CN108604133B - 图像形成的改进 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种处理彩色图像数据的方法，其包括：接收对应于图像的第一区域和第二区域的图像数据，所述图像具有被表示在第一颜色空间中的颜色信息；将图像数据的颜色信息从第一颜色空间转换到第二颜色空间，映射被布置为基本上保持颜色信息的感知颜色并且选择第一区域和第二区域的元明度；并且输出具有第二颜色空间中的颜色信息的图像数据。
Description
背景技术
一直期望形成对观看者更有吸引力的图像。图像可以被形成为静态图像，诸如印刷或以其他方式形成在介质上或电子地形成在显示设备上。在印刷领域，创新已经包括新的墨或墨粉物质、将物质施加到介质上的方法以及介质的进步。近年来，从阴极射线管(CRT)到液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)以及最近的有机发光二极管(OLED)，已经出现了许多新的显示技术。开发这些技术的驱动力之一在于对更具吸引力的图像的期望。较新的兴趣在于控制显示器以调制其对生物钟(Circadian Clocks)、睡意和警觉性中的一个或多个的影响。
本发明的实施例的目的在于至少缓解现有技术中的一个或多个问题。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例描述本发明的实施例，其中：
图1示出了根据本发明实施例的设备的示意图；
图2示出了根据本发明实施例的输出装置的图示；
图3示出了根据本发明实施例的光谱的图示；
图4示出了根据本发明实施例的输出光谱的图示；
图5示出了根据本发明实施例的另一光谱的图示；并且
图6示出了根据本发明的实施例的黑视素(melanopsin)的光谱灵敏度函数。
具体实施方式
产生有吸引力的和逼真的图像的一个方面在于表示图像明度。图像明度还可以对观看者的生物钟、睡意和警觉性产生影响。目前，通过控制图像区域的亮度(luminance)来确定明度(brightness)，其中亮度是与眼睛的视锥受体相关的光强度的光度测量。本发明的实施例提供了用于处理彩色图像数据的方法和装置、用于输出图像的显示设备以及其中图像的至少一部分的元明度(meta-brightness)被控制的成像设备。如将要解释的，元明度是由于黑视素激发引起的图像的至少一部分的明度。
图1示出了根据本发明的实施例的装置100。装置100是用于处理彩色图像数据以控制图像数据的元明度的装置。图像数据的元明度可以由装置100控制，同时基本上保持图像数据中的颜色信息的感知颜色。
该装置包括控制单元110、用于接收图像数据的输入单元120以及用于输出图像数据的输出单元130。控制单元110包括处理器111和存储器112，所述存储器112可以由一个或多个存储设备形成以用于存储数据。如将要解释的，存储器112存储数据以用于允许处理器将接收到的图像数据的第一颜色空间转换为第二颜色空间以便控制图像数据的元明度。
输入单元120根据一个或多个预定的标准操作以接收图像数据。如将被理解的，图像数据可以是静态图像数据或诸如由多个静态图像形成的动态图像数据。输入单元120可以形成有线或无线接口，以用于接收来自另一设备(图1中未示出)的图像数据。输入单元120可以根据一个或多个预定的标准(诸如如由CEA-861等定义的IEEE 802.11、HDMI)操作，以接收图像数据。将认识到输入单元120可以符合其他标准并且这些仅仅是示例性的。
输出单元130被布置为将图像数据输出到诸如显示设备或打印设备(图1中未示出)的输出设备。如将被理解的，图像数据可以是静态图像数据或诸如由多个静态图像形成的动态图像数据。输出单元130可以形成有线或无线接口，以用于将图像数据输出到显示设备。在一个实施例中，输出单元130根据IEEE 802.11操作，但是应当认识到这仅仅是示例性的。
由输入单元120接收到的图像数据包括图像区域的颜色信息，其中颜色信息被表示在第一颜色空间中。第一颜色空间可以相对于多个基色或原色定义图像数据的区域的颜色。在一些实施例中，可以存在三个基色，尽管可以认识到，可以使用其他数量的基色。第一颜色空间可以是RGB颜色空间、XYZ颜色空间或其衍生物(诸如CIE-Lab)。应当理解，上述列表仅仅是说明性的而非限制性的。例如，在图像数据中，诸如点位置或像素的区域可以具有由指示原色中的每个的颜色的多个值定义的颜色。例如，数值可以被用于定义红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)中的每个的颜色水平。类似地，在CIE颜色空间中，每个位置或像素的颜色由针对色调和饱和度的xy坐标以及针对亮度的Y值定义。因此，CIE颜色空间依据xyY值来定义像素。另一示例第一颜色空间是由XYZ定义的颜色。以这种方式，图像数据的每个区域的颜色在第一颜色空间中被定义。
具有被表示在第一颜色空间中的颜色信息的图像数据被从输入单元120传送到控制单元110。控制单元110被布置为将图像数据的颜色信息从第一颜色空间映射到第二颜色空间。特别地，在一些实施例中，处理器111被布置为确定图像数据的一部分的颜色信息(诸如针对图像数据的区域或像素)，并且将颜色信息从第一颜色空间转换到第二颜色空间。在一个实施例中，处理器111可以基于第一颜色空间中的第一颜色信息，通过在存储器112中查找对应于第二颜色空间的颜色信息来执行转换。在其他实施例中，处理器111可以使用一个或多个预定义的函数来将颜色信息从第一颜色空间转换到第二颜色空间。
第二颜色空间可包括颜色信息和元明度信息。在一些实施例中，第二颜色空间还包括亮度信息。颜色信息定义每个位置的颜色，亮度信息定义位置的亮度，并且元明度定义位置的元明度。元明度信息可以包括多个预定的元明度水平或状态中的一个的标识。如将要解释的，在一些实施例中，使用两个元明度水平。然而，在一些实施例中可以使用多于两个的元明度水平。在本发明的一些实施例中，第二颜色空间包括四个原色。在一些实施例中，第二颜色空间的基色是紫色-青色-红色-黄色(VCRY)。然而，应当认识到，本发明的实施例不限于四个原色，并且可以设想其他数量(大于四个)的原色。
为了更好地理解本发明的实施例，作为示例，现在将提供对实验布置以及第一颜色空间与第二颜色空间之间的转换的描述。
图2示出了根据本发明的实施例的系统200。系统200是图像投影系统，其包括被通信地耦合到第一投影设备220和第二投影设备230的计算设备210。响应于计算设备210，投影设备220、230被布置为将图像投影到表面上。投影设备220、230各自包括光源以及用于在表面上形成彩色图像的图像形成装置，并且被对齐使得由每个设备220、230投影的图像在表面上被对齐。计算设备被布置为控制投影设备220、230并且向其提供图像数据，投影设备220、230将对应于所述图像数据的图像投影到表面上，即，控制两个投影设备220、230以接收来自计算设备210的相同的图像数据。
图3示出了有利于理解本发明实施例的多个光谱(spectra)(特别是参照图2)。图3A示出了在没有任何滤波的情况下每个投影仪220、230的光谱输出。然而，期望在VCRY颜色空间中形成图像以用于根据本发明实施例控制图像的元明度。根据本发明的实施例的VCRY颜色空间的光谱(spectrum)被示出在图3B和图5中。
更具体地参照图5，VCRY光谱包括对应于VCRY颜色中的每个的发光区域或峰。在一个实施例中，对应于紫色(V)的第一峰510具有410-470nm范围内的波长；对应于青色(C)的第二第一峰520具有约470-540nm的波长；对应于红色(R)的第三峰530具有约580-700nm的波长(在一些实施例中，红色波长可以继续到例如740nm)并且对应于黄色(Y)的第四峰540具有约520-610nm的波长。然而，前述峰中的一个或多个可以：对于第一(紫色)原色，在430-470nm的区域内；对于第二(青色)原色，在470-510nm的区域内；对于第三(红色)原色，在580-700nm的区域内；和/或对于第四(紫色)原色，在560-610nm的区域内。应当认识到，可以设想前述范围的各种组合。与例如RGB颜色空间相反，第二颜色空间不包括其发光波长对应于蓝色的单个原色，其中蓝色可以被定义为440-480nm之间的波长区域中的峰。在本发明的实施例中，VCRY光谱包括具有小于520nm的峰波长的两个原色。小于520nm的两个原色可以被间隔开。间隔可以使得VCRY光谱中的间隙或空间存在于440-480nm之间的某处，其可能对应于蓝色波长。
为了在VCRY颜色空间中形成图像，第一投影仪220配备有陷波滤波器，并且第二投影仪配备有带通滤波器。将认识到，可以设想在VCRY颜色空间中形成图像的其他方法。陷波滤波器的光谱效率被示出在图3C中，并且带通滤波器的光谱效率被示出在图3D中。第一投影仪220与陷波滤波器结合用于形成图像的V、Y和R通道，并且第二投影仪230与带通滤波器结合用于形成图像的C通道。陷波滤波器可以是463/571nm品红色滤波器，并且带通滤波器可以是484/604nm绿色滤波器，两者均可从Halma plc的子公司Pixelteq获得。然而，将认识到，可以使用具有类似光谱效率的其他滤波器。如将要解释的，通过计算设备210向配备有不同滤波器的第一投影仪220和第二投影仪230两者提供图像数据以组合地将图像投影在VCRY颜色空间中，使得图像的元明度或图像的区域可以被控制。特别地，在一个实施例中，图像包括具有第一元明度的一个或多个区域以及具有第二元明度的一个或多个区域。第一元明度可以是较高水平的元明度，其可以被称为m-HIGH，并且第二元明度水平可以是较低水平的元明度，其可以被称为m-LOW。应当理解，可以设想其他数量的元明度水平。
在本发明的实施例中，控制VCRY原色(紫色-青色-红色-黄色中的每个)以产生图像，其中m-HIGH和m-LOW状态两者的像素通常具有相同的色调、饱和度和亮度。在一些实施例中，这些属性中的一个或两个可以被认为分别比其他两个或一个更重要。例如，可以控制原色，使得在两个元明度状态之间仅色调和饱和度通常相等。在本发明的实施例中，元明度由光谱效率函数或光谱灵敏度函数M定义。M可以受黑视素光谱效率函数的影响或者从黑视素光谱效率函数导出，所述黑视素光谱效率函数表示眼睛对光波长的黑视素响应。M相对于波长的示例图被示出在图6中。黑视素光谱效率函数表示眼睛对光波长的黑视素响应。如图6所示，在一个实施例中，M对480nm的光波长(λmax)具有峰响应。然而，应当理解，λmax可以在440nm与515nm之间。
参照图4，在图4B中的图示示出了xy颜色空间中具有以星形指示的位置的颜色，并且在图4A中以第一元明度水平m-HIGH 410和第二元明度水平m-LOW420示出了VCRY原色或通道的对应的光谱输出。因此，对于观看者，两个组合的光谱输出看起来是相同的颜色，但是在元明度上不同。
现在将提供对从第一颜色空间到第二颜色空间的转换的说明，其中第二颜色空间以不同的元明度配置提供对第一颜色空间中的颜色的表示。
如以上指出的，像素的颜色可以在XYZ或RGB颜色空间中表示为一组相应的坐标。根据这些坐标，可以针对像素将色调和饱和度描述为xy坐标，并且对于给定的光谱输出，亮度可以在CIE颜色空间中被表示为Y。因此，如将理解的，像素的xyY值可以从其XYZ或RGB值导出。
对于第二颜色空间的VCRY原色的组合，可以描述XYZ和M坐标。M的值定义了第二颜色空间中的元明度。这种描述基于每个通道或原色的光谱功率分布以及XYZ和M中的每个的光谱效率函数X。每个原色的光谱功率分布分别被表示为QV、QC、QR和QY。M的光谱效率可以基于黑视素灵敏度函数来确定。如下，可以提供矩阵，其允许这些函数的组合计算每个VCRY原色的XYZM坐标。
| V | C | R | Y | |
| X | V(X) | C(X) | R(X) | Y(X) |
| Y | V(Y) | C(Y) | R(Y) | Y(Y) |
| Z | V(Z) | C(Z) | R(Z) | Y(Z) |
| M | V(M) | C(M) | R(M) | Y(M) |
矩阵1
其中，例如，V(X)是来源于V原色的输出的X坐标。
基于以上矩阵1和上述函数，可以将以下分量计算为：
V(X)＝∫QV(λ).X(λ).d(λ) (等式1a，i-iv)
V(Y)＝∫QV(λ).Y(λ).d(λ)
V(Z)＝∫QV(λ).Z(λ).d(λ)
V(M)＝∫QV(λ).M(λ).d(λ)
C(X)＝∫QC(λ).X(λ).d(λ) (等式1b，i-iv)
C(Y)＝∫QC(λ).Y(λ).d(λ)
C(Z)＝∫QC(λ).Z(λ).d(λ)
C(M)＝∫QC(λ).M(λ).d(λ)
R(X)＝∫QR(λ).X(λ).d(λ) (等式1c，i-iv)
R(Y)＝∫QR(λ).Y(λ).d(λ)
R(Z)＝∫QR(λ).Z(λ).d(λ)
R(M)＝∫QR(λ).M(λ).d(λ)
Y(X)＝∫QY(λ).X(λ).d(λ) (等式1d，i-iv)
Y(Y)＝∫QY(λ).Y(λ).d(λ)
Y(Z)＝∫QY(λ).Z(λ).d(λ)
Y(M)＝∫QY(λ).M(λ).d(λ)
其中，如以上指出的，Q为相应的原色的光谱功率分布，诸如紫色(V)相对于波长λ的光谱功率分布并且X(λ)为光谱效率函数。因此，例如，等式1ai被用于将由V通道提供的X坐标确定为V(X)等。
每个原色的输出可以被定义为分别表示最小输出和最大输出的第一限制与第二限制之间的值。限制可以分别对应于0和255，但将认识到，可以使用其他限制。因此，在一个实施例中，每个原色的输出可以是0-255范围内的值。每个原色的输出可以被表示为vi、ci、ri、yi。为了确定每个原色输出的值的影响(即在一个实施例中在0和255之间改变vi、ci、ri、yi)，针对每个通道使用伽马校正。在一个实施例中，假设伽马校正是由常数kv、kc、kr、ky描述的标度函数(scaling function)。然而，应当理解，可以使用其他伽马校正函数。因此，任何像素的4D(XYZM)第二颜色空间坐标可以基于其原色的值(即如基于等式2a-d的vi、ci、ri、yi的值)来确定。
X＝vi.kv.V(X)+ci.kc.C(X)+ri.kr.R(X)+yi.ky.Y(X) (等式2a)
Y＝vi.kv.V(Y)+ci.kc.C(Y)+ri.kr.R(Y)+yi.ky.Y(Y) (等式2b)
Z＝vi.kv.V(Z)+ci.kc.C(Z)+ri.kr.R(Z)+yi.ky.Y(Z) (等式2c)
M＝vi.kv.V(M)+ci.kc.C(M)+ri.kr.R(M)+yi.ky.Y(M) (等式2d)
例如，其中vi是原色v的输出，并且可以具有0到255之间的值，例如，kv是针对通道V的伽马校正，并且V([X，Y，Z，M])如等式1中那样被计算。
现在将通过示例描述应用以上教导的方法。对于具有预定的光谱功率分布的系统，诸如图1B中所示的四通道VCRY输出，矩阵1的实施例可以被确定如下：
| V | C | R | Y | |
| X | 55.9 | 1.9 | 392.7 | 235.0 |
| Y | 13.6 | 29.9 | 215.3 | 211.0 |
| Z | 300.0 | 28.7 | 8.6 | 8.7 |
| M | 82.5 | 74.4 | 1.3 | 13.5 |
矩阵2
为简单起见，每个通道的伽马校正可以近似为1，即其中kv、kc、kr、ky中的每个等于1。
然后，矩阵2与等式2a-d结合使用，以确定具有不同元明度水平的原色输出值的两种组合。特别地，原色输出值的两个组合可以分别具有m-HIGH和m-LOW的相应元明度水平。也就是说，两个元明度水平在M坐标中可以具有明显的差异。在该示例中，xy颜色坐标分别为0.53和0.39，并且亮度为Y＝250cd/m2。0.53和0.39的xy颜色坐标是图4B中所示的那些颜色坐标。以下矩阵3和4概括了元明度水平的原色输出值的组合。原色输出值被示出在方括号中，并且总XYZM输出被示出在被表示为Σ的最后一列中。
m-HIGH矩阵3
m-LOW矩阵4
矩阵3和4中的每个的VCRY光谱被示出在图4A中，其中迹线410指示m-HIGH光谱，并且迹线420指示m-LOW光谱。
可以使用等式3a和3b将来自每个矩阵的XYZ坐标转换为CIE颜色空间坐标：
x＝X/(X+Y+Z) (等式3a)
y＝Y/(X+Y+Z) (等式3b)
因此，可以针对表示m-HIGH和m-LOW元明度状态中的每个中的颜色的矩阵3和4中的每个确定xyY和M值。这些是针对以下表1中的示例颜色坐标以及两个元明度水平的值之间的差异而示出的。
| ∑HIGH | ∑LOW | 差异(％) | |
| X | 0.533 | 0.534 | 0％ |
| y | 0.395 | 0.380 | -2％ |
| Y | 247.8 | 249.1 | 0％ |
| M | 84.6 | 25.6 | 54％ |
表1
从表1可以理解，xyY的值相对类似(最大2％的差异)，而M的值对于两个元明度水平明显不同(＞50％的差异)。
应当理解，对于一组给定的xyY和M值，也可以计算VCRY设置。如上所述，在本发明的实施例中，四个VCRY原色的光谱功率分布可以被用于使用以上方法和等式1a-d、3a和3b来计算其相应的xyY和M坐标值(xVyVYVMV、xCyCYCMC、XRyRYRMR和xYyYYYMY)。因此，任何像素的xyY和M坐标可以由四个原色KV、KC、KY和KR的相对输出定义。在本发明的实施例中，还可以通过求解以下等式4a-4d中表示的等式来针对任何目标xyY和M(XTyTYTMT)坐标确定这些值。
YT＝KV*YV+KC*YC+KY*YY+KR*YR (等式4c)
MT＝KV*MV+KC*MC+KY*MY+KR*MR (等式4d)
应当理解，MT可以由图像捕捉设备确定，或者由用户定义。在一些实施例中，并非对于每个目标xyY坐标都可实现MT的所有值，并且因此应当在计算KV、KC、KY和KR之前对MT施加约束。
应当理解，诸如以上描述的，计算给定RGB和M值的VCRY设置的方法有利地允许计算连续可变的元明度水平。
作为非正式测试，当观看具有增加的元明度的一部分的图像时，一组10人被秘密地要求观察图2中所示的系统200的输出。特别地，该部分被配置为m-HIGH。一致的观看者表明增加的元明度部分明显更亮。
本发明的实施例包括表示第二颜色空间的物理输出。也就是说，物理输出包括具有图像的至少一部分的受控制的元明度的部分。物理输出可以是例如具有第一元明度水平的第一部分以及具有第二元明度水平的第二部分的印刷品。第一元明度水平可以是m-HIGH水平，并且第二元明度水平可以是以上讨论的m-LOW元明度水平。物理输出可以由四个原色(诸如以上讨论的VCRY原色)产生，其中如上所述选择印刷品上每个位置的每个原色的水平，以控制相应像素的元明度。
在另一实施例中，提供了一种显示设备，以用于输出图像，其中图像具有图像的至少一部分的受控制的元明度。显示设备可以是如上所述的投影设备。在其他实施例中，显示设备可以由亮度像素形成。在这种实施例中，该设备可以包括像素阵列。阵列的像素可以被布置在垂直方向和水平方向上。每个像素被布置为输出选自多个波长范围的一个或多个相应的波长范围内的光。多个波长范围被配置为使得至少两个波长范围被选择以控制相应的像素的元明度。多个波长范围可以对应于以上讨论的VCRY原色中的每个。
如上所述，VCRY光谱包括对应于VCRY颜色中的每种的峰。在一个实施例中，对应于紫色(V)的第一峰510具有410-470nm范围内的波长；对应于青色(C)的第二第一峰520具有约470-540nm的波长；对应于红色(R)的第三峰530具有约580-700nm的波长(在一些实施例中，红色波长可以继续到例如740nm)并且对应于黄色(Y)的第四峰540具有约520-610nm的波长。然而，前述峰中的一个或多个可以：对于第一(紫色)原色，在430-470nm的区域内；对于第二(青色)原色，在470-510nm的区域内；对于第三(红色)原色，在580-700nm的区域内；和/或对于第四(黄色)原色，在560-610nm的区域内。应当认识到，可以设想前述范围的各种组合。如上所述，与例如RGB颜色空间相反，第二颜色空间不包括对应于蓝色的单组发光波长。如以上指出的，在本发明的一些实施例中，可能存在多于四个原色。
以这种方式，显示设备能够控制每个像素的元明度，使得像素可以表示期望的颜色但具有所选择的元明度。所选择的元明度可以是第一元明度水平和第二元明度水平中的一个。第一元明度水平可以是m-HIGH水平，并且第二元明度水平可以是m-LOW元明度水平。在一些实施例中，显示设备被布置为接收具有被表示在第一颜色空间(诸如XYZ或RGB)中的颜色信息的图像数据，并且在输出第二颜色空间中的图像数据之前执行图像数据的颜色信息从第一颜色空间到第二颜色空间的的转换。如所讨论的，映射被布置为基本上保持颜色信息的感知颜色并且选择图像数据的元明度。在一些实施例中，显示设备执行从第一颜色空间(诸如XYZ或RGB)到第二颜色空间(其可以是VCRY)的转换。
在本发明的实施例中，提供了一种图像捕捉设备，其被配置为确定图像数据的元明度。图像捕捉设备包括用于生成具有类似于M的响应函数的图像数据的装置，其示例被示出在图6中。在一个实施例中，成像设备包括对应于黑视素光谱灵敏度函数M的一个或多个光谱通道。
在本发明的实施例中，提供了诸如相机的图像捕捉设备，其包括用于记录元明度并生成其图像数据的图像捕捉装置。在本发明的实施例中，图像捕捉设备包括至少一个滤波器以捕捉元明度水平。以前，相机包括子像素，所述子像素被布置为并入光学滤波器，以用于捕捉和记录第一颜色空间中(即R、G和B颜色平面上)的值。然而，为了捕捉元明度水平，相机可以包括第四子像素。四个子像素可以包括响应于第二颜色空间(即VCRY颜色平面)的光学滤波器。在本发明的实施例中，每个子像素可以与对应于VCRY显示原色的光学滤波器相关联。在操作中，可以确定光学滤波器的光谱透射率以匹配对应的第二颜色空间(诸如V、C、R或Y颜色平面)的发射。
在本发明的实施例中，提供了诸如相机的图像捕捉设备，其包括被布置为捕捉第一颜色空间中的值(诸如视觉空间中的点的颜色、亮度和元明度)并且相应地产生图像数据的多个光学滤波器。在一些实施例中，可以在与第一颜色空间不同的颜色空间中生成图像数据。在一些实施例中，图像数据可以被输出到被布置为将图像数据从第一颜色空间映射到第二颜色空间的处理装置。在一些实施例中，图像数据的感知颜色和元明度可以被保持在第一颜色空间与第二颜色空间之间。图像捕捉设备可以包括用于生成具有类似于M的响应函数的图像数据的装置。图像数据可以通过四个原色(诸如先前讨论的VCRY原色)或具有适当伽马设置的任何四个原色显示来在输出设备上再现。
在其中通过四个或更多个图像显示原色(诸如VCRY原色)在输出设备上再现图像数据的本发明的实施例中，还可以通过确定与图像显示原色相关联的一个或多个伽马校正参数来再现VCRY图像数据。伽马校正参数可以基于所捕捉的图像数据和图像显示原色的xyYM颜色空间中的位置差异。
滤波器可以选择性地透射对应于VCRY显示原色的峰发射(peak emission)的范围的光波长。例如，在一个实施例中，对应于紫色(V)的第一峰具有410-470nm范围内的波长；对应于青色(C)的第二第一峰具有约470-540nm的波长；对应于红色(R)的第三峰具有约580-700nm的波长(在一些实施例中，红色波长可以继续到例如740nm)并且对应于黄色(Y)的第四峰具有约520-610nm的波长。然而，前述峰中的一个或多个可以：对于第一(紫色)原色，在430-470nm的区域内；对于第二(青色)原色，在470-510nm的区域内；对于第三(红色)原色，在580-700nm的区域内；和/或对于第四(紫色)原色，在560-610nm的区域内。应当认识到，可以设想前述范围的各种组合。
在本发明的另一实施例中，提供了一种图像捕捉设备，其被布置为捕捉图像数据并且根据RGB显示而输出图像数据。图像捕捉设备可以被布置为捕捉视觉空间中的点的颜色、亮度和元明度，并且相应地输出图像数据。图像捕捉设备可以包括用于生成具有类似于M的响应函数的图像数据的装置。在本发明的这种实施例中，图像捕捉设备可以被布置为根据RGB光谱而输出图像数据，其中来自所捕捉的图像的M的值可以被包括在定义输出图像数据的亮度中。有利地，这允许在现有RGB显示器架构上显示所捕捉的图像数据。
在涉及本发明实施例的实验测试中，提供了显示设备，以用于输出以m-HIGH和m-LOW光谱呈现(render)的大盘的投影。与本发明一致，针对xy颜色坐标和亮度来匹配光谱，但在其相对黑视素激发上有所不同。公众被要求选择两个投影的大圆圈中哪一个更“明亮”。结果显示，120人中有112人选择了m-HIGH投影。当被要求描述m-HIGH与m-LOW图像之间的差异时，m-HIGH投影被描述为看起来更“强烈”或“生动”。
应当理解，本发明的实施例可以以硬件、软件或硬件和软件的组合的形式实现。任何这种软件可以以易失性或非易失性存储器(例如，诸如像无论是否可擦除或可重写的ROM的存储设备)的形式、或者以存储器(例如，诸如RAM、存储芯片、设备或集成电路)的形式、或者在光学或磁性可读介质(例如，诸如CD、DVD、磁盘或磁带)上进行存储。应当理解，存储设备和存储介质是机器可读存储器的实施例，其适合于存储当被执行时实施本发明的实施例的一个或多个程序。因此，实施例提供了包括用于实施如任一项前述权利要求所述的系统或方法的代码的程序，以及存储这种程序的机器可读存储器。此外，本发明的实施例可以经由任何介质(诸如在有线或无线连接上搭载的通信信号)电子地传送，并且实施例适当地包含这种介质。
本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合(除了其中这种特征和/或步骤中的至少一些互斥的组合之外)进行组合。
除非另有明确说明，否则本说明书中公开的每个特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)可以由用于相同、等同或类似目的的替选特征代替。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每个特征仅是等同或类似特征的一般系列的一个示例。
本发明不限于任何前述实施例的细节。本发明延伸到本说明书中(包括任何所附权利要求、摘要和附图)公开的特征的任何一个新颖特征或特征的任何新颖的组合，或者延伸到如此公开的任何方法或过程的步骤的任何一个新颖步骤或步骤的任何新颖的组合。权利要求不应被解释为仅涵盖前述实施例，而是还涵盖落入权利要求范围内的任何实施例。
Claims (36)
1.一种计算机实施的处理彩色图像数据的方法，包括：
接收对应于图像的第一区域和第二区域的图像数据，所述图像具有被表示在第一颜色空间中的颜色信息；
将所述图像数据的所述颜色信息从所述第一颜色空间转换到第二颜色空间，其中所述第二颜色空间包括颜色信息和元明度信息，映射被布置为基本上保持所述颜色信息的感知颜色并且选择所述第一区域和所述第二区域的元明度，其中所述元明度是由于黑视素激发引起的图像的至少一部分的明度并且所述第一区域的所选择的元明度不同于所述第二区域的所选择的元明度，使得所述第二区域由于黑视素激发而比所述第一区域明显更亮；并且
输出具有所述第二颜色空间中的颜色信息的所述图像数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二颜色空间包括至少四个颜色原色。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二颜色空间包括指示紫色原色和青色原色的信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二颜色空间不包括蓝色原色。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一区域和所述第二区域中的一个或两个是所述图像的点位置或像素。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所选择的所述第一区域的元明度与所选择的第二区域的元明度不同。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二颜色空间包括具有在410到470nm范围内的波长的第一原色。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一原色具有约440nm的波长。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二颜色空间包括具有在470到540nm范围内的波长的第二原色。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二原色具有约505nm的波长。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二颜色空间包括具有在580到740nm范围内的波长的第三原色。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第三原色具有约600nm的波长。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二颜色空间包括具有在520与610nm范围内的波长的第四原色。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第四原色具有约590nm的波长。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二颜色空间包括指示紫色、青色、红色和黄色原色的信息。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其中，选择所述第一区域和所述第二区域的元明度水平包括在所述第二颜色空间中的所述图像数据的多个元明度水平中的一个之间进行选择。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述多个元明度水平包括表示高元明度的第一元明度水平以及表示低元明度的第二元明度水平。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，对于某些颜色，所述第一元明度水平和所述第二元明度水平在输出上相差至少20％；可选地，对于某些颜色，所述第一元明度水平和所述第二元明度水平在输出上相差至少50％。
19.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述转换基于所述第二颜色空间中的输出光谱、所述第二颜色空间中的每个原色的光谱功率分布以及所述第一颜色空间中的每个原色和所述元明度的光谱效率函数。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述元明度的所述光谱效率函数是黑视素灵敏度函数。
21.一种用于输出图像的显示设备，包括
像素阵列，其在垂直方向和水平方向上被布置，每个像素被布置为输出选自多个波长范围的相应的波长范围内的光；
其中，所述多个波长范围被配置为使得所述波长范围中的至少两个被选择以各自控制所述图像的元明度并且其中所述元明度是由于黑视素激发引起的图像的至少一部分的明度并且第一区域的所选择的元明度不同于第二区域的所选择的元明度，使得所述第二区域由于黑视素激发而比所述第一区域明显更亮。
22.根据权利要求21所述的显示设备，其中，所述像素阵列包括至少四个颜色波长范围。
23.根据权利要求21或22所述的显示设备，其中，所述像素阵列包括紫色像素和青色像素。
24.根据权利要求21或22所述的显示设备，其中，所述像素阵列不包括蓝色原色。
25.根据任何权利要求21或22所述的显示设备，其中，所述像素阵列包括具有在410到470nm范围内的波长的第一像素。
26.根据权利要求25所述的显示设备，其中，所述第一像素具有约440nm的波长。
27.根据权利要求21或22所述的显示设备，其中，所述像素阵列包括具有在470到540nm范围内的波长的第二像素。
28.根据权利要求27所述的显示设备，其中，所述第二像素具有约505nm的波长。
29.根据权利要求21或22所述的显示设备，其中，所述像素阵列包括具有在580到740nm范围内的波长的第三像素。
30.根据权利要求29所述的显示设备，其中，所述第三像素具有约600nm的波长。
31.根据权利要求21或22所述的显示设备，其中，所述像素阵列空间包括具有在520与610nm范围内的波长的第四像素。
32.根据权利要求31所述的显示设备，其中，所述第四像素具有约590nm的波长。
33.根据权利要求21或22所述的显示设备，其中，所述像素阵列包括被布置为输出紫色、青色、红色和黄色基色的像素。
34.一种用于将图像输出到打印介质上的打印设备，包括
多个打印模块，其被布置为各自输出具有相应颜色的着色剂，其中所述颜色被选择为使得所述颜色中的至少两个被选择以各自控制被打印在打印介质上的图像的元明度并且其中所述元明度是由于黑视素激发引起的图像的至少一部分的明度并且第一区域的所选择的元明度不同于第二区域的所选择的元明度，使得第二区域由于黑视素激发而比第一区域明显更亮；
其中所述打印设备被布置为接收在包括颜色信息和元明度信息的颜色空间中的图像数据。
35.一种图像捕捉设备，包括用于记录元明度并且产生指示其的图像数据的图像捕捉装置，以及用于记录第一颜色空间中的值的光学滤波器，其中所生成的图像数据被输出到处理装置，所述处理装置被布置为将所述图像数据从所述第一颜色空间映射到第二颜色空间，其中所述第二颜色空间包括颜色信息和元明度信息，所述映射被布置为基本上保持所述颜色信息的感知颜色和第一区域和第二区域的元明度，其中所述元明度是由于黑视素激发引起的图像的至少一部分的明度并且第一区域的所选择的元明度不同于第二区域的所选择的元明度，使得第二区域由于黑视素激发而比第一区域明显更亮。
36.一种存储计算机软件的计算机可读介质，当其由计算机执行时，被布置为执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法。
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