專利名稱：圖像信號(hào)處理方法和圖像信號(hào)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于輸出彩色圖像的圖像信號(hào)處理方法和圖像信號(hào)處理裝置。
背景技術(shù)：
近來，在處理彩色圖像的器件中降低成本和提高處理速度迅速地發(fā)展，并且與其同步地，多種處理彩色圖像的系統(tǒng)迅速地得到廣泛地使用，所述系統(tǒng)諸如通過網(wǎng)絡(luò)交換彩色圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)或用于借助于計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括彩色圖像數(shù)據(jù)的編輯操作的臺(tái)式印刷系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)諸如因特網(wǎng)。
處理彩色圖像的器件依賴于器件的種類而在可表達(dá)的色彩或灰度的輸入/輸出特性上不同，使得如果在不同種類的器件之間簡單地交換彩色圖像數(shù)據(jù)，則所再現(xiàn)的色彩從一個(gè)器件到另一個(gè)變得不同。例如，如果當(dāng)在監(jiān)控器上顯示的圖像作為在打印機(jī)上的硬拷貝被輸出時(shí)，可以在監(jiān)控器上表示的色域與可以在打印機(jī)上表示的色域不同，則這可能發(fā)生在監(jiān)控器上表示的圖像的色彩與由打印機(jī)作為硬拷貝輸出的圖像的色彩不同。
由于大量種類的處理彩色圖像的系統(tǒng)已經(jīng)投入實(shí)際使用，因此，所謂的與器件無關(guān)的色彩的思想已經(jīng)變得重要，在這種思想中，可以在系統(tǒng)上的不同種類的器件之間再現(xiàn)相同色彩的彩色圖像。實(shí)現(xiàn)與器件無關(guān)的色彩的系統(tǒng)一般被稱為色彩管理系統(tǒng)，其代表性的示例是MacOS的Colorsync或Windows的ICM。
在所述色彩管理系統(tǒng)中，通過匹配輸入/輸出器件的色彩信號(hào)的物理色度值來實(shí)現(xiàn)與器件無關(guān)的色彩。具體上，根據(jù)器件簡檔，來自諸如攝像機(jī)61、掃描器62和監(jiān)控器63的輸入器件的輸入圖像的色彩信號(hào)被轉(zhuǎn)換為在與器件無關(guān)的色彩空間(例如，CIE/XYZ、CIE/L*a*b*)中的色彩信號(hào)，如圖1所示，其中所述器件簡檔的色域轉(zhuǎn)換方程或色域轉(zhuǎn)換表已經(jīng)對(duì)于逐個(gè)器件被定義。當(dāng)從諸如監(jiān)控器63或打印機(jī)64的輸出器件輸出色彩信號(hào)時(shí)，這些色彩信號(hào)根據(jù)器件簡檔被轉(zhuǎn)換為在與所述器件相關(guān)聯(lián)的色彩空間中的彩色圖像信號(hào)，所述器件簡檔具有對(duì)于逐個(gè)器件定義的色域改變方程或色域轉(zhuǎn)換表。
因此，如果對(duì)于色彩管理系統(tǒng)，色彩信號(hào)被從輸入系統(tǒng)的輸入圖像色彩信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出系統(tǒng)的輸出彩色圖像信號(hào)，則根據(jù)器件簡檔，輸入的圖像色彩信號(hào)被一次轉(zhuǎn)換為在與器件無關(guān)的色彩空間中的色彩信號(hào)，以用于實(shí)現(xiàn)與器件無關(guān)的色彩，如圖2所示。同時(shí)，所述器件簡檔是這樣的文件，其中已經(jīng)定義了色域改變方程或色域轉(zhuǎn)換表。換句話說，所述器件簡檔是這樣的器件，其中存儲(chǔ)了根據(jù)所述器件的色彩信號(hào)值(例如RGB或CMYK)和由例如色度計(jì)(例如XYZ或L*a:b*)測量的色值之間的關(guān)系而計(jì)算的一組參數(shù)。
如果在一個(gè)器件的色彩信號(hào)值和通過這些色彩信號(hào)值獲得的圖像的色值之間的關(guān)系是非線性的，就像在打印機(jī)中那樣，則常規(guī)的做法是使用查找表(LUT)作為器件簡檔。
通過控制著色劑青色(c)、品紅(m)和黃色(y)以及黑色(k)的沉積數(shù)量來實(shí)現(xiàn)在彩色打印機(jī)中的彩色打印。但是，在用于每個(gè)指定的打印機(jī)類型的控制接口中，尤其是通過一般使用的機(jī)器類型或應(yīng)用而接收的用于打印的色彩信號(hào)大多不是cmy(k)，而是RGB信號(hào)。因?yàn)橹T如數(shù)字照相機(jī)的圖像輸入設(shè)備、諸如顯示監(jiān)控器的輸出設(shè)備或應(yīng)用軟件通常處理以RGB表示的色彩，因此使用RGB命令來用于打印也自然方便。應(yīng)當(dāng)注意，所述控制接口指的是工作在與打印機(jī)分離的、諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)的計(jì)算器件上的所謂的打印機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件、工作在被安裝在打印機(jī)的主體單元內(nèi)的計(jì)算器件上的固件或在打印機(jī)的主體單元內(nèi)的電子電路，并且表示用于將輸入的用于打印的色彩信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于指定的打印機(jī)的控制信號(hào)的處理器。RGB固有地是器件信號(hào)，諸如監(jiān)控器或攝像機(jī)的信號(hào)。近來，隨著在sRGB色彩空間中的標(biāo)準(zhǔn)編碼[IEC61966-2.1]得到廣泛地使用，接收這些數(shù)據(jù)的不同類型的打印機(jī)的控制接口現(xiàn)在能夠進(jìn)行大體相同的翻譯。但是，可以以打印機(jī)再現(xiàn)的色域在局部比以sRGB色彩空間的編碼限定的色域要寬，因此如果打印機(jī)接收以sRGB編碼的信號(hào)，則不能充分利用打印機(jī)的色彩再現(xiàn)能力。
另一方面，在日本廣泛使用的DCF版本1.0[JEIDA-49-2-1998]中，示出了用于以與sRGB色彩空間唯一地相關(guān)聯(lián)的YCC(亮度色度分離色彩空間)來編碼圖像數(shù)據(jù)的指南。如果在未限定到sRGB的色域的YCC中照相機(jī)也記錄了在sRGB色域之外的數(shù)據(jù)，并且如果在進(jìn)行所記錄的YCC的色彩轉(zhuǎn)換以用于打印機(jī)輸出中色彩數(shù)據(jù)在sRGB色彩空間中被一次編碼，則不能充分地利用通過照相機(jī)記錄的數(shù)據(jù)。因此，在具有用于從照相機(jī)或記錄介質(zhì)直接讀取由例如數(shù)字照相機(jī)拍攝的圖像數(shù)據(jù)的接口的打印機(jī)中，試圖根據(jù)唯一的翻譯來對(duì)以YCC記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行色彩轉(zhuǎn)換，所述唯一的翻譯例如通過在打印機(jī)內(nèi)的處理中允許在sRGB色彩空間中負(fù)值而擴(kuò)展色域。但是，當(dāng)照相機(jī)的拍攝圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由例如應(yīng)用軟件被發(fā)送到在個(gè)人計(jì)算機(jī)中的打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器上時(shí)，應(yīng)用軟件和打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器必須對(duì)于色域的擴(kuò)展進(jìn)行共同的翻譯。因此，使用標(biāo)準(zhǔn)色彩空間是有效的，所述標(biāo)準(zhǔn)色彩空間擴(kuò)展sRGB色彩空間的色域以便使能該編碼，例如sYCC，所述標(biāo)準(zhǔn)色彩空間例如IEC61966-2.1 AnnexG，對(duì)于它的標(biāo)準(zhǔn)化當(dāng)前正在IEC中進(jìn)行，就像在(用于數(shù)字照相機(jī)的)Exit2.2標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式標(biāo)準(zhǔn)版本2.2中一樣。
但是，如果可以編碼的色域被擴(kuò)展以加上在色域之外的信息，則在色域內(nèi)的信息量相對(duì)減少。如果使用同一數(shù)據(jù)量來通過sRGB和sYCC編碼三個(gè)信道的信號(hào)，則在接近在自然圖像中以較大數(shù)量包含的非彩色的、感覺相同的色彩空間的部分中，sYCC的視覺信息的密度較低。為了示出這個(gè)示例，圖3描繪了在CIELAB色彩空間的色度圖上以用于sRGB/sYCC兩者的信息量編碼的值的L*＝50±5的色域。這導(dǎo)致了灰色平衡的破壞、偽輪廓和灰度的毀壞，因此使得圖像質(zhì)量變差。注意，當(dāng)根據(jù)sRGB/sYCC均勻地抽取以8[比特/信道]編碼的值時(shí)，形成4[比特/信道]的信息。
同時(shí)，在色彩管理系統(tǒng)中，用于匹配在不同器件中的色度值的器件簡檔以在器件信號(hào)值(例如RGB或cymk)和色值(例如XYZ或L*a*b*)之間的關(guān)系說明器件色彩再現(xiàn)特性。在諸如打印機(jī)的器件的情況下，這個(gè)關(guān)系通常以查找表的形式來表達(dá)。
另一方面，如果打印機(jī)控制接口將輸入信號(hào)(例如RGB或cymk)的用于打印的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為在例如工作在例如個(gè)人計(jì)算機(jī)上的打印機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件中的打印機(jī)控制信號(hào)(例如cymk)，則考慮到目標(biāo)打印機(jī)的色彩再現(xiàn)能力而從開始準(zhǔn)備的適當(dāng)?shù)腖UT被引用以執(zhí)行色彩空間轉(zhuǎn)換計(jì)算。因?yàn)長UT影響色彩的再現(xiàn)能力，因此最好使用具有大量格點(diǎn)并且因此具有較高密度的LUT，以便獲得高精度的色彩再現(xiàn)結(jié)果。如果考慮到記錄介質(zhì)的存儲(chǔ)容量，則需要以有限數(shù)量的格點(diǎn)來準(zhǔn)備LUT。在用于準(zhǔn)備LUT的上述方法中，即使在諸如a*或b*的色度方向上進(jìn)入器件色域的LUT的格點(diǎn)的數(shù)量小，也要通過等分來計(jì)算格網(wǎng)位置，因此將器件信號(hào)和在色域中的色彩信號(hào)相關(guān)聯(lián)的信息的數(shù)量小，結(jié)果導(dǎo)致色彩再現(xiàn)能力不太好。
為了克服這種不足，本受讓人在日本專利申請(qǐng)2000-340456的說明書和附圖中已經(jīng)提出了一種色彩校正處理方法，其中LUT的網(wǎng)格不是均勻的間隔，并且使用通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)腟函數(shù)而獲得的非線性位置來降低在灰色區(qū)域附近的網(wǎng)格密度。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種圖像信號(hào)處理方法和圖像信號(hào)處理裝置，其中用于增進(jìn)效率的這個(gè)技術(shù)不是被應(yīng)用為了該打印數(shù)據(jù)而由轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)所引用的LUT，而是被應(yīng)用到打印數(shù)據(jù)本身以使得有可能在寬色域中局部控制編碼密度，以便改善色彩再現(xiàn)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，輸出到打印機(jī)和在YCC色彩空間(亮度色度分離色彩空間)中發(fā)送的色彩信號(hào)被轉(zhuǎn)換為非線性形式，并且被編碼以使得有可能在寬色域中局部控制編碼密度，以便改善色彩再現(xiàn)質(zhì)量。
即，按照本發(fā)明，當(dāng)被編碼的色彩信號(hào)被從信號(hào)形成單元接收，并且被發(fā)送到信號(hào)翻譯單元時(shí)，在被轉(zhuǎn)換為非線性形式的YCC色彩空間中執(zhí)行編碼，其中所述被配置信號(hào)形成單元來編碼用于打印的色彩信號(hào)，所述信號(hào)翻譯單元被配置來將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于打印機(jī)的打印控制命令。
在一種圖像信號(hào)處理方法中，按照本發(fā)明，當(dāng)亮度色度分離空間YCbCr的輸入圖像數(shù)據(jù)被編碼為用于打印的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，通過非線性函數(shù)f(c)非線性轉(zhuǎn)換處理色度Cb、Cr，以便產(chǎn)生用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’。
在一種圖像信號(hào)處理方法中，按照本發(fā)明，通過非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)來非線性轉(zhuǎn)換處理打印圖像數(shù)據(jù)YCb′Cr′，所述圖像數(shù)據(jù)YCb′Cr′是通過亮度色度分離空間YCbCr的圖像數(shù)據(jù)的色度Cb、Cr的非線性函數(shù)f(c)的非線性轉(zhuǎn)換處理而被獲得的，所述非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)的非線性處理用于應(yīng)用色彩空間轉(zhuǎn)換處理，以匹配輸出器件的色彩空間，以便將用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’轉(zhuǎn)換為用于打印輸出的圖像數(shù)據(jù)。
在一種圖像信號(hào)處理方法中，其中當(dāng)亮度色度分離空間YCbCr的輸入圖像數(shù)據(jù)被編碼為用于打印的輸入圖像數(shù)據(jù)時(shí)，通過非線性函數(shù)f(c)非線性轉(zhuǎn)換處理色度Cb、Cr，以產(chǎn)生用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’。這些用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’被非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)非線性轉(zhuǎn)換處理，以執(zhí)行與輸出器件的色彩空間匹配的色彩空間轉(zhuǎn)換，于是將用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’轉(zhuǎn)換為用于打印輸出的圖像數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的一種圖像信號(hào)處理裝置包括非線性轉(zhuǎn)換處理部件，用于在將在亮度色度分離空間YCbCr中的輸入圖像數(shù)據(jù)編碼為用于打印的圖像數(shù)據(jù)的過程中，通過非線性函數(shù)f(c)來對(duì)色度Cb、Cr進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換處理，其中輸入的圖像數(shù)據(jù)YCbCr被非線性轉(zhuǎn)換處理部件轉(zhuǎn)換為用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’。
按照本發(fā)明的一種圖像從處理裝置包括非線性轉(zhuǎn)換處理部件，用于通過非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)向用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’應(yīng)用非線性轉(zhuǎn)換，所述用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’是通過經(jīng)由非線性函數(shù)f(c)對(duì)亮度色度分離空間YCbCr的圖像數(shù)據(jù)的色度Cb、Cr進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換而被獲得的；以及色彩空間轉(zhuǎn)換處理部件，用于應(yīng)用色彩空間轉(zhuǎn)換處理以匹配輸出器件的色彩空間，據(jù)此用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’被轉(zhuǎn)換為用于打印輸出的圖像數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的圖像信號(hào)處理裝置包括用于產(chǎn)生用以打印的圖像數(shù)據(jù)的部件，該用于產(chǎn)生用于打印的圖像數(shù)據(jù)的部件在將在亮度色度分離空間YCbCr中的輸入圖像數(shù)據(jù)編碼為用于打印的圖像數(shù)據(jù)的過程中，通過非線性函數(shù)f(c)來對(duì)色度Cb、Cr進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換處理以產(chǎn)生用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’；以及轉(zhuǎn)換處理部件，用于通過非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)向由用于產(chǎn)生用以打印的圖像數(shù)據(jù)的部件所產(chǎn)生的、用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’應(yīng)用非線性轉(zhuǎn)換，并且該轉(zhuǎn)換處理部件用于向用于打印的圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用與輸出器件的色彩空間匹配的色彩空間轉(zhuǎn)換處理，以將用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’轉(zhuǎn)換為用于輸出打印的圖像數(shù)據(jù)。
通過下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的其他目的和具體優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。


圖1示出了色彩管理系統(tǒng)的概念。
圖2示出了用于實(shí)現(xiàn)與器件無關(guān)的色彩的處理的流程。
圖3示出了色彩壓縮的技術(shù)。
圖4是示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的圖像信號(hào)處理裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖5示意性地示出了在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的圖像處理裝置中的圖像形成單元和cmyk轉(zhuǎn)換器中執(zhí)行的處理的內(nèi)容。
圖6示出了在非線性處理中使用的非線性函數(shù)，它被應(yīng)用來在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的圖像信號(hào)處理裝置中提高在非彩色附近相對(duì)于色度Cb和Cr的灰度分辨率。
圖7示出了當(dāng)在應(yīng)用如圖3所示的非線性函數(shù)f(c)的情況下改變密度時(shí)、在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的圖像信號(hào)處理裝置中編碼色度Cb和Cr的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明被應(yīng)用到例如圖4所示的圖像處理裝置100。這個(gè)圖像處理裝置100包括圖像處理應(yīng)用程序11和打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12，它們都工作在個(gè)人計(jì)算機(jī)10上。
圖像處理應(yīng)用程序11包括YCC圖像數(shù)據(jù)讀出單元1和YCC圖像形成單元2。YCC圖像數(shù)據(jù)讀出單元1通過USB接口21從數(shù)字照相機(jī)30或存儲(chǔ)卡40讀取符合(例如)DCF版本1.0[JEIDA-49-2-1998]的圖像數(shù)據(jù)文件，并且按YCbCr 4:2:2或YCbCr 4:2:0內(nèi)插采樣像素，用于從一個(gè)像素到下一個(gè)像素獲得YCbCr的色彩數(shù)據(jù)(8比特/信道)。另一方面，YCC圖像形成單元2將通過這個(gè)YCC圖像數(shù)據(jù)讀出單元1獲得的YCbCr(8比特/信道)的色彩數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用于打印的YCC(8比特/信道)，以便向打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12傳送該信息。
YCC色彩空間在此符合sYCC(諸如當(dāng)前在IEC中正在被標(biāo)準(zhǔn)化的IEC61966-2.1 Annex G)。
打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12包括cmyk轉(zhuǎn)換器3、半色調(diào)單元4和控制命令翻譯單元5。cmyk轉(zhuǎn)換器3接收由YCC圖像形成單元2準(zhǔn)備的用于打印的YCC信息，以便將所接收的信息轉(zhuǎn)換為cmyk(8比特/信道)圖像數(shù)據(jù)，而半色調(diào)單元4向通過cmyk轉(zhuǎn)換器3的轉(zhuǎn)換獲得的cmyk圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用半色調(diào)處理(轉(zhuǎn)換為每個(gè)像素每個(gè)CMYK兩個(gè)比特的處理)。控制命令翻譯單元5向由半色調(diào)單元4處理的cmyk圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用控制命令翻譯處理以產(chǎn)生用于命令圖像數(shù)據(jù)打印的打印機(jī)控制命令。控制命令翻譯單元5經(jīng)由USB接口22向打印機(jī)50發(fā)送所產(chǎn)生的打印機(jī)控制命令。
打印機(jī)50按照所述打印機(jī)控制命令來執(zhí)行打印。
在當(dāng)前圖像處理裝置100中，YCC圖像形成單元2和cmyk轉(zhuǎn)換器3執(zhí)行圖5所示的處理。
即，在圖像數(shù)據(jù)處理期間，YCC圖像形成單元2將所接收的圖像數(shù)據(jù)的YCbCr(8比特/信道)信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于打印的YCC信號(hào)。雖然此時(shí)Y保持不變，但是色度Cb、Cr通過非線性函數(shù)f(c)被轉(zhuǎn)換，如圖6所示，用于提高在非彩色附近的灰度分辨率，并且所產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)YCb′Cr′的每個(gè)以8比特被編碼，然后被發(fā)送到cmyk轉(zhuǎn)換器3。
所使用的非線性函數(shù)f(c)可以是在下面方程(1)中所示的非線性函數(shù)f(x)0≤x＜128f(x)=-128×log(1+k×(128-x))log(1+k×128)+128]]>128≤x＜255f(x)=127×log(1+k×(x-128))log(1+k×127)+128]]>(1)其中k是系數(shù)log是自然對(duì)數(shù)。
非線性函數(shù)f(x)可以通過下面的一般公式(2)來表達(dá)0≤x＜2n-1f(x)=-2n-1×log(1+k×(2n-1-x))log(1+k×2n-1)+2n-1]]>2n-1≤x＜2n-1f(x)=2n-1-2n-1×log(1+k×(x-2n-1))log(1+k×(2n-1-2n-1))+2n-1]]>(2)其中n是用于編碼x的比特的數(shù)量。
在開始圖像數(shù)據(jù)處理之前執(zhí)行的初始化處理期間，YCC圖像形成單元2將上述方程確定為非線性函數(shù)f(c)，并且通過其反函數(shù)f’(c)形成數(shù)值表，并且向cmyk轉(zhuǎn)換器3發(fā)送所述數(shù)值表。所述表列表以8比特顯示0-256的256級(jí)的轉(zhuǎn)換結(jié)果。
在初始化處理期間，cmyk轉(zhuǎn)換器3形成三維LUT(查找表)，其中布置了從YCC圖像形成單元2接收的、與用于打印的YCC信號(hào)對(duì)應(yīng)的打印機(jī)50的cmyk信號(hào)。cmyk轉(zhuǎn)換器3參照從YCC圖像形成單元2接收的表格以便將通過對(duì)YCC軸(0-255)的每個(gè)進(jìn)行(N-1)等分而獲得的N×N×N個(gè)格點(diǎn)上的Cb和Cr分別轉(zhuǎn)換為Cb`和Cr`。在預(yù)先記錄的三維LUT中，與sYCC對(duì)應(yīng)的打印機(jī)50的cmyk信號(hào)(8比特/信道)被布置在N×N×N個(gè)格點(diǎn)中。在三維LUT的同一Y平面上的格點(diǎn)被作為二維LUT參照，以便通過內(nèi)插計(jì)算來計(jì)算與Y、Cb`和Cr`對(duì)應(yīng)的c、m、y和k的值，并且記錄所計(jì)算的值。在圖像數(shù)據(jù)的處理期間，從YCC圖像形成單元2接收的用于打印的YCC信通過諸如線性內(nèi)插的內(nèi)插計(jì)算逐個(gè)像素地被轉(zhuǎn)換為打印機(jī)50的cmyk信號(hào)(8比特/信道)，同時(shí)參照在初始化時(shí)準(zhǔn)備的三維LUT。
圖像處理應(yīng)用程序11和打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12不在個(gè)人計(jì)算機(jī)10上而在其他設(shè)備中或打印機(jī)50中的計(jì)算單元或電子電路中執(zhí)行類似的操作是足夠的。
在其中打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12不一定與YCC輸入符合的配置中，期望區(qū)別打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12是否與圖像處理應(yīng)用程序11中的YCC輸入符合，并且當(dāng)打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器只與RGB符合時(shí)省略上述處理，在這種情況下，YVV被轉(zhuǎn)換為RGB并且被輸出。如果打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12與YCC輸入符合但是不一定與上述的非線性碼符合，則查看打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12是否與圖像處理應(yīng)用程序11中的非線性碼符合，并且如果查看結(jié)果是否定的，則期望省略對(duì)應(yīng)于非線性轉(zhuǎn)換的上述處理部分。
對(duì)于在圖像形成單元2中的非線性轉(zhuǎn)換，可以使用提前準(zhǔn)備的表格而不是所述方程。
從圖像處理應(yīng)用程序11向打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12發(fā)送的非線性函數(shù)f(c)的參數(shù)不必是上述數(shù)值表，并且如果確定所述非線性特性通過YCC圖像形成單元2和cmyk轉(zhuǎn)換器3由共同的預(yù)定數(shù)值方程表達(dá)，則可以使用所述數(shù)值方程的參數(shù)。如果對(duì)于YCC圖像形成單元2和cmyk轉(zhuǎn)換器3預(yù)先假定了多個(gè)共同的固定非線性函數(shù)f(c)，則可以使用表示所述選擇的指數(shù)。如果cmyk轉(zhuǎn)換器3具有指定的內(nèi)在非線性函數(shù)，則可以由圖像形成單元2通過從cmyk轉(zhuǎn)換器3裝入來獲取表示非線性特性的數(shù)值表、數(shù)字參數(shù)或指數(shù)。如果預(yù)先假定了對(duì)于YCC圖像形成單元2和cmyk轉(zhuǎn)換器3共同的固定唯一非線性函數(shù)f(c)，則不必發(fā)送所述參數(shù)。
對(duì)于從圖像處理應(yīng)用程序11向打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送的非線性函數(shù)f(c)的信息，如果YCC圖像形成單元2產(chǎn)生和發(fā)送要應(yīng)用到圖像數(shù)據(jù)的非線性函數(shù)f(c)的參數(shù)，并且cmyk轉(zhuǎn)換器3計(jì)算對(duì)應(yīng)于反函數(shù)f’(c)的轉(zhuǎn)換則是足夠的，而不需要YCC圖像形成單元2產(chǎn)生和發(fā)送由YCC圖像形成單元2應(yīng)用到圖像數(shù)據(jù)的非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)的參數(shù)。
由圖像處理應(yīng)用程序11向打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12發(fā)送的非線性函數(shù)f(c)的參數(shù)不必是如上所述由YCC圖像形成單元2唯一地從非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)確定的，而可以被調(diào)整來有意地作用于打印結(jié)果。
同樣可能的是，獨(dú)立地發(fā)送參數(shù)和應(yīng)用所發(fā)送的參數(shù)而不應(yīng)用對(duì)Cb和Cr共同的非線性特性。
在色度軸上非線性的函數(shù)f(c)不必與作為邊界的非彩色點(diǎn)(Cb＝Cr＝128)垂直對(duì)稱，如圖3所示，而是可以是不連續(xù)的，如圖6中的點(diǎn)劃線所示。
非線性編碼可以被應(yīng)用到不僅Cb、Cr而且可以應(yīng)用到Y(jié)。
cmyk轉(zhuǎn)換器3不必在初始化時(shí)根據(jù)非線性YCC格點(diǎn)來形成LUT，而可以在處理圖像數(shù)據(jù)時(shí)使用sYCC的偶數(shù)格點(diǎn)的預(yù)先記錄的LUT作為基準(zhǔn)，對(duì)所接收的圖像數(shù)據(jù)的YCC的非線性特征進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換，并且通過內(nèi)插計(jì)算來轉(zhuǎn)換所述結(jié)果。
由圖像處理應(yīng)用程序11向打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器12發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)不必是通過YCC編碼的三個(gè)像素信道的值，而也可以是可以引用YCC色彩空間的指數(shù)值。
存在這樣的情況其中在圖像處理應(yīng)用程序11的YCC圖像形成單元2的預(yù)先級(jí)中執(zhí)行用于調(diào)整在YCC色彩空間中的色彩或亮度的處理。YCC圖像數(shù)據(jù)讀出單元1可以從未示出的設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)讀取圖像數(shù)據(jù)，或者YCC圖像數(shù)據(jù)讀出單元1可以被省略，其中這種情況下，在圖像處理應(yīng)用程序11中產(chǎn)生YCC圖像。
以這種方式，可以通過將YCC圖像數(shù)據(jù)的色度分量轉(zhuǎn)換為非線性分量和以適當(dāng)改變的編碼密度發(fā)送所述分量來在色彩空間中局部改善色彩再現(xiàn)能力。圖7描繪了以與圖3相同的方式在作為均勻的色差空間的CIELAB色彩空間的色度圖上以YCC4[比特/信道]的信息量編碼的值的L*＝50±5的范圍。具體上，圖7示出了通過將非線性函數(shù)f(c)應(yīng)用到Cb和Cr的每一個(gè)以改變密度而獲得的編碼結(jié)果?？梢钥闯?，在非彩色點(diǎn)附近的密度變高。通過特別提高非彩色點(diǎn)或皮膚色彩附近的密度，有可能改善自然圖像的色彩再現(xiàn)能力。
產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用性按照本發(fā)明，如上所述，可以通過轉(zhuǎn)換YCC圖像數(shù)據(jù)的色度分量和發(fā)送所述分量以用于適當(dāng)改變編碼密度來局部改善在色彩空間中的色彩再現(xiàn)能力。
權(quán)利要求
1.一種圖像信號(hào)處理方法，其中，當(dāng)亮度色度分離空間YCbCr的輸入圖像數(shù)據(jù)被編碼為用于打印的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，色度Cb、Cr被非線性函數(shù)f(c)非線性轉(zhuǎn)換處理，以便產(chǎn)生用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’。
2.按照權(quán)利要求1的圖像信號(hào)處理方法，其中在對(duì)于視覺重要或期望被再現(xiàn)到高分辨率的部分中通過所述非線性處理來提高灰度分辨率。
3.一種圖像信號(hào)處理方法，包括向用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’應(yīng)用非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)的非線性轉(zhuǎn)換，所述用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’是通過對(duì)亮度色度分離空間YCbCr的圖像信號(hào)的色度Cb、Cr應(yīng)用所述非線性函數(shù)f(c)的非線性轉(zhuǎn)換而獲得的；應(yīng)用色彩空間轉(zhuǎn)換處理以匹配輸出器件的色彩空間；將所述用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’轉(zhuǎn)換為用于打印輸出的圖像數(shù)據(jù)。
4.按照權(quán)利要求3的圖像信號(hào)處理方法，其中通過使用方程的處理來執(zhí)行非線性轉(zhuǎn)換處理和色彩空間轉(zhuǎn)換處理中的至少一個(gè)，以便將用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’轉(zhuǎn)換為用于打印輸出的圖像數(shù)據(jù)。
5.按照權(quán)利要求3的圖像信號(hào)處理方法，其中通過引用預(yù)先編制的查找表來執(zhí)行非線性轉(zhuǎn)換處理和色彩空間轉(zhuǎn)換處理中的至少一個(gè)，以便將用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’轉(zhuǎn)換為用于打印輸出的圖像數(shù)據(jù)。
6.按照權(quán)利要求3的圖像信號(hào)處理方法，其中查找表通過下列方式形成使用所述非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)向由所述非線性函數(shù)f(c)的非線性轉(zhuǎn)換來處理的用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’的色彩空間中的均勻網(wǎng)格應(yīng)用非線性轉(zhuǎn)換處理，并且計(jì)算與通過所述反函數(shù)f’(c)的所述非線性處理而獲得的非均勻網(wǎng)格中的輸出器件的色彩空間相匹配的輸出值；并且其中所述查找表被引用來將所述用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’轉(zhuǎn)換為用于打印輸出的圖像數(shù)據(jù)。
7.一種圖像信號(hào)處理方法，其中當(dāng)亮度色度分離空間YCbCr的輸入圖像數(shù)據(jù)被編碼為用于打印的輸入圖像數(shù)據(jù)時(shí)，色度Cb、Cr被非線性函數(shù)f(c)非線性轉(zhuǎn)換處理，以便產(chǎn)生用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’；并且其中所述用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’被所述非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)非線性轉(zhuǎn)換處理，以執(zhí)行與輸出器件的色彩空間匹配的色彩空間轉(zhuǎn)換，據(jù)此將所述用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’轉(zhuǎn)換為用于打印輸出的圖像數(shù)據(jù)。
8.一種圖像信號(hào)處理裝置，包括非線性轉(zhuǎn)換處理部件，用于在將在亮度色度分離空間YCbCr中的輸入圖像數(shù)據(jù)編碼為用于打印的圖像數(shù)據(jù)的過程中，通過非線性函數(shù)f(c)來對(duì)色度Cb、Cr進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換處理，其中輸入的圖像數(shù)據(jù)YCbCr被所述非線性轉(zhuǎn)換處理部件轉(zhuǎn)換為用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’。
9.按照權(quán)利要求8的圖像信號(hào)處理裝置，其中所述非線性轉(zhuǎn)換處理部件在對(duì)于視覺重要或期望被再現(xiàn)到高分辨率的部分中提高灰度分辨率。
10.一種圖像從處理裝置，包括非線性轉(zhuǎn)換處理部件，用于通過非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)向用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’應(yīng)用非線性轉(zhuǎn)換，所述用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’是通過經(jīng)由所述非線性函數(shù)f(c)對(duì)亮度色度分離空間YCbCr的圖像信號(hào)的色度Cb、Cr進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換而被獲得的；色彩空間轉(zhuǎn)換處理部件，用于應(yīng)用色彩空間轉(zhuǎn)換處理以匹配輸出器件的色彩空間；據(jù)此用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’被轉(zhuǎn)換為用于打印輸出的圖像數(shù)據(jù)。
11.按照權(quán)利要求10的圖像從處理裝置，其中通過方程處理部件來形成所述非線性轉(zhuǎn)換處理部件和色彩空間轉(zhuǎn)換處理部件之中的至少一個(gè)。
12.按照權(quán)利要求10的圖像信號(hào)處理裝置，其中用于執(zhí)行非線性轉(zhuǎn)換處理和色彩空間轉(zhuǎn)換處理之中的至少一個(gè)的查找表被提供來分別作為所述非線性轉(zhuǎn)換處理部件和色彩空間轉(zhuǎn)換處理部件，并且其中通過引用所述查找表來執(zhí)行所述非線性轉(zhuǎn)換處理和色彩空間轉(zhuǎn)換處理之中的至少一個(gè)。
13.按照權(quán)利要求10的圖像信號(hào)處理裝置，還包括查找表形成部件，用于通過下列方式來形成查找表使用所述非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)向由所述非線性函數(shù)f(c)的非線性轉(zhuǎn)換來處理的用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’的色彩空間中的均勻網(wǎng)格應(yīng)用非線性轉(zhuǎn)換處理，并且計(jì)算與通過所述反函數(shù)f’(c)的所述非線性處理而獲得的非均勻網(wǎng)格中的輸出器件的色彩空間相匹配的輸出值；轉(zhuǎn)換處理部件，用于引用由所述查找表形成部件形成的查找表，以將所述用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’轉(zhuǎn)換為用于打印輸出的圖像數(shù)據(jù)。
14.一種圖像信號(hào)處理裝置，包括用于產(chǎn)生用以打印的圖像數(shù)據(jù)的部件，所述用于產(chǎn)生用于打印的圖像數(shù)據(jù)的部件，在將在亮度色度分離空間YCbCr中的輸入圖像數(shù)據(jù)編碼為用于打印的圖像數(shù)據(jù)的過程中，通過非線性函數(shù)f(c)來對(duì)色度Cb、Cr進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換處理以產(chǎn)生用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’；轉(zhuǎn)換處理部件，用于所述通過非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f’(c)向由所述用于產(chǎn)生用以打印的圖像數(shù)據(jù)的部件產(chǎn)生的、用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’應(yīng)用非線性轉(zhuǎn)換，并且所述處理部件用于應(yīng)用與輸出器件的色彩空間匹配的色彩空間轉(zhuǎn)換處理，以將用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb’Cr’轉(zhuǎn)換為用于輸出打印的圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于輸出彩色圖下的圖像信號(hào)處理方法。在一個(gè)YCC圖像形成單元(2)中將輸入的圖像數(shù)據(jù)YCbCr編碼為用于打印的圖像數(shù)據(jù)的過程中，通過非線性函數(shù)f(c)來非線性轉(zhuǎn)換處理色度Cb、Cr，并且亮度Y保持不受影響，以便產(chǎn)生用于打印的圖像數(shù)據(jù)YCb′Cr′。cmyk轉(zhuǎn)換器通過使用非線性函數(shù)f(c)的反函數(shù)f′(c)，對(duì)由YCC圖像形成單元(2)產(chǎn)生的打印圖像數(shù)據(jù)YCb′Cr′進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換。對(duì)應(yīng)于輸出器件的色彩空間，進(jìn)行色彩空間轉(zhuǎn)換，以便將打印圖像數(shù)據(jù)YCb′Cr′轉(zhuǎn)換為打印輸出圖像數(shù)據(jù)cmyk。由此，在寬色域內(nèi)局部控制編碼密度，從而改善色彩再現(xiàn)能力。
文檔編號(hào)H04N1/46GK1647498SQ0281604
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2002年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月17日
發(fā)明者石神光一朗 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社