用于图像数据变换的方法和装置的制造方法_3

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一种方式是根据色度坐标(诸如,举例来说,CIE x、y色度坐标)表达输入视频数据的白点并 且转换为由下式给出的经缩放的XYZ值:
[0089]
[0090]
[0091]
[0098] (R,G,B)max,out 一 Ymax, out (R,G,B )wp. out ( 10 )
[0099] 其中,下标"in"表示输入图像数据,下标"out"表示输出数据(即,被传递用于显示 的数据);以_>,¥^_)是未经调整的锚点578的坐标 ;(¥_>,¥__)是未经调整的锚点 57A的坐标;(Ymid,in,Ymid,cm t)是未经调整的锚点57C的坐标;(R,G,B)wp,cmt是目标显示器的白 点的RGB坐标。
[0100] 式(5)至(10)提供用于每个颜色通道的三个锚点的集合。例如,红色通道的锚点 57A由(1?_>,1?_,。1^)给出 ;红色通道的锚点578由(1^1^11,1^11,。 1^)给出;红色通道的锚点 57(:由(11(1,111,1^ (1,_)给出。在输入视频数据和目标显示器的白点不相同的情况下,锚点的 集合将不同,这导致不同的用于每个颜色通道的传递函数。
[0101] 可通过执行以下计算来从对应锚点的坐标获得具有式(1)所提供的形式的用于每 个颜色通道的传递函数:
[0102]
[0103] 其中,Xl、X2和X3由下式给出:
[0104] (12)
[0105] 并且yi、y2和y3由下式给出:
[0106] (13)
[0107] 上述传递函数的一个特征是η保持为自由参数。这允许中间色调对比度被设置为 任何所希望的水平。应当指出,如果中间色调锚点在输入范围和输出范围中不居中,则中间 色调锚点处的双对数斜率将稍微不同于η的值。然而,可通过调整η的值来设置中间色调对 比度。中间色调对比度参数η的良好的起始点为1。这个η值确保所映射的场景在目标显示器 上和在原始场景中具有基本类似的中间范围局部对比度。
[0108] 通过如以上所给出的传递函数,红色、绿色和蓝色通道中的每一个的显示线性亮 度值可被如下表达:
[0109]
[0110]
[0111]
[0112] 这些值可用于驱动目标显示器来显示图像。在一些实施例中,可在使用这些值驱 动目标显示器之前针对目标显示器的对于线性输入值(例如,规范化的值)的响应对这些值 进行校正。
[0113] 在一些实施例中,使用以下关系来计算用于目标显示器的规范化的驱动值(Rn_, Gnorm, Bnorm):
[0114]
[0115]
[0116]
[0117] 可将规范化的值缩放到用于目标显示器的驱动信号的范围(例如,对于8位目标显 示器,缩放到范围0-255)。
[0118] 可选地,可通过提高颜色饱和度来增强图像颜色。这可以例如使用以下关系来进 行:
[0119
[012C [0121
[0122] 可参照与逆颜色空间转化器46([X,Y,Z]T = M*[R,G,B])对应的逆变换矩阵Μ的元 素来定义式(20)中的a、b和c的值,具体地,a可以由a = M(2,l)给出,b可以由b = M(2,2)给 出,c可以由c=M(2,3)给出。在式(20)、(21)和(22)中,5是自由参数。5的值大于1将使颜色 饱和度提高。S的值小于1将使颜色饱和度降低(例如,将使颜色变得更加去饱和)。
[0123] 在必要或需要的情况下,可对规范化的驱动值进行伽马校正。这可以例如根据以 下关系来进行:
[0127]其中,γ是显示响应。γ在一些目标显示器中约为2.2。在重新使规范化的驱动值 饱和的情况下,可对重新饱和的驱动值(R'、G'和Β')执行伽马校正。
[0124]
[0125]
[0126]
[0128] 在一些实施例中,重新使图像颜色饱和以至少大致地恢复由于色调压缩而损失的 饱和度。在色调压缩在图像中的色调范围上不恒定的情况下,应用于不同色调的不同水平 的色调压缩导致不同颜色被不同程度地去饱和。一般来讲,色调压缩量越大,去饱和量就越 大。可用色调曲线的双对数斜率来量化色调压缩量。作为说明性例子,如图3中的曲线55所 绘制的S形色调曲线函数的基本在基本线性的中间色调区域56C中的双对数斜率比它在最 大值56A和最小值56B附近的双对数斜率陡峭。因此,与基本线性的中间色调区域56C相比, 从输入(水平坐标)转到输出(垂直坐标)的色调压缩在值56A和56B附近更大。
[0129] 应用全局重新饱和技术可在不考虑由色调压缩引起的去饱和量的情况下重新使 所有像素饱和。一些实施例根据经变换的图像数据像素的色调压缩量来重新使这些变换的 图像数据像素饱和。假定色调压缩量对应于色调曲线的双对数斜率,则可将对于输入值L in 的色调压缩量确定为传递函数Uut = f(Lin)在输入值Lin处的导数。可通过设置Lin = elPUut =ey并且针对dy/dx进行求解来确定这个传递函数的双对数斜率,dy/dx表示双对数斜率。 对于根据上式(1)的色调曲线,
[0130] y可被表达为:
[0131] y = log(ci+C2enx)-log( 1+C3enx) (26)
[0132] 并且色调曲线上的任何点处的双对数斜率c(Lin)可被计算为在Lin处y相对于x的 导数:
[0133] (27)
[0134] 对于颜色通道R、G和B,可如下地根据规范化的驱动值来确定重新饱和的驱动值 (Rre-sat, Gre-sat,Bre-sat):
[0135]
[0136]
[0137]
[0138]
[0139]
[0140] 并且k#Pk2为常数。在一些实施例中,ki = l .6774。在一些实施例中,ki = l .677。在 一些实施例中,ki = 1.68。在一些实施例(包括但不限于,其中ki = 1.6774山=1.677或1^ = 1.68的一些实施例)中,k2 = 0.9925。在一些实施例(包括但不限于其中ki = 1.6774,k! = 1.677或1^1 = 1.68的一些实施例)中,1? = 0.992。在一些实施例(包括但不限于,其中1^1 = 1.6774,1^1 = 1.677或1^1=1.68的一些实施例)中,1? = 0.99。将意识到,使用1^和1?的其他值 可获得可接受的结果。还将意识到,可基于红色、绿色和蓝色通道中的每一个的显示线性亮 度值(R?t、)来计算重新饱和的驱动值R re-sat、Gre-sa4PBre- sat 〇
[0141] 将意识到,可以以无参数(自动)的方式实现上述用于色调压缩相关的重新饱和的 技术。
[0142] 图5是示出根据另一示例实施例的方法80的流程图。方法80结合有若干可选的步 骤。在块81,方法80将图像数据转换到目标显示器的颜色空间中。在所示的例子中,目标显 示器具有红色、绿色和蓝色原色,并且颜色空间是RGB颜色空间。块81可包括执行考虑了目 标显示器的白点和原色的变换。在图像数据已经在目标显示器的本地颜色空间中的情况 下,块81是可选的。
[0143] 块82确定源和目标的色度白点。白点可以例如被表示为任何合适颜色空间中的色 度坐标,并且被转换到目标显示器的本地颜色空间。
[0144] 块83建立用于传递函数的初始黑电平锚点和白电平锚点。可基于源显示器的黑电 平和白电平以及目标显示器的黑电平和白电平来设置初始锚点。
[0145] 块84建立用于传递函数的初始中间色调锚点。可通过对源图像数据进行分析(例 如,确定源图像数据的亮度的几何平均数)并确定目标显示器的特性(或者目标显示器的特 性和目标显示器处的当前观看环境)来确定中间色调锚点。
[0146] 块85基于在块82中确定的白点(应用例如式(5)至(10))来调整锚点。
[0147] 块86使用由在块85中确定的经过调整的锚点所指定的传递函数来映射图像数据。
[0148] 块87基于来自块86的映射的图像数据来计算目标显示器的驱动值。
[0149] 可选的块88调整颜色饱和度(块88可以例如应用式(20)至(22)或(28)至(30))。
[0150] 块89对驱动值进行伽马校正。
[0151] 通过应用方法80而生成的驱动值可被用于驱动目标显示器以在目标显示器上显 示图像,和/或可被存储或被发送以供以后在目标显示器上显示。
[0152] 如本文所描述的装置和方法可用于针对特定的周围观看状况对目标显示器进行 优化。可使上述一般类型的传递函数动态地偏移以适应周围照明的变化和所导致的变化的 人类视觉系统(HVS)的适应性水平。目标显示器的理想的亮度中间点可以是周围光的函数。 可基于周围照明状况来选择中间色调锚点的垂直分量。
[0153] 在一些实施例中,部分地基于周围照明
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