色域映射方法和装置与流程

1.本公开涉及一种色域映射方法和色域映射装置，其中执行精确的色域调整并且防止轮廓现象和褪色现象，从而改进颜色准确度。


背景技术：

2.随着显示装置朝着高分辨率和高清晰度发展，其颜色再现性得以改进。由于显示装置可表达的颜色再现区域(即，色域)根据显示装置的特性而变化，所以需要根据显示装置的特性压缩输入图像的色域或扩展色域的色域映射处理。
3.例如，当作为高清电视(hdtv)的标准的标准红/绿/蓝(srgb)图像显示在色域比srgb的色域更宽的液晶显示装置或有机发光二极管显示装置上时，需要用于将srgb的色域扩展至对应显示装置的宽色域的色域映射处理。
4.这种色域映射处理需要一种色域调整方法，其能够防止在亮度调整期间出现轮廓现象(例如，灰度梯度区域中的颜色聚集)或者出现褪色，同时需要精确的色域调整，以便改进颜色准确度。


技术实现要素：

5.本公开旨在提供一种色域映射方法和色域映射装置，其中执行精确的色域调整并且防止轮廓现象和褪色现象，从而改进颜色准确度。
6.本公开的一个方面提供了一种色域映射方法，该色域映射方法包括以下步骤：由颜色空间转换器将输入图像的第一三色信号转换为第一亮度分量和一对第一色度分量，并且输出第一亮度分量和所述一对第一色度分量；由色调计算器使用第一色度分量来计算色调角并输出所述色调角；由色调轴选择单元在由具有不同色调角的多个色调轴划分的多个控制区域当中选择所计算的色调角所在的对应控制区域的色调轴并输出所述色调轴；由参数计算器使用设定为与所选择的色调轴对应的多个参数以及所计算的色调角来计算包括多个饱和度增益和多个色调增益的多个参数并输出所述多个参数；由饱和度控制器使用所计算的饱和度增益来控制各个控制区域的第一色度分量的饱和度并输出第二色度分量；由色调控制器使用所计算的色调增益来控制各个控制区域的第二色度分量的色调并输出第三色度分量；由总控制器使用第一三色信号之间的灰度差来对亮度增益的设定值进行插值并通过使用插值的亮度增益控制第一亮度分量来输出第二亮度分量；由总控制器根据第一三色信号的亮度值来控制第三色度分量的饱和度并输出第四色度分量；以及由颜色空间逆转换器将第四色度分量和第二亮度分量逆转换为第二三色信号并输出所述第二三色信号。
7.本公开的另一方面提供了一种色域映射装置，该色域映射装置包括：预处理器，其被配置为提取并输出输入图像的第一三色信号之间的灰度差并且提取并输出所述第一三色信号的亮度值；颜色空间转换器，其被配置为将从预处理器供应的所述第一三色信号转换为第一亮度分量和一对第一色度分量并且输出第一亮度分量和所述一对第一色度分量；色调计算器，其被配置为使用第一色度分量来计算色调角并输出所述色调角；色调轴选择
单元，其被配置为在由具有不同色调角的多个色调轴划分的多个控制区域当中选择所计算的色调角所在的对应控制区域的色调轴并输出所述色调轴；参数计算器，其被配置为使用设定为与所选择的色调轴对应的多个参数以及所计算的色调角来计算包括多个饱和度增益和多个色调增益的多个参数并输出所述多个参数；饱和度控制器，其被配置为使用所计算的饱和度增益来控制各个控制区域的第一色度分量的饱和度并输出第二色度分量；色调控制器，其被配置为使用所计算的色调增益来控制各个控制区域的所述第二色度分量的色调并输出第三色度分量；总控制器，其被配置为使用从预处理器供应的第一三色信号之间的灰度差对亮度增益的设定值进行插值，通过使用插值的亮度增益控制第一亮度分量来输出第二亮度分量，并且通过根据从预处理器供应的亮度值控制第三色度分量的饱和度来输出第四色度分量；以及颜色空间逆转换器，其被配置为将从总控制器供应的第四色度分量和第二亮度分量逆转换为第二三色信号，并输出所述第二三色信号。
8.总控制器可通过将总饱和度增益应用于第三色度分量来完整控制第三色度分量的饱和度，通过将总色调增益应用于饱和度被完整控制的第三色度分量来完整控制饱和度被完整控制的第三色度分量的色调，并且使用饱和度被完整控制的第三色度分量作为第三色度分量来根据亮度值控制第三色度分量的饱和度。
9.预处理器可提取第一三色信号当中的最大值作为亮度值并输出该最大值，并且总控制器可使用根据亮度值设定的饱和度增益或者使用通过对根据亮度值设定的饱和度增益进行插值而获得的饱和度增益来控制第三色度分量的饱和度。
10.色调轴选择单元可在24个色调轴当中选择指派给所计算的色调角所在的对应控制区域的第一色调轴和第二色调轴。参数计算器可在对应控制区域中计算分别与由具有不同饱和度值的第一至第三饱和度控制点划分的第一至第四饱和度控制区域对应的第一至第四饱和度增益，并且可在对应控制区域中计算分别与由色调控制点的饱和度值划分的第一色调控制区域和第二色调控制区域对应的第一色调增益和第二色调增益。
11.饱和度控制器可通过根据将第一色度分量的饱和度值与第一至第三饱和度控制点进行比较的结果将分别与第一至第四饱和度控制区域对应的第一至第四饱和度增益中的至少一个应用于第一色度分量来控制第一色度分量的饱和度。
12.色调控制器可通过根据将第二色度分量的饱和度值与色调控制点进行比较的结果将分别与第一色调控制区域和第二色调控制区域对应的第一色调增益和第二色调增益中的任一个应用于所述第二色度分量来控制第二色度分量的色调。
13.预处理器可使用通过对输入图像的三基色信号执行白平衡校正而获得的校正的三色信号作为第一三色信号，并且通过将第一三色信号之间的灰度差当中的最大值与灰度参数进行比较来提取灰度区域并在后续色域映射处理中排除所提取的灰度区域。
附图说明
14.附图被包括以提供本公开的进一步理解，并且被并入本技术中并构成本技术的一部分，附图示出了本公开的实施方式并与说明书一起用来说明本公开的原理。附图中：
15.图1是示出根据实施方式的色域映射方法的流程图；
16.图2是示出根据实施方式的色域映射装置的框图；
17.图3是示出根据实施方式的色度分量(cb,cr)的色调角的示例的图；
18.图4是示出根据实施方式的圆形颜色区域中的色调轴的图；
19.图5是示出根据实施方式的圆形颜色区域中的饱和度控制区域的图；
20.图6是示出根据实施方式的圆形颜色区域中的色调控制区域的图；
21.图7是用于描述根据实施方式的由参数计算器执行的计算参数的方法的图；
22.图8是示出根据实施方式的控制色调的方法的图；
23.图9是示出根据实施方式的亮度增益的插值结果的曲线图；
24.图10a至图10c是示出使用根据实施方式的色域映射方法的灰度区域的轮廓改进效果的图；以及
25.图11是示出具有根据实施方式的色域映射装置的显示装置的框图。
具体实施方式
26.本公开的优点和特征及其实现方法将通过参照附图描述的以下实施方式而变得清楚。然而，本公开可按照不同的形式具体实现，不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了本公开将彻底和完整，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。此外，本公开仅由权利要求书的范围限定。
27.附图中所公开的用于描述本公开的实施方式的形状、尺寸、比例、角度和数量仅是示例，因此，本公开不限于所示的细节。贯穿说明书，相同的标号表示相同的元件。在以下描述中，当相关已知功能或配置的详细描述被确定为使本公开的重点不必要地模糊时，将省略详细描述。
28.在使用本说明书中所描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用“仅～”，否则可添加另一部分。除非相反提及，否则单数形式的术语可包括复数形式。
29.在解释元件时，尽管没有明确描述，但该元件被解释为包括误差区域。
30.在描述位置关系时，例如，当两个部分之间的位置关系被描述为“在
…
上”、“在
…
上方”、“在
…
下方”和“在
…
旁边”时，除非使用诸如“紧挨”或“直接”的更限制性的术语，否则一个或更多个其它部分可设置在这两个部分之间。
31.在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为例如“在
…
之后”、“随
…
之后”、“接着
…”
以及“在
…
之前”时，除非使用诸如“紧挨”、“立即”或“直接”的更限制性的术语，否则可包括不连续的情况。
32.将理解，尽管本文中可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件相区分。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件。
33.在描述本公开的元件时，可使用术语“第一”、“第二”、“a”、“b”、“(a)”、“(b)”等。这些术语旨在将对应元件与其它元件相标识，对应元件的基础、顺序或数量不应受这些术语限制。元件“连接”、“联接”或“附着”到另一元件或层的表达，除非另外指明，否则该元件或层不仅可直接连接或附着到另一元件或层，而且可间接连接或附着到另一元件或层，并且一个或更多个中间元件或层“设置”在这些元件或层之间。
34.术语“至少一个”应该被理解为包括关联的所列元素当中的一个或更多个的任何和所有组合。例如，除了第一元素、第二元素或第三元素之外，“第一元素、第二元素和第三元素中的至少一个或更多个”的含义表示从第一元素、第二元素和第三元素中的两个或更
多个提出的所有元素的组合。
35.如本领域技术人员可充分理解的，本公开的各种实施方式的特征可部分地或全部地彼此联接或组合，并且可不同地彼此互操作并且在技术上驱动。本公开的实施方式可彼此独立地实现，或者可按照互相依赖的关系一起实现。
36.如本文所使用的，术语“单元”是指诸如现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)的软件或硬件组件，并且“单元”执行特定功能。然而，“单元”不限于软件或硬件。“单元”可被配置为存储在可寻址的存储介质中，或者可被配置为由一个或更多个处理器执行。因此，“单元”包括例如软件组件、处理、功能、驱动器、固件、电路、数据、数据库和表。
37.以下，将参照附图详细描述本公开的示例性实施方式。
38.图1是示出根据本公开的实施方式的色域映射方法的流程图，图2是示出根据本公开的实施方式的色域映射装置的框图。
39.图1所示的色域映射方法可包括预处理操作s10、颜色空间转换操作s20、色调角计算操作s30、色调轴选择操作s40、参数计算操作s50、饱和度控制操作s60、色调控制操作s70、总控制操作s80和颜色空间逆转换操作s90。
40.图2所示的色域映射装置600可包括预处理器10、颜色空间转换器20、色调计算器30、色调轴选择单元40、参数计算器50、饱和度控制器60、色调控制器70、总控制器80和颜色空间逆转换器90。
41.参照图1和图2，预处理器10可执行预处理操作s10：校正输入图像的白平衡，从输入图像提取灰度区域，并且提取输入图像的亮度值。此外，预处理器10可从校正了白平衡的图像提取灰度区域和亮度值。
42.作为输入图像信号，可使用分别表示红色、绿色和蓝色图像信号的rgb型图像信号(以下，红色(r)、绿色(g)和蓝色(b)信号)。
43.预处理器10可首先通过针对每种颜色对输入图像的r、g和b信号应用预设校正增益来校正输入图像的白平衡。
44.预处理器10可从校正的r、g和b信号提取灰度区域并且允许提取的灰度区域在色域映射处理期间被例外地处理，以使得亮度、色调和饱和度没有改变(s10)。
45.例如，预处理器10可将校正的r、g和b信号之间的灰度差(绝对值)当中的最大值max{abs(r-g)，abs(r-b)，abs(g-b)}与预定灰度参数进行比较，以确定输入的r、g和b信号是否为灰度区域的信号。当输入的r、g和b信号之间的灰度差当中的最大值小于灰度参数时，预处理器10可提取对应的r、g和b信号作为灰度区域的信号。预处理器10可在基本色调轴axis0上定位作为灰度区域的信号提取的r、g和b信号，以防止亮度、色调和饱和度在后续色域映射处理期间改变并且防止由于这种改变而出现伪影。
46.预处理器10可从校正的r、g和b信号提取亮度值。例如，预处理器10可提取校正的r、g和b信号当中的最大值作为输入图像的亮度值。
47.颜色空间转换器20可从预处理器10接收r、g和b信号并将r、g和b信号转换为包括亮度分量y、色度分量cb和色度分量cr的ycbcr型图像信号(以下，y、cb和cr信号)(s20)。
48.例如，颜色空间转换器20可使用应用了转换系数(在国际电信联盟(itu)-r建议bt.2020中)的rgb至ycbcr转换函数将r、g和b信号转换为y、cb和cr信号，如下式1所示。应用于下式1的转换系数可改变。
49.[式1]
[0050]
y＝0.2627
×
r+0.678
×
g+0.0593
×b[0051]
cb＝-0.1396
×
r-0.3603
×
g+0.5
×b[0052]
cr＝0.5
×
r-0.459
×
g-0.0402
×b[0053]
换言之，颜色空间转换器20可将r、g和b信号分为表示亮度信息的亮度信号y以及表示颜色信息的色度信号cb和cr。颜色空间转换器20可将y、cb和cr信号输出至色调计算器30。
[0054]
色调计算器30可使用从颜色空间转换器20供应的图像信号y、cb和cr当中的色度信号cb和cr来计算表示色调值的色调角(s30)。
[0055]
参照图3，cb-cr平面上相对于输入cb和cr坐标(cb
in
，cr
in
)的色调角θ是指cb轴与从原点连接对应cb和cr坐标(cb
in
，cr
in
)的直线l之间的角度。色调计算器30可使用cb和cr坐标(cb
in
，cr
in
)的反正切函数(atan)来计算相对于输入cb和cr坐标(cb
in
，cr
in
)的色调角θ，如下式2所示。
[0056]
[式2]
[0057]
hue(＝θ)＝atan(cbin，crin)
[0058]
色调计算器30可将从颜色空间转换器20供应的图像信号y、cb和cr以及所计算的色调角输出至色调轴选择单元40。
[0059]
色调轴选择单元40可使用从色调计算器30供应的色调角来选择色调角所在的区域的色调轴(s40)。
[0060]
例如，可在图4所示的cb-cr平面上的圆形颜色区域中指派按15度间隔定位的24个色调轴ax0至ax23，并且圆形颜色区域可被24个色调轴ax0至ax23划分成24个控制区域。
[0061]
色调轴选择单元40可在24个色调轴ax0至ax23当中选择所供应的色调角所在的区域中的第一色调轴和第二色调轴。第二色调轴可具有大于第一色调轴的色调角。
[0062]
例如，如图4所示，当色调计算器30所计算的色调角(即，输入的cb、cr坐标的直线l)位于色调轴ax3和色调轴ax4之间的区域中时，色调轴选择单元40可分别选择色调轴ax3和色调轴ax4作为对应控制区域中的第一色调轴和第二色调轴。
[0063]
色调轴选择单元40可将从色调计算器30供应的图像信号y、cb和cr和色调角以及被选择为与色调角对应的两个色调轴输出至参数计算器50。
[0064]
参数计算器50可使用从色调轴选择单元40供应的两个色调轴和色调角来计算多个参数(s50)。参数计算器50可使用设定为与从色调轴选择单元40供应的两个色调轴对应的参数和所供应的色调角来计算多个参数。
[0065]
参数计算器50所计算的参数可包括用于饱和度控制的饱和度参数和用于色调控制的色调参数。
[0066]
cb-cr平面上的圆形颜色区域可根据色调角被多个色调轴划分成多个控制区域，并且可在各个控制区域中使用单独地指派给多个色调轴中的每一个的参数来独立地调节色调和饱和度。此外，由色调轴划分的各个控制区域可被进一步划分成多个饱和度控制区域，以便根据饱和度值不同地控制饱和度。此外，由色调轴划分的各个控制区域可被进一步划分成多个色调控制区域，以便根据饱和度值不同地控制色调。
[0067]
例如，如图4所示，cb-cr平面上的圆形颜色区域可根据色调角被24个色调轴ax0至
ax23划分成24个控制区域。如图5所示，各个控制区域可根据与从原点的直线l的长度对应的饱和度值被进一步划分成第一至第四饱和度控制区域52l、52m1、52m2和52h。此外，如图6所示，各个控制区域可根据饱和度值被进一步划分成第一色调控制区域54l和第二色调控制区域54h。
[0068]
在参数计算器50所使用的寄存器中，存储预设的第一饱和度控制点scp_lm、第二饱和度控制点scp_mm、第三饱和度控制点scp_mh和色调控制点hcp。第一饱和度控制点scp_lm是指将对应于低饱和度区域的第一饱和度控制区域52l与对应于第一中间饱和度区域的第二饱和度控制区域52m1相区分的饱和度值。第二饱和度控制点scp_mm是指将对应于第一中间饱和度区域的第二饱和度控制区域52m1与对应于饱和度大于第一中间饱和度区域的第二中间饱和度区域的第三饱和度控制区域52m2相区分的饱和度值。第三饱和度控制点scp_mh是指将第三饱和度控制区域52m2与对应于高饱和度区域的第四饱和度控制区域52h相区分的饱和度值。色调控制点hcp是指将用于色调控制的对应于低饱和度区域的第一色调控制区域54l与用于色调控制的对应于高饱和度区域的第二色调控制区域54h相区分的饱和度值。第一饱和度控制点scp_lm、第二饱和度控制点scp_mm、第三饱和度控制点scp_mh和色调控制点hcp可由设计者根据显示特性来调节。
[0069]
各自设定为与一个色调轴对应并存储在寄存器中的参数可包括与第一饱和度控制区域52l对应的第一饱和度参数、与第二饱和度控制区域52m1对应的第二饱和度参数、与第三饱和度控制区域52m2对应的第三饱和度参数、与第四饱和度控制区域52h对应的第四饱和度参数、与第一色调控制区域54l对应的第一色调参数以及与第二色调控制区域54h对应的第二色调参数。
[0070]
参照图7，参数计算器50可如下式3所示使用所供应的色调角target与对应色调轴之间的角度差d(n-1)和d(n)来对第一色调轴ax(n-1)(n是正整数)的参数parameter_axis(n-1)和第二色调轴ax(n)的参数parameter_axis(n)进行线性插值，以计算线性插值参数parameter_result作为用于控制所供应的cb和cr信号的饱和度和色调的增益。
[0071]
[式3]
[0072]
parameter_result＝d(n-1)
×
parameter_axis(n)+d(n)
×
parameter_axis(n-1)
[0073]
在上式3中，parameter_axis(n-1)表示设定到第一色调轴ax(n-1)的参数，parameter_axis(n)表示设定到第二色调轴ax(n)的参数。d(n-1)表示所供应的色调角target与第一色调轴ax(n-1)之间的角度差，d(n)表示第二色调轴ax(n)与所供应的色调角target之间的角度差。各个色调轴的参数可包括饱和度参数和色调参数。
[0074]
例如，参数计算器50可如上式3所示对设定到第一色调轴ax(n-1)的第一饱和度参数和设定到第二色调轴ax(n)的第一饱和度参数进行线性插值，以计算要应用于所供应的cb和cr信号的第一饱和度增益。参数计算器50可如上式3所示对设定到第一色调轴ax(n-1)的第二饱和度参数和设定到第二色调轴ax(n)的第二饱和度参数进行线性插值，以计算要应用于所供应的cb和cr信号的第二饱和度增益。参数计算器50可如上式3所示对设定到第一色调轴ax(n-1)的第三饱和度参数和设定到第二色调轴ax(n)的第三饱和度参数进行线性插值，以计算要应用于所供应的cb和cr信号的第三饱和度增益。参数计算器50可如上式3所示对设定到第一色调轴ax(n-1)的第四饱和度参数和设定到第二色调轴ax(n)的第四饱和度参数进行线性插值，以计算要应用于所供应的cb和cr信号的第四饱和度增益。
[0075]
参数计算器50可如上式3所示对设定到第一色调轴ax(n-1)的第一色调参数和设定到第二色调轴ax(n)的第一色调参数进行线性插值，以计算要应用于所供应的cb和cr信号的第一色调增益。参数计算器50可如上式3所示对设定到第一色调轴ax(n-1)的第二色调参数和设定到第二色调轴ax(n)的第二色调参数进行线性插值，以计算要应用于所供应的cb和cr信号的第二色调增益。
[0076]
参数计算器50可将从色调轴选择单元40供应的图像信号y、cb和cr以及由参数计算器50计算的第一至第四饱和度增益以及第一色调增益和第二色调增益输出至饱和度控制器60。
[0077]
饱和度控制器60可使用参数计算器50所计算的第一至第四饱和度增益中的至少一个来控制从参数计算器50供应的色度信号cb和cr的饱和度(s60)。饱和度控制器60可确定所供应的色度信号cb和cr所在的饱和度控制区域，并且根据所确定的饱和度控制区域为各个饱和度控制区域应用对应饱和度增益以控制所供应的色度信号cb和cr的饱和度。
[0078]
饱和度控制器60计算所供应的色度信号cb和cr的饱和度值sat，即，与从原点到色度信号cb和cr的坐标的直线的长度对应的饱和度值sat，如下式4所示。
[0079]
[式4]
[0080][0081]
饱和度控制器60可通过将色度信号cb和cr的饱和度值与第一至第三饱和度控制点scp_lm、scp_mm和scp_mh进行比较来确定色度信号cb和cr位于第一至第四饱和度控制区域当中的哪一区域，并且可通过将第一至第四饱和度增益当中的对应饱和度增益应用于所确定的饱和度控制区域来调节所供应的色度信号cb和cr的饱和度。
[0082]
饱和度控制器60可通过根据由第一至第三饱和度控制点scp_lm、scp_mm和scp_mh划分的第一至第四饱和度控制区域52l、52m1、52m2和52h(参见图5)对所供应的色度信号cb和cr的饱和度分别应用不同的第一至第四饱和度增益来控制所供应的色度信号cb和cr的饱和度。
[0083]
当所供应的色度信号cb和cr的饱和度值小于或等于第一饱和度控制点scp_lm时，饱和度控制器60可确定色度信号cb和cr位于第一饱和度控制区域52l(参见图5)中，并且可通过将第一饱和度控制区域52l的第一饱和度增益应用于所供应的色度信号cb和cr(与其相乘)来控制所供应的色度信号cb和cr的饱和度。
[0084]
当所供应的色度信号cb和cr的饱和度值大于第一饱和度控制点scp_lm并且小于或等于第二饱和度控制点scp_mm时，饱和度控制器60可确定色度信号cb和cr位于第二饱和度控制区域52m1(参见图5)中，并且可通过对通过针对各个饱和度控制区域将第一饱和度控制区域52l的第一饱和度增益应用于所供应的色度信号cb和cr(与其相乘)而获得的值和通过针对各个饱和度控制区域将第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度增益应用于所供应的色度信号cb和cr(与其相乘)而获得的值求和来控制所供应的色度信号cb和cr的饱和度。
[0085]
例如，饱和度控制器60可将位于第二饱和度控制区域52m1(参见图5)中的色度信号cb和cr的饱和度值sat划分成第一饱和度控制区域52l的第一饱和度值scp_lm和第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度值(sat-scp_lm)。
[0086]
饱和度控制器60可通过对通过将第一饱和度控制区域52l的第一饱和度增益应用
于第一饱和度控制区域52l的第一饱和度值scp_lm(与其相乘)而获得的值和通过将第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度增益应用于第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度值(sat-scp_lm)(与其相乘)而获得的值求和来针对各个饱和度控制区域精确地控制和输出色度信号cb和cr的饱和度。
[0087]
当所供应的色度信号cb和cr的饱和度值大于第二饱和度控制点scp_mm并且小于或等于第三饱和度控制点scp_mh时，饱和度控制器60可确定色度信号cb和cr位于第三饱和度控制区域52m2(参见图5)中，并且可通过对通过将第一饱和度控制区域52l的第一饱和度增益应用于所供应的色度信号cb和cr(与其相乘)而获得的值、通过将第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度增益应用于所供应的色度信号cb和cr(与其相乘)而获得的值以及通过将第三饱和度控制区域52m2的第三饱和度增益应用于所供应的色度信号cb和cr(与其相乘)而获得的值求和来针对各个饱和度控制区域控制所供应的色度信号cb和cr的饱和度。
[0088]
饱和度控制器60可将位于第三饱和度控制区域52m2中的色度信号cb和cr的饱和度值sat分为第一饱和度控制区域52l的第一饱和度值scp_lm、第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度值(scp_mm-scp_lm)和第三饱和度控制区域52m2的第三饱和度值(sat-scp_mm)。
[0089]
饱和度控制器60可通过对通过将第一饱和度控制区域52l的第一饱和度增益应用于第一饱和度控制区域52l的第一饱和度值scp_lm(与其相乘)而获得的值、通过将第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度增益应用于第二饱和度控制区域52m的第二饱和度值(scp_mm-scp_lm)(与其相乘)而获得的值以及通过将第三饱和度控制区域52m2的第三饱和度增益应用于第三饱和度控制区域52m2的第三饱和度值(sat-scp_mm)(与其相乘)而获得的值全部求和来针对各个饱和度控制区域精确地控制和输出色度信号cb和cr的饱和度。
[0090]
当所供应的色度信号cb和cr的饱和度值大于第三饱和度控制点scp_mh时，饱和度控制器60可确定色度信号cb和cr位于第四饱和度控制区域52h(参见图5)中，并且可通过对通过将第一饱和度控制区域52l的第一饱和度增益应用于所供应的色度信号cb和cr(与其相乘)而获得的值、通过将第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度增益应用于所供应的色度信号cb和cr(与其相乘)而获得的值、通过将第三饱和度控制区域52m2的第三饱和度增益应用于所供应的色度信号cb和cr(与其相乘)而获得的值以及通过将第四饱和度控制区域52h的第四饱和度增益应用于所供应的色度信号cb和cr(与其相乘)而获得的值求和来针对各个饱和度控制区域控制所供应的色度信号cb和cr的饱和度。
[0091]
饱和度控制器60可将位于第四饱和度控制区域52h中的色度信号cb和cr的饱和度值sat分为第一饱和度控制区域52l的第一饱和度值(scp_lm)、第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度值(scp_mm-scp_lm)、第三饱和度控制区域52m2的第三饱和度值(scp_mh-scp_mm)和第四饱和度控制区域52h的第四饱和度值(sat-scp_mh)。
[0092]
饱和度控制器60可通过对通过将第一饱和度控制区域52l的第一饱和度增益应用于第一饱和度控制区域52l的第一饱和度值(scp_lm)(与其相乘)而获得的值、通过将第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度增益应用于第二饱和度控制区域52m1的第二饱和度值(scp_mm-scp_lm)(与其相乘)而获得的值、通过将第三饱和度控制区域52m2的第三饱和度增益应用于第三饱和度控制区域52m2的第三饱和度值(scp_mh-scp_mm)(与其相乘)而获得的值以及通过将第四饱和度控制区域52h的第四饱和度增益应用于第四饱和度控制区域
52h的第四饱和度值(sat-scp_mh)(与其相乘)而获得的值全部求和来针对各个饱和度控制区域精确地控制和输出色度信号cb和cr的饱和度。
[0093]
饱和度控制器60可将从参数计算器50供应的y信号以及第一色调增益和第二色调增益、对应控制区域中由饱和度控制器60调节了饱和度的cb和cr信号以及由饱和度控制器60计算的饱和度值输出至色调控制器70。
[0094]
色调控制器70可根据从饱和度控制器60供应的饱和度值使用第一色调增益和第二色调增益中的任一个来控制从饱和度控制器60供应的cb和cr信号的色调(s70)。
[0095]
色调控制器70可通过将从饱和度控制器60供应的饱和度值与色调控制点hcp进行比较来确定色调控制区域，并且可通过将所确定的色调控制区域的色调增益应用于从饱和度控制器60供应的cb和cr信号来控制从饱和度控制器60供应的cb和cr信号的色调。
[0096]
例如，当从饱和度控制器60供应的饱和度值小于或等于色调控制点hcp时，色调控制器70可确定色度信号cb和cr位于第一色调控制区域54l(参见图6)中，可选择从饱和度控制器60供应的第一色调控制区域54l的第一色调增益，并且通过将所选择的第一色调增益应用于从饱和度控制器60供应的cb和cr信号来调节cb和cr信号的色调。
[0097]
当从饱和度控制器60供应的饱和度值大于色调控制点hcp时，色调控制器70可确定色度信号cb和cr位于第二色调控制区域54h(参见图6)中，可选择从饱和度控制器60供应的第二色调控制区域54h的第二色调增益，并且通过将所选择的第二色调增益应用于从饱和度控制器60供应的cb和cr信号来调节cb和cr信号的色调。
[0098]
参照图8，色调控制器70可通过应用根据所供应的饱和度值选择的色调控制增益h
gain
来按照色调控制增益h
gain
旋转供应的cb和cr信号cb
in
和cr
in
，并且可输出控制了色调的cb和cr信号cb
out
和cr
out
。色调控制器70可如下式5所示以余弦函数和正弦函数将根据所供应的饱和度值选择的色调控制增益h
gain
应用于从饱和度控制器60供应的cb和cr信号cb
in
和gr
in
，并且可输出控制了色调的cb和cr信号cb
out
和cr
out
。
[0099]
[式5]
[0100]
cb
out
＝cb
in
×
cos(h
gain
)+cr
in
×
sin(h
gain
)
[0101]
cr
out
＝-cb
in
×
sin(h
gain
)+gr
in
×
cos(h
gain
)
[0102]
色调控制器70可将从饱和度控制器60供应的y信号以及对应控制区域中由饱和度控制器60和色调控制器70调节了饱和度和色调的cb和cr信号输出至总控制器80。
[0103]
总控制器80可控制从色调控制器70供应的y信号的亮度(s80)。总控制器80可完整控制从色调控制器70供应的cb和cr信号的饱和度和色调而不划分控制区域(s80)。总控制器80可根据从预处理器10供应的图像信号的亮度值来另外控制cb和cr信号的经完整控制的饱和度(s80)。
[0104]
总控制器80可通过根据从预处理器10供应的r、g和b信号之间的灰度差当中的最大值max{abs(r-g)，abs(r-b)，abs(g-b)}如下式6所示对寄存器中的预设亮度增益yset进行插值来校正r、g和b信号。
[0105]
[式6]
[0106][0107]
在上式6中，input
x
表示从预处理器10供应的r、g和b信号之间的灰度差当中的最
大值max{abs(r-g)，abs(r-b)，abs(g-b)}，并且对应于与图8所示的亮度增益ygain曲线图的x轴对应的输入值。yset表示寄存器中设定的亮度增益。ygain
out
表示插值亮度增益，并且表示与图9所示的曲线图的y轴对应的输出亮度增益。
[0108]
参照图9，可以看出，随着与r、g和b信号之间的灰度差当中的最大值max{abs(r-g),abs(r-b),abs(g-b)}对应的x轴的输入值input
x
增加，即，随着灰度差当中的最大值从灰度(0)(所有r、g和b信号彼此相同)增加至255，根据上式6插值的亮度增益ygain
out
从亮度增益的最大值127逐渐减小至亮度增益的最小值107(寄存器中设定的值)。
[0109]
总控制器80可通过将插值亮度增益ygain
out
应用于从色调控制器70供应的y信号来控制y信号。
[0110]
因此，可表达亮度(例如，灰度区域中的梯度)，减小灰度区域与其它灰度区域之间的亮度阶跃，并且防止轮廓现象(例如，灰度区域中的颜色聚集)，从而改进颜色准确度。
[0111]
为了完整控制从色调控制器70供应的cb和cr信号的饱和度和色调，在寄存器中预设并存储可完整控制所有控制区域的总参数，即，可完整控制所有控制区域的饱和度的总饱和度增益以及可完整控制所有控制区域的色调的总色调增益。
[0112]
总控制器80可通过将总饱和度增益应用于从色调控制器70供应的cb和cr信号(与其相乘)来再次完整控制饱和度。总控制器80可通过如上式5所示将总色调增益应用于通过应用总饱和度增益而控制了饱和度的cb和cr信号来再次完整控制色调。
[0113]
总控制器80可根据从预处理器10供应的图像信号r、g和b的亮度值，即，根据使用r、g和b信号之间的灰度差当中的最大值的亮度值来另外控制cb和cr信号的经完整控制的饱和度。
[0114]
为了根据亮度值控制饱和度，与多个亮度值对应的饱和度增益可被预设并存储在寄存器中。例如，与0％、25％、50％、75％和100％的亮度值对应的饱和度增益可被设定并存储在寄存器中。
[0115]
总控制器80可通过对使用r、g和b信号之间的灰度差当中的最大值设定的饱和度增益进行插值来计算与寄存器中未设定的亮度值对应的饱和度增益。
[0116]
总控制器80可通过根据寄存器中设定的亮度值或通过插值处理计算的亮度值对完整控制了饱和度的cb和cr信号应用饱和度增益来根据输入图像信号的亮度进一步控制cb和cr信号的饱和度。因此，可防止当基于100％的亮度值执行色域调整时发生的褪色，从而改进颜色准确度。
[0117]
总控制器80可将由总控制器80调节了亮度的y信号以及由总控制器80完整和进一步调节了饱和度和色调的cb和cr信号输出至颜色空间逆转换器90。
[0118]
颜色空间逆转换器90可将从总控制器80供应的y、cb和cr信号逆转换为r、g和b信号，并且可输出转换的r、g、b信号(s90)。
[0119]
例如，颜色空间逆转换器90可使用如下式7所示应用转换系数(bt.2020中)的ycbcr至rgb转换函数将y、cb和cr信号逆转换为r’、g’和b’信号。应用下式7的转换系数可改变。
[0120]
[式7]
[0121]
r＝y+1.4746
×
cr
[0122]
g＝y-0.1645
×
cb-0.5714
×
cr
[0123]
b＝y+1.88144
×
cb
[0124]
如上所述，在根据实施方式的色域映射方法和色域映射装置600中，输入图像信号可被分为亮度分量y以及色度分量cb和cr，并且可通过控制亮度分量y并控制色度分量cb和cr的饱和度和色调来输出映射至对应显示装置的目标色域的图像信号。
[0125]
在根据实施方式的色域映射方法和色域映射装置600中，控制区域可被24个色调轴划分成24个控制区域，并且可在各个控制区域中使用单独地指派给24个色调轴中的每一个的参数独立地调节色调和饱和度。
[0126]
在根据实施方式的色域映射方法和色域映射装置600中，由色调轴划分的各个控制区域可根据饱和度值被进一步划分成具有不同饱和度增益的四个饱和度控制区域，可针对各个饱和度控制区域精确地控制饱和度，因此饱和度调整的准确度可改进。
[0127]
在根据实施方式的色域映射方法和色域映射装置600中，由色调轴划分的各个控制区域可根据饱和度值被进一步划分成具有不同色调增益的两个色调控制区域，可针对各个色调控制区域精确地控制色调，因此饱和度调整的准确度可改进。
[0128]
在根据实施方式的色域映射方法和色域映射装置600中，通过在不划分区域的情况下通过应用总饱和度增益和总色调增益完整控制针对各个控制区域再次控制饱和度和色调的色度分量cb和cr，通过减小色域映射的误差范围，色域映射的准确度可进一步改进，并且与针对各个控制区域的附加控制的情况相比，色域映射时间可减少，并且可使用最小数量的控制信号，因此可高效地处理色域映射。
[0129]
在根据实施方式的色域映射方法和色域映射装置600中，可根据输入图像信号r、g和b之间的灰度差当中的最大值对设定的亮度增益进行插值，并且通过将插值亮度增益应用于亮度信号y来控制亮度信号y。因此，可表达灰度梯度，减小灰度级之间的亮度阶跃，并且防止轮廓现象(例如，灰度区域中的颜色聚集)，从而改进颜色准确度。
[0130]
在根据实施方式的色域映射方法和色域映射装置600中，通过根据输入图像信号的亮度进一步控制色度信号cb和cr的经完整控制的饱和度，可防止褪色并改进颜色准确度。
[0131]
图10a至图10c是示出根据实施方式的使用色域映射方法的灰度区域的轮廓改进效果的图。
[0132]
参照图10a至图10c，可以看出，与具有相对低的总亮度的输入图像(参见图10a)相比，在现有技术中通过应用设定的亮度增益调整了色域的输出图像(参见图10b)中，存在在天空部分的灰度梯度区域中发生颜色聚集的问题，然而，在根据实施方式的通过根据输入图像信号r、g和b之间的灰度差应用插值亮度增益调整了色域的输出图像(参见图10c)中，颜色聚集现象得以改进，从而表达天空部分的灰度梯度区域并且颜色准确度改进。
[0133]
根据实施方式的色域映射装置600可应用于显示装置，因此显示装置的颜色准确度可改进。
[0134]
图11是示意性地示出应用了根据实施方式的色域映射装置600的显示装置的配置的框图。
[0135]
根据实施方式的显示装置可以是包括液晶显示装置、电致发光显示装置、微型发光二极管(led)显示装置等的各种显示装置中的任一种。电致发光显示装置可以是有机发光二极管(oled)显示装置、量子点发光二极管显示装置或无机发光二极管显示装置。
[0136]
参照图11，显示装置可包括显示面板100、选通驱动器200、数据驱动器300、伽马电压发生器500、定时控制器400、色域映射装置600等。色域映射装置600和定时控制器400可被定义为图像处理器700。色域映射装置600可被内置于定时控制器400中。选通驱动器200和数据驱动器300可被定义为面板驱动单元。选通驱动器200、数据驱动器300和定时控制器400可被定义为显示驱动单元。
[0137]
如上所述，当控制输入图像的色调和饱和度时，色域映射装置600可通过24个色调轴将控制区域划分成24个控制区域，并且可在各个控制区域中使用单独地指派给24个色调轴中的每一个的参数来精确地且独立地调节色调和饱和度。在这种情况下，各个控制区域可根据饱和度值被进一步划分成具有不同饱和度增益的四个饱和度控制区域，以使得可针对各个饱和度控制区域精确地控制饱和度，并且各个控制区域可根据饱和度值被进一步划分成具有不同色调增益的两个色调控制区域，以使得可针对各个色调控制区域精确地控制色调。
[0138]
色域映射装置600可通过应用总饱和度增益和总色调增益来完整地进一步控制针对各个控制区域控制饱和度和色调的色度分量cb和cr，因此色域映射的误差范围可减小。色域映射装置600可通过根据输入图像信号r、g和b之间的灰度差当中的最大值应用插值亮度增益来控制亮度信号y，因此可表达灰度梯度并且可防止颜色聚集。色域映射装置600可根据输入图像信号的亮度进一步控制色度信号cb和cr的经完整控制的饱和度，因此可防止褪色。
[0139]
色域映射装置600可将更准确地映射至显示装置的目标色域并具有改进的颜色准确度的输出图像输出至定时控制器400。
[0140]
定时控制器400可对从色域映射装置600供应的图像数据执行各种类型的后处理(例如，用于降低功耗的亮度校正或图像质量校正)，并且可将后处理的图像数据供应给数据驱动器300。
[0141]
定时控制器400可通过色域映射装置600与图像数据一起接收同步信号。同步信号可包括点时钟、数据使能信号、垂直同步信号、水平同步信号等。定时控制器400可使用所供应的同步信号和存储在其中的定时设置信息(起始定时、脉冲宽度等)来生成多个数据控制信号并将其供应给数据驱动器300，并且可生成多个选通控制信号并将其供应给选通驱动器200。
[0142]
伽马电压发生器500可生成包括具有不同电压电平的多个基准伽马电压的基准伽马电压集并将其供应给数据驱动器300。伽马电压发生器500可在定时控制器400的控制下生成与显示装置的伽马特性对应的多个基准伽马电压并将其供应给数据驱动器300。伽马电压发生器500可被配置成可编程伽马集成芯片(ic)，并且伽马电压发生器500可从定时控制器400接收伽马数据，根据伽马数据来生成或调节基准伽马电压电平，并且将基准伽马电压电平输出至数据驱动器300。
[0143]
数据驱动器300根据从定时控制器400供应的数据控制信号来被控制，并且数据驱动器300将从定时控制器400供应的数字图像数据转换为模拟数据信号并且将对应数据信号供应给显示面板100的各条数据线。数据驱动器300可使用从伽马电压发生器500供应的多个基准伽马电压被再分的灰度电压将数字图像数据转换为模拟数据信号。
[0144]
选通驱动器200可根据从定时控制器400供应的多个选通控制信号来被控制，并且
可单独地驱动显示面板100的选通线。选通驱动器200可依次驱动多条选通线。选通驱动器200可在各条选通线的驱动时段期间将栅极导通电压的扫描信号供应给对应选通线，并且可在各条选通线的非驱动时段期间将栅极截止电压供应给对应选通线。
[0145]
显示面板100通过子像素以矩阵形式布置的显示区域来显示图像。各个子像素是发射红光的r子像素、发射绿光的g子像素、发射蓝光的b子像素和发射白光的白色(w)子像素中的任一个，并且由至少一个薄膜晶体管(tft)独立地驱动。单元像素可由具有不同颜色的两个、三个或四个子像素的组合组成。
[0146]
显示面板100还可包括通过与显示区域完全交叠来感测用户的触摸的触摸传感器屏幕，并且触摸传感器屏幕可被嵌入在显示面板100中或设置在显示面板100的显示区域上。
[0147]
根据实施方式的色域映射装置和包括其的显示装置可应用于各种电子装置。例如，根据实施方式的色域映射装置和包括其的显示装置可应用于移动装置、视频电话、智能手表、手表电话、可穿戴装置、可折叠装置、可卷曲装置、可弯曲装置、柔性装置、弯曲装置、电子笔记本、电子书、便携式多媒体播放器(pmp)、个人数字助理(pda)、mpeg音频层3播放器、移动医疗装置、台式个人计算机(pc)、膝上型pc、上网本计算机、工作站、导航装置、车载导航装置、车载显示装置、电视、壁纸显示装置、标牌装置、游戏装置、笔记本计算机、监视器、相机、摄像机、家用电器等。
[0148]
根据实施方式的色域映射装置可按ic的形式实现。根据实施方式的色域映射装置的功能可按程序的形式实现并安装在ic中。根据实施方式的色域映射装置的功能可被实现为程序，包括在色域映射装置中的组件的功能可被实现为特定代码，用于实现特定功能的代码可被实现为一个程序或者可通过分成多个程序来实现。
[0149]
上面在本公开的各种示例中描述的特征、结构、效果等被包括在本公开的至少一个示例中，并且未必仅限于一个示例。此外，本公开的技术构想所属领域的技术人员可针对其它示例组合或修改本公开的至少一个示例中示出的特征、结构、效果等。因此，与这些组合和修改有关的内容应该被解释为被包括在本公开的技术精神或范围内。
[0150]
尽管上述本公开不限于上述实施方式和附图，但是对于本公开所属领域的技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可对其进行各种替代、修改和改变。因此，本公开的范围由所附权利要求限定，从权利要求的含义、范围和等同物推导的所有改变或修改应被解释为被包括在本公开的范围内。
[0151]
相关申请的交叉引用
[0152]
本技术要求2020年11月5日提交的韩国专利申请no.10-2020-0146559的权益，其通过引用并入本文，如同在本文中充分阐述一样。