parallel zum ersten rechtwinkligen Farbkoordinaten- System (1) verlaufendes zweites rechtwinkliges Farbkoordinaten-System (8) gelegt wird, welches das polare Farbkoordinaten-System (4) in vier Quadranten unterteilt, wobei den Quadranten Quadranten-Kennummern zugeordnet sind. daß die Quadranten, in welche die digitalen Chrominanz-Signale (X;Y) fallen, festgestellt und die betreffenden digitalen Quadranten-Kennummern markiert werden, daß die Chrominanz-Signale (X;Y) betragsmäßig in entsprechende Koordinatenwerte (X';Y') eines der Quadranten umgerechnet werden, daß aus den Koordinatenwerten (X',Y') das Sättigungs- Signal (S) nach der Beziehung:
Figure imgf000006_0001
und das Farbton-Signal (T*) des Quadranten nach der Beziehung:
T* = c^arc tan r_,
ermittelt wird, und daß die digitalen Farbton-Signale (T) für alle Quadranten' aus den markierten Quadranten-Kennummern und den Farbton-Signalen (T*) des Quadranten gebildet werden.
In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, daß den ein- zelnen Quadranten in Richtung wachsender Farbton- Signale (T) ansteigende digitale Quadranten-Kenn¬ nummern zugeordnet werden und daß die markierten Quadranten-Kennummern jeweils die höchstwertigen Bits und die Farbton-Signale (T*) des Quadranten jeweils die niederwertigen Bits der zu ermittelnden Farbton-Signale (T) für alle Quadranten bilden.
Vorzugsweise entsprechen die Koordinaten des Mittelpunktes (P1 ) und der maximale Radius des polaren Farbkoordinaten-Systems (4) den halben Endwerten der digitalen Chrominanz-Signale (X;Y) in dem ersten rechtwinkligen Farbkoordinaten- System (1) .
Die digitalen Quadranten-Kennummern werden aus einer logischen Verknüpfung der jeweils höchst¬ wertigen Bits (MSB) der digitalen Chrominanz- Signale (X;Y) ermittelt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vor¬ geschlagen, daß die digitalen Koordinatenwerte X'(Y') durch Weglassen der höchstwertigen Bits (MSB) und Invertierung aller niederwertigen Bits
(LSB) der digitalen Chrominanz-Signale X(Y) ge¬ wonnen werden, falls die betreffenden Chrominanz- Signale X(Y) links der Y1-Achse (unterhalb der X'-Achse) des zweiten rechtwinkligen Farbkoordi- naten-Systems (8) liegen, und daß die digitalen Koordinatenwerte X' (Y-) durch Weglassen der höchstwertigen Bits (MSB) und Nicht- invertierung aller niederwertigen Bits (LSB) der digitalen Chrominanz-Signale X(Y) gewonnen werden, falls die betreffenden Chrominanz-Signale X(Y) rechts der Y'-Achse (oberhalb der X'-Achse) des zweiten Farbkoordinaten-Systems (8) liegen.
Die Invertierung der Nichtinvertierung aller niederwertigen Bits der Chrominanz-Signale X und Y wird durch das jeweils höchstwertige Bit gesteuert.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, daß die Funktionen:
Figure imgf000008_0001
und
T* = c2 « are tan L>.
für einen der Quadranten in einem Tabellen-Speicher abgespeichert sind, der durch die digitalen Koordi¬ natenwerte X* und Y" adressiert wird.
Die digitalen Farbton-Signale (T) werden in vorteil¬ hafter Weise invertiert, falls sie in den zweiten oder vierten Quadranten fallen.
In bevorzugter Weise wird die Invertierung der digitalen Farbton-Signale (T) in Abhängigkeit der markierten Quadranten-Kennummern gesteuert.
Oϊ Eine vorteilhafte Verbesserung besteht darin, daß die digitalen Koordinatenwerte (X*,Y*) vor der Adressierung des Tabellen-Speichers einer Stellen¬ verschiebung unterzogen werden, und daß die Stellen- Verschiebung bei den aus dem Tabellen-Speicher aus¬ gelesenen Werten wieder rückgängig gemacht wird.
Vorgesehen ist, daß die Anzahl der Stellen, um welche die Koordinatenwerte X' und Y1 verschoben werden, von der Größe der betreffenden Koordinatenwerte X' und Y1 abhängig ist und daß die Koordinatenwerte X' und Y" in Wertebereiche unterteilt und in jedem Wertebereich eine entsprechende Stellenverschiebung vorgenommen wird.
Eine vorteilhafte Koordinatentransformations-Schaltung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, ist gekennzeichnet durch eine jeweils mit den höchstwertigen Bits (MSB) der digitalen Chrominanz- Signale X und Y beaufschlagten Quadranten-Erkennungs¬ stufe (11) zur Ermittlung der digitalen Quadranten- Kennummern, eine mit den digitalen Chrominanz-Signalen X und Y beaufschlagte Transformations-Schaltung (10) zur Ermittlung der entsprechenden Koordinatenwerte x' und Y* des zweiten rechtwinkligen Farbkoordinaten- Systems (8) und einen an die Transformations-Schaltung (10) angeschlossenen und durch die Koordinatenwerte X' und Y' adressierbaren Tabellen-Speicher (12) für die
- ü EATT
OMPI ' *> W1P0 ' Transformationsgleichungen zur Gewinnung der digitalen Farbton-Signale (T) an einem ersten Speicherausgang und der digitalen Sättigungs-Signale (S) an einem zweiten Speicherausgang.
In vorteilhafter Weise wird dem ersten Speicherausgang des Tabellen-Speichers (12) ein von der Quadranten- Erkennungsstufe (11) gesteuerter Inverter (13) für die Farbton-Signale (T) nachgeschaltet.
Vorgesehen ist, daß die Transformations-Schaltung (10) als ein von den jeweils höchstwertigen Bits der digitalen Chrominanz-Signale X und Y gesteuerter Inverter für deren niederwertige Bits ausgebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß zwischen der Transformations-Schaltung (10) und dem Tabellen-Speicher (12) eine steuerbare Verschiebe-Stufe (46) zur Stellenverschiebung der Koordinatenwerte X1 und Y1 angeordnet ist und daß dem zweiten Speicher¬ ausgang des Tabellen-Speichers (12) eine steuerbare Korrektur-Stufe (52) nachgeschaltet ist, um die Stellen¬ verschiebung rückgängig zu machen.
In bevorzugter Weise sind die Steuereingänge der Ver¬ schiebe-Stufe (46) und der Korrektur-Stufe (52) mit einem Steuergenerator (48) verbunden, der mit den Koordinatenwerten X' und Y1 beaufschlagt ist. Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine räumliche Darstellung des Chrominanz- Luminanz-Farbraumes und des Farbton- Sättigungs-Luminanz-Farbraumes;
Figur 2 eine Projektion der Farbräume;
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel für eine digitale Transformations-Schaltung;
Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine digitale Transformations-Schaltung;
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Korrektur- Stufe.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Zur Erläuterung der Koordinaten-Transformation zeigt Figur 1 ein rechtwinkliges (karthesisches) XYZ- Koordinatensystem 1 mit dem Koordinaten-Nullpunkt P0. In dem XYZ-Koordinatensystem 1 ist der Chrominanz- Luminanz-Farbraum 2 aufgespannt. Ein beliebig ange¬ nommener Farbort F hat die Farbkoordinaten X, Y und Z.
__________ Die Farbkoordinaten X und Y entsprechen den Chrominanz- Signalen und die Farbkoordinate Z dem Luminanz-Signal. Der Chrominanz-Luminanz-Farbraum 2 ist durch die Farb¬ koordinaten Xn. γ_n, und Z„ n beg ~~renzt,
In das rechtwinklige XYZ-Koordinatensyste 1 ist ein zylindrisches TSL-Koordinatensyste 3 mit dem Koordinaten-Nullpunkt P* einbeschrieben, der im XYZ-Koordinatensystem 1 die Farbkoordinaten x n/2 r Yn/2 und 0 aufweist. Der Winkel T ent¬ spricht dem Farbton-Signal T, der Radius S dem Sättigungs-Signal S und die Koordinate L dem Luminanz-Signal L, das mit dem Liminanz-Signal im Chrominanz-Luminanz-Farbraum 2 identisch ist.
In dem zylindrischen TSL-Koordinatensystem 3 ist der idealisierte Farbton-Sättigungs-Luminanz- Farbraum 4 als Doppelkegel gestrichelt angedeutet. Durch den Koordinaten-Nullpunkt P' verläuft die- Grauachse 5 mit dem Weißpunkt 6 und dem Schwarzpunkt 7.
Figur 2 zeigt eine Projektion der räumlichen Koor¬ dinatensysteme nach Fig. 1 in die XY-Ebene, wodurch die Koordinaten-Transformation auf ein zweidimen- sionales Problem zurückgeführt und nunmehr das rechtwinklige XY-Koordinatensystem l1 und das polare TS-Koordinatensystem 4' betrachtet wird, da die
O P Luminanz-Signale L in beiden Koordinatensystemen ohnehin identisch sind.
Durch den Koordinaten-Nullpunkt P' des polaren TS-Koordinatensysterns 4' verläuft ein gegenüber dem XY-Koordinatensystem l1, um die Werte Xn/2 und Yn/2 verschobenes X*Y'-Koordinatensystem 8. Das X'Y'-Koor- dinatensystem 8 unterteilt das polare TS-Koordinaten- syste 4' in Richtung aufsteigender Winkel T in die vier Quadranten O, I, II und III, wobei der Winkel T=0 auf die X'-Achse fällt. Entsprechend dieser Numerierung sind den einzelnen Quadranten digitale Quadranten-Kennummern ä 2-Bit zugeordnet, und zwar dem Quadranten O die Quadranten-Kennummer LL, dem Quadranten I die Quadranten-Kennummer LH, dem
Quadranten II die Quadranten-Kennummer HL und dem Quadranten III die Quadranten-Kennummer HH.
Der in die XY-Ebene pojizierte Farbort F ist in dem X'Y'-Koordinatensystem 8 durch die Farb¬ koordinaten X1 und Y* und in dem polaren TS-Koor- dinatensystem 4' durch den Winkel T und den Radius S gekennzeichnet.
Zur Bestimmung des Winkels T und des Radius' S eines Farbortes F wird erfindungsgemäß zunächst durch Untersuchung der Farbkoordinaten X und y festgestellt, in welchen Quadranten der Farbort F fällt und die betreffende Quadranten-Kennummer markiert, wodurch die eigentliche Koordinatenberechnung in vorteil¬ hafter Weise auf einen Haupt-Quadranten, im Aus¬ führungsbeispiel auf den Quadranten 0, beschränkt wird.
Daher können in einem zweiten Schritt die Farbkoor¬ dinaten X' und Y' des zu untersuchenden Farbortes F betragsmäßig ohne Zusatz eines Vorzeichens aus den entsprechenden Farbkoordinaten X und Y ermittelt werden. In einem weiteren Schritt werden aus den Farbkoordinaten X' und Y' die Radien S bzw. das gesuchte Sättigungs-Signal S nach der Gleichung:
Figure imgf000014_0001
und der zugehörige Winkel T* zunächst bezogen auf den
H Haauupptt--QQuuaacdranten 0 (Winkel 0° bis 90°) nach der
Gleichung;
T* = c2 * are tan j - (2)
berechnet. Im Ausfuhrungsbeispiel haben S und T* ein Auflösungsvermögen von 4 Bit, so daß insgesamt sech- zehn Radien S und sechzehn Winkel T* pro Quadrant unterschieden werden können, die in Figur 2 für den Haupt-Quadranten 0 angedeutet sind.
____ »,, *•■• Die Winkel T bzw. die gesuchten digitalen Farbton- Signale T für alle vier Quadranten (Winkel O bis 360°) ergeben sich aus dem berechneten Winkel T* ä 4 Bit und der vorangestellten markierten Qua- dranten-Kennummer ä 2 Bit, so daß bei einer Wort¬ länge von 6 Bit insgesamt vierundsechzig Winkel bzw. Farbton-Signale T unterschieden werden können.
Wurde beispielsweise der Winkel T* = HLLL (45 ) und die digitale Quadranten-Kennummer LH (Quadrant I) ermittelt, so ergibt sich der tatsächliche Winkel T = LHHLLL (135°) . In Figur 2 sind einige charakte¬ ristische Winkel T als 6-Bit-Worte angegeben, und zwar LLLLLL = 0°; LLHLLL = 45°; LHLLLL = 90°; LHHLLL = 135°; HLLLLL = 180°; HLHLLL = 225° und HHLLLL = 270°.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine digitale Koordinatentransformations-Schaltung zur Umrechnung der digitalen Chrominanz-Signale X und Y in die digitalen Farbton-Signale T und die digitalen Sättigungs-Signale S. Die Koordinatentransformations- Schaltung besteht aus einer Invertierungs-Stufe 10, einer Quadranten-Erkennungsstufe 11, einem Tabellen- Speicher 12 und aus einer weiteren Invertierungs- Stufe 13. Die digitalen Chrominanz-Signale X und Y mögen im Ausführungsbeispiel eine Wortlänge von jeweils 8 Bit aufweisen, wobei die einzelnen Bits mit kleinen Buchstaben bezeichnet und deren Wertigkeiten durch Indizes angegeben sind. Bei der 8-Bit-Auflösung sind die Endwerte im XY-Koordinatensystem 1 Xn = Yn = 255 und somit Xn/2 = Yn/2 = 127.
Die höchstwertigen Bits (MSB) x-, und y-, der Chrominanz-Signale X und Y auf den Leitungen 14 und 15 werden in einem Exklusiv-ODER-Tor 16 und einem Inverter 17 der Quadranten-Erkennungsstufe 11 logisch ausgewertet. Die Ausgangssignale t . und ta¬ der Quadranten-Erkennungsstufe 11 auf den Leitungen 18 und 19 bilden die digitalen Quadranten-Kennummern ä 2-Bit derjenigen Quadranten, in welche die zu untersuchenden Farborte F fallen. Die Ausgangssi¬ gnale t^ und tjaj sind gleichzeitig die höchst¬ wertigen Bits der zu bestimmenden digitalen Farbton- Signale T.
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, liefern die Werte X— 128 und X <1128 eine Aussage darüber, ob der zu untersuchende Farbort F rechts (Quadrant 0;III) oder links (Quadrant I;II) der Y'-Achse und die Werte Y ≥.128 und Y < 128 die entsprechende Aussage, ob der Farbort F oberhalb (Quadrant 0;I) oder unterhalb (Quadrant II; III) der X'-Achse liegt. Die betreffen- den Quadranten werden durch Untersuchung der jeweils höchstwertigen Bits (MSB) X und y? nach 'folgender Tabelle festgestellt:
X 2= 128 = X H (Quadrant 0 oder III)
Λ
X 128 = X L (Quadrant I oder II) (9)
Λ
Y ≥ 128 - y H (Quadrant 0 oder I)
Λ
Y <-■ 128 = Y L (Quadrant II oder III) .
Diese Beziehungen werden in dem Exklusiv-ODER-Tor 16 und dem Inverter 17 der Quadranten-Erkennungsstufe 11 nach folgender Wahrheitstabelle ausgewertet:
(10)
Figure imgf000017_0001
In der Invertierungs-Stufe 10 werden gemäß Figur 2 die digitalen Farbkoordinaten X' und Y' des X'Y'-Koordi- natensystems 8 betragsmäßig ohne Zusatz eines Vor¬ zeichens ermittelt.
Dazu werden die restlichen Bits (LSB) x„ U bis x,b des digitalen Chrominanz-Signals X in der Invertierungs- Stufe 10 auf eine erste Gruppe von sieben Exklusiv- ODER-Toren 20 bis 26 und die entsprechenden restlichen Bits yQ bis yg des digitalen Chrominanz-Signals Y auf eine zweite Gruppe von weiteren sieben Exklusiv-ODER- Toren 27 bis 33 gegeben. Alle Exklusiv-ODER-Tore 20 bis 26 der ersten Gruppe sind mit einem Inverter 34 verbunden, in dem das höchstwertige Bit (MSB) x- des digitalen Chrominanz-Signals X invertiert wird. Alle Exklusiv-ODER-Tore 27 bis 33 der zweiten Gruppe sind an einem weiteren Inverter 35 angeschlossen, welcher das höchstwertige Bit (MSB) y-, des digitalen Chromi¬ nanz-Signals Y invertiert. Die Bits x'Q bis x*g an den Ausgängen der Exklusiv-ODER-Tore 20 bis 26 bzw. die Bits y'Q bis y'g an den Ausgängen der Exklusiv-ODER- Tore 27 bis 33 bilden die digitalen Farbkoordinaten X1 und Y' des verschobenen X'Y'-Koordinatensystems 8 nach Figur 2.
Mit Hilfe der Exklusiv-ODER-Tore 20 bis 26 bzw. 27 bis 33 erfolgt eine von den höchstwertigen Bits (MSB) η bzw. η gesteuerte Invertierung oder Nichtin- vertierung aller niederwertigen Bits (LSB) xQ bis Xg zw. Q bis yg der digitalen Chrominanz-Signale X und Y nach den Tabellen:
( 11 )
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0002
OMP V/H Ist beispielsweise das höchstwertige Bit x_ = L, liegt der entsprechende Farbort F in Quadranten I oder II, und die Farbkoordinaten X' berechnen sich gemäß Figur 2 nach der Beziehung X' = X - 127, die im digitalen Bereich durch Weglassen des höchst¬ wertigen Bits (MSB) und Invertierung aller nieder¬ wertigen Bits (LSB) realisiert wird. Ist dagegen x- = H, befindet sich der Farbort F im Quadranten 0 oder III, und die zugehörigen Farbkoordinaten X' er- geben sich nach den Gleichungen X' = 128 - X, die im digitalen Bereich durch Weglassen des höchstwertigen Bits (MSB) und Nichtinvertierung aller niederwertigen Bits (LSB) gelöst wird. Auf dieselbe Weise wird das Bit γ~ ausgewertet.
Die in der Invertierungs-Stufe 10 gewonnenen digi¬ talen Farbkoordinaten X' und Y1 ä 7 Bit rufen über die Leitungen 36 die 14-Bit-Adressen des Tabellen- Speichers 12 auf. Im Tabellen-Speicher 12 mit einer Speicherkapazität von 16 K x 8 ist für jede X'Y'-Wertekombination ein 4-Bit-Farbtonwert T* ( g bis t und ein 4-Bit-Sättigungswert S (SQ bis S ) abgespeichert, die nach den angege¬ benen Gleichungen (1) und (2) für den Hauptquadranten berechnet wurden. Somit können in Abhängigkeit der
X'Y'-Wertekombinationen sechzehn digitale Sättigungs¬ werte S und sechzehn digitale Farbtonwerte T* pro Quadrant aus dem Tabellenspeicher 12 abgerufen werden. Die aus dem Tabellen-Speicher 12 ausgelesenen Farb¬ tonwerte T* bilden die niederwertigen Bits (tg bis t3) und die in der Quadranten-Erkennungsstufe 11 gewonnenen Quadranten-Kennummern (t^ und tς) die hochwertigen Bits der gesuchten digitalen Farbton- Signale T mit einer Wortlänge von 6 Bit.
Falls der zu untersuchende Farbort F im Quadranten I oder III liegt, werden die digitalen Farbton-Signale T* in der Invertierungs-Stufe 13 invertiert, die mit dem Ausgang 37 des Tabellen-Speichers 12 verbunden ist. Die Invertierungs-Stufe 13 besteht aus vier Exklusiv-ODER-Toren 39 bis 42, welche über einen weiteren Inverter 43 vom Ausgangssignal t^ der Quadranten-Erkennungsstufe 11 gesteuert werden.
Durch die gesteuerte Invertierung wird erreicht, daß die Farbtonsignale T* von 0 bis 63 bzw. die Winkel von 0 bis 360 von Quadrant zu Quadrant stetig ansteigen.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Koordinatentransformations-Schaltung. Während der Tabellen-Speicher 12 bei der Aus- führungsform nach Figur 3 eine Kapazität von 16 K x 8 Bit aufweist, hat der Tabellen- Speicher 12' in Figur 4 eine geringere Kapazität, z. B. von 1 K x 8 Bit. Die geringere Kapazität
V.'Ir hat unter anderem den Vorteil, daß die Zugriffs- zeit kürzer und damit die Arbeitsgeschwindigkeit der Koordinatentransformations-Schaltung größer ist.
Während die in der Invertierungs-Stufe.10 ge¬ wonnenen Farbkoordinaten X' und Y' nach wie vor als zweimal 7-Bit-Informationen vorliegen, können bei dem kleinen Tabellen-Speicher 12' nur zweimal 5-Bit-Adressen angewählt werden. In diesem Falle müßten die niederwertigen Bits der Farbkoordinaten X* und Y1 unberücksichtigt bleiben, was aber zu einer ungenauen Koordinatenumrechnung führen würde.
Zur Verbesserung der Genauigkeit, insbesondere bei der Berechnung der digitalen Farbton-Signale T aus kleinen Farbkoordinatenwerten X* und Y' , ist dem Tabellen-Speicher 12* erfindungsgemäß eine steuer¬ bare Verschiebe-Stufe 46 (Shifter) vorgeschaltet. Mit der Verschiebe-Stufe 46 wird eine aufwärts gerichtete Stellenverschiebung der Farbkoordinaten X* und Y' gemäß einer Multiplikation um einen Faktor "a" durchgeführt, wobei die Anzahl der Stellen, um die verschoben wird, von Wertebereichen A, B und C für die digitalen Farbkoordinaten X* und Y' abhängig ist. Nach einer Stellenverschiebung wird der Tabellen-Speicher 12' nicht mehr durch die Farbkoordinaten X' und Y' , sondern von den ver- größerten Farbkoordinaten X" = aX* und Y" = aY' adressiert. In diesem Falle ergeben sich die digi¬ talen Farbton-Signale T* und Sättigungs-Signale S nach den Beziehungen:
S = ^ Y (aX')" + (aY')
S = c X' + Y (12)
ay' und T* = c. are tan a;χ.' (13)
Die Wertebereiche A, B und C sind in der Figur 2 für den Quadranten I eingetragen. In den Werte¬ bereich A fallen kleine, in den Wertebereich B mittlere und in den Wertebereich C große Werte von X' und Y' .
Im Wertebereich A stellt die Verschiebe-Schaltung 46 folgende Verbindungen her:
Figure imgf000022_0001
O Die digitalen Farbkoordinaten X' und Y' werden um zwei Stellen aufwärts geschoben (a = 4) . Die niederwertigen Bits x'Q und ' sowie y'Q und Y'-a, werden ausgewertet. Die hochwertigen Bits x' und '5 sowie y'g und y'-- werden nicht berück¬ sichtigt, da sie ohnehin 0 sind.
Im Wertebereich B stellt die Verschiebe-Schaltung 46 folgende Verbindung her:
Figure imgf000023_0001
Die digitalen Farbkoordinaten X1 und Y1 werden um eine Stelle aufwärts geschoben (a = 2) . In diesem Fall gehen jeweils nur die niederwertigen Bits x'0 und y* 0 der Farbkoordinaten verloren. Ihre hochwertigen Bits x'g und y'g können unberück¬ sichtigt bleiben, da sie 0 sind.
Im Wertebereich C werden durch die Verschiebe- Schaltung 46 folgende Verbindungen hergestellt: X' -X", Y' X' X", Y* Y" X« X". Y". X1 X», Y". (16) X1 X", Y", X' Y*
Y'
0 0
Die digitalen Farbkoordinaten X' und Y' werden geradeaus durchgeschaltet (a = 1) und die nieder¬ wertigen Bits x'0 und '-^ sowie Y'0 und Y'^ abge¬ worfen.
Als Verschiebe-Stufe 46 kann beispielsweise ein integrierter Four-Bit-Shifter vom Typ Am25SlO der Firma Advanced Micro Devices, Inc. Verwendung finden. Diese Bausteine werden von 2-Bit-Verschiebe- befehlen V-^ und V2 an einen Steuereingang 47 nach folgender Tabelle gesteuert:
7)
Figure imgf000024_0001
Ö Die Wertebereiche A, B und C können durch die Bits x'4, x'5, x'6, y« 4, y'5 und y'g der digitalen Farbkoordinaten X' und Y' definiert werden. Diese Bits adressieren einen Festwert- Speicher 48 (PROM) nach einer Verknüpfung der Bits x'g und y'g in einem ODER-Tor 49 über die Adresseneingänge 50. In dem Festwertspeicher 48 sind die Verschiebebefehle V-, und V2 in Abhängigkeit der Wertebereiche A, B und C ge- speichert. Diese Verschiebebefehle gelangen über eine Leitung 51 an die Steuereingänge 47 der Verschiebe-Stufe 46.
Wie aus den angegebenen Gleichungen (12) und (13) hervorgeht, ergeben sich für die Wertebereiche A und B digitale Sättigungs-Signale S, die um den Faktor "a" zu groß sind und korrigiert werden müssen. Aus diesem Grunde ist dem Ausgang 38 des Tabellen-Speichers 12' eine entsprechende Korrek- tur-Stufe 52 nachgeschaltet, die ebenfalls von den Verschiebebefehlen Vj und V2 auf den Leitungen 51 über die Steuereingänge 53 gesteuert wird. Die Korrektur-Stufe 52 nimmt eine abwärts gerichtete Stellenverschiebung vor, die einer Division durch den Faktor "a" entspricht.
Die Korrektur-Stufe 52 kann entweder als Verschiebe- Stufe (Shifter) , die in ihrer Wirkungsweise der Verschiebe-Stufe 46 entspricht, oder aber gemäß Figur 5 ausgebildet sein.
Anstelle des Tabellen-Speichers 12 in Figur 3 mit einer Kapazität von 16 K x 8 Bit oder des Tabellen-Speichers 12' in Figur 4 mit einer Kapa¬ zität von 1 K x 8 Bit könnten selbstverständlich auch zwei getrennte Tabellen-Speicher mit jeweils 16 K x 4 Bit bzw. 1 K x 4 Bit verwendet werden, wobei in dem ersten Tabellenspeicher die digitalen Farbton-Signale T und in dem zweiten Tabellenspeicher die digitalen Sattigungssignale S abgespeichert sind.
In diesem Falle könnte eine Variante der in Figur 4 dargestellten Koordinaten-Transformations-Schaltung darin bestehen, daß nur dem ersten Tabellenspeicher die Verschiebe-Schaltung 46 vorgeschaltet wird, während der zweite Tabellenspeicher direkt von der Invertierungs-Stufe 10 adressiert wird. Dann müßten allerdings jeweils die niederwertigen Bits X'Q und x'-, sowie y'Q und y', der Farbkoordinaten X' und Y* abgeworfen werden, wodurch die Koordinatenberechnung ungenauer wird. Die Variante hätte aber den Vorteil, daß eine Korrektur der Sättigungs-Signale S entfallen könnte. Die Rundung des Ergebnisses könnte mit in den zweiten Tabellenspeicher einprogrammiert werden.
O -V-I Eine vorteilhafte Ausführungsform der Korrektur- Stufe 52 zeigt Figur 5.
Die Korrekturstufe 52 besteht im wesentlichen aus vier steuerbaren Gattern 54 bis 57 und aus einem programmierbaren Festwertspeicher 58 (PROM) .
Die Gatter 54 bis 57 (z. B. vom Typ SN74LS244 der Firma Texas Instruments) stehen mit den Ausgängen 38 des Tabellen-Speichers 12' in Verbindung. Die Gatter weisen 3-State-Ausgänge auf, deren Zustände von einem Freischalt- Eingang 59 her derart gesteuert werden, daß die Leitungen bei einem log. "L" am Freischalt- Eingang 59 durchgeschaltet (Ausgang niederohmig) und bei einem log. "H" gesperrt (Ausgang hoch- ohmig) sind.
Der Festwertspeicher 58 (z. B. vom Typ SN74S288) mit einer Kapazität von 32 x 8 Bit weist eben¬ falls 3-State-Ausgänge auf, deren Zustände von einem Freischalt-Eingang 61 her gesteuert werden. Da sowohl die Gatter als auch der Festwertspeicher 3-State-Ausgänge aufweist, können die Ausgangs¬ leitungen unmittelbar verbunden werden. Der Festwertspeicher 58 hat zwei Speicherbereiche ä 16 Bit, in denen jeweils die durch a = 4 bzw. a = 2 dividierten und gegebenenfalls gerundeten Daten des Tabellen-Speichers 12' abgelegt sind. Diese Daten werden über vier der 5-Bit-Adreß- Eingänge 50, die mit den Ausgängen 38 des Tabellen- Speichers 12* verbunden sind, angewählt. Die Aus¬ wahl des Speicherbereiches erfolgt über den fünften Adreß-Eingang 60'.
Die Steuereingänge 53 der Korrektur-Stufe 52, an denen die Verschiebebefehle V-, und V erscheinen, stehen über ein ODER-Tor 63 mit dem Freischalt-Ein¬ gang- 59 der Gatter 54 bis 57 und über einen Inverter 64 mit dem Freischalt-Eingang 61 des Festwertspei¬ chers 58 in Verbindung. Der Adreß-Eingang 60' des Festwertspeichers 58 ist mit dem Verschiebebefehl V, als Steuerbit beaufschlagt.
Die Wirkungsweise der Korrekturstufe 52 ist folgende. Für den Fall, daß in der Verschiebe-Schaltung 46 keine Stellenverschiebung stattgefunden hat (siehe Tabelle 17; Vχ = V2 = L) , sind die Gatter 54 bis 57 durchgeschaltet, und es findet keine Korrektur der aus dem Tabellen-Speicher 12' ausgelesenen digitalen Sättigungs-Signale S* statt. Falls aber in der Verschiebe-Schaltung 46 eine Stellenver¬ schiebung um "1" oder "2" durchgeführt wurde
OMP (Tabelle 17; V-j^ = H oder L; V2 = L oder H) , sind die Gatter 54 bis 57 gesperrt und die Ausgänge 62 des Festwertspeichers 58 wirksam. Dann adressie¬ ren die aus dem Tabellen-Speicher 12' ausgelesenen digitalen Sättigungs-Signale S* den Festwertspeicher 58, und der Verschiebebefehl V-, am Adreß-Eingang 60' entscheidet als Steuerbit darüber, ob die durch den Faktor "2" oder "4" dividierten und damit korrigierten Sättigungs-Signale S aus dem Festwertspeicher 58 aus- gelesen werden.
OMPI Gewerbliche Verwertbarkeit
Die Erfindung kann in allen Gebieten verwertet werden, in denen rechtwinklige in polare Farbkoordinaten umzu¬ rechnen sind. Sie findet mit Vorteil auf dem Gebiet der elektronischen Reproduktionstechnik, insbesondere bei der Farbkorrektur und Farberkennung Anwendung.

Claims

Gegenstand der ErfindungPatentansprüche
1. Verfahren zur Umwandlung von digitalen Chrominanz- Signalen eines rechtwinkligen Farbkoordinaten- Systems in digitale Farbton-Signale und Sättigungs- Signale eines polaren Farbkoordinaten-Systems, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Mittelpunkt (■?' ) des polaren Farbkoordinaten-Systems (4) ein parallel zum ersten rechtwinkligen Farbkoordinaten-System (1) verlaufendes zweites rechtwinkliges Farbkoordi¬ naten-System (8) gelegt wird, welches das polare Farbkoordinaten-System (4) in vier Quadranten unterteilt, wobei den Quadranten Quadranten-Kenn¬ nummern zugeordnet sind, daß die Quadranten, in welche die digitalen Chrominanz-Signale (X; Y) fallen, festgestellt und die betreffenden digitalen Quadranten-Kenn¬ nummern markiert werden, daß die Chrominanz-Signale (X;Y) betragsmäßig in entsprechende Koordinatenwerte (X';Y!) eines der Quadranten umgerechnet werden, daß aus den Koordinatenwerten (X';Y*) das Sätti¬ gungs-Signal (S) nach der Beziehung:
= c^ I 2 . V| 2 1
+ Y1
OMPI und das Farbton-Signal (T*) des Quadranten nach der Beziehung:
Figure imgf000032_0001
ermittelt wird, und daß die digitalen Farbton-Signale (T) für alle Quadranten aus den markierten Quadranten- Kennummern und den Farbton-Signalen (T) des Quadranten gebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Quadranten in Richtung wachsen¬ der Farbton-Signale (T) ansteigende digitale Quadranten-Kennummern zugeordnet werden und daß die markierten Quadranten-Kennummern jeweils die höchstwertigen Bits und die Farbton-Signale (T*) des Quadranten jeweils die niederwertigen Bits der zu ermittelnden Farbton-Signale (T) für alle Quadranten bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Koordinaten des Mittelpunktes (P'Q) und der maximale Radius des polaren Farb- koordinaten-Systems (4) den halben Endwerten der digitalen Chrominanz-Signale (X;Y) in dem ersten rechtwinkligen Farbkoordinaten-System (1) ent¬ sprechen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da¬ durch gekennzeichnet, daß die digitalen Quadran¬ ten-Kennummern aus einer logischen Verknüpfung der jeweils höchstwertigen Bits (MSB) der digi- talen Chrominanz-Signale (X;Y) ermittelt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß die digitalen Koordina¬ tenwerte X*(Y') durch Weglassen der höchstwerti- gen Bits (MSB) und Invertierung aller nieder¬ wertigen Bits (LSB) der digitalen Chrominanz- Signale X(Y) gewonnen werden, falls die betref¬ fenden Chrominanz-Signale X(Y) links der Y'-Achse (unterhalb der X'-Achse), des zweiten rechtwinke- ligen Farbkoordinaten-Syste s (8). liegen, und daß die digitalen Koordinatenwerte X'(Y') - durch Weglassen der höchstwertigen Bits (MSB) und Nichtinvertierung aller niederwertigen Bits (LSB) der digitalen Chrominanz-Signale X(Y) ge- wonnen werden, falls die betreffenden Chrominanz- Signale X(Y) rechts der Y'-Achse (oberhalb der X'-Achse) des zweiten Farbkoordinaten-Systems (8) liegen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Invertierung oder Nichtinvertierung aller niederwertigen Bits der Chrominanz-Signale X und Y durch das jeweils höchstwertige Bit gesteuert wird.
O PI
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen:
Figure imgf000034_0001
und
T* = • are tan -^-r
für einen der Quadranten in einem Tabellen-Spei¬ cher abgespeichert sind, der durch die digitalen Koordinatenwerte X' und Y' adressiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Farbton-Signale
(T) invertiert werden, falls sie in den zweiten oder vierten Quadranten fallen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Invertierung der digitalen Farbton-Signale
(T) in Abhängigkeit der markierten Quadranten-Kenn¬ nummern gesteuert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Koordinatenwerte (X';Y') vor der Adressierung des Tabellen-Speichers einer Stellenverschiebung unterzogen werden, und daß die Stellenverschiebung bei den aus dem
Q Tabellen-Speicher ausgelesenen Werten wieder rück¬ gängig gemacht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Stellen, um welche die Koor¬ dinatenwerte X' und Y' verschoben werden, von der Größe der betreffenden Koordinatenwerte X1 und Y1 abhängig ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Koordinatenwerte X' und Y' in Wertebereiche unterteilt und in jedem Wertebereich eine entsprechende Stellenverschiebung vorgenommen wird.
13. Koordinatentransformations-Schaltung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine jeweils mit den höchst¬ wertigen Bits (MSB) der digitalen Chrominanz-Signale X und Y beaufschlagten Quadranten-Erkennungsstufe (11) zur Ermittlung der digitalen Quadranten-Kenn¬ nummern, eine mit den digitalen Chrominanz-Signalen X und Y beaufschlagte Transformations-Schaltung (10) zur Ermittlung der entsprechenden Koordinatenwerte X' und Y' des zweiten rechtwinkligen Farbkoordina¬ ten-Systems (8) , und einen an die Transformations-Schaltung (10) ange¬ schlossenen und durch die Koordinatenwerte X' und
o:,-Pi Y' adressierbaren Tabellen-Speicher (12) für die Transformationsgleichungen zur Gewinnung der digi¬ talen Farbton-Signale (T) an einem ersten Speicher¬ ausgang und der digitalen Sättigungs-Signale (S) an einem zweiten Speicherausgang.
14. Koordinatentransformations-Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Spei¬ cherausgang des Tabellen-Speichers (12) ein von der Quadranten-Erkennungsstufe (11) gesteuerter Inverter (13) für die Farbton-Signale (T) nach¬ geschaltet ist.
15. Koordinatentransformations-Schaltung nach An- spruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformations-Schaltung (10) als ein von den jeweils höchstwertigen Bits der digitalen Chrominanz-Signale X und Y gesteuerter Inverter für deren niederwertige Bits ausgebildet ist.
16. Koordinatentransformations-Schaltung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Transformations-Schaltung (10) und dem Tabellen-Speicher (12) eine steuerbare Verschiebe-Stufe (46) zur Stellenverschiebung der Koordinatenwerte X' und Y' angeordnet ist und daß dem zweiten Speicherausgang des Tabellen- Speichers (12) eine steuerbare Korrektur-Stufe (52)
O-. nachgeschaltet ist, um die Stellenverschiebung rückgängig zu machen.
17. Koordinatentransformations-Schaltung nach An¬ spruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereingänge der Verschiebe-Stufe (46) und der Korrektur-Stufe (52) mit einem Steuergenerator (48) verbunden sind, der mit den Koordinaten¬ werten X1 und Y' beaufschlagt ist.
PCT/DE1980/000138 1979-10-05 1980-09-26 Process for transforming chrominance numerical signals of an orthogonal system of colour coordinates into numerical colour signals and into saturation signals of a system of colour coordinates and transformation circuit WO1981001065A1 (en)

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