專利名稱：Rgb彩色系統(tǒng)中色彩飽和度的調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在RGB彩色系統(tǒng)中，用于調(diào)節(jié)利用RGB信號表現(xiàn)的時(shí)變圖像的像素飽和度等級的方法。該方法不需要將RGB信號轉(zhuǎn)換為YUV信號以便于隨后執(zhí)行飽和度的調(diào)節(jié)。因此，執(zhí)行本發(fā)明的方法所需的相關(guān)聯(lián)的H/W復(fù)雜性與執(zhí)行典型的飽和度等級調(diào)節(jié)方法所需的相關(guān)聯(lián)的H/W復(fù)雜性相比是低的。
背景技術(shù)：
亮度和色度分量Y，U，V彩色系統(tǒng)，也就是熟知的亮度和色差彩色系統(tǒng)(Y，R-Y，B-Y)，是視頻系統(tǒng)中最廣泛使用的彩色系統(tǒng)。例如，在數(shù)字電視系統(tǒng)中，視頻的Y、U和V信號被壓縮和傳輸。在這樣的系統(tǒng)中，由于色彩信息被嵌入在色度信號U和V中，因此通過將色度信號U和V乘以一個(gè)色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α來簡單的對色彩飽和度進(jìn)行調(diào)節(jié)，如下面的等式所示U0＝α·U和V0＝α·V此時(shí)U0和V0表示色彩調(diào)節(jié)過的色度信號。圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的色彩飽和度調(diào)節(jié)電路10的框圖，它能夠使色度信號U和V的采樣值與色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α相乘。注意到如果色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α＝0，則合成采樣值將沒有色彩。如果色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α＞1，那么合成采樣值的色彩將被加深。
在現(xiàn)有技術(shù)的RGB彩色系統(tǒng)中，利用如圖2所示的色彩飽和度調(diào)節(jié)電路12進(jìn)行色彩飽和度的調(diào)節(jié)。每個(gè)RGB輸入采樣矢量被轉(zhuǎn)換為一個(gè)YUV采樣值，并且在每個(gè)YUV采樣值上執(zhí)行如圖1所示的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法。通過將色彩采樣值Y0，U0，V轉(zhuǎn)換為RGB色彩采樣矢量，可獲得輸出色彩飽和度調(diào)節(jié)過的RGB采樣矢量?？梢钥吹剑撧D(zhuǎn)換過程需要大量的計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種RGB彩色系統(tǒng)中色彩飽和度調(diào)節(jié)方法，該方法不需要為了調(diào)節(jié)RGB色彩采樣矢量的飽和度等級而將RGB色彩采樣矢量轉(zhuǎn)換為亮度和色度采樣。
考慮到依照本發(fā)明上述的和其它的目的，提供一種用于對從一時(shí)變RGB視頻信號中得到的輸入圖像中至少一個(gè)彩色像素的色彩飽和度等級進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法。該方法包含步驟獲得RGB色彩采樣矢量 該色彩采樣矢量 代表從時(shí)變RGB視頻信號中得到的輸入圖像的彩色像素；將該RGB色彩采樣矢量 分解為一白矢量 和一色調(diào)矢量 通過將所述色調(diào)矢量 與飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)相乘，得到飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 通過將所述白矢量 與所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 相加，得到飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 并且利用所述飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 代表一輸出圖像的一個(gè)彩色像素。
依照本發(fā)明的附加特征，所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)被構(gòu)造成使得飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的飽和度等級不會(huì)超過一個(gè)預(yù)定的限制值。
依照本發(fā)明的附加特征，所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)被構(gòu)造為色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α，并且確保當(dāng)色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α等于零時(shí)，飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 變成灰度值。這可通過執(zhí)行下列的附加步驟來實(shí)現(xiàn)定義亮度矢量 其每一個(gè)分量是從所述RGB色彩采樣矢量 中獲得的亮度值；設(shè)定所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)包括至少一個(gè)色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α；通過從由1和所述色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α構(gòu)成的組中選擇一個(gè)最小值，而得到一個(gè)灰度混合比率αg；通過將所述亮度矢量 與從1中減去灰度混合比率αg所得到的量相乘，而得到一個(gè)灰度等級調(diào)節(jié)過的矢量。此外，執(zhí)行得到所述飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 的步驟是在將所述白矢量 與所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 相加之前，將該白矢量 與所述灰度混合比率αg相乘；并且在將已與灰度混合比率αg相乘后的白矢量 與飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 相加時(shí)，還加上灰度等級調(diào)節(jié)過的矢量，以得到飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 所述色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α可以從通過彩色系統(tǒng)的使用者的調(diào)節(jié)中手動(dòng)地獲得，或者可以由適當(dāng)?shù)碾娐纷詣?dòng)地設(shè)置。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的色彩飽和度調(diào)節(jié)電路的方框圖；圖2是在RGB彩色系統(tǒng)中使用的現(xiàn)有技術(shù)的色彩飽和度調(diào)節(jié)電路的方框圖；圖3示出了將一個(gè)RGB色彩采樣矢量分解為一個(gè)白矢量和一個(gè)色調(diào)矢量的圖形表示；圖4是執(zhí)行本發(fā)明的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一實(shí)施例的一個(gè)示例電路的方框圖；圖5是執(zhí)行本發(fā)明的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一實(shí)施例的另一示例電路的方框圖；圖6是執(zhí)行本發(fā)明的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二實(shí)施例的一個(gè)示例電路的方框圖；圖7是執(zhí)行本發(fā)明的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二實(shí)施例的另一個(gè)示例電路的方框圖；圖8是兩個(gè)乘法器的方框圖；圖9是執(zhí)行本發(fā)明的計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第一實(shí)施例的電路的方框圖；圖10是執(zhí)行本發(fā)明的計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第二實(shí)施例的電路的方框圖；圖11至13是數(shù)學(xué)函數(shù)的曲線圖；圖14是執(zhí)行本發(fā)明的計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第三實(shí)施例的電路的方框圖；圖15示出了執(zhí)行本發(fā)明的計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第四實(shí)施例的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下文使用一個(gè)單獨(dú)的數(shù)字RGB色彩采樣矢量C→=(R,G,B)]]>來解釋本發(fā)明。但是，顯而易見，在實(shí)際應(yīng)用中本發(fā)明的方法將被應(yīng)用于多個(gè)數(shù)字RGB色彩采樣矢量 所述色彩采樣矢量 表示從RGB彩色系統(tǒng)的時(shí)變RGB視頻信號中獲得的圖像。
本發(fā)明首先按照下面的等式將一個(gè)給定的數(shù)字RGB彩色輸入采樣矢量C→=(R,G,B)]]>分解為兩個(gè)分量C→=w→+C→T---(1)]]>
這里， 表示白矢量并且C→T=(RT,GT,BT)]]>表示一個(gè)與色彩輸入采樣矢量相關(guān)聯(lián)的色調(diào)矢量。白矢量 大致包含亮度量值并且色調(diào)矢量C→T=(RT,GT,BT)]]>包含色彩信息。圖3示出了該分解的圖形表示。色彩采樣的范圍被假定為0≤R，G，B≤255，但是，本發(fā)明可用于具有任何范圍的色彩采樣。注意色調(diào)矢量 的方向與“色調(diào)”相關(guān)聯(lián)，而色調(diào)矢量 的大小與“飽和度”相關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一實(shí)施例以應(yīng)用下面的等式為基礎(chǔ)C→0=w→+P·C→T=w→+CT0→---(2a)]]>這里，P是飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)，當(dāng)其與色調(diào)矢量 相乘時(shí)，用于調(diào)節(jié)該色調(diào)矢量 的飽和度。矢量 表示一個(gè)飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 矢量 是一個(gè)飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量，其可被輸出以代表輸出圖像的一個(gè)像素。
隨后，在本文中，提供了四個(gè)可用來獲得飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的特定例子。這些方法在使用的飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P的特定形式上存在不同。該飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P可采取色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α的形式。該色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α可以從系統(tǒng)使用者的行為來獲得，或者從構(gòu)建以設(shè)置該色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α的電路中獲得。飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P可以二者擇一的包括兩個(gè)因子，即色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α和飽和度限制參數(shù)β，兩者一同相乘。在另外一個(gè)選擇中，飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P可以是由r指示的一個(gè)變量。飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P也可以采取天然色(real color)調(diào)節(jié)增益x的形式。參考下文中進(jìn)一步的解釋，飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P的特定形式將變清楚。
色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一實(shí)施例的一個(gè)示例將在飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P采取色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α的形式的方案中得到進(jìn)一步的解釋，其中(α≥0)。色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一實(shí)施例的這個(gè)示例將以應(yīng)用下面的等式為基礎(chǔ)C→0=w→+α·C→T=w→+CT0→---(2b)]]>在等式(2b)中，能夠看出飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 等于 。注意如果α＝0(沒有色彩)，則C→0=w→;]]>當(dāng)α＝1時(shí)，則C→0=C→;]]>如果α＞1，則色彩飽和度等級增加。
圖4示出了用于執(zhí)行色彩飽度調(diào)節(jié)方法第一實(shí)施例的一個(gè)示例的電路20的框圖，其中飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P采取色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α的形式。如等式(1)中所描述的，白色和彩色色調(diào)分離器(white and color tone separator)22將輸入色彩矢量C→=(R,G,B)]]>分解為一個(gè)白矢量 和一個(gè)色調(diào)矢量C→T=(RT,GT,BT).]]>利用乘法器24執(zhí)行操作CT0→=α·C→T]]>來獲得飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 從將白矢量 與飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 相加的矢量加法器26中獲得飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 使用許多種不同分解中的任何一種，可將輸入色彩矢量C→=(R,G,B)]]>分解為一個(gè)白矢量 和一個(gè)色調(diào)矢量C→T=(RT,GT,BT).]]>但是，本發(fā)明并不限制任何特定的分解，例如，可以通過利用下列的任何一個(gè)分解方式來進(jìn)行分解C→T=(R-Y,G-Y,B-Y)]]>和w→=(Y,Y,Y),]]>其中Y是亮度值；(3)C→T=(R-X,G-X,B-X)]]>和w→=(X,X,X),]]>其中X=R+G+B3;]]>和 (4)C→T=(R-G+B2,G-R+B2,B-R+G2)]]>和w→=(G+B2,R+B2,R+G2).---(5)]]>圖5示出了用于執(zhí)行本發(fā)明方法的第一實(shí)施例的電路30的框圖，其中進(jìn)行了如等式(3)所示的分解。白矢量計(jì)算電路32計(jì)算來自RGB色彩采樣矢量 的亮度值Y，并構(gòu)造出白矢量 白矢量 的每一個(gè)分量等于亮度值Y。矢量加法器34從RGB色彩采樣矢量 中減去白矢量 得到色調(diào)矢量 乘法器36將色調(diào)矢量 與色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α相乘，得到飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 矢量加法器38使飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 與白矢量 相加，得到飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 假設(shè)色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α等于或大于零。
將我們的注意轉(zhuǎn)向當(dāng)?shù)仁?2b)中的色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α＝0時(shí)的情形，注意到飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 可以不是一個(gè)取決于色調(diào)矢量 的選擇或同樣的取決于白矢量 的選擇的灰度值。例如，如果我們選擇利用等式(3)來進(jìn)行分解，則當(dāng)色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α＝0時(shí)，飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 將成為(Y，Y，Y)。這意味著飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 是一個(gè)灰度值。但是，如果我們選擇利用等式(4)來進(jìn)行分解，則當(dāng)α＝0時(shí)，飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 將成為(X，X，X)。在這種情況下，飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 變?yōu)橐粋€(gè)灰度值，但是它有點(diǎn)兒不同于如Y所表示的典型灰度值。而且，如果我們選擇使用等式(5)來進(jìn)行分解，則當(dāng)α＝0時(shí)，飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 將成為(G+B2,R+B2,R+G2),]]>這通常不是一個(gè)灰度值。在大多數(shù)情況下，希望確保當(dāng)α＝0時(shí)飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 成為灰度值，該灰度值的分級級別與輸入信號C→=(R,G,B)]]>的亮度值相關(guān)聯(lián)。為了這一目的，將灰度混和比率(gray mixing ration)定義為αg＝min(1.0，α)。
色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二實(shí)施例是以應(yīng)用下列等式為基礎(chǔ)的C→0=Y→·(1-ag)+w→·αg+P·C→T;]]>或C→0=Y→·(1-ag)+w→·αg+CT0→;]]>其中Y→=(Y,Y,Y).---(6a)]]>與第一實(shí)施例相同，P是飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)， 是飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量。很清楚，除了執(zhí)行了附加步驟之外，色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二實(shí)施例與第一實(shí)施例是等同的。特別的，在進(jìn)行求和之前將灰度混和比率αg與白矢量 相乘，并且Y→·(1-αg)]]>項(xiàng)包括在該求和中。Y→·(1-αg)]]>項(xiàng)被定義為灰度級調(diào)節(jié)過的矢量。
色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二具體實(shí)施例的例子將在飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P采取色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α的形式的方案中得到進(jìn)一步的解釋，其中(α≥0)。色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二具體實(shí)施例的示例將以應(yīng)用下面的等式為基礎(chǔ)C→0=Y→·(1-ag)+w→·αg+α·C→T;]]>其中Y→=(Y,Y,Y).---(6b)]]>隨著α接近于零，飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 接近于(Y，Y，Y)。因此，飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 變成灰度級為Y的灰度值。注意當(dāng)α≥1時(shí)，等式(2b)與等式(6b)中的飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 是相等的。
圖6示出了用于執(zhí)行色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二實(shí)施例的所述示例的電路40的框圖。如等式(1)所描述的，白色和彩色色調(diào)分離器42將輸入色彩矢量C→=(R,G,B)]]>分解為一個(gè)白矢量 和一個(gè)色調(diào)矢量CT→=(RT,GT,BT).]]>利用乘法器44執(zhí)行操作CT0→=α·C→T]]>來獲得飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 最小值選擇電路46獲取從1和色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α中選擇出的最小值，并且提供結(jié)果作為灰度混合比率αg?；旌掀?8的輸出信號是Y→·(1-αg)+w→·αg.]]>從加法器50中獲取飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 所述加法器50將飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 與從混和器48中獲得的Y→·(1-αg)+w→·αg]]>項(xiàng)相加。
圖7示出了用于執(zhí)行色彩飽和度調(diào)節(jié)方法第二實(shí)施例的電路50的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)的框圖。電路50執(zhí)行等式(3)以進(jìn)行分解。白矢量計(jì)算電路52計(jì)算來自RGB色彩采樣矢量 的亮度值Y并構(gòu)造一個(gè)白矢量 白矢量 的每一個(gè)分量等于亮度值Y。矢量加法器54從RGB色彩采樣矢量 中減去白矢量 以得到色調(diào)矢量 乘法器56使色調(diào)矢量 與色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α相乘，以獲得飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 最小值選擇電路58從1和色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α中選擇一個(gè)最小值，并提供結(jié)果作為灰度混合比率αg?；旌掀?0的輸出信號是Y→·(1-αg)+w→·αg.]]>從加法器62中獲得飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 所述加法器62將飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 與從混合器60中獲得的Y→·(1-αg)+w→·αg]]>項(xiàng)相加。
色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一和第二實(shí)施例的共同的缺陷是顏色可被飽和。換句話說，依賴于輸入采樣的色彩飽和度級別的等級和所需要的色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α，合成的飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩矢量C→0(R0,G0,B0)]]>可映射到R，G，B信號色域的外部(即，R＞255，G＞255，和/或B＞255)。換句話說，可依賴于 的飽和度級別和α，使飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩矢量C→T0=α·C→T]]>飽和。因此，本發(fā)明提供的可選特征是色彩飽和度限制功能的開發(fā)，該色彩飽和度限制功能可被結(jié)合到RGB彩色系統(tǒng)中的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法中。
我們將計(jì)算色調(diào)矢量 的大小，并使該大小與色調(diào)矢量 的飽和度等級相聯(lián)系。記住所述色調(diào)矢量 具有分量(RT，GT，BT)。我們可以使用下面的等式來計(jì)算該矢量 的大小，其中我們已使該矢量 的大小與色調(diào)矢量 的飽和度等級相關(guān)聯(lián)S(C→T)=RT2+GT2+BT2.---(7)]]>使用下面的等式，我們可以選擇地近似飽和度等級S(C→T)=|RT|+|GT|+|RT|.---(8a)]]>依照本申請，可以定義計(jì)算飽和度等級的各種不同方式，并且本發(fā)明不應(yīng)僅限于計(jì)算飽和度等級的任何一種特定的方法，例如，計(jì)算飽和度等級的一些額外的方法包括S(C→T)=max(RT2,GT2,BT2);---(8b)]]>S(C→T)=max(|RT|,|GT|,|BT|);---(8c)]]>
S(C→T)=(RT2+GT2+BT2)+(RT-GT)2+(GT-BT)2+(BT-RT)2;]]>和(8d)S(C→T)=|RT|+|GT|+|BT|+|RT-GT|+|GT-BT|+|BT-RT|.---(8e)]]>至此，我們已經(jīng)公開了色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的兩個(gè)實(shí)施例。已在等式(3)-(5)中給出了如何將數(shù)字RGB色彩輸入采樣矢量C→=(R,G,B)]]>分解為一白矢量 和一色調(diào)矢量 的示例，然而，本發(fā)明不應(yīng)被解釋為局限于這些分解示例。已在等式(7)和(8a)-(8e)中給出了如何計(jì)算色調(diào)矢量 的飽和度等級的示例，然而，正如已討論過的，本發(fā)明也不應(yīng)被解釋為局限于這些計(jì)算飽和度等級的示例。
在下文中，將公開用于計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的四個(gè)實(shí)施例。計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的這些實(shí)施例分別使用了飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P的不同形式。計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的這些實(shí)施例中的任何一個(gè)都可以與色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一和第二實(shí)施例結(jié)合使用。
計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第一實(shí)施例包括生成一個(gè)飽和度限制參數(shù)β，該飽和度限制參數(shù)β將被與 相乘，以將飽和度等級限制到某一等級。也就是說，如下給出飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 CT0→=β·α·C→T.---(9)]]>圖8示出了相互連接、用于完成等式(9)中所描述的操作的兩個(gè)乘法器60和62。因此，當(dāng)把計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第一實(shí)施例與如等式(2a)所表示的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一實(shí)施例相結(jié)合時(shí)，我們將飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P定義為β·α。類似地，當(dāng)把計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第一實(shí)施例與如等式(6a)所表示的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二實(shí)施例相結(jié)合時(shí)，我們把飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P定義為β·α。
現(xiàn)在的問題是如何用公式表示飽和度限制參數(shù)β。注意如等式(9)所示的將飽和度限制參數(shù)β與 相乘的目的是防止 的飽和度等級超出某一個(gè)飽和度等級。
如果飽和度等級 小于某一等級時(shí)，暗示 是“未飽和”，則從引入飽和度限制參數(shù)β的目的來看，很明顯β應(yīng)該等于1。因此，可以作如下的規(guī)定β＝1如果S(α·C→T)≤L,---(10)]]>此處L表示一個(gè)預(yù)定的飽和度等級，我們希望將調(diào)節(jié)過的色彩采樣的色彩飽和度等級限制到該預(yù)定的飽和度等級。在下文中，L將作為一個(gè)預(yù)定的限制值?？梢砸?guī)定如下CT0→=α·C→T,---(11)]]>當(dāng)S(α·C→T)≤L]]>時(shí)。
現(xiàn)在在S(α·C→T)>L]]>的情況下，我們需要將 與飽和度限制參數(shù)β相乘，從而合成的飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的飽和度等級可被調(diào)節(jié)為因子β，以防止一個(gè)可能的飽和。利用下面的約束S(C→T0)=L.]]>例如，根據(jù)等式(7)或(8a)給出的定義，注意到S(C→T0)=S(β·α·C→T)=β·S(α·C→T).]]>隨后我們得到如下的飽和度限制參數(shù)β=LS(α·C→T).---(12)]]>總之，飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P被選擇為與飽和度限制參數(shù)β相乘的色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α。然后，按照下面的等式來計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 C→T0=β·α·C→T,---(13)]]>其中 圖9示出了執(zhí)行計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第一實(shí)施例的電路70的方框圖。乘法器72使色調(diào)矢量 與色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α相乘。飽和度計(jì)算電路74計(jì)算飽和度等級 并且β-選擇電路76按照等式(14)選擇飽和度限制參數(shù)β的值。從將β與 相乘的乘法器78獲得飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 現(xiàn)在介紹計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第二實(shí)施例。如果我們注意到S(α·CT→)=α·S(C→T),]]>并且將其與等式(13)和(14)相結(jié)合，則可以得到C→T0=r·C→T---(15)]]>其中
使用等式(15)和(16)計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 所獲得的結(jié)果與使用等式(13)和(14)計(jì)算所獲得的結(jié)果是相等的。然而，注意到，使用等式(15)和(16)來計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 所需要的計(jì)算量要小于使用等式(13)和(14)計(jì)算所需的計(jì)算量。因此，當(dāng)將計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第二實(shí)施例與等式(2a)所表示的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一實(shí)施例相結(jié)合使用，或與等式(6a)所表示的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二實(shí)施例相結(jié)合使用時(shí)，我們將飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P定義為r。
圖10示出了執(zhí)行計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的第二個(gè)方法的電路80的方框圖。飽和度計(jì)算電路82計(jì)算飽和度等級 并且r-選擇電路84按照等式(16)選擇r的值。從將r與 相乘的乘法器86獲得飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 現(xiàn)在介紹計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第三實(shí)施例?？梢愿鶕?jù)下面的等式表示飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 C→T0=x·C→T,---(17)]]>此處x表示一個(gè)自然色調(diào)節(jié)增益，其被定義為 數(shù)學(xué)函數(shù) 可以是滿足下列條件的任何函數(shù)-當(dāng)0≤S(C→T)≤L]]>時(shí)， 是關(guān)于 的單調(diào)遞減函數(shù)，此處L是一個(gè)預(yù)定的恒定限制值；-f(0)＝α；和-當(dāng)S(C→T)≥L]]>時(shí)，f(S(C→T))=1.]]>注意到最后的條件確保當(dāng)色彩飽和度等級超過某一個(gè)等級時(shí)，即使色彩飽和度調(diào)節(jié)增益很大(α＞1)，輸入采樣的色彩飽和度等級也沒有變化。在圖11，12和13中示出了函數(shù) 的示例。例如，在圖11中，當(dāng)0≤S(CT→)≤L]]>時(shí)，x=f(S(C→T))]]>可以表示為x=1+(α-1)·(L-S(C→T))·(L+S(C→T))L2.]]>由于當(dāng)S(C→T)≥L]]>時(shí)在函數(shù) 上的約束條件，所以自然色調(diào)節(jié)增益x變?yōu)?
當(dāng)將計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第三實(shí)施例與等式(2a)所表示的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一實(shí)施例相結(jié)合使用，或與等式(6a)所表示的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二實(shí)施例相結(jié)合使用時(shí)，我們將飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P定義為自然色調(diào)節(jié)增益x。
圖14示出了執(zhí)行計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第三實(shí)施例的電路90的方框圖。飽和度計(jì)算電路92計(jì)算飽和度等級 用于計(jì)算 的電路94計(jì)算飽和度等級 的 值。自然色調(diào)節(jié)增益電路96根據(jù)等式(18)選擇x的值。飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 從將x與 相乘的乘法器98得到。
現(xiàn)在介紹計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第四實(shí)施例。我們將限制飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量C→T0=x·C→T]]>的飽和度等級，所以S(C→T0)=x·S(C→T)≤L.]]>當(dāng)S(C→T)≤L]]>且α＞1時(shí)，得到下面的條件x≤LS(C→T)---(19)]]>通過結(jié)合等式(18)和(19)，我們可以得到自然色調(diào)節(jié)增益的下列關(guān)系 當(dāng)將計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第四實(shí)施例與如等式(2a)所表示的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一實(shí)施例相結(jié)合使用，或與如等式(6a)所表示的色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第二實(shí)施例相結(jié)合使用時(shí)，我們將飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)P定義為自然色調(diào)節(jié)增益x。
圖15示出了用于執(zhí)行根據(jù)等式(17)和(20)的計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第四實(shí)施例的步驟的流程圖。在步驟1中，獲取色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α和色調(diào)矢量 在步驟2中，確定色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α是否等于或小于1。如果是，則在步驟9中將自然色調(diào)節(jié)增益x設(shè)置成等于α。如果色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α不是等于或小于1，則在步驟3中確定色調(diào)矢量 的飽和度等級。在步驟4中，確定色調(diào)矢量 的飽和度等級是否大于預(yù)定的限制值L。如果色調(diào)矢量 的飽和度等級大于預(yù)定的限制值L，則在步驟5中將自然色的調(diào)節(jié)增益x設(shè)置為等于1。如果色調(diào)矢量 的飽和度等級不大于預(yù)定的限制值L，則在步驟6中通過計(jì)算色調(diào)矢量 的飽和度等級值的數(shù)學(xué)函數(shù)f得到第一個(gè)值，并通過用色調(diào)矢量 的飽和度等級去除預(yù)定的限制值L得到第二個(gè)值。另外在步驟6中，從第一個(gè)值和第二個(gè)值中選擇一個(gè)最小值，并且將自然色調(diào)節(jié)增益x設(shè)置為等于這個(gè)最小值。如圖15所示，步驟7能夠跟隨在步驟9、5或6中任一個(gè)的后面。在步驟7中，通過將自然色調(diào)節(jié)增益x與色調(diào)矢量 相乘得到飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 該飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 可用在等式(2a)中以執(zhí)行色彩飽和度調(diào)節(jié)方法的第一實(shí)施例，或用在等式(6a)中以執(zhí)行第二實(shí)施例。步驟8使得程序循環(huán)回到步驟1以獲得下一個(gè)色調(diào)矢量 該色調(diào)矢量 代表的可能是同一輸入圖像的另一個(gè)像素，或者代表的可能是隨后的輸入圖像的第一個(gè)像素。
可將用于執(zhí)行計(jì)算飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的方法的第四實(shí)施例的電路構(gòu)造成類似于圖14中所示的電路90。不同之處將在于，自然色調(diào)節(jié)增益電路96將根據(jù)等式(20)選擇x的值。
權(quán)利要求
1.一種用于對從一時(shí)變RGB視頻信號中得到的輸入圖像中至少一個(gè)彩色像素的色彩飽和度等級進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，該方法包含獲得RGB色彩采樣矢量 該色彩采樣矢量 代表從時(shí)變RGB視頻信號中得到的輸入圖像的彩色像素；將所述RGB色彩采樣矢量 分解為一白矢量 和一色調(diào)矢量 通過將所述色調(diào)矢量 與飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)相乘得到飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 通過將所述白矢量 與所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 相加得到飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 并且利用所述飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 代表一輸出圖像的彩色像素。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法包含定義亮度矢量 它的每一個(gè)分量是從所述RGB色彩采樣矢量 中獲得的亮度值；設(shè)定所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)包括至少一個(gè)色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α；通過從由1和所述色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α構(gòu)成的組中選擇一個(gè)最小值，而得到一個(gè)灰度混合比率αg；通過將所述亮度矢量 與從1中減去灰度混合比率αg所得到的量相乘，而得到一個(gè)灰度等級調(diào)節(jié)過的矢量；以及執(zhí)行得到所述飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 的步驟是在將所述白矢量 與所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 相加之前，將該白矢量 與所述灰度混合比率αg相乘，并且在將已與灰度混合比率αg相乘后的白矢量 與飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 相加時(shí)，還加上灰度等級調(diào)節(jié)過的矢量，以得到飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法包含獲取飽和度調(diào)節(jié)增益α；并將該飽和度調(diào)節(jié)增益α用作所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法包含獲取飽和度調(diào)節(jié)增益α；確定通過將飽和度調(diào)節(jié)增益α與色調(diào)矢量 相乘得到的量的飽和度等級 并且如果該飽和度等級 大于一個(gè)預(yù)定的限制值L，則通過用所述飽和度等級 去除該預(yù)定的限制值L，得到飽和度限制參數(shù)β，并通過將飽和度調(diào)節(jié)增益α與飽和度限制參數(shù)β相乘，得到所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，該方法包含如果飽和度等級 不大于所述預(yù)定的限制值L，則將飽和度限制參數(shù)β的值設(shè)為1，并且通過使飽和度調(diào)節(jié)增益α與飽和度限制參數(shù)β相乘，得到所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)。
6.按照權(quán)利要求4所述的方法，該方法包含如果所述飽和度等級 不大于所述預(yù)定的限制值L，則將所述飽和度調(diào)節(jié)增益α用作所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法包含獲取飽和度調(diào)節(jié)增益α；確定所述色調(diào)矢量 的飽和度等級 如果所述色調(diào)矢量 的飽和度等級 不大于用所述飽和度調(diào)節(jié)增益α去除的預(yù)定的限制值L，則將飽和度調(diào)節(jié)增益α用作所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)；并且如果所述飽和度等級 大于用所述飽和度調(diào)節(jié)增益α去除的所述預(yù)定的限制值L，則將所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)定為與通過用所述色調(diào)矢量 的飽和度等級 去除所述預(yù)定的限制值L而得到的值相等。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法包含獲取飽和度調(diào)節(jié)增益α；并且如果所述飽和度調(diào)節(jié)增益α不小于零且不大于1，則將所述飽和度調(diào)節(jié)增益α用作所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)，其與色調(diào)矢量 相乘以設(shè)定所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的飽和度等級。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，該方法包含選擇一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)，該函數(shù)是隨著變量在零和一預(yù)定的限制值L之間變化，而相對于該變量單調(diào)遞減的函數(shù)；確保當(dāng)利用等于零的變量代入計(jì)算所述數(shù)學(xué)函數(shù)時(shí)，該數(shù)學(xué)函數(shù)等于所述飽和度調(diào)節(jié)增益α；確保當(dāng)利用不小于預(yù)定的限制值L的變量代入計(jì)算所述數(shù)學(xué)函數(shù)時(shí)，該數(shù)學(xué)函數(shù)等于1；并且如果所述飽和度調(diào)節(jié)增益α大于1，則確定所述色調(diào)矢量 的飽和度等級 將所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 用作所述變量，并計(jì)算所述數(shù)學(xué)函數(shù)以得到所述數(shù)學(xué)函數(shù)的值，并且將所述數(shù)學(xué)函數(shù)的值用作所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)，其與所述色調(diào)矢量 相乘以設(shè)定所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的所述飽和度等級。
10.按照權(quán)利要求8所述的方法，該方法包含確定所述色調(diào)矢量 的飽和度等級 并且如果所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 不小于一個(gè)預(yù)定的限制值L，并且如果所述飽和度調(diào)節(jié)增益α大于1，則將與所述色調(diào)矢量 相乘的所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)為1，從而設(shè)置所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的所述飽和度等級。
11.按照權(quán)利要求8所述的方法，該方法包含選擇一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)，該函數(shù)是隨著變量在零和一預(yù)定的限制值L之間變化，而相對于該變量單調(diào)遞減的函數(shù)；確保當(dāng)利用等于零的變量代入計(jì)算所述數(shù)學(xué)函數(shù)時(shí)，該數(shù)學(xué)函數(shù)等于所述飽和度調(diào)節(jié)增益α；確保當(dāng)利用不小于預(yù)定的限制值L的變量代入計(jì)算所述數(shù)學(xué)函數(shù)時(shí)，該數(shù)學(xué)函數(shù)等于1；確定所述色調(diào)矢量 的飽和度等級 如果所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 不大于所述預(yù)定的限制值L，并且如果所述飽和度調(diào)節(jié)增益α大于1，則將所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 用作所述變量，并且計(jì)算數(shù)學(xué)函數(shù)以得到所述數(shù)學(xué)函數(shù)的值，從由利用所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 計(jì)算的所述數(shù)學(xué)函數(shù)的值，與從用所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 去除所述預(yù)定的限制值L所得到的值組成的組中選擇一個(gè)最小值，并且把與色調(diào)矢量 相乘的所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)定為與所述最小值相等，以便于因此來設(shè)定所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的所述飽和度等級；并且如果所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 大于所述預(yù)定的限制值L，并且如果所述飽和度調(diào)節(jié)增益α大于1，則設(shè)定與所述色調(diào)矢量 相乘的所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)等于1，從而設(shè)定所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的所述飽和度等級。
12.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法包含在執(zhí)行獲得所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 的步驟之前，確定所述色調(diào)矢量 的飽和度等級 并取決于所述色調(diào)矢量 的飽和度等級 而選擇所述飽和度調(diào)節(jié)參數(shù)的值。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，該方法包含通過估計(jì)所述色調(diào)矢量 的大小來確定所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級
14.按照權(quán)利要求12所述的方法，該方法包含用分量(RT，GT，BT)來代表所述色調(diào)矢量 并且使用下面的公式來確定所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 S(C→T)=RT2+GT2+BT2.]]>
15.按照權(quán)利要求12所述的方法，該方法包含用分量(RT，GT，BT)來代表所述色調(diào)矢量 并且使用下面的公式來確定所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 S(C→T)=|RT|+|GT|+|BT|.]]>
16.按照權(quán)利要求12所述的方法，該方法包含用分量(RT，GT，BT)來代表所述色調(diào)矢量 并且使用下面的公式來確定所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 S(C→T)=max(RT2,GT2,BT2).]]>
17.按照權(quán)利要求12所述的方法，該方法包含用分量(RT，GT，BT)來代表所述色調(diào)矢量 并且使用下面的公式來確定所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 S(C→T)=max(|RT|,|GT|,|BT|).]]>
18.按照權(quán)利要求12所述的方法，該方法包含用分量(RT，GT，BT)來代表所述色調(diào)矢量 并且使用下面的公式來確定所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級 S(C→T)=(RT2+GT2+BT2)+(RT-GT)2+(GT-BT)2+(BT-RT)2.]]>
19.按照權(quán)利要求12所述的方法，該方法包含用分量(RT，GT，BT)來代表所述色調(diào)矢量 并且使用下面的公式來確定所述色調(diào)矢量 的所述飽和度等級
20.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法包含執(zhí)行分解所述RGB色彩采樣矢量 的步驟用分量(R，G，B)代表所述RGB色彩采樣矢量 計(jì)算來自所述RGB色彩采樣矢量 的亮度值Y，按照等式w→=(Y,Y,Y)]]>來確定所述白矢量 并且按照等式C→T=(R-Y,G-Y,B-Y)]]>來確定所述色調(diào)矢量
21.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法包含執(zhí)行分解所述RGB色彩采樣矢量 的步驟用分量(R，G，B)代表所述RGB色彩采樣矢量 按照等式w→=(X,X,X),]]>其中X=R+G+B3,]]>來確定所述白矢量 并且按照等式C→T=(R-X,G-X,B-X)]]>來確定所述色調(diào)矢量
22.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法包含執(zhí)行分解所述RGB色彩采樣矢量 的步驟用分量(R，G，B)代表所述RGB色彩采樣矢量 按照等式w→=(G+B2,R+B2,R+G2)]]>來確定所述白矢量 并且按照等式C→T=(R-G+B2,G-R+B2,B-R+G2)]]>來確定所述色調(diào)矢量
23.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法包含確定亮度矢量 該亮度矢量 的每一個(gè)分量是從所述RGB色彩采樣矢量 中得到的一個(gè)亮度值；獲取色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α；通過從由1和所述色彩飽和度調(diào)節(jié)增益α組成的組中選擇一個(gè)最小值，來得到灰度混合比率αg；通過將亮度矢量 與從1中減去所述灰度混合比率αg得到的值相乘，來得到一個(gè)灰度等級調(diào)節(jié)過的矢量；并且執(zhí)行得到所述飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量 的步驟是在將所述白矢量 與所述飽和度調(diào)節(jié)過的色調(diào)矢量 相加之前，將所述白矢量 與所述灰度混合比率αg相乘，并且在將與所述灰度混合比率αg相乘后的白矢量 與所述飽和度調(diào)節(jié)后的色調(diào)矢量 相加時(shí)，再加上所述灰度等級調(diào)節(jié)后的矢量，以得到所述飽和度調(diào)節(jié)過的RGB色彩采樣矢量
全文摘要
本發(fā)明涉及一種RGB彩色系統(tǒng)中用于對由RGB色彩采樣矢量c表現(xiàn)的時(shí)變圖像的像素飽和度等級進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法。該方法不需要將RGB色彩采樣矢量c轉(zhuǎn)換為YUV采樣，以便于隨后執(zhí)行飽和度調(diào)節(jié)。該方法包括步驟將一個(gè)RGB色彩采樣矢量c分解為一個(gè)白矢量w和一個(gè)色調(diào)矢量c
文檔編號H04N1/60GK1496131SQ0312556
公開日2004年5月12日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者金永鐸 申請人:三星電子株式會(huì)社