一种色域映射实时处理方法及实时处理电路技术

本发明专利技术涉及一种色域映射实时处理方法及实时处理电路，其中处理方法包括：１）将代表性颜色数据分别存入四组查找表存储器；２）输入待校正的原始颜色数据，根据该原始颜色数据在原始颜色空间中抽取四个格点，并解码得到所述四个格点的存储地址；３）根据存储地址分别找到所述四个格点的代表性校正颜色数据；４）根据所述四个格点的代表性校正颜色数据以及输入的待校正的原始颜色数据，以四面体插值算法进行插值运算，得出最终的校正颜色数据。处理电路包括地址解码器，四组查找表存储器以及内插电路。与现有技术相比，本发明专利技术将颜色映射查找表与四面体插值算法相结合，节约了硬件资源，同时提高了工作频率，从而有效地提高了运算速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于颜色信号处理领域，具体来说，本专利技术涉及色域映射处理 方法及处理电路。
技术介绍
目前市场上的显示设备类型繁多，为了在具有不同色域和颜色特性的显 示设备之间实现色彩匹配，人们研究各种色域映射方法。在硬件处理上，色 域映射可以采用颜色映射查找表与三维插值相结合的方法来实现，该方法主要包括三个步骤打包，抽取和插值。其中，打包是指对原始颜色空间进行 三维网格离散采样；采样网格点对应的原始数据称为代表性原始颜色数据， 与这些原始数据对应的校正颜色数据(不同类型的显示设备有不同的校正颜 色数据)称为代表性校正颜色数据，代表性原始颜色数据与代表性校正颜色 数据之间的映射表就是所述颜色映射查找表。由于颜色数据通常由三个分量(如RGB分量)组成，所以颜色映射查找表常常是三维查找表。附图l中示 出了典型的均匀打包方法，即在颜色的三个分量方向上等间隔离散采样。打 包后将整个原始色域空间划分为多个由采样点(格点)组成的立方体，为方 便下文中的描述和理解，将由相邻格点组成的最小立方体称为立方体单元(最小采样立方体单元)。附图3给出了颜色映射查找表的示例。抽取，是 指从插值点(即输入的待校正的原始颜色数据在原始颜色空间中所处的位 置)周围选择若干采样网格点，这些点围成的封闭体能将该插值点包围在其 内部。抽取步骤中，所采用的内插算法不同，抽取格点的数目和选择方式也 不同。插值，即根据插值点与从抽取步骤得到的的采样网格格点之间的几何 关系和所采用的插值算法，在抽取步骤得到的采样网才各格点代表的原始颜色 数据对应的校正颜色数据之间进行内插，计算出输出颜色数据。相关的插值 算法包括金字塔插值、三线性插值(trilinear interpolation),四面体插 值等(tetrahedral interpolation)。在硬件上直接实现颜色映射查找表比 较困难，尤其是难以同时抽取出插值计算所需的若干网格点所对应的校正颜色数据。Dongil Han在文献. IEEE Trans, on Consumer Electronics, May 2004， Vol. 50， Issue 2， Page(s):691 698的 "Real—time Color Gamut Mapping Method for Digital TV Display Quality Enhancement",和[J〗. IEEE Trans, on Consumer Electronics, Feb. 2005, Vol. 51, Issue 1, Page(s):168174的，，A Cost Effective Color Gamut Mapping Architecture for Digital TV Color Reproduction Enhancement" 中介绍了将复杂的三维查找表转换成八个一维查找表并与三线性插值算法 (trilinear interpolation)相结合的实现色域映射的硬件算法结构。该方法的不足之处是三线性插值算法由于要对八个点进行迭代插值计算，运算 量较大，需要耗费大量硬件资源，因此也限制了允许的最高工作频率一一在 xilinx公司的FPGA芯片SpartanIII xc3s400上的实验表明，用Dongil Han 提出的八组一维查找表和三线性插值相结合实现的电路，其最高工作频率接 近6GM赫兹。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，将颜色映射查找表与四面体插值 算法相结合，进而提供一种能够节约硬件资源、提高最高工作频率的色域映 射实时处理方法及处理电路。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的色域映射实时处理方法包括如下步骤1) 将代表性校正颜色数据分别存入四组查找表存储器；2) 输入待校正的原始颜色数据，根据该原始颜色数据在原始颜色空间中 抽取四个格点，并解码得到所述四个格点(即四个代表性原始颜色数据)的 存储地址；3) 根据存储地址分别找到所述四个格点的代表性校正颜色数据；4) 根据所述四个格点的代表性校正颜色数据以及输入的待校正的原始颜 色数据，以四面体插值算法进行插值运算，得出最终的校正颜色数据。上述技术方案中，所述步骤l)中，对原始颜色空间进行三维网格离散 采样，然后将采样得到的格点的代表性校正颜色数据以一定的排序方式分别 存入四组查找表存储器中。上述技术方案中，所述步骤2)中，在原始色域空间抽取的所述四个格 点属于同一立方体单元，所述原始颜色数据对应的插值点位于所述四个格点 构成的四面体内部。上述技术方案中，所述步骤3)中，所述四组查找表存储器分别根据步 骤2)得出的存储地址将四个代表性校正颜色数据同步地输出至内插电路； 所述步骤4)中，所述内插电路根据待校正的原始颜色数据以及接收到的四 个代表性校正颜色数据，以四面体插值算法进行插值运算，得出最终的校正 颜色数据。上述:f支术方案中，所述步骤2)中，所述地址解码器在抽取出所述的四 个格点后，将该四个格点的位置信息(即四个代表性原始颜色数据)输出给 所述内插电路，所述步骤4)中，所述内插电路根据所述四个格点的位置信 息计算插值权重。上述技术方案中，所述步骤l)中，所述将采样得到的格点的代表性校 正颜色数据分别存入四组查找表存储器中的方法如下将第一类格点的代表 性校正颜色数据存入第一组存储器中；将第二类格点的代表性校正颜色数据 存入第二组存储器中；将第三类格点的代表性校正颜色数据存入第三组存储 器中；将第四类格点的代表性校正颜色数据存入第四组存储器中；所述第一、 二、三、四类格点的定义如下4壬取原始色域空间中的一个立方体单元，该 立方体单元中的一个格点定义为第一类格点，位于所述第一类格点体对角线 上的另一格点定义为第二类格点，与所述第一类格点相邻的三个格点定义为 第三类格点，与所述第二类格点相邻的三个格点定义为第四类格点，原始色 域空间中的所有格点均被唯一地定义为第一、第二、第三或第四类格点。这 样的定义使得在抽取步骤中所得到的四个格点必然分别存储于四组存储器 中，即任何两个抽取出的格点不会位于同一组存储器中。上述技术方案中，所述步骤2)中，所述根据待校正原始颜色数据在原 始色域空间抽取属于同一最小采样立方体单元的四个格点的方法如下首先 找到包含该待校正原始颜色数据的最小采样立方体单元；再以该立方体单元 上属于第 一类格点的顶点和属于第二类格点的顶点为两个公共点，以不以上 述两个顶点中的任一个为端点的任意一条棱的两个端点为其余两个顶点，将 该立方体单元剖分为六个相互4并接的四面体；然后求解该待校正原始颜色数据被包含于哪个所述剖分出的四面体，该四面体的四个顶点即所求的四个格 点为实现本专利技术的另一专利技术目的，本专利技术提供的色域映射实时处理电路包括地址解码器，查找表存储器和内插电路；所述查找表存储器共有四组，每一组存储器分别存储原始色域空间中的 一类格点的代表性校正颜色数据；所述地址解码器用于接收待校正的原始颜色数据，并根据原始颜色数据 在原始色域空间抽取属于同一立方体单元的四个格点，所述原始颜色数据对 应的插值点位于所述四个才各点构成的四面体内部；同时所述地址解码器解码 得出所述四个格点的代表性校正颜色数据在所述四组查找表存储器中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种色域映射实时处理方法，包括如下步骤：１）将代表性校正颜色数据分别存入四组查找表存储器；２）输入待校正的原始颜色数据，根据该原始颜色数据在原始颜色空间中抽取四个格点，并解码得到所述四个格点的存储地址；３）根据存储地 址分别找到所述四个格点的代表性校正颜色数据；４）根据所述四个格点的代表性校正颜色数据以及输入的待校正的原始颜色数据，以四面体插值算法进行插值运算，得出最终的校正颜色数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张明勇，王延伟，毕勇，贾中达，王斌，
申请(专利权)人：北京中视中科光电技术有限公司，中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]