CN102024443B - 一种图像色彩处理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像显示领域，特别是一种图像色彩处理方法及其系统。所述方法包括：（1）对每个像素进行信号分解，得到白特征色信号量Xw、第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm、第三补特征色信号量Xy、第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb；（2）进行调整，得到调整后的参数；（3）对调整后的参数进行合并还原为三原色信号量，从而得到还原后的像素色彩。本发明将从原来的红绿蓝三色调节扩展到红绿蓝青紫黄白七种单色来调整，通过调节得到更加灵活和更广的色域，而且色域上的七个单色点都可单独调节。

Description

一种图像色彩处理方法及其系统

技术领域

本发明涉及图像显示领域，特别是一种图像色彩处理方法及其系统。

背景技术

    随着科技的进步，现在的终端显示设备品种越来越多，包括CRT、PDP、LCD以及DLP 等等，而且随着技术的革新和工艺升级，显示的效果越来越绚丽逼真。客户在购买这些显示设备消费后，通常会根据个人的喜好和显示设备所处的环境对显示设备的色彩效果进行适当的调整；还有些专业客户或设备制造厂商如大屏幕拼接墙行业制造厂商为了给客户提供一整套显示系统，必须对整套显示系统中的各个独立显示单元进行色彩亮度调整，以期使整套显示系统的各个局部都能达到很好的色彩一致性显示效果。

   目前的显示设备通常都支持红绿蓝三原色的色调、饱和度和明度三分量的调整，用户通过对红绿蓝三色的色调、饱和度和明度三分量的调节后能得到一个新的色域（英文gamut，指的是显示系统能显示的色彩范围，这个范围值通常用国际照明委员会（CIE）CIE1931xyY标准系统来衡量）。但仅通过三原色进行调整，色域范围不够广，调整也不够灵活。

发明内容

本发明的第一个发明目的在于提供一种图像色彩处理方法，以解决现有技术在色彩调整的色域范围不够广，调整不够灵活的技术问题。

为了实现本发明的第一个发明目的，采用的技术方案如下：

一种图像色彩处理方法，对接收到的图像的每个像素点的色彩进行处理，所述方法包括：

（1）对每个像素进行信号分解，得到白特征色信号量Xw、第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm、第三补特征色信号量Xy、第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb；

（2）对每个像素分解后的白特征色信号量Xw、第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm、第三补特征色信号量Xy、第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb进行调整，得到调整后的参数；

（3）对调整后的参数进行合并还原为三原色信号量，从而得到还原后的像素色彩。

作为一种优选方案，所述步骤（1）包括：

（21）对像素进行三原色信号分解，得到第一三原色信号量R、第二三原色信号量G和第三三原色信号量B；

（22）按照如下公式得到白特征色信号量Xw:

;

（23）按照如下公式得到第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm和第三补特征色信号量Xy：

， 

，

;

（24）按照如下公式得到第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb：

，

，

。

以上min()函数是求括号中所包含的数字量中的最小值。

作为一种优选方案，所述步骤（2）包括：

（31）根据接收到的第一基特征色色调调整参数P_Rh对第一基特征色信号量Xr进行色调调整，得到第一基特征色信号量第一色调调整信号量Rrn、第一基特征色信号量第二色调调整信号量Rgn、第一基特征色信号量第三色调调整信号量Rbn，调整方式如下：

如果P_Rh>0，则Rrn=Xr且 Rgn=Xr×P_Rh，且Rbn=0; 

否则Rrn=Xr且Rbn=Xr×(-P_Rh) ，且Rgn=0；

根据接收到的第二基特征色色调调整参数P_Gh对第二基特征色信号量Xg进行色调调整，得到第二基特征色信号量第一色调调整信号量Grn、第二基特征色信号量第二色调调整信号量Ggn、第二基特征色信号量第三色调调整信号量Gbn，调整方式如下:

如果P_Gh>0，则Ggn=Xg且Gbn=Xg×P_Gh，且Grn=0 

否则Ggn=Xg且Grn=Xg×(-P_Gh)，且Gbn=0； 

根据接收到的第三基特征色色调调整参数P_Bh对第三基特征色信号量Xb进行色调调整，得到第三基特征色信号量第一色调调整信号量Brn、第三基特征色信号量第二色调调整信号量Bgn、第三基特征色信号量第三色调调整信号量Bbn，调整方式如下:

如果P_Bh>0则Bbn=Xb且Brn=Xb×P_Bh，且Bgn=0； 

否则Bbn=Xb且Bgn=Xb×(-P_Bh)，且Brn=0； 

（32）根据接收到的第一基特征色饱和度调整参数P_Rs、第二基特征色饱和度调整参数P_Gs和第三基特征色饱和度调整参数P_Bs进行饱和度调整，得到第一基特征色信号量第一饱和度调整信号量Rrn’、第一基特征色信号量第二饱和度调整信号量Rgn’、第一基特征色信号量第三饱和度调整信号量Rbn’、 第二基特征色信号量第一饱和度调整信号量Grn’、第二基特征色信号量第二饱和度调整信号量Ggn’、第二基特征色信号量第三饱和度调整信号量Gbn’、 第三基特征色信号量第一饱和度调整信号量Brn’、第三基特征色信号量第二饱和度调整信号量Bgn’和第三基特征色信号量第三饱和度调整信号量Bbn’，调整方式如下：

Rrn’=Rrn，Rgn’=Xr×(1-P_Rs)+Rgn ，Rbn’=Xr×(1-P_Rs)+Rbn;

如果Rrn’>Xr,则Rrn’=Xr;

如果Rgn’>Xr,则Rgn’=Xr;

如果Rbn’>Xr，则Rbn’=Xr；

Grn’=Xg×(1-P_Gs)+Grn ,Ggn’=Ggn， Gbn’=Xg×(1-P_Gs)+Gbn；

如果Grn’> Xg,则Grn’=Xg;

如果Ggn’>Xg, 则Ggn’=Xg；

如果Gbn’>Xg，则Gbn’=Xg;

Brn’=Xb×(1-P_Bs)+Brn ,Bgn’=Xb×(1-P_Bs)+Bgn，Bbn’=Bbn；

如果Brn’>Xb，则Brn’=Xb;

如果Bgn’>Xb，则Bgn’=Xb；

如果Bbn’>Xb，则Bbn’=Xb；

（33）根据接收到的第一基特征色亮度调整参数P_Ri、第二基特征色亮度调整参数P_Gi和第三基特征色亮度调整参数P_Bi进行亮度调整，得到第一基特征色信号量第一亮度调整信号量Rrn’’、第一基特征色信号量第二亮度调整信号量Rgn’’、第一基特征色信号量第三亮度调整信号量Rbn’’、 第二基特征色信号量第一亮度调整信号量Grn’’、第二基特征色信号量第二亮度调整信号量Ggn’’、第二基特征色信号量第三亮度调整信号量Gbn’’、 第三基特征色信号量第一亮度调整信号量Brn’’、第三基特征色信号量第二亮度调整信号量Bgn’’和第三基特征色信号量第三亮度调整信号量Bbn’’，调整方式如下：

Rrn’’=Rrn’×P_Ri，Rgn’’=Rgn’×P_Ri，Rbn’’=Rbn’×P_Ri；

Grn’’=Grn’×P_Gi，Ggn’’=Ggn’×P_Gi，Gbn’’=Gbn’×P_Gi；

Brn’’=Brn’×P_Bi，Bgn’’=Bgn’×P_Bi，Bbn’’=Bbn’×P_Bi。

作为进一步的优选方案，所述方法还包括：

如果接收到的P_Rh小于-1，则设定P_Rh为-1，如果接收到的P_Rh大于1，则设定P_Rh为1；

如果接收到的P_Gh小于-1，则设定P_Gh为-1，如果接收到的P_Gh大于1，则设定P_Gh为1；

如果接收到的P_Bh小于-1，则设定P_Bh为-1，如果接收到的P_Bh大于1，则设定P_Bh为1；

如果接收到的P_Rs小于0,则设定P_Rs为0,如果接收到的P_Rs大于1,则设定P_Rs为1;

如果接收到的P_Gs小于0,则设定P_Gs为0,如果接收到的P_Gs大于1,则设定P_Gs为1;

如果接收到的P_Bs小于0,则设定P_Bs为0,如果接收到的P_Bs大于1,则设定P_Bs为1;

如果接收到的P_Ri小于0,则设定P_Ri为0,如果接收到的P_Ri大于1,则设定P_Ri为1;

如果接收到的P_Gi小于0,则设定P_Gi为0,如果接收到的P_Gi大于1,则设定P_Gi为1;

如果接收到的P_Bi小于0,则设定P_Bi为0,如果接收到的P_Bi大于1,则设定P_Bi为1。

作为一种优选方案，所述步骤（2）包括：

（51）根据接收到的第一补特征色色调调整参数P_Ch、第二补特征色色调调整参数P_Mh和第三补特征色色调调整参数P_Yh进行色调调整，得到第一补特征信号量第二色调调整信号量Cgn、第一补特征信号量第三色调调整信号量Cbn、第二补特征信号量第一色调调整信号量Mrn、第二补特征信号量第三色调调整信号量Mbn、第三补特征信号量第一色调调整信号量Yrn和第二补特征信号量第二色调调整信号量Ygn，调整方式如下：

如果P_Ch>0，则Cgn=Xc×(1-P_Ch)且 Cbn=Xc，否则Cgn=Xc且Cbn=Xc×(1+P_Ch)；

如果P_Mh>0，则Mrn=Xm且Mbn=Xm×(1-P_Mh)，否则Mrn=Xm×(1+P_Mh)且Mbn=Xm；

如果P_Yh>0，则Yrn=Xy×(1-P_Yh且Ygn=Xy，否则Yrn=Xy且Ygn=Xy×(1+P_Yh)；

（52）根据接收到的第一补特征色饱和度调整参数P_Cs、第二补特征色饱和度调整参数P_Ms和第三补特征色饱和度调整参数P_Ys进行饱和度调整，得到第一补特征信号量第一饱和度调整信号量Crn’、第一补特征信号量第二饱和度调整信号量Cgn’、第一补特征信号量第三饱和度调整信号量Cbn’、第二补特征信号量第一饱和度调整信号量Mrn’、第二补特征信号量第二饱和度调整信号量Mgn’、第二补特征信号量第三饱和度调整信号量Mbn’、第三补特征信号量第一饱和度调整信号量Yrn’、第三补特征信号量第二饱和度调整信号量Ygn’和第三补特征信号量第三饱和度调整信号量Ybn’，调整方式如下：

Crn’=Xc*(1-P_Cs)，Cgn’=Cgn+Xc*(1-P_Cs)，Cbn’=Cbn+Xc*(1-P_Cs);

如果Crn’>Xc，则Crn’=Xc；

如果Cgn’>Xc，则Cgn’=Xc；

如果Cbn’>Xc，则Cbn’=Xc；

Mrn’=Mrn+Xm*(1-P_Ms)，Mgn’=Xm*(1-P_Ms)，Mbn’=Mbn+Xm*(1-P_Ms);

如果Mrn’>Xm，则Mrn’=Xm；

如果Mgn’>Xm，则Mgn’=Xm；

如果Mbn’>Xm，则Mbn’=Xm；

Yrn’=Yrn+Xy*(1-P_Ys)，Ygn’=Ygn+Xy*(1-P_Ys)，Ybn’=Xy*(1-P_Ys)；

如果Yrn’>Xy，则Yrn’= Xy；

如果Ygn’>Xy，则Ygn’=Xy；

如果Ybn’>Xy，则Ybn’=Xy；

（53）根据接收到的第一补特征色亮度调整参数P_Ci、第二补特征色亮度调整参数P_Mi和第三补特征色亮度调整参数P_Yi进行亮度调整，得到第一补特征信号量第一亮度调整信号量Crn’’、第一补特征信号量第二亮度调整信号量Cgn’’、第一补特征信号量第三亮度调整信号量Cbn’’、第二补特征信号量第一亮度调整信号量Mrn’’、第二补特征信号量第二亮度调整信号量Mgn’’、第二补特征信号量第三亮度调整信号量Mbn’’、第三补特征信号量第一亮度调整信号量Yrn’’、第三补特征信号量第二亮度调整信号量Ygn’’和第三补特征信号量第三亮度调整信号量Ybn’’，调整方式如下：

Crn’’=Crn’*P_Ci，Cgn’’=Cgn’*P_Ci，Cbn’’=Cbn’*P_Ci；

Mrn’’=Mrn’*P_Mi，Mgn’’=Mgn’*P_Mi，Mbn’’=Mbn’*P_Mi；

Yrn’’=Yrn’*P_Yi，Ygn’’=Ygn’*P_Yi，Ybn’’=Ybn’*P_Yi。

作为进一步的优选方案，所述方法还包括：

如果接收到的P_Ch小于-1，则设定P_Ch为-1，如果接收到的P_Ch大于1，则设定P_Ch为1；

如果接收到的P_Mh小于-1，则设定P_Mh为-1，如果接收到的P_Mh大于1，则设定P_Mh为1；

如果接收到的P_Yh小于-1，则设定P_Yh为-1，如果接收到的P_Yh大于1，则设定P_Yh为1；

如果接收到的P_Cs小于0,则设定P_Cs为0,如果接收到的P_Cs大于1,则设定P_Cs为1;

如果接收到的P_Ms小于0,则设定P_Ms为0,如果接收到的P_Ms大于1,则设定P_Ms为1;

如果接收到的P_Ys小于0,则设定P_Ys为0,如果接收到的P_Ys大于1,则设定P_Ys为1;

如果接收到的P_Ci小于0,则设定P_Ci为0,如果接收到的P_Ci大于1,则设定P_Ci为1;

如果接收到的P_Mi小于0,则设定P_Mi为0,如果接收到的P_Mi大于1,则设定P_Mi为1;

如果接收到的P_Yi小于0,则设定P_Yi为0,如果接收到的P_Yi大于1,则设定P_Yi为1。

作为一种优选方案，所述步骤（2）还包括：

根据接收到的第一白特征色调整参数P_Wr、第二白特征色调整参数P_Wg和第三白特征色调整参数P_Wb进行调整，得到第一白特征色调整信号量Wrn、第二白特征色调整信号量Wgn、第三白特征色调整信号量Wbn，其调整方式如下：

Wrn=Xw*P_Wr，Wgn=Xw*P_Wg，Wbn=Xw*P_Wb。

作为进一步的优选方案，所述方法还包括：

如果接收到的P_Wr小于0,则设定P_Wr为0,如果接收到的P_Wr大于1,则设定P_Wr为1;

如果接收到的P_Wg小于0,则设定P_Wg为0,如果接收到的P_Wg大于1,则设定P_Wg为1;

如果接收到的P_Wb小于0,则设定P_Wb为0,如果接收到的P_Wb大于1,则设定P_Wb为1。

作为更进一步的优选方案，所述步骤（3）包括：

通过如下方式得到还原后的三原色信号量：

第一还原三原色信号量Rn =Rrn’’+Grn’’+Brn’’+Crn’’+Mrn’’+Yrn’’+Wrn；

第二还原三原色信号量Gn=Rgn’’+Ggn’’+Bgn’’+Cgn’’+Mgn’’+Ygn’’+Wgn；

第三还原三原色信号量Bn=Rbn’’+Gbn’’+Bbn’’+Cbn’’+Mbn’’+Ybn’’+Wbn。

本发明的第二个发明目的，在于提供一种图像色彩处理系统，以实现本发明第一个发明目的所述的图像色彩处理方法。

为了实现本发明的第二个发明目的，采用的技术方案如下：

一种图像色彩处理系统，其特征在于，所述系统包括：

依次连接的分解模块、调整模块和还原模块；

分解模块对每个像素进行信号分解，得到白特征色信号量Xw、第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm、第三补特征色信号量Xy、第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb；

调整模块对分解模块分解后的白特征色信号量Xw、第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm、第三补特征色信号量Xy、第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb根据接收到的调整参数进行调整，得到调整后的信号量；

还原模块对调整模块调整后的信号量进行合并还原为三原色信号量，从而得到还原后的像素色彩；

所述调整模块还包括基特征色信号处理子模块、补特征色信号处理子模块和白特征色信号处理子模块；

基特征色信号处理子模块用于对第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb根据色调、饱和度和亮度进行调整；

补特征色信号处理子模块用于对第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm和第三补特征色信号量Xy根据色调、饱和度和亮度进行调整；

白特征色信号处理子模块用于对白特征色信号量Xw进行调整；

还原模块与基特征色信号处理子模块、补特征色信号处理子模块和白特征色信号处理子模块分别连接，还原模块对通过基特征色信号处理子模块、补特征色信号处理子模块和白特征色信号处理子模块调整后的数据进行合并得到还原后的像素色彩。

本发明将从原来的红绿蓝三色调节扩展到红绿蓝青紫黄白七种特征色来调整，通过调节得到更加灵活和更广的色域，而且色域上的七个特征色点都可单独调节。

附图说明

图1为本发明实施例七特征色信号分解框图；

图2为本发明实施例基特征色HSL调整框图；

图3为本发明实施例补特征色HSL调整框图；

图4为本发明实施例白特征色颜色调整框图；

图5为本发明实施例图像信号分解调整合成信号流程图；

图6为本发明实施例七色独立色彩调整方法应用实例框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

一幅数字图像是由很多个像素点（像素点的多少取决于图像的分辨率，比如分辨率为1024x768的图像有1024x768=786432个像素点）组成，从数字图像信号方面来看，每个像素点都可以用（R,G,B）信号量来表示，其中的R,G,B信号表示范围均为0～255的整数，均由8位二进制数来表示。

某些像素点的信号量是具有一定的特殊性，根据像素信号的定义原则和三原色颜色理论，本发明实施例将（x，0，0）定义为红特征色信号（R表示），将（0，x，0）定义为绿特征色信号（G表示），将（0，0，x）定义为蓝特征色信号（B表示），将（0，x，x）定义为青特征色信号（C表示），将（x，0，x）定义为紫特征色信号（M表示），将（x，x，0）定义为黄特征色信号（Y表示），将（x，x，x）定义为白特征色信号（W表示），以上信号量中的x为0～255的整数。以上提到的七特征色信号我们把它们定义为七种特征色信号，在后面的内容中我们要加以应用。根据我们对颜色理解的习惯，进一步可以将红特征色信号、绿特征色信号、蓝特征色信号归为基特征色信号，青特征色信号、紫特征色信号、黄特征色信号归为补特征色信号。

本实施例的方法包括：

（1）对每个像素进行信号分解，得到白特征色信号量Xw、第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm、第三补特征色信号量Xy、第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb；

（2）对每个像素分解后的白特征色信号量Xw、第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm、第三补特征色信号量Xy、第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb根据接收到的调整参数进行调整，得到调整后的信号量；

（3）对调整后的信号量进行合并还原为三原色信号量，从而得到还原后的像素色彩。

如图1，步骤（1）经过三子步骤完成分解过程：

子步骤一：求白特征色的信号量。将输入的原始数字图像信号（R,G,B）中的三个分量的最小值求出，求得到白特征色的信号量

；

子步骤二：求补特征色的信号量。将步骤一求得的白特征色信号和原始信号分量代入式：

 

                 （式1）

从中分别求出三个补特征色的信号量；

子步骤三：求基特征色的信号量。将步骤一、二求得的白色特征色信号、补特征色信号和原始信号分量代入式：

                   （式2）

以上min()函数是求括号中所包含的数字量中的最小值

至此，经过以上三步骤，本实施例得以将每个像素点的数字图像信号总能且只能唯一分解成上述定义的七特征色，因为信号和颜色刺激都满足线性叠加原理。

基于上述的特征色分解模块，我们需要进一步针对分解后得到的各个特征色进行按需调整以达到显示设备色域调整，之所以采用色调、饱和度和明度三分量来调节，是因为这三分量比较符合人眼视觉直观感受，调节直观明显。色调（Hue）、饱和度(Saturation)和明度（Lightness）是描述一种颜色的特性三分量，色调表示色彩的基调或倾向，饱和度是指色彩的鲜艳程度，而明度是指色彩的整体亮度。本实施例的步骤（2）将七特征色的色调、饱和度和明度统一起来处理，具体来说分三个不同的子模块进行处理：

子模块一：基色特征色（包括红色、绿色和蓝色）的信号处理子模块

如图2，基色的H(Hue)S(Saturation)L（Lightness）调整模块分三个子调整模块-红特征色调整模块、绿特征色调整模块和蓝特征色调整模块。每个子模块再细分为三个子步骤，分别为：

子步骤一 ，针对基特征色的色调H进行调整。定义一类参数P_xh（x依特征色取R,G,B）,参数调整范围为-1～1，

IF (P_Rh>0)  {Rrn=Xr  Rgn=Xr*P_Rh，Rbn=0 }

ELSE  {Rrn=Xr   Rbn=Xr*(-P_Rh)，Rgn=0 }

IF (P_Gh>0)  {Ggn=Xg Gbn=Xg*P_Gh，Grn=0 }

ELSE  {Ggn=Xg  Grn=Xg*(-P_Gh)，Gbn=0 }

IF (P_Bh>0)  {Bbn=Xb Brn=Xb*P_Bh，Bgn=0 }

ELSE  {Bbn=Xb  Bgn=Xb*(-P_Bh)，Brn=0 }

                         （式3）

其中Xr，Xg，Xb为上阶段七特征色分解模块输出量，Rrn，Rgn，Rbn为本次红特征色HSL调整模块的调整输出的数字图像像素三信号分量，Grn，Ggn，Gbn为本次绿特征色HSL调整模块的调整输出的数字图像像素三信号分量，Brn，Bgn，Bbn为本次蓝特征色HSL调整模块的调整输出的数字图像像素三信号分量，此处标号下同。

子步骤二，针对基特征色的饱和度S进行调整。定义一类参数P_xs（x依特征色取R,G,B），参数调整范围为0～1，

Rrn’=Rrn  Rgn’=Xr*(1-P_Rs)+Rgn   Rbn’=Xr*(1-P_Rs)+Rbn

其中,

如果Rrn’>Xr,则Rrn’=Xr;

如果Rgn’>Xr,则Rgn’=Xr;

如果Rbn’>Xr，则Rbn’=Xr； 

Grn’=Xg*(1-P_Gs)+Grn  Ggn’=Ggn  Gbn’=Xg*(1-P_Gs)+Gbn

其中，

如果Grn’> Xg,则Grn’=Xg;

如果Ggn’>Xg, 则Ggn’=Xg；

如果Gbn’>Xg，则Gbn’=Xg;

Brn’=Xb*(1-P_Bs)+Brn  Bgn’=Xb*(1-P_Bs)+Bgn  Bbn’=Bbn

其中，

如果Brn’>Xb，则Brn’=Xb;

如果Bgn’>Xb，则Bgn’=Xb；

如果Bbn’>Xb，则Bbn’=Xb；

                          （式4）

子步骤三，针对基特征色的亮度L进行调整。定义一类参数P_xi（x依

特征色取R,G,B），参数调整范围为0～1

Rrn’’=Rrn’*P_Ri   Rgn’’=Rgn’*P_Ri   Rbn’’=Rbn’*P_Ri

Grn’’=Grn’*P_Gi   Ggn’’=Ggn’*P_Gi  Gbn’’=Gbn’*P_Gi

Brn’’=Brn’*P_Bi   Bgn’’=Bgn’*P_Bi   Bbn’’=Bbn’*P_Bi

                                       （式5）

子模块二：补色特征色（包括青色、紫色和黄色）的信号处理子模块

如图3，补色的H(Hue)S(Saturation)L（Lightness）调整模块分三个子调整模块-青特征色调整模块、紫特征色调整模块和黄特征色调整模块。每个子模块再细分为三个子步骤，分别为：

子步骤一，针对补特征色的色调H进行调整。定义一类参数P_xh（x依特征色取C,M,Y）,参数调整范围为-1～1，

IF (P_Ch>0)  {Cgn=Xc*(1-P_Ch)  Cbn=Xc}

ELSE  {Cgn=Xc  Cbn=Xc*(1+P_Ch)}

IF (P_Mh>0)  {Mrn=Xm  Mbn=Xm*(1-P_Mh)}

ELSE  {Mrn=Xm*(1+P_Mh)  Mbn=Xm}

IF (P_Yh>0)  {Yrn=Xy*(1-P_Yh)  Ygn=Xy}

ELSE  {Yrn=Xy  Ygn=Xy*(1+P_Yh) }

                          （式6）

其中Xc，Xm，Xy为上阶段七特征色分解模块输出量，其它标号含义同上

子步骤二，针对补特征色的饱和度S进行调整。定义一类参数P_xs（x依特征色取C,M,Y），参数调整范围为0～1，

Crn’=Xc*(1-P_Cs)  Cgn’=Cgn+Xc*(1-P_Cs)  Cbn’=Cbn+Xc*(1-P_Cs)

其中，

如果Crn’>Xc，则Crn’=Xc；

如果Cgn’>Xc，则Cgn’=Xc；

如果Cbn’>Xc，则Cbn’=Xc；

Mrn’=Mrn+Xm*(1-P_Ms)  Mgn’=Xm*(1-P_Ms) Mbn’=Mbn+Xm*(1-P_Ms)

其中，

如果Mrn’>Xm，则Mrn’=Xm；

如果Mgn’>Xm，则Mgn’=Xm；

如果Mbn’>Xm，则Mbn’=Xm；

Yrn’=Yrn+Xy*(1-P_Ys)  Ygn’=Ygn+Xy*(1-P_Ys)  Ybn’=Xy*(1-P_Ys)

其中，

如果Yrn’>Xy，则Yrn’= Xy；

如果Ygn’>Xy，则Ygn’=Xy；

如果Ybn’>Xy，则Ybn’=Xy；

                         （式7）

子步骤三，针对补特征色的亮度L进行调整。定义一类参数P_xi（x依

特征色取C,M,Y），参数调整范围为0～1,

Crn’’=Crn’*P_Ci    Cgn’’=Cgn’*P_Ci   Cbn’’=Cbn’*P_Ci

Mrn’’=Mrn’*P_Mi  Mgn’’=Mgn’*P_Mi  Mbn’’=Mbn’*P_Mi

Yrn’’=Yrn’*P_Yi   Ygn’’=Ygn’*P_Yi   Ybn’’=Ybn’*P_Yi

                                     （式8）

子模块三：白特征色的信号处理子模块

如图4，输入信号分量Xw为上阶段七特征色分解模块输出量，Wrn，Wgn，Wbn为本信号处理模块计算输出的数字图像信号三分量。定义一类参数P_Wx（x依信号分量通道取R,G,B），参数调整范围为0～1，

Wrn=Xw*P_Wr

Wgn=Xw*P_Wg

Wbn=Xw*P_Wb

                                      （式9）

经过上述两大处理方法-分解与调整后，步骤（3）进一步把之前分解的部分对应综合起来以完成最终的调整输出。

步骤（3）的具体步骤如图5所示，定义Rn,Gn,Bn为色彩调整后数字图像三分量信号，综合前述输出项，有以下公式：

Rn=Rrn’’+Grn’’+Brn’’+Crn’’+Mrn’’+Yrn’’+Wrn

Gn=Rgn’’+Ggn’’+Bgn’’+Cgn’’+Mgn’’+Ygn’’+Wgn

Bn=Rbn’’+Gbn’’+Bbn’’+Cbn’’+Mbn’’+Ybn’’+Wbn

                                      （式10）

上述三大信号处理方法（分解、调整和合成）共同构成了本发明实施例描述的一种显示设备炫彩七色独立色彩调整的图像信号处理方法，此方法可以很好的嵌入到系统的实时处理芯片，完成对显示设备的色彩调整，调整简单实用。

实现该种方法的系统如图6所示：

在我们实施的系统中，选用了包括ARM控制器、FPGA(可编程逻辑器件)、DDR-SDRAM(高速动态随机存储器)等关键器件以及用于实现上位机控制的PC，如图6。ARM控制器主要完成接收上位控制机的指令并把它转换成相应的相应的控制参数配置给FPGA寄存器，它在单板系统中主要完成配置管理工作。FPGA用来实现本专利中提到的算法，把输入的视频图像信号缓存起来，在视频消隐期内完成算法的实施，并在下一个视频场信号将处理过后的信号输出，以达到实时数据处理目的，DDR-SDRAM用作高速数据缓存用，此部分为单板系统的数据处理通道。

FPGA数据处理通道的过程如附图5。前端采集并缓存的视频图像信号的每个像素点三信号通道作为系统的输入，

首先经过图像像素点信号等价拆分模块，将信号拆解成七特征色；

其次拆解后的七特征色分别进入对应的颜色调整模块，在颜色调整模块里应用的各个参数来自于其它手段（人手工调整或自动调整）调整好后的参数；

再次把七个调整模块输出的三信号分量对应合成一个新的三信号分量，从而完成了最终的颜色调整信号处理部分。

综上所述，采用本发明提供的颜色调整方法，能够实时的完成各种显示设备的色彩调整。本发明是一种数字图像信号处理方法，它很好的结合了显示设备的成像原理及人眼色彩感知习惯，并成功的解决了过去红绿蓝色调整与白色调整互相牵扯的问题，七特征色独立调整相比过去红绿蓝三基色调整显得更加灵活方便，能更准确的调整出符合不同客户需要的更多的颜色特性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种图像色彩处理方法，对接收到的图像的每个像素点的色彩进行处理，其特征在于，所述方法包括：

（1）对每个像素进行信号分解，得到白特征色信号量Xw、第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm、第三补特征色信号量Xy、第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb；

（2）对每个像素分解后的白特征色信号量Xw、第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm、第三补特征色信号量Xy、第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb进行调整，得到调整后的参数；

（3）对调整后的参数进行合并还原为三原色信号量，从而得到还原后的像素色彩；

所述步骤（2）包括：

（31）根据接收到的第一基特征色色调调整参数P_Rh对第一基特征色信号量Xr进行色调调整，得到第一基特征色信号量第一色调调整信号量Rrn、第一基特征色信号量第二色调调整信号量Rgn、第一基特征色信号量第三色调调整信号量Rbn，调整方式如下：

如果P_Rh>0，则Rrn=Xr且 Rgn=Xr×P_Rh，且Rbn=0; 

否则Rrn=Xr且Rbn=Xr×(-P_Rh)，且 Rgn=0；

根据接收到的第二基特征色色调调整参数P_Gh对第二基特征色信号量Xg进行色调调整，得到第二基特征色信号量第一色调调整信号量Grn、第二基特征色信号量第二色调调整信号量Ggn、第二基特征色信号量第三色调调整信号量Gbn，调整方式如下:

如果P_Gh>0，则Ggn=Xg且Gbn=Xg×P_Gh，且Grn=0；否则Ggn=Xg且Grn=Xg×(-P_Gh) ，且Gbn=0； 

根据接收到的第三基特征色色调调整参数P_Bh对第三基特征色信号量Xb进行色调调整，得到第三基特征色信号量第一色调调整信号量Brn、第三基特征色信号量第二色调调整信号量Bgn、第三基特征色信号量第三色调调整信号量Bbn，调整方式如下:

如果P_Bh>0则Bbn=Xb且Brn=Xb×P_Bh，且Bgn=0；

否则Bbn=Xb且Bgn=Xb×(-P_Bh)，且Brn=0；

（32）根据接收到的第一基特征色饱和度调整参数P_Rs、第二基特征色饱和度调整参数P_Gs和第三基特征色饱和度调整参数P_Bs进行饱和度调整，得到第一基特征色信号量第一饱和度调整信号量Rrn’、第一基特征色信号量第二饱和度调整信号量Rgn’、第一基特征色信号量第三饱和度调整信号量Rbn’、 第二基特征色信号量第一饱和度调整信号量Grn’、第二基特征色信号量第二饱和度调整信号量Ggn’、第二基特征色信号量第三饱和度调整信号量Gbn’、 第三基特征色信号量第一饱和度调整信号量Brn’、第三基特征色信号量第二饱和度调整信号量Bgn’和第三基特征色信号量第三饱和度调整信号量Bbn’，调整方式如下：

Rrn’=Rrn，Rgn’=Xr×(1-P_Rs)+Rgn ，Rbn’=Xr×(1-P_Rs)+Rbn;

如果Rrn’>Xr,则Rrn’=Xr;

如果Rgn’>Xr,则Rgn’=Xr;

如果Rbn’>Xr，则Rbn’=Xr；

Grn’=Xg×(1-P_Gs)+Grn ,Ggn’=Ggn， Gbn’=Xg×(1-P_Gs)+Gbn；

如果Grn’> Xg,则Grn’=Xg;

如果Ggn’>Xg, 则Ggn’=Xg；

如果Gbn’>Xg，则Gbn’=Xg;

Brn’=Xb×(1-P_Bs)+Brn ,Bgn’=Xb×(1-P_Bs)+Bgn，Bbn’=Bbn；

如果Brn’>Xb，则Brn’=Xb;

如果Bgn’>Xb，则Bgn’=Xb；

如果Bbn’>Xb，则Bbn’=Xb；

（33）根据接收到的第一基特征色亮度调整参数P_Ri、第二基特征色亮度调整参数P_Gi和第三基特征色亮度调整参数P_Bi进行亮度调整，得到第一基特征色信号量第一亮度调整信号量Rrn’’、第一基特征色信号量第二亮度调整信号量Rgn’’、第一基特征色信号量第三亮度调整信号量Rbn’’、 第二基特征色信号量第一亮度调整信号量Grn’’、第二基特征色信号量第二亮度调整信号量Ggn’’、第二基特征色信号量第三亮度调整信号量Gbn’’、 第三基特征色信号量第一亮度调整信号量Brn’’、第三基特征色信号量第二亮度调整信号量Bgn’’和第三基特征色信号量第三亮度调整信号量Bbn’’，调整方式如下：

Rrn’’=Rrn’×P_Ri，Rgn’’=Rgn’×P_Ri，Rbn’’=Rbn’×P_Ri；

Grn’’=Grn’×P_Gi，Ggn’’=Ggn’×P_Gi，Gbn’’=Gbn’×P_Gi；

Brn’’=Brn’×P_Bi，Bgn’’=Bgn’×P_Bi，Bbn’’=Bbn’×P_Bi。

2.根据权利要求1所述的图像色彩处理方法，其特征在于，所述步骤（1）包括：

（21）对像素进行三原色信号分解，得到第一三原色信号量R、第二三原色信号量G和第三三原色信号量B；

（22）按照如下公式得到白特征色信号量Xw:

;

（23）按照如下公式得到第一补特征色信号量Xc、第二补特征色信号量Xm和第三补特征色信号量Xy：

， 

，

;

（24）按照如下公式得到第一基特征色信号量Xr、第二基特征色信号量Xg和第三基特征色信号量Xb：

，

，

。

3.根据权利要求1所述的图像色彩处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果接收到的P_Rh小于-1，则设定P_Rh为-1，如果接收到的P_Rh大于1，则设定P_Rh为1；

如果接收到的P_Gh小于-1，则设定P_Gh为-1，如果接收到的P_Gh大于1，则设定P_Gh为1；

如果接收到的P_Bh小于-1，则设定P_Bh为-1，如果接收到的P_Bh大于1，则设定P_Bh为1；

如果接收到的P_Rs小于0,则设定P_Rs为0,如果接收到的P_Rs大于1,则设定P_Rs为1;

如果接收到的P_Gs小于0,则设定P_Gs为0,如果接收到的P_Gs大于1,则设定P_Gs为1;

如果接收到的P_Bs小于0,则设定P_Bs为0,如果接收到的P_Bs大于1,则设定P_Bs为1;

如果接收到的P_Ri小于0,则设定P_Ri为0,如果接收到的P_Ri大于1,则设定P_Ri为1;

如果接收到的P_Gi小于0,则设定P_Gi为0,如果接收到的P_Gi大于1,则设定P_Gi为1;

如果接收到的P_Bi小于0,则设定P_Bi为0,如果接收到的P_Bi大于1,则设定P_Bi为1。

4.根据权利要求1所述的图像色彩处理方法，其特征在于，所述步骤（2）包括：

（51）根据接收到的第一补特征色色调调整参数P_Ch、第二补特征色色调调整参数P_Mh和第三补特征色色调调整参数P_Yh进行色调调整，得到第一补特征信号量第二色调调整信号量Cgn、第一补特征信号量第三色调调整信号量Cbn、第二补特征信号量第一色调调整信号量Mrn、第二补特征信号量第三色调调整信号量Mbn、第三补特征信号量第一色调调整信号量Yrn和第三补特征信号量第二色调调整信号量Ygn，调整方式如下：

如果P_Ch>0，则Cgn=Xc×(1-P_Ch)且 Cbn=Xc，否则Cgn=Xc且Cbn=Xc×(1+P_Ch)；

如果P_Mh>0，则Mrn=Xm且Mbn=Xm×(1-P_Mh)，否则Mrn=Xm×(1+P_Mh)且Mbn=Xm；

如果P_Yh>0，则Yrn=Xy×(1-P_Yh),且Ygn=Xy，否则Yrn=Xy且Ygn=Xy×(1+P_Yh)；

（52）根据接收到的第一补特征色饱和度调整参数P_Cs、第二补特征色饱和度调整参数P_Ms和第三补特征色饱和度调整参数P_Ys进行饱和度调整，得到第一补特征信号量第一饱和度调整信号量Crn’、第一补特征信号量第二饱和度调整信号量Cgn’、第一补特征信号量第三饱和度调整信号量Cbn’、第二补特征信号量第一饱和度调整信号量Mrn’、第二补特征信号量第二饱和度调整信号量Mgn’、第二补特征信号量第三饱和度调整信号量Mbn’、第三补特征信号量第一饱和度调整信号量Yrn’、第三补特征信号量第二饱和度调整信号量Ygn’和第三补特征信号量第三饱和度调整信号量Ybn’，调整方式如下：

Crn’=Xc*(1-P_Cs)，Cgn’=Cgn+Xc*(1-P_Cs)，Cbn’=Cbn+Xc*(1-P_Cs);

如果Crn’>Xc，则Crn’=Xc；

如果Cgn’>Xc，则Cgn’=Xc；

如果Cbn’>Xc，则Cbn’=Xc；

Mrn’=Mrn+Xm*(1-P_Ms)，Mgn’=Xm*(1-P_Ms)，Mbn’=Mbn+Xm*(1-P_Ms);

如果Mrn’>Xm，则Mrn’=Xm；

如果Mgn’>Xm，则Mgn’=Xm；

如果Mbn’>Xm，则Mbn’=Xm；

Yrn’=Yrn+Xy*(1-P_Ys)，Ygn’=Ygn+Xy*(1-P_Ys)，Ybn’=Xy*(1-P_Ys)；

如果Yrn’>Xy，则Yrn’= Xy；

如果Ygn’>Xy，则Ygn’=Xy；

如果Ybn’>Xy，则Ybn’=Xy；

（53）根据接收到的第一补特征色亮度调整参数P_Ci、第二补特征色亮度调整参数P_Mi和第三补特征色亮度调整参数P_Yi进行亮度调整，得到第一补特征信号量第一亮度调整信号量Crn’’、第一补特征信号量第二亮度调整信号量Cgn’’、第一补特征信号量第三亮度调整信号量Cbn’’、第二补特征信号量第一亮度调整信号量Mrn’’、第二补特征信号量第二亮度调整信号量Mgn’’、第二补特征信号量第三亮度调整信号量Mbn’’、第三补特征信号量第一亮度调整信号量Yrn’’、第三补特征信号量第二亮度调整信号量Ygn’’和第三补特征信号量第三亮度调整信号量Ybn’’，调整方式如下：

Crn’’=Crn’*P_Ci，Cgn’’=Cgn’*P_Ci，Cbn’’=Cbn’*P_Ci；

Mrn’’=Mrn’*P_Mi，Mgn’’=Mgn’*P_Mi，Mbn’’=Mbn’*P_Mi；

Yrn’’=Yrn’*P_Yi，Ygn’’=Ygn’*P_Yi，Ybn’’=Ybn’*P_Yi。

5.根据权利要求4所述的图像色彩处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果接收到的P_Ch小于-1，则设定P_Ch为-1，如果接收到的P_Ch大于1，则设定P_Ch为1；

如果接收到的P_Mh小于-1，则设定P_Mh为-1，如果接收到的P_Mh大于1，则设定P_Mh为1；

如果接收到的P_Yh小于-1，则设定P_Yh为-1，如果接收到的P_Yh大于1，则设定P_Yh为1；

如果接收到的P_Cs小于0,则设定P_Cs为0,如果接收到的P_Cs大于1,则设定P_Cs为1;

如果接收到的P_Ms小于0,则设定P_Ms为0,如果接收到的P_Ms大于1,则设定P_Ms为1;

如果接收到的P_Ys小于0,则设定P_Ys为0,如果接收到的P_Ys大于1,则设定P_Ys为1;

如果接收到的P_Ci小于0,则设定P_Ci为0,如果接收到的P_Ci大于1,则设定P_Ci为1;

如果接收到的P_Mi小于0,则设定P_Mi为0,如果接收到的P_Mi大于1,则设定P_Mi为1;

如果接收到的P_Yi小于0,则设定P_Yi为0,如果接收到的P_Yi大于1,则设定P_Yi为1。

6.根据权利要求1所述的图像色彩处理方法，其特征在于，所述步骤（2）还包括：

根据接收到的第一白特征色调整参数P_Wr、第二白特征色调整参数P_Wg和第三白特征色调整参数P_Wb进行调整，得到第一白特征色调整信号量Wrn、第二白特征色调整信号量Wgn、第三白特征色调整信号量Wbn，其调整方式如下：

Wrn=Xw*P_Wr，Wgn=Xw*P_Wg，Wbn=Xw*P_Wb。

7.根据权利要求6所述的图像色彩处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果接收到的P_Wr小于0,则设定P_Wr为0,如果接收到的P_Wr大于1,则设定P_Wr为1;

如果接收到的P_Wg小于0,则设定P_Wg为0,如果接收到的P_Wg大于1,则设定P_Wg为1;

如果接收到的P_Wb小于0,则设定P_Wb为0,如果接收到的P_Wb大于1,则设定P_Wb为1。

8.根据权利要求1～7任一项所述的图像色彩处理方法，其特征在于，所述步骤（3）包括：

通过如下方式得到还原后的三原色信号量：

第一还原三原色信号量Rn =Rrn’’+Grn’’+Brn’’+Crn’’+Mrn’’+Yrn’’+Wrn；

第二还原三原色信号量Gn=Rgn’’+Ggn’’+Bgn’’+Cgn’’+Mgn’’+Ygn’’+Wgn；

第三还原三原色信号量Bn=Rbn’’+Gbn’’+Bbn’’+Cbn’’+Mbn’’+Ybn’’+Wbn。

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