CN1708098A - 检测设备中色域并计算彩色空间逆变换函数的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种检测彩色设备的色域的装置和方法以及用它来计算彩色空间逆变换函数的方法。色域检测装置包括将输入彩色信号的彩色空间转换成设备无关的彩色空间并输出第一彩色信号的彩色空间转换器，检测第一彩色信号色域的边界面与均匀色调平面之间的交点的交点检测器，以及计算与所检测交点的基色值对应的控制矢量控制矢量计算器。因此，通过根据与设备无关彩色空间中的均匀色调平面或均匀亮度平面的交点，计算设备相关彩色空间中的控制矢量，可检测精确的色域。

Description

检测设备中色域并计算彩色空间 逆变换函数的装置和方法

技术领域

本发明通常涉及一种检测彩色设备中的色域边界的装置和方法以及用它来计算彩色空间逆变换函数的方法。更具体地说，本发明涉及一种根据与设备无关的彩色空间中的均匀色调平面与亮度平面所形成的交点来获得彩色设备的色域的色域检测装置和方法以及使用该方法计算彩色空间逆变换函数的方法。

背景技术

通常，彩色再现设备如监视器、扫描仪和打印机根据其自身应用领域使用不同的彩色空间或彩色模型。例如，彩色图象打印设备使用CMY(青、洋红、黄)彩色空间，而彩色阴极射线管(CRT)监视器和计算机图形设备使用RGB(红、绿、蓝)彩色空间。可控制色调、饱和度和亮度的设备使用HSI(色调、饱和度和亮度)彩色空间。此外，Commission Internationalede I′Eclairge(CIE)彩色空间用来定义与设备无关的彩色，即在任何种类设备中精确再现彩色。CIE彩色空间中包含CIE-XYZ、CIE L^*a^*b和CIE l^*u^*v彩色空间。

除彩色空间上有差别之外，彩色再现设备也有不同的色域。尽管用彩色空间表示定义彩色的方法，即描述彩色之间关系的方法，但色域的含义是彩色再现范围。因此，如果输入彩色信号的色域与重现输入彩色信号设备的色域不同，应通过将输入彩色信号作适当转换以使输入彩色信号和设备的色域相匹配来进行色域映射以改善彩色再现性。

彩色再现设备通常使用三基色。可是，最近试图使用四基色以上对色域进行扩展。这种尝试的典型代表是多基色显示(Multiprimary DisplayMPD)，其是一种使用四基色以上来扩展彩色再现性的显示系统，从而比传统的使用三基色的三通道显示系统的色域更广。

通常，将输入彩色信号的彩色空间进行转换之后，两种不同彩色设备间的色域映射只针对亮度和色度，而不改变色调。具体而言，将输入彩色信号的彩色空间从设备相关的彩色空间(DDCS)如RGB或CMYK彩色空间转换成设备无关的彩色空间(DICS)如CIE-XYZ彩色空间或CIE-LAB彩色空间。之后，将设备无关的彩色空间转换成表示亮度、色度和色调的LCH坐标系(彩色空间)，并对均匀色调平面上的亮度和色度作色域映射。这里，在作色域映射之前，应知道该设备在设备无关的彩色空间和LCH彩色空间中的色域。

计算设备色域的一种方法是迭代方法，其通过增大或减小均匀色调和亮度的色度值来检查设备相关的彩色空间中的控制矢量是否溢出。然而，迭代方法需要较长时间来计算设备的色域，且如果设备有四个以上的通道，就难于作设备相关的彩色空间与设备无关的彩色空间之间的逆变换。因此，难于获得设备的色域。

另一种方法是表面采样方法，其通过对设备相关彩色空间的表面采样并将采样获得的值转换成设备无关的彩色空间中的值来计算设备的色域。表面采样方法的优点是它比迭代方法所花的时间少且不需要逆变换。可是，由于根据彩色空间在设备无关的彩色空间中对在设备相关彩色空间作均匀采样的结果可能是不均匀的，从而在输出图象中会出现无彩色或彩色扎堆(colorcrumple)的问题。

同样，迭代方法和表面采样方法都有根据采样频率值难以获得色域尖点的问题。

发明内容

本发明提供一种色域检测装置和方法，其通过获得与设备无关的彩色空间中均匀色调平面或均匀亮度平面的交点来精确检测设备的色域，并根据交点计算彩色空间逆变换函数，以及提供一种计算彩色空间逆变换函数的方法。

在以下描述中将部分阐明本发明的其他方面和优点，另一部分从描述中显而易见，或通过实践本发明学会。

通过提供一种检测彩色设备中色域的装置来实现本发明的前述和/或其他方面和优点，该装置包括将输入彩色信号的彩色空间转换成设备无关的彩色空间并输出第一彩色信号的彩色空间转换器，检测第一彩色信号色域的边界面与均匀色调平面之间的交点的交点检测器，以及其计算与所检测交点的基色值对应的控制矢量的控制矢量计算器。

交点检测器还可检测第一彩色信号色域的边界面与均匀亮度平面之间的交点。

也通过提供一种检测彩色设备中色域的方法来实现本发明的前述和/或其他方面和优点，该方法包括将输入彩色信号的彩色空间转换成设备无关的彩色空间并输出第一彩色信号、检测第一彩色信号色域的边界面与均匀色调平面之间的交点、以及计算与所检测交点的基色值对应的控制矢量。

设备无关的彩色空间是WYV彩色空间，且交点在WYV彩色空间的WV平面与平行于WV平面的均匀色调平面之间。

可根据下面的方程计算交点：

v＝tan(θ)·w and

$\frac{w-w_a}{w_b-w_a}=\frac{y-y_a}{y_b-y_a}=\frac{v-v_a}{v_b-v_a}$

其中θ是色调值，(w_a，y_a，v_a)和(w_b，y_b，v_b)是第一彩色信号色域的尖点，且交点在连接两尖点的直线上。

交点也可在第一彩色信号色域的边界面与均匀亮度平面之间。

当在第一彩色信号色域尖点中的尖点之间画一条直线时，根据交点所在直线上的两个尖点之间的距离与两个尖点中任一个与交点之间的距离之比来计算交点的控制矢量。

可根据下列方程计算交点的控制矢量：

$q=\sqrt{{(w_a-w_b)}^2+{(y_a-y_b)}^2+{(v_a-v_b)}^2}$

$r=\sqrt{{(w_c-w_a)}^2+{(y_c-y_b)}^2+{(v_c-v_a)}^2}$

$R_c=\frac{r}{q}\·(R_b-R_a)+R_a$

(w_a，y_a，v_a)和(w_b，y_b，v_b)是第一彩色信号色域的两个尖点，(w_c，y_c，v_c)表示交点，q表示两个尖点之间的距离，r表示交点与具有两个尖点之间较小值的那个尖点之间的距离，且R表示交点的基色值。

还通过采用彩色设备的色域检测方法提供一种计算彩色空间逆变换函数的方法来实现本发明的前述和/或其他方面和优点，该方法包括将输入彩色信号的彩色空间转换成设备无关的彩色空间以输出第一彩色信号、检测第一彩色信号色域的边界面与均匀色调平面之间的交点、计算与所检测交点的基色值对应的控制矢量、以及计算将均匀色调平面上的交点连接所定义空间中的随机点的控制矢量。

可根据下列方程计算随机点的控制矢量：

V_Q＝α(VC(i)-VZ)+β(VC(i+1)-VZ)+VZ，

Q_L-Z_L＝α(C_L(i)-Z_L)+β(C_L(i+1)-Z_L)，and

Q_C-Z_C＝α(C_c(i)-Z_c)+β(C_c(i+1)-Z_c)，

其中Z表示灰度轴上的随机点，V_Q是随机点的矢量，VZ表示点Z的矢量，VC(i)是第i个交点的控制矢量，C_L(i)和C_c(i)分别表示第i个交点的亮度和色度，α和β是随机常量，且Z_L和Z_c分别表示点Z的亮度和色度。

附图说明

结合附图，从下面的实施例描述中，本发明的这些和/或其他方面和优点将变得更明显和更易于理解，其中：

图1A和1B表示有多通道的彩色设备的交点；

图2是表示根据本发明的一实施例的彩色设备的色域检测装置的方框图；

图3和4表示图2的彩色空间转换器的操作；

图5表示图2的检测交点的控制矢量的交点检测器和控制矢量计算器的操作。

图6是表示根据本发明的一实施例的彩色设备的色域检测方法的流图；

图7A和7B表示一种使用根据本发明的一实施例的色域检测方法获得彩色空间逆变换函数的方法。

具体实施方式

将参照附图详细描述本发明的某些实施例。

在下面的说明中，即使不同附图中，同一标号也表示相同元素。本说明中定义的诸如详细结构和元素等只是用来有助于全面理解本发明。因此，很明显没有所定义的这些也能实现本发明。同样，对熟知的功能或结构不作详细描述，因为不必要的细节会使本发明不清楚。

下文，将通过一个检测5通道彩色设备的色域的例子描述本发明。

图1A和1B表示具有多通道的彩色设备的交点。

图1A表示在一n维空间中按几何方式排列的n通道彩色设备的交点。n基色的彩色设备具有n*(n-1)个平面和n*(n-1)+2个控制点。这里，具有多个平面的多面体对应于一色域。

图1B表示5通道RYGCB彩色设备，它是在RGB(红、绿、蓝)中增加黄(Y)和青(C)而获得的。

图2是表示根据本发明的一实施例的彩色设备色域检测装置的方框图。

如图2所示，彩色设备的色域检测装置包括彩色空间转换器201、交点检测器203、以及控制矢量计算器205。

首先，彩色空间转换器201将输入彩色信号的彩色空间转换成WYV彩色空间，其是设备无关的彩色空间。执行彩色空间的转换以通过获得色域尖点来检测色域。通过计算WYV彩色空间的WV平面与均匀色调平面或均匀亮度平面之间的交点来获得色域尖点。

交点检测器203检测色域边界面与一个垂直于WV平面之间的交点，WV平面是位于相对于其彩色空间转换成WYV彩色空间的输入彩色信号与W轴夹角为θ的平面，且也检测色域边界面与一个平行于与W轴夹角为θ的WV平面的均匀亮度平面之间的交点。这里，使用WYV彩色空间中多个平面的尖点即WYV彩色空间中色域的尖点来检测交点。因为与WV平面垂直的平面与色域边界面之间的交点是LCH(亮度、色度和色调)彩色空间中的色域尖点，因此将交点连接就可检测出LCH彩色空间的色域。同样，因为与WV平面平行的均匀亮度平面与色域边界面之间的交点是WYV彩色空间中的色域尖点，因此将交点连接就可检测出WYV彩色空间的色域。

控制矢量计算器205计算所获得交点的控制矢量。这里，控制矢量表示基色值如R、G、B、Y和C。简言之，控制矢量计算器205计算交点的基色值。根据有关WYV彩色空间的尖点以及到交点的距离的函数能获得交点的控制矢量。也可使用交点的控制矢量来获得均匀色调平面或均匀亮度平面中随机点的控制矢量。因此，就能获得逆变换函数，其将信号的彩色空间从设备无关的彩色空间转换成设备相关的彩色空间。

图3和4表示图2的彩色空间转换器201的操作。图3表示WYV彩色空间中的色域，它是通过将XYZ彩色空间(或坐标)作线性转换形成的。它表示图1B的交点图在WYV彩色空间中的控制矢量平面。图4表示该色域在WV平面上的投影。N1至N20表示交点，且P0至P19表示平面。

如图3和4所示，彩色空间转换器201将输入彩色信号的彩色空间转换成设备无关的WYV彩色空间。因为在亮度-色度平面(其为具有设备无关的彩色空间中的均匀色调的平面)中进行，所以可实现色域映射。

WYV彩色空间使用XYZ彩色空间的Y轴作为亮度轴，并用WV表示B-Y色度和R-G色度。WYV彩色空间是RGB系统的基色R、G和B为120、240和0的彩色坐标系。R、G、B、C、M和Y色调以规则间隔出现。在sRGB系统中，根据下面的方程1将XYZ彩色空间转换成WYV彩色空间：

方程1

$\left|\begin{array}{c}W\\ Y\\ V\end{array}\right|=\left|\begin{array}{ccc}-0.5401& -0.1866& 0.6428\\ 0& 1& 0\\ 1.8231& -1.4780& -0.2339\end{array}\right|\left|\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right|$

其中方程1的系数取决于每个彩色设备。

因为通常在均匀色调的亮度-色度平面上进行色域映射，因此彩色空间转换器201可将WYV彩色空间转换成LCH彩色空间。可根据下面的方程2将WYV彩色空间转换成LCH彩色空间：

方程2

L＝Y

$C=\sqrt{W^2+V^2}$

$H=\mathrm{ta}{n}^{-1}\left(\frac{V}{W}\right)$

图5表示图2的交点检测器203和控制矢量计算器205的操作。控制矢量计算器205检测每个交点的控制矢量。

图5表示一个垂直于与W轴夹角为θ的WV平面的平面与色域边界面之间的交点和交线，以及一个平行于与W轴夹角为θ的WV平面的L平面(亮度平面)与色域边界面之间的交点和交线。即它表示从图4的a-b轴方向看过去的WV平面。

如图5中所示，V1、V2和V3是与WV平面平行的平面与色域边界面之间的交点。交点V1、V2和V3有相同的亮度。另一方面，C1、C2和C3是与WV平面垂直的平面与色域边界面之间的交点，且交点C1、C2和C3有相同的色调(色调＝θ)。

首先，将根据图2至5描述交点检测器203的操作。

为检测一色调的色域，计算一个垂直于与W轴夹角为θ的WV平面的平面与三维色域边界面之间的交点以获得LCH彩色空间中的色域尖点。这里，交点在一个色调为夹角θ的平面与该色域平面之间。图5中C1、C2和C3所对应的交点有相同的色调。通过按顺序检查图1A和1B所示平面来计算交点。换言之，通过检查色域即图4所示的WYV彩色空间中的平面来计算交点。

控制矢量计算器205通过计算交点检测器203中检测出的交点的基色值即R、G、B、C和Y的值来获得交点的控制矢量。可使用控制矢量计算器205中获得的交点的基色值来获得色域中随机点的控制矢量即彩色值。因此，通过计算所获得的色域的随机点处的彩色值，可以获得用于将信号的设备无关彩色空间逆变换成设备相关彩色空间的一逆变换函数。

图6是表示根据本发明实施例的彩色设备色域检测方法的流图。首先，通过一个该彩色空间是XYZ彩色空间的线性变换的例子来描述色域检测方法。

参照图2至6，在操作S601中，将输入彩色信号的彩色空间转换成设备无关的彩色空间。在本发明的实施例中，假设彩色空间转换器201将输入彩色信号的彩色空间转换成WYV彩色空间。

之后，在操作S603中，在交点检测器203中获得垂直于WV平面的均匀色调平面与平行于WV平面的均匀亮度平面之间的交点。这些交点成为LCH彩色空间中的色域尖点和WYV彩色空间中的色域尖点。将交点和黑点和白点连接所定义的区域成为色域。WYV彩色空间中的色域与垂直于WV平面的均匀色调平面之间的交点成为LCH彩色空间中的色域尖点。WYV彩色空间中的色域与平行于WV平面的均匀亮度平面之间的交点成为WYV彩色空间中的色域尖点。

图5中，WYV彩色空间中的平面与垂直于WV平面的均匀色调平面之间的交点C1、C2和C3是LCH彩色空间中的色域尖点。当连接交点时，获得LCH彩色空间的色域，如图7A所示。同样，图5中，WYV彩色空间的平面与平行于WV平面的均匀亮度平面之间的交点V1、V2和V3是WYV彩色空间中的色域尖点。当连接交点时，获得WXY彩色空间的色域，如图7B所示。

下文，将参照图2至5，描述交点检测器203中检测交点的方法。

将通过一个图4中计算一个垂直于与W轴夹角为θ的WV平面的平面与三维色域边界面之间的交点以获得LCH彩色空间的尖点的例子来描述该方法。图4中，交点在色调为夹角θ(色调＝θ)的平面与色域平面之间。因此，交点C1、C2和C3有相同色调。通过按顺序检查图1A和1B的平面并计算与垂直于WYV彩色空间中的WV平面的平面的交点来获得交点。

将针对图5中计算交点C1(w_c1，y_c1，v_c1)的情形作为例子描述检测交点的操作。图5中，q表示交点N5与交点N10之间的距离，r表示交点N5与交点C1之间的距离。根据下面的方程3获得色调平面：

方程3

v＝tan(θ)·w＝k·w

用下面的方程4表示连接平面P8中交点N5(w₅，y₅，v₅)和交点N10(w₁₀，y₁₀，v₁₀)的直线：

方程4

$\frac{w-w_5}{w_{10}-w_5}=\frac{y-y_5}{y_{10}-y_5}=\frac{v-v_5}{v_{10}-v_5}$

其中w、y和v是在交点N5(w₅，y₅，v₅)和交点N10(w₁₀，y₁₀，v₁₀)之间的该直线上的随机点。

当根据方程3和4重写有关的w和v以获得w_c1和v_c1时，可用方程5表示方程4。

方程5

$v=\frac{v_{10}-v_5}{w_{10}-w_5}E(w-w_5)+v_5=a\·w+b$

当相对于w_c1和v_c1计算方程3和5时，可从下面的方程6中获得w_c1和v_c1：

方程6

$w_{c1}=\frac{b}{k-a}$

$v_{c1}=\frac{\mathrm{kb}}{k-a}$

同样，可从方程4和6获得y_c1，且用如下的方程7表示y_c1：

方程7

$y_{c1}=\frac{y_{10}-y_5}{w_{10}-w_5}E(w_{c1}-w_5)+y_5$ 或 $y_{c1}=\frac{y_{10}-y_5}{v_{10}-v_5}E(v_{c1}-v_5)+y_5$

可用与交点C1相同的方法获得其他交点C2(w_c2，y_c2，v_c2)和C3(w_c3，y_c3，v_c3)。因此，可通过连接所获得交点C1、C2和C3以及黑和白点来定义色域。

因此，根据色域边界中的亮度可计算任意色调的色度。可根据方程2计算每个尖点处的亮度L和色度C的值。用下面的方程8计算色域边界上任意值L处的色度C值：

方程8

$C=\frac{C_c(i+1)-C_c\left(i\right)}{C_L(i+1)-C_L\left(i\right)}\·(L-C_L\left(i\right))+C_c\left(i\right),C_L\left(i\right)\≤L\≤C_L(i+1)$

其中C_c(i)和C_L(i)表示第i个尖点处的色度值和亮度值，C和L分别表示色度和亮度，且亮度值C₂(i)大于第i个尖点处的亮度值，并小于第i+1个尖点处的亮度值。

用与交点C1相同的方法可获得其他交点。之后，在操作S605中，在控制矢量计算器205中可获得控制矢量，其是交点检测器203中检测出的交点的彩色值。在操作S607中，在控制矢量计算器203中根据交点的控制矢量计算其他任意点的控制矢量。使用XYV彩色空间中的色域尖点和用于到交点检测器203中检测出的交点的一距离的函数可获得交点的控制矢量。可在均匀色调平面中获得随机点的控制矢量，且它可使用WYV彩色空间中均匀亮度平面中交点的控制矢量来获得。

首先，将描述在控制矢量计算器205中，计算交点检测器203中检测出的交点的控制矢量的方法。

根据交点N5与交点C1之间的距离(N5-C1)以及交点C1与交点N10之间的距离(C1-N10)的函数可以获得交点C1的控制矢量。因为WYV是XYZ的线性变换，且XYZ也是彩色设备的5个控制矢量R、Y、G、C和B的线性变换，所以可根据距离N5-N10和C1-N10的函数从交点N5、N10和C1获得交点C1的控制矢量。这里，当距离N5-C1和C1-N10为q和r时，可用下面的方程9表示距离q和r：

方程9

$q=\sqrt{{(w_{10}-w_5)}^2+{(y_{10}-y_5)}^2+{(v_{10}-v_5)}^2}$

$r=\sqrt{{(w_{c1}-w_{c5})}^2+{(y_{c1}-y_5)}^2+{(v_{c1}-v_5)}^2}$

当交点N5、N10和C1处的控制矢量为V₅(R₅，Y₅，G₅，C₅，B₅)、V₁₀(R₁₀，Y₁₀，G₁₀，C₁₀，B₁₀)和V_c1(R_c1，Y_c1，G_c1，C_c1，B_c1)时，可根据q对r的比值获得R_c1。用下面的方程10表示R_c1：

方程10

$R_{c1}=\frac{r}{q}\·(R_{10}-R_5)+R_5$

可用相同方法获得控制矢量的其他元素Y、G、C和B。因此，用上述方法可获得其他交点的控制矢量。

图7A和7B表示一种使用根据本发明实施例的色域检测方法获得彩色空间逆变换函数的方法。

使用色域检测方法可以获得彩色空间逆变换函数。即它可通过计算LCH彩色空间的色域中任意点的控制矢量来获得，LCH彩色空间是使用为检测色域而计算的交点来获得。同样，通过计算有关WYV彩色空间的色域中随机点的控制矢量，可获得彩色空间逆变换函数。图7A表示在LCH彩色空间中获得彩色空间逆变换函数的情况，且图7B表示在WYV彩色空间中获得彩色空间逆变换函数的情况。

下文，将参照图7A和7B描述一种获得有关LCH彩色空间的色域中随机点的控制矢量的方法。

图7A和7B分别表示图5色域中的均匀色调平面和均匀亮度平面。如图7A和7B所示，Q和Q′是相同色调平面和相同亮度平面中的随机点。此外，Z和Z′分别是灰度轴上的参考点。

首先，将参照图7A描述获得有关相同色调平面即LC平面上随机点控制矢量的方法，其表示相同色调平面与图5的WYV彩色空间中的平面相交。

由于已知如图5所述LCH彩色空间中色域尖点处的控制矢量，因此可获得如图7A中所示LC平面上随机点Q的控制矢量。当假设随机点Q属于LC平面上的区域A(i)时，它可用下面的方程11以矢量的形式来表示：

方程11

Q-Z＝α(C(i)-Z)+β(C(i+1)-Z)，Q∈A(i)

这里，A(i)是随机点Q所属的平面。平面A(i)是由图5所示交点C1、C2和C3中的与点Q和Z相邻的两个交点所形成的平面。

可用下面的方程12表示与L和C有关的重写的方程11：

方程12

Q_L-Z_L＝α(C_L(i)-Z_L)+β(C_L(i+1)-Z_L)

Q_C-Z_C＝α(C_c(i)-Z_c)+β(C_c(i+1)-Z_c)

求解方程12可获得值α和β。因此，可用下面的方程13表示点Q处的控制矢量VQ(R_q，Y_q，G_q，C_q，B_q)：

方程13

V_Q＝α(VC(i)-VZ)+β(VC(i+1)-VZ)+VZ

用上述方法可获得XYZ彩色空间的控制矢量。即使当由于在具有秩(degree)大于4的彩色设备中不存在逆矩阵而难于获得XYZ彩色空间中的控制矢量时，也可用上述方法获得控制矢量。当秩大于4时，根据参考点Z的位置，可有多个解。例如，如果参考点Z为黑，将选择有最大亮度的解。如果参考点Z为白，将选择有最小亮度的解。如果参考点Z的亮度L为0.5(Z＝0.5)，将选择有中等均匀亮度的解。

图7B表示WYV彩色空间的平面与WV平面中相同亮度平面之间的交点。即图7B表示将图5所示交点V1、V2和V3连接所得WV平面。

与图7A中描述的情况不同的是，在图7B中，使用均匀亮度的WV平面来获得控制矢量，而不是计算相同色调平面上的控制矢量。使用相同亮度的WV平面计算控制矢量的方法与使用相同色调平面计算控制矢量的方法相同。如上面参照图5所描述的，由于已知尖点的控制矢量，可计算WV平面上随机点Q′的控制矢量，其是参照图7B描述。

当假设随机点Q′属于WV平面上的区域B(i)时，可用下面的方程14以矢量的形式来表示：

方程14

Q′-Z′＝α(V(i)-Z′)+β(V(i+1)-Z′)，Q′∈B(i)

将方程14写成关于W和V的形式，如下面的方程15所示：

方程15

Q′_w-Z′_w＝α(V_w(i)-Z′_w)+β(V_w(i+1)-Z′_w)

Q_v-Z′_v＝α(V_v(i)-Z′_v)+β(V_v(i+1)-Z′_v)

求解方程15可获得值α和β。因此，可用下面的方程16表示随机点Q′处的控制矢量VQ′(R_q，Y_q，G_q，C_q，B_q)：

方程16

V_Q’＝α(VV(i)-VZ’)+β(VV(i+1)-VZ’)+VZ’

如上所述，通过计算由连接交点所定义的色域中随机点的控制矢量，可获得用以将信号的彩色空间从设备相关的彩色空间转换成设备无关的彩色空间的逆变换函数。

同时，上面的描述是基于色域的彩色空间是XYZ彩色空间的线性变换即WYV彩色空间的条件。可是，如果彩色空间是XYZ彩色空间的非线性变换，如CIE L^*a^*b、CIE L^*u^*b和DIN99，可根据下面的方法检测色域。

当彩色空间是XYZ彩色空间的非线性变换时，可用多种方法检测色域。第一种检测色域的方法包括对预定彩色空间采样，获得与均匀色调平面相交的平面上的交点，以及连接交点。第二种检测色域的方法包括将非线性彩色空间转换成线性彩色空间，并使用上述方法检测当彩色空间是线性变换时的色域。即通过对变换后的线性彩色空间作逆变换操作并且随后执行迭代方法来检测色域。即通过检查控制矢量是否溢出来检测色域。

根据第一种方法，首先，通过在图1B的交点图中的交点间进行采样并预备多个平面而画出详细的交点图。之后，如图5所示，通过找出与三维彩色空间中色调平面相交的平面来获得交点，且通过连接交点来定义色域。简言之，在通过对交点图中交点间进行采样画出详细的交点图之后，该方法以与线性变换方法相同的方法检测色域。这里，色域的精确性和复杂性取决于采样的范围。

第二种方法通过将非线性彩色空间转换成线性彩色空间、在线性彩色空间上执行逆变换、以及检查控制矢量是否溢出来检测色域。

以上采用一个5通道彩色设备作为例子，并描述了检测色域的方法。可用相同方法检测n通道彩色设备的色域。同样，可将色域间的控制矢量存储在查询表中以及在硬件中采用。

如上所述，本发明可通过根据与设备无关彩色空间中均匀色调平面或均匀亮度平面的交点，获得设备相关的彩色空间中的控制矢量来定义精确的色域。

同样，本发明的方法比在获得XYZ坐标系的彩色值之后检查是否控制矢量溢出、并在有4个以上通道的彩色设备中进行逆变换的方法、或在设备相关彩色空间的表面上进行采样的方法更容易且更有效。

尽管已展示并描述了本发明的几个实施例，本领域的技术人员应理解对这些实施例可作某些修改而不偏离本发明的原理和实质，本发明的保护范围以本发明的权利要求及其均等变化所定义。

Claims (25)

1.一种检测彩色设备中色域的装置，包括：

一彩色空间转换器，其将输入彩色信号的彩色空间转换成设备无关的彩色空间并输出第一彩色信号；

一交点检测器，其检测第一彩色信号色域的边界面与均匀色调平面之间的交点；以及

一控制矢量计算器，其计算与所检测交点的基色值对应的控制矢量。

2.根据权利要求1所述装置，其中交点检测器还检测第一彩色信号色域的边界面与均匀亮度平面之间的第二交点。

3.根据权利要求1所述装置，其中如果输入彩色信号是非线性彩色信号，彩色空间转换器将输入彩色信号转换成线性彩色信号，以及将线性彩色信号的彩色空间转换成设备无关的彩色空间从而输出第一彩色信号。

4.根据权利要求1所述装置，其中设备无关的彩色空间包括WYV彩色空间，其中Y表示亮度，且W和Y分别表示B-Y色度和R-G色度。

5.根据权利要求1所述装置，其中交点检测器检测关于均匀色调平面或均匀亮度平面上一随机点的一个或多个控制矢量。

6.根据权利要求1所述装置，其中设备无关的彩色空间包括WYV彩色空间，且交点检测器使用平行于与W轴有一夹角的WV平面的亮度平面与第一彩色信号的色域边界面之间的交线来检测一个或多个交点。

7.根据权利要求1所述装置，其中控制矢量计算器使用一个或多个控制矢量获得逆变换函数以将设备无关的彩色空间转换成设备相关的彩色空间。

8.一种检测彩色设备色域的方法，该方法包括：

将输入彩色信号的彩色空间转换成设备无关的彩色空间并输出第一彩色信号；

检测第一彩色信号色域的边界面与均匀色调平面之间的一个或多个交点；以及

计算与所检测的一个或多个交点的基色值对应的一个或多个控制矢量。

9.根据权利要求8所述方法，其中设备无关的彩色空间包括WYV彩色空间，且在WYV彩色空间的WV平面与平行于WV平面的均匀色调平面之间有一个或多个交点。

10.根据权利要求8所述方法，其中检测一个或多个交点包括根据下列方程检测一个或多个交点：

v＝tan(θ)·w和

$\frac{w-w_a}{w_b-w_a}=\frac{y-y_a}{y_b-y_a}=\frac{v-v_a}{v_b-v_a}$

其中θ是色调值，(w_a，y_a，v_a)和(w_b，y_b，v_b)是第一彩色信号色域的尖点，且交点在连接该尖点的直线上。

11.根据权利要求8所述方法，其中检测一个或多个交点包括检测第一彩色信号色域的边界面与均匀亮度平面之间存在的一个或多个交点。

12.根据权利要求8所述方法，其中当在第一彩色信号色域的两个尖点之间画一直线以便该直线上存在一个或多个交点时，计算一个或多个交点的控制矢量包括根据两个尖点之间的距离与两个尖点中任一个与一个或多个交点之间的距离的比，计算一个或多个控制矢量。

13.根据权利要求12所述方法，其中计算一个或多个交点的一个或多个控制矢量包括根据下列方程计算一个或多个控制矢量：

$q=\sqrt{{(w_a-w_b)}^2+{(y_a-y_b)}^2+{(v_a-v_b)}^2},$

$r=\sqrt{{(w_c-w_a)}^2+{(y_c-y_b)}^2+{(v_c-v_a)}^2},$ 和

$R_c=\frac{r}{q}\·(R_b-R_a)+R_a$

其中(w_a，y_a，v_a)和(w_b，y_b，v_b)是第一彩色信号色域的两个尖点，(w_c，y_c，v_c)表示交点，q表示两个尖点之间的距离，r表示每一交点与具有两个尖点之间较小值的尖点之间的距离，和R表示每一交点的基色值。

14.根据权利要求8所述方法，其中如果输入彩色信号是非线性彩色信号，转换输入彩色信号的彩色空间包括将输入彩色信号转换成线性彩色信号，和随后将输入彩色信号的彩色空间转换成设备无关的彩色空间从而输出第一彩色信号。

15.根据权利要求8所述方法，其中检测一个或多个交点包括使用设备无关的彩色空间中存在的多个平面的尖点来检测交点。

16.根据权利要求8所述方法，其中一个或多个交点包括LCH彩色空间中的色域尖点。

17.根据权利要求8所述方法，其中设备无关的彩色空间包括WYV彩色空间，且检测一个或多个交点包括使用垂直于与W轴有一夹角的WV平面的平面与第一彩色信号的色域边界面之间的交线来检测一个或多个交点。

18.根据权利要求8所述方法，其中设备无关的彩色空间包括WYV彩色空间，且检测一个或多个交点包括使用平行于与W轴有一夹角的WV平面的亮度平面与第一彩色信号的色域边界面之间的交线来检测一个或多个交点。

19.根据权利要求8所述方法，其中计算一个或多个控制矢量包括使用一关于设备无关彩色空间的尖点以及至一个或多个交点的距离的函数来计算一个或多个控制矢量。

20.根据权利要求8所述方法，其中计算一个或多个控制矢量包括计算有关均匀色调平面或均匀亮度平面上一随机点的一个或多个控制矢量。

21.根据权利要求8中所述方法，还包括：

获得逆变换函数以便使用一个或多个控制矢量将设备无关的彩色空间转换成设备相关的彩色空间。

22.一种彩色设备的色域检测方法，该方法包括：

通过将输入彩色信号的彩色空间转换成设备无关的彩色空间以输出第一彩色信号；

检测第一彩色信号色域的边界面与均匀色调平面之间的一个或多个交点；

计算与所检测交点的基色值对应的一个或多个控制矢量；以及

计算由连接均匀色调平面上的交点所定义的一空间中的一个或多个随机点的第二控制矢量。

23.根据权利要求22所述方法，其中计算一个或多个随机点的控制矢量包括根据与一个或多个随机点相邻的一个或多个交点的控制矢量来计算控制矢量。

24.根据权利要求2 3所述方法，其中计算一个或多个随机点的第二控制矢量包括根据下列方程计算第二控制矢量：

V_Q＝α(VC(i)-VZ)+β(VC(i+1)-VZ)+VZ，

Q_L-Z_L＝α(C_L(i)-Z_L)+β(C_L(i+1)-Z_L)，和

Q_C-Z_C＝α(C_C(i)-Z_C)+β(C_C(i+1)-Z_C)

其中Z表示灰度轴上的随机点，V_Q是随机点的矢量，VZ表示点Z的矢量，VC(i)是第i个交点的控制矢量，C_L(I)和C_C(i)分别表示第i个交点的亮度和色度，α和β是随机常量，以及Z_L和Z_C分别表示点Z的亮度和色度。

25.根据权利要求22所述方法，还包括：使用一个或多个控制矢量以及一个或多个第二控制矢量中的至少一个来计算彩色空间逆变换函数。

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