CN102164289B - 实现色彩管理模块的方法和/或设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实现色彩管理模块的方法和/或设备。一种包括第一电路、处理电路以及转换电路的设备。该第一电路可以配置为响应于具有第一格式的输入信号来生成具有第二格式的第一中间信号。该处理电路可以配置为响应于第一中间信号来生成第二中间信号和第三中间信号。该转换电路可以配置为响应于该第二中间信号和第三中间信号来生成具有第一格式的输出信号。该处理电路可以配置为在转换到第一格式之前在具有第二格式的第二中间信号上执行色彩混合，并且传递没有色彩混合的第三中间信号。

Description

实现色彩管理模块的方法和/或设备

技术领域

本发明通常涉及视频处理，并且尤其涉及实现色彩管理模块的方法和/或结构。

背景技术

数字视频处理通常使用色彩混合(color blending)。这种色彩混合可以是存储扩展的。同样，色彩混合对于用户来说还可以是非直观的处理。常规方法不能容易地实现改变某一色彩同时保留其他色彩不变的色彩映射。

理想的是，为用户提供一种直观的界面来实现用于色彩管理和/或混合的系统和/或方法。

发明内容

本发明涉及一种包括第一电路、处理电路和转换电路的设备。该第一电路可以配置为响应于具有第一格式的输入信号来生成具有第二格式的第一中间信号。该处理电路可以配置为响应于第一中间信号来生成第二中间信号和第三中间信号。该转换电路可以配置为响应于第二中间信号和第三中间信号来生成第一域中的输出信号。该处理电路可以允许在转换到第一域之前在具有第二格式的第二中间信号上执行色彩混合，并且传递没有色彩混合的第三中间信号。

本发明的目的、特点和优点包括提供一种用于实现色彩管理的方法和/或设备，其可以：(i)采用多个参数定义每个色彩域规范的输入/输出名称，(ii)在作为感觉色彩模型的用户友好空间中执行编辑，(iii)支持用于色彩映射多种色彩的多对色彩域，(iv)给平滑色彩过渡提供可编程的保护带，和/或(v)给更平滑的色彩改变提供空间色彩混合。

附图说明

通过下列详细说明、附加权利要求以及附图，本发明的这些和其他目的、特点和优点将变得显而易见，其中：

图1是本发明一实施例的结构图；

图2是本发明一实施例的更加详细的图；

图3是所示的实现保护带混合的例子的流程图；以及

图4是本发明实现的图。

具体实施方式

参考图1，依照本发明一实施例示出了电路100的结构图。通常，电路100包括块(或电路)102、块(或电路)104和块(或电路)106。可以将电路102实现为转换电路。可以将电路104实现为处理电路。可以将电路106实现为转换电路。在一例子中，电路102可以是用于转换成HSV(色度、饱和度、纯度)的CSC(色彩空间转换中心)电路。然而，也可以实现其他类型的转换电路。在一例子中，电路106可以是用于从HSV转换的CSC电路。然而，也可以实现其他类型的转换电路。

可以将电路104实现为处理电路。电路102可以接收来自输入120的信号(例如，INPUT(输入))。该信号INPUT可以是视频信号。在一例子中，该信号INPUT可以是RGB(红、蓝、绿)格式、YCbCr(或者Y’CbCr)格式(例如，分量)或其他格式。通常，该信号INPUT可以是3个色彩通道格式，其可以由监视器或显示装置来显示。电路102可以具有输出122，其可以给输入124提供一信号(例如，INT)。该信号INT可以是HSV格式。处理电路104可以具有输出126，其可以给电路106的输入128提供一信号(例如，INT2)。该信号INT2可以代表具有一个或多个已经被处理的色彩的信号INT的一部分。处理电路104还具有输出130，其可以给电路106的输入132提供一信号(例如，INT3)。该信号INT3可以代表具有一个或多个还没有被处理的像素的信号INT2的一部分。电路106可以具有输出134，其可以提供一信号(例如，OUTPUT(输出))。通常，该信号OUTPUT可以是3个色彩通道格式，其可以由监视器或显示装置显示。处理电路104还可以具有输出140，其可以给电路108提供一信号。电路104还可以具有可以接收来自电路110的信号的输入142，具有可以接收来自电路112的信号的输入144，以及具有可以接收来自电路114的信号的输入146。

通常，处理电路104工作在HSV(或类似)空间。在指定格式(例如，色度、饱和度、纯度)中，对于每个像素，该HSV空间可以将色彩定义为3种量值。可以将该HSV模型称为六角锥色彩模型。“纯度”有时可以被修改成亮度(brightness)。可以将这种模型称为HSB模型，其同样可用于电路100。“纯度”有时可以被修改成光亮度(lightness)。可以将这种模型称为HSL模型，其同样可用于电路100。电路100可以以六角锥色彩模型的任意特定格式工作。

HSV空间对于使用感觉色彩模型来执行编辑是有用的。通过改变一个或多个色度/饱和度/纯度参数的值，用户可以容易地指定色彩范围。例如，通过改变某些色彩的色度和/或饱和度，可以容易地实现诸如使红色显得更加微红(例如，当对肤色进行调整时)同时保持其他色彩不变的操作。尽管在HSV域中这种调整可以是容易且直观的，但同样的调整在YCbCr或RGB域中却可以不是直观的。

同样可以实现来自不同标准(例如，BT.601，BT.709等)的色彩空间的转换。6参数模型可以用来定义每个色彩域规范的输入/输出名称。这6个参数可以是每个通道(例如，色度/饱和度/纯度)的最小/最大值。例如，可以将这6个参数定义为最小色度、最大色度、最小饱和度、最大饱和度、最小纯度和最大纯度。这6个参数定义了HSV空间中的圆形部分，其通常描述色彩域。

在HSV模型中，可以把色度描述为可以从0度到360度改变的角。下列表1可以定义色度：

表1

角	色彩
		0-60	红色
60-120	黄色
		120-180	绿色
180-240	青色
		240-300	蓝色
300-360	品红色

使用已知技术，例如使用色彩空间转换中心，可以实现由电路102和/或电路106执行的转换。在一例子中，依照下面可以将每个像素从RGB转换成HSV：

r，g，b∈[0，1]通常分别定义RGB空间中色彩的红色、绿色和蓝色坐标；max可以定义最大的r，g，b；min可以定义最小的r，g，b。

可以通过下面来确定HSV色彩的h或色度：

饱和度可以指示灰度的范围。可以将饱和度表示成可以从0到100％变化的百分比，或者表示成从0到1的值。当饱和度为“0”时，色彩为灰色。当饱和度为“1”时，色彩为基色。

纯度可以指示色彩的亮度。纯度可以在0到100％的范围内。“0”可能完全是黑色。当纯度增加时，该色彩空间可以变亮而示出多种色彩。

HSV色彩的s和v(饱和度和纯度)的值可以由下面来确定：

v＝max

通过以下定义计算(r，g，b)三联体来获得每个像素从HSV到RGB的类似转换：

$h_i=\left[\frac{h}{60}\right]$ mod6

$f=\frac{h}{60}-\left[\frac{h}{60}\right]$

p＝v×(1-s)

q＝v×(1-f×s)

t＝v×(1-(1-f)×s)

可以将RGB三联体(r，g，b)计算为：

可以执行类似的转换以将RGB转换成HSL、HSI、HSB等，或从HSL、HSI、HSB等转换成RGB。可以执行类似的转换以转换成YCbCr和/或其他格式，或从YCbCr和/或其他格式转换。

参考图2，示出了电路100更详细的图。电路104可以包括块(或电路)150、块(或电路)152、块(或电路)154和块(或电路)156。电路150可以接收来自电路102的信号INT。电路150可以具有输出162，并且可以给电路154的输入164提供一信号(例如，INT4)。电路154可以具有输入166，其可以接收来自电路112的信号。电路154也可以具有输出168，其可以给电路156的输入170提供一信号(例如，INT5)。

通过电路100，用户可以经由色彩映射，通过指定输入和输出色彩域来变换信号INPUT的一个或多个色彩。可以从电路110处接收这种用户指定的输入。电路100可以是用户接口(将依照图4更加详细地描述)的一部分。为了实现色彩映射，可以将一个或多个色彩变换到HSV域或空间(例如，色度、饱和度、纯度色彩模型)。然后，如图3所示，通过电路150来检查特定变换的HSV色彩，以确定该特定变换的色彩是否处于由6个参数定义的8个输入色彩域的一个中。如果域之间发生重叠，则按优先次序排列各种域(例如，域0具有最高优先级，而域7具有最低优先级)。然后，如果该色彩处于输入色彩域中，则通过电路154将该特定变换的色彩映射到相应的输出色彩域上。保护带混合或空间混合映射方法可以用于该色彩映射。可以从电路112处接收这种输入，该电路112可以被结合到用户接口中。

电路100可以支持用于色彩映射的多对色彩域。通常，一对代表每个输入色彩域，由6个参数定义，并且可以具有与也由6个参数定义的一个对应的输出色彩域。在一例子中，由于应用和存储考虑的需求，可以使用8个输入/输出对。然而，可以执行附加对以满足特定实现的设计标准。

可以将电路156用作可编程的保护带以平滑色彩过渡。也可以对更平滑的色彩改变执行空间色彩混合。由于在色彩空间域中执行色彩映射，所以通常没有考虑空间相邻。在空间混合可能有用的这种可能情况可能发生在改变一个像素的色彩而不改变相邻像素的色彩的地方。这两个像素之间的色彩差别被扩大。没有电路156的情况下，这两个相邻像素之间的色彩过渡可能造成讨厌的伪像，尤其是对于像肤色或一些多彩自然场景这样的平滑色彩区域。

电路156可以在靠近输入色彩域但不在输入域的边界的色彩上执行保护带混合(或空间混合)。对于保护带混合，为了更平滑的色彩过渡，将色彩稍微地朝最近的输入域改变。对于空间混合(例如，3×2空间滤波器混合)，如果色彩和相邻像素的色彩之间的差别处于预定阈值内，则将色彩稍微地朝相邻像素的色彩改变。如果既不执行保护带混合，也不执行空间混合，则色彩仍然保持不变。映射的色彩可以通过电路106再次从HSV转换回到输出色彩空间(例如，RGB，YCbCr，Y’CbCr等)。

当输出色彩保持RGB或Y’CbCr时，通过电路100，可以在HSV色彩空间里执行编辑。通常，信号INT3代表不在输入域且会通常保持不变(例如，没有经受色彩映射处理)的色彩的一部分。通过可选地选择将要处理的色彩，当保持其他色彩不变时，用户可以映射这些指定的色彩。

当Low_H、High_H、Low_S、High_S、Low_V和High_V是定义输入域D的参数，且bottomH、topH、bottomS、topS、bottomV和top V是定义保护带的参数时，如果色彩的H、S、V值处于(Low_H-bottomH，High_H+topH)、(Low_S-bottomS，High_S+topS)和(Low_V-bottomV，High_V+topV)的范围内，通常将色彩定义为在保护带内。可以结合到用户接口中的电路114可以用来定义保护带参数。

如果色彩既处于保护带内，也处于输入域内，那么依照保护带变换来变换该色彩。如果色彩处于保护带内，但不处于输入域内，那么依照另一种保护带变换来变换该色彩。可以为该色彩定义线性或非线性变换。

电路152可以用作域重叠检测，其中，该域定义HSV空间中的圆形部分。如果在两个定义的圆形部分之间发生重叠，则两个域是重叠的。例如，设想通过Low_H1、High_H1、Low_S1、High_S1、Low_V1和High_V1定义的第一域以及通过Low_H2、High_H2、Low_S2、High_S2、Low_V2和High_V2定义的第二域。那么，设想通过下列方式定义的第一条件：

(Low_H2＜＝Low_H1＜＝High_H2 OR Low_H2＜＝High_H1＜＝High_H2)AND

(Low_S2＜＝Low_S1＜＝High_S2 OR Low_S2＜＝High_S1＜＝High_S2)AND

(Low_V2＜＝Low_V1＜＝High_V2 OR Low_V2＜＝High_V1＜＝High_V2)

以及通过下列方式定义的第二条件：

(Low_H1＜＝Low_H2＜＝High_H1 OR Low_H1＜＝High_H2＜＝High_H1)AND

(Low_S1＜＝Low_S2＜＝High_S1 OR Low_S1＜＝High_S2＜＝High_S1) AND

(Low_V1＜＝Low_V2＜＝High_V1 OR Low_V1＜＝High_V2＜＝High_V1)。

通常，如果第一条件或第二条件都是真的，则这两个域是重叠的。可以将电路108结合到用户接口中以给用户显示重叠结果。

参考图3，示出了执行电路150的输入域逻辑例子的方法(或处理)200。通常，方法200包括步骤(或状态)202、判断步骤(或状态)204、判断步骤(或状态)206、判断步骤(或状态)208、步骤(或状态)210以及步骤(或状态)212。通常，状态202接收输入像素。判断状态204确定H是否处于输入域范围内。如果不是，则方法200转到状态212，状态212通常指示该像素的色彩没有处于色彩域内。如果该像素的H处于域范围内，则方法200转到判断状态206。判断状态206确定S是否处于输入域范围内。如果不是，则方法200转到状态212。如果是，则方法200转到判断状态208。判断状态208确定V是否处于输入范围内。如果不是，则方法200转到状态212。如果是，则方法200转到状态210。通常，状态210指示该像素的色彩处于为处理而设计的特定色彩域内。

可以在色彩映射后为包括变化像素和不变像素的空间窗口执行空间混合。空间滤波器(例如，色彩映射目的的双边滤波器)可以用来改变这些像素的色彩，以便在空间上，空间邻近之间的色彩过渡变得更加平滑。

虽然已经描述了不同像素的表示，但是通常电路100处理视频信号的每个帧中的许多像素。例如，信号输入可以是以多种格式(例如，480i，480p，720p，1080i，1080p等)。720p信号可以在一个方向包括720个像素且在另一个方向包括1280个像素(例如，720×1280)。可以以类似的水平×垂直格式来表示其他视频格式。

电路100可以用在需要处理特定色彩但保持其他色彩不变的应用中。例如，电路100可以用来提高显示图片的质量。绿色和蓝色伸展可以用来使草和天空色彩更加生动。同样，通过使用诸如肤色检测的技术，电路100可以用于肤色修正。电路100也可以用来补偿和校准由硬件输入和/或输出导致的错误色彩而不需要改变所有色彩。

参考图4，示出了执行电路100的系统300。通常，系统300包括源装置302、显示器304以及用户接口306。源装置302可以是DVD播放器、蓝光播放器、视频游戏控制台、计算机、视频源电缆或其他类似源。显示器304可以是电视机、计算机监视器或其他类似显示装置。在一例子中，用户接口306可以实现为显示器304的控制部分。可选地，用户接口306可以是远程控制系统或单独的电子装置的一部分。通常，用户接口306结合电路108、110、112和114。在屏幕显示中，执行或者其他类型的用户反馈，都可以用来控制为调节而选的特定色彩。另外，可以提供许多预设的色彩以使得用户更加容易的调整特定色彩。例如，可以将与肤色调整相关的色彩放在菜单的特定部分中。在另一例子中，可以将与体育竞赛相关的色彩(例如，足球场或高尔夫球场的草的颜色)分在菜单的另一部分中。也可以实现完全定制的色彩。

虽然通过参考优选实施例已经详细地示出并描述了本发明，但是对于本领域技术人员将明了的是，在不脱离本发明的精神和范围下可以获得形式以及细节上的多种改变。

Claims (19)

1.一种用于实现视频处理的设备，包括：

第一电路，配置为响应于具有第一格式的输入信号来生成具有第二格式的第一中间信号；

处理电路，配置为响应于所述第一中间信号来生成第二中间信号和第三中间信号；以及

转换电路，配置为响应于所述第二中间信号和所述第三中间信号来生成具有所述第一格式的输出信号，其中，所述处理电路配置为：(i)在转换到所述第一格式之前，在具有所述第二格式的所述第二中间信号上执行空间色彩混合，以及(ii)传递没有所述空间色彩混合的所述第三中间信号。

2.依照权利要求1所述的设备，其中，所述第一格式包括RGB格式。

3.依照权利要求1所述的设备，其中，所述第一中间信号包括具有RGB格式的视频信号。

4.依照权利要求1所述的设备，其中，所述第二中间信号包括具有HSV格式的信号。

5.依照权利要求1所述的设备，其中，所述转换电路响应于所述第二和第三中间信号，生成具有RGB格式的所述输出信号。

6.依照权利要求1所述的设备，其中，所述处理电路进一步响应于色彩域输入信号，生成所述第二和第三中间信号。

7.依照权利要求1所述的设备，其中，所述处理电路进一步响应于映射方法输入信号，生成所述第二和第三中间信号。

8.依照权利要求1所述的设备，其中，所述处理电路进一步响应于保护带输入信号，生成所述第二和第三中间信号。

9.依照权利要求1所述的设备，其中，所述处理电路进一步响应于色彩域输入信号、映射方法输入信号和保护带输入信号，生成所述第二和第三中间信号。

10.依照权利要求1所述的设备，其中，所述处理电路进一步生成重叠结果信号。

11.一种用于实现视频处理的方法，包括以下步骤：

(A)响应于具有第一格式的输入信号，生成具有第二格式的第一中间信号；

(B)响应于所述第一中间信号，生成第二中间信号和第三中间信号；

(C)在具有所述第二格式的所述第二中间信号上执行空间色彩混合；

(D)传递没有所述空间色彩混合的所述第三中间信号；以及

(E)响应于所述第二中间信号和所述第三中间信号，生成具有所述第一格式的输出信号。

12.依照权利要求11所述的方法，其中，所述第一格式包括RGB格式。

13.依照权利要求11所述的方法，其中，所述第一中间信号包括具有RGB格式的视频信号。

14.依照权利要求11所述的方法，其中，所述第二中间信号包括具有HSV格式的信号。

15.依照权利要求11所述的方法，其中，步骤(E)响应于所述第二和第三中间信号，生成具有RGB格式的所述输出信号。

16.依照权利要求11所述的方法，其中，步骤(B)进一步响应于色彩域输入信号，生成所述第二和第三中间信号。

17.依照权利要求11所述的方法，其中，步骤(B)进一步响应于映射方法输入信号，生成所述第二和第三中间信号。

18.依照权利要求11所述的方法，其中，步骤(B)进一步响应于保护带输入信号，生成所述第二和第三中间信号。

19.依照权利要求11所述的方法，其中，步骤(B)进一步响应于色彩域输入信号、映射方法输入信号和保护带输入信号，生成所述第二和第三中间信号。