CN101035190A - 用于色彩校正的装置、方法和程序产品 - Google Patents

Abstract

一种色彩校正装置，包括校正单元，用于校正具有在色空间的指定区域中包括的色彩的输入像素的色彩，和校正范围选择器，用于将中心位于灰度级中的范围选择为指定区域。利用该色彩校正装置，可以将灰度级指定为目标色彩，并且能仅将白色分量方向中的部分区域设定为校正范围。因此可以校正所需的灰度级范围。

Description

用于色彩校正的装置、方法和程序产品

技术领域

本发明涉及一种用于色彩校正的装置、方法和程序产品，特别地，涉及一种用于色彩校正的装置、方法和程序产品，用以校正输入像素中每一输入像素的色彩。

背景技术

传统上，已经使用了一种用于改变图像的色温的方法，以便于在视觉上增强图像并且改善显示图像时的质量。例如，为了提高图像色温，将图像校正为浅蓝色。为了降低图像色温，将图像校正为浅红色。而且，为了在视觉上改变色温使之提高或降低，可以仅将大致的白色校正为更加偏蓝或者偏红。

在校正图像的色彩时，必须通过关于色彩的指定和校正等的数字值的组合表述色彩。通常，已知如下方法作为表述色彩的方式；HSV格式，其中在HSV色空间表述色彩，以及RGB格式，其中在RGB色空间中表述色彩。

图15是示出了HSV色空间的视图。HSV色空间由六边棱锥表示，其中心轴是亮度V，自中心轴径向延伸的轴是饱和度S，并且朝向六边棱锥的外周的角度是色调H。在亮度V和饱和度S最大的情况下改变色调H时，色彩每隔60度变为红色、黄色、绿色、青色、蓝色和洋红色。饱和度S在周界附近变为最高并且色彩最鲜艳，而在中心轴附近变得淡化。亮度V在六边棱锥的顶部附近最暗，在六边棱锥的基部附近最亮。其中HSV可以取值的HSV值的范围是0＜＝S、V＜＝1.0和0＜＝H＜360。

图16是示出了通常的RGB色空间的视图。RGB色空间由具有相互正交的红色、蓝色和绿色轴的三维坐标表示。蓝色是0而绿色和红色是1时，色彩是黄色。红色是0而绿色和蓝色是1时，色彩是青色。绿色是0而红色和蓝色是1时，色彩是洋红色。红色、蓝色和绿色均是0时，色彩是黑色。红色、蓝色和绿色均是1时，色彩是白色。连接黑色和白色的轴是灰度级。然而，红色、蓝色和绿色可以取值的范围是0＜＝红色、蓝色、绿色＜＝1。

例如，在图15和16的色空间中，为了实现在视觉上提高和降低色温的效果，将白色校正为浅蓝色或浅红色。

用于将图像的指定范围中的色彩校正为所需的色彩的传统的色彩校正装置是已知的。例如，在日本未经审查的专利申请公开No.10-198795中公开的色彩校正装置指定了待校正的目标色彩和色彩校正之后的校正色彩，以便于校正包括目标色彩的指定范围中的像素。传统的色彩校正装置计算指出输入像素同目标色彩的近似程度的近似值hx，并且通过使近似值hx同校正系数相乘计算校正量，以便于通过将校正量加到输入像素而校正色彩。

在传统的色彩校正装置中，为了指定HSV格式中的校正范围，图17和18中示出的范围变为校正范围。在传统的色彩校正装置的示例中，由于色调H的范围被指定用于计算近似值hx，因此一部分色调H，以及饱和度S和亮度V的全部部分变为校正范围，如图17所示。因此，只要色彩处于该部分色调H的范围中，则可以独立于饱和度S和亮度V校正该色彩。

而且，在传统的色彩校正装置的另一示例中，指定色调H、饱和度S和亮度V的所有范围用于计算近似值hx。因此，如图18，色调H、饱和度S和亮度V的一部分变为校正范围。因此，仅校正色调H、饱和度S和亮度V的一部分的范围中包括的色彩。

而且，在传统的色彩校正装置中，为了指定RGB格式中的校正范围，图19和20中示出的范围变为校正范围。在传统的色彩校正装置中，由于将白色分量移除以计算近似值hx，因此可以独立于白色分量校正色彩。

图19是示出了将目标色彩设定为除了灰度级以外的任何色彩的情况的视图。在该情况中，在中心位于自目标色彩向白色分量方向延伸的线上的指定范围中，不具有朝向白色分量的限制的范围变为校正范围。图20是示出了将目标色彩设定为除了灰度级以外的任何色彩的情况的视图。在该情况中，在中心位于灰度级处的指定范围中，不具有朝向白色分量方向的限制的范围变为校正范围。

如前文所描述的，当改变输入图像的色温时，仅需要改变一部分灰度级色彩，诸如与白色接近的部分。

然而，在传统的色彩校正装置中，如果在HSV格式中指定包括目标色彩的校正范围，则色调H被限制于部分范围，如图17和18，校正范围不能被设定为具有中心处的灰度级中的色彩，并且不能被设定到全部色调H。因此，在HSV格式中，灰度级中的色彩不能被指定为目标色彩，因此仅有一部分灰度级不能被指定为校正范围。

而且，在传统的色彩校正装置中，当在RGB格式中指定包括目标色彩的校正范围时，校正范围总是被设定为不具有白色分量方向中的限制的范围。因此，在RGB格式中，对于作为目标色彩的灰度级中的色彩，不能在白色分量方向中限制校正范围。因此，在将目标色彩设定为白色以校正近白色的情况中，独立于白色分量进行校正。因此，甚至校正了不需要校正的区域，诸如接近黑色的色彩，并且全部灰度级变色。

因此，在传统的色彩校正装置中，现在已经发现，有时在白色分量方向中仅有部分区域不能被设定为校正范围，并且因此不能指定灰度级中的目标色彩，用于执行限制于白色分量方向中的校正。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种色彩校正装置，其包括校正单元，用于校正具有在色空间的指定区域中包括的色彩的输入像素的色彩，和校正范围选择器，用于将中心位于灰度级中的范围选择为指定区域。利用该色彩校正装置，可以将灰度级指定为目标色彩，并且能仅将白色分量方向中的部分区域设定为校正范围。因此可以校正所需的灰度级范围。

根据本发明的另一方面，提供了一种色彩校正方法，用于校正具有在色空间的指定区域中包括的色彩的输入像素的色彩。该色彩校正方法包括，将具有位于灰度级中的中心的区域选择为指定区域。利用该色彩校正方法，可以将灰度级指定为目标色彩，并且能仅将白色分量方向中的部分区域设定为校正范围。因此可以校正所需的灰度级范围。

根据本发明的另一方面，提供了一种通过计算机执行色彩校正过程的程序产品，用于校正具有在色空间的指定区域中包括的色彩的输入像素的色彩。该程序产品包括，将具有位于灰度级中的中心的区域选择为指定区域。利用该色彩校正程序产品，可以将灰度级指定为目标色彩，并且能仅将白色分量方向中的部分区域设定为校正范围。因此可以校正所需的灰度级范围。

根据本发明的另一方面，提供了一种色彩校正装置，用于校正具有在RGB色空间的指定区域中包括的色彩的输入像素的色彩。该色彩校正装置包括校正范围选择器，其用于将如下范围选择为指定区域，其边界位于黑色或白色方向中，其中心位于RGB色空间中的任何色彩处。利用该色彩校正装置，可以指定任何色彩，并且能仅将白色分量方向中的部分区域设定为校正范围。因此可以仅校正所需的灰度级范围。

本发明提供了一种装置、方法和程序产品，用于将白色分量方向的部分范围设定为校正范围并且仅校正所需的色彩。

附图说明

通过下面的描述，结合附图，本发明的上面的以及其他的目的、优点和特征将变得更加显著，在附图中：

图1是示出了根据本发明的色彩校正装置的配置的框图；

图2是示出了根据本发明的近似值计算器的配置的框图；

图3是示出了根据本发明的近似值计算方法的流程图；

图4是示出了根据本发明的近似值计算方法中使用的RGB色空间的图像示图；

图5是示出了根据本发明的近似值计算方法中使用的RGB色空间的图像示图；

图6是示出了通过根据本发明的近似值计算方法获得的近似值特性的图像示图；

图7是示出了通过根据本发明的近似值计算方法获得的近似值特性的图像示图；

图8是示出了根据本发明的近似值计算器的配置的框图；

图9是示出了根据本发明的近似值计算方法的流程图；

图10是示出了通过根据本发明的近似值计算方法获得的近似值特性的图像示图；

图11是示出了根据本发明的近似值计算器的配置的框图；

图12是示出了根据本发明的近似值计算方法的流程图；

图13是示出了根据本发明的近似值计算方法中使用的HSV色空间的图像示图；

图14是示出了根据本发明的色彩校正装置的硬件配置示图；

图15是示出了通常的HSV色空间的图像示图；

图16是示出了通常的RGB色空间的视图；

图17是示出了传统的近似值计算方法中使用的HSV色空间的图像示图；

图18是示出了传统的近似值计算方法中使用的HSV色空间的图像示图；

图19是示出了传统的近似值计算方法中使用的RGB色空间的图像示图；并且

图20是示出了传统的近似值计算方法中使用的RGB色空间的图像示图。

具体实施方式

现将参考说明性实施例描述本发明。本领域的技术人员应认识到，使用本发明的教授内容可以实现许多可替换的实施例，并且本发明不限于出于解释目的而说明的实施例。

第一实施例

下面将详细描述根据本发明的第一实施例的色彩校正装置。该实施例的色彩校正装置在RGB格式中计算近似值时，将白色方向中的部分范围设定为校正范围。

下面参考图1的框图详细描述根据该实施例的色彩校正装置的配置。如图1所示，色彩校正装置100包括图像输入单元101、目标色彩指定器102、校正色彩指定器103、近似系数指定器104、模式选择器4、校正量计算器3、校正单元105和图像输出单元106。校正量计算器3进一步包括近似值计算器1和校正量处理单元2。

图像输入单元101是例如，输入缓冲器，其输入由多个像素构成的输入图像。在输入输入图像的每个像素之后，图像输入单元101按照输入顺序将像素提供给校正量计算器3的近似值计算器1和校正单元105。输入图像的每个像素是例如，RGB格式的色彩数据。

利用待校正的目标色彩外部指定(输入)目标色彩指定器102，并且目标色彩指定器102将目标色彩提供给近似值计算器1和校正量计算器3的校正量处理单元2。例如，在RGB格式中指定目标色彩。目标色彩指定器102能够将包括RGB色空间中的灰度级色彩的任何色彩指定为目标色彩。

利用待校正的校正色彩外部指定(输入)校正色彩指定器103，并且校正色彩指定器103将校正色彩提供给校正量计算器3的校正量处理单元2。例如，在RGB格式中指定校正色彩。

利用近似系数外部指定近似系数指定器104，以确定近似值的下降趋势(近似值特性)，并且近似系数指定器104将该近似系数提供给校正量计算器3的近似值计算器1。可以将用于指定近似值的下降趋势(斜率)的权重、近似值极限和校正范围视为校正系数。在该实施例中，将权重指定为近似系数。

模式选择器4向近似值计算器1提供选择信号“select”，用于选择校正模式。选择模式是一种用于实现选择是否将校正范围限制于朝向白色分量的模式。可以外部指定校正模式的选择，或者可以通过参考目标色彩等选择校正模式。例如，如果校正范围包括诸如白色的灰度级，则可以使用用于通过彩色和白色选择校正范围的模式。

校正量计算器3计算近似值hx，其指出了关于输入像素的针对目标色彩的近似程度，并且计算校正量，用于根据近似值hx校正输入像素。校正量计算器3按照从指定区域内侧朝向边界对准的色彩的顺序改变色彩校正量。具体地，校正量计算器3减小校正量，由此根据离开目标色彩的色彩距离使校正量在校正范围的边界处减小到0，其中目标色彩是校正区域的中心。色彩距离是包括RGB和HSV的色空间中的色彩之间的距离。

近似值计算器1根据目标色彩和由近似系数确定的近似值的下降趋势，计算构成输入图像的每个像素的近似值，并且随后将该近似值提供给校正量处理单元2。在该实施例中，近似值计算器1根据来自模式选择器4的选择信号“select”的校正模式选择校正，以便于计算近似值。近似值计算器1还是校正范围选择器，其能够将如下区域选择为校正范围，其包括朝向黑色或白色方向的边界，并且其中心位于任何色彩或者灰度级色彩处。

具体地，在仅由彩色分量选择校正范围的校正模式中，近似值计算器1仅使用通过来自目标色彩和输入像素的白色分量移除的彩色分量，计算近似值hx。在由彩色和白色选择校正范围的模式中，计算近似值hx，其包括目标色彩和输入像素。该白色分量是目标色彩中包括的白色分量，并且是朝向白色方向前进的分量，其平行于色空间中的灰度级。彩色分量是纯色分量，其是利用白色分量移除的目标色彩。

近似值hx指出了输入像素同待校正的目标色彩的近似程度。近似值hx是从0到1.0的数字值，其指出了输入像素应在色空间中移动的量。根据近似值hx校正色彩，使其同校正色彩接近。对于近似值hx＝1.0，将输入像素完全校正至校正色彩。对于近似值hx＝0.5，将输入像素校正至目标色彩和校正色彩之间的中间色彩。对于近似值hx＝0，未校正输入像素。

校正量处理单元2根据目标色彩和校正色彩以及近似值计算校正量，并且随后将计算的校正量提供给校正单元105。校正量处理单元2计算校正量，如“校正量＝近似值hx×(校正色彩-目标色彩)”。通过指定校正系数替换校正色彩，可以计算校正量，如“校正量＝近似值hx×校正系数”。

校正单元105校正输入图像的每个像素，并且将校正的输出像素提供给输出单元106。校正单元105计算输出像素，如“输出像素＝输入像素+校正量”。图像输出单元106是例如，输出缓冲器，利用正在校正的输出像素向其顺序输入，并且其将输出像素输出到外部作为输出图像。

下面将参考图2的框图详细描述根据该实施例的色彩校正装置的近似值计算器的配置。该实施例的近似值计算器在RGB格式中计算近似值hx。如图2所示，近似值计算器1包括目标色彩分量提取器11、目标色彩分量存储单元12、输入色彩分量提取器13、D值计算器14、hx输出单元15、目标色彩选择器16和输入色彩选择器17。而且，hx输出单元15包括乘法器21和hx计算器22。

目标色彩分量提取器11提取由目标色彩指定器102指定的目标色彩(r0，g0，b0)的彩色分量(r0′，g0′，b0′)。目标色彩选择器16选择指定的目标色彩(r0，g0，b0)或者由目标色彩分量提取器11根据自模式选择器4输入的选择信号“select”提取的目标色彩的彩色分量(r0′，g0′，b0′)，并且将其提供给目标色彩分量存储单元12。

目标色彩分量存储单元12存储目标色彩(r0，g0，b0)或者由目标色彩分量选择器16选择的目标色彩的彩色分量(r0′，g0′，b0′)。

输入色彩分量提取器13提取自图像输入单元101输入的输入像素(r，g，b)的彩色分量(r′，g′，b′)。输入色彩选择器17选择作为输入的输入像素(r，g，b)或者输入色彩分量提取器13根据自模式选择器4输入的选择信号“select”提取的输入像素的彩色分量(r′，g′，b′)，并且将其提供给D值计算器14。

D值计算器14计算D值，其表示目标色彩的彩色分量(r0′，g0′，b0′)或者存储到目标色彩存储单元12的目标色彩的彩色分量(r0′，g0′，b0′)同输入像素(r，g，b)或者由输入色彩选择器17选择的输入像素的彩色分量(r′，g′，b′)之间的色彩距离。

hx输出单元15根据由D值计算器14计算的D值以及由近似系数指定器104指定的权重mul，计算和输出近似值hx。乘法器21使D值同权重mul相乘，并且hx计算器22通过使用乘法器21的乘法结果的线性函数计算近似值hx。

下面将参考图3的流程图详细描述根据该实施例的色彩校正装置的近似值计算器1的近似值计算方法。首先，将目标色彩(r0，g0，b0)和权重mul指定给近似值计算器1(S101)。

然后将选择信号“select”输入到目标色彩选择器16和输入色彩选择器17，用于选择校正模式(S102)。在仅由彩色分量选择校正范围的校正模式中，目标色彩选择器16选择来自目标色彩分量提取器11的输出。如果校正模式是由彩色和白色选择校正范围的模式，则目标色彩选择器16选择目标色彩(r0，g0，b0)。如果校正模式是仅由彩色分量选择校正范围的模式，则输入色彩选择器17选择来自输入色彩分量提取器13的输出。在由彩色和白色选择校正范围的校正模式中，输入色彩选择器17选择输入像素(r，g，b)。

如果在S102中，校正模式是仅由彩色分量选择校正范围的模式，则目标色彩分量提取器11计算彩色分量(r0′，g0′，b0′)，其是利用白色分量移除的指定色彩(S103)。目标色彩分量提取器11从输入像素中减去关于目标色彩的RGB值的最小值，如“(r0′，g0′，b0′)＝(r0，g0，b0)-min(r0，g0，b0)”，以便于移除白色分量，并且仅提取彩色分量。应当注意，“min(r0，g0，b0)”是用于选择r0、g0和b0中的最小值的函数。

然后由目标色彩选择器16选择目标色彩的彩色分量(r0′，g0′，b0′)，并且将其存储到目标色彩存储单元12(S104)。

然后，从图像输入单元101顺序输入输入像素(S105)。输入色彩分量提取器13计算输入像素(r，g，b)的色彩分量(r′，g′，b′)(S106)。输入色彩分量提取器13从输入像素中减去关于目标色彩的RGB值的最小值，如“(r′，g′，b′)＝(r，g，b)-min(r，g，b)”，以便于移除白色分量，并且仅提取彩色分量。

然后由输入色彩选择器17选择输入像素的彩色分量(r′，g′，b′)。D值计算器14计算离开存储到目标色彩存储单元12的目标色彩的彩色分量(r0′，g0′，b0′)和选定输入像素的彩色分量(r′，g′，b′)的色彩距离(S107)。

D值计算器14通过从目标色彩的彩色分量(r0′，g0′，b0′)中减去输入像素的彩色分量(r′，g′，b′)，计算彩色分量差(dR，dG，dB)，如“(dR，dG，dB)＝(r0′-r′，g0′-g′，b0′-b′)”。然后D值计算器14通过从(dR，dG，dB)中的最大值中减去(dR，dG，dB)中的最小值，计算D值，如“D＝max(dR，dG，dB)-min(dR，dG，dB)”。

另一方面，在由彩色和白色选择校正范围的校正模式中，由目标色彩选择器16选择目标色彩(r0，g0，b0)，并且将其存储到目标色彩存储单元12(S108)。然后，从图像输入单元101顺序输入输入像素(S109)，并且由输入色彩选择器17选择输入像素(r，g，b)。

然后，D值计算器14计算离开目标色彩分量存储单元12中存储的目标色彩的彩色分量(r0，g0，b0)和选定输入像素(r，g，b)的色彩距离D(S110)。

D值计算器14通过从目标色彩(r0，g0，b0)中减去输入像素(r，g，b)，计算包括白色分量的彩色分量的差(dR，dG，dB)，如“(dR，dG，dB)＝(r0-r，g0-g，b0-b)”。然后D值计算器14通过从(dR，dG，dB)中的最大值中减去(dR，dG，dB)中的最小值，计算D值，如“D＝max(dR，dG，dB)-min(dR，dG，dB)”。

在S107或S110中计算D值之后，hx输出单元15的乘法器21和hx计算器22利用包括D值和权重mul的线性函数计算近似值hx(S111)。具体地，通过下式1计算近似值hx。

hx＝1.0-mul*D                (式1)

然后hx计算器22评估计算的近似值hx是否小于0(S112)。如果近似值hx小于0，则近似值hx＝0(S113)。

下面详细描述该实施例的RGB色空间中的校正范围。如果校正范围是仅由彩色分量选择校正范围的模式，则移除白色分量以计算近似值hx。因此，如图19和20的传统示例，不存在朝向白色分量方向的限制，并且相同彩色分量的像素变为校正范围，其中心位于目标色彩处。

而且，如果校正模式是由彩色和白色选择校正范围的模式，则计算近似值hx，其包括白色分量，因此该范围限制于白色分量方向中。

图4是示出了将目标色彩设定为除了灰度级以外的任何色彩的情况的视图。在该情况中，在中心位于自目标色彩向白色分量方向延伸的线上的指定范围中，限制于白色方向的范围变为校正范围。图5是示出了将目标色彩设定为灰度级中的色彩的情况的视图。在该情况中，限制于白色分量方向的部分范围变为校正范围。因此，即使在将不同于灰度级的任何色彩设定为目标色彩，或者将包括白色和黑色的灰度级中的色彩设定为目标色彩时，可以仅校正具有接近于可被校正的目标色彩的白色分量的色彩。

图6是针对由近似值计算器1计算的离开目标色彩的色彩距离的近似值hx的图像(近似值特性)。由于通过使近似值hx同校正系数相乘计算校正量，因此由对应于近似值特性的校正量校正色彩。

在该实施例中，由于通过线性函数计算近似值，如基于目标色彩和权重(其是近似系数)的式1，因此近似值仅以恒定的下降趋势下降，如近似值特性200。

具体地，近似值特性200是如下延伸的特性，其中心位于目标色彩的近似值hx＝1.0处，随着针对目标色彩的色彩距离的增加，近似值下降至0。由接触色彩距离(水平)轴hx＝0的边界所环绕的范围是校正范围。远离校正范围的范围是非校正范围。在近似值特性200中，当近似值hx远离目标色彩时，其以“-mul*D”所定义的斜率下降。

如前文所描述的，在该实施例中，为了计算RGB格式中的近似值，通过计算包括目标色彩和输入像素的白色分量的近似值，可以将限制于白色分量方向中的范围指定为校正范围。因此，可以防止白色方向中的全部色彩被不必要地校正，并且仅能够校正必需的色彩。因此，当改变色温等时，仅能够适当地校正接近于包括白色和黑色的灰度级中的色彩的色彩。

第二实施例

下面详细描述根据本发明的第二实施例的色彩校正装置。该实施例的色彩校正装置的特征在于，当在RGB格式中计算近似值时，可以减小校正范围的边界周围的校正量。

当如第一实施例计算近似值hx时，随着其远离目标色彩，近似值仅以恒定的趋势下降，如图6。因此有时候色彩在校正范围的边界附近极大地改变，使得色彩改变在视觉上是可被察觉的，并且由此生成了等高线。具体地，特别是在校正诸如白色和黑色的灰度级中的色彩时，其包括改变色温的时候，可以容易地生成等高线。

因此，在该实施例中，通过抑制校正范围的边界附近的色彩变化，抑制了等高线，如图7的近似值特性201。具体地，依赖于离开目标色彩的色彩距离，抑制近似值的下降趋势，以减小校正范围的边界附近的下降趋势。应当注意，不限于近似值特性201，可以通过如下函数计算近似值：具有多个拐点和极值的函数、多个线性函数或者不止一个多维函数、或者任何不同的函数的组合，只要其减小校正范围的边界附近的校正量。

在该实施例中，作为使用两个线性函数的示例，通过折线函数计算近似值。折线函数是一种具有弯曲的函数，即由该函数表示的数字值至少转向一次。

该实施例的色彩校正装置的整体配置与图1中示出的第一实施例的配置相同。在该实施例中，由近似系数指定器104指定的近似系数是权重mul和mul2，以及近似值极限“limit”。而且，校正量计算器3按照从指定区域内部朝向边界对准的色彩的顺序，非线性地改变色彩校正量。

图8的框图示出了该实施例的色彩校正装置的近似值计算器中包括的hx计算器的配置。除了hx输出单元15以外，其配置与图2中的配置相同。hx输出单元15包括乘法器31和32、hx计算器33和34以及最大值选择器35。

hx输出单元15根据由D值计算器14计算的D值、由近似系数指定器104指定的权重mul和mul2、以及近似值极限“limit”，计算和输出近似值hx。

乘法器32使D值同权重mul相乘，并且hx计算器34利用乘法器32的乘法的结果，使用线性函数计算近似值hx。乘法器32和hx计算器34计算来自第一线性函数的第一近似值。具体地，它们构成了第一下降趋势计算器，用于控制处于第一下降趋势中的近似值。

乘法器31使D值同权重mul2相乘。hx计算器33使用乘法器31的乘法结果和近似值极限“limit”，通过线性函数计算近似值hx。乘法器31和hx计算器33计算获得自第二线性函数的第二近似值。具体地，乘法器31和hx计算器33形成了第二下降趋势计算器，用于控制处于第二下降趋势中的近似值。第二下降趋势是抑制第一下降趋势的趋势，具体地，第二下降趋势的斜率比第一下降趋势的斜率更加平缓。

最大值选择器35选择hx计算器33和34的计算结果之间的最大值，并且随后将选定的值输出，作为近似值hx。具体地，最大值选择器35选择通过乘法器32和hx计算器34获得的第一近似值或者通过乘法器31和hx计算器33获得的第二近似值。

下面详细描述根据该实施例的色彩校正装置的近似值计算器1的近似值计算方法。除了hx输出单元15的近似值计算过程(图3中的S111～S113)以外，其过程与图3中的过程相同。

下面参考图9的流程图详细描述根据该实施例的色彩校正装置的近似值计算器的近似值计算方法。在目标色彩(r0，g0，b0)之后，将权重mul和mul2以及近似值极限“limit”指定给近似值计算器1，并且计算D值，如图3的步骤S101～S110，hx输出单元15按照如下方法计算近似值。

首先，乘法器32和hx计算器34通过包括D值和权重mul的线性函数计算近似值hx_a(S201)。具体地，通过下式2计算近似值hx_a。

hx_a＝1.0-mul*D                (式2)

然后hx计算器34评估近似值hx_a是否小于0(S202)。如果hx_a小于0，则近似值hx_a＝0(S203)。

然后，乘法器31和hx计算器33通过包括D值和权重mul的线性函数计算近似值hx_b(S204)。具体地，通过下式3计算近似值hx_b。

hx_b＝limit-mul2*D             (式3)

然后hx计算器33评估近似值hx_b是否小于0(S205)。如果hx_b小于0，则近似值hx_b＝0(S206)。

然后最大值选择器35从近似值hx_a和hx_b中选择最大值，并且该最大值被设定为近似值hx(S207)。因此，在该实施例中，式2和3的值中的较大的值是近似值hx。

图10是示出了关于近似值计算器1计算的离开目标色彩的色彩距离的近似值hx的图像(近似值特性)的视图。近似值特性202是由式2和3的最大值计算的特性。

如近似值特性202，通过将式2的值设定为在接近目标色彩的范围中是较大的，hx_a变为近似值hx，并且近似值hx的下降趋势由“-mul*D”确定。而且，通过将式3的值设定为在接近校正色彩的边界的范围中是较大的，hx_b变为近似值hx。并且近似值hx的下降趋势由“-mul2*D”确定。

因此，近似值特性202指定了权重mul2和近似值极限“limit”，由此在校正范围的边界附近选择式3。除此之外，通过将权重mul2的值指定为是较小的，以便于具有小的校正量，可以抑制校正范围的边界附近的色彩突变。

如前文所述，在该实施例中，选择了一种函数，其中校正量在校正范围的边界附近变小。因此，可以防止色彩在校正范围的边界附近改变，用于防止生成等高线。

第三实施例

下面详细描述根据本发明的第三实施例的色彩校正装置。该实施例的色彩校正装置在HSV格式中计算近似值时，将灰度级中的色彩设定为目标色彩，并且将白色分量方向中的部分范围设定为校正范围。

该实施例的色彩校正装置的整体配置与图1中示出的第一实施例的配置相同。在HSV格式中将目标色彩指定给目标色彩指定器102。关于HSV格式中的色调H、饱和度S和亮度V的每一个的权重被指定为近似系数。

模式选择器4选择的校正模式是使色调H、饱和度S和亮度V的权重中的一个能够限制校正范围的模式。在该实施例中，模式被称为：H限制模式，用于限制色调H的范围；HSV限制模式，用于限制色调H、饱和度S和亮度V的范围；和SV限制模式，用于限制饱和度S和亮度V。

图11的框图是示出了根据该实施例的色彩校正装置的近似值计算器的配置的视图。该色彩校正装置利用HSV格式计算近似值。如图11所示，近似值计算器1包括HSV转换器51、色调差评估器52、饱和度差评估器53、亮度差评估器54、乘法器55、色调选择器56、饱和度选择器57和亮度选择器58。

HSV转换器51将自图像输入单元101输入的RGB格式的输入像素(r，g，b)转换为HSV格式的输入像素(h1，s1，v1)。输入像素的色调分量h1被提供给色调差评估器52，输入像素的饱和度分量s1被提供给饱和度差评估器53，并且输入像素的亮度分量v1被提供给亮度差评估器54。

色调差评估器52是色调近似值计算器，其根据目标色彩指定器102指定的目标色彩的色调分量Hue和近似系数指定器104指定的色调分量的权重m，计算输入像素的色调分量h1的近似值hx_h。

色调选择器56根据自模式选择器4输入的色调分量的选择信号“select_h”，针对色调差评估器52计算的色调分量，选择有效或无效。如果色调分量是有效的，则色调选择器56选择和输出色调分量的计算的近似值hx_h。如果色调分量是无效的，则色调选择器56选择1并且将其输出。

饱和度差评估器53是饱和度近似值计算器，其根据目标色彩指定器102指定的目标色彩的饱和度分量Sat和近似系数指定器104指定的饱和度分量的权重sm，计算输入像素的饱和度分量s1的近似值hx_s。

饱和度选择器57根据自模式选择器4输入的饱和度分量的选择信号“select_s”，针对饱和度差评估器53计算的饱和度分量，选择近似值有效或无效。如果饱和度分量是有效的，则饱和度选择器57选择和输出饱和度分量的计算的近似值hx_s。如果饱和度分量是无效的，则饱和度选择器57选择1并且将其输出。

亮度差评估器54根据目标色彩指定器102指定的亮度分量Val和近似系数指定器104指定的亮度分量的权重vm，计算输入像素的亮度分量v1的近似值hx_v。

亮度选择器58根据自模式选择器4输入的亮度分量的选择信号“select_v”，针对亮度差评估器54计算的亮度分量，选择近似值有效或无效。如果亮度分量是有效的，则亮度选择器58选择和输出亮度分量的计算的近似值hx_v。如果亮度分量是无效的，则亮度选择器58选择1并且将其输出。

乘法器55使色调分量的近似值hx_h、饱和度分量的近似值hx_s和亮度分量的近似值hx_v相乘，并且随后将乘法结果输出作为近似值hx。具体地，乘法器55使近似值hx_h、hx_s和hx_v中的由选择信号“select”选为无效的值相乘。

图12是示出了该实施例的色彩校正装置的近似值计算方法的流程图。首先，将目标色彩(Hue，Sat，Val)和权重m、sm和vm指定给近似值计算器1(S401)。

然后，将选择信号“select”输入到色调选择器56、饱和度选择器57和亮度选择器58，并且选择校正模式(S402)。

如果校正模式是H限制模式，则色调选择器56选择自色调差评估器52输出的近似值hx_h，并且饱和度选择器57和亮度选择器58选择1。如果校正模式是HSV限制模式，则色调选择器56选择自色调差评估器52输出的近似值hx_h，并且饱和度选择器57选择自饱和度差评估器53输出的近似值hx_s。如果校正模式是SV限制模式，则色调选择器56选择1，饱和度选择器57选择自饱和度差评估器输出的近似值hx_s，并且亮度选择器58选择自亮度差评估器54输出的近似值hx_v。

然后，从S403到407，色调差评估器52计算色调分量的近似值hx_h。具体地，色调差评估器52评估近似系数指定器104指定的权重m是否是0(S403)。如果权重m不是0，则由包括该权重m的线性函数计算近似值hx_h(S404)。具体地，由下式4计算近似值hx_h。

hx_h＝(m-|h1-Hue|)/m                (式4)

在S403中，如果权重m是0，则近似值hx_h＝h1(S405)。然后色调差评估器52评估近似值hx_h是否小于0(S406)。如果近似值hx_h小于0，则近似值hx_h＝0(S407)。

然后，从S408到412，饱和度差评估器53计算饱和度分量的近似值hx_s。具体地，饱和度差评估器53评估权重sm是否是0(S407)。如果权重sm不是0，则由包括该权重sm的线性函数计算近似值hx_s(S408)。具体地，由下式5计算近似值hx_h。

hx_s＝(sm-|s1-Sat|)/sm            (式5)

在S407中，如果权重sm是0，则近似值hx_s＝s1(S410)。然后饱和度差评估器53评估近似值hx_s是否小于0(S411)。如果近似值hx_s小于0，则近似值hx_s＝0(S412)。

然后，从S413到417，亮度差评估器54计算亮度分量的近似值hx_v。具体地，亮度差评估器54评估权重vm是否是0(S413)。如果权重vm不是0，则由包括该权重vm的线性函数计算近似值hx_v(S414)。具体地，由下式6计算近似值hx_v。

hx_v＝(vm-|v1-Val|)/vm            (式6)

在S413中，如果权重vm是0，则近似值hx_v＝v1(S415)。然后亮度差评估器54评估近似值hx_v是否小于0(S416)。如果近似值hx_v小于0，则近似值hx_v＝0(S417)。

然后乘法器55使近似值hx_h、hx_s和hx_v相乘，如式7(S418)。

hx＝hx_h*hx_s*hx_v                (式7)

具体地，在HSV限制模式中，如果色调分量的近似值hx_h、饱和度分量的近似值hx_s和亮度分量的近似值hx_v是使能的，则可由下式8计算近似值hx。

Hx＝(m-|h1-Hue|)h/m*(sm-|s1-Sat|)/sm*(vm-|v1-Val|)/vm

(式8)

而且，在SV限制模式中，如果饱和度分量的近似值hx_s和亮度分量的近似值hx_v是使能的，则可由下式9计算近似值hx。

hx＝(sm-|s1-Sat|)/sm*(vm-|v1-Val|)/vm          (式9)

然后，下面详细描述该实施例的HSV色空间中的校正范围。如果校正模式是H限制模式(权重m＞0，近似值hx_s＝1，近似值hx_v＝1)，则仅有色调分量的近似值hx_h是有效的，并且限制色调H的范围。因此，如图17的传统示例，由色调H的权重m、整个饱和度S和整个亮度V确定的范围变为校正范围。

如果校正模式是HSV限制模式(权重m＞0，权重sm＞0，权重vm＞0)，则色调分量的近似值hx_h、饱和度分量的近似值hx_s和亮度分量的近似值hx_v是有效的，并且限制色调H、饱和度S和亮度V的分量的范围。因此，如图18的传统示例，由色调H的权重m确定的范围、由饱和度S的权重sm确定的范围和由亮度V的权重vm确定的范围变为校正范围。

如果校正模式是SV限制模式(近似值hx_h＝1，权重sm＞0，权重vm＞0)，则饱和度分量的近似值hx_s和亮度分量的近似值hx_v是有效的，并且限制关于饱和度S和亮度V的分量的范围。因此，色调H的整个范围、由饱和度S的权重sm确定的范围和由亮度V的权重vm确定的范围变为校正范围。因此，独立于色调，校正饱和度S的部分范围和亮度V的部分范围。

图13是示出了在SV限制模式中将目标色彩设定到灰度级中的色彩的情况。在该情况中，中心位于灰度级处的限制于白色分量方向中的部分范围变为校正范围。因此，当目标色彩被设定到灰度级中的色彩时，能够仅校正具有接近于目标色彩的白色分量的色彩。

如前文所述，在该实施例中，为了在HSV格式中计算近似值hx，通过使色调分量的近似值无效并且使饱和度和亮度分量的近似值有效，以便于计算近似值hx，可以将灰度级中的色彩指定为目标色彩，并且可以将限制于白色分量方向中的范围指定为校正范围。

因此，即使在HSV格式中，包括白色和黑色的灰度级中的色彩可被指定为目标色彩，并且能够仅校正接近于目标色彩的必需的色彩，如第一实施例。

应当注意，第二实施例的用于近似值hx的式可应用于色调差评估器52、饱和度差评估器53和亮度差评估器54中每个评估器。如前文所述，即使在HSV格式中计算近似值hx的情况中，仍可以减小校正范围的边界附近的校正量，并且还可以防止生成等高线，如RGB格式中的情况。

其他实施例

色彩校正装置100可以在诸如电视显示器设备中仅通过硬件配置，或者可以通过专用装置配置，其中软件和硬件在诸如个人或服务器计算机的计算机中协同操作。

图14是示出了用于实现色彩校正装置100的计算机系统的硬件配置的示例的视图。该系统包括例如，中央处理单元(CPU)501和存储单元502。CPU 501和存储单元502经由总线连接到硬盘驱动器(HDD)503，其中HDD 503是辅助存储单元。该系统典型地包括用户接口硬件。可作为用户接口硬件的是，例如，用于输入的定位设备(鼠标，操纵杆等)，输入设备504，诸如键盘，以及显示器设备505，诸如液晶显示器，用于向用户提供视觉数据。诸如HDD 503的存储设备，结合存储用于执行系统功能的计算机程序的操作系统，向CPU等提供指令。具体地，CPU 501根据部署在存储单元502上的程序操作，并且同其他的硬件协同操作，以形成色彩校正装置100的每个模块，其包括近似值计算器1。近似值计算器1的近似值计算过程和色彩校正装置100的色彩校正过程由CPU 501中执行的特定程序完成。该系统可由多个计算机配置，而非限于单一的计算机。

显而易见，本发明不限于上文的实施例，并且可以在不偏离本发明的范围和精神的前提下对其进行修改和变化。

Claims (15)

1.一种色彩校正装置，包括：

校正单元，用于校正具有在色空间的指定区域中包括的色彩的输入像素的色彩；和

校正范围选择器，用于将中心位于灰度级中的范围选择为指定区域。

2.权利要求1的色彩校正装置，其中校正范围选择器计算近似值，所述近似值表示指定区域中的输入像素同目标色彩的近似，并且

进一步包括校正量处理器，用于根据计算的近似值计算输入像素的校正量。

3.权利要求2的色彩校正装置，其中色空间是RGB色空间。

4.权利要求3的色彩校正装置，其中校正范围选择器根据包括目标色彩的白色分量的RGB值和包括输入像素的白色分量的RGB值之间的差计算近似值。

5.权利要求4的色彩校正装置，其中校正范围选择器通过下式1和2计算色彩距离，并且根据计算的色彩距离D计算近似值；

(dR，dG，dB)＝(r0-r，g0-g，b0-b)      式1

D＝max(dR，dG，dB)-min(dR，dG，dB)    式2

其中(r0，g0，b0)是目标色彩的RGB值，(r，g，b)是输入像素的RGB值，并且D是目标色彩和输入像素之间的在色空间上的色彩距离。

6.权利要求2的色彩校正装置，其中校正范围选择器包括：

色调近似值计算器，用于计算输入像素的色调分量的近似值；

饱和度近似值计算器，用于计算输入像素的饱和度分量的近似值；

亮度近似值计算器，用于计算输入像素的亮度分量的近似值；和

乘法器，用于通过使色调分量的近似值、饱和度分量的近似值和亮度分量的近似值中的有效值相乘，计算近似值，

其中校正范围选择器将色调分量的近似值设定为无效，将饱和度分量的近似值设定为有效，并且将亮度分量的近似值设定为有效。

7.权利要求6的色彩校正装置，其中校正范围选择器通过下式3计算近似值，

hx＝(sm-|s1-Sat|)/sm*(vm-|v1-Val|)/vm    式3

其中(Hue，Sat，Val)是目标色彩的HSV值，(h1，s1，v1)是输入像素的HSV值，sm是用于定义饱和度分量的限制的权重系数，vm是用于定义亮度分量的限制的权重系数，并且hx是近似值。

8.权利要求2的色彩校正装置，其中校正范围选择器减小近似值，由此近似值从指定区域的内部减小到边界，所述近似值在边界处减小到0，并且

校正范围选择器至少一次地控制近似值的下降趋势。

9.权利要求3的色彩校正装置，其中校正范围选择器减小近似值，由此近似值从指定区域的内部减小到边界，所述近似值在边界处减小到0，并且

校正范围选择器至少一次地控制近似值的下降趋势。

10.权利要求4的色彩校正装置，其中校正范围选择器减小近似值，由此近似值从指定区域的内部减小到边界，所述近似值在边界处减小到0，并且

校正范围选择器至少一次地控制近似值的下降趋势。

11.权利要求5的色彩校正装置，其中校正范围选择器减小近似值，由此近似值从指定区域的内部减小到边界，所述近似值在边界处减小到0，并且

校正范围选择器至少一次地控制近似值的下降趋势。

12.权利要求6的色彩校正装置，其中校正范围选择器减小近似值，由此近似值从指定区域的内部减小到边界，所述近似值在边界处减小到0，并且

校正范围选择器至少一次地控制近似值的下降趋势。

13.权利要求7的色彩校正装置，其中校正范围选择器减小近似值，由此近似值从指定区域的内部减小到边界，所述近似值在边界处减小到0，并且

校正范围选择器至少一次地控制近似值的下降趋势。

14.一种色彩校正方法，用于校正具有在色空间的指定区域中包括的色彩的输入像素的色彩，所述方法包括：

将具有位于灰度级中的中心的区域选择为指定区域。

15.一种通过计算机执行色彩校正过程的程序产品，用于校正具有在色空间的指定区域中包括的色彩的输入像素的色彩，所述程序产品包括：

将具有位于灰度级中的中心的区域选择为指定区域。

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