專利名稱：一種色域映射實時處理方法及實時處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于顏色信號處理領(lǐng)域，具體來說，本發(fā)明涉及色域映射處理 方法及處理電路。
背景技術(shù)：
目前市場上的顯示設(shè)備類型繁多，為了在具有不同色域和顏色特性的顯 示設(shè)備之間實現(xiàn)色彩匹配，人們研究各種色域映射方法。在硬件處理上，色 域映射可以采用顏色映射查找表與三維插值相結(jié)合的方法來實現(xiàn)，該方法主要包括三個步驟打包，抽取和插值。其中，打包是指對原始顏色空間進行 三維網(wǎng)格離散采樣；采樣網(wǎng)格點對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)稱為代表性原始顏色數(shù)據(jù)， 與這些原始數(shù)據(jù)對應(yīng)的校正顏色數(shù)據(jù)(不同類型的顯示設(shè)備有不同的校正顏 色數(shù)據(jù))稱為代表性校正顏色數(shù)據(jù)，代表性原始顏色數(shù)據(jù)與代表性校正顏色 數(shù)據(jù)之間的映射表就是所述顏色映射查找表。由于顏色數(shù)據(jù)通常由三個分量(如RGB分量)組成，所以顏色映射查找表常常是三維查找表。附圖l中示 出了典型的均勻打包方法，即在顏色的三個分量方向上等間隔離散采樣。打 包后將整個原始色域空間劃分為多個由采樣點(格點)組成的立方體，為方 便下文中的描述和理解，將由相鄰格點組成的最小立方體稱為立方體單元(最小采樣立方體單元)。附圖3給出了顏色映射查找表的示例。抽取，是 指從插值點(即輸入的待校正的原始顏色數(shù)據(jù)在原始顏色空間中所處的位 置)周圍選擇若干采樣網(wǎng)格點，這些點圍成的封閉體能將該插值點包圍在其 內(nèi)部。抽取步驟中，所采用的內(nèi)插算法不同，抽取格點的數(shù)目和選擇方式也 不同。插值，即根據(jù)插值點與從抽取步驟得到的的采樣網(wǎng)格格點之間的幾何 關(guān)系和所采用的插值算法，在抽取步驟得到的采樣網(wǎng)才各格點代表的原始顏色 數(shù)據(jù)對應(yīng)的校正顏色數(shù)據(jù)之間進行內(nèi)插，計算出輸出顏色數(shù)據(jù)。相關(guān)的插值 算法包括金字塔插值、三線性插值(trilinear interpolation),四面體插 值等(tetrahedral interpolation)。在硬件上直接實現(xiàn)顏色映射查找表比 較困難，尤其是難以同時抽取出插值計算所需的若干網(wǎng)格點所對應(yīng)的校正顏
色數(shù)據(jù)。Dongil Han在文獻[J]. 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" 中介紹了將復(fù)雜的三維查找表轉(zhuǎn)換成八個一維查找表并與三線性插值算法 (trilinear interpolation)相結(jié)合的實現(xiàn)色域映射的硬件算法結(jié)構(gòu)。該方法的不足之處是三線性插值算法由于要對八個點進行迭代插值計算，運算 量較大，需要耗費大量硬件資源，因此也限制了允許的最高工作頻率一一在 xilinx公司的FPGA芯片SpartanIII xc3s400上的實驗表明，用Dongil Han 提出的八組一維查找表和三線性插值相結(jié)合實現(xiàn)的電路，其最高工作頻率接 近6GM赫茲。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，將顏色映射查找表與四面體插值 算法相結(jié)合，進而提供一種能夠節(jié)約硬件資源、提高最高工作頻率的色域映 射實時處理方法及處理電路。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的色域映射實時處理方法包括如下步驟1) 將代表性校正顏色數(shù)據(jù)分別存入四組查找表存儲器；2) 輸入待校正的原始顏色數(shù)據(jù)，根據(jù)該原始顏色數(shù)據(jù)在原始顏色空間中 抽取四個格點，并解碼得到所述四個格點(即四個代表性原始顏色數(shù)據(jù))的 存儲地址；3) 根據(jù)存儲地址分別找到所述四個格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；4) 根據(jù)所述四個格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)以及輸入的待校正的原始顏 色數(shù)據(jù)，以四面體插值算法進行插值運算，得出最終的校正顏色數(shù)據(jù)。上述技術(shù)方案中，所述步驟l)中，對原始顏色空間進行三維網(wǎng)格離散 采樣，然后將采樣得到的格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)以一定的排序方式分別 存入四組查找表存儲器中。上述技術(shù)方案中，所述步驟2)中，在原始色域空間抽取的所述四個格 點屬于同一立方體單元，所述原始顏色數(shù)據(jù)對應(yīng)的插值點位于所述四個格點 構(gòu)成的四面體內(nèi)部。上述技術(shù)方案中，所述步驟3)中，所述四組查找表存儲器分別根據(jù)步 驟2)得出的存儲地址將四個代表性校正顏色數(shù)據(jù)同步地輸出至內(nèi)插電路； 所述步驟4)中，所述內(nèi)插電路根據(jù)待校正的原始顏色數(shù)據(jù)以及接收到的四 個代表性校正顏色數(shù)據(jù)，以四面體插值算法進行插值運算，得出最終的校正 顏色數(shù)據(jù)。上述:f支術(shù)方案中，所述步驟2)中，所述地址解碼器在抽取出所述的四 個格點后，將該四個格點的位置信息(即四個代表性原始顏色數(shù)據(jù))輸出給 所述內(nèi)插電路，所述步驟4)中，所述內(nèi)插電路根據(jù)所述四個格點的位置信 息計算插值權(quán)重。上述技術(shù)方案中，所述步驟l)中，所述將采樣得到的格點的代表性校 正顏色數(shù)據(jù)分別存入四組查找表存儲器中的方法如下將第一類格點的代表 性校正顏色數(shù)據(jù)存入第一組存儲器中；將第二類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù) 存入第二組存儲器中；將第三類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)存入第三組存儲 器中；將第四類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)存入第四組存儲器中；所述第一、 二、三、四類格點的定義如下4壬取原始色域空間中的一個立方體單元，該 立方體單元中的一個格點定義為第一類格點，位于所述第一類格點體對角線 上的另一格點定義為第二類格點，與所述第一類格點相鄰的三個格點定義為 第三類格點，與所述第二類格點相鄰的三個格點定義為第四類格點，原始色 域空間中的所有格點均被唯一地定義為第一、第二、第三或第四類格點。這 樣的定義使得在抽取步驟中所得到的四個格點必然分別存儲于四組存儲器 中，即任何兩個抽取出的格點不會位于同一組存儲器中。上述技術(shù)方案中，所述步驟2)中，所述根據(jù)待校正原始顏色數(shù)據(jù)在原 始色域空間抽取屬于同一最小采樣立方體單元的四個格點的方法如下首先 找到包含該待校正原始顏色數(shù)據(jù)的最小采樣立方體單元；再以該立方體單元 上屬于第 一類格點的頂點和屬于第二類格點的頂點為兩個公共點，以不以上 述兩個頂點中的任一個為端點的任意一條棱的兩個端點為其余兩個頂點，將 該立方體單元剖分為六個相互4并接的四面體；然后求解該待校正原始顏色數(shù)據(jù)被包含于哪個所述剖分出的四面體，該四面體的四個頂點即所求的四個格 點
為實現(xiàn)本發(fā)明的另一發(fā)明目的，本發(fā)明提供的色域映射實時處理電路包括地址解碼器，查找表存儲器和內(nèi)插電路；所述查找表存儲器共有四組，每一組存儲器分別存儲原始色域空間中的 一類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；所述地址解碼器用于接收待校正的原始顏色數(shù)據(jù)，并根據(jù)原始顏色數(shù)據(jù) 在原始色域空間抽取屬于同一立方體單元的四個格點，所述原始顏色數(shù)據(jù)對 應(yīng)的插值點位于所述四個才各點構(gòu)成的四面體內(nèi)部；同時所述地址解碼器解碼 得出所述四個格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)在所述四組查找表存儲器中的存 儲地址；所迷內(nèi)插電路分別從四組查找表存儲器中得到所述四個格點的代表性 校正顏色數(shù)據(jù)，結(jié)合所述待校正的原始顏色數(shù)據(jù)，以四面體插值算法進行插 值運算，得出最終的校正顏色數(shù)據(jù)號。上述技術(shù)方案中，所述查找表存儲器還為所述內(nèi)插電路輸出所述四個格 點的位置信息，用于計算插值權(quán)重。上迷技術(shù)方案中，所迷的查找表存儲器中，第一組存儲器存儲第一類格 點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；第二組存儲器存儲第二類格點的代表性校正顏色 數(shù)據(jù)；第三組存儲器存儲第三類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；第四組存儲器 存儲第四類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；所述第一、二、三、四類格點的定義如下任取原始色域空間中的一個最小采樣立方體單元，該立方體單元中 的一個格點定義為第一類格點，位于所述第一類格點體對角線上的另一格點 定義為第二類格點，與所述第一類格點相鄰的三個格點定義為第三類格點， 與所述第二類格點相鄰的三個格點定義為第四類格點，原始色域空間中的所 有格點均被唯一地定義為第一、第二、第三或第四類格點。上述技術(shù)方案中，所述每一組查找表存儲器均包括三個存儲器，分別存 儲顏色lst據(jù)的三個顏色分量。上迷技術(shù)方案中，所述每一組查找表存儲器可以由單個存儲器構(gòu)成，該 存儲器的不同數(shù)據(jù)位上分別存儲顏色數(shù)據(jù)的三個顏色分量。上述技術(shù)方案中，所述色域映射實時處理電路還包括同步器，該同步器 為所述地址解碼器，查找表存儲器和內(nèi)插電路提供同步信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠達到如下技術(shù)效果 本發(fā)明所述的方法將復(fù)雜的三維查找表轉(zhuǎn)換成四組一維查找表，并提供了 地址解碼方法，使得根據(jù)輸入顏色數(shù)據(jù)同時抽取出四個代表性校正顏色數(shù)據(jù) 成為可能，進而為實時處理諸如四面體插值等需要抽取四個網(wǎng)格點的插值算 法提供了基礎(chǔ)。采用上述方案實現(xiàn)的色域映射電路，在絕大部分應(yīng)用中，可放在邏輯IC或ASIC芯片內(nèi)部實現(xiàn)，從而簡化單板設(shè)計，降低成本；若代表 性校正顏色數(shù)據(jù)量過大，不能放在邏輯IC或者ASIC芯片內(nèi)部，則可以在邏 輯IC或ASIC外部配置一片存儲器芯片作為查找表的數(shù)據(jù)存儲器；本發(fā)明還 提供一種按上述方案實現(xiàn)的色域映射實時處理電路，該電路結(jié)構(gòu)筒單，占用 硬件資源少，計算速度快。


圖l是均勻打包的示意圖；圖2是四面體插值的示意圖；圖3是顏色映射表的示意圖；圖4為本發(fā)明一個實施例的流程圖；圖5是本發(fā)明一個實施例將代表性校正顏色數(shù)據(jù)分別存入為四組查找表存儲器的示意圖；圖6是本發(fā)明一個實施例中第一類格點和第二類格點的示意圖；圖7是本發(fā)明一個實施例中定義第一類格點，第二類格點以及二者之間的位置關(guān)系示意圖；圖8是本發(fā)明一個實施例中定義第三類格點的示意圖；圖9是本發(fā)明一個實施例中定義第四類格點的示意圖；圖1 OA是本發(fā)明 一個實施例中偶數(shù)頁上各組格點分布的示意圖；圖10B是本發(fā)明一個實施例中奇數(shù)頁上各組格點分布的示意圖；圖11是本發(fā)明一個實施例的地址解碼方法的流程圖；圖12是本發(fā)明一個實施例中，在最小采樣立方體單元內(nèi)部建立坐標系的示意圖；圖13是本發(fā)明一個實施例中，對最小采樣立方體單元進行四面體剖分 的原理示意圖；圖14是本發(fā)明一個實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。
實施例1圖4是本發(fā)明方法實施流程圖，包括如下步驟1) 將代表性校正顏色數(shù)據(jù)分別存入四組查找表存儲器；2) 輸入待校正的原始顏色數(shù)據(jù)，根據(jù)該原始顏色數(shù)據(jù)在原始顏色空間中 抽取四個格點，并解碼得到所述四個格點(即四個代表性原始顏色數(shù)據(jù))的 存儲地址；3) 根據(jù)存儲地址分別找到所述四個格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；4) 根據(jù)所述四個格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)以及輸入的待校正的原始顏 色數(shù)據(jù)，以四面體插值算法進行插值運算，得出最終的校正顏色數(shù)據(jù)。上述四個步驟中，將代表性顏色數(shù)據(jù)分別存入四組查找表存儲器的步驟 是前提步驟，后面3個步驟是具體的顏色數(shù)據(jù)映射的實時處理步驟。本實施例中涉及的查找表存儲器可以在邏輯IC芯片如FPGA、 CPLD等， 或在專用集成電路ASIC內(nèi)部實現(xiàn)；在代表性校正顏色數(shù)據(jù)太大時，也可以 通過外設(shè)存儲器如EEPR0M來實現(xiàn)。所述步驟1 )中，所述代表性原始顏色數(shù)據(jù)是對原設(shè)備顏色空間進行三維 離散采樣的采樣數(shù)據(jù)集，通常通過打包步驟獲得。常用的打包方法是均勻打 包。圖l是對原始顏色空間進行均勻打包示意圖。其采樣網(wǎng)格格點對應(yīng)的原 始顏色數(shù)據(jù)(稱為代表性原始顏色數(shù)據(jù))，可以為下述數(shù)據(jù)的集合低有效 位LSB ( least significant bits )全為零、高有效位MSB ( most significant bits)任意取值的顏色數(shù)據(jù)集；因為上述數(shù)據(jù)集合不能包括原始顏色空間中 的邊界顏色數(shù)據(jù)，所以代表性原始數(shù)據(jù)還應(yīng)包括下一組顏色數(shù)據(jù)集，即其中 至少有一個顏色分量取得最大值、其余顏色分量的低有效位LSB全為零的顏 色數(shù)據(jù)集。如用24位二進制表示的RGB顏色信號，可以分別取高3位作為 MSB,低5位作為LSB,則任一顏色分量上將分別在0、 32、 64、 96、 128、 160、 192、 224、 255處被采樣，即每個采樣方向上將獲得9個采樣灰階，共 得到729個采樣網(wǎng)格點。所述代表性原始顏色數(shù)據(jù)，與對應(yīng)的校正顏色數(shù)據(jù) (稱為代表性校正顏色數(shù)據(jù))之間，即構(gòu)成顏色查找表，如附圖3所示。圖5所示是本實施例中將代表性校正顏色數(shù)據(jù)分別存入為四組查找表存 儲器的示意圖。本例中，所述將代表性校正顏色數(shù)據(jù)分別存入四組查找表存 儲器是指將這729個采樣點對應(yīng)的代表性校正顏色數(shù)據(jù)分別存入四組存儲 器。其中，每組存儲器可以設(shè)置為三個，每個存儲RGB顏色數(shù)據(jù)中的某一路
顏色數(shù)據(jù)；每組存儲器也可以設(shè)置為一個，方法是將每組RGB顏色數(shù)據(jù)合并 為一個，如分別用8位二進制表示的三路RGB顏色數(shù)據(jù)合并為用24位二進 制表示的一路顏色數(shù)據(jù)。圖6所示是在三維采樣網(wǎng)格中定位第一類格點11，這類格點所代表的原 始顏色數(shù)據(jù)對應(yīng)的代表性校正顏色數(shù)據(jù)將被存入第一組存儲器。圖6還表示 出了部分與第二類格點22,并在圖7中對上述兩類網(wǎng)格點間的位置關(guān)系進行 了進一步說明，即二者總是位于立方體單元的其中一條體對角線兩端。圖6 還表示出了第三類格點33和第四類格點44在同一立方體上單元的位置關(guān) 系，即它們分別相鄰于第一類網(wǎng)格點11和第二類網(wǎng)格點22 (可參考圖8和 圖9)。所述將代表性校正顏色數(shù)據(jù)分別存入四組查找表存儲器按下述方法進行 排序(1)所述三維采樣網(wǎng)格沿某一顏色分量方向分解為若干層，每層稱為一 頁，并用該頁上采樣格點在該顏色分量上的最高有效位標志該頁序號，當該 顏色分量取得最大值時，用其最高有效位加1的值標志該頁序號；每一頁再 按照其余兩個顏色分量分為行和列，并以這兩個顏色分量的最高有效位分別 標志行和列序號，當所考察顏色分量取得最大值時，用其最高有效位加l的 值標志該行或/和列序號；然后逐行逐列逐頁依次訪問所有采樣格點，當被 訪問到的格點屬于第一類格點11或者第二類格點22時，將該格點按照被訪 問到的先后順序排列為一維序列，直到所有該類格點均凈皮訪問并排列完畢，'(2)對所述;三類格i、 依據(jù)其:相鄰第一類格點ii的連線平:于哪個采樣方向被分為三小類；再按照上述排列第一類格點和第二類格點的方 法分別對所述三小類格點進行排序，然后將經(jīng)排序后的三小類格點連接為一 個一維序列，最后將該一維序列格點對應(yīng)的校正顏色數(shù)據(jù)按照同樣的排列順 序存入第三組存儲器3;(3)對所述第四類格點44,依據(jù)其與相鄰第二類格點22的連線平行于哪 個采樣方向被分為三小類；再按照上述排列第一類^f各點和第二類格點的方法 分別對所述三小類格點進行排序，然后將經(jīng)排序后的三小類格點連接為一個 一維序列，最后將該一維序列格點對應(yīng)的校正顏色數(shù)據(jù)按照同樣的排列順序 存入第四組存儲器。 這樣的分類是為了使得在抽取步驟中所得到的四個格點必然分別存儲于 四組存儲器中，即任何兩個抽取出的格點不會位于同一組存儲器中。本實施 例的分類方式并不是唯一 的。為方便理解，下面進一步描述本實施例中，將代表性校正顏色數(shù)據(jù)分別 存入四組查找表存儲器的具體實現(xiàn)方式。本實施例中，將所述三維采樣網(wǎng)格沿某一顏色分量方向(比如B分量方 向)分解為9層，每層稱為一頁，并用該頁上采樣格點在該顏色分量B上的 最高有效位MSB (本例中用3位二進制表示)標志該頁序號，如將第一頁標 志為0、第二頁標志為1、…..、第八頁標志為7，第九頁上采樣格點在該 顏色分量B上取J尋最大值，并且其高有效位與第八頁的相同，故此時用其最 高有效位加1的值即8標志該頁序號；每一頁再按照其余兩個顏色分量分為 行和列(比如令R分量上分為行，G分量上分為列)，并以這兩個顏色分量的最高有效位分別標志行和列序號，同樣，當所考察顏色分量取得最大值時， 用其最高有效位加1的值標志該行或/和列序號，附圖IOA和IOB分別解釋了其中偶數(shù)頁和奇數(shù)頁上采樣網(wǎng)格的行列標志方法，并在圖上標志了 一種網(wǎng) 格分類情況；然后逐行逐列逐頁依次訪問所有采樣格點，當被訪問到的格點 屬于第一類格點11或者第二類格點22時，將該格點按照被訪問到的先后順 序排列為一維序列，直到所有該類格點均被訪問并排列完畢，再將該類格點 對應(yīng)的校正顏色數(shù)據(jù)按照同樣的排列順序存入對應(yīng)的存儲器；對所述第三類 格點33,依據(jù)其與相鄰第一類格點11的連線平行于哪個采樣方向被分為三 小類，如附圖8所示，圖中第一類格點11與相鄰的第三類格點33之間的連 線共3組，分別平行于某采樣方向(顏色分量方向)；再按照上述排列第一 類格點和第二類格點的方法分別對所述三小類格點進行排序，然后將經(jīng)排序 后的三小類格點連接為一個一維序列，所述連接方法，比如先排第一小類格 點，緊接其后排列第二小類，接著第三小類，最后將該一維序列格點對應(yīng)的 校正顏色數(shù)據(jù)按照同樣的排列順序存入第三組存儲器3;對所述第四類格點 44,依據(jù)其與相鄰第二類格點22的連線平行于哪個采樣方向被分為三小類； 再按照上述排列第一類格點和第二類格點的方法分別對所述三小類格點進 行排序，然后將經(jīng)排序后的三小類格點連接為一個一維序列，最后將該一維 序列格點對應(yīng)的校正顏色數(shù)據(jù)按照同樣的排列順序存入第四組存儲器。所述步驟2 )中，地址解碼器根據(jù)輸入顏色數(shù)據(jù)計算出訪問四組查找表存 儲器的四個地址。所述地址解碼方法與上述代表性校正顏色數(shù)據(jù)存入存儲器 的方法有關(guān)。附圖11給出了本發(fā)明所述地址解碼算法流程圖。該圖中所述
前三步都是為了唯一確定輸入顏色數(shù)據(jù)領(lǐng)^^內(nèi)的四個采樣格點，從而獲得對 應(yīng)的四個校正顏色數(shù)據(jù)，完成所述抽取步驟。所述地址解碼器從同 一輸入顏色數(shù)據(jù)經(jīng)地址解碼后分別訪問四組存儲器 所得的四個校正顏色數(shù)據(jù)對應(yīng)的四個采樣格點屬于采樣網(wǎng)格中同 一個最小 立方體單元上的某四個頂點，且從第三組存儲器和第四組存儲器中所得兩個校正顏色數(shù)據(jù)對應(yīng)的兩個采樣格點屬于相鄰的位置關(guān)系，如此可將該立方體 單元剖分成六個相互拼接的四面體。該地址解碼器的解碼方法還進一步包括(1) 用輸入顏色數(shù)據(jù)的高有效位MSB尋址該輸入顏色數(shù)據(jù)在采樣網(wǎng) 格中所在的最小立方體單元，并以該最小立方體單元上屬于第 一類格點的頂點為原點，令屬于第二類格點的頂點位于第一象 限，建立該最小立方體單元內(nèi)部的坐標系；(2) 所述顏色數(shù)據(jù)有三個顏色分量，因此可以作為顏色矢量，故用 所述輸入顏色數(shù)據(jù)的顏色矢量減去包含該輸入顏色矢量的立方 體單元上屬于第一類格點的頂點的顏色矢量，再將所得向量差 求絕對值，即求得該顏色矢量在上述立方體單元內(nèi)部坐標系內(nèi) 的坐標，設(shè)用(r、 g、 b)表示；(3) 設(shè)三個方向的采樣間隔為M,AG，A5，則對所述四面體剖分方法 將立方體單元剖分為六個四面體，可根據(jù)上述坐標值(r、 g、 b) 之間的比較運算，確定輸入顏色數(shù)據(jù)被包含于何四面體，如『己為I;A5g,則所述輸入顏色數(shù)據(jù)屬于某一個四面體，M口 AG, g,且g〉一6A5則所述輸入顏色lt據(jù)屬于另 一個四面體，記為II;乂 AG a ML 右g〉——r，且r〉——d M記為III;右g〉——6,且6 2—r A5 M則所述輸入顏色數(shù)據(jù)屬于另 一個四面體，則所述輸入顏色數(shù)據(jù)屬于另 一個四面體，記為V;
若<formula>formula see original document page 14</formula>,且<formula>formula see original document page 14</formula>,則所述輸入顏色數(shù)據(jù)屬于另一個四面體， AG M記為VI;其余情況下，所述輸入顏色數(shù)據(jù)屬于另一個四面體，記為VII; (4) 上述定位四面體的方法可以確定抽取出的四個格點，再通過對 所述存儲器中的分組和排序的方法進行反演，可求得所述四個 格點經(jīng)分組和排序后的地址，從而計算抽取出的四個校正顏色 數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)存儲器中的存放地址，完成地址解碼；同時將上述 四個才各點對應(yīng)的四個原始顏色數(shù)據(jù)送至內(nèi)插電路單元，進行內(nèi) 插計算。需指出的是本實施例的排序方式、解碼方式并不是唯一的。只要能夠根 據(jù)輸入的原始顏色數(shù)據(jù)順利地計算出四個抽取出的格點的代表性校正顏色 數(shù)據(jù)的地址，任何排序方式、解碼方式都屬于本發(fā)明的范疇。在本實施例中，用輸入顏色數(shù)據(jù)的高有效位MSB尋址該輸入顏色數(shù)據(jù)在 采樣網(wǎng)格中所在的最小立方體單元，是指保留該輸入顏色數(shù)據(jù)的高有效位 MSB而令其低有效位全為零后所得的顏色數(shù)據(jù)0必定是包含該輸入顏色數(shù)據(jù) 的最小采樣立方體單元的八個頂點中最靠近原點的一個(即純黑色顏色所在 的點，有可能屬于所述四類格點中的任一類)，而所述所得顏色數(shù)據(jù)O的三 個顏色分量分別加上對應(yīng)的采樣間隔后得到的顏色數(shù)據(jù)P則代表顏色數(shù)據(jù)0 所在格點的體對角頂點，如此可唯一確定上述最小采樣立方體單元。對上述 釆樣格點數(shù)為729的實施例，如輸入顏色數(shù)據(jù)為(R、 G、 B) = (19， 72， 38),則該顏色的MSB組合數(shù)據(jù)為(0、 2、 1)，其體對角格點的MSB組合數(shù) 據(jù)為(0 + 1、 2 + 1、 1 + 1)即(1、 3、 2)，它們對應(yīng)的原始顏色數(shù)據(jù)為(0、 64、 32)和(32、 96、 64),其中(32、 96、 64)也可以通過(0、 64、 32) + ( 32, 32, 32 )來獲得(32是三個采樣方向上的采樣間隔)。如果輸入顏 色數(shù)據(jù)為(R、 G、 B) = ( 190, 253, 237 )，則該顏色的MSB組合數(shù)據(jù)為(5、 7、 7),其體對角格點的MSB組合數(shù)據(jù)為(6、 8、 8)，但本例中因MSB用三 位二進制表示，其最大值小于8，所以，其體對角格點的MSB組合數(shù)據(jù)應(yīng)為 (6、 7、 7),但所述體對角格點對應(yīng)的原始顏色數(shù)據(jù)應(yīng)為(192、 255、 255 )。附圖12解釋了所述在最小采樣立方體內(nèi)部構(gòu)造坐標系的方法。通過按所 述方法構(gòu)造坐標系，可以統(tǒng)一四面體剖分以及定位輸入顏色被包含于何四面 體的方法。根據(jù)所述在立方體單元內(nèi)部構(gòu)造坐標系的方法，首先應(yīng)定位第一 類格點的分布。附圖IOA和10B中的格點分類方法已假定所述行序號、列序 號和頁序號均為偶數(shù)的格點屬于第一類格點。如此，所述實施例的整個采樣 網(wǎng)格中屬于第一類格點的采樣點共有25 x 5 = 125個。電路設(shè)計中，只要格 點上三個MSB數(shù)據(jù)的末位全為零，則該格點屬于第一類格點。根據(jù)類似的方 法在電路上也很容易實現(xiàn)判斷考察格點屬于哪類格點。任一輸入顏色數(shù)據(jù)的 MSB的最末位組合共有八種組合，其中只有一種組合對應(yīng)第一類格點，即當 其組合為(0、 0、 0)時；當所述MSB最末位不全為0時，最末位不是0的 MSB數(shù)據(jù)加1,如此可在單位立方體內(nèi)始終找到屬于第一類格點的采樣點。 并以所述輸入顏色數(shù)據(jù)(向量)減去所述找到的屬于第一類格點的采樣點的 顏色向量，即求得所述坐標。如輸入顏色為(R、 G、 B) = ( 19, 72, 38 )， 則該顏色的MSB組合數(shù)據(jù)為(0、 2、 1),顯然包含輸入數(shù)據(jù)的立方體單元中 屬于第一類格點的MSB組合應(yīng)為(0， 2， 1) + (0, 0, 1) = (0, 2， 2)， 則其代表的顏色數(shù)據(jù)為(0 , 64 ， 64 ), 故所求坐標為6) = |(19,72,38)-(0,64,64)| = (19,8,26)。再按所述定位四面體的方法，有b〉r〉g, 故該輸入顏色點屬于所述第VII類四面體。可才艮據(jù)四面體剖分方法確定該四 面體四個頂點的位置，并根據(jù)上述對各類格點進行分組并排序的方法，求解 格點經(jīng)排序后的地址，即讀取四組存儲器中四個代表性校正顏色數(shù)據(jù)的地 址。另外，上述抽取出四面體四個頂點的位置信息對應(yīng)四個原始顏色數(shù)據(jù)， 解碼過程中求解出的這四個原始顏色數(shù)據(jù)被送至內(nèi)插運算單元，以進行插值 運算。由于涉及到時序處理，電路設(shè)計中應(yīng)采用同步設(shè)計，但上述四個原始 顏色數(shù)據(jù)和地址解碼器從四組存儲器中讀取出的四個校正顏色數(shù)據(jù)同步到 達內(nèi)插運算單元不是必要的，前者可以先前一個或若干時鐘周期到達，以節(jié) 約時間進行插值權(quán)重的計算。附圖13解釋了所述對最小采樣立方體進行四面體剖分的方法。按圖所示， 可解釋為找到立方體單元上分別屬于第一類格點或/和第二類格點的兩個 頂點，并以它們?yōu)閷⒈黄史殖龅乃兴拿骟w的兩個公共頂點，選擇12條棱 中不以上述兩頂點為端點的一條棱的兩端為將被剖分出的某個四面體的剩 余的兩個頂點，將該立方體剖分成六個相互拼^"的四面體。所述步驟4 )中，通過針對根據(jù)地址解碼器在四組查找表存儲器中查得的 四組代表性顏色校正數(shù)據(jù)進行內(nèi)插，獲得輸出顏色數(shù)據(jù)。從空間離散數(shù)據(jù)中 抽取四個點的內(nèi)插算法中，典型的如四面體插值算法。附圖2為四面體插值 示意圖。圖中，某原始空間中四個采樣格點A、 B、 C、 D被映射為目標空間 中的四個點(A,C',Z)'，包含于四面體ABCD中的插值點P被映射為四面體 J5'C力'中的點P'。設(shè)圖中各點代表的值(可以是標量，或者矢量)用^ (z、4AC,D,尸,/,5',C',D'，戶')表示，則四面體插值算法可以表示為式中，",々,^分別為四個點U，C',"'的插值權(quán)重，其計算方法是四個 小四面體BCDP、 ACDP、 ABDP、 ABCP與四面體ABCD的體積比。附圖14提供了實現(xiàn)本發(fā)明的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖，包括地址解碼器、查 找表存儲器和內(nèi)插電路(即內(nèi)插運算單元)，同時還包括一同步器，為所迷 地址解碼器、查找表存儲器和內(nèi)插電路提供同步信號。本發(fā)明提供的色域映射實時處理方法及處理電路，適用于各種顏色實時 校正系統(tǒng)，比如激光全色顯示的色域映射，手機顯示與LCD顯示的色域匹配 等，也適用于其它兩個三維數(shù)據(jù)空間的映射領(lǐng)域。采用上述方案實現(xiàn)的色域 映射電路，在絕大部分應(yīng)用中，可放在邏輯IC或ASIC芯片內(nèi)部實現(xiàn)，從而 簡化單板設(shè)計，降低成本；若代表性校正顏色數(shù)據(jù)量過大，不能放在邏輯IC 或者ASIC芯片內(nèi)部，則可以在邏輯IC或ASIC外部配置一片存儲器芯片作 為查找表的數(shù)據(jù)存儲器。為了提高處理速度，可以在具體設(shè)計中采用多級流 水，以滿足高速率實時數(shù)據(jù)處理的需要。在xilinx公司的FPGA芯片 Spartanin xc3s400上的實驗表明，采用本發(fā)明所述的方法構(gòu)造的電路，其 允許的最高工作頻率可達80H赫茲。本實施例中，雖然采用的是RGB顏色數(shù)據(jù)，但可以理解本發(fā)明也可以用 于其它的三維顏色數(shù)據(jù)的色域映射或其它的三維數(shù)據(jù)映射。還需指出的是，本發(fā)明的采樣并一定是均勻采樣，也可以是不均勻采樣， 當采用不均勻采樣時，最小采樣體積單元并不是立方體單元，而是普通的長 方體單元。最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。 盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理 解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案 的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1. 一種色域映射實時處理方法，包括如下步驟1) 將代表性校正顏色數(shù)據(jù)分別存入四組查找表存儲器；2) 輸入待校正的原始顏色數(shù)據(jù)，根據(jù)該原始顏色數(shù)據(jù)在原始顏色空間中 抽取四個格點，并解碼得到所述四個格點的存儲地址；3) 根據(jù)存儲地址分別找到所述四個格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；4) 根據(jù)所述四個格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)以及輸入的待校正的原始顏 色數(shù)據(jù)，以四面體插值算法進行插值運算，得出最終的校正顏色數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色域映射實時處理方法，所述步驟l)中， 對原始顏色空間進行三維網(wǎng)格離散采樣，然后將采樣得到的格點的代表性校 正顏色數(shù)據(jù)以一定的排序方式分別存入四組查找表存儲器中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色域映射實時處理方法，所述步驟2)中， 在原始色域空間抽取的所述四個格點屬于同一最小采樣立方體單元，所述原 始顏色凄t據(jù)對應(yīng)的插值點位于所述四個格點構(gòu)成的四面體內(nèi)部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的色域映射實時處理方法，所述步驟3)中，顏色數(shù)據(jù)同步地輸出至內(nèi)插電路；所述步驟4)中，所述內(nèi)插電路根據(jù)待校正 的原始顏色數(shù)據(jù)以及接收到的四個代表性校正顏色數(shù)據(jù)，以四面體插值算法 進行插值運算，得出最終的校正顏色數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的色域映射實時處理方法，所述步驟2)中， 所述地址解碼器在抽取出所述的四個格點后，將該四個格點的位置信息輸出 給所述內(nèi)插電路，所述步驟4)中，所述內(nèi)插電路4艮據(jù)所述四個格點的位置 信息計算插值權(quán)重。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色域映射實時處理方法，所述步驟l)中， 所述將采樣得到的格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)分別存入四組查找表存儲器 中的方法如下將第一類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)存入第一組存儲器中； 將第二類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)存入第二組存儲器中；將第三類格點的 代表性校正顏色數(shù)據(jù)存入第三組存儲器中；將第四類^f各點的代表性校正顏色 數(shù)據(jù)存入第四組存儲器中；所述第一、二、三、四類格點的定義如下任取 原始色域空間中的一個最小采樣立方體單元，該立方體單元中的一個格點定 義為第 一類格點，位于所述第 一類格點體對角線上的另 一格點定義為第二類 格點，與所述第一類格點相鄰的三個格點定義為第三類格點，與所述第二類 格點相鄰的三個格點定義為第四類格點，原始色域空間中的所有格點均被唯 一地定義為第一、第二、第三或第四類格點。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的色域映射實時處理方法，所述根據(jù)待校正原 始顏色數(shù)據(jù)在原始色域空間抽取屬于同一最小采樣立方體單元的四個格點 的方法如下首先找到包含該待4交正原始顏色數(shù)據(jù)的最小采樣立方體單元； 再以該立方體單元上屬于第一類格點的頂點和屬于第二類格點的頂點為兩 個公共點，以不以上述兩個頂點中的任一個為端點的任意一條棱的兩個端點 為其余兩個頂點，將該立方體單元剖分為六個相互4并4妄的四面體；然后求解 該待校正原始顏色數(shù)據(jù)被包含于哪個所述剖分出的四面體，該四面體的四個 頂點即所求的四個格點。
8. —種色域映射實時處理電路，包括地址解碼器，查找表存儲器和 內(nèi)才i電3各；所述查找表存儲器共有四組，每一組存儲器分別存儲原始色域空間中的 一類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)； 、所述地址解碼器用于接收待校正的原始顏色數(shù)據(jù)，并根據(jù)原始顏色數(shù)據(jù) 在原始色域空間抽取屬于同一最小采樣立方體單元的四個格點，所述原始顏 色數(shù)據(jù)對應(yīng)的插值點位于所述四個格點構(gòu)成的四面體內(nèi)部；同時所述地址解 碼器解碼得出所述四個格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)在所述四組查找表存儲器中的存儲地址；所述內(nèi)插電路分別從四組查找表存儲器中得到所述四個格點的代表性 校正顏色數(shù)據(jù)，結(jié)合所述待校正的原始顏色數(shù)據(jù)，以四面體插值算法進行插 值運算，得出最終的校正顏色數(shù)據(jù)號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的色域映射實時處理電路，所述查找表存儲器 還為所述內(nèi)插電賴4lr出所述四個才各點的位置信息，用于計算插值權(quán)重。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的色域映射實時處理電路，所述四組查找表 存儲器中，第一組存儲器存儲第一類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；第二組存 儲器存儲第二類格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；第三組存儲器存儲第三類格點 的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；第四組存儲器存儲第四類格點的代表性校正顏色數(shù) 據(jù)；所述第一、二、三、四類格點的定義如下任取原始色域空間中的一個 最小采樣立方體單元，該立方體單元中的一個格點定義為第一類格點，位于 所述第 一類格點體對角線上的另 一格點定義為第二類格點，與所述第 一類格 點相鄰的三個格點定義為第三類格點，與所述第二類格點相鄰的三個格點定 義為第四類格點，原始色域空間中的所有格點均被唯一地定義為第一、第二、 第三或第四類才各點。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的色域映射實時處理電路，所述每一組查找 表存儲器均包括三個存儲器，分別存儲顏色數(shù)據(jù)的三個顏色分量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的色域映射實時處理電路，所述每一組查找 表存儲器可以由單個存儲器構(gòu)成，該存儲器的不同數(shù)據(jù)位上分別存儲顏色數(shù) 據(jù)的三個顏色分量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的色域映射實時處理電路，該實時處理電路 還包括同步器，所述同步器為所述地址解碼器，查找表存儲器和內(nèi)插電路提 供同步信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種色域映射實時處理方法及實時處理電路，其中處理方法包括1)將代表性顏色數(shù)據(jù)分別存入四組查找表存儲器；2)輸入待校正的原始顏色數(shù)據(jù)，根據(jù)該原始顏色數(shù)據(jù)在原始顏色空間中抽取四個格點，并解碼得到所述四個格點的存儲地址；3)根據(jù)存儲地址分別找到所述四個格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)；4)根據(jù)所述四個格點的代表性校正顏色數(shù)據(jù)以及輸入的待校正的原始顏色數(shù)據(jù)，以四面體插值算法進行插值運算，得出最終的校正顏色數(shù)據(jù)。處理電路包括地址解碼器，四組查找表存儲器以及內(nèi)插電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將顏色映射查找表與四面體插值算法相結(jié)合，節(jié)約了硬件資源，同時提高了工作頻率，從而有效地提高了運算速度。
文檔編號G09G5/02GK101123080SQ200710121830
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者張明勇, 勇 畢, 斌 王, 王延偉, 賈中達 申請人:北京中視中科光電技術(shù)有限公司;中國科學(xué)院光電研究院