CN1465175A - 图像处理装置、图像处理方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是：提供一种用于再现天然颜色的图像处理装置。本发明的图像处理装置通过使用根据图像输出装置所提供的白色的亮度来改变白色点的转换量的颜色校正表格，来对输入信号实施所需的图像处理，然后，为图像输出装置提供该信号。通过使目标白色点的色度(D＝0，(xwt，ywt))接近图像输出装置的白色的色度(D＝1，(xwd，ywd))，可以避免眼睛的适应过程所造成的影响。此外，本发明的图像处理装置如此构成，以便随着图像输出装置所提供的白色的亮度的增加，使转换之后的目标白色点接近图像输出装置的白色点。这样构造是因为：与昏暗的光线相比较，人眼更趋向于适应明亮的光线。

Description

图像处理装置、图像处理方法和存储介质

发明背景

1.发明领域

本发明涉及在将图像输入信号的颜色空间转换为图像输出装置的颜色空间时应用于图像输入信号的图像处理。

2.关于原先技术的描述

扫描仪、监视器、打印机和投影机等设备具有各自不同的颜色再现色域。因此，这是一个在吸收颜色再现色域中的差异的同时再现颜色的问题。

例如，当液晶投影机的颜色特征与一种颜色标准(例如，sRGB)相匹配时，首先必须考虑如何通过比较两者的色域来在液晶投影机的色域内再现目标颜色特征(一种颜色匹配方法)。但是，由于通常根据CRT显示的颜色特征来建立诸如sRGB等颜色标准，因此，当投影机的色域(具有浅绿色的颜色特征)和sRGB的色域进行比较时，灰色调(灰色轴的方向)从白色变成黑色。有一种颜色匹配方法，可用于通过将液晶投影机的颜色特征精确地与目标颜色特征相匹配的颜色校正来在液晶投影机的色域(优先考虑颜色再现的颜色匹配)中逼真地再现目标颜色特征。

发明概述

但是，当投影机的颜色特征与sRGB等目标颜色特征相匹配时，会出现这样一种问题：所产生的图像经常略带红色，这是颜色校正过度的结果。这是因为视觉需要适应过程，所以，当观看颜色校正之前的图像时，投影机原来略带绿色的白色看起来像天然的白色。

本发明的设计意在解决上述问题，并要提供再现天然颜色的一种图像处理装置、图像处理方法、程序和存储介质。

根据本发明，图像处理装置包括：用于根据图像输出装置所提供的白色的亮度来改变白色点的转换量的一张颜色校正表格，其中，通过使用该颜色校正表格来对输入信号实施所需的图像处理，然后，为图像输出装置提供该信号。

利用这种方法，通过使目标白色点的色度接近图像输出装置的白色的色度，可以避免眼睛的适应过程所造成的影响。

本发明是图像处理装置，其中，当图像输出装置所提供的白色的亮度增加时，使转换后的目标白色点接近图像输出装置的白色点。

这是因为：与昏暗的光线相比较，人眼趋向于更适应明亮的光线。

根据本发明，图像处理装置包括：一张颜色校正表格，用于将颜色再现列为优先，以便逼真地颜色再现校正颜色；以及一张颜色校正表格，用于将亮度列为优先，以便在优先考虑亮度的同时校正颜色。通过使用颜色校正表格来对输入信号实施所需的图像处理，然后，为图像输出装置提供该信号，在用于将颜色再现列为优先的颜色校正表格实行转换之后，使目标白色点接近图像输出装置的白色点。

本发明是图像处理装置，其中，根据输入信号来切换用于优先考虑亮度的颜色校正表格和用于优先考虑颜色再现的颜色校正表格。

本发明是一种图像处理方法，其中，通过使用根据图像输出装置所提供的白色的亮度来改变白色点的转换量的颜色校正表格，可以对输入信号实施所需的图像处理，其中，为图像输出装置提供该信号。

本发明是一种图像处理方法，其中，通过使用优先考虑颜色再现以便逼真地颜色再现校正颜色用的颜色校正表格和用于优先考虑亮度以便在优先考虑亮度的同时校正颜色用的颜色校正表格，可以对输入信号实施所需的图像处理，然后，为图像输出装置提供该信号；其中，在用于优先考虑颜色再现的颜色校正表格进行转换之后，使目标白色点接近图像输出装置的白色点。

本发明是一种计算机执行指令的计算机程序，可执行图像处理，这样，通过使用根据图像输出装置所提供的白色的亮度来改变白色点的转换量的颜色校正表格，可以对输入信号实行所需的颜色校正。

本发明是一种计算机执行指令的计算机程序，可执行图像处理，这样，通过使用优先考虑颜色再现以便逼真地颜色再现校正颜色用的颜色校正表格和用于将亮度列为优先以便在优先考虑亮度的同时校正颜色用的颜色校正表格，可以对输入信号实行所需的颜色校正。

本发明是一种存储计算机程序的计算机可读介质。

本发明是一种计算机可读介质，可存储用于根据图像输出装置所提供的白色的亮度来改变白色点的转换量的颜色校正表格。

附图简述

图1是本发明第一个实施例的颜色校正表格发生器的功能方框图；

图2是示意方框图，表现了颜色校正表格发生器的特殊硬件构造的一个例子，以及本发明的一种图像处理装置；

图3是本发明第一个实施例的图像处理装置的功能方框图；

图4是流程图，描述了图像处理装置20B的操作；

图5是流程图，描述了第一个颜色校正表格发生器20A所执行的一种颜色校正表格制定处理程序；

图6是流程图，描述了三维颜色校正表格(3D-LUT)的一种输出值计算处理程序；

图7是本发明第二个实施例的一种图像处理装置的功能方框图；

图8是流程图，描述了图像处理装置20C的操作；以及，

图9描述了制定优先考虑颜色再现的颜色校正表格所需要的目标白色点。

较佳实施例的详细描述

以下部分在参考附图的同时描述了本发明的一个较佳实施例。

图1是根据本发明第一个实施例的颜色校正表格发生器的功能方框图。图3和图7是根据本发明第一个实施例的一种图像处理装置的功能方框图。

硬件结构

图2用概要方框图表现了一种有关颜色校正表格制定设备和图像处理设备的具体的硬件结构的一个例子。

本实施例将一种计算机系统用作为实现颜色校正表格制定设备和图像处理器的硬件的一个例子。图3用方框图表现了该计算机系统。为该计算机系统提供作为图像输入设备的扫描仪11a、数码静物摄影相机11b和摄像机11c，它们与计算机主机12相连接。各个输入设备生成一种图像数据，其中，图像由被安排成点阵的像素来表现；这些输入设备为计算机主机12提供该图像数据，其中，该图像数据用R、G和B三种主要的颜色来表现256颜色层次显示的大约1670万种颜色。

软盘驱动器13a、硬盘驱动器13b和CD-ROM驱动器13c与计算机主机12相连接，作为外部的辅助存储装置；硬盘13b存储涉及系统的基础程序；如果需要的话，可从软盘和CD-ROM读取必要的程序。连接调制解调器14a，用于将计算机主机12与作为通信设备的外部网络或类似物相连接；通过公共通信线路与外部网络连接，可以下载用于介绍的软件和数据。在这个例子中，虽然调制解调器14a通过电话线而被用于外部访问，但是，通过LAN适配器来访问网络的构造也是可行的。此外，连接键盘15a和鼠标15b，用于操作计算机主机12。

为计算机主机12提供一个显示器17a和一个彩色打印机17b，作为图像输出设备。为显示器17a提供一个显示区，该显示区包括水平方向上的800个像素和垂直方向上的600个像素，在各个像素上显示了1670万种颜色。这个分辨率是一个例子，分辨率可以按需要更改成640×480或1024×768。

彩色打印机17b是喷墨打印机，用C、M、Y和K四种颜色的色墨在作为介质的打印纸上打印图像。作为其图像分辨率，可采用高密度打印(例如，360×360dpi或720×720dpi)；作为其颜色层次的表示法，可通过选择是否附上彩墨来采用两种颜色层次的表示法。一种预定程序正在计算机主机12上运行，以便通过图像输入设备获得图像并在图像输出设备上显示或提供图像。操作系统(OS)12a作为一种基础程序进行操作，显示器驱动器(DSP DRV)12b和打印机驱动器(PRT DRV)12c被并入操作系统12a。驱动器12b和12c取决于显示器17a和彩色打印机17b的样式，它们根据样式被加入操作系统12a或在此操作系统中进行更改。除了取决于样式的标准处理以外，还可以实现一个特点。换言之，可以在许可的范围内实现各种不同的附加处理，同时在作为操作系统12a的标准系统上维持通用的处理系统。

作为运行该程序的先决条件，为计算机主机12提供CPU 12e、RAM 12f、ROM 12g、I/O 12h和类似物，CPU 12e在将RAM 12f用作临时工作区或规定的存储区或程序区的同时按需要执行ROM 12g中所写的基础程序，并且控制通过I/O 12h和内部装置而连接的外部装置。

在操作系统12a上执行应用程序12d，该应用程序用作基础程序。应用程序12d中的处理内容会发生变化，包括：监控作为操作设备的键盘15a和鼠标15b的操作；适当地控制不同的外部装置；当它们进行操作时，执行对应的计算和类似的操作；以及，在显示器17a或彩色打印机17b上显示或提供处理结果。

计算机系统通过作为图像输入设备的扫描仪11a来获得图像数据，利用应用程序12d来执行预定的图像处理，并在显示器17a或彩色打印机17b(用作图像输出设备)上示出作为输出的处理结果。

虽然图像处理器在这个实施例中作为一种计算机系统(不总是需要这种计算机系统)来执行，但是，应用图像处理器的系统可以是要求对相同的图像数据实行本发明的图像处理的任何其他的系统。例如，可以采用一种系统，其中，将根据本发明的图像处理器置入数码静物摄影相机，并且由使用图像处理后的图像数据的彩色打印机来执行打印。在无须通过计算机系统而输入并打印图像数据的彩色打印机中，可以采用一种结构，其中，对通过扫描仪、数码静物摄影相机或调制解调器而被输入的图像数据执行根据本发明的图像处理，随后执行打印过程。

当然，本发明也可应用于处理图像数据的其他各种设备(例如，彩色传真设备、彩色复印机和投影机)。

图像处理控制程序

根据本发明的图像处理控制程序通常以被存储的状态被分布在诸如软盘或CD-ROM的记录介质上，以便计算机12可以对其进行读取。该程序由媒体阅读器(例如，CD-ROM驱动器13c或软盘驱动器13a)读取并被安装在硬盘13b中。然后，CPU从硬盘13b读取所需的程序，并执行所需的处理。根据本发明的图像处理控制程序本身也构成本发明的一部分。

颜色校正表格发生器

图1所示的颜色校正表格发生器20A制定用于再现天然颜色用的颜色校正表格(优先考虑颜色再现的颜色校正表格)。

在图1中，为颜色校正表格发生器20A提供一个用于确定目标颜色空间和各个参数20e的部件、一个用于计算参考白色点20f的部件、第一个转换部件20g、第二个转换部件20h、第三个转换部件20i、第四个转换部件20j、第五个转换部件20k、第六个转换部件201和一个颜色校正LUT存储部分20b。以后将对这些单独的构成部件的详细处理进行描述。

以下部分参考图5和图6来描述由图1所示的颜色校正表格发生器20A执行的颜色校正表格制定处理程序。在本实施例中，描述了图像输出装置是投影机的情况。

必须在执行颜色校正表格制定处理程序之前预先测量以下所述的投影机的颜色特征数据。

也就是说，应该预先测量以下各个颜色特征数据。

白色(Rd，Gd，Bd)的三色值Xwp、Ywp、Zwp＝(255，255，255)

红色(Rd，Gd，Bd)的三色值Xrp、Yrp、Zrp＝(255，0，0)

绿色(Rd，Gd，Bd)的三色值Xgp、Ygp、Zgp＝(0，255，0)

蓝色(Rd，Gd，Bd)的三色值Xbp、Ybp、Zbp＝(0，0，255)

黑色(Rd，Gd，Bd)的三色值Xkp、Ykp、Zkp＝(0，0，0)

使用以下表达式(1)对各个所测量的数据进行白色亮度(Ywd)方面的标准化，减去黑色处的偏移量。

[公式1]

该表达式表现了关于白色的数据，同时，对R、G和B执行相同的转换。关于黑色，(Xkd，Ykd，Zkd)＝(0，0，0)。

图5是流程图，描述了由第一个颜色校正表格发生器20A执行的一种颜色校正表格制定处理程序。

用于确定目标颜色空间和各个参数的处理(S20)

如图5所示，用于确定颜色校正表格发生器20A中的目标颜色空间和各个参数20e的部件首先确定转换矩阵中的目标颜色空间和各个参数(S20)。

首先，在转换之后的目标颜色空间中确定白色(W)、红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)各个颜色的色度坐标。由于目标颜色空间被假定为优先考虑颜色再现的颜色校正表格的sRGB，因此，目标颜色空间中的各个色度坐标是：

白色(R，G，B)＝(255，255，255)的色度坐标是xwt＝0.313、ywt＝0.329，

红色(R，G，B)＝(255，0，0)的色度坐标是xwt＝0.640、ywt＝0.330，

绿色(R，G，B)＝(0，255，0)的色度坐标是xwt＝0.300、ywt＝0.600，以及，

蓝色(R，G，B)＝(0，0，255)的色度坐标是xwt＝0.150、ywt＝0.060。

作为其他参数，可确定局部适应参数D和匹配限制光亮度Lmax。以后将对这些参数的细节进行描述。

然后，用于确定目标颜色空间和各个参数20e的部件计算将RtGtBt转换为XtYtZt的矩阵Mt(S20)。该转换也建立在目标颜色空间的定义的基础上，Mt是表达式(2)中所示的矩阵。

[公式2] $M_t=\left[\begin{array}{ccc}0.4124& 0.3576& 0.1805\\ 0.2126& 0.7152& 0.0722\\ 0.0193& 0.1192& 0.9505\end{array}\right]----\left(2\right)$

然后，用于确定目标颜色空间和各个参数20e的部件计算将RdGdBd转换为XdYdZd的矩阵Md(S20)。该转换建立在投影机的颜色特征的基础上，Md是表达式(3)中所示的矩阵。

[公式3] $M_d=\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{rd}}& x_{\mathrm{gd}}& x_{\mathrm{bd}}\\ y_{\mathrm{rd}}& y_{\mathrm{gd}}& y_{\mathrm{bd}}\\ z_{\mathrm{rd}}& z_{\mathrm{gd}}& z_{\mathrm{bd}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{S}_{\mathrm{rd}}& 0& 0\\ 0& S_{\mathrm{gd}}& 0\\ 0& 0& S_{\mathrm{bd}}\end{array}\right]----\left(3\right)$ 其中：

zrd＝1-xrd-yrd

zgd＝1-xgd＝ygd

zbd＝1-xbd-ybd

Srd、Sgd和Sbd是被确定的值，因此，(Rd，Gd，Bd)＝(255，255，255)被转换为(Xd，Yd，Zd)＝(Xwd，Ywd，Zwd)。它们通过以下的表达式来获得：

[公式4] $\left[\begin{array}{c}{S}_{\mathrm{rd}}\\ S_{\mathrm{gd}}\\ S_{\mathrm{bd}}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{rd}}& x_{\mathrm{gd}}& x_{\mathrm{bd}}\\ y_{\mathrm{rd}}& y_{\mathrm{gd}}& y_{\mathrm{bd}}\\ z_{\mathrm{rd}}& z_{\mathrm{gd}}& z_{\mathrm{bd}}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{wd}}\\ y_{\mathrm{wd}}\\ z_{\mathrm{wd}}\end{array}\right]----\left(4\right)$

然后，用于确定目标颜色空间和各个参数20e的部件计算被用于从XtYtZt到Xt’Yt’Zt’的转换的矩阵Mwp(S20)。存在这种问题：产生的图像经常看上去略带红色，这是当投影机的颜色特征完全与目标颜色特征(例如，sRGB)相匹配时颜色校正过度的结果。这是因为视觉需要适应过程，因此，当正在观看颜色校正之前的图像时，投影机原来略带绿色的白色看起来是天然的白色。为了避免这种适应过程的影响，XtYtZt被转换为Xt’Yt’Zt’，以便使目标白色点的色度接近投影机的白色的色度。该转换如下根据适应理论来加以执行。

三色值XtYtZt被转换为人眼的三种类型的视锥(视网膜上感觉颜色的细胞)的反映值L、M和S。

[公式5] $\left[\begin{array}{c}L\\ M\\ S\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0.0708& 0.9447& -0.0155\\ -0.4612& 1.3618& 0.1013\\ 0.0000& 0.0000& 1.0000\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_t\\ Y_t\\ Z_t\end{array}\right]----\left(5\right)$

然后，用于确定目标颜色空间和各个参数20e的部件使用以下的表达式来计算适应过程之后视锥的反映值L’、M’和S’。

L’＝{(Lwd/Lwt)D+(1-D)}L…(6)

M’＝{(Mwd/Mwt)D+(1-D)}M…(7)

S’＝{(Swd/Swt)D+(1-D)}S…(8)

在这些表达式中，D是指出适应程度的局部适应参数，它所具有的值的范围是0≤D≤1。如图9所示，不执行颜色适应过程，也就是说，目标颜色空间中的白色点(xwt，ywt)被用作当D＝0时的目标白色点。另一方面，投影机的白色点(xwd，ywd)被用作当D＝1时的目标白色点。当0＜D＜1时，目标白色点在内部划分在xy坐标上使(xwt，ywt)和(xwd，ywd)彼此连接的一条线。参数D是用作图像输出装置的投影机的白色的亮度的函数，D随投影机的白色的亮度的增加而增加(也就是说，使D接近投影机的白色点)。D随投影机的白色的亮度的增加而增加的原因是：与昏暗的光线相比较，人眼更趋向于适应明亮的光线。图9中所示的日光轨迹是由CIE(国际照明委员会)规定的典型的日光色度轨迹。该轨迹上存在诸如DS0和D65的标准光的色度(是sRGB的白色点)。

表达式(6)至表达式(8)中的Lwt、Mwt和Swt是关于目标颜色空间中的白色的视锥的反应值，通过为表达式(5)分配目标颜色空间Xwt、Ywt和Zwt中白色的三色值来获得这些反应值。同样，表达式(6)至表达式(8)中的Lwd、Mwd和Swd是关于投影机的白色的三色值Xwd、Ywd和Zwd的视锥的反应值。

最后，通过使用以下的表达式，来将视锥L’、M’和S’的反应值转换回三色值Xt’Yt’Zt’。

[公式6] $\left[\begin{array}{c}{X}_t^{\′}\\ Y_t^{\′}\\ Z_t^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}2.5592& -1.7754& 0.2195\\ 0.8667& 0.1331& 0.0000\\ 0.0000& 0.0000& 1.0000\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{L}^{\′}\\ M^{\′}\\ S^{\′}\end{array}\right]----\left(9\right)$

表达式(9)中的矩阵是表达式(5)中的矩阵的倒转矩阵。通过使用以下的表达式，来获得被用于从XtYtZt转换到Xt’Yt’Zt’的矩阵Mwp。

[公式7] $M_{\mathrm{wp}}=\left[\begin{array}{ccc}2.5592& -1.7754& 0.2195\\ 0.8667& 0.1331& 0.0000\\ 0.0000& 0.0000& 1.0000\end{array}\right]$ $\×\left[\begin{array}{ccc}(L_{\mathrm{wd}}/L_{\mathrm{wt}})D+(1-D)& 0& 0\\ 0& (M_{\mathrm{wd}}/M_{\mathrm{wt}})D+(1-D)& 0\\ 0& 0& (S_{\mathrm{wd}}/S_{\mathrm{wt}})D+(1-D)\end{array}\right]$ $\×\left[\begin{array}{ccc}0.0708& 0.9447& -0.0155\\ -0.4612& 1.3618& 0.1013\\ 0.0000& 0.0000& 1.0000\end{array}\right]----\left(10\right)$

矩阵Mwp是当D＝0时的部件矩阵。

用于计算参考白色点的处理(S22)

用于计算参考白色点20f的部件如下计算参考白色点。在优先考虑颜色再现的颜色校正表格中，被转换的白色是“投影机能够提供的最明亮的白色6500K”。尤其是，在以后描述的S38中的从Ld*ud*vd*到XdYdZd的转换中，参考白色点XnYnZn被设置为白色的三色值。也预先获得参考白色点XnYnZn。

当投影机的输出是参考白色点XnYnZn的RnGnBn时，在XnYnZn与RnGnBn之间建立以下的关系。

[公式8] $\left[\begin{array}{c}{X}_n\\ Y_n\\ Z_n\end{array}\right]=p\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{wt}}\\ Y_{\mathrm{wt}}\\ Z_{\mathrm{wt}}\end{array}\right]M_d\left[\begin{array}{c}{(R_n/255)}^{2.2}\\ {(G_n/255)}^{2.2}\\ {(B_n/255)}^{2.2}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{kd}}\\ Y_{\mathrm{kd}}\\ Z_{\mathrm{kd}}\end{array}\right]----\left(11\right)$

必须在表达式(11)中选择系数p，以便(Rn，Gn，Bn)是投影机的色域中最明亮的颜色，也就是说，Rn、Gn和Bn的最大值是255。由于用实验方法认识到：当为投影机当前的颜色特征提供具有一般颜色温度(10000K或更少)的白色时，Rn＝255，因此，当为表达式(11)分配Rn＝255时，系数p被表示为：

[公式9] $\left[\begin{array}{c}p\\ -{(\mathrm{Gn}/255)}^{2.2}\\ -{(\mathrm{Bn}/255)}^{2.2}\end{array}\right]{\left[\begin{array}{ccc}{X}_{\mathrm{wt}}& S_{\mathrm{gd}}{x}_{\mathrm{gd}}& S_{\mathrm{bd}}{x}_{\mathrm{bd}}\\ Y_{\mathrm{wt}}& S_{\mathrm{gd}}{y}_{\mathrm{gd}}& S_{\mathrm{bd}}{y}_{\mathrm{bd}}\\ Z_{\mathrm{wt}}& S_{\mathrm{gd}}{z}_{\mathrm{gd}}& S_{\mathrm{bd}}{z}_{\mathrm{bd}}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{S}_{\mathrm{rd}}{x}_{\mathrm{rd}}+X_{\mathrm{kd}}\\ S_{\mathrm{rd}}{y}_{\mathrm{rd}}+Y_{\mathrm{kd}}\\ S_{\mathrm{rd}}{z}_{\mathrm{rd}}+Z_{\mathrm{kd}}\end{array}\right]----\left(12\right)$

系数p从表达式(12)中获得，然后，通过将所获得的系数p分配给表达式(11)，来获得参考白色点的三色值Xn、Yn和Zn。

然后，根据以下的表达式来使用参考白色点的三色值Xn、Yn和Zn，以获得统一颜色空间CIELUV中的投影机的白色和黑色的坐标(Lwd*，uwd*，vwd*)和(Lkd*，ukd*，vkd*)。

[公式10]

当将投影机的白色的三色值Xwd、Ywd和Zwd分配给表达式(13)时，可获得Lwd*、uwd*和vwd*；当将投影机的黑色的三色值Xkd、Ykd和Zkd分配给表达式(13)时，可获得Lkd*、ukd*和vkd*。

用于计算三维颜色校正表格的输出值的处理(S24)

然后，颜色校正表格发生器20A中的第一至第六转换部件20g~201计算对应于三维颜色校正表格(3D-LUT)的各个输入值RtGtBt的输出值RdGdBd(S24)。参考图6来更加详细地描述三维颜色校正表格(3D-LUT)上的输出值计算处理。在图6中，S30中的处理由第一个转换部件20g执行，S32中的处理由第一个转换部件20h执行，S34中的处理由第一个转换部件20i执行，S36中的处理由第一个转换部件20j执行，S38中的处理由第一个转换部件20k执行，以及，S40中的处理由第一个转换部件201执行。

第一个转换部件20g根据目标颜色空间的定义来将被输入三维颜色校正表格的输入RtGtBt转换为三色值XtYtZt。由于sRGB是优先考虑颜色再现的颜色校正表格中的目标颜色空间，因此，根据基于sRGB的定义的以下表达式(14)和(15)来执行计算。

[公式11]

通过以下的表达式(16)来获得XtYtZt的最终的值。

[公式12] $\left[\begin{array}{c}{X}_t\\ Y_t\\ Z_t\end{array}\right]=M_t\left[\begin{array}{c}{r}_t\\ g_t\\ b_t\end{array}\right]----\left(16\right)$

表达式(16)中的Mt是通过表达式(2)而获得的矩阵。

然后，第二个转换部件20h使用表达式(10)和以下的表达式(17)来将XtYtZt转换为Xt’Yt’Zt’(S32)。

[公式13] $\left[\begin{array}{c}{X}_t^{\′}\\ Y_t^{\′}\\ Z_t^{\′}\end{array}\right]=M_{\mathrm{wp}}\left[\begin{array}{c}{X}_t\\ X_t\\ X_t\end{array}\right]----\left(17\right)$

利用这种转换，可避免视觉的适应过程所造成的影响。也就是说，通过从XtYtZt转换为Xt’Yt’Zt’，来执行用于使目标白色点的色度接近投影机的白色的色度的处理。

然后，第三个转换部件20i使用以下的表达式(18)来将目标颜色空间中的三色值Xt’Yt’Zt’转换为颜色压缩空间CIE LUV中的坐标值Lt*ut*vt*，用于通过在CIE LUV空间(统一颜色空间)中表示目标颜色空间中的颜色和投影机的颜色来使它们彼此联合(S34)。

[公式14]

表达式(18)中的Xwt’、Ywt’和Zwt’是目标颜色空间中的白色(Rt＝Gt＝Bt＝255)处的值Xt’、Yt’和Zt’。

然后，第四个转换部件20j获得对应于目标颜色空间中的颜色Lt*ut*vt*的投影机的一种颜色Ld*ud*vd*(S36)。

由于优先考虑颜色再现的三维颜色校正表格有这个目的：一种颜色与目标颜色空间相匹配，因此基本上，(Ld*，ud*，vd*)＝(Lt*，ut*，vt*)。但是，由于投影机的黑色的亮度不是零，并且，目标颜色空间中的(Xkd，Ykd，Zkd)＝(0，0，0)在投影机的色域以外，因此，当执行计算而无须考虑这些因素时，颜色层次在低颜色层次区域中缩小。这样，在本实施例中，随着目标颜色空间Lt*中颜色的光亮度的减小，对应的颜色偏离目标颜色空间中的颜色，并且，目标颜色空间中的黑色(Lt*＝0)被转换为投影机的所测量的黑色。以上所描述的S36中的处理由以下的表达式表示：

[公式15]

这里，Lkt*、ukt*和vkt*是关于目标颜色空间(Rt，Gt，Bt)＝(0，0，0)中的黑色的表达式(14)~(18)进行计算的结果，Lkd*、ukd*和vkd*表示CIE LUV空间中的投影机的黑色的坐标。此外，在本实施例中，匹配限制光亮度Lmax是100。

然后，第五个转换部件20k使用以下的表达式来将Ld*ud*vd*转换为XdYdZd(S38)。

[公式16]

Xn、Yn和Zn的值是参考白色点的三色值。

最后，第六个转换部件201根据投影机的颜色特征来将XdYdZd转换为RdGdBd(S40)。转换表达式是以下的表达式(22)和(23)。

[公式17] $\left[\begin{array}{c}{r}_d\\ g_d\\ b_d\end{array}\right]=M_d^{-1}\left[\begin{array}{c}{X}_d-X_{\mathrm{kd}}\\ Y_d-Y_{\mathrm{kd}}\\ Z_d-Z_{\mathrm{kd}}\end{array}\right]----\left(22\right)$

[公式18]

在表达式(14)中，Md-1是表达式(3)中所示的矩阵Md的倒转矩阵。计算的结果是：当Rd、Gd、Bd＜0时，Rd、Gd、Bd是零；当Rd、Gd、Bd＞255时，Rd、Gd、Bd是255。这里所获得的Rd、Gd和Bd的值是三维颜色校正表格的最终数据。

然后，程序返回到图5中的S26，结果，根据三维颜色校正表格的这些最终的数据来制定三维颜色校正表格(S26)，这张制定的三维颜色校正表格被存储在颜色校正LUT存储部分20b中(S28)。

如上所述，由于XtYtZt被转换为Xt’Yt’Zt’以避免眼睛的适应过程所造成的影响，并且，处理是用于使目标白色点的色度接近投影机的白色的色度，因此，可以制定用于再现天然颜色用的颜色校正表格。

图像处理设备

第一个实施例

在图3中，图像处理设备20B对RGB图像输入数据执行所需的图像处理，并将经过图像处理的图像数据输出到图像输出设备30。这里，图像数据是：彩色图像被分成一些预定的颜色成分，各个成分具有某种适当的强度，并且，如果它按预定的比率进行混合，则数据具有一种彩色的颜色或一种非彩色的颜色(例如，灰色和黑色)。图像输出设备30(例如，投影机、显示器或类似的设备)根据RGB数据来再现颜色，将在这种情况中对本实施例进行说明。

为图像处理器20B提供：一个颜色校正LUT存储部分20b，它至少存储将颜色再现列为优先的颜色校正表格，并已由颜色校正表格发生器20A生成；以及一个颜色校正器20a，它从颜色校正LUT存储部分20b读取颜色校正LUT选择器20c所选择的颜色校正表格(LUT)，并通过参考这样读取的颜色校正LUT来将RGB数据转换成R’G’B’数据。

接下来，在下文参考图4来说明图像处理设备20B的操作。

如图4所示，如果用户指示开始图像输出(步骤70)，并且如果选择三维颜色校正LUT(步骤72，“是”)，则从颜色校正LUT存储部分20b读出所选择的三维颜色校正LUT并将其写入RAM(步骤74)。三维颜色校正LUT被并入颜色校正部分20a(步骤76)；通过参考三维颜色校正LUT而使用插值计算，来执行图像处理；并且，执行图像输出处理(步骤78)。

虽然这个实施例如此构造，但是，在步骤72中，可以根据用户所需的用途来使用颜色校正LUT选择器20i选择所需的LUT。

由于利用根据本实施例的图像处理装置，通过使用将颜色再现列为优先的颜色校正表格(执行用于使目标白色点的色度接近投影机的白色的色度的处理，以避免眼睛的适应过程所造成的影响)来执行图像处理，因此，可以再现天然颜色。

第二个实施例

在图7中，图像处理设备20C对RGB图像输入数据执行所需的图像处理，并将经过图像处理的图像数据输出到图像输出设备30。如第一个实施例的情况中所述，图像数据是：彩色图像被分成一些预定的颜色成分，各个成分具有某种适当的强度，并且，如果它按预定的比率进行混合，则数据具有一种彩色的颜色或一种非彩色的颜色(例如，灰色和黑色)。投影机根据RGB数据来再现颜色，将在这种情况中对本实施例进行说明。

为图像处理装置20C提供：一个颜色校正LUT存储部分20b，用于至少存储将颜色再现列为优先的颜色校正表格，该颜色校正表格已由颜色校正表格发生器20A生成；以及一张颜色校正表格，它将亮度列为优先，并且，其构成可以匹配颜色而不会浪费投影机的光亮度范围；以及，一个颜色校正部件20a，它从颜色校正LUT存储部分20b读出所选择的颜色校正表格(LUT)，并通过参考读出的颜色校正LUT来将图像数据发生器20m所提供的RGB数据转换成R’G’B’。构造如此设计，以便当图像数据发生器20m所提供的RGB数据是其颜色应该逼真地被重新生成的天然图像等数据时，预定的数据确定标记打开；当RGB数据是其颜色应该被重新生成的呈现数据等数据并将亮度列为优先时，预定的数据确定标记关闭。

以下部分参考图8来描述图像处理装置20C的操作。

如图4所示，当用户指示开始图像输出(步骤80)时，颜色校正部件20a确定图像数据发生器20m所提供的数据的预定数据确定标记是否打开(步骤82)。当预定的数据确定标记打开(步骤82，“是”)时，从颜色校正表格存储部分20b读出优先考虑颜色再现的三维颜色校正表格，并将其读入RAM(步骤84)；当预定的数据确定标记关闭(步骤82，“否”)时，从颜色校正表格存储部分20b读出优先考虑亮度的三维颜色校正表格，并将其读入RAM(步骤85)。然后，所读出的三维颜色校正LUT被并入颜色校正部件20a(步骤86)，并且，通过参考三维颜色校正表格来用插值法执行图像处理，从而执行图像输出处理(步骤88)。

重复步骤82~88，直到数据结束(步骤90)。

在本实施例中，由于在步骤82中根据数据确定标记是打开还是关闭来选择优先考虑颜色再现的颜色校正表格或优先考虑亮度的颜色校正表格，因此，可以根据数据的类型来适当地再现颜色。

利用根据本实施例的图像处理装置，当选择优先考虑颜色再现的颜色校正表格时，由于执行用于使目标白色点的色度接近投影机的白色的色度的处理以避免眼睛的适应过程所造成的影响，因此，可以再现天然颜色。

Claims (10)

1.一种图像处理装置，其特征在于包括：

颜色校正表格，用于根据图像输出装置所提供的白色的亮度来改变白色点的转换量，

其中，通过使用颜色校正表格来对输入信号实施所需的图像处理，然后，为图像输出装置提供该信号。

2.根据权利要求1的图像处理装置，其特征在于：其中，随着图像输出装置所提供的白色的亮度的增加，使转换之后的目标白色点接近图像输出装置的白色点。

3.一种图像处理装置，其特征在于包括：

用于将颜色再现列为优先以便逼真地颜色再现校正颜色用的颜色校正表格；以及，

用于将亮度列为优先以便在优先考虑亮度的同时校正颜色用的颜色校正表格，

其中，通过使用颜色校正表格来对输入信号实施所需的图像处理，然后，为图像输出装置提供该信号；其中，使转换之后的目标白色点接近图像输出装置的白色点，该转换由用于将颜色再现列为优先的所述颜色校正表格来执行。

4.根据权利要求3的图像处理装置，其特征在于：其中，根据输入信号来切换用于将亮度列为优先的所述颜色校正表格和用于将颜色再现列为优先的所述颜色校正表格。

5.一种图像处理方法，其特征在于：其中，通过使用根据图像输出装置所提供的白色的亮度来改变白色点的转换量的颜色校正表格，可对输入信号实施所需的图像处理；其中，为图像输出装置提供该信号。

6.一种图像处理方法，其特征在于：其中，通过使用将颜色再现列为优先以便逼真地颜色再现校正颜色用的颜色校正表格以及用于将亮度列为优先以便在优先考虑亮度的同时校正颜色用的颜色校正表格，来对输入信号实施所需的图像处理，然后，为图像输出装置提供该信号；其中，使转换之后的目标白色点接近图像输出装置的白色点，该转换由用于将颜色再现列为优先的所述颜色校正表格来执行。

7.一种计算机执行指令的计算机程序，其特征在于：执行图像处理，用于通过使用颜色校正表格来执行正在对输入信号实施的所需的颜色校正，该颜色校正表格用于根据图像输出装置所提供的白色的亮度来改变白色点的转换量。

8.一种计算机执行指令的计算机程序，其特征在于：执行图像处理，用于通过使用将颜色再现列为优先以便逼真地颜色再现校正颜色用的颜色校正表格以及用于将亮度列为优先以便在优先考虑亮度的同时校正颜色用的颜色校正表格来执行正在对输入信号实施的所需的颜色校正。

9.根据权利要求7或8的一种存储计算机程序的计算机可读介质。

10.一种计算机可读介质，其特征在于：可存储用于根据图像输出装置所提供的白色的亮度来改变白色点的转换量的颜色校正表格。

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