專利名稱：圖像處理裝置、方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理圖像的裝置、方法和程序，具體涉及這樣的用于處理圖像的裝置、方法和程序，它們可以再現(xiàn)圖像，在所述圖像中，即使當(dāng)通過灰度轉(zhuǎn)換(gradation conversion)而改變亮度信號電平時(shí)也保留色調(diào)。
背景技術(shù)：
當(dāng)圖像的亮度值中的改變是在例如邊緣部分——其中亮度值中的改變通常應(yīng)當(dāng)是清楚的——逐漸進(jìn)行的時(shí)候，所述圖像產(chǎn)生模糊的印象?？梢酝ㄟ^增強(qiáng)這樣的圖像的亮度值中的改變來獲得清楚的圖像。在電視接收機(jī)和數(shù)字照相機(jī)等中，采用用于銳化(sharpening)的方法來改善圖像的清晰度。
在這種方法中，一般執(zhí)行色差信號的調(diào)整，以便保持在調(diào)整前存在的亮度信號與色差信號的比率。也就是說，校正亮度信號和色差信號的電平，以便保持亮度信號(Y)與原始顏色的色差信號(C)的比率(Y/C比率)(以保持Y/C比率不變)。在例如日本未審查專利申請公開第11-252584號中公開了這樣的色差信號的調(diào)整。
但是，在用于保持Y/C比率不變的校正(色差信號的校正)中，當(dāng)通過灰度轉(zhuǎn)換來降低亮度信號的電平(Y電平)時(shí)，圖像在一些實(shí)際情況中看起來暗。而且，當(dāng)色差信號的電平(C電平)大、亮度信號的電平(Y電平)小并且通過灰度轉(zhuǎn)換來提高亮度信號的電平(Y電平)時(shí)，色差信號的電平(C電平)也被提高以保持Y/C比率不變。因此，色差信號的電平(C電平)不利地達(dá)到飽和點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述情況來設(shè)想本發(fā)明，以便即使當(dāng)通過灰度轉(zhuǎn)換來改變亮度信號電平時(shí)也防止顏色看起來暗和防止顏色的飽和。
按照本發(fā)明的第一圖像處理裝置包括灰度校正部件，用于通過校正按照第一彩色系統(tǒng)(color system)的第一到第三元素中的第一元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值，所述第一元素的值由輸入圖像信號限定；第一計(jì)算部件，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由所述輸入圖像信號限定；第二計(jì)算部件，用于基于由所述第一計(jì)算部件計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算由按照由第七到第九元素所表示的第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值；第三計(jì)算部件，用于基于按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四元素的值和由所述第二計(jì)算部件計(jì)算并且由按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值。
按照所述第一彩色系統(tǒng)的第一元素可以是與亮度或值相關(guān)聯(lián)的元素。
按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素可以分別是與色調(diào)和色度有關(guān)的元素。
所述第二彩色系統(tǒng)可以是XYZ彩色系統(tǒng)，第三彩色系統(tǒng)可以是芒賽爾顏色系統(tǒng)。
所述第一彩色系統(tǒng)可以是YCrCb彩色系統(tǒng)。
所述圖像處理裝置可以還包括第四計(jì)算部件，用于基于按照圖像信號的彩色系統(tǒng)的獨(dú)立元素，計(jì)算按照所述第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素。
按照本發(fā)明的第一圖像處理方法包括灰度校正步驟，用于通過校正按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素中的第一元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值，所述第一元素的值由輸入圖像信號限定；第一計(jì)算步驟，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由所述輸入圖像信號限定；第二計(jì)算步驟，用于基于在所述第一計(jì)算步驟中計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算由按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值；第三計(jì)算步驟，用于基于按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四元素的值和在所述第二計(jì)算步驟計(jì)算并且由按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值。
按照本發(fā)明的第一計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序執(zhí)行一種圖像處理方法。所述圖像處理方法包括灰度校正步驟，用于通過校正在按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素中的第一元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值，所述第一元素的值由輸入圖像信號限定；第一計(jì)算步驟，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由所述輸入圖像信號限定；第二計(jì)算步驟，用于基于在所述第一計(jì)算步驟中計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算由按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值；第三計(jì)算步驟，用于基于按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四元素的值和在所述第二計(jì)算步驟計(jì)算并且由按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值。
按照本發(fā)明的第二圖像處理裝置包括第一計(jì)算部件，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由輸入圖像信號限定；第二計(jì)算部件，用于基于由所述第一計(jì)算部件計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算由按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第八元素的值和第七和第九元素限定的值；灰度校正部件，用于通過校正由第二計(jì)算部件計(jì)算的第八元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值；第三計(jì)算部件，用于根據(jù)由所述灰度校正部件產(chǎn)生的校正值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值；第四計(jì)算部件，用于基于由所述第三計(jì)算部件所計(jì)算的、按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值和由所述第二計(jì)算部件計(jì)算并且由所述第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素。
按照第三彩色系統(tǒng)的第八元素可以是與值相關(guān)聯(lián)的元素。
按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素可以分別是與色調(diào)和色度有關(guān)的元素。
所述第二彩色系統(tǒng)可以是XYZ彩色系統(tǒng)，第三彩色系統(tǒng)可以是芒賽爾顏色系統(tǒng)。
所述第一彩色系統(tǒng)可以是RGB彩色系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第二圖像處理方法包括第一計(jì)算步驟，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由輸入圖像信號限定；第二計(jì)算步驟，用于基于在所述第一計(jì)算步驟中計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第八元素的值和由第七和第九元素限定的值；灰度校正步驟，用于通過校正在所述第二計(jì)算步驟中計(jì)算的第八元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值；第三計(jì)算步驟，用于根據(jù)在所述灰度校正步驟中產(chǎn)生的校正值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值；第四計(jì)算步驟，用于基于在第三計(jì)算步驟中計(jì)算的、按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值和在所述第二計(jì)算步驟中計(jì)算并且由所述第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素。
按照本發(fā)明的第二計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序執(zhí)行一種圖像處理方法。所述圖像處理方法包括第一計(jì)算步驟，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由輸入圖像信號限定；第二計(jì)算步驟，用于基于在所述第一計(jì)算步驟中計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算由按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第八元素的值和第七和第九元素限定的值；灰度校正步驟，用于通過校正在所述第二計(jì)算步驟中計(jì)算的第八元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值；第三計(jì)算步驟，用于根據(jù)在所述灰度校正步驟中產(chǎn)生的校正值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值；第四計(jì)算步驟，用于基于在第三計(jì)算步驟中計(jì)算的按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值和在所述第二計(jì)算步驟中計(jì)算并且由所述第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素。
在第一發(fā)明中，通過校正按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素中的第一元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值，所述第一元素的值由輸入圖像信號限定?；诎凑盏谝徊噬到y(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由所述輸入圖像信號限定?；诘谒牡降诹氐乃?jì)算的值，計(jì)算按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值。基于按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四元素的值和由按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值。
在第二發(fā)明中，基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由輸入圖像信號限定?；诘谒牡降诹氐乃?jì)算值，計(jì)算按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第八元素的值和由第七和第九元素限定的值。校正第八元素的計(jì)算的值的灰度。根據(jù)所產(chǎn)生的校正值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值?；诎凑账龅诙噬到y(tǒng)的第五元素的值和由所述第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素。


圖1是圖解本發(fā)明所應(yīng)用的一種典型數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是圖解芒塞耳(Munsell)色調(diào)圓周的視圖。
圖3是圖解當(dāng)芒塞耳色調(diào)圓周是1YR時(shí)的芒塞耳濃色片(color chip)的視圖。
圖4是圖解轉(zhuǎn)換表的結(jié)構(gòu)的視圖。
圖5是圖解轉(zhuǎn)換表的結(jié)構(gòu)的視圖。
圖6是圖解轉(zhuǎn)換表的結(jié)構(gòu)的視圖。
圖7是圖解轉(zhuǎn)換表的結(jié)構(gòu)的視圖。
圖8是圖解從圖3中的芒塞耳濃色片轉(zhuǎn)換來的YCrCb值的視圖。
圖9是圖解在圖1中的數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)中的一個(gè)灰度調(diào)整進(jìn)程的流程圖。
圖10是圖解在通過灰度轉(zhuǎn)換來降低亮度的情況中的校正值的視圖。
圖11是圖解在通過灰度轉(zhuǎn)換來提高亮度的情況中的校正值的視圖。
圖12是在亮度恒定情況中的芒塞耳彩色系統(tǒng)的彩色立體的一部分的視圖。
圖13是圖解在亮度恒定的情況中的YCrCb彩色系統(tǒng)的彩色立體的一部分的視圖。
圖14是圖解在圖1中的數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)中的另一個(gè)灰度調(diào)整進(jìn)程的流程圖。
圖15是圖解本發(fā)明所應(yīng)用到的另一種典型數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖16是圖解個(gè)人計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是圖解本發(fā)明所應(yīng)用到的典型攝像機(jī)——諸如數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)100——的主要部分的結(jié)構(gòu)的視圖。
圖像感測器件111由例如電荷耦合器件(CCD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件組成。圖像感測器件111從作為圖像信號的主體捕獲光學(xué)圖像，并且根據(jù)這些圖像信號產(chǎn)生R、G和B的三基色信號。Y矩陣單元112對于這些R、G和B信號執(zhí)行矩陣計(jì)算以計(jì)算Y信號(亮度分量)。C矩陣單元113對于R、G和B的三元素(three-element)信號執(zhí)行矩陣計(jì)算以計(jì)算C信號(色差分量)。這些C信號(色差分量)由Cr和Cb色差信號組成。
由Y矩陣單元112計(jì)算的Y信號(亮度分量)被輸入到灰度校正單元114和色差校正單元115。灰度校正單元114對于輸入的Y信號(亮度分量)執(zhí)行灰度校正，并且在未示出的隨后階段向一個(gè)處理單元輸出作為灰度校正信號Y’的結(jié)果。灰度校正單元114也向色差校正單元115輸出灰度校正的信號Y’來作為XYZ彩色系統(tǒng)的元素Y’。
由C矩陣單元113計(jì)算的C信號(色差分量)被輸入到色差校正單元115。色差校正單元115基于從Y矩陣單元112發(fā)送的Y信號(亮度分量)、從灰度校正單元114發(fā)送的信號Y’(按照XYZ彩色系統(tǒng)的灰度校正的信號)和從C矩陣單元113發(fā)送的C信號(色差分量)來執(zhí)行色差校正。然后，色差校正單元115在未示出的隨后階段向所述處理單元輸出作為色差校正結(jié)果C’的結(jié)果。此時(shí)，執(zhí)行色差校正，以便保留按照芒塞耳彩色系統(tǒng)的色調(diào)(H)和色度(C)。
現(xiàn)在說明芒塞耳彩色系統(tǒng)。
在芒塞耳彩色系統(tǒng)中，人基于作為三個(gè)彩色屬性(元素)的色調(diào)(HHue)、值(V值)和色度(C色度)，使用以數(shù)字或符號分類的濃色片來將物體的顏色與用于表示顏色的濃色片相比較。在日本，芒塞耳彩色系統(tǒng)在JIS(JIS Z 8721)中被規(guī)定為“Sanzokusei niyoru Iro no Hyouji Houhou(彩色規(guī)范——按照它們的三個(gè)屬性的規(guī)范)”。
在芒塞耳彩色系統(tǒng)中，例如，當(dāng)描述蘋果的顏色時(shí)，人搜索由圖2所示的芒塞耳色調(diào)圓周表示的顏色來尋找最接近蘋果的顏色的顏色，并且將所述最接近的顏色的值設(shè)置為蘋果的值。圖2中的芒塞耳色調(diào)圓周示出了實(shí)際使用的十種顏色(5Y(黃)、5YR(黃紅)、5R(紅)、5RP(紅紫)、5P(紫)、5PB(紫藍(lán))、5B(藍(lán))、5BG(藍(lán)綠)、5G(綠)和5GY(綠黃))，所述十種顏色的每種被劃分為二(即，二十種顏色，另外包括10Y、10YR、10R、10RP、10P、10PB、10B、10BG、10G和10GY)。例如，當(dāng)蘋果的顏色被表示為占用在10RP和5R之間的中間位置的2.5R時(shí)，具有一個(gè)值(V)和一個(gè)色度(C)的顏色被設(shè)置為蘋果的顏色，所述值(V)和所述色度(C)最接近芒塞耳濃色片(未示出)中的用于指示2.5R的值和色度的蘋果的顏色的值和色度。
例如，當(dāng)蘋果的顏色最接近具有在芒塞耳濃色片(未示出)中的值(V)＝4和色度(C)＝12的顏色時(shí)，這個(gè)蘋果的顏色被表示為“2.5R 4/12”。因?yàn)橐匀S來表達(dá)芒塞耳彩色系統(tǒng)(因?yàn)橐陨{(diào)、色度和值的三軸來表達(dá)所述系統(tǒng))，因此可以向顏色分配值，如上所述。
圖3是圖解用于指示當(dāng)芒塞耳色調(diào)是1YR時(shí)的值(V)/色調(diào)(C)的芒塞耳濃色片的視圖。
在圖3的示例中，色調(diào)固定在1YR，橫坐標(biāo)指示色度(C)，并且縱坐標(biāo)表示值(V)。顏色當(dāng)色度(C)變大時(shí)變得更濃，并且當(dāng)值(V)變大時(shí)變得更亮。色度(C)＝N指示非彩色。
存在各種彩色系統(tǒng)(彩色空間)，并且按照一種彩色系統(tǒng)(彩色空間)的顏色可以被轉(zhuǎn)換為按照另一種彩色系統(tǒng)(彩色空間)的顏色。例如，可以使用圖4-7中所示的JIS Z 8721中所規(guī)定的轉(zhuǎn)換表將按照芒塞耳彩色系統(tǒng)的顏色轉(zhuǎn)換為按照XYZ彩色系統(tǒng)的顏色?？梢允褂迷贘IS X 9204中規(guī)定的矩陣來將按照XYZ彩色系統(tǒng)的顏色轉(zhuǎn)換為按照RGB彩色系統(tǒng)的顏色。
例如，當(dāng)要處理的信號是在數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)中使用的信號時(shí)，通過方程(1)來表示用于將按照RGB彩色系統(tǒng)的顏色轉(zhuǎn)換為按照XYZ彩色系統(tǒng)的顏色的變換矩陣XYZ=0.6070.1740.2000.2990.5870.1140.0000.0661.116×RGB---(1)]]>相反，由方程(2)來表示用于將按照XYZ彩色系統(tǒng)的顏色轉(zhuǎn)換為按照RGB彩色系統(tǒng)的顏色的矩陣RGB=1.9104-0.5338-0.2891-0.98441.9985-0.02790.0585-0.11870.9017×XYZ---(2)]]>基于方程(3)、(4)和(5)，可以將按照RGB彩色系統(tǒng)的顏色轉(zhuǎn)換為按照YCrCb彩色系統(tǒng)的顏色(在數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)中使用的彩色空間中的顏色)Y＝0.30R+0.59G+0.11B(3)Cr＝R-Y (4)
Cb＝B-Y(5)色差信號Cr和Cb分別被方程(4)和(5)表示為在按照YCrCb彩色系統(tǒng)中的元素?？梢酝ㄟ^將色差信號Cr和Cb帶入方程(6)中來計(jì)算對應(yīng)于在芒塞耳彩色系統(tǒng)中的色度C的值C=Cr2+Cb2---(6)]]>圖8中示出了從在圖3中的芒塞耳濃色片的值轉(zhuǎn)換的YCrCb彩色系統(tǒng)中的YC坐標(biāo)。在圖8中，橫坐標(biāo)指示基于方程(6)計(jì)算的色差信號的值?？v坐標(biāo)表示Y(亮度分量)。被分配到圖8所示的獨(dú)立方框的數(shù)字對應(yīng)于在圖3中所示的那些。
現(xiàn)在參照圖9中的流程圖來說明在圖1中的數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)100中的灰度調(diào)整進(jìn)程(D范圍壓縮)。在這個(gè)進(jìn)程中，對于按照按照YCrCb彩色系統(tǒng)的信號Y(亮度分量)執(zhí)行所述灰度調(diào)整進(jìn)程。這個(gè)進(jìn)程響應(yīng)于來自用戶的用于拍攝圖像的命令而開始。
在步驟S1中，在數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)100中的圖像感測器件111捕獲RGB信號(原始顏色)。具體上，圖像感測器件111從主體捕獲光學(xué)圖像來作為圖像信號，并且根據(jù)這些圖像信號獲得(產(chǎn)生)RGB信號。
在步驟S2中，Y矩陣單元112和C矩陣單元113將所獲得的RGB信號轉(zhuǎn)換為YCrCb信號。具體上，基于方程(3)-(5)，將RGB信號轉(zhuǎn)換為YCrCb信號。Y矩陣單元112產(chǎn)生Y信號，C矩陣單元113產(chǎn)生Cr和Cb信號，即C信號。
在步驟S3中，灰度校正單元114從Y矩陣單元112獲得亮度信號Y，并且對于亮度信號Y執(zhí)行所述灰度調(diào)整。即，對于亮度信號執(zhí)行諸如暈光蒙片(unsharp mask)之類的各種過濾處理，以改善圖像的銳度(sharpness)。因?yàn)榘凑誜YZ彩色系統(tǒng)的Y值與按照YCrCb彩色系統(tǒng)的值相同，因此此時(shí)的Y’值是作為按照XYZ彩色系統(tǒng)的Y信號的信號Y’。
在步驟S4中，灰度校正單元114向色差校正單元115輸出信號Y’(按照XYZ彩色系統(tǒng)的Y信號)，它是來自在步驟S3的灰度調(diào)整的結(jié)果。
在步驟S5中，色差校正單元115按照方程(7)執(zhí)行計(jì)算以將具有原始顏色并且由Y矩陣單元112和C矩陣單元113在步驟S2中的處理中產(chǎn)生的YCrCb信號轉(zhuǎn)換為按照XYZ彩色系統(tǒng)的信號
XYZ=1.14310.51370.31751001.1770-0.03361.0982×YCrCb---(7)]]>在步驟S6中，色差校正單元115按照芒塞耳彩色系統(tǒng)來計(jì)算值h1和h2。下面的方程(8)-(23)表示在XYZ彩色系統(tǒng)和按照芒塞耳彩色系統(tǒng)的色調(diào)(H)、色度(C)和值(V)之間的詳細(xì)關(guān)系。方程(10)和(11)分別定義值h1和h2。這些方程被示出在例如公開文獻(xiàn)Makoto Miyahara，KeitoutekiGazou fugouka(系統(tǒng)圖像編碼)(IPC公司，1990年7月31日)，第147-49頁Xc＝1.020X(8)Zc＝0.847Z(9)h1＝F(Xc)-F(Y)(10)h2＝F(Zc)-F(Y)(11)h3＝F(Y) (12)在此，通過下面的方程(13)和(14)來定義函數(shù)F(A)，其中A是Xc、Y或ZcF(A)＝11.6A1/3-1.6 (13)A＝Xc，Y，Zc (14)通過方程(15)-(19)來表示坐標(biāo)軸S1和S2與值M1到M3。θ滿足方程(20)M1＝h1(15)M2＝0.4×h2 (16)M3＝0.23h3(17)S1＝(8.88+0.966cos(θ))×M1 (18)S2＝(8.025+2.558sin(θ))×M2 (19)θ＝tan-1(M2/M1) (20)按照芒塞爾彩色系統(tǒng)的H、C和V被方程(2)到(23)在坐標(biāo)軸S1和S2上定義H＝tan-1(S2/S1) (21)C＝(S12/S22)-1/2(22)V＝M3 (23)
當(dāng)確定分別由上述的方程(10)和(11)獲得的值h1和h2時(shí)，唯一地確定色調(diào)(H)和色度(C)。如下所述這很清楚由過方程(21)和(22)所示的S1和S2來定義色調(diào)(H)和色度(C)，由通過方程(18)和(19)所示的θ、M1和M2來定義S1和S2，由通過方程(20)所示的M1和M2來定義θ，由通過方程(15)和(16)所示的h1和h2來定義M1和M2。在此，值h1和h2本身不等于色調(diào)(H)和色度(C)。
在此，按照芒塞爾彩色系統(tǒng)，假定由HVC(色調(diào)、值和色度)來指示原始顏色(在灰度轉(zhuǎn)換之前的顏色)，并且由H’V’C’來指示在灰度轉(zhuǎn)換后的顏色。在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換色差信號以便保留色調(diào)H和色度C。即，轉(zhuǎn)換色差信號以便H’＝H并且C’＝C。
為了獲得其中保留色調(diào)H和色度C的灰度轉(zhuǎn)換，在灰度轉(zhuǎn)換后的顏色需要是其中僅僅值V被改變而不改變色調(diào)H和色度C的顏色。但是，從實(shí)際角度來看，還沒有在芒塞爾彩色系統(tǒng)和其他彩色系統(tǒng)(除了XYZ彩色系統(tǒng)之外的彩色系統(tǒng))之間找到用于獲得足夠的精度的進(jìn)行相互顏色轉(zhuǎn)換的變換方程，所述其他彩色系統(tǒng)例如RGB、YUV、YPbPr和YCrCb彩色系統(tǒng)，都被用于許多圖像處理裝置中，諸如攝像機(jī)和電視接收器。因此，如上所述，使用在芒塞爾彩色系統(tǒng)和XYZ彩色系統(tǒng)之間的變換方程(8)-(23)。
于是，在本實(shí)施例中，在灰度轉(zhuǎn)換后的HV’C(按照芒塞爾彩色系統(tǒng)的顏色，其中，僅僅將按照芒塞爾彩色系統(tǒng)的原始HVC中的V替換為V’)被轉(zhuǎn)換為按照XYZ彩色系統(tǒng)的值(以下描述為X’Y’Z’)，以便獲得其中色調(diào)和色度被保留并且僅僅值是不同的顏色。
在步驟S7，色差校正單元115基于按照YCrCb彩色系統(tǒng)的值Y，并且基于由色差校正單元115在步驟S6中的處理而計(jì)算的值h1和h2，計(jì)算按照XYZ彩色系統(tǒng)的X’和Z’(Y’已經(jīng)在步驟S3和S4中的處理中被獲得)，所述按照YCrCb彩色系統(tǒng)的值Y被灰度校正單元114在步驟S3的處理中執(zhí)行灰度調(diào)整，即值Y’，它是在灰度調(diào)整后的按照XYZ彩色系統(tǒng)的Y信號。
具體上，使用下面的方程(24)-(29)來得到X’Y’Z’。根據(jù)方程(13)得到方程(24)A＝((F(A)+1.6)/11.6)3(24)然后，根據(jù)方程(10)獲得F(Xc’)，并且定義在方程(25)中的XX。
F(Xc’)＝h1+F(Y’)＝XX (25)
在步驟S6中的處理中獲得在方程(25)中的值h1。通過將Y’(已經(jīng)在步驟S3中的處理中獲得的Y’的值)替代在方程(13)中的A來獲得F(Y’)的值。因此，可以根據(jù)方程(25)獲得XX。
通過將Xc’替代在方程(24)中的A并且然后應(yīng)用方程(25)來獲得方程(26)。然后，通過將在方程(25)中的XX帶入方程(26)中來計(jì)算Xc’Xc’＝((XX+1.6)/11.6)3(26)然后，根據(jù)方程(8)來獲得方程(27)，并且通過將在方程(26)中獲得的Xc’帶入方程(27)來獲得X’X’＝Xc’/1.020(27)通過與X’類似的計(jì)算來計(jì)算Z’。首先根據(jù)方程(13)導(dǎo)出方程(24)。然后，根據(jù)方程(11)來獲得F(Zc’)，并且限定方程(28)中的YYF(Zc’)＝h2+F(Y’)＝Y(jié)Y (28)在此，在步驟S6中的處理中獲得在方程(28)中的值h2。通過將Y’替代在方程(13)中的A來獲得F(Y’)的值(已經(jīng)在步驟S3中的處理中獲得了Y’的值)。因此，可以根據(jù)方程(28)獲得YY。
通過將Zc’替代在方程(24)中的A、然后應(yīng)用方程(28)來獲得方程(29)，并且計(jì)算Zc’Zc’＝((YY+1.6)/11.6)3(29)然后，根據(jù)方程(9)來獲得方程(30)，并且可以通過將在方程(29)中獲得的Zc’帶入方程(30)來獲得Z’Z’＝Zc’/0.847(30)在上述的處理中，按照XYZ彩色系統(tǒng)來表達(dá)按照芒塞爾彩色系統(tǒng)——其中不改變色調(diào)H和色度C而僅僅改變值V——的在灰度調(diào)整后的顏色，即獲得顏色X’Y’Z’。
在步驟S7的處理后，在步驟S8，色差校正單元115根據(jù)在灰度轉(zhuǎn)換后的X’Y’Z’，計(jì)算在原始顏色的彩色空間中的顏色(X’和Z’是由色差校正單元115在步驟S7中計(jì)算的值，Y’是由灰度校正單元114在步驟S3中產(chǎn)生的值)。具體上，色差校正單元115將X’Y’Z’替換在方程(2)中的XYZ，將所獲得的RGB值帶入方程(3)中以產(chǎn)生信號Y，將信號Y和R帶入方程(4)以產(chǎn)生Cr，并且將信號Y和B帶入方程(5)以產(chǎn)生Cb。
在步驟S9中，灰度校正單元114和色差校正單元115在隨后的階段向所述處理單元輸出相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果來作為灰度調(diào)整的結(jié)果(輸出為原始顏色的彩色空間)，并且完成進(jìn)程。在這種情況下，輸出YCrCb信號。在這些輸出的YCrCb信號中，保留色調(diào)(H)和色度(C)。
在上述的情況下，在步驟S6中計(jì)算值h1和h2?；蛘?，可以計(jì)算色調(diào)H和色度C本身。但是，值h1和h2的計(jì)算比色調(diào)H和色度C的計(jì)算簡單。
圖10和11圖解了對于按照YCrCb彩色系統(tǒng)的信號Y(亮度分量)執(zhí)行圖9所示的灰度調(diào)整處理的結(jié)果。圖10圖解了通過對于圖8所示的多個(gè)方框(被分配了編號的方框)中的一個(gè)特定方框的灰度調(diào)整而降低亮度的情況。
在圖10中，橫坐標(biāo)表示C(色度，它是基于上述的方程(6)計(jì)算的色差信號的值)，并且縱坐標(biāo)表示Y(按照YCrCb彩色系統(tǒng)的亮度分量)或芒塞爾V值(按照芒塞爾彩色系統(tǒng)的值)。在附圖中，Cycrcb表示在執(zhí)行灰度調(diào)整處理以便保持Y/C比率不變的情況下的校正值(以下這個(gè)校正技術(shù)被稱為“不變YC比率(constant-YC-ratio)”技術(shù))，并且Chvc表示在執(zhí)行灰度調(diào)整處理以便原始顏色的色調(diào)(H)和色度(C)被保留并且僅僅改變值的情況下的校正值(以下，這種校正技術(shù)被稱為“不變芒塞爾HC(constant-Munsell-HC)”技術(shù)，用于保持芒塞爾色調(diào)和色度不變)。
如圖10所示，當(dāng)Y/C比率不變時(shí)，用于指示顏色的方框沿著直線22移動(dòng)。例如，當(dāng)方框11的顏色的亮度被降低以便保持Y/C比率不變時(shí)，方框11沿著直線22移動(dòng)到方框13的位置。
另一方面，當(dāng)芒塞爾H和C值不變時(shí)，用于指示顏色的方框沿著具有向圖的右方凸出的形狀的曲線21(具有正微分特征)移動(dòng)。例如，當(dāng)方框11的顏色的亮度被降低到方框13的亮度水平以便保持芒塞爾H和C值不變時(shí)，方框11沿著曲線21移動(dòng)到方框12的位置。如圖10所示，當(dāng)通過灰度調(diào)整來降低亮度值(Y或芒塞爾V值)時(shí)，在同一亮度的色度(方框13的色度Cycrcb和方框12的色度Chvc)取值使得Cycrcb＜Chvc。即，當(dāng)通過灰度調(diào)整來降低亮度信號電平時(shí)，色度Chvc大于色度Cycrcb，色度Chvc是在芒塞爾H和C值不變情況下的校正值，色度Cycrcb是在Y/C比率不變情況下的校正值。因此，可以防止色度(C)比所需要的降低得更多，并且可以防止顏色看起來暗。
對應(yīng)于圖10，圖11圖解了通過對于在圖8中所示的方框(被分配了編號的方框)中的一個(gè)特定方框進(jìn)行灰度調(diào)整而提高亮度的情況。
在圖11中，橫坐標(biāo)指示C(色度，它是根據(jù)上述的方程(6)計(jì)算的色差信號的值)，縱坐標(biāo)指示Y(按照YCrCb彩色系統(tǒng)的亮度分量)或芒塞爾值(按照芒塞爾彩色系統(tǒng)的值)。在圖中，Cycrcb指示在執(zhí)行處理以便保持Y/C比率不變的情況下的校正值，Chvc表示在執(zhí)行處理以便保持芒塞爾H和C值不變的情況下的校正值。
如圖11所示，當(dāng)Y/C比率不變時(shí)，指示顏色的方框沿著直線42移動(dòng)。例如，當(dāng)方框31的顏色的亮度被提高以便保持Y/C比率不變時(shí)，方框31沿著直線42移動(dòng)到方框33的位置。另一方面，當(dāng)芒塞爾H和C值不變時(shí)，指示顏色的方框沿著具有向圖的右方凸出的形狀的曲線41(具有正微分特征)移動(dòng)。例如，當(dāng)方框31的顏色的亮度被提高到方框33的亮度水平以便保持芒塞爾H和C值不變時(shí)，方框31沿著曲線41移動(dòng)到方框32的位置。
如圖11所示，當(dāng)通過灰度調(diào)整來提高亮度值(Y或芒塞爾V值)時(shí)，在同一亮度的色度(方框33的色度Cycrcb和方框32的色度Chvc)取值使得Cycrcb＞Chvc。即，當(dāng)通過灰度調(diào)整來提高亮度信號電平時(shí)，色度Chvc小于色度Cycrcb，所述色度Chvc是在芒塞爾H和C值不變的情況下的校正值，所述色度Cycrcb是在Y/C比率不變的情況下的校正值。因此，可以防止色度C的飽和。
現(xiàn)在參照圖12和13來比較彩色空間(彩色系統(tǒng))。圖12是圖解在亮度(值)不變情況下的芒塞爾彩色系統(tǒng)的彩色立體的一部分的視圖。圖13是圖解在亮度(值)不變情況下的YCrCb彩色系統(tǒng)的彩色立體的一部分的視圖。
在圖12和13中，通過角度來表示色調(diào)(H)，通過半徑來表示色度(C)。在圖12中，橫坐標(biāo)表示S1(在方程(18)中計(jì)算的值)，縱坐標(biāo)表示S2(在方程(19)中計(jì)算的值)。在圖13中，橫坐標(biāo)表示Cb(按照YCrCb彩色系統(tǒng)的Cb)，縱坐標(biāo)表示Cr(按照YCrCb彩色系統(tǒng)的Cr)。S1和S2分別對應(yīng)于Cb和Cr。
在圖12和13中，“×”、“Δ”、“□”和“○”分別表示C＝2、C＝4、C＝6和C＝8的情況。在關(guān)于圖12的方程(22)中計(jì)算C的值，并且在關(guān)于圖13的方程(6)中計(jì)算C的值。
在圖12中，在色調(diào)的任何值(與中心的角度)，從中心到表示C＝2、C＝4、C＝6或C＝8的每種情況的位置的距離大致不變。即，這些位置大致位于同心圓的圓周上(在軸S1和S2上的同心圓的圓周上)。相反，在圖13中，從中心到表示C＝2、C＝4、C＝6或C＝8的每種情況的位置的距離根據(jù)色調(diào)的值(與中心的角度)而不同，并且這些位置不位于同心圓的圓周上。即，發(fā)生失真。因此，因?yàn)樵诎凑誝CrCb彩色系統(tǒng)的顏色中的色差信號的校正(使用不變的Y/C比率的校正)中發(fā)生失真，如圖13所示，顏色的外觀在校正后改變。相反，因?yàn)樵诿⑷麪柌噬到y(tǒng)中的色差信號的校正(使用不變芒塞爾H和C值的校正)中發(fā)生很少的失真，因此如圖12所示，顯然可以獲得可靠的再現(xiàn)。
在上述的情況中，對于Y信號(亮度分量)執(zhí)行灰度處理?；蛘撸梢詫τ赩信號(按照HVC彩色系統(tǒng)的V)執(zhí)行灰度處理。
現(xiàn)在參照圖14中的流程圖來說明其中對于按照HVC彩色系統(tǒng)的信號V(值分量)執(zhí)行灰度處理的灰度調(diào)整進(jìn)程。這個(gè)進(jìn)程響應(yīng)于來自用戶的用于拍攝圖像的命令而開始。圖15圖解了執(zhí)行在圖14中的處理的數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)100的結(jié)構(gòu)。數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)100的基本結(jié)構(gòu)與圖1所示的基本相同，但是Y矩陣單元112和C矩陣單元113不是必需的。
在步驟S51中，在數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)100中的圖像感測器件111從主體捕獲光學(xué)圖像來作為圖像信號，并且根據(jù)這些圖像信號獲得RGB信號(原始顏色)。
在步驟S52中，色差校正單元115檢索在步驟S51中的處理中獲得的原始顏色的RGB信號，并且按照方程(1)進(jìn)行計(jì)算來將原始顏色的RGB信號轉(zhuǎn)換為按照XYZ彩色系統(tǒng)的信號。
在步驟S53中，基于在步驟S52中的處理中計(jì)算的Y(按照XYZ彩色系統(tǒng)的Y)，色差校正單元115通過將Y替換在下面的方程(32)中的a并且然后向方程(31)應(yīng)用方程(32)來計(jì)算V。色差校正單元115向灰度校正單元114輸出所計(jì)算的V(按照HVC彩色系統(tǒng)的V)V＝0.23×f(Y)(31)f(a)＝11.6×a1/3-1.6(32)而且，色差校正單元115計(jì)算由如上所述的方程(10)和(11)表示的值h1和h2。
在步驟S54中，灰度校正單元114獲得由色差校正單元115在步驟S53的處理中計(jì)算并且被輸入到灰度校正單元114的V(按照HVC彩色系統(tǒng)的V)，并且執(zhí)行值信號V的灰度調(diào)整。
在步驟S55中，灰度校正單元114將作為灰度調(diào)整的結(jié)果(在步驟S54的處理中的灰度調(diào)整的結(jié)果)的值信號V’轉(zhuǎn)換為信號Y’，它是按照XYZ彩色系統(tǒng)的Y信號。具體上，根據(jù)方程(33)和(34)導(dǎo)出Y’Y’＝finv(V’/0.23)(33)finv(a)＝((a+1.6)/11.6)3(34)在步驟S56中，灰度校正單元114向色差校正單元115輸出在步驟S55中的處理中計(jì)算的信號Y’。
如上在圖9所示的進(jìn)程中所述，當(dāng)由HVC(色調(diào)、值和色度)來指示原始顏色(在灰度轉(zhuǎn)換之前的顏色)并且通過H’V’C’來指示在灰度轉(zhuǎn)換后的顏色時(shí)，即使在灰度轉(zhuǎn)換后也保留色調(diào)H和色度C。即，H’＝H和C’＝C。
在步驟S57中，色差校正單元115獲得在步驟S53中的處理中計(jì)算的值h1和h2和作為在灰度調(diào)整后的按照XYZ彩色系統(tǒng)的Y信號并且在步驟S55的處理中被產(chǎn)生的Y’，并且使用如上所述的方程(24)-(29)來計(jì)算按照XYZ彩色系統(tǒng)的X’和Z’。所述說明與上述的說明相同，因此被省略。
在步驟S58中，色差校正單元115根據(jù)在灰度轉(zhuǎn)換后的X’Y’Z’來計(jì)算按照原始顏色的彩色系統(tǒng)的顏色(X’和Z’是由色差校正單元115在步驟S57中被計(jì)算的，Y’是由灰度校正單元114在步驟S56中被計(jì)算的)。在這種情況下，因?yàn)樗鲈碱伾赗GB彩色系統(tǒng)，因此按照X’Y’Z’彩色系統(tǒng)的顏色被轉(zhuǎn)換為按照RGB彩色系統(tǒng)的顏色。具體上，通過將X’Y’Z’替代在方程(2)中的XYZ來計(jì)算RGB值。
在步驟S59中，色差校正單元115輸出作為灰度調(diào)整的結(jié)果的相應(yīng)計(jì)算結(jié)果(輸出它們作為按照RGB彩色系統(tǒng)的顏色)，并且處理結(jié)束。在這種情況下，輸出RGB信號。在這些輸出的RGB信號中，保留色調(diào)(H)和色度(C)。當(dāng)然，按照X’Y’Z’彩色系統(tǒng)的顏色可以被輸出來取代RGB信號。
如上所述，本發(fā)明適用于對按照HVC彩色系統(tǒng)的信號V(值分量)執(zhí)行灰度調(diào)整處理的情況。即，即使在對按照HVC彩色系統(tǒng)的信號V(值分量)執(zhí)行灰度調(diào)整的情況下，也可以保留色調(diào)(H)和色度(C)。
當(dāng)如上所述執(zhí)行灰度調(diào)整時(shí)，可以通過調(diào)整色差信號來保留色調(diào)(colortone)以便保持按照芒塞爾彩色系統(tǒng)的H和C(色調(diào)和色度)不變。
而且，當(dāng)通過灰度調(diào)整來降低亮度信號水平時(shí)，可以防止色度比所需要的降低得更多，并且可以防止顏色看起來暗。
而且，在色差信號電平大并且亮度信號電平小的情況下，當(dāng)通過灰度調(diào)整來提高亮度信號電平時(shí)，可以防止色差信號的飽和。
而且，當(dāng)執(zhí)行灰度調(diào)整時(shí)，調(diào)整色差信號以便保持按照芒塞爾彩色系統(tǒng)的HC(色調(diào)和色度)不變。于是，可以再現(xiàn)其中保留與人的情緒匹配的按照芒塞爾彩色系統(tǒng)的色調(diào)和色度的顏色。
本發(fā)明可以不僅應(yīng)用到數(shù)字照相機(jī)/攝像機(jī)，而且被應(yīng)用到其他的用于處理圖像信號的圖像處理裝置，諸如電視接收機(jī)、打印機(jī)、掃描器、傳真機(jī)和復(fù)印機(jī)。在這種情況下，原始顏色的彩色系統(tǒng)被適當(dāng)?shù)靥鎿Q為在相應(yīng)的圖像處理裝置中使用的那些。
而且，因?yàn)榭梢栽诶鐖D像編輯工具(例如Phtoshop(商標(biāo)))中中使用其中芒塞爾H和C值不變的算法，因此本發(fā)明可以被應(yīng)用到這樣的工具。
可以使用硬件或軟件來執(zhí)行上述的處理系列。在這種情況下，通過圖16所示的個(gè)人計(jì)算機(jī)300來執(zhí)行上述的處理。
在圖16中，中央處理單元(CPU)301按照在只讀存儲(chǔ)器(ROM)302中存儲(chǔ)的程序或從存儲(chǔ)單元308向隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)303安裝的程序來執(zhí)行各種類型的處理。RAM 303也在必要時(shí)存儲(chǔ)例如CPU 301執(zhí)行各種處理所需要的數(shù)據(jù)。
CPU 301、ROM 302和RAM 303通過內(nèi)部總線304彼此連接。I/O(輸入/輸出)接口305連接到內(nèi)部總線304。
下面的部件連接到I/O接口305輸入單元306，它包括例如鍵盤和鼠標(biāo)；顯示器，它包括例如陰極射線管(CRT)或液晶顯示器(LCD)；輸出單元307，它包括例如揚(yáng)聲器；存儲(chǔ)單元308，它包括例如硬盤；通信單元309，它包括例如調(diào)制解調(diào)器和終端適配器。通信單元309通過各種類型的網(wǎng)絡(luò)來執(zhí)行通信處理。所述網(wǎng)絡(luò)包括例如電話線路和CATV。
驅(qū)動(dòng)器310也在必要時(shí)連接到I/O接口305，并且在必要時(shí)安裝包括例如磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的可移動(dòng)介質(zhì)321。從可移動(dòng)介質(zhì)321讀取的計(jì)算機(jī)程序在必要時(shí)被安裝在存儲(chǔ)單元308中。
當(dāng)使用軟件來執(zhí)行處理系列時(shí)，從例如網(wǎng)絡(luò)或記錄介質(zhì)安裝構(gòu)成所述軟件的程序，所述記錄介質(zhì)在例如計(jì)算機(jī)中，所述計(jì)算機(jī)被包括在專用硬件或通用個(gè)人計(jì)算機(jī)中，專用硬件或通用個(gè)人計(jì)算機(jī)可以通過其中安裝的各種程序來執(zhí)行各種功能。
如圖16所示，記錄介質(zhì)由封裝介質(zhì)構(gòu)成，它從計(jì)算機(jī)被獨(dú)立地分發(fā)到用戶，用于提供程序，并且它包括其上記錄了所述程序的可移動(dòng)介質(zhì)。所述記錄介質(zhì)也由ROM 302、包括存儲(chǔ)單元308的硬盤等構(gòu)成，通過將它們提前包括在器件的主體中來向用戶分發(fā)它們，并且其上記錄了所述程序。
在此，用于描述計(jì)算機(jī)程序的步驟可以包括如上所述以時(shí)間順序執(zhí)行的處理或不以時(shí)間順序而是并行或獨(dú)立地被執(zhí)行的處理。
產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用按照本發(fā)明的第一方面，當(dāng)執(zhí)行灰度調(diào)整時(shí)，可以再現(xiàn)其中保留了匹配人的情緒的、按照芒塞爾彩色系統(tǒng)的色調(diào)和色度的顏色。特別是，與其中Y/C比率不變的公知處理不同，當(dāng)通過灰度調(diào)整來降低亮度信號電平時(shí)，可以防止色度比所需要的降低得更多，并且可以防止顏色看起來暗。而且，在色差信號電平大并且亮度信號電平小的情況中，當(dāng)通過灰度調(diào)整來提高亮度信號電平時(shí)，可以防止色差信號的飽和。
按照本發(fā)明的第二方面，當(dāng)進(jìn)行灰度調(diào)整時(shí)，可以再現(xiàn)其中保留了匹配人的情緒的、按照芒塞爾彩色系統(tǒng)的色調(diào)和色度的顏色。特別是，與其中Y/C比率不變的公知處理不同，當(dāng)通過灰度調(diào)整來降低亮度信號電平時(shí)，可以防止色度比所需要的降低得更多，并且可以防止顏色看起來暗。而且，在色差信號電平大并且亮度信號電平小的情況中，當(dāng)通過灰度調(diào)整來提高亮度信號電平時(shí)，可以防止色差信號的飽和。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置，用于調(diào)整圖像信號的灰度，包括灰度校正部件，用于通過校正按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素中的第一元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值，所述第一元素的值由輸入圖像信號限定；第一計(jì)算部件，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由所述輸入圖像信號限定；第二計(jì)算部件，用于基于由所述第一計(jì)算部件計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算由按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值；以及第三計(jì)算部件，用于基于按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四元素的值和由所述第二計(jì)算部件計(jì)算并且由按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值。
2.按照權(quán)利要求1的圖像處理裝置，其中，按照所述第一彩色系統(tǒng)的第一元素是與亮度或值相關(guān)聯(lián)的元素。
3.按照權(quán)利要求1的圖像處理裝置，其中，按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素分別是與色調(diào)和色度有關(guān)的元素。
4.按照權(quán)利要求3的圖像處理裝置，其中，所述第二彩色系統(tǒng)是XYZ彩色系統(tǒng)，第三彩色系統(tǒng)是芒賽耳顏色系統(tǒng)。
5.按照權(quán)利要求4的圖像處理裝置，其中，所述第一彩色系統(tǒng)是YCrCb彩色系統(tǒng)。
6.按照權(quán)利要求1的圖像處理裝置，還包括第四計(jì)算部件，用于基于按照圖像信號的彩色系統(tǒng)的獨(dú)立元素，計(jì)算按照所述第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素。
7.一種圖像處理方法，用于調(diào)整圖像信號的灰度，包括灰度校正步驟，用于通過校正按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素中的第一元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值，所述第一元素的值由輸入圖像信號限定；第一計(jì)算步驟，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由所述輸入圖像信號限定；第二計(jì)算步驟，用于基于在所述第一計(jì)算步驟中計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算由按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值；以及第三計(jì)算步驟，用于基于按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四元素的值和在所述第二計(jì)算步驟計(jì)算并且由按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值。
8.一種程序，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于調(diào)整圖像信號的灰度的圖像處理方法，所述圖像處理方法包括灰度校正步驟，用于通過校正在按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素中的第一元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值，所述第一元素的值由輸入圖像信號限定；第一計(jì)算步驟，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由所述輸入圖像信號限定；第二計(jì)算步驟，用于基于在所述第一計(jì)算步驟中計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算由按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值；以及第三計(jì)算步驟，用于基于按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四元素的值和在所述第二計(jì)算步驟計(jì)算并且由按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值。
9.一種圖像處理裝置，用于調(diào)整圖像信號的灰度，包括第一計(jì)算部件，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由輸入圖像信號限定；第二計(jì)算部件，用于基于由所述第一計(jì)算部件計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算由按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第八元素的值和第七和第九元素限定的值；灰度校正部件，用于通過校正由第二計(jì)算部件計(jì)算的第八元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值；第三計(jì)算部件，用于根據(jù)由所述灰度校正部件產(chǎn)生的校正值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值；第四計(jì)算部件，用于基于由所述第三計(jì)算部件所計(jì)算的按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值和由所述第二計(jì)算部件計(jì)算并且由所述第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素。
10.按照權(quán)利要求9的圖像處理裝置，其中，按照第三彩色系統(tǒng)的第八元素是與值相關(guān)聯(lián)的元素。
11.按照權(quán)利要求9的圖像處理裝置，其中，按照所述第三彩色系統(tǒng)的第七和第九元素分別是與色調(diào)和色度有關(guān)的元素。
12.按照權(quán)利要求11的圖像處理裝置，其中，所述第二彩色系統(tǒng)是XYZ彩色系統(tǒng)，第三彩色系統(tǒng)是芒賽爾顏色系統(tǒng)。
13.按照權(quán)利要求12的圖像處理裝置，其中，所述第一彩色系統(tǒng)是RGB彩色系統(tǒng)。
14.一種圖像處理方法，用于調(diào)整圖像信號的灰度，包括第一計(jì)算步驟，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由輸入圖像信號限定；第二計(jì)算步驟，用于基于在所述第一計(jì)算步驟中計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第八元素的值和由第七和第九元素限定的值；灰度校正步驟，用于通過校正在所述第二計(jì)算步驟中計(jì)算的第八元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值；第三計(jì)算步驟，用于根據(jù)在所述灰度校正步驟中產(chǎn)生的校正值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值；第四計(jì)算步驟，用于基于在第三計(jì)算步驟中計(jì)算的、按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值和在所述第二計(jì)算步驟中計(jì)算并且由所述第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素。
15.一種程序，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于調(diào)整圖像信號的灰度的圖像處理方法，所述圖像處理方法包括第一計(jì)算步驟，用于基于按照第一彩色系統(tǒng)的第一到第三元素的值，計(jì)算按照第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素的值，所述第一到第三元素的值由輸入圖像信號限定；第二計(jì)算步驟，用于基于在所述第一計(jì)算步驟中計(jì)算的第四到第六元素的值，計(jì)算按照由第七到第九元素表示的第三彩色系統(tǒng)的第八元素的值和第七和第九元素限定的值；灰度校正步驟，用于通過校正在所述第二計(jì)算步驟中計(jì)算的第八元素的值的灰度來產(chǎn)生校正值；第三計(jì)算步驟，用于根據(jù)在所述灰度校正步驟中產(chǎn)生的校正值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值；第四計(jì)算步驟，用于基于在第三計(jì)算步驟中計(jì)算的按照所述第二彩色系統(tǒng)的第五元素的值和在所述第二計(jì)算步驟中計(jì)算并且由所述第七和第九元素限定的值，計(jì)算按照所述第二彩色系統(tǒng)的第四到第六元素。
全文摘要
一種圖像處理器件、方法和程序，其即使通過灰度轉(zhuǎn)換來改變亮度信號電平也保留色調(diào)，由此再現(xiàn)圖像。Y矩陣部(112)和C矩陣部(113)將從成像器件(111)獲得的原始顏色轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號?；叶刃Ｕ?114)進(jìn)行亮度信號Y的灰度調(diào)整以將亮度信號Y轉(zhuǎn)換為亮度信號Y’并輸出亮度信號Y’。而且，灰度校正部(114)將所述亮度信號轉(zhuǎn)換為信號Y’來作為XYZ色度制的Y信號，并且向色差校正部(115)輸出信號Y’。色差校正部(115)分別計(jì)算對應(yīng)于芒塞爾系統(tǒng)的色調(diào)H和色度C的h1和h2，并且還根據(jù)作為XYZ色度制中的灰度調(diào)整后的Y信號的信號Y’來計(jì)算XYZ色度制中的X’和Z’，以便存儲(chǔ)灰度校正后的h1和h2。本發(fā)明可被用于進(jìn)行數(shù)字圖像處理的產(chǎn)品。
文檔編號H04N1/46GK1754189SQ200380109860
公開日2006年3月29日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月19日
發(fā)明者小森陽子 申請人:索尼株式會(huì)社