CN109587467A - 一种色彩空间转换电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及色彩空间转换技术领域，公开了一种色彩空间转换电路，包括：依次电连接的第一实时运算模块、第二实时运算模块和转换模块；第一实时运算模块用于，将获取到的输入图像中的每个像素的RGB数据转化为第一色彩空间每个维度的数据；其中，系数矩阵中的数据为整数；第二实时运算模块用于，将第一色彩空间每个维度的数据转化为第二色彩空间的数据；其中，预设系数为整数，转换模块用于，对第二色彩空间的数据转换为第三色彩空间数据，第三色彩空间为LCH色彩空间。本发明中，使得通过数字电路在图像处理中转换图像的色彩空间，且能够实现实时转换。

Description

一种色彩空间转换电路

技术领域

本发明实施例涉及色彩空间转换技术领域，特别涉及一种色彩空间转换电路。

背景技术

色彩空间是进行颜色信息研究的理论基础，它将颜色从人们的主观感受量化为具体的表达，为用计算机来记录和表现颜色提供了有力的依据。一幅图像可以用不同的色彩空间表示，其视觉效果是相同的。但色彩空间的选取对图像的色彩迁移算法是否有效有很大的影响，选择一个合适的色彩空间能够保证色彩迁移结果的准确性。用于彩色图像处理的色彩空间必须同时具有独立性和均匀性。独立性是指色彩空间的三个分量互不影响，对其中某个分量的处理不会导致其它分量相对于人眼感觉发生变化；均匀性是指对色彩空间的每一个分量来说，相同数量的变化能够产生大约相同视觉重要性的变化。色彩空间LCH(Lightness Chroma Hue)其中，L表示明度值；C表示饱和度值；H表示色调角度值的柱形坐标。LCH色彩空间中的L、C、H相互独立，比较适合进行图像处理。

然而，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在进行实时图像处理系统中，为了改善图像质量，需要将图像数据从色彩空间RGB(Red Green Blue)转换到色彩空间LCH，在进行色彩空间进行转换的过程中，处理的方法流程为：从色彩空间RGB转换为色彩空间XYZ，再转换为色彩空间LAB(Lightness AB)，最后转换为色彩空间LCH。由于色彩空间转换公式中的系数有小数部分，而数字电路系统处理的是二进制的数据，开发支持小数运算的数字电路处理系统十分困难，并且成本较高，需要将色彩空间转换的系数定点化处理，然后使用定点化处理后的数据进行色彩空间转换的数字电路系统实现。在设计实时数字图像处理系统中，当需要进行色彩空间转换时，需要设计一种能实时处理数字图像数据的色彩空间转换数字电路系统。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种色彩空间转换电路，使得通过数字电路在图像处理中转换图像的色彩空间，能够实现实时转换。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种色彩空间转换电路，包括：依次电连接的第一实时运算模块、第二实时运算模块和转换模块；

第一实时运算模块用于，将获取到的输入图像中的每个像素的RGB数据与预设的系数矩阵进行乘法运算，根据乘法运算的结果生成第一色彩空间每个维度的数据，将第一色彩空间的每个维度的数据传输至第二实时运算模块；其中，系数矩阵中的数据为整数，第一色彩空间为XYZ色彩空间，XYZ色彩空间中的像素数据包括X维度的数据、Y维度的数据和Z维度的数据，X维度的数据包括X数据，Y维度的数据包括Y数据，Z维度的数据包括Z数据；

第二实时运算模块用于，获取第一色彩空间每个维度的数据，根据第一色彩空间每个维度的数据以及每个维度各自对应的预设系数，计算得到第二色彩空间每个维度的数据，将第二色彩空间每个维度的数据传输至转换模块；其中，预设系数为整数，第二色彩空间为LAB色彩空间，LAB色彩空间中的像素数据包括L维度的数据、A维度的数据和B维度的数据，L维度的数据包括L数据，A维度的数据包括A数据，B维度的数据包括B数据；

转换模块用于，对获取到的第二色彩空间A数据和B数据进行开平方处理，以及对B数据和A数据的比值进行反正切处理，对第二色彩空间的L数据、开平方处理的结果以及反正切处理的结果进行同步，得到第三色彩空间数据；其中，第三色彩空间为LCH色彩空间，LCH色彩空间中的像素数据包括L维度的数据、C维度的数据和H维度的数据，L维度的数据包括L数据，C维度的数据包括C数据，H维度的数据包括H数据。

本发明实施方式相对于现有技术而言，对系数矩阵和预设系数均为整数，方便设置数字电路对色彩空间进行转换，简化了色彩空间的转换运算，在色彩空间的转换过程中对每个维度的数据分别进行转换，提高了色彩空间转换的效率，且通过数字电路在图像处理中转换图像的色彩空间，且能够实现实时转换。

另外，转换模块包括：延时模块、开平方模块、反正切运算模块和数据同步模块，延时模块的输入端、开平方模块的输入端和反正切运算模块的输入端均与第二实时运算模块的输出端连接，延时模块的输出端、开平方模块的输出端和反正切运算模块的输出端均与数据同步模块的输入端连接。

延时模块用于，对第二色彩空间中的L数据进行延时处理，并将处理结果传输至数据同步模块。

开平方模块用于，对第二色彩空间中的A数据和B数据进行开平方运算，得到C数据，并将C数据传输至数据同步模块。

反正切运算模块用于，对第二色彩空间中的A数据和B数据进行反正切运算，得到H数据，并将H数据传输至数据同步模块。

数据同步模块用于，根据获取到的L数据、C数据和H数据进行同步化处理，得到第三色彩空间的数据。

另外，第一实时运算模块包括乘法运算模块和加法运算模块，乘法运算模块的输出端与加法运算模块的输入端连接，加法运算模块的输出端与第二实时运算模块的输入端连接。

乘法运算模块用于，对获取到的每个像素的RGB数据与系数矩阵中对应的数据进行乘法运算，并将乘法运算的结果传输至加法运算模块。

加法运算模块用于，获取乘法运算模块传输的运算结果，根据矩阵运算的规则对乘法运算的结果进行加法运算，得到第一色彩空间的数据。

另外，第二实时运算模块包括函数运算模块和像素数据运算模块；函数运算模块的输入端作为第二实时运算模块的输入端与第一实时运算模块连接，函数运算模块的输出端与像素数据运算模块的输入端连接，像素数据运算模块的输出端与转换模块连接。

函数运算模块用于，对第一色彩空间的数据与预设数组进行函数运算，得到第一色彩空间的像素数据的函数表达式，将函数表达式传输至像素数据运算模块。

像素数据运算模块用于，获取函数运算模块传输的函数表达式，根据预设系数与函数表达式进行运算，得到第二色彩空间的数据，将第二色彩空间的数据传输至转换模块。

另外，开平方模块包括依次连接的平方运算模块、加法模块和开平方运算模块。

平方运算模块用于，对第二色彩空间中的A数据和B数据进行平方运算，并将平方运算的结果传输至加法模块。

加法模块用于，对A数据的平方运算结果和B数据的平方运算结果进行加法运算，并将加法运算的结果传输至开平方运算模块。

开平方运算模块用于，获取加法模块传输的加法运算的结果，并对加法运算的结果进行开平方运算，得到C数据，并将C数据传输至数据同步模块。

另外，函数运算模块包括函数乘法模块、第一开立方模块、第一加法器、第二开立方模块、第二加法器、第三开立方模块、第三加法器和同步处理模块；第一开立方模块、第一加法器、第二开立方模块、第二加法器、第三开立方模块和第三加法器分别串接在函数乘法模块的输出端和同步处理模块的输入端之间，函数乘法模块的输入端与第一实时运算模块连接，同步处理模块的输出端与像素数据运算模块连接。

函数乘法模块用于，对X数据分别与第一预设值和第二预设值进行乘法运算，将X数据与第一预设值的乘法结果传输至第一开立方模块，将X数据与第二预设值得乘法结果传输至第一加法器；对Y数据分别与第三预设值和第四预设值进行乘法运算，将Y数据与第三预设值的乘法结果传输至第二开立方模块，将Y数据与第四预设值得乘法结果传输至第二加法器；对Z数据分别与第五预设值和第六预设值进行乘法运算，将Z数据与第五预设值的乘法结果传输至第三开立方模块，将Z数据与第六预设值得乘法结果传输至第三加法器。

第一开立方模块用于，对X数据与第一预设值的乘法结果进行开立方运算，并将开立方运算的结果作为X数据的第一函数，将X数据的第一函数传输至同步处理模块。

第一加法器用于，对X数据与第二预设值得乘法结果与第一加法器中的预设系数进行加法运算，将加法运算的结果作为X数据的第二函数，将X数据的第二函数传输至同步处理模块。

第二开立方模块用于，对Y数据与第三预设值的乘法结果进行开立方运算，并将开立方运算的结果作为Y数据的第一函数，将Y数据的第一函数传输至同步处理模块。

第二加法器用于，对Y数据与第四预设值得乘法结果与第二加法器中预设系数进行加法运算，将加法运算的结果作为Y数据的第二函数，将Y数据的第二函数传输至同步处理模块。

第三开立方模块用于，对Z数据与第五预设值的乘法结果进行开立方运算，并将开立方运算的结果作为Z数据的第一函数，将Z数据的第一函数传输至同步处理模块。

第三加法器用于，对Z数据与第六预设值得乘法结果与第三加法器中预设系数进行加法运算，将加法运算的结果作为Z数据的第二函数，将Z数据的第二函数传输至同步处理模块。

同步处理模块用于，获取X数据的第一函数、X数据的第二函数、Y数据的第一函数、Y数据的第二函数、Z数据的第一函数、Z数据的第二函数，若确定X数据大于第七预设值，输出X数据的第一函数作为X的函数表达数，否则输出X数据的第二函数作为X数据的函数表达式；若确定Y数据大于第八预设值，输出Y数据的第一函数作为Y的函数表达数，否则输出Y数据的第二函数作为Y数据的函数表达式；若确定Z数据大于第九预设值，输出Z数据的第一函数作为Z的函数表达数，否则输出Z数据的第二函数作为Z数据的函数表达式。

另外，像素数据运算模块包括：第一乘法器、第一减法器、第二乘法器、第二减法器、第三乘法器和第三减法器；第一乘法器的第一端与函数运算模块连接，第一乘法器的第二端与第一减法器的第一端连接，第一减法器的第二端与转换模块连接；第二减法器的第一端与函数运算模块连接，第二减法器的第二端与第二乘法器的第一端连接，第二乘法器的第二端与转换模块连接；第三减法器的第一端与函数运算模块连接，第三减法器的第二端与第三乘法器的第一端连接，第三乘法器的第二端与转换模块连接。

第一乘法器用于，将X数据的函数表达式与第一乘法器中的预设值进行乘法运算，并将乘法运算的结果传输至第一减法器。

第一减法器用于，将乘法运算的结果与第一减法器中的预设值进行减法运算，得到L数据。

第二减法器用于，对X数据的函数表达式与Y数据的函数表达式进行减法运算，并将减法运算的结果传输至第二乘法器。

第二乘法器器用于，将第二减法器的运算结果与第二乘法器中的预设值进行乘法运算，得到A数据。

第三减法器用于，对Y数据的函数表达式与Z数据的函数表达式进行减法运算，并将减法运算的结果传输至第三乘法器。

第三乘法器用于，将第三减法器传输的运算结果与第三乘法器中的预设值进行乘法运算，得到B数据。

另外，系数矩阵由计算机进行整数化处理，并将整数化处理的结果传输至第一实时运算模块；预设系数由计算机进行整数化处理，并将整数化处理的结果传输至第二实时运算模块。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明第一实施方式中色彩转换电路的结构图；

图2是本发明第一实施方式中色彩转换电路中第一实时运算模块的具体结构示意；

图3是本发明第一实施方式中色彩转换模块中第二实时运算模块的具体结构示意；

图4是本发明第三实施方式中色彩转换模块中转换模块的具体结构示意；

图5是本发明第二实施方式中色彩转换模块中函数运算模块的具体结构示意；

图6是本发明第二实施方式中色彩转换模块中像素数据运算模块的具体结构示意。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明的第一实施方式涉及一种色彩空间转换电路。具体电路结构框图如图1所示，包括：依次电连接的第一实时运算模块10、第二实时运算模块20和转换模块30。

第一实时运算模块10用于，将获取到的输入图像中的每个像素的RGB数据与预设的系数矩阵进行乘法运算，根据乘法运算的结果生成第一色彩空间每个维度的数据，将第一色彩空间的每个维度的数据传输至第二实时运算模块20；其中，系数矩阵中的数据为整数，第一色彩空间为XYZ色彩空间，XYZ色彩空间中的像素数据包括X维度的数据、Y维度的数据和Z维度的数据，X维度的数据包括X数据，Y维度的数据包括Y数据，Z维度的数据包括Z数据。

第二实时运算模块20用于，获取第一色彩空间每个维度的数据，根据第一色彩空间每个维度的数据以及每个维度各自对应的预设系数，计算得到第二色彩空间每个维度的数据，将第二色彩空间每个维度的数据传输至转换模块；其中，预设系数为整数，第二色彩空间为LAB色彩空间，LAB色彩空间中的像素数据包括L维度的数据、A维度的数据和B维度的数据，L维度的数据包括L数据，A维度的数据包括A数据，B维度的数据包括B数据。

转换模块30用于，对获取到的第二色彩空间A数据和B数据进行开平方处理，以及对B数据和A数据的比值进行反正切处理，对第二色彩空间的L数据、开平方处理的结果以及反正切处理的结果进行同步，得到第三色彩空间数据；其中，第三色彩空间为LCH色彩空间，LCH色彩空间中的像素数据包括L维度的数据、C维度的数据和H维度的数据，L维度的数据包括L数据，C维度的数据包括C数据，H维度的数据包括H数据。

其中，第一实时运算模块10中的系数矩阵中的数据和第二实时运算模块20中的预设系数均为整数，具体地说，系数矩阵由计算机进行整数化处理，并将整数化处理的结果传输至第一实时运算模块10；预设系数由计算机进行整数化处理，并将整数化处理的结果传输至第二实时运算模块20。

一个具体的实现中，对系数矩阵中的数据进行整数化处理的过程为，对系数矩阵中的数据均放大2^n倍，其中n为正整数，n的具体取值可根据实际自行设定，具体不做限定，例如，对系数矩阵放大2^15倍。

其中，预设系数均为整数，对预设系数进行整数化处理，包括对预设数组中的数据放大K倍，取放大后的预设系数中的整数部分。需要说明的是，在色彩空间转换的过程中，由于预设系数与色彩空间中的数据进行多种运算，在运算完成后可统一对色彩空间的数据缩小K倍，或者，根据系统处理数据需要，对转换后的色彩空间数据放大预设倍数，以满足系统的需求，此处仅是举例说明，不做具体限制。

需要说明的是，本实施方式中的色彩空间电路是通过数字电路实现的，具体包括通过搭建数字信号传输通路和由数字模块搭建对应的色彩空间转换处理模块，如第一实时运算模块10、第二实时运算模块20和转换模块30均通过数字电路实现。

具体地说，第一实时运算模块10包括乘法运算模块11和加法运算模块12，如图2所示的第一实时运算模块20的具体结构示意，乘法运算模块11的输出端与加法运算模块12的输入端连接，加法运算模块12的输出端与第二实时运算模块20的输入端连接；乘法运算模块11用于，对获取到的每个像素的RGB数据与系数矩阵中对应的数据进行乘法运算，并将乘法运算的结果传输至加法运算模块12；加法运算模12块用于，获取乘法运算模块11传输的运算结果，根据矩阵运算的规则对乘法运算的结果进行加法运算，得到第一色彩空间的数据。

其中，第一实时运算模块10的具体运算过程如公式1所示，且图示2中表示的即为公式1的处理过程：

其中，PK表示系数矩阵，R表示输入图像中每个像素的R数据，G表示输入图像中每个像素的G数据，B表示输入图像中每个像素的B数据，其中，矩阵[R，G，B]表示输入图像中每个像素对应的R数据、G数据和B数据，X表示第一色彩空间中的X数据，Y数据表示第一色彩空间中的Y数据，Z表示第一色彩空间中的Z数据，其中，公式1运算后得到的矩阵运算结果[X，Y，Z]表示一个像素中的X数据、Y数据和Z数据。

具体地说，乘法运算模块11和加法运算模块12配合工作完成公式1中的矩阵运算，例如，乘法运算模块11根据矩阵运算规则，计算公式1中PK11×R，PK12×G等，乘法模块将乘法运算的结果传输至加法运算模块12，加法运算模块12根据矩阵运算的结果进行加法运算，例如，加法运算模块12计算：PK11×R+PK12×G+PK13×B得到X数据的数值。

具体地说，第二实时运算模块20包括函数运算模块21和像素数据运算模块22；如图3所示第二实时运算模块20的结构，函数运算模块21的输入端作为第二实时运算模块20的输入端与第一实时运算模块10连接，函数运算模块21的输出端与像素数据运算模块22的输入端连接，像素数据运算模块22的输出端与转换模块30连接。

其中，函数运算模块21用于，对第一色彩空间的数据与预设数组进行函数运算，得到第一色彩空间的像素数据的函数表达式，将函数表达式传输至像素数据运算模块；像素数据运算模块22用于，获取函数运算模块传输的函数表达式，根据预设系数与函数表达式进行运算，得到第二色彩空间的数据，将第二色彩空间的数据传输至转换模块30。

一个具体实现中，函数运算模块得到第一色彩空间的数据的函数表达式，包括fx、fy和fz，根据fx、fy和fz与第二色彩空间中数据的转换关系进行像素数据运算得到第二色彩空间的数据，L数据、A数据和B数据。

具体地说，转换模块30包括：延时模块31、开平方模块32、反正切运算模块33和数据同步模块34，延时模块31的输入端、开平方模块32的输入端和反正切运算模块33的输入端均与第二实时运算模块20的输出端连接，延时模块31的输出端、开平方模块32的输出端和反正切运算模块33的输出端均与数据同步模块34的输入端连接。

其中，延时模块31用于，对第二色彩空间中的L数据进行延时处理，并将处理结果传输至数据同步模块34。开平方模块32用于，对第二色彩空间中的A数据和B数据进行开平方运算，得到C数据，并将C数据传输至数据同步模块34。反正切运算模块33用于，对第二色彩空间中的A数据和B数据进行反正切运算，得到H数据，并将H数据传输至数据同步模块34。数据同步模块34用于，根据获取到的L数据、C数据和H数据进行同步化处理，得到第三色彩空间的数据。

一个具体实现中，开平方模块32包括依次连接的平方运算模块321、加法模块322和开平方运算模块323，如图4所示转换模块30的结构示意。

其中，平方运算模块321用于，对第二色彩空间中的A数据和B数据进行平方运算，并将平方运算的结果传输至加法模块322。加法模块322用于，对A数据的平方运算结果和B数据的平方运算结果进行加法运算，并将加法运算的结果传输至开平方运算模块323。开平方运算模块323用于，获取加法模块322传输的加法运算的结果，并对加法运算的结果进行开平方运算，得到C数据，并将C数据传输至数据同步模块34。

其中，转换模块30的具体处理过程用公式2表示：

其中，第三色彩空间的L数据是第二色彩空间的L数据延时处理后得到的，L数据未发生改变，C表示第三色彩空间中C数据，H表示第三色彩空间的H数据，A表示第二色彩空间中的A数据，B表示第二色彩空间中的B数据。

具体地说，该数字电路可以通过FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)实现上述的色彩转换过程，也可以通过ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路芯片)实现。例如，以FPGA实现上述的数字电路中色彩转换的过程，由于FPGA一般处理的是定点数，因此需要对上述公式1进行定点化处理，将系数矩阵中的数据选择合适的放大倍数处理为整数。此处仅是举例说明，不做具体限制。

需要说明的是，对L数据尽心延时处理是为了保证在每个像素的处理过程中，像素的转换步骤一致，使得图像的显示不会出现偏差，保证图像的质量。

另外，值得一提的是，上述的色彩空间转换过程均是针对输入图像中每个像素分别进行的色彩空间电路转换，具体实现中，该数字电路可应用于实时数字图像处理系统中，在同时处理多个像素时，每个像素的处理单元的数字电路结构相同，根据数字图像系统中同时传输的像素的个数，设置对应数量的处理单元，可实现数字图像处理中的实时色彩空间转换，例如，在像素分辨率为4K*2K刷新率为60HZ的数字运动图像实时处理系统中，并行传输的像素个数为4个，设置4个并行的色彩空间转换数字电路，图像色彩空间转换过程中可实现实时转换。

需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。

相对于现有技术而言，对系数矩阵和预设系数均为整数，方便设置数字电路对色彩空间进行转换，简化了色彩空间的转换运算，在色彩空间的转换过程中对每个维度的数据分别进行转换，提高了色彩空间转换的效率，且通过数字电路在图像处理中转换图像的色彩空间，能够实现实时转换。

本发明的第二实施方式涉及一种色彩空间转换电路，第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要的区别之处在于：在本发明的第二实施方式中，具体说明了第二实时运算模块20的具体结构。

第二实时运算模块20包括函数运算模块21和像素数据运算模块22，如图5所示，函数运算模块包括函数乘法模块211、第一开立方模块212、第一加法器213、第二开立方模块214、第二加法器215、第三开立方模块216、第三加法器217和同步处理模块218。

第一开立方模块212、第一加法器213、第二开立方模块214、第二加法器215、第三开立方模块216和第三加法器217分别串接在函数乘法模块211的输出端和同步处理模块218的输入端之间；函数乘法模块211的输入端与第一实时运算模块10连接，同步处理模块218的输出端与像素数据运算模块22连接。

其中，函数乘法模块211用于，对X数据分别与第一预设值和第二预设值进行乘法运算，将X数据与第一预设值的乘法结果传输至第一开立方模块212，将X数据与第二预设值得乘法结果传输至第一加法器213；对Y数据分别与第三预设值和第四预设值进行乘法运算，将Y数据与第三预设值的乘法结果传输至第二开立方模块214，将Y数据与第四预设值得乘法结果传输至第二加法器215；对Z数据分别与第五预设值和第六预设值进行乘法运算，将Z数据与第五预设值的乘法结果传输至第三开立方模块216，将Z数据与第六预设值得乘法结果传输至第三加法器217。

第一开立方模块212用于，对X数据与第一预设值的乘法结果进行开立方运算，并将开立方运算的结果作为X数据的第一函数，将X数据的第一函数传输至同步处理模块218。

第一加法器213用于，对X数据与第二预设值得乘法结果与第一加法器中的预设系数进行加法运算，将加法运算的结果作为X数据的第二函数，将X数据的第二函数传输至同步处理模块218。

第二开立方模块214用于，对Y数据与第三预设值的乘法结果进行开立方运算，并将开立方运算的结果作为Y数据的第一函数，将Y数据的第一函数传输至同步处理模块218。

第二加法器215用于，对Y数据与第四预设值得乘法结果与第二加法器中预设系数进行加法运算，将加法运算的结果作为Y数据的第二函数，将Y数据的第二函数传输至同步处理模块218。

第三开立方模块216用于，对Z数据与第五预设值的乘法结果进行开立方运算，并将开立方运算的结果作为Z数据的第一函数，将Z数据的第一函数传输至同步处理模块218。

第三加法器217用于，对Z数据与第六预设值得乘法结果与第三加法器中预设系数进行加法运算，将加法运算的结果作为Z数据的第二函数，将Z数据的第二函数传输至同步处理模块218。

同步处理模块218用于，获取X数据的第一函数、X数据的第二函数、Y数据的第一函数、Y数据的第二函数、Z数据的第一函数、Z数据的第二函数，若确定X数据大于第七预设值，输出X数据的第一函数作为X的函数表达数，否则输出X数据的第二函数作为X数据的函数表达式；若确定Y数据大于第八预设值，输出Y数据的第一函数作为Y的函数表达数，否则输出Y数据的第二函数作为Y数据的函数表达式；若确定Z数据大于第九预设值，输出Z数据的第一函数作为Z的函数表达数，否则输出Z数据的第二函数作为Z数据的函数表达式。

一个具体实现中，上述的处理过程用工公式3表示为：

其中，QK1、QK2……QK12均是预设数组中的数据，设置于不同的运算模块中，图示5中还表示出了上述函数表达式生成的具体过程。

具体地说，像素数据运算模块22包括：第一乘法器221、第一减法器222、第二乘法器223、第二减法器224、第三乘法器225和第三减法器226；其结构示意如图6所示，第一乘法器221的第一端与函数运算模块21连接，第一乘法器221的第二端与第一减法器222的第一端连接，第一减法器222的第二端与转换模块30连接；第二减法器224的第一端与函数运算模块21连接，第二减法器224的第二端与第二乘法器223的第一端连接，第二乘法器223的第二端与转换模块30连接；第三减法器226的第一端与函数运算模块21连接，第三减法器226的第二端与第三乘法器225的第一端连接，第三乘法器225的第二端与转换模块30连接。

第一乘法器221用于，将X数据的函数表达式与第一乘法器中的预设值进行乘法运算，并将乘法运算的结果传输至第一减法器222。

第一减法器222用于，将乘法运算的结果与第一减法器中的预设值进行减法运算，得到L数据。

第二减法器224用于，对X数据的函数表达式与Y数据的函数表达式进行减法运算，并将减法运算的结果传输至第二乘法器223。

第二乘法器器223用于，将第二减法器的运算结果与第二乘法器中的预设值进行乘法运算，得到A数据。

第三减法器226用于，对Y数据的函数表达式与Z数据的函数表达式进行减法运算，并将减法运算的结果传输至第三乘法器225。

第三乘法器225用于，将第三减法器传输的运算结果与第三乘法器中的预设值进行乘法运算，得到B数据。

一个具体实现中，上述像素数据运算模块的处理过程用公式4表示为：

其中，上述公式4中第一乘法器中的预设数值为116，第二乘法器中的预设数值为500，第三乘法器中的预设值为200，第一减法器中的预设值为16×K，其中，参数16的K表示放大倍数。

需要说明的是，上述的公式4中的预设数值均是举例说明，具体不做限定，图示6中是以公式4的运算过程为例的，是示例性的表示像素数据运算模块的运算过程。

值得一提的是，本发明中所涉及的各模块均为数字电路模块，在实际应用中，该数字电路模块可以由逻辑模块构成，也可以是其他的数字电路器件构成，还可以是多个数字电路单元组成的数字电路模块，此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种色彩空间转换电路，其特征在于，包括：依次电连接的第一实时运算模块、第二实时运算模块和转换模块；

所述第一实时运算模块用于，将获取到的输入图像中的每个像素的RGB数据与预设的系数矩阵进行乘法运算，根据所述乘法运算的结果生成第一色彩空间每个维度的数据，将所述第一色彩空间的每个维度的数据传输至所述第二实时运算模块；其中，所述系数矩阵中的数据为整数，所述第一色彩空间为XYZ色彩空间，所述XYZ色彩空间中的像素数据包括X维度的数据、Y维度的数据和Z维度的数据，所述X维度的数据包括X数据，所述Y维度的数据包括Y数据，所述Z维度的数据包括Z数据；

所述第二实时运算模块用于，获取所述第一色彩空间每个维度的数据，根据所述第一色彩空间每个维度的数据以及每个维度各自对应的预设系数，计算得到第二色彩空间每个维度的数据，将所述第二色彩空间每个维度的数据传输至所述转换模块；其中，所述预设系数为整数，所述第二色彩空间为LAB色彩空间，所述LAB色彩空间中的像素数据包括L维度的数据、A维度的数据和B维度的数据，所述L维度的数据包括L数据，所述A维度的数据包括A数据，所述B维度的数据包括B数据；

所述转换模块用于，对获取到的所述第二色彩空间所述A数据和所述B数据进行开平方处理，以及对所述B数据和所述A数据的比值进行反正切处理，对所述第二色彩空间的所述L数据、开平方处理的结果以及反正切处理的结果进行同步，得到第三色彩空间数据；其中，所述第三色彩空间为LCH色彩空间，所述LCH色彩空间中的像素数据包括L维度的数据、C维度的数据和H维度的数据，所述L维度的数据包括L数据，所述C维度的数据包括C数据，所述H维度的数据包括H数据。

2.根据权利要求1所述的色彩空间转换电路，其特征在于，

所述转换模块包括：延时模块、开平方模块、反正切运算模块和数据同步模块，

所述延时模块的输入端、所述开平方模块的输入端和所述反正切运算模块的输入端均与所述第二实时运算模块的输出端连接，所述延时模块的输出端、所述开平方模块的输出端和所述反正切运算模块的输出端均与所述数据同步模块的输入端连接；

所述延时模块用于，对所述第二色彩空间中的所述L数据进行延时处理，并将处理结果传输至所述数据同步模块；

所述开平方模块用于，对所述第二色彩空间中的所述A数据和所述B数据进行开平方运算，得到C数据，并将所述C数据传输至所述数据同步模块；

所述反正切运算模块用于，对所述第二色彩空间中的所述A数据和所述B数据进行反正切运算，得到H数据，并将所述H数据传输至所述数据同步模块；

所述数据同步模块用于，根据获取到的所述L数据、所述C数据和所述H数据进行同步化处理，得到所述第三色彩空间的数据。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的色彩空间转换电路，其特征在于，

所述第一实时运算模块包括乘法运算模块和加法运算模块，所述乘法运算模块的输出端与所述加法运算模块的输入端连接，所述加法运算模块的输出端与所述第二实时运算模块的输入端连接；

所述乘法运算模块用于，对获取到的所述每个像素的RGB数据与所述系数矩阵中对应的数据进行乘法运算，并将所述乘法运算的结果传输至所述加法运算模块；

所述加法运算模块用于，获取所述乘法运算模块传输的所述运算结果，根据矩阵运算的规则对所述乘法运算的结果进行加法运算，得到所述第一色彩空间的数据。

4.根据权利要求1-2任一项所述的色彩空间转换电路，其特征在于，

所述第二实时运算模块包括函数运算模块和像素数据运算模块；所述函数运算模块的输入端作为所述第二实时运算模块的输入端与所述第一实时运算模块连接，所述函数运算模块的输出端与所述像素数据运算模块的输入端连接，所述像素数据运算模块的输出端与所述转换模块连接；

所述函数运算模块用于，对所述第一色彩空间的数据与所述预设数组进行函数运算，得到所述第一色彩空间的像素数据的函数表达式，将所述函数表达式传输至所述像素数据运算模块；

所述像素数据运算模块用于，获取所述函数运算模块传输的函数表达式，根据预设系数与所述函数表达式进行运算，得到第二色彩空间的数据，将所述第二色彩空间的数据传输至所述转换模块。

5.根据权利要求2所述的色彩空间转换电路，其特征在于，

所述开平方模块包括依次连接的平方运算模块、加法模块和开平方运算模块，

所述平方运算模块用于，对所述第二色彩空间中的所述A数据和B数据进行平方运算，并将平方运算的结果传输至所述加法模块；

所述加法模块用于，对所述A数据的平方运算结果和所述B数据的平方运算结果进行加法运算，并将加法运算的结果传输至所述开平方运算模块；

所述开平方运算模块用于，获取所述加法模块传输的所述加法运算的结果，并对所述加法运算的结果进行开平方运算，得到所述C数据，并将所述C数据传输至所述数据同步模块。

6.根据权利要求4所述的色彩空间转换电路，其特征在于，

所述函数运算模块包括函数乘法模块、第一开立方模块、第一加法器、第二开立方模块、第二加法器、第三开立方模块、第三加法器和同步处理模块；

所述第一开立方模块、所述第一加法器、所述第二开立方模块、所述第二加法器、所述第三开立方模块和所述第三加法器分别串接在所述函数乘法模块的输出端和所述同步处理模块的输入端之间；

所述函数乘法模块的输入端与所述第一实时运算模块连接，所述同步处理模块的输出端与所述像素数据运算模块连接；

所述函数乘法模块用于，对所述X数据分别与第一预设值和第二预设值进行乘法运算，将所述X数据与所述第一预设值的乘法结果传输至所述第一开立方模块，将所述X数据与所述第二预设值得乘法结果传输至所述第一加法器；对所述Y数据分别与第三预设值和第四预设值进行乘法运算，将所述Y数据与所述第三预设值的乘法结果传输至所述第二开立方模块，将所述Y数据与所述第四预设值得乘法结果传输至所述第二加法器；对所述Z数据分别与第五预设值和第六预设值进行乘法运算，将所述Z数据与所述第五预设值的乘法结果传输至所述第三开立方模块，将所述Z数据与所述第六预设值得乘法结果传输至所述第三加法器；

所述第一开立方模块用于，对所述X数据与所述第一预设值的乘法结果进行开立方运算，并将开立方运算的结果作为所述X数据的第一函数，将所述X数据的第一函数传输至所述同步处理模块；

所述第一加法器用于，对所述X数据与所述第二预设值得乘法结果与所述第一加法器中的预设系数进行加法运算，将加法运算的结果作为所述X数据的第二函数，将所述X数据的第二函数传输至所述同步处理模块；

所述第二开立方模块用于，对所述Y数据与所述第三预设值的乘法结果进行开立方运算，并将开立方运算的结果作为所述Y数据的第一函数，将所述Y数据的第一函数传输至所述同步处理模块；

所述第二加法器用于，对所述Y数据与所述第四预设值得乘法结果与所述第二加法器中预设系数进行加法运算，将加法运算的结果作为所述Y数据的第二函数，将所述Y数据的第二函数传输至所述同步处理模块；

所述第三开立方模块用于，对所述Z数据与所述第五预设值的乘法结果进行开立方运算，并将开立方运算的结果作为所述Z数据的第一函数，将所述Z数据的第一函数传输至所述同步处理模块；

所述第三加法器用于，对所述Z数据与所述第六预设值得乘法结果与所述第三加法器中预设系数进行加法运算，将加法运算的结果作为所述Z数据的第二函数，将所述Z数据的第二函数传输至所述同步处理模块；

所述同步处理模块用于，获取所述X数据的第一函数、所述X数据的第二函数、Y数据的第一函数、所述Y数据的第二函数、Z数据的第一函数、所述Z数据的第二函数，若确定所述X数据大于第七预设值，输出所述X数据的第一函数作为X的函数表达数，否则输出所述X数据的第二函数作为所述X数据的函数表达式；若确定所述Y数据大于第八预设值，输出所述Y数据的第一函数作为Y的函数表达数，否则输出所述Y数据的第二函数作为所述Y数据的函数表达式；若确定所述Z数据大于第九预设值，输出所述Z数据的第一函数作为Z的函数表达数，否则输出所述Z数据的第二函数作为所述Z数据的函数表达式。

7.根据权利要求6所述的色彩空间转换电路，其特征在于，所述像素数据运算模块包括：第一乘法器、第一减法器、第二乘法器、第二减法器、第三乘法器和第三减法器；

所述第一乘法器的第一端与所述函数运算模块连接，所述第一乘法器的第二端与所述第一减法器的第一端连接，所述第一减法器的第二端与所述转换模块连接；

所述第二减法器的第一端与所述函数运算模块连接，所述第二减法器的第二端与所述第二乘法器的第一端连接，所述第二乘法器的第二端与所述转换模块连接；

所述第三减法器的第一端与所述函数运算模块连接，所述第三减法器的第二端与所述第三乘法器的第一端连接，所述第三乘法器的第二端与所述转换模块连接；

所述第一乘法器用于，将所述X数据的函数表达式与所述第一乘法器中的预设值进行乘法运算，并将乘法运算的结果传输至所述第一减法器；

所述第一减法器用于，将所述乘法运算的结果与所述第一减法器中的预设值进行减法运算，得到所述L数据；

所述第二减法器用于，对所述X数据的函数表达式与所述Y数据的函数表达式进行减法运算，并将减法运算的结果传输至所述第二乘法器；

所述第二乘法器器用于，将所述第二减法器的运算结果与所述第二乘法器中的预设值进行乘法运算，得到所述A数据；

所述第三减法器用于，对所述Y数据的函数表达式与所述Z数据的函数表达式进行减法运算，并将减法运算的结果传输至所述第三乘法器；

所述第三乘法器用于，将所述第三减法器传输的运算结果与所述第三乘法器中的预设值进行乘法运算，得到所述B数据。

8.根据权利要求1所述的色彩空间转换电路，其特征在于，所述系数矩阵由计算机进行整数化处理，并将整数化处理的结果传输至所述第一实时运算模块；

所述预设系数由所述计算机进行整数化处理，并将整数化处理的结果传输至所述第二实时运算模块。