CN106408540B - 一种基于3d lut表的外插处理方法和装置 - Google Patents

一种基于3d lut表的外插处理方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种基于3D LUT表的外插处理方法和装置，该处理方法和装置应用于影像处理系统，具体为当待插值颜色的RGB值中出现两个以上溢出时，确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；根据RGB值确定待插值颜色相对于网格单元的相对空间位置；根据RGB值和相对空间位置确定插值因子；利用预设的对角线外插算法对RGB值和插值因子进行外插运算，得到待插值颜色的外插值。由于根据上述外插处理方法对待插值颜色进行处理时，外插所形成的直线恰好是网格单元的对角线多构成的内插直线的延长线，使得最终插值所构成的曲面更加具有约束力，最终还原的色彩效果也就更好，从而解决了现有的插值处理方法在两个以上值溢出时色彩还原效果较差的问题。

Description

一种基于3D LUT表的外插处理方法和装置
技术领域
本发明涉及影像处理技术领域，特别是涉及一种基于3D LUT表的外插处理方法和装置。
背景技术
为了取得较好的视觉效果，用户一般会在通过摄影摄像手段取得图片或视频等影像素材后对其进行后期处理，在影像素材进行后期处理时，用户经常会用到3D LUT表对影像素材进行色彩还原。在实际利用3D LUT表对影像素材进行还原过程中，当某个像素的颜色在该表中没有对应的网格时，需要利用一定的插值处理方法对该颜色的进行插值处理，但是，目前的插值处理方法在RGB三个值中没有溢出或仅有一个值出现溢出时能够有效进行色彩还原，而在RG B三个值中有两个或两个以上值出现溢出的情况时，色彩还原的效果较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于3D LUT表的外插处理方法和装置，用于在待插值颜色在两个或两个以上值出现溢出时计算其外插值，以解决现有的插值处理方法在这种情况下色彩还原效果较差的问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种基于3D LUT表的外插处理方法，应用于影像处理系统，所述外插处理方法具体包括步骤：
当待插值颜色的RGB值中出现两个以上溢出时，确定所述待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；
根据所述RGB值确定所述待插值颜色相对于所述网格单元的相对空间位置；
根据所述RGB值和所述相对空间位置确定插值因子；
利用预设的对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算，得到所述待插值颜色的外插值。
可选的，所述根据所述RGB值确定所述待插值颜色相对于所述网格单元的相对空间位置，包括：
从所述网格单元的多个端点中选定一个端点作为坐标原点；
确定所述RGB值相对于所述坐标原点的坐标值，将所述坐标值作为所述相对空间位置。
可选的，所述根据所述RGB值和所述空间位置确定插值因子，包括：
将所述网格单元的每一条边进行双向延长，得到以每个所述网格单元的端点为顶点的8个三角椎体，将所述RGB值的坐标值所处的三角椎体作为特定三角椎体；
以所述网格单元的对角线为中线将所述特定三角椎体划分为3个子椎体，将所述RGB值所在的子椎体做为特定子椎体；
根据所述特定子椎体对应的所述网格单元的边确定所述插值因子。
可选的，所述利用预设的对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算，包括：
当所述RGB值中出现两个溢出时，利用预设的二维对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算。
可选的，所述利用预设的对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算，包括：
当所述RGB值中出现三个溢出时，利用预设的三维对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算。
相应的，为了保证上述方法的实施和应用，本发明还提供了一种基于3DLUT表的外插处理装置，应用于影像处理系统，所述外插处理装置具体包括：
网格单元确定模块，用于当待插值颜色的RGB值中出现两个以上溢出时，确定所述待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；
空间位置确定模块，用于根据所述RGB值确定所述待插值颜色相对于所述网格单元的相对空间位置；
插值因子确定模块，用于根据所述RGB值和所述相对空间位置确定插值因子；
外插值计算模块，用于利用预设的对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算，得到所述待插值颜色的外插值。
可选的，所述空间位置确定模块包括：
坐标原点确定单元，用于从所述网格单元的多个端点中选定一个端点做为坐标原点；
位置确定单元，用于确定所述RGB值相对于所述坐标原点的坐标值，将所述坐标值作为所述相对空间位置。
可选的，所述插值因子确定模块包括：
三角椎体划分单元，用于将所述网格单元的每一条边进行双向延长，得到以每个所述网格单元的端点为顶点的8个三角椎体，将所述RGB值的坐标值所处的三角椎体作为特定三角椎体；
子椎体划分单元，用于以所述网格单元的对角线为中线将所述特定三角椎体划分为3个子椎体，并将所述RGB值所在的子椎体做为特定子椎体；
插值因子计算单元，用于根据所述特定子椎体对应的所述网格单元的边确定所述插值因子。
可选的，所述外插值计算模块包括：
第一外插计算单元，用于当所述RGB值中出现两个溢出时，利用预设的二维对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算。
可选的，所述外插计算模块包括：
第二外插计算单元，用于当所述RGB值中出现三个溢出时，利用预设的三维对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算。
从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种基于3D LUT表的外插处理方法和装置，该处理方法和装置应用于影像处理系统，具体为当待插值颜色的RGB值中出现两个以上溢出时，确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；根据RGB值确定待插值颜色相对于网格单元的相对空间位置；根据RGB值和相对空间位置确定插值因子；利用预设的对角线外插算法对RGB值和插值因子进行外插运算，得到待插值颜色的外插值。由于根据上述外插处理方法对待插值颜色进行处理时，外插所形成的直线恰好是网格单元的对角线多构成的内插直线的延长线，使得最终插值所构成的曲面更加具有约束力，最终还原的色彩效果也就更好，从而解决了现有的插值处理方法在两个以上值溢出时色彩还原效果较差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种3D LUT表中网格单元和待插值颜色的位置示意图；
图2为本发明的一种基于3D LUT表的外插处理方法实施例的步骤流程图；
图3为本发明的另一种基于3D LUT表的外插处理方法实施例的步骤流程图；
图4为本发明的另一种3D LUT表中网格单元和待插值颜色的位置示意图；
图5为本发明的又一种基于3D LUT表的外插处理方法实施例的步骤流程图；
图6为本发明的又一种3D LUT表中网格单元和待插值颜色的位置示意图；
图7为本发明的一种基于3D LUT表的外插处理装置实施例的结构框图；
图8为本发明的另一种基于3D LUT表的外插处理装置实施例的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前对于3D LUT表中没有的数据，都是利用三线性插值来插出该没有的数据。为描述方便，本实施例中首先规定一个线性插值的运算符：
Intp(a,b,f)
该运算符对a与b进行插值因子为f的线性差值：
Intp(a,b,f)＝(1-f)·a+f·b＝(b-a)·f+a
从上式可以看出，当插值因子f等于0时，插值结果为a；当插值因子f等于1时，插值结果为b；当0<f<1时，插值结果从a线性地变化到b；如果f<0或者f>1相当于对a与b进行外部插值。
注意：上式中的a与b可以是标量也可以是矢量。
在基于3D LUT表进行插值计算时，都是用三线性插值来插值出3D LUT网格中没有的数据，三线性插值方法的几何含义如图1所示。
假如图1的那个立方体是某个颜色在3D LUT中最邻近的那个网格单元，且这个颜色在XYZ(RGB)空间中位于这个网格单元的内部。且我们可以通过该颜色的RGB值与网格单元的六个坐标的关系计算出它们的线性插值因子，分别记为Fr,Fg,Fb，且网格单元的顶点值分别记为
Figure BDA0001122016640000051
Figure BDA0001122016640000052
下面给出三线性插值的计算方法：
首先沿着X轴进行线性插值。
Figure BDA0001122016640000053
Figure BDA0001122016640000054
Figure BDA0001122016640000055
Figure BDA0001122016640000056
然后再沿着Y轴进行线性插值
Figure BDA0001122016640000057
Figure BDA0001122016640000058
最后沿着Z轴进行线性插值
Figure BDA0001122016640000061
在利用上述方法分别沿X轴、Y轴和Z轴进行插值计算后，得到最后的得到最后的结果的插值结果。基于以上的基础，本发明提出以下的外插处理方法和装置。
实施例一
图2为本发明的一种基于3D LUT表的外插处理方法实施例的步骤流程图。
参照图2所示，本实施例提供的外插处理方法应用于影像处理系统，用于在其影像的颜色的RGB值有两个或两个以上值出现溢出时，对该颜色进行外插处理，具体的处理方法包括如下步骤：
S101：确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元。
当无法根据3D LUT表确定待插值颜色的数据时，从该表中确定距离该待插值颜色最近的网格单元。
S102：确定待插值颜色相对于该网格单元的相对空间位置。
确定过程是根据该待插值颜色的RGB值进行处理的，该相对空间位置是指该颜RGB值所代表的坐标值相对于网格单元的位置。具体说就是在该网格单元的方位确定的情况下，确定该待插值颜色的RGB值处于该网格单元的相对方位。
具体来说，首先从该网格单元的多个端点中选取一个端点，将该选取的端点作为坐标原点，设定该坐标原点的坐标为(0,0,0)；然后将该RGB值转换为相对于该坐标原点的坐标值，将该坐标值作为相对空间位置，即相对于该网格单元中被选定端点的相对位置。
S103：根据RGB值和相对空间位置确定插值因子。
在确定该待插值颜色相对于该网格单元的相对空间位置后，进一步根据该相对空间位置和其RGB确定一个插值因子，该插值因子的概念与前面所述的插值因子为同一概念。
在确定该插值因子时，首先将该网格单元的每条边向两方向延长，从而使相互垂直的延长线在每个端点处构成一个三角椎体，由于端点共8个，因此构成8个三角椎体；而当该待插值颜色的RGB值出现两个以上溢出时，该RBG值必定出现在其中一个三角椎体内，这里将包含该RGB值的三角椎体作为特定三角椎体；
然后，以该端点做网格单元的对角线，该对角线上延伸到该特定三角椎体内的延伸部分可以将该三角椎体分割为三个子椎体，所谓子椎体实际是指该延伸部分分别与两个网格单元的边的延长线构成的小椎体，这里，将该RGB值所处的子椎体作为特定子椎体；
最后，根据该特定子椎体与网格单元对应的边的边长确定出上述插值因子。
S104：利用预设的对角线外插算法计算待插值颜色的外插值。
在得到上述插值因子后，进一步利用一个预设的对角线外插算法对该待插值颜色的RGB值和插值因子进行计算，从而得到该待插值颜色的最终的外插值。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种基于3D LUT表的外插处理方法，该处理方法应用于影像处理系统，具体为当待插值颜色的RGB值中出现两个以上溢出时，确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；根据RGB值确定待插值颜色相对于网格单元的相对空间位置；根据RGB值和相对空间位置确定插值因子；利用预设的对角线外插算法对RGB值和插值因子进行外插运算，得到待插值颜色的外插值。由于根据上述外插处理方法对待插值颜色进行处理时，外插所形成的直线恰好是网格单元的对角线多构成的内插直线的延长线，使得最终插值所构成的曲面更加具有约束力，最终还原的色彩效果也就更好，从而解决了现有的插值处理方法在两个以上值溢出时色彩还原效果较差的问题。
实施例二
图3为本发明的另一种基于3D LUT表的外插处理方法实施例的步骤流程图。
参照图3所示，本实施例提供的外插处理方法应用于影像处理系统，用于在其影像的颜色的RGB值有两个值出现溢出时，对该颜色进行外插处理，具体的处理方法包括如下步骤：
S201：确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元。
当无法根据3D LUT表确定待插值颜色的数据时，从该表中确定距离该待插值颜色最近的网格单元。
S202：确定待插值颜色相对于该矩形单元的相对空间位置。
确定过程是根据该待插值颜色的RGB值进行处理的，该相对空间位置是指该颜RGB值所代表的坐标值相对于网格单元的位置。具体说就是在该网格单元的方位确定的情况下，确定该待插值颜色的RGB值处于该网格单元的相对方位。由于一个值没有溢出，因此该没有溢出的值可以以原有的线性插值处理方法进行处理，从这个方向来看该网格单元就成为一个平面的矩形单元。
具体来说，首先从该矩形单元的多个端点中选取一个端点，将该选取的端点作为坐标原点，设定该坐标原点的坐标为(0,0)；然后将该RGB值转换为相对于该坐标原点的坐标值，将该坐标值作为相对空间位置，即相对于该网格单元中被选定端点的相对位置，参照图4所示。该矩形单元的宽度与高度分别为W与H。
S203：根据RGB值和相对空间位置确定插值因子。
在确定该待插值颜色相对于该网格单元的相对空间位置后，进一步根据该相对空间位置和其RGB确定一个插值因子，该插值因子的概念与前面所述的插值因子为同一概念。
对于平面状态的矩形单元来说，参照图4所示，利用对角线
Figure BDA0001122016640000081
的延长线
Figure BDA00011220166400000810
将外插的空间划分为两个平面
Figure BDA0001122016640000082
与
Figure BDA0001122016640000083
然后根据
Figure BDA0001122016640000084
所在的平面再进行线性插值。
然后，计算出直线
Figure BDA0001122016640000085
的斜率T＝y/x。如果T≥H/W，此时点
Figure BDA0001122016640000086
位于
Figure BDA0001122016640000087
平面中；如果T<H/W，此时点
Figure BDA0001122016640000088
位于
Figure BDA0001122016640000089
平面中。
S204：利用预设的二维对角线外插算法计算待插值颜色的外插值。
在得到上述插值因子后，进一步利用一个预设的二维对角线外插算法对该待插值颜色的RGB值和插值因子进行计算，从而得到该待插值颜色的最终的外插值。
具体来说，如果点
Figure BDA0001122016640000091
位于
Figure BDA0001122016640000092
平面中，计算出
Figure BDA0001122016640000093
然后计算出
Figure BDA0001122016640000094
如果点
Figure BDA0001122016640000095
位于
Figure BDA0001122016640000096
平面中，计算出
Figure BDA0001122016640000097
然后计算出
Figure BDA0001122016640000098
从而得到在两个值溢出的情况下待插值颜色的外插值。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种基于3D LUT表的外插处理方法，该处理方法应用于影像处理系统，具体为当待插值颜色的RGB值中出现两个溢出时，确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；根据RGB值确定待插值颜色相对于网格单元的相对空间位置；根据RGB值和相对空间位置确定插值因子；利用预设的二维对角线外插算法对RGB值和插值因子进行外插运算，得到待插值颜色的外插值。由于根据上述外插处理方法对待插值颜色进行处理时，外插所形成的直线恰好是网格单元的对角线多构成的内插直线的延长线，使得最终插值所构成的曲面更加具有约束力，最终还原的色彩效果也就更好，从而解决了现有的插值处理方法在两个以上值溢出时色彩还原效果较差的问题。
实施例三
图5为本发明的又一种基于3D LUT表的外插处理方法实施例的步骤流程图。
参照图5所示，本实施例提供的外插处理方法应用于影像处理系统，用于在其影像的颜色的RGB值有三个值出现溢出时，对该颜色进行外插处理，具体的处理方法包括如下步骤：
S301：确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元。
当无法根据3D LUT表确定待插值颜色的数据时，从该表中确定距离该待插值颜色最近的网格单元。
S302：确定待插值颜色相对于该网格单元的相对空间位置。
确定过程是根据该待插值颜色的RGB值进行处理的，该相对空间位置是指该颜RGB值所代表的坐标值相对于网格单元的位置。具体说就是在该网格单元的方位确定的情况下，确定该待插值颜色的RGB值处于该网格单元的相对方位。
具体来说，首先从该矩形单元的多个端点中选取一个端点，将该选取的端点作为坐标原点，设定该坐标原点的坐标为(0,0)；然后将该RGB值转换为相对于该坐标原点的坐标值，将该坐标值作为相对空间位置，即相对于该网格单元中被选定端点的相对位置，参照图6所示。假设
Figure BDA0001122016640000101
的坐标为(0,0,0)(即便实际上不是(0,0,0)，也可通过简单的坐标变换达成之)，
Figure BDA0001122016640000102
的坐标为(x,y,z)，插值网格单元的宽度，高度与厚度分别为W，H与T，参照图6所示。
S303：根据RGB值和相对空间位置确定插值因子。
在确定该待插值颜色相对于该网格单元的相对空间位置后，进一步根据该相对空间位置和其RGB确定一个插值因子，该插值因子的概念与前面所述的插值因子为同一概念。
从图6中可以看出，所有三个轴的坐标均上溢的点位于
Figure BDA0001122016640000103
Figure BDA00011220166400001014
所构成的锥体内。而对角线
Figure BDA0001122016640000104
的延长线
Figure BDA0001122016640000105
将这个锥体划分为三个子锥体：
Figure BDA0001122016640000106
以及
Figure BDA0001122016640000107
三维对角线分割外插法就是根据点
Figure BDA0001122016640000108
所在的子锥内进行线性插值。上图展示的点P位于子锥体
Figure BDA0001122016640000109
之内，而点
Figure BDA00011220166400001010
则是直线
Figure BDA00011220166400001011
与平面
Figure BDA00011220166400001012
的交点。
首先，计算出点P的归一化坐标：x'＝x，y'＝y·W/H，z'＝z·W/T。然后计算出点P的归一化坐标的最小值：m＝min(x',y',z')。如果m＝＝x'，则点
Figure BDA00011220166400001013
位于子锥体
Figure BDA0001122016640000111
之内。
然后计算出点
Figure BDA0001122016640000112
相对于
Figure BDA0001122016640000113
的插值因子f＝x/W；再计算出
Figure BDA0001122016640000114
的Y轴与Z轴坐标分别为y/f以及z/f，最后针对
Figure BDA0001122016640000115
所构成的二维插值网格，对点
Figure BDA0001122016640000116
的YZ轴坐标利用二维对角线外插法求解出
Figure BDA0001122016640000117
的值。
S304：利用预设的三维对角线外插算法计算待插值颜色的外插值。
在得到上述插值因子后，进一步利用一个预设的三维对角线外插算法对该待插值颜色的RGB值和插值因子进行计算，从而得到该待插值颜色的最终的外插值。
具体来说，当点
Figure BDA0001122016640000118
位于子锥体
Figure BDA0001122016640000119
之内时，根据
Figure BDA00011220166400001110
相对于
Figure BDA00011220166400001111
的插值因子f＝x/W，
Figure BDA00011220166400001112
的Y轴与Z轴坐标分别为y/f以及z/f。最终利用该三维对角线外插算法计算出
Figure BDA00011220166400001113
得到该待插值颜色的外插值。
Figure BDA00011220166400001114
位于子锥体
Figure BDA00011220166400001115
之内和位于子锥体
Figure BDA00011220166400001116
之内的求解方法类似与m＝＝x'情况类似，这里不再赘述。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种基于3D LUT表的外插处理方法，该处理方法应用于影像处理系统，具体为当待插值颜色的RGB值中出现三个溢出时，确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；根据RGB值确定待插值颜色相对于网格单元的相对空间位置；根据RGB值和相对空间位置确定插值因子；利用预设的三维对角线外插算法对RGB值和插值因子进行外插运算，得到待插值颜色的外插值。由于根据上述外插处理方法对待插值颜色进行处理时，外插所形成的直线恰好是网格单元的对角线多构成的内插直线的延长线，使得最终插值所构成的曲面更加具有约束力，最终还原的色彩效果也就更好，从而解决了现有的插值处理方法在两个以上值溢出时色彩还原效果较差的问题。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
实施例四
图7为本发明的一种基于3D LUT表的外插处理装置实施例的结构框图。
参照图7所示，本实施例提供的外插处理装置应用于影像处理系统，用于在其影像的颜色的RGB值有两个或两个以上值出现溢出时，对该颜色进行外插处理，具体的处理装置包括网格单元确定模块10、空间位置确定模块20、插值因子确定模块30和外插值计算模块40。
网格单元确认模块10用于确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元。
即在颜色处理过程中，当无法根据3D LUT表确定待插值颜色的数据时，从该表中确定距离该待插值颜色最近的网格单元。
空间位置确定模块20用于确定待插值颜色相对于该网格单元的相对空间位置。
确定过程是根据该待插值颜色的RGB值进行处理的，该相对空间位置是指该颜RGB值所代表的坐标值相对于网格单元的位置。具体说就是在该网格单元的方位确定的情况下，确定该待插值颜色的RGB值处于该网格单元的相对方位。该模块具体包括坐标原点确定单元21和位置确定单元22。
坐标原点确定单元21用于从该网格单元的多个端点中选取一个端点，将该选取的端点作为坐标原点，设定该坐标原点的坐标为(0,0,0)；位置确定单元22用于将该RGB值转换为相对于该坐标原点的坐标值，并将该坐标值作为相对空间位置，即相对于该网格单元中被选定端点的相对位置。
插值因子确定模块30用于根据RGB值和相对空间位置确定插值因子。
在空间位置确定模块20确定该待插值颜色相对于该网格单元的相对空间位置后，进一步根据该相对空间位置和其RGB确定一个插值因子，该插值因子的概念与前面所述的插值因子为同一概念。该插值因子确定模块30具体包括三角椎体划分单元31、子椎体划分单元32和插值因子计算单元33。
三角椎体划分单元31用于将该网格单元的每条边向两方向延长，从而使相互垂直的延长线在每个端点处构成一个三角椎体，由于端点共8个，因此构成8个三角椎体；而当该待插值颜色的RGB值出现两个以上溢出时，该RBG值必定出现在其中一个三角椎体内，这里将包含该RGB值的三角椎体作为特定三角椎体；
子椎体划分单元32用于以该端点做网格单元的对角线，该对角线上延伸到该特定三角椎体内的延伸部分可以将该三角椎体分割为三个子椎体，所谓子椎体实际是指该延伸部分分别与两个网格单元的边的延长线构成的小椎体，这里，将该RGB值所处的子椎体作为特定子椎体；
插值因子计算单元33则根据该特定子椎体与网格单元对应的边的边长确定出上述插值因子。
外插值计算模块40用于利用预设的对角线外插算法计算待插值颜色的外插值。
在得到上述插值因子后，进一步利用一个预设的对角线外插算法对该待插值颜色的RGB值和插值因子进行计算，从而得到该待插值颜色的最终的外插值。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种基于3D LUT表的外插处理装置，该处理装置应用于影像处理系统，具体为当待插值颜色的RGB值中出现两个以上溢出时，确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；根据RGB值确定待插值颜色相对于网格单元的相对空间位置；根据RGB值和相对空间位置确定插值因子；利用预设的对角线外插算法对RGB值和插值因子进行外插运算，得到待插值颜色的外插值。由于根据上述外插处理方法对待插值颜色进行处理时，外插所形成的直线恰好是网格单元的对角线多构成的内插直线的延长线，使得最终插值所构成的曲面更加具有约束力，最终还原的色彩效果也就更好，从而解决了现有的插值处理方法在两个以上值溢出时色彩还原效果较差的问题。
在上述实施例中，如果只有两个值出现溢出的情况下，由于一个值没有溢出，因此该没有溢出的值可以以原有的线性插值处理方法进行处理，从这个方向来看该网格单元就成为一个平面的矩形单元，参照图4所示。该矩形单元的宽度与高度分别为W与H。
对于该平面状态的矩形单元来说，利用对角线
Figure BDA0001122016640000141
的延长线
Figure BDA0001122016640000142
Figure BDA00011220166400001427
将外插的空间划分为两个平面
Figure BDA0001122016640000143
与
Figure BDA0001122016640000144
然后根据
Figure BDA0001122016640000145
所在的平面再进行线性插值。
然后，计算出直线
Figure BDA0001122016640000146
的斜率T＝y/x。如果T≥H/W，此时点
Figure BDA0001122016640000147
位于
Figure BDA0001122016640000148
平面中；如果T<H/W，此时点
Figure BDA0001122016640000149
位于
Figure BDA00011220166400001410
平面中。该外插值计算模块40包括第一外插计算单元41，参照图8所示。
如果点
Figure BDA00011220166400001411
位于
Figure BDA00011220166400001412
平面中，第一外插计算单元41利用该预设的二维对角线外插算法计算出
Figure BDA00011220166400001413
然后计算出
Figure BDA00011220166400001414
如果点
Figure BDA00011220166400001415
位于
Figure BDA00011220166400001416
平面中，计算出
Figure BDA00011220166400001417
然后计算出
Figure BDA00011220166400001418
从而得到在两个值溢出的情况下待插值颜色的外插值。
当三个值全部溢出时，参照图6所示。假设
Figure BDA00011220166400001419
的坐标为(0,0,0)(即便实际上不是(0,0,0)，也可通过简单的坐标变换达成之)，
Figure BDA00011220166400001420
的坐标为(x,y,z)，插值网格单元的宽度，高度与厚度分别为W，H与T，。
所有三个轴的坐标均上溢的点位于
Figure BDA00011220166400001421
所构成的锥体内。而对角线
Figure BDA00011220166400001422
的延长线
Figure BDA00011220166400001423
将这个锥体划分为三个子锥体：
Figure BDA00011220166400001424
Figure BDA00011220166400001428
以及
Figure BDA00011220166400001426
三维对角线分割外插法就是根据点
Figure BDA0001122016640000151
所在的子锥内进行线性插值。上图展示的点P位于子锥体
Figure BDA0001122016640000152
之内，而点
Figure BDA0001122016640000153
则是直线
Figure BDA0001122016640000154
与平面
Figure BDA0001122016640000155
的交点。
首先，计算出点P的归一化坐标：x'＝x，y'＝y·W/H，z'＝z·W/T。然后计算出点P的归一化坐标的最小值：m＝min(x',y',z')。如果m＝＝x'，则点
Figure BDA0001122016640000156
位于子锥体
Figure BDA0001122016640000157
之内。
然后计算出点
Figure BDA0001122016640000158
相对于
Figure BDA0001122016640000159
的插值因子f＝x/W；再计算出
Figure BDA00011220166400001510
的Y轴与Z轴坐标分别为y/f以及z/f，最后针对
Figure BDA00011220166400001511
所构成的二维插值网格，对点
Figure BDA00011220166400001512
的YZ轴坐标利用二维对角线外插法求解出
Figure BDA00011220166400001513
的值。
具体来说，当点
Figure BDA00011220166400001514
位于子锥体
Figure BDA00011220166400001515
之内时，根据
Figure BDA00011220166400001516
相对于
Figure BDA00011220166400001517
的插值因子f＝x/W，
Figure BDA00011220166400001518
的Y轴与Z轴坐标分别为y/f以及z/f。该外插计算模块40还包括第二外插计算单元42，参照图8所示，该第二外插计算单元42用于利用该三维对角线外插算法计算出
Figure BDA00011220166400001519
从而得到该待插值颜色的外插值。
Figure BDA00011220166400001520
位于子锥体
Figure BDA00011220166400001521
之内和位于子锥体
Figure BDA00011220166400001522
之内的求解方法类似与m＝＝x'情况类似，这里不再赘述。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种基于3D LUT表的外插处理装置，该处理装置应用于影像处理系统，具体为当待插值颜色的RGB值中出现两个以上溢出时，确定待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；根据RGB值确定待插值颜色相对于网格单元的相对空间位置；根据RGB值和相对空间位置确定插值因子；利用预设的二维/三维对角线外插算法对RGB值和插值因子进行外插运算，得到待插值颜色的外插值。由于根据上述外插处理方法对待插值颜色进行处理时，外插所形成的直线恰好是网格单元的对角线多构成的内插直线的延长线，使得最终插值所构成的曲面更加具有约束力，最终还原的色彩效果也就更好，从而解决了现有的插值处理方法在两个以上值溢出时色彩还原效果较差的问题。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于3D LUT表的外插处理方法，应用于影像处理系统，其特征在于，所述外插处理方法具体包括步骤：
当待插值颜色的RGB值中出现两个以上溢出时，确定所述待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；
根据所述RGB值确定所述待插值颜色相对于所述网格单元的相对空间位置；
根据所述RGB值和所述相对空间位置确定插值因子；
利用预设的对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算，得到所述待插值颜色的外插值；
所述预设的对角线外插算法包括预设的二维对角线外插算法和预设的三维对角线外插算法；所述预设的二维对角线外插算法，具体的，包括下列步骤：
利用对角线
Figure FDA0002563224300000011
的延长线
Figure FDA0002563224300000012
将外插的平面划分为两个子平面
Figure FDA0002563224300000013
与
Figure FDA0002563224300000014
计算直线
Figure FDA0002563224300000015
的斜率T＝y/x；
直线斜率T≥H/W，此时点
Figure FDA0002563224300000016
位于
Figure FDA0002563224300000017
子平面中,计算
Figure FDA0002563224300000018
然后再计算出
Figure FDA0002563224300000019
其中Intp是线性插值运算符，在
Figure FDA00025632243000000110
中用于对
Figure FDA00025632243000000111
和
Figure FDA00025632243000000112
进行插值因子为
Figure FDA00025632243000000113
的线性插值；
所述直线斜率T＜H/W，此时点
Figure FDA00025632243000000114
位于
Figure FDA00025632243000000115
子平面中，计算出
Figure FDA00025632243000000116
然后再计算出
Figure FDA00025632243000000117
所述点
Figure FDA00025632243000000118
和
Figure FDA00025632243000000119
为当待插值颜色的RGB值中出现两个溢出时，确定所述待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元的四个端点，假设点
Figure FDA00025632243000000120
的坐标为(0,0)，其他端点可以此类推；所述点
Figure FDA00025632243000000121
为根据所述RGB值确定所述待插值颜色相对于所述网格单元的相对空间位置；所述点
Figure FDA00025632243000000122
为直线
Figure FDA00025632243000000123
与直线(10,11)的交点，直线的选取与点
Figure FDA00025632243000000124
所处的自平面有关；所述W、H分别为所述网格单元在X轴和Y轴上的长度；
其中，A点表示直线(01,11)的延长线上任意一点、B点表示直线(10,11)的延长线上任意一点、C表示直线(00,11)的延长线上任意一点；
所述预设的三维对角线外插算法，具体的，包括下列步骤：
利用对角线
Figure FDA0002563224300000021
的延长线
Figure FDA0002563224300000022
将
Figure FDA0002563224300000023
锥体分为三个子锥体：
Figure FDA0002563224300000024
以及
Figure FDA0002563224300000025
Figure FDA0002563224300000026
计算出点P的归一化坐标：x'＝x，y'＝y·W/H，z’＝z·W/T’然后计算出点P的归一化坐标的最小值：m＝min(x',y',z')；
若所述m＝x’，此时点
Figure FDA0002563224300000027
位于子锥体
Figure FDA0002563224300000028
之内，计算点
Figure FDA0002563224300000029
相对于
Figure FDA00025632243000000210
Figure FDA00025632243000000211
的插值因子f＝x/W；
计算出
Figure FDA00025632243000000212
的Y轴与Z轴坐标分别为y/f以及z/f，最后针对
Figure FDA00025632243000000213
Figure FDA00025632243000000214
所构成的二维插值网格，对点
Figure FDA00025632243000000215
的YZ轴坐标利用预设的二维对角线外插算法求解出
Figure FDA00025632243000000216
的值；
根据
Figure FDA00025632243000000217
相对于
Figure FDA00025632243000000218
的插值因子f＝x/W，
Figure FDA00025632243000000219
的Y轴与Z轴坐标分别为y/f以及z/f，计算出
Figure FDA00025632243000000220
若
Figure FDA00025632243000000221
位于子锥体
Figure FDA00025632243000000222
之内和位于子锥体
Figure FDA00025632243000000223
Figure FDA00025632243000000224
之内，则采用类似于m＝x’求解方法；
所述W、H和T’分别为所述网格单元的网格单元X轴，Y轴和Z轴上的长度；所述
Figure FDA00025632243000000225
锥体为网格单元十二条边的延长线与8个顶点各自组成的8个锥体中，包含有点
Figure FDA00025632243000000226
的锥体；所述点
Figure FDA00025632243000000227
为根据所述RGB值确定所述待插值颜色相对于所述网格单元的相对空间位置；所述点
Figure FDA00025632243000000228
则是直线
Figure FDA00025632243000000229
与平面的交点，在不同的子锥体中为不同的平面；
其中，A1点表示直线(011,111)的延长线上任意一点，B1点表示(101,111)的延长线上任意一点，C1点表示直线(110,111)的延长线上任意一点，D1点表示直线(000,111)的延长线上任意一点。
2.如权利要求1所述的外插处理方法，其特征在于，所述根据所述RGB值确定所述待插值颜色相对于所述网格单元的相对空间位置，包括：
从所述网格单元的多个端点中选定一个端点作为坐标原点；
确定所述RGB值相对于所述坐标原点的坐标值，将所述坐标值作为所述相对空间位置。
3.如权利要求2所述的外插处理方法，其特征在于，所述根据所述RGB值和所述空间位置确定插值因子，包括：
将所述网格单元的每一条边进行双向延长，得到以每个所述网格单元的端点为顶点的8个三角锥体，将所述RGB值的坐标值所处的三角锥体作为特定三角锥体；
以所述网格单元的对角线为中线将所述特定三角锥体划分为3个子锥体，将所述RGB值所在的子锥体做为特定子锥体；
根据所述特定子锥体对应的所述网格单元的边确定所述插值因子。
4.如权利要求1所述的外插处理方法，其特征在于，所述利用预设的对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算，包括：
当所述RGB值中出现两个溢出时，利用预设的二维对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算。
5.如权利要求1所述的外插处理方法，其特征在于，所述利用预设的对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算，包括：
当所述RGB值中出现三个溢出时，利用预设的三维对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算。
6.一种基于3D LUT表的外插处理装置，应用于影像处理系统，其特征在于，所述外插处理装置具体包括：
网格单元确定模块，用于当待插值颜色的RGB值中出现两个以上溢出时，确定所述待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元；空间位置确定模块，用于根据所述RGB值确定所述待插值颜色相对于所述网格单元的相对空间位置；
插值因子确定模块，用于根据所述RGB值和所述相对空间位置确定插值因子；
外插值计算模块，用于利用预设的对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算，得到所述待插值颜色的外插值；
所述预设的对角线外插算法包括预设的二维对角线外插算法和预设的三维对角线外插算法；
所述预设的二维对角线外插算法，具体的，包括下列步骤：
利用对角线
Figure FDA0002563224300000041
的延长线
Figure FDA0002563224300000042
将外插的平面划分为两个子平面
Figure FDA0002563224300000043
与
Figure FDA0002563224300000044
计算直线
Figure FDA0002563224300000045
的斜率T＝y/x；
直线斜率T≥H/W，此时点
Figure FDA0002563224300000046
位于
Figure FDA0002563224300000047
子平面中,计算
Figure FDA0002563224300000048
然后再计算出
Figure FDA0002563224300000049
其中Intp是线性插值运算符，在
Figure FDA00025632243000000410
中用于对
Figure FDA00025632243000000411
和
Figure FDA00025632243000000412
进行插值因子为
Figure FDA00025632243000000413
的线性插值；
所述直线斜率T＜H/W，此时点
Figure FDA00025632243000000414
位于
Figure FDA00025632243000000415
子平面中，计算出
Figure FDA00025632243000000416
然后再计算出
Figure FDA00025632243000000417
所述点
Figure FDA00025632243000000418
和
Figure FDA00025632243000000419
为当待插值颜色的RGB值中出现两个溢出时，确定所述待插值颜色在3D LUT表中最近的网格单元的四个端点，假设点
Figure FDA00025632243000000420
的坐标为(0,0)，其他端点可以此类推；所述点
Figure FDA00025632243000000421
为根据所述RGB值确定所述待插值颜色相对于所述网格单元的相对空间位置；所述点
Figure FDA00025632243000000422
为直线
Figure FDA00025632243000000423
与直线(10,11)的交点，直线的选取与点
Figure FDA00025632243000000424
所处的自平面有关；所述W、H分别为所述网格单元在X轴和Y轴上的长度；
其中，A点表示直线(01,11)的延长线上任意一点、B点表示直线(10,11)的延长线上任意一点、C表示直线(00,11)的延长线上任意一点；
所述预设的三维对角线外插算法，具体的，包括下列步骤：
利用对角线
Figure FDA00025632243000000425
的延长线
Figure FDA00025632243000000426
将
Figure FDA00025632243000000427
锥体分为三个子锥体：
Figure FDA00025632243000000428
以及
Figure FDA00025632243000000429
Figure FDA00025632243000000430
计算出点P的归一化坐标：x'＝x，y'＝y·W/H，z’＝z·W/T’，然后计算出点P的归一化坐标的最小值：m＝min(x',y',z')；
若所述m＝x’，此时点
Figure FDA00025632243000000431
位于子锥体
Figure FDA00025632243000000432
之内，计算点
Figure FDA00025632243000000433
相对于
Figure FDA00025632243000000434
的插值因子f＝x/W；
计算出
Figure FDA0002563224300000051
的Y轴与Z轴坐标分别为y/f以及z/f，最后针对
Figure FDA0002563224300000052
Figure FDA0002563224300000053
所构成的二维插值网格，对点
Figure FDA0002563224300000054
的YZ轴坐标利用预设的二维对角线外插算法求解出
Figure FDA0002563224300000055
的值；
根据
Figure FDA0002563224300000056
相对于
Figure FDA0002563224300000057
的插值因子f＝x/W，
Figure FDA0002563224300000058
的Y轴与Z轴坐标分别为y/f以及z/f，计算出
Figure FDA0002563224300000059
若
Figure FDA00025632243000000510
位于子锥体
Figure FDA00025632243000000511
之内和位于子锥体
Figure FDA00025632243000000512
Figure FDA00025632243000000513
之内，则采用类似于m＝x’求解方法；
所述W、H和T’分别为为所述网格单元的网格单元X轴，Y轴和Z轴上的长度；所述
Figure FDA00025632243000000514
锥体为网格单元十二条边的延长线与8个顶点各自组成的8个锥体中，包含有点
Figure FDA00025632243000000515
的锥体；所述点
Figure FDA00025632243000000516
为根据所述RGB值确定所述待插值颜色相对于所述网格单元的相对空间位置；所述点
Figure FDA00025632243000000517
则是直线
Figure FDA00025632243000000518
与平面的交点，在不同的子锥体中为不同的平面；
其中，A1点表示直线(011,111)的延长线上任意一点，B1点表示(101,111)的延长线上任意一点，C1点表示直线(110,111)的延长线上任意一点，D1点表示直线(000,111)的延长线上任意一点。
7.如权利要求6所述的外插处理装置，其特征在于，所述空间位置确定模块包括：
坐标原点确定单元，用于从所述网格单元的多个端点中选定一个端点做为坐标原点；
位置确定单元，用于确定所述RGB值相对于所述坐标原点的坐标值，将所述坐标值作为所述相对空间位置。
8.如权利要求7所述的外插处理装置，其特征在于，所述插值因子确定模块包括：
三角锥体划分单元，用于将所述网格单元的每一条边进行双向延长，得到以每个所述网格单元的端点为顶点的8个三角锥体，将所述RGB值的坐标值所处的三角锥体作为特定三角锥体；
子锥体划分单元，用于以所述网格单元的对角线为中线将所述特定三角锥体划分为3个子锥体，并将所述RGB值所在的子锥体做为特定子锥体；
插值因子计算单元，用于根据所述特定子锥体对应的所述网格单元的边确定所述插值因子。
9.如权利要求6所述的外插处理装置，其特征在于，所述外插值计算模块包括：
第一外插计算单元，用于当所述RGB值中出现两个溢出时，利用预设的二维对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算。
10.如权利要求6所述的外插处理装置，其特征在于，所述外插计算模块包括：
第二外插计算单元，用于当所述RGB值中出现三个溢出时，利用预设的三维对角线外插算法对所述RGB值和所述插值因子进行外插运算。
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