CN102292972A - 图像处理方法、图像处理设备和记录介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像处理方法、图像处理设备和记录介质。通过色度颜色再现对输入图像的每一个像素进行第一颜色转换，并将每一个像素转换成目标颜色空间的第一彩色装置值。另外，计算源颜色空间的白色亮度与源颜色空间的像素的亮度之间的差值(DI)。当生成输出图像时，具有差值(DI)为0的像素保持源颜色空间的彩色装置值。对于具有差值(DI)大于0的像素，第二彩色装置值被计算为输出图像的彩色装置值，且第二彩色装置值为上述彩色装置值和通过使第一彩色装置值与上述彩色装置值之间的差值乘以大于0且小于或等于1的系数获得的值的总和。由此，当由源颜色空间的输入图像生成目标颜色空间的输出图像时，彩色图像可以被更加鲜艳地再现，同时匹配颜色的色调。

Description

图像处理方法、图像处理设备和记录介质

技术领域

本发明涉及一种用于彩色图像再现设备的图像处理方法、一种图像处理设备和一种记录介质，并且更具体地涉及一种在彩色图像再现设备上使彩色图像更加鲜艳并实现所需的颜色再现的图像处理技术。

背景技术

已经提出了各种方法用于在具有不同颜色特性的彩色图像再现设备(例如，彩色扫描器、彩色监视器、彩色投影仪、彩色打印机)之间执行颜色再现，其中所述彩色图像再现设备中的一些设备作为实例被描述。虽然彩色图像再现设备基于在以下说明中所引用的文献而不同被称呼，但是为了清楚起见，该设备在本说明书中被称作为“彩色图像再现设备”。

在非专利文献1的附录D中公开的颜色再现方法中，彩色图像再现设备的彩色装置值与由ICC(国际颜色联盟)指定的特性文件相关空间(PCS)之间的相应关系具有当首先获得基准白色时的CIE标准光源D50。然后，彩色图像再现设备的作为输入源的彩色装置值通过PCS被转换成彩色图像再现设备的为输出目的文件的彩色装置值。更具体地，输入源的彩色图像再现设备的彩色装置值被转换成PCS，然后PCS被转换成为彩色图像再现设备的为输出目的文件的彩色装置值。当执行从彩色装置值到PCS的转换时，如果白色不同，则应用人类完全色适应型的色适应转换。在这种情况下，颜色再现对应于颜色转换，在所述颜色转换中，与彩色图像再现设备的为输入源的白色相对应的彩色装置值被转换成与彩色图像再现设备的为输出目的文件的白色相对应的彩色装置值的。

考虑人类完全色适应的颜色转换法基于von Kries模型。根据该颜色转换法，根据人类视觉系统中的三种光谱灵敏度(ργβ)的变化执行色适应，使得在照明变化时，光谱灵敏度的灵敏度平衡改变，而光谱曲线的形状没有改变，从而使得两种白色相一致。假定照明1的ργβ感觉量为(ρ0，γ0，β0)，则照明1中的物体的ργβ感觉量为(ρ，γ，β)，而照明2的ργβ感觉量为(ρ0′，γ0′，β0′)，且在照明2下相同物体的ργβ感觉量为(ρ′，γ′，β′)。然后，物体颜色的视觉系统的ργβ感觉量由以下表示：ρ/ρ0，γ/γ0，β/β0，ρ′/ρ0′，γ′/γ0′和β′/β0′。为了使物体的颜色外观在照明1和照明2下一致，如果上述ργβ感觉量是一致的，则其是充分的，如公式(1)和公式(2)中所示。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\ρ}/\mathrm{\ρ}0\\ \mathrm{\γ}/\mathrm{\γ}0\\ \mathrm{\β}/\mathrm{\β}0\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}^{\′}/{\mathrm{\ρ}}^{\′}0\\ {\mathrm{\γ}}^{\′}{/\mathrm{\γ}}^{\′}0\\ {\mathrm{\β}}^{\′}/{\mathrm{\β}}^{\′}0\end{array}\right]---\left(1\right)$

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{ccc}1/\mathrm{\ρ}0& 0& 0\\ 0& 1/\mathrm{\γ}0& 0\\ 0& 0& 1/\mathrm{\β}0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{\ρ}\\ \mathrm{\γ}\\ \mathrm{\β}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1/{\mathrm{\ρ}}^{\′}0& 0& 0\\ 0& 1/{\mathrm{\γ}}^{\′}0& 0\\ 0& 0& 1/{\mathrm{\β}}^{\′}0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}^{\′}\\ {\mathrm{\γ}}^{\′}\\ {\mathrm{\β}}^{\′}\end{array}\right]---\left(2\right)}$

进一步地，可以通过如公式(3)所示的线性变换从三色激励值XYZ获得ργβ感觉量。

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}\mathrm{\ρ}\\ \mathrm{\γ}\\ \mathrm{\β}\end{array}\right]=M\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}^{\′}\\ {\mathrm{\γ}}^{\′}\\ {\mathrm{\β}}^{\′}\end{array}\right]=M\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]---\left(3\right)}$

要注意的是可以通过将照明1和照明2的三色激励值(X0，Y0，Z0)、(X0′，Y0′，Z0′)代入到公式(3)中获得以上公式(1)中的ρ0、γ0、β0、ρ0′、γ0′、β0′。进一步地，Pitt的矩阵、Estevez的矩阵、Bradford的矩阵或类似矩阵用作公式(3)中的变换矩阵M。

进一步地，可以通过将公式(3)代入到公式(2)中而获得公式(4)中所示的von Kries色适应预测公式。要注意的是公式(4)中的D在公式(5)中示出。

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]=M^{-1}\mathrm{DM}\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]---\left(4\right)}$

$\underset{\‾}{D=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\ρ}}^{\′}0/\mathrm{\ρ}0& 0& 0\\ 0& {\mathrm{\γ}}^{\′}0/\mathrm{\γ}0& 0\\ 0& 0& {\mathrm{\β}}^{\′}0/\mathrm{\β}0\end{array}\right]---\left(5\right)}$

在RGB颜色系统的彩色图像再现设备中，彩色装置值RGB与三色激励值XYZ之间的相应关系如公式(6)所示。这里假设通过考虑彩色图像再现设备的伽玛特性预先执行反伽玛校正线性转换输入特性而获得彩色装置值RGB。

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=Q\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ R\end{array}\right]---\left(6\right)}$

在公式(6)中，Q是以下被称为RGB-XYZ变换矩阵的3×3矩阵。RGB-XYZ变换矩阵Q根据彩色图像再现设备的颜色特性而变化。当考虑到黑色三色激励值(Xk，Yk，Zk)时，公式(6)可以被表示为公式(7)。

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=Q\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}_k\\ Y_k\\ Z_k\end{array}\right]---\left(7\right)}$

因此，当黑色三色激励值为零时，从具有“A”的RGB-XYZ变换矩阵Q的彩色图像再现设备的RGB到具有“B”的RGB-XYZ变换矩阵Q的彩色图像再现设备的R′G′B′的颜色转换使用上述考虑人类完全色适应的颜色转换法如公式(8)所示。

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}{R}^{\′}\\ G^{\′}\\ B^{\′}\end{array}\right]=B^{-1}{M}^{-1}\mathrm{DMA}\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]---\left(8\right)}$

要注意的是可以使用两个彩色图像再现设备中的每一个的白色的三色激励值以及公式(3)和(5)计算公式(8)中的矩阵D。

专利文献1提出了一种考虑具有不同白色的彩色图像再现设备之间的颜色再现的不完全色适应的颜色再现方法。这种方法使用转换源和转换目标的彩色图像再现设备的白色的相关色温来复原转换源和转换目标的白色表面反射率，并且由被复原的两个白色表面反射率计算在不完全色适应状态下的白色适应白色表面反射率。然后，将转换源的白色表面反射率与不完全色适应状态下的白色适应白色表面反射率之间的关系类似地应用到其它颜色的表面反射率，从而实现具有不同白色的彩色图像再现设备之间一致的颜色外观。

进一步地，专利文献2公开了一种图像处理设备，所述图像处理设备使用用于根据由彩色图像再现设备提供的白色亮度改变白色点的转换量的颜色校正表来对输入信号执行所需的图像处理，从而将信号输出到彩色图像再现设备。这种图像处理设备利用人眼趋向于适应超过暗光的强光的特性。执行该处理以根据由彩色图像再现设备提供的正在增加的白色亮度在转换接近彩色图像再现设备的白色点之后形成目标白色点。

此外，专利文献2公开了一种图像处理设备，所述图像处理设备设有优先考虑颜色再现并被构造成执行用于实现忠实颜色再现的颜色校正的颜色校正表和优先考虑亮度并被构造成执行优先考虑亮度的颜色校正的颜色校正表。专利文献2还公开了一种在通过优先考虑接近彩色图像再现设备的白色点的颜色再现的颜色校正表转换之后形成目标白色点的方法，和一种根据诸如自然图像或影像数据的输入信号在优先考虑亮度的颜色校正表和优先考虑颜色再现的颜色校正表之间进行转换的方法。在根据输入信号转换所述表时，当输入信号为自然图像数据时，所述表被转换到优先考虑颜色再现的颜色转换表，而当输入信号是影像数据时，所述表被转换成颜色校正表。

进一步地，专利文献3公开了一种将用于根据颜色校正开始之后经过的时间改变白色点的转换量的处理添加到专利文献2中公开的方法的方法。

专利文献1-3中公开的方法涉及以下所述的颜色再现方法：所述颜色再现方法考虑人类颜色感觉的(不完全)色适应将由彩色图像再现设备再现的适应白色的色度设定到所需的色度，并基于除白色之外的其它颜色的适应白色通过相应的颜色再现或等效的颜色再现来应用颜色转换。

进一步地，对于颜色显示来说，能够通过使用特定颜色空间(例如，sRGB和Adobe RGB中的CIE标准照明D65)相对容易地实现颜色再现，其中通过色度颜色再现指定要被再现的颜色的白色色度。进一步地，上述专利文献1-3的相关方法显示了将由彩色图像再现设备再现的适应白色的色度设定到考虑人类颜色感觉的(不完全)色适应所需的色度并应用基于除了白色之外的其它颜色的适应白色作为相应的颜色再现或等效颜色再现而获得的颜色校正(颜色转换)的颜色再现方法。

文献列表

专利文献：

专利文献1

日本未审查的专利申请公开文献第2000-113174号

专利文献2

日本未审查的专利申请公开文献第2003-18416号

专利文献3

日本未审查的专利申请公开文献第2003-99026号

非专利文献：

非专利文献1

说明书ICC.1：2004-10(Profile version 4.2.0.0)，国际颜色联盟

非专利文献2

Johji TAJIMA，″Image engineering series 10：Color image replicationtheory，fundamentals of color management″，MARUZEN Co.Ltd.，1996年9月30日第33-39页

发明内容

技术问题

彩色图像再现设备可能需要更加鲜艳地再现彩色图像，同时基于其所需的目的实现一致的颜色外观。例如，当使用对周围环境光敏感的彩色投影仪时，需要尽可能地增加白色亮度以保持亮度的对比度。

此外，根据专利文献1-3中公开的方法，如果在彩色图像再现设备中优先考虑颜色再现，则当具有可以由彩色图像再现设备输出的最大亮度的颜色的色度不同于指定颜色空间的白色色度时，需要通过减小可以由彩色图像再现设备输出的颜色的最大亮度而使得白色色度一致。具体地，根据该方法，可以通过相应的颜色再现或等效颜色再现使所需的色调再现。然而，与此同时出现的是白色亮度可能会减小到可以由彩色图像再现设备输出的最大亮度以下。当执行再现时，这使得彩色图像具有较小的明亮度。

进一步地，每一种方法都将基于白色的颜色转换应用到每一种颜色。众所周知，当彩色图像再现设备中的白色在从彩色图像再现设备输出最大亮度的情况下被设定到任何可能的颜色，以便当执行再现时保持明亮度，而不能执行颜色转换，或者颜色转换的效果减弱。因此，虽然可以使彩色图像被鲜艳地再现，但是这些方法可能不能够使颜色外观一致。

专利文献2和专利文献3没有说明产生优先考虑明亮度的颜色校正表的方法。因此，当使用优先考虑明亮度的颜色校正表执行颜色校正时的颜色外观是不清楚的。

技术方案

本发明的一个方面是一种图像处理方法，该图像处理方法从为初始颜色空间中的图像的输入图像生成为在目标颜色空间中的图像的输出图像。在该图像处理方法中执行特征量获取处理、差值计算处理、第一颜色转换和输出图像生成处理。

特征量获取处理为由输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色获取可以表示颜色的明度的特征量以及初始颜色空间中的白色的特征量。

差值计算处理为由输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色计算第一差值，所述第一差值为可以表示初始颜色空间中的白色的明度的特征量与由彩色装置值表示的颜色的上述特征量之间的差值。

第一颜色转换对由输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色将颜色的彩色装置值转换成第一彩色装置，所述第一彩色装置为在目标颜色空间中的由色度颜色再现生成的彩色装置值。

输出图像生成处理输出将由第二颜色转换获得的第二彩色装置值作为输出图像的彩色装置值输出。第二颜色转换为由输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色计算第二彩色装置值，使得当第一差值为0时，第二彩色装置值为彩色装置值(初始颜色空间中的彩色装置值)，而当第一差值大于0时，第二彩色装置值为彩色装置值与通过使第二差值乘以大于0且等于或小于1的系数获得的值的总和，其中所述第二差值为第一彩色装置值与彩色装置值之间的差值。

第二颜色转换可以由以下公式(9)表示。在公式(9)中，当第一差值为0时，函数f输出0，而当第一差值不为0时，函数f输出大于0且小于或等于1的值。

P2＝P0+f(DI)(P1-P0)    (9)

其中P2：第二彩色装置值

P1：第一彩色装置值

P0：初始颜色空间中的彩色装置值

DI：第一差值

上述方面的图像处理方法可以由图像处理设备或系统、使计算机通过图像处理方法执行处理的程序、或代替记录图像处理方法记录程序的记录介质来表示。这些作为本发明的一个方面也是有效的。

技术效果

本发明的颜色转换技术更加鲜艳地获得彩色图像的再现，同时实现一致的颜色外观。

附图说明

图1是显示根据本发明的第一示例性实施例的图像处理设备的视图；

图2是显示在图1中所示的图像处理设备中进行处理的流程图；和

图3是显示根据本发明的第二示例性实施例的图像处理设备的视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的示例性实施例。为了清楚地进行说明，部分地省略或适当地简化以下说明和附图。进一步地，附图中被示出为执行各种处理的功能块的每一个元件可以被构造在硬件配置中，由CPU、存储器及其它电路构造而成，和被构造在软件配置中，由装载到存储器中的程序或类似物构造而成。因此，本领域技术人员要理解的是这些功能块可以以多种方式实现，例如，仅通过硬件、仅通过软件、或者通过硬件和软件的组合来实现，并不应该受到限制。进一步地，程序可以通过记录在记录介质中而被提供，或者可以通过由因特网或其它通信介质传送而被提供。进一步地，记录介质例如包括软盘、硬盘、磁盘、光学磁盘、CD-ROM、DVD、ROM磁盘、具有备用电池功能的RAM存储器磁盘、闪速存储器磁盘、非易失性RAM磁盘和类似磁盘。进一步地，通讯介质包括有线通信介质(例如，电话线)和无线通信介质(例如，微波线)。

图1显示根据本发明的第一示例性实施例的图像处理设备100。图像处理设备100从初始颜色空间中的图像(输入图像)生成与目标颜色空间中的输入图像相对应的图像(输出图像)。初始颜色空间和目标颜色空间为具有不同颜色特性的两个颜色空间。

图像处理设备100包括特征量获取单元102、差值计算单位104、第一颜色转换器106和输出图像生成器110，输出图像生成器110包括第二颜色转换器108。为了便于说明，输入图像和输出图像中的每一个的颜色系统都为RGB颜色系统。简而言之，输入图像和输出图像的每一个彩色装置值都由R值、G值和B值的组合显示。进一步地，假设RGB值与三色激励值之间的相应关系对于初始颜色空间和目标颜色空间中的任一个是已知的。这意味着对于初始颜色空间和目标颜色空间来说在上述公式(6)或公式(7)中RGB-XYZ变换矩阵Q是已知的。假设初始颜色空间的RGB-XYZ变换矩阵为A，而目标颜色空间的RGB-XYZ变换矩阵为B。

特征量获取单元102获取初始颜色空间中的白色的特征量和输入图像的每一个像素的特征量。特征量可以表示明亮度，并且亮度可以用作特征量。

当亮度用作特征量时，特征量获取单元102首先根据以下公式(10)和(11)计算初始颜色空间中的白色亮度Yw。

$\left[\begin{array}{c}{X}_w\\ Y_w\\ Z_w\end{array}\right]=A\left[\begin{array}{c}255\\ 255\\ 255\end{array}\right]---\left(10\right)$

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}{X}_w\\ Y_w\\ Z_w\end{array}\right]=A\left[\begin{array}{c}255\\ 255\\ 255\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{bk}}\\ Y_{\mathrm{bk}}\\ Z_{\mathrm{bk}}\end{array}\right]---\left(11\right)}$

以下，A表示为转换源的颜色空间中的RGB→XYZ变换矩阵，而“X_bk，Y_bk，Z_bk”表示初始颜色空间中的黑色三色激励值XYZ。

接下来，特征量获取单元102根据以下公式(12)或(13)计算初始颜色空间中的输入图像中的每一个像素的亮度Y。

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=A\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]---\left(12\right)}$

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=A\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{bk}}\\ Y_{\mathrm{bk}}\\ Z_{\mathrm{bk}}\end{array}\right]---\left(13\right)}$

在该实例中，因为输入图像的颜色系统为RGB，因此特征量获取单元102需要从输入图像的彩色装置值P0(RGB)计算亮度Y。然而，当输入图像的颜色系统为YCC时，特征量获取单元102可以从输入图像的彩色装置值直接获取亮度Y。进一步地，初始颜色空间中的白色亮度Yw可以通过除计算之外的其它方法获得。例如，当白色亮度Yw预先确定时，可以仅通过读取设定值来获得该白色亮度Yw。

差值计算单元104为输入图像的每一个像素计算像素的亮度Y与初始颜色空间中的白色亮度Yw之间的差值DI。该差值DI例如由公式(14)示出。

DI＝(Yw-Y)/Yw         (14)

当像素为白色像素时，Y和Yw为相同的值，这使得DI为0。当像素为黑色像素时，Y值为0，这使得DI为1。简而言之，差值DI为0、或大于等于1或小于1的实数。

第一颜色转换器106首先通过色度颜色再现执行颜色转换，以将输入图像中的每一个像素的彩色装置值P0(RGB)转换成目标颜色空间中的彩色装置值。由第一颜色转换器106获得的彩色装置值以下被称为“第一彩色装置值”，该第一彩色装置值由“P1”或“R′G′B′”表示。

更具体地，第一颜色转换器106计算输入图像中的每一个像素的三色激励值XYZ，并且根据公式(15)从输入图像中的每一个像素的彩色装置值P0(RGB)计算如上所述的第一彩色装置值P1(R′G′B′)。

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}{R}^{\′}\\ G^{\′}\\ B^{\′}\end{array}\right]=B^{-1}A\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]---\left(15\right)}$

在公式(15)中，B^-1为目标颜色空间的RGB-XYZ变换矩阵B的逆矩阵。

对于输入图像的每一个像素，第二颜色转换器108将初始颜色空间中的彩色装置值P0转换成目标颜色空间中的彩色装置值。为了区分由第二颜色转换器108获得的彩色装置值与由第一颜色转换器106获得的第一装置值，由第二颜色转换器108获得的彩色装置值被称作“第二装置值”，该第二装置值由“P2”或“R″ G″ B″”表示。

当将初始颜色空间中的彩色装置值P0(RGB)转换成第二彩色装置值P2(R″G″B″)时，第二颜色转换器108根据使用函数f的公式(16)获得输入图像的每一个像素的第二彩色装置值P2，且当差值DI为0时，函数f输出0，而当差值DI不为0时，函数f输出大于0且小于或等于1的值。

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}{R}^{\′\′}\\ G^{\′\′}\\ B^{\′\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]+f\left(\mathrm{DI}\right)\left[\begin{array}{c}{R}^{\′}-R\\ G^{\′}-G\\ B^{\′}-B\end{array}\right]---\left(16\right)}$

总之，对于输入图像的每一个像素，当差值DI为0时，第二颜色转换器108使由色度颜色再现获得的第一彩色装置值P1与初始颜色空间中的彩色装置值P0之间的差值乘以0，而当该差值不为0时，第二颜色转换器108使由色度颜色再现获得的第一彩色装置值P1与初始颜色空间中的彩色装置值P0之间的差值乘以大于0且小于或等于1的系数，然后使相乘结果与彩色装置值P0相加，从而获得第二彩色装置值P2。

输出图像生成器110输出由第二颜色转换器108获得的第二彩色装置值作为输出图像的彩色装置值。因此，生成目标颜色空间中的输出图像。

图2是显示图1所示的图像处理设备100的处理的流程图。如图2所示，特征量获取单元102首先获取初始颜色空间中的白色亮度Yw和输入图像的每一个像素的亮度Y(S12，S14)。对于输入图像的每一个像素来说，差值计算单元104然后计算初始颜色空间中的亮度Y与白色亮度Yw之间的差值DI。

进一步地，第一颜色转换器106首先通过色度颜色再现执行第一颜色转换，并且对于输入图像的每一个像素，将初始颜色空间中的彩色装置值P0(RGB)转换成目标颜色空间中的第一彩色装置值P1(R′G′B′)(S18)。

第二颜色转换器108然后根据公式(16)为输入图像的每一个像素获得第二彩色装置值P2(S20)。

最后，输出图像生成器110输出由第二颜色转换器108获得的每一个第二彩色装置值P2。因此，可以获得输出图像(S22)。

在图像处理设备100中，因为对于白色像素来说差值DI为0，因此保持白色的初始颜色空间中的彩色装置值。例如，当白色的初始颜色空间中的彩色装置值(R，G，B)为(255，255，255)时，同样对于输入图像的白色像素，输出图像的彩色装置值(R″，G″，B″)变为(255，255，255)。因此，输入图像的白色亮度被保持。

另一方面，在除了白色之外的像素中，对于具有大于0的差值DI的像素来说，输出图像的彩色装置值(第二彩色装置值P2)为初始颜色空间中的彩色装置值P0与由色度颜色再现获得的第一彩色装置值P1之间的彩色装置值。即，对除了白色之外的像素执行颜色校正，使得目标颜色空间中的彩色装置值接近由色度颜色再现获得的第一彩色装置值P1。

由于此，可以更加鲜艳地再现彩色图像，同时实现一致的颜色外观。

进一步地，优选的是当差值DI不为0时，函数f输出较大的值，且差值DI的增加值在“大于0且小于或等于1”的范围内。在这种情况下，差值DI本身可以为函数f的输出值。简而言之，公式(16)可以由以下公式(17)表示。

$\underset{\‾}{\left[\begin{array}{c}{R}^{\′\′}\\ G^{\′\′}\\ B^{\′\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]+\mathrm{DI}\left[\begin{array}{c}{R}^{\′}-R\\ G^{\′}-G\\ B^{\′}-B\end{array}\right]---\left(17\right)}$

虽然图像处理设备100使用亮度作为可以表示明度的特征量，但是例如，代替地可以使用视亮度。进一步地，该特征量可以包括颜色成分，并且可以使用将颜色成分添加到视亮度的色差Eab。当然也可以使用彩色装置值本身(例如，RGB值)。在这种情况下，特征量的差值为彩色装置值的欧氏距离(Euclidean distance)。例如，当初始空间中的白色的彩色装置值为(255，255，255)时，差值DI如公式(18)中所示来计算。

$\underset{\‾}{\mathrm{DI}=\sqrt{{(255-R)}^2+{(255-G)}^2+{(255-B)}^2}/\sqrt{195075}---\left(18\right)}$

图3显示根据本发明的第二示例性实施例的图像处理设备200。图像处理设备200从初始颜色空间中的图像(输入图像)生成与目标颜色空间中的输入图像相对应的图像(输出图像)。图像处理设备200包括颜色空间信息存储单元210、代表性颜色生成单元220、特征量获取单元232、差值计算单元234、第一颜色转换器236和输出图像生成器250，并且输出图像生成器250包括第二颜色转换器238和查找表(LUT)240。

此外，在该实例中，为了便于说明，输入图像和输出图像的每一个颜色系统都为RGB颜色系统。因此，输入图像和输出图像的每一个彩色装置值都为R值、G值和B值的组合。

颜色空间信息存储单元210存储初始颜色空间和目标颜色空间的颜色空间信息。传统公知的各种方法可以被用作获取存储在颜色空间信息存储单元210中的颜色空间信息的方法。例如，称作PhotoShop(注册商标)的图像编辑软件使用可以设定ICC轮廓以获得目标颜色空间和初始颜色空间的颜色信息的GUI。在这种情况下，颜色空间信息存储单元210可以存储通过GUI(未示出)设定的目标颜色空间和初始颜色空间的颜色空间信息。颜色空间信息为指定颜色空间的信息，例如，RGB磷光体的色度、白色色度和亮度、每一个颜色信号的伽玛特性和类似信息。

代表性颜色生成单元220生成多个代表性颜色，以获得每一个代表性颜色的RGB值。优选地生成多个代表性颜色以涵盖更宽的颜色范围。

除了要处理的颜色不同之外，特征量获取单元232、第一颜色转换器236和第二颜色转换器238分别执行与图1所示的图像处理设备100中的特征量获取单元102、差值计算单元104、第二颜色转换器108相同的处理。要注意的是，此外在该示例性实施例中，例如，亮度用作可以表示明度的特征量。

特征量获取单元232计算初始颜色空间中的白色亮度Tw和每一个代表性颜色的亮度Ys。特征量获取单元232从颜色空间信息存储单元210读取初始颜色空间中的白色亮度Yw，并且从存储在颜色空间信息存储单元210中的初始颜色空间的RGB磷光体的色度和白色色度计算初始颜色空间的RGB-XYZ变换矩阵Q(参见非专利文献2)。假设初始颜色空间的RGB-XYZ变换矩阵Q为A。然后，特征量获取单元232使用RGB-XYZ变换矩阵A根据公式(6)或(7)从每一个代表性颜色的彩色装置值Ps(RGB)计算亮度Ys。特征量获取单元232将初始颜色空间中的白色亮度Yw和每一个代表性颜色的初始颜色空间中的亮度Ys输出给差值计算单元234，并将初始颜色空间的RGB-XYZ变换矩阵A输出给第一颜色转换器236。

差值计算单元234对每一个代表性颜色计算初始颜色空间中的代表性颜色的亮度Ys与白色亮度Yw之间的差值DI。该差值DI例如为公式(19)中所示的差值。

DI＝(Yw-Ys)/Yw    (19)

第一颜色转换器236通过色度颜色再现对每一个代表性颜色执行第一颜色转换，以将每一个代表性颜色的初始颜色空间中的代表性颜色的彩色装置值Ps(RGB)转换成每一个第一彩色装置值P1(R′G′B′)。更具体地，第一颜色转换器236从存储在颜色空间信息存储单元210中的目标颜色空间的RGB磷光体的色度和白色色度计算目标颜色空间的RGB-XYZ变换矩阵B，并且根据使用从特征量获取单元232获得的初始颜色空间的RGB-XYZ变换矩阵B和RGB-XYZ变换矩阵A的公式(15)从每一个代表性颜色的彩色装置值Ps(RGB)计算第一彩色装置值P1(R′G′B′)。

第二颜色转换器238根据公式(16)为每一个代表性颜色获得每一个代表性颜色的第二彩色装置值P2s(R″G″B″)并将该值输出给LUT 240。

对于每一个代表性颜色来说，LUT 240存储初始颜色空间中与从第二颜色转换器238输出的第二彩色装置值P2s相关联的彩色装置值P0。

输出图像生成器250通过使用用于输入图像的白色像素的初始颜色空间中的彩色装置值P0w并参照LUT 24获得输出图像的每一个彩色装置值，以通过内插法对除了白色之外的像素计算与该像素的彩色装置值P0相对应的第二彩色装置值P2(R″G″B″)。要注意的是例如可以使用八点插值法或类似方法作为内插法。

图1中所示的图像处理设备100为输入图像的每一个像素执行特征量获取、差值计算、第一颜色转换和第二颜色转换，以获得为输出图像的彩色装置值的第二彩色装置值P2。因为差值DI在白色像素中为0，因此输出图像中的像素的彩色装置值P2变成初始颜色空间中的白色的彩色装置值。

同时，图像处理设备200仅为多个代表性颜色执行特征量获取、差值计算、第一颜色转换和第二颜色转换，以获得多个代表性颜色的第二彩色装置值P2s。图像处理设备200然后记录多个代表性颜色的初始颜色空间中与LUT 240中的第二彩色装置值P2s相关联的彩色装置值P0。图像处理设备200参照记录在LUT 240中的内容，以计算除了白色之外的每一个像素的第二彩色装置值P2。图像处理设备100和图像处理设备200中的其它处理是相同的。

因此，图像处理设备200能够提供图像处理设备100获得的每一种效果。

进一步地，仅对多个代表性颜色执行特征量获取、差值计算、第一颜色转换和第二颜色转换。因此，可以以小处理体积并且高速地生成输出图像。

要注意的是图像处理设备100中所述的任意可能修改也可以应用到图像处理设备200中。例如，除了亮度之外，视亮度、色差Eab、彩色装置值都可以用作特征量。进一步地，用于通过执行第二颜色转换计算第二彩色装置值P2s的函数f的类型不受限制。

已经根据示例性实施例说明了本发明。要注意的是示例性实施例仅为实例，在不背离本发明的精神的情况下可以进行各种改变或修改。如本领域技术人员所理解的，具有这种改变和修改的变形实例也在本发明的保护范围内。

本申请主张2009年1月23日提出申请的日本专利申请第2009-013614号的优先权权益，并且该申请通过引用在此全文并入。

工业应用性

根据本发明的技术可以应用于具有不同颜色特性的彩色图像再现设备的颜色再现。

附图标记列表

100  图像处理设备

102  特征量获取单元

104  差值计算单元

106  第一颜色转换器

108  第二颜色转换器

110  输出图像生成器

200  图像处理设备

210  颜色空间信息存储单元

220  代表性颜色生成单元

232  特征量获取单元

234  差值计算单元

236  第一颜色转换器

238  第二颜色转换器

240  LUT

250  输出图像生成器

Claims (18)

1.一种由输入图像生成输出图像的图像处理方法，所述输入图像为初始颜色空间中的图像，所述输出图像为目标颜色空间中的图像，所述图像处理方法包括以下步骤：

对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色执行计算第一差值的差值计算处理，所述第一差值为能够表示所述初始颜色空间中的白色的明度的特征量与由所述彩色装置值表示的颜色的特征量之间的差值；

通过色度颜色再现对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色执行第一颜色转换，以将所述颜色的彩色装置值转换成第一彩色装置值，所述第一彩色装置值为所述目标颜色空间中的彩色装置值；以及

对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色执行输出图像生成处理，所述输出图像生成处理包括以下步骤：执行计算第二彩色装置值的第二颜色转换并输出所述第二彩色装置值作为所述输出图像的彩色装置值，当所述第一差值为0时，所述第二彩色装置值为所述彩色装置值，而当所述第一差值大于0时，所述第二彩色装置值为所述彩色装置值与通过使第二差值乘以大于0且等于或小于1的系数获得的值的总和，其中所述第二差值为所述第一彩色装置值与所述彩色装置值之间的差值。

2.根据权利要求1所述的图像处理方法，其中，所述系数随着所述第一差值变大而变大。

3.根据权利要求1或2所述的图像处理方法，其中：

仅对多个代表性颜色执行所述差值计算处理和所述第一颜色转换；

所述输出图像生成处理仅对所述多个代表性颜色执行所述第二颜色转换；

所述输出图像生成处理在查找表中对所述多个代表性颜色记录在所述初始颜色空间中与通过所述第二颜色转换获得的所述第二彩色装置值相关联的彩色装置值；以及

所述输出图像生成处理参照所述查找表，以对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色中的除了白色之外的颜色计算与所述颜色的彩色装置值相对应的第二彩色装置值，并且对于白色通过使用所述初始颜色空间中的白色的彩色装置值获得所述输出图像的彩色装置值。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的图像处理方法，其中，所述特征量为亮度或视亮度。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的图像处理方法，其中，所述特征量包括颜色成分。

6.根据权利要求5所述的图像处理方法，其中，所述特征量为色差Eab。

7.根据权利要求5所述的图像处理方法，其中：

所述特征量为彩色装置值；以及

所述差值为所述彩色装置值的欧氏距离。

8.一种由输入图像生成输出图像的图像处理设备，所述输入图像为初始颜色空间中的图像，所述输出图像为目标颜色空间中的图像，所述图像处理设备包括：

差值计算处理装置，所述差值计算处理装置用于对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色计算第一差值，所述第一差值为能够表示所述初始颜色空间中的白色的明度的特征量与由所述彩色装置值表示的颜色的特征量之间的差值；

第一颜色转换装置，所述第一颜色转换装置用于通过色度颜色再现对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色将所述颜色的彩色装置值转换成第一彩色装置值，所述第一彩色装置值为所述目标颜色空间中的彩色装置值；以及

输出图像生成处理装置，所述输出图像生成处理装置用于对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色执行第二颜色转换，所述第二颜色转换计算第二彩色装置值并将所述第二彩色装置值作为所述输出图像的彩色装置值输出，当所述第一差值为0时，所述第二彩色装置值为所述彩色装置值，而当所述第一差值大于0时，所述第二彩色装置值为所述彩色装置值与通过使第二差值乘以大于0且等于或小于1的系数获得的值的总和，其中所述第二差值为所述第一彩色装置值与所述彩色装置值之间的差值。

9.根据权利要求8所述的图像处理设备，其中，所述系数随着所述第一差值变大而变大。

10.根据权利要求8或9所述的图像处理设备，其中：

所述差值计算处理装置和所述第一颜色转换装置仅对多个代表性颜色进行处理；

所述输出图像生成处理装置还包括查找表；

所述输出图像生成处理装置仅对所述多个代表性颜色执行所述第二颜色转换；

所述输出图像生成处理装置在所述查找表中对所述多个代表性颜色记录在所述初始颜色空间中与通过所述第二颜色转换获得的所述第二彩色装置值相关联的彩色装置值；以及

所述输出图像生成处理装置参照所述查找表，以对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色的除了白色之外的颜色计算与所述颜色的彩色装置值相对应的第二彩色装置值，并且对于白色通过使用所述初始颜色空间中的白色的彩色装置值获得所述输出图像的彩色装置值。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的图像处理设备，其中，所述特征量为亮度或视亮度。

12.根据权利要求8或9所述的图像处理设备，其中，所述特征量包括颜色成分。

13.根据权利要求12所述的图像处理设备，其中，所述特征量为色差Eab。

14.根据权利要求13所述的图像处理设备，其中：

所述特征量为彩色装置值；以及

所述差值为彩色装置值的欧氏距离。

15.根据权利要求8-14中任一项所述的图像处理设备，还包括：

代表性颜色生成装置，所述代表性颜色生成装置用于生成所述多个代表性颜色。

16.一种记录介质，当从为初始颜色空间中的图像的输入图像生成为目标颜色空间中的图像的输出图像时，所述记录介质记录使计算机执行处理的程序，所述处理包括：

差值计算处理，所述差值计算处理用于对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色计算第一差值，所述第一差值为能够表示所述初始颜色空间中的白色的明度的特征量与由所述彩色装置值表示的颜色的特征量之间的差值；

第一颜色转换，所述第一颜色转换用于通过色度颜色再现对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色将所述颜色的彩色装置值转换成第一彩色装置值，所述第一彩色装置值为所述目标颜色空间中的彩色装置值；以及

输出图像生成处理，所述输出图像生成处理用于执行计算第二彩色装置值的第二颜色转换，并将所述第二彩色装置值作为所述输出图像的彩色装置值输出，当所述第一差值为0时，所述第二彩色装置值为所述彩色装置值，而当所述第一差值大于0时，所述第二彩色装置值为所述彩色装置值与通过使第二差值乘以大于0且等于或小于1的系数获得的值的总和，其中所述第二差值为所述第一彩色装置值与所述彩色装置值之间的差值。

17.根据权利要求16所述的记录介质，其中，所述系数随着所述第一差值变大而变大。

18.根据权利要求16或17所述的记录介质，其中：

仅对多个代表性颜色执行所述差值计算处理和所述第一颜色转换；

所述输出图像生成处理仅对所述多个代表性颜色执行所述第二颜色转换；

所述输出图像生成处理在查找表中对所述多个代表性颜色记录所述初始颜色空间中与通过所述第二颜色转换获得的所述第二彩色装置值相关联的彩色装置值；以及

所述输出图像生成处理参照所述查找表，以对由所述输入图像的每一个彩色装置值表示的每一个颜色的除了白色之外的颜色计算与所述颜色的彩色装置值相对应的第二彩色装置值，并且对于白色通过使用所述初始颜色空间中的白色的彩色装置值获得所述输出图像的彩色装置值。

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