硬件加速色彩数据处理的方法和系统技术方案

提供了用于基于输入设备概况和输出设备概况将具有与其相关联的至少一种色彩的色彩数据映射到输出设备的方法，其中每个概况具有色调曲线和色彩矩阵。在一个实施例中，该方法包括从输入设备接收色彩数据以及确定该色彩数据是否在线性空间中。若确定该色彩数据不在线性空间中，则该方法还包括将输入设备概况的色调曲线应用与该色彩数据以将其转换到线性空间。该方法还包括通过应用输入设备概况的色彩矩阵和输出设备概况的逆色彩矩阵来将与该色彩数据相关联的色彩从输入线性空间转换到输出线性空间，以创建经色彩转换的图像数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硬件加速色彩数据处理 背景色彩管理系统试图补偿设备的不同色彩性能、观察条件和主观偏好。不同的 设备对色彩进行不同的解释和再现，并且通常被称作具有全异的色彩性能。具体地， 每个设备具有该设备可检测和/或产生的有限的色彩范闱(如由亮度、色度和色调 表示的)。这个有限的范围通常被称为设备色域。由于不同设备色彩性能的关系， 当色彩数据被显示在两个单独设备上时可表现为在视觉上不同。例如，显示在监视 器上的文档可表现为在视觉上不同于当在一不同的监视器上显示或在打印机上打 印时所显示的。此外，应当注意，与同实际设备相关联形成对比，色彩数据可与虚拟设备相关联，如以表示例如具有相关联的色彩特性的虚拟设备(如sRGB)的文 件格式储存在盘上。因此，如这里所使用的，术语设备可指实际设备或虚拟设 备中的任一个。为补偿设备的不同色彩性能，色彩管理系统可将色彩变换应用于色彩数据上， 以将色彩从源设备映射到目的地设备，这通常使用描述诸如本机设备性能、观察条 件和主观偏好等参数的每个设备的概况来进行。与每个设备相关联的概况可隐式或 显式地阐明这些参数中的每一个。一种关键的色彩管理组件是色彩数据从与一个设备(例如，诸如数码相机等 实际设备或诸如sRGB等虚拟设备)相关联的概况到与另一个设备(如监视器或其 它显示器)相关联的概况的转换。即，色彩管理试图确保从源设备导出的色彩数据 的所需再现被输出到目的地设备上。如下更详细描述的，这一色彩管理转换一般是 基于与源设备相关联的色彩概况和与目标设备相关联的色彩概况，每个概况都包括 色调曲线和色彩矩阵，并且是计算密集型的。一种现有的色彩管理方法是概况管理。该方法的最常见实现是国际色彩协会 (ICC)标准。在该方法中，每个设备具有表征设备性能和人类视觉系统之间的关 系的概况，如由非线性ICC概况连接空间(PCS)所描述的。设备之间的色彩变换可 使用设备色彩概况来创建。然后可应用色彩变换以在设备之间转换色彩数据。当使 用概况管理方法时，与设备相关联的色调曲线和色彩矩阵通常是混乱的，并且被硬编码到与设备本身相关联的色彩概况中。另外，如摄影图像处理等色彩数据处理通常是利用中央处理单元(CPU)来执行 的。虽然CPU在绝大多数情况下可有效的处理色彩数据，但是这样的处理通常是 相当慢的，这导致用户受挫以及对色彩数据处理应用程序的整体不满。简要概述本专利技术的各实施例涉及一种可利用与中央处理单元(CPU)相关联的色彩引擎 (如色彩管理模块(CMM))来设置加速图形处理单元(GPU)色彩管理流水线的 色彩管理模型。这样，用户将如图像数据或媒体内容等从源设备导出的色彩数据时 映射到其目的地设备时不会体会到性能或质量的显著降低。更具体而言，本专利技术的各实施例涉及创建从与源设备相关联的色彩概况到与 目的地设备相关联的色彩概况的新颖色彩变换。此外，本专利技术的各实施例涉及在 CPU、 GPU和微处理单元(MPU)之间协调用于色彩变换的硬件加速的能力。本专利技术 的各实施例还涉及一种对GPU优化并与显示器中的视频数模转换器(视频DAC) 和MPU兼容的自定义硬件加速结构。例如，当在双监视器系统中操作时，可提供 一种自定义色彩变换，它可将色彩管理计算分成两个阶段以支持两个监视器的目的 地设备色彩概况，这可能将常见的功能划分为GPU和在单独的显示器中的视频 DAC与MPU的组合的单独功能。提供本概述以用简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概 念。本概述不旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮 助确定所要求保护主题的范围。各附图简述本专利技术在下文中参考附图进行详细描述，附图中 附图说明图1是适用于实现本专利技术的示例性计算环境的框图；图2是示出依照本专利技术的一个实施例的将色彩数据从输入设备映射到输出设 备的方法的流程图；图3是示出依照本专利技术的一个实施例的获取并向GPU提供用于加速图像处理 的信息的方法的流程图；以及图4是依照本专利技术的一个实施例的基于输入设备概况和输出设备概况对如图 像数据或媒体内容等色彩数据进行加速处理的示例性系统的框图。详细描述本专利技术的主题在此详细描述以满足法定要求。然而，该描述本身并不旨在限 制本专利技术的范围。相反，专利技术人构想了所要求保护的主题也能结合其它目前或将来 的技术以其它方式来实施，以包括不同步骤或类似于本文所描述的步骤的组合。此 外，尽管此处可使用术语步骤和/或框来暗示所采用的方法的不同要素， 但是该术语不应当被解释为隐含了此处所公开的各步骤之中或之间的任何特定的 次序，除非各个步骤的次序被明确描述。本专利技术的各实施例提供用于基于输入设备概况和输出设备概况将如图像数据 或媒体内容等具有至少一个与其相关联的色彩的色彩数据映射到输出设备的方法， 其中输入设备概况和输出设备概况中的每一个都具有色调曲线和色彩距阵。在一个 实施例中，该方法包括从输入设备接收色彩数据并确定该输入色彩数据是否在线性 空间内。若确定该输入色彩数据不在线性空间内，则该方法还包括将输入设备概况 的色调曲线应用与输入色彩数据，以将该色彩数据转换到输入线性空间。该方法还 包括通过向与色彩数据相关联的色彩应用输入设备概况的色彩距阵和输出设备概 况的逆色彩距阵而将其从输入线性空间转换到输出线性空间以创建经色彩转换的 色彩数据，以及将输出设备概况的逆色调曲线映射到经色彩转换的色彩数据以将经 色彩转换的色彩数据转换到所映射的图像数据。在一个实施例中，该方法还可包括 将所映射的色彩数据输出到输出设备。本专利技术的其它实施例提供了利用具有至少一个与其相关联的色彩管理模块(CMM)的中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)来加速色彩数据处理的方法。 在一个实施例中，该方法包括接收输入设备概况和输出设备概况、确定输入设备概 况和输出设备概况两者的色调曲线和色彩距阵、以及将输入设备概况和输出设备概 况的色调曲线和色彩距阵提供给GPU，其中GPU能够利用输入和输出设备概况的 色调曲线和色彩距阵将具有至少一个与其相关联色彩的色彩数据从输入设备概况 映射到输出设备概况。在一个实施例中，确定输入设备概况和输出设备概况两者的 色调曲线和色彩距阵包括向CPU的CMM查询所需信息。本专利技术的另外的实施例提供具有用于执行如此处所描述的方法的计算机可执 行指令的计算机可读介质以及被编程为执行所描述的方法的计算机。本专利技术的还有一些实施例提供基于输入设备概况和输出设备概况来对具有至 少一个相关联色彩的色彩数据进行加速处理的系统，其中输入设备概况和输出设备概况中的都具有色调曲线和色彩距阵。在一个实施例中，该系统包括GPU、 一个 或多个视频数模转换器(视频DAC)、或任何其组合；色调曲线接收组件；色彩 矩阵接收组件；以及色彩转换组件。色调曲线接收组件用于接收输入设备概况和输 出设备概况中的一个或两者的色调曲线。色彩矩阵接收组件用于接收输入设备概况 和输出设备概况中的一个或两者的色彩距阵。色彩转换组件用于将色彩数据的色彩 从输入设备概况的色彩距阵转换到输出设备概况的色彩距阵。在一个实施例中，该 系统还包括用于将所映射的色彩数据输出到输出设备的输出组件。已经简短地描述了本专利技术的各实施例的概述，下面描述用于本专利技术的一个示 例性操作环境。示例性操作环境概括地参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于输入设备概况和输出设备概况来将具有与其相关联的至少一种色彩的色彩数据映射到输出设备的方法，所述输入设备概况和所述输出设备概况中的每一个都具有色调曲线和色彩矩阵，所述方法包括：从输入设备接收色彩数据；确定所述输入色彩数据是否在线性空间中；若确定所述色彩数据不在线性空间中，则将所述输入设备概况的色调曲线应用于所述色彩数据以将所述色彩数据转换到输入线性空间；通过向所述至少一种色彩应用所述输入设备概况的色彩矩阵和所述输出设备概况的逆色彩矩阵来将其从所述输入线性空间转换到输出线性空间，以创建经色彩转换的色彩数据；以及将所述输出设备概况的逆色调曲线映射到所述经色彩转换的色彩数据，以将所述经色彩转换的色彩数据转换到所映射的色彩数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-8-15 11/203,7401.一种基于输入设备概况和输出设备概况来将具有与其相关联的至少一种色彩的色彩数据映射到输出设备的方法，所述输入设备概况和所述输出设备概况中的每一个都具有色调曲线和色彩矩阵，所述方法包括从输入设备接收色彩数据；确定所述输入色彩数据是否在线性空间中；若确定所述色彩数据不在线性空间中，则将所述输入设备概况的色调曲线应用于所述色彩数据以将所述色彩数据转换到输入线性空间；通过向所述至少一种色彩应用所述输入设备概况的色彩矩阵和所述输出设备概况的逆色彩矩阵来将其从所述输入线性空间转换到输出线性空间，以创建经色彩转换的色彩数据；以及将所述输出设备概况的逆色调曲线映射到所述经色彩转换的色彩数据，以将所述经色彩转换的色彩数据转换到所映射的色彩数据。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将所映射的色彩数据输出 到所述输出设备。3. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括确定对正在执行的所述映 射，是性能还是保真度更重要。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，若确定对正在执行的所述映射性 能更重要，则通过向所述至少一种色彩应用所述输入设备概况的色彩矩阵和所述输 出设备概况的逆色彩矩阵来将其从所述输入线性空间转换到所述输出线性空间包 括将所述输入设备概况的色彩矩阵与所述输出设备概况的逆色彩矩阵相乘以创建 单个色彩矩阵。5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，应用所述输入设备概况的色调曲 线、将所述至少一种色彩从所述输入线性空间转换到所述输出线性空间、以及将所 述输出设备概况的逆色调曲线映射到所述经色彩转换的色彩数据中的至少一个是 由图形处理单元来执行的。6. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，应用所述输入设备概况的色调曲线、将所述至少一种色彩从所述输入线性空间转换到所述输出线性空间、以及将所 述输出设备概况的逆色调曲线映射到所述经色彩转换的色彩数据中的至少一个是 由图形卡的微处理单元和视频数模转换器之一执行的。7. —种或多种具有用于执行如权利要求1所述的方法的计算机可执行指令的 计算机可读介质。8. —红用于利用具有与其相关联的至少一个色彩管理模块的中央处理单元和 图形处理单元来加速色彩数据处理的方法，所述方法包括接收输入设备概况和输出设备概况；确定所述输入设备概况和所述输出设备概况的色调曲线和色彩矩阵；以及将所述输入设备概况和所述输出设备概况的色调曲线和色彩矩阵提供给所述 图形处理单元，其中所述图形处理单元能够利用所述输入和输出设备概况的色调曲线和色彩矩阵将具有与其相关联的至少一种色彩的色彩数据从所述输入设备概况 映射到所述输出设备概况。9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，确定所述输入设备概况和所述输 出设备概况两者的色调曲线和色彩矩阵包括查询所述中央处理单元的色彩管理模 块。10. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述输入设备概况和所述输 出设备概况的色调曲线和色彩矩阵提供给所述图形处理单元包括以高级着色器语 言将所述输入设备概况和所述输出设备概况的色调曲线和色彩矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：GF伊万斯，B埃尔特，DR拜特，AR坎切拉，BP吉伯森，MD斯托克斯，SJ怀特，D德曼多勒克斯，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]