CN109729333A - 色彩空间映射方法、装置、计算机可读存储介质及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种色彩空间映射方法，包括：获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数；将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表；通过已生成的3D像素灰度表的数据内容进行画面色彩映射。本发明还公开了一种色彩空间映射装置、计算机可读存储介质及系统。本发明通过获取画面原始数据及特征数据计算3D像素灰度表，以所述像素灰度表中的色彩映射关系进行索引后得到画面色彩的快速映射关系，进而实现画面精准还原，提高画面色彩效果的有益效果。

Description

色彩空间映射方法、装置、计算机可读存储介质及系统
技术领域
本发明涉及多媒体画质处理技术领域，尤其涉及一种色彩空间映射方法、装置、计算机可读存储介质及系统。
背景技术
在电视机的画质处理中，为了能精确还原画面的场景、人物，达到色彩逼真、高画质质量，关键的基础是有一个精准的色空间映射关系，才能保证色度、亮度的精准还原。而电视机的色域、亮度受其背光系统、制作工艺、材料等影响，离散性很大，不同批次的产品差异性可能很大，若不能针对性的进行校正，则严重影响电视机的画质表现，同时产品的画质也会稂莠不齐。
目前，大多数的厂商，都无法对每个批次进行单独的色空间映射校正，因为传统的校正方法，都是遵循逐次逼近的原则进行设计的：
步骤一：数据采集设备采集电视当前状态的色度、亮度数据，传至色空间映射调试系统；
步骤二：调试系统进行数据对比，若不符合要求，则给出相应的偏移量，通过通讯手段传至电视机芯，电视机芯做出调整，返回步骤一；若符合要求，则结束调试。
此类调试方法，具有以下问题：1、需要多次循环进行数据采集、数据传输、数据比较判断、寄存器赋值，直到达到目标色度和亮度，调试耗时长，且调试时间不稳定；2、只能针对极少数点进行调整，调整后仍无法实现整个色空间的色度、亮度均符合要求；3、由于调整点数少，其余点只能通过简单的线性关系进行对应，可能造成某些区域的色度、亮度更加偏离真实目标；4、该方案与产品特性强相关，针对不同方案的产品，调试系统需要做相应的调整才能实现功能。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种色彩空间映射方法，旨在解决现有技术的空间色彩映射矫正的调试操作由于数据采集的问题造成的色度亮度失真的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种色彩空间映射方法，包括以下内容：
获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数；
将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表；
通过已生成的3D像素灰度表的数据内容进行画面色彩映射。
优选地，所述将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表的步骤，还包括：
获取目标电视端当前的终端画面参数，将所述终端画面参数输入至所述预设算法。
优选地，所述获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数的步骤之前，还包括：
以预设方式输出特定图片，并接收显示所述特定图片的图片显示参数；
根据接收到的所述图片显示参数确认所述原始数据。
优选地，所述根据接收到的所述图片显示参数确认所述原始数据的步骤，还包括：
判断所述图片显示参数是否大于预设数值；
在确认所述图片显示参数大于预设数值时，确认所述图片显示参数为原始数据。
优选地，所述获取目标电视端画面的原始数据及特征数据的步骤，还包括：
在所述原始数据中提取预设顺序的原始数据，并根据提取到的原始数据计算所述特征数据。
优选地，所述在所述原始数据中提取预设顺序的原始数据，并根据提取到的原始数据计算所述特征数据的步骤，还包括：
获取预设参变量，以所述预设参变量构建预设方程组；
将提取到的预设顺序的原始数据输入所述预设方程组，以所述预设方程组的计算结果推算所述特征数据。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种色彩空间映射装置，所述色彩空间映射装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可以在所述处理器上运行的色彩空间映射程序，所述色彩空间映射程序被处理器执行时实现如上所述的色彩空间映射方法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可以在所述处理器上运行的色彩空间映射程序，所述色彩空间映射程序被处理器执行时实现如上所述的色彩空间映射方法的步骤。
本发明还提供一种色彩空间映射系统，所述色彩空间映射系统在执行时，实现如上所述的色彩空间映射方法的步骤。
本发明提出的一种色彩空间映射方法，通过获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数；将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表；通过已生成的3D像素灰度表的数据内容进行画面色彩映射。通过获取画面原始数据及特征数据计算3D像素灰度表，以所述像素灰度表中的色彩映射关系进行索引后得到画面色彩的快速映射关系，进而实现画面精准还原，提高画面色彩效果的有益效果。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端\装置结构示意图；
图2为本发明色彩空间映射方法第一实施例的流程示意图；
图3为已限定的秃顶图片对应的色素数值表；
图4为特征系数与特征数据的数值定义表；
图5为提取的测试数据的详细数据示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的主要解决方案是：获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数；将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表；通过已生成的3D像素灰度表的数据内容进行画面色彩映射。
由于现有技术空间色彩映射矫正的调试操作中，由于调试数据采集的问题造成的色度亮度失真的技术问题。
本发明提供一种解决方案，通过获取画面原始数据及特征数据计算3D像素灰度表，以所述像素灰度表中的色彩映射关系进行索引后得到画面色彩的快速映射关系，进而实现画面精准还原，提高画面色彩效果的有益效果。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
本发明实施例终端可以是PC，也可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器，便携计算机等具有多媒体播放功能的可移动式或不可移动式终端设备。
如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及色彩空间映射应用程序。
在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的色彩空间映射应用程序，并执行以下操作：
获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数；
将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表；
通过已生成的3D像素灰度表的数据内容进行画面色彩映射。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的色彩空间映射应用程序，还执行以下操作：
获取预设的特征系数推算规则；
以所述预设的特征系数推算规则在所述原始数据及特征数据中推算所述特征系数。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的色彩空间映射应用程序，还执行以下操作：
获取目标电视端当前的终端画面参数，将所述终端画面参数输入至所述预设算法。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的色彩空间映射应用程序，还执行以下操作：
以预设方式输出特定图片，并接收显示所述特定图片的图片显示参数；
根据接收到的所述图片显示参数确认所述原始数据。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的色彩空间映射应用程序，还执行以下操作：
判断所述图片显示参数是否大于预设数值；
在确认所述图片显示参数大于预设数值时，确认所述图片显示参数为原始数据。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的色彩空间映射应用程序，还执行以下操作：
在所述原始数据中提取预设顺序的原始数据，并根据提取到的原始数据计算所述特征数据。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的色彩空间映射应用程序，还执行以下操作：
获取预设参变量，以所述预设参变量构建预设方程组；
将提取到的预设顺序的原始数据输入所述预设方程组，以所述预设方程组的计算结果推算所述特征数据。
参照图2，图2为本发明色彩空间映射方法第一实施例的流程示意图，所述色彩空间映射方法包括：
步骤S10，获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数；
基于当前的目标电视端画面的画质处理需求，获取所述目标电视端画面的原始数据及特征数据，所述原始数据及特征数据均是基于当前的电视端的显示画面采集到的，且原始数据在获取时，通过输出特定图片在所述目标电视端显示后，采集所述原始数据，如此，在获取所述原始数据时，所述获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数的步骤之前，还包括：
以预设方式输出特定图片，并接收显示所述特定图片的图片显示参数；
根据接收到的所述图片显示参数确认所述原始数据。
在本发明方法中，在接收到画质处理指令时，通过串口控制信号发生器依次输出预设数量的特定图片给到目标电视端，使得所述目标电视端显示所述特定图片，同时控制色温仪依次采集显示的所述特定图片的色度、亮度数据后返回，在实际应用中，采集到的原始数据与输出的特定图片相关，因此考虑到画质调整的问题，限定输出预设数量的原始图片达到画质校正的效果，一般来说，默认设定为输出40张特定图片使得目标电视端显示后，采集到40组基于显示的所述特定图片的图片显示参数，进而，根据采集到的所述图片显示参数确认所述原始数据。
在实际应用中，40张特定图片的定义如下所述：
图片1-10：10个灰阶信号图片，以8bit颜色深度为例；图片11-40:分别为R/G/B单色信号图片，以8bit颜色深度为例，根据已限定的40张特定图片的图片信息，其特定图片的对应的(R/G/B)值可如图3所示。
另外，根据显示的特定图片采集图片显示参数的详细采集过程如下：
1、调试系统通过串口控制信号发生器输出特定图片i(i的初始值为1)；
2、输出信号通过HDMI线给到电视机，电视机显示图片i；
3、调试系统通过串口控制色温仪CA310采集色度、亮度数据(x，y，Y),采集到的数据通过串口传回调试系统；
4、调试系统保存CA310传回的数据，同时判断i是否大于40，若是，跳到1.5；否则，i加1，跳到1.1。
5、40组色度、亮度数据采集完毕。
如上所述，在采集原始数据时，根据采集到的图片显示参数确认对应的原始数据时，其所述根据接收到的所述图片显示参数确认所述原始数据的步骤，还包括：
判断所述图片显示参数是否大于预设数值；
在确认所述图片显示参数大于预设数值时，确认所述图片显示参数为原始数据。
在接收到以采集的图片显示参数后，确认所述图片显示参数是否大于预设数值，如上所述，其图片显示参数定义为i，判断采集到的所述图片显示参数i是否大于40，若是，跳到1.5；否则，i加1，跳到1.1。如此，根据此种确认方式，根据所述图片显示参数确认对应的原始数据。
另外，根据已获取到的原始数据及特征数据，在确认特征系数时，以预设的推算规则推算所述特征系数，即所述获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数的步骤，还包括：
获取预设的特征系数推算规则；
以所述预设的特征系数推算规则在所述原始数据及特征数据中推算所述特征系数。
在获取到原始数据及特征数据后，以所述原始数据及特征数据计算特征系数，所述特征系数的计算规则可限定为预设的计算公式，根据当前获取到的原始数据及特征数据，按预设规则为所述原始数据及特征数据进行数值定义，并将已定义的数据输入至预设计算公式计算所述特征系数，其中，单个特征系数与对应的特征数据相关，因此，特征系数与特征数据的数量一致，在实际应用中，单个特征系数的计算公式可定义为r1＝Y1R_T/Y1R。而相关的原始数据及特征数据的数值定义，可如图4所示。
进一步的，在以原始数据及特征数据计算对应的特征系数时，其特征数据与原始数据相关，因此，在获取到原始数据时，还需根据所述原始数据确认对应的特征数据，即所述获取目标电视端画面的原始数据及特征数据的步骤，还包括：
在所述原始数据中提取预设顺序的原始数据，并根据提取到的原始数据计算所述特征数据。
根据以获取到的原始数据，在已设定原始数据的数量后，在所述原始数据中抓取特定顺序的原始数据，并通过抓取到的原始数据计算所述特征数据，如上所述，若是原始数据的数量为40组时，则在40组原始数据中的特定顺序中抓取原始数据，由于原始数据来源的特定图片类型，一般抓取40组原始数据中的第一组至第十组、第二十组、第三十组及第四十组数据即总共十三组数据推算关键性的特征数据。在实际应用中，根据采集到的40组数据，系统先挑选出指定的13组(分别为图片1-10，图片20、30、40对应的测试数据)，经特定算法，推算出关键性的30组特征数据时，其推算过程可分为9次进行，且推算操作与所述测试数据相关，其测试数据的详细数据内容可如图5所示，且推算操作的具体详细过程如下：
1、获取图片5和图片20、30、40的测试数据，其测试数据为以下内容：
图片5：128阶白场信号的色坐标(x5W,y5W)、亮度Y5W；
图片20：255阶R场对应的色坐标(x10R,y10R)、亮度Y10R；
图片30：255阶G场对应的色坐标(x10G,y10G)、亮度Y10G；
图片40：255阶B场对应的色坐标(x10B,y10B)、亮度Y10B；
2、设置参变量，将欲推算得的128阶R/G/B场的亮度分别定义为Y5R_T，Y5G_T，Y5B_T；
3、构建方程组，推算对应的128阶R/G/B场的亮度Y5R_T,Y5G_T,Y5B_T。假定R/G/B单色场的色坐标不变，联立求解方程组，可得到128阶R/G/B场的亮度Y5R_T，Y5G_T，Y5B_T，具体的确认公式如下所示：
进一步的，如上所述的特征数据的确认方式，其特征数据的确认与参变量相关，因此，其设定参变量并以参变量实现特征数据确认方式可定义为所述在所述原始数据中提取预设顺序的原始数据，并根据提取到的原始数据计算所述特征数据的步骤，还包括：
获取预设参变量，以所述预设参变量构建预设方程组；
将提取到的预设顺序的原始数据输入所述预设方程组，以所述预设方程组的计算结果推算所述特征数据。
步骤S20，将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表；
根据已计算到的特征系数及特征数据，将所述特征系数及特征数据分别输入至预设算法，根据计算结果的数值，生成3D像素灰度表。其3D像素灰度表中，包含有子元素数量相等的数值，其子元素分为r、g、b，而所述3D像素灰度表中，所包含的具体数值包括一个20层20行20列的3D像素灰度信息，在实际应用中，通过索引值R/G/B，可分别查询到对应的r/g/b，如此，通过所述索引值的映射关系实现色彩映射的数值查询功能。
如上所述，在计算所述3D像素灰度表时，考虑到当前目标电视端本身的终端设备问题，为提高3D像素灰度表的色彩数值精确度，因此所述将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表的步骤，还包括：
获取目标电视端当前的终端画面参数，将所述终端画面参数输入至所述预设算法。
根据当前应用的目标电视端，在以特征系数及特征数据计算3D像素灰度表时，获取所述目标电视端的终端画面参数，所述终端画面参数主要指所述终端基于设备硬件的原因而具备的色彩偏差数据，在实际应用中，所述终端画面参数主要包括色空间、白平衡和gamma数据。将获取到的终端画面参数输入至预设的计算公式，以终端画面参数定义的计算公式再计算所述特征系数及特征数据，计算生成一个20层20行20列的3D LUT(层数对应R，行数对应G，列数对应B)。
步骤S30，通过已生成的3D像素灰度表的数据内容进行画面色彩映射。
在已生成基于色彩映射的3D像素灰表后，以所述3D像素灰度表中的色彩映射关系进行所述目标电视端的画面色彩映射，在实际应用中，可将该3D像素灰度表传递给电视机的机芯，使得机芯做出反应使其生效，即可实现色彩空间的精准映射，且达到目标白平衡及gamma。
本实施例中，通过获取画面原始数据及特征数据计算3D像素灰度表，以所述像素灰度表中的色彩映射关系进行索引后得到画面色彩的快速映射关系，进而实现画面精准还原，提高画面色彩效果的有益效果。
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有色彩空间映射程序，所述色彩空间映射程序被处理器执行时实现如下操作：
获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数；
将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表；
通过已生成的3D像素灰度表的数据内容进行画面色彩映射。
进一步地，所述色彩空间映射程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取预设的特征系数推算规则；
以所述预设的特征系数推算规则在所述原始数据及特征数据中推算所述特征系数。
进一步地，所述色彩空间映射程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取目标电视端当前的终端画面参数，将所述终端画面参数输入至所述预设算法。
进一步地，所述色彩空间映射程序被处理器执行时还实现如下操作：
以预设方式输出特定图片，并接收显示所述特定图片的图片显示参数；
根据接收到的所述图片显示参数确认所述原始数据。
进一步地，所述色彩空间映射程序被处理器执行时还实现如下操作：
判断所述图片显示参数是否大于预设数值；
在确认所述图片显示参数大于预设数值时，确认所述图片显示参数为原始数据。
进一步地，所述色彩空间映射程序被处理器执行时还实现如下操作：
在所述原始数据中提取预设顺序的原始数据，并根据提取到的原始数据计算所述特征数据。
进一步地，所述色彩空间映射程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取预设参变量，以所述预设参变量构建预设方程组；
将提取到的预设顺序的原始数据输入所述预设方程组，以所述预设方程组的计算结果推算所述特征数据。
本发明还提供一种色彩空间映射系统，所述色彩空间映射系统在执行时，实现如上所述的色彩空间映射方法实施例的内容。
需要说明的是，在本文中，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、药品或者系统不仅包括那些要素，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、药品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、药品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种色彩空间映射方法，其特征在于，所述色彩空间映射方法包括以下步骤：
获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数；
将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表；
通过已生成的3D像素灰度表的数据内容进行画面色彩映射。
2.如权利要求1所述的色彩空间映射方法，其特征在于，所述获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数的步骤，还包括：
获取预设的特征系数推算规则；
以所述预设的特征系数推算规则在所述原始数据及特征数据中推算所述特征系数。
3.如权利要求1所述的色彩空间映射方法，其特征在于，所述将计算到的特征系数及特征数据输入至预设算法，根据计算结果生成3D像素灰度表的步骤，还包括：
获取目标电视端当前的终端画面参数，将所述终端画面参数输入至所述预设算法。
4.如权利要求1所述的色彩空间映射方法，其特征在于，所述获取目标电视端画面的原始数据及特征数据，以获取到的所述原始数据及特征数据计算特征系数的步骤之前，还包括：
以预设方式输出特定图片，并接收显示所述特定图片的图片显示参数；
根据接收到的所述图片显示参数确认所述原始数据。
5.如权利要求4所述的色彩空间映射方法，其特征在于，所述根据接收到的所述图片显示参数确认所述原始数据的步骤，还包括：
判断所述图片显示参数是否大于预设数值；
在确认所述图片显示参数大于预设数值时，确认所述图片显示参数为原始数据。
6.如权利要求1所述的色彩空间映射方法，其特征在于，所述获取目标电视端画面的原始数据及特征数据的步骤，还包括：
在所述原始数据中提取预设顺序的原始数据，并根据提取到的原始数据计算所述特征数据。
7.如权利要求6所述的色彩空间映射方法，其特征在于，所述在所述原始数据中提取预设顺序的原始数据，并根据提取到的原始数据计算所述特征数据的步骤，还包括：
获取预设参变量，以所述预设参变量构建预设方程组；
将提取到的预设顺序的原始数据输入所述预设方程组，以所述预设方程组的计算结果推算所述特征数据。
8.一种色彩空间映射装置，其特征在于，所述色彩空间映射装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可以在所述处理器上运行的色彩空间映射程序，所述色彩空间映射程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的色彩空间映射方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可以在所述处理器上运行的色彩空间映射程序，所述色彩空间映射程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的色彩空间映射方法的步骤。
10.一种色彩空间映射系统，其特征在于，所述色彩空间映射系统在执行时，实现如权利要求1至7任一项所述的色彩空间映射方法的步骤。
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