專利名稱：歸一化方法、多維插值方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種歸一化(normalization)方法、多維插值方法及設備。
背景技術：
輸入和輸出裝置之間的顏色再現(xiàn)近年來，普遍將掃描器、攝像機等作為輸入裝置。此外，普遍將使用噴墨系統(tǒng)、染料熱升華(sublimation)系統(tǒng)、電子照像系統(tǒng)等的各種彩色打印機作為輸出裝置。通常，這些彩色輸入和輸出裝置分別具有特有的色空間。因為該原因，即使當將由任意掃描器掃描的彩色圖像按原樣傳送到彩色打印機，并由彩色打印機打印時，打印的彩色圖像的顏色極少與由掃描器掃描的原稿彩色圖像的顏色匹配。
為了針對彩色圖像等解決這種與裝置之間的顏色再現(xiàn)性有關的問題，需要用于將輸入裝置的色空間變換為輸出裝置的色空間的處理(下文中稱為“色空間變換”)。為達到該目的，通常輸入和輸出裝置都包含色空間變換功能，從而提高輸入和輸出裝置之間的顏色再現(xiàn)性能。
應當指出，色空間變換表示一系列完整的圖像處理，例如輸入γ(伽馬)校正、亮度濃度變換、遮蔽(masking)、黑生成(blackgeneration)、UCR、輸出γ校正等，或者在某些情況下僅為這些處理中的一部分。
作為色空間變換方法，同時參考輸入裝置的三種顏色的數(shù)字圖像信號，并將其變換為輸出裝置的三種或者四種顏色的數(shù)字圖像信號。
輸入裝置的三種顏色表示例如紅、藍和綠(下文中簡稱為“RGB”)。輸出裝置的三種顏色表示例如青、品紅和黃(下文中簡稱為“CMY”)。輸出裝置的四種顏色表示例如青、品紅、黃和黑(下文中簡稱為“CMYK”)。在電子照像系統(tǒng)的復印機的情況下，由于打印機的引擎特性隨著運行時間的流逝而變化，因此需要定期的校準。由于該原因，在這種情況下，也需要從輸出裝置的四種顏色(例如“CMYK”)變換為輸出裝置的四種顏色(例如“CMYK”)。
色空間變換方法概述作為實現(xiàn)色空間變換的方法，可以使用將變換結(jié)果以查找表(下文中簡稱為“LUT”)形式存儲在存儲器中、并響應輸入數(shù)字圖像信號從該LUT輸出變換結(jié)果的方法。
使用LUT的色空間變換方法經(jīng)常一起使用插值計算以減小LUT的存儲器的大小。使用三維插值計算來實現(xiàn)三色的輸入數(shù)字圖像信號的色空間變換。此外，使用四維插值計算來實現(xiàn)四色的輸入數(shù)字圖像信號的色空間變換。
下面說明使用三維查找表(下文中簡稱為3D-LUT)和三維插值計算二者的三色輸入數(shù)字圖像信號的色空間變換。
色空間變換方法的詳細內(nèi)容圖12示出使用3D-LUT通過三維插值計算實現(xiàn)色空間變換的功能框圖。使用這些功能塊，對輸入數(shù)字圖像信號(R，G，B)1205可以得到插值1235。
在獲得插值1235時，數(shù)據(jù)分割單元1210將輸入數(shù)字圖像信號(R，G，B)1205分割為高位信號1215和低位信號1218。將三個數(shù)字圖像信號的高位信號1215作為色空間的整數(shù)坐標intg_coord，從而選擇在三維插值計算中使用的單位立體(unit solid)。
圖13的附圖標記“a”示出由限定值通過沿各軸方向分割三維輸入的色空間(RGB空間)所得到的單位立體。在圖13的附圖標記“a”中，著色部分表示由高位信號1215選擇的單位立體，在三維插值計算中使用該單位立體。
應當指出，在圖12中的3D-LUT 1220中預存與圖13的附圖標記“b”表示的單位立體的各頂點(RD0～RD7)相對應的色空間變換后的數(shù)據(jù)。下文中將這些數(shù)據(jù)稱為參考值RD 1225(圖12所示)。
當從3D-LUT 1220讀出與選擇的單位立體的各頂點相對應的參考值RD 1225時，將參考值RD 1225輸入到插值計算單元1230。
另一方面，將三個數(shù)字圖像信號的低位信號1218作為色空間的小數(shù)坐標(小數(shù)部分的坐標)frac_coord，并用來計算三維插值計算的加權系數(shù)(插值系數(shù))g。在圖12所示的功能塊中將小數(shù)坐標frac_coord自身用作加權系數(shù)(插值系數(shù))g。
插值計算單元1230通過參考值RD 1225和加權系數(shù)(插值系數(shù))g的插值計算(在大多數(shù)情況下為積和計算)來計算插值X 1235作為圖12中的功能框的輸出。立方體插值計算情況下的插值計算公式如下(參見圖13的附圖標記“b”)。
fi小數(shù)坐標frac_coord[i](i輸入軸編號)Si區(qū)間寬度(相鄰參考點RD之間的間隔)Gi加權系數(shù)(插值系數(shù))gi=fiSi]]>t0＝RD0+(RD1-RD0)×g0t1＝RD2+(RD3-RD2)×g0t2＝t0+(t1-t0)×g1t3＝RD4+(RD5-RD4)×g0t4＝RD6+(RD7-RD6)×g0t5＝t3+(t4-t3)×g1
X＝t2+(t5-t2)×g2整數(shù)坐標、小數(shù)坐標和加權系數(shù)計算方法概述作為從高位信號1215計算色空間的整數(shù)坐標intg_coord的方法和從低位信號1218計算小數(shù)坐標frac_coord和加權系數(shù)(插值系數(shù))g的方法，大致有兩種不同的現(xiàn)有技術。這兩種現(xiàn)有技術之間的不同之處在于在圖13的附圖標記“a”所示的色空間的各軸(R，G，B)上存在的參考值RD 1225由2M個點((2的M次冪)點)或者2M+1個點((2的M次冪+1)點)定義。
參考值RD 1225由2M個點定義的情況稱為現(xiàn)有技術1，參考值RD 1225由2M+1個點定義的情況稱為現(xiàn)有技術2，下面說明這兩種現(xiàn)有技術。為了簡單起見，下面以線性插值計算為例代替三維插值計算，如圖14中的附圖標記“a”和“b”所示。由于以下說明針對N維插值計算的輸入軸中的每一個進行，因此對線性插值計算的說明就足夠了。
使用現(xiàn)有技術1的計算方法(當參考值由2M個點定義時)下面使用圖14中的附圖標記“a”說明現(xiàn)有技術1?，F(xiàn)有技術1的優(yōu)點在于，由于沿軸分配2M個點的參考值RD，因此在LUT中存儲的參考值RD的總數(shù)為2的冪的值。
通常，將LUT實現(xiàn)為存儲器。首先，由于當項數(shù)為2的冪的值時，存儲器變?yōu)樽钣行实碾娐罚虼丝梢匀菀椎匦纬涩F(xiàn)有技術1的LUT的硬件，從而提供現(xiàn)有技術1的優(yōu)點。相反地，現(xiàn)有技術1具有以下缺點。
當由輸入色調(diào)P[位]表示輸入數(shù)字圖像信號(R，G，B)1205中的每一個時，輸入色調(diào)P具有0～2P-1的色調(diào)范圍和最大色調(diào)位2P-1。圖14中的附圖標記“a”所示的輸入數(shù)字圖像信號data_in表示與輸入數(shù)字圖像信號(R，G，B)1205的一個軸相對應的輸入數(shù)字圖像信號。
在現(xiàn)有技術1中，由于沿軸以幾乎相等間隔在色調(diào)0～2P-1上分配2M個點的參考值，因此形成相鄰的參考值RD之間的2M-1個間隔(下文中稱為區(qū)間)。一個區(qū)間的長度(區(qū)間寬度S)為最大色調(diào)2P-1除以區(qū)間數(shù)2M-1所得到的值。
從圖14中的附圖標記“a”可以理解，如果在邊界值2S和3S之間存在輸入數(shù)字圖像信號data_in，如圖14的附圖標記“a”所示，則線性插值計算所需的參考點為RD[2S]和RD[3S]。
這時，色空間的整數(shù)坐標intg_coord為邊界值2S，色空間的小數(shù)坐標frac_coord為從輸入數(shù)字圖像信號data_in中減去邊界值2S所得到的值(即上述除法的余數(shù))。
使用現(xiàn)有技術1的方法，由于區(qū)間數(shù)2M-1總為奇數(shù)值，因此不能通過簡單的位操作來計算色空間的整數(shù)坐標intg_coord。因此，在現(xiàn)有技術1中，通常，輸入數(shù)字圖像信號data_in除以區(qū)間寬度S，除法結(jié)果的商用作色空間的整數(shù)坐標intg_coord，除法結(jié)果的余數(shù)用作色空間的小數(shù)坐標frac_coord。
為達到該目的，現(xiàn)有技術1需要除法器來計算插值計算所需的色空間的整數(shù)坐標intg_coord和小數(shù)坐標frac_coord。
此外，根據(jù)輸入數(shù)字圖像信號data_in的位深度P[位]和每一個軸的參考值RD的數(shù)量2M的組合，引起圖15所示的問題。
更具體地，當最大色調(diào)2P-1可以被區(qū)間數(shù)2M-1除盡(余數(shù)＝“0”)時，全部區(qū)間具有相等的區(qū)間寬度S。然而，當最大色調(diào)2P-1不能被區(qū)間數(shù)2M-1除盡時，像圖15中的陰影線區(qū)間一樣形成具有與其他區(qū)間不同的區(qū)間寬度S的區(qū)間。由于該原因，必須在例如寄存器等的存儲裝置中預存各區(qū)間的邊界值和區(qū)間寬度，并且必須將輸入數(shù)字圖像信號data_in與全部邊界值進行比較以基于其比較結(jié)果來計算色空間的整數(shù)坐標intg_coord。其結(jié)果是，隨著每一個軸的參考值數(shù)量的增加，該與邊界值進行比較的處理產(chǎn)生較重的計算負荷。
使用現(xiàn)有技術2的計算方法(當參考值由2M+1個點定義時)下面使用圖14中的附圖標記“b”說明現(xiàn)有技術2?，F(xiàn)有技術2的優(yōu)點在于不像上述現(xiàn)有技術1一樣需要除法器來計算插值計算所需的色空間的整數(shù)坐標intg_coord和小數(shù)坐標frac_coord。另一個優(yōu)點在于不需要進行輸入數(shù)字圖像信號data_in與全部邊界值的比較處理。
如圖14中的附圖標記“b”所示，在現(xiàn)有技術2中，沿軸在色調(diào)0～2P-1上以相等的間隔分配2M+1個點的參考值RD。由于該原因，相鄰的參考值RD之間的間隔(區(qū)間)數(shù)為2M。不可避免的，一個區(qū)間的長度(區(qū)間寬度S)為最大色調(diào)2P-1除以區(qū)間數(shù)2M所得到的值。然而，可以通過將輸入數(shù)字圖像信號右移M位的計算來計算色空間的整數(shù)坐標intg_coord。這時，色空間的小數(shù)坐標frac_coord為輸入數(shù)字圖像信號的低M位。
應當指出，在現(xiàn)有技術2中必須小心計算色空間的小數(shù)坐標frac_coord。由于最大色調(diào)不是2P而是2P-1，因此第一(“1”)～第“2M-1”個區(qū)間具有2P-M的區(qū)間寬度S。此外，小數(shù)坐標frac_coord的色調(diào)數(shù)變?yōu)?M個色調(diào)。然而，最后第“2M”個區(qū)間的區(qū)間寬度S變?yōu)?PM-1，小數(shù)坐標frac_coord的色調(diào)數(shù)變?yōu)?M-1。
因為該原因，必須將最后第“2M”個區(qū)間的小數(shù)坐標frac_coord通過乘以2P-M/(2P-M-1)而調(diào)整為其他區(qū)間。
在現(xiàn)有技術2中，由于沿軸分配2M+1個點的參考值RD，因此在LUT中存儲的參考值RD的總數(shù)不是2的冪的值。因為該原因，不像現(xiàn)有技術1，當由存儲器構成LUT時，LUT不是有效率的電路。
在N維插值設備中，由于LUT的電路規(guī)模隨著輸入數(shù)字圖像信號的維數(shù)N的增加而指數(shù)增加，因此各軸所需的參考值RD的總數(shù)優(yōu)選盡可能小。現(xiàn)有技術1的參考值RD的總數(shù)為(2M)N，而現(xiàn)有技術2的參考值RD的總數(shù)為(2M+1)N。因為該原因，現(xiàn)有技術2需要比現(xiàn)有技術1大的LUT的電路規(guī)模。此外，現(xiàn)有技術1需要除法器來代替現(xiàn)有技術2中的簡單的移位計算。然而，在3或者4維插值電路中，由存儲器構成的LUT的電路規(guī)模占用整個設備的電路規(guī)模的大部分。因為該原因，雖然計算內(nèi)容復雜，但現(xiàn)有技術1具有較小的電路規(guī)模。
如上所述，現(xiàn)有技術1和2具有相反的優(yōu)點和缺點。因為該原因，當要減小LUT的電路規(guī)模時，由現(xiàn)有技術1來實現(xiàn)多維插值設備。當要簡化計算處理時，由現(xiàn)有技術2來實現(xiàn)多維插值設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有小的電路規(guī)模和輕的計算處理的歸一化方法、多維插值方法及設備。
本發(fā)明的另一目的是提供一種歸一化方法，用于將由二進制計數(shù)法表示的P位輸入數(shù)字信號歸一化為2M-1個色調(diào)(hue)(0＜M≤P)，包括如下步驟重復連接輸入數(shù)字信號的高M位直至達到P位；將作為連接步驟的連接結(jié)果而得到的連接信號與輸入數(shù)字信號進行比較；以及根據(jù)比較步驟的比較結(jié)果，將高M位表示的值或者從高M位表示的值中減去1所得到的值確定為歸一化值。
本發(fā)明的另一目的是提供一種多維插值方法，其在多維插值設備中使用，通過將具有P位輸入色調(diào)并由二進制計數(shù)法表示的輸入數(shù)字圖像信號量化為2M-1個色調(diào)來進行色空間變換的多維插值計算(0＜M≤P)，包括如下步驟重復連接輸入數(shù)字圖像信號的高M位直至達到P位；將作為連接步驟的連接結(jié)果而得到的連接信號與輸入數(shù)字圖像信號進行比較；以及根據(jù)比較步驟的比較結(jié)果，將高M位表示的值或者從高M位表示的值中減去1所得到的值確定為量化值。
本發(fā)明的又一目的是提供一種歸一化方法，用于將由二進制計數(shù)法表示的P位輸入數(shù)字信號歸一化為2M-1個色調(diào)(0＜M≤P)，包括如下步驟重復L次連接輸入數(shù)字信號的高M位直至超過P位，其中L為整數(shù)；將輸入數(shù)字信號的高M×L-P位連接到輸入數(shù)字信號的最低有效位(least significant bit，LSB)；比較兩個連接步驟的連接結(jié)果；以及根據(jù)比較步驟的比較結(jié)果，將高M位表示的值或者從高M位表示的值中減去1所得到的值確定為歸一化值。
本發(fā)明的又一目的是提供一種多維插值方法，其在多維插值設備中使用，通過將具有P位輸入色調(diào)并由二進制計數(shù)法表示的輸入數(shù)字圖像信號量化為2M-1個色調(diào)來進行色空間變換的多維插值計算(0＜M≤P)，包括如下步驟重復L次連接輸入數(shù)字圖像信號的高M位直至超過P位，其中L為整數(shù)；將輸入數(shù)字圖像信號的高M×L-P位連接到輸入數(shù)字圖像信號的LSB；比較兩個連接步驟的連接結(jié)果；以及根據(jù)比較步驟的比較結(jié)果，將高M位表示的值或者從高M位表示的值中減去1所得到的值確定為量化值。
本發(fā)明的另一目的是提供一種歸一化設備，用于將由二進制計數(shù)法表示的P位輸入數(shù)字信號歸一化為2M-1個色調(diào)(0＜M≤P)，包括連接單元，用于重復連接輸入數(shù)字信號的高M位直至達到P位；比較單元，用于將作為連接單元的連接結(jié)果而得到的連接信號與輸入數(shù)字信號進行比較；以及歸一化值確定單元，用于根據(jù)比較單元的比較結(jié)果，將高M位表示的值或者從高M位表示的值中減去1所得到的值確定為歸一化值。
本發(fā)明的另一目的是提供一種多維插值設備，通過將具有P位輸入色調(diào)并由二進制計數(shù)法表示的輸入數(shù)字圖像信號量化為2M-1個色調(diào)來進行色空間變換的多維插值計算(0＜M≤P)，包括連接單元，用于重復連接輸入數(shù)字圖像信號的高M位直至達到P位；比較單元，用于將作為連接單元的連接結(jié)果而得到的連接信號與輸入數(shù)字圖像信號進行比較；以及量化值確定單元，用于根據(jù)比較單元的比較結(jié)果，將高M位表示的值或者從高M位表示的值中減去1所得到的值確定為量化值。
本發(fā)明的另一目的是提供一種歸一化設備，用于將由二進制計數(shù)法表示的P位輸入數(shù)字信號歸一化為2M-1個色調(diào)(0＜M≤P)，包括第一連接單元，用于重復L次連接輸入數(shù)字信號的高M位直至超過P位，其中L為整數(shù)；第二連接單元，用于將輸入數(shù)字信號的高M×L-P位連接到輸入數(shù)字信號的LSB；比較單元，用于比較第一連接單元和第二連接單元的連接結(jié)果；以及歸一化值確定單元，用于根據(jù)比較單元的比較結(jié)果，將高M位表示的值或者從高M位表示的值中減去1所得到的值確定為歸一化值。
本發(fā)明的另一目的是提供一種多維插值設備，通過將具有P位輸入色調(diào)并由二進制計數(shù)法表示的輸入數(shù)字圖像信號量化為2M-1個色調(diào)來進行色空間變換的多維插值計算(0＜M≤P)，包括第一連接單元，用于重復L次連接輸入數(shù)字圖像信號的高M位直至超過P位，其中L為整數(shù)；第二連接單元，用于將輸入數(shù)字圖像信號的高M×L-P位連接到輸入數(shù)字圖像信號的LSB；比較單元，用于比較第一連接單元和第二連接單元的連接結(jié)果；以及量化值確定單元，用于根據(jù)比較單元的比較結(jié)果，將高M位表示的值或者從高M位表示的值中減去1所得到的值確定為量化值。
從以下對典型實施例的說明(參考附圖)，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


包含在說明書中并構成說明書的一部分的

本發(fā)明的實施例，并且與說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。
圖1是示出彩色復印機的整體配置的例子的框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的多維插值設備的電路配置的框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的多維插值設備的數(shù)據(jù)分割單元和加權系數(shù)計算單元的處理的流程圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的多維插值設備中的“準備”處理的說明性視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的多維插值設備中的“分類”處理的流程圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的多維插值設備中的“分類”處理的說明性視圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的多維插值設備中的“準備”處理的說明性視圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的多維插值設備中的“分類”處理的流程圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的多維插值設備中的“分類”處理的說明性視圖；圖10是示出當各軸的參考點的數(shù)量不同時的歸一化的說明性視圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的多維插值設備的數(shù)據(jù)分割單元和加權系數(shù)計算單元的電路例子的框圖；圖12是示出用于使用3D-LUT進行三維插值計算的功能塊的框圖；圖13是示出三維輸入的色空間(RGB空間)沿各軸方向除以有限值(limited value)而得到的單位立體的視圖，以及示出選擇的單位立體的視圖；圖14是現(xiàn)有技術1和2的多維插值設備的說明性視圖；
圖15示出現(xiàn)有技術1的區(qū)間寬度；以及圖16是根據(jù)另一個實施例的紋理圖的說明性視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
第一實施例彩色復印機的配置本發(fā)明不限于彩色復印機。然而，作為例子，下面說明本發(fā)明用于彩色復印機的情況。圖1示出包括根據(jù)本發(fā)明實施例的多維插值設備的彩色復印機的整體配置的例子。圖像掃描單元120包括CCD傳感器124、模擬信號處理器126等。由CCD傳感器124將經(jīng)由透鏡122在CCD傳感器124上形成的原稿100的圖像變換為R、G和B模擬電信號。
將變換后的圖像信號輸入到模擬信號處理器126，對R、G和B各顏色進行校正等，然后進行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。將數(shù)字全色信號(下文中稱為數(shù)字圖像信號)輸入到圖像處理單元130。
圖像處理單元130對數(shù)字圖像信號施加輸入γ(伽馬)校正、色空間變換、濃度校正和畫面處理，并將處理后的數(shù)字圖像信號輸出到打印機單元140。打印機單元140包括包含激光器等的曝光控制器(未示出)、圖像形成單元(未示出)、轉(zhuǎn)印薄片輸送控制器(未示出)等，并基于輸入數(shù)字圖像信號將圖像記錄在轉(zhuǎn)印薄片上。
CPU電路單元110包括用于運算控制的CPU 112、存儲永久性數(shù)據(jù)和程序的ROM 114、用來臨時存儲數(shù)據(jù)和加載程序的RAM116等。CPU電路單元110通過控制圖像掃描單元120、圖像處理單元130、打印機單元140等來系統(tǒng)地控制彩色復印機的序列。外部存儲裝置118是例如盤等的介質(zhì)，其存儲彩色復印機使用的參數(shù)和程序。可以將數(shù)據(jù)、程序等從外部存儲裝置118加載到RAM 116上。
在前述彩色復印機中，作為圖像處理單元130的一個功能，實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的多維插值設備，該多維插值設備進行色空間變換。應當指出，本發(fā)明的多維插值設備將輸入裝置的色空間變換為輸出裝置的色空間，但是其可以進行全部類型的輸入和輸出裝置的色空間變換。下面使用圖2詳細說明多維插值設備的電路配置和處理流程。
多維插值設備的電路配置和全部處理流程圖2是用于說明根據(jù)本實施例的多維插值設備的電路配置和處理流程的框圖。根據(jù)本實施例的多維插值設備對N維輸入數(shù)字圖像信號進行插值計算，輸出新的信號作為插值。
將數(shù)字圖像信號205輸入到多維插值設備200。數(shù)字圖像信號205是N維信號。數(shù)據(jù)分割單元210將數(shù)字圖像信號205分割為整數(shù)坐標信號212和小數(shù)坐標信號214。由于數(shù)字圖像信號205是N維信號，因此數(shù)據(jù)分割后的整數(shù)坐標信號212和小數(shù)坐標信號214二者均包含N個信號。
通常，根據(jù)在插值計算中使用的單位立體的數(shù)量確定每一個整數(shù)坐標信號212的位深度。例如，如果N維空間的任意軸有2M-1個單位立體，則對應于該軸的整數(shù)坐標信號212的位深度為M位。
此外，通常，由從相應的數(shù)字圖像信號205的位深度中減去相應的整數(shù)坐標信號212的位深度所得到的剩余位深度來表示每一個小數(shù)坐標信號214。然而，在本實施例中，如稍后的說明，將小數(shù)坐標信號214的位深度擴展到預定內(nèi)部計算精度。因為該原因，從數(shù)據(jù)分割單元210輸出的每一個小數(shù)坐標信號214的位深度變?yōu)榈扔趦?nèi)部計算精度W位。
參考坐標選擇單元220確定從多維LUT 260讀出插值計算所需的參考值信號252所需的坐標，并將該坐標作為參考坐標信號222輸出。同樣地，加權系數(shù)計算單元240基于小數(shù)坐標信號214計算加權系數(shù)(插值系數(shù))信號242，并將其輸出到插值計算單元270。
應當指出，稍后說明從小數(shù)坐標信號214計算加權系數(shù)(插值系數(shù))242的方法。
參考值讀取單元250使用參考坐標信號222從多維LUT 260讀出所需數(shù)量的參考值，將其作為參考值信號252輸出。
由多個子存儲器來實現(xiàn)多維LUT 260。參考值讀取單元250將與子存儲器的數(shù)量相同的地址信號254輸出到副存儲器對其進行存取，并從子存儲器接收數(shù)據(jù)信號262。插值計算單元270接收所需數(shù)量的參考值信號252和加權系數(shù)(插值系數(shù))信號242，進行預定插值計算(例如方程(1))，輸出一個輸出信號275(插值后的值)。
圖3是示出根據(jù)本實施例的多維插值設備的數(shù)據(jù)分割單元210和加權系數(shù)計算單元240的處理流程的流程圖。圖3中的“準備”處理(步驟S302)和“分類”處理(步驟S303)是用于計算插值計算所需的色空間的整數(shù)坐標intg_coord和小數(shù)坐標frac_coord的處理。
圖3中的“校正”處理(步驟S304)是用于通過歸一化小數(shù)坐標frac_coord來計算加權系數(shù)(插值系數(shù))g的處理。
從圖3的流程圖明顯可以看出，與輸入數(shù)字圖像信號的維數(shù)(N次)相對應地進行一系列處理，即“準備”處理(步驟S302)、“分類”處理(步驟S303)和“校正”處理(步驟S304)(步驟S301和S305)。
用硬件實現(xiàn)時，通過安裝與上述一系列處理同樣多的硬件組(N組)，可以容易地實現(xiàn)并行處理，本發(fā)明的方法可以容易地擴展到N維插值設備。下面詳細說明上述一系列處理。
圖4的401是示出“準備”處理(步驟S302)的第一詳細處理內(nèi)容的說明性視圖。在圖4中，“[i]”表示N維輸入數(shù)字圖像信號的第i個信號。
提取具有P位輸入色調(diào)的輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的高M位，將其定義為重復信號rpb[i](圖4的401中的處理A)。
將M位的重復信號rpb[i]重復連接L次(L為整數(shù))，直到達到P位。這時，通過將重復信號rpb[i]重復L次形成的信號為L×M位。如果該信號大于P位，則切掉L×M-P位。將以這種方式產(chǎn)生的信號定義為比較信號boundary[i](圖4的401中的處理B)。
此外，將與處理B相同的處理施加到通過從重復信號rpb[i]中僅減去1所得到的信號，將產(chǎn)生的信號定義為比較信號boundary_m[i](圖4的401中的處理B ′)。
此外，將與處理B相同的處理施加到通過對重復信號rpb[i]僅加上1所得到的信號，將產(chǎn)生的信號定義為比較信號boundary_p[i](圖4的401中的處理B″)。
圖4的402示出在各處理中代入實際數(shù)值的例子。當參考值的數(shù)量為23(2的三次冪)時，提取輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的高三位。在這種情況下，輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的位深度為10位，必須重復四次連接以超過該位深度。因此，當提取的高3位是“011”時，通過將這些位連接四次得到的信號為“011 011 011011”。
在該連接信號中，由于低2位是多余的，因此將其去除，比較信號boundary[i]由“011 011 011 0”表示。由于通過從重復信號rpb[i]中僅減去1所得到的信號為“010”，因此信號boundary_m[i]由“010 010 010 0”表示。此外，由于通過對重復信號rpb[i]僅加上1所得到的信號為“100”，因此信號boundary_p[i]由“100 100100 1”表示。
下面使用圖5說明“分類”處理(步驟S303)的第一詳細處理內(nèi)容。應當指出，圖6的附圖標記“a”和“b”是用于說明“分類”處理(步驟S303)的概述的視圖。
在計算色空間的整數(shù)坐標intg_coord[i]和小數(shù)坐標frac_coord[i]時，使用在“準備”處理(步驟S302)中計算的重復信號rpb[i]、rpb[i]-1和rpb[i]+1與比較信號boundary[i]、boundary_m[i]和boundary_p[i]，以及輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]。
圖6的附圖標記“a”和“b”中從左至右的箭頭表示與圖14的附圖標記“a”和“b”相同的輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的幅值，隨著箭頭從左向右移動，輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]變大。圖6的附圖標記“a”和“b”中的每一個示出三個量化值“rpb[i]-1”、“rpb[i]”和“rpb[i]+1”，在這些量化值之間夾有兩個區(qū)間。
與這些量化值相對應的邊界值為比較信號boundary[i]、boundary_m[i]和boundary_p[i]。如果輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]等于或者大于boundary[i](在步驟S501→步驟S502中的“否”的情況下)，則該流程前進到步驟S504。其結(jié)果是，如圖6的附圖標記“a”所示，色空間的整數(shù)坐標intg_coord[i]為rpb[i]。
然后，從輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]中減去比較信號boundary[i]所得到的值變?yōu)樯臻g的小數(shù)坐標frac_coord[i]。從比較信號boundary_p[i]中減去比較信號boundary[i]所得到的值為區(qū)間寬度section[i]。
相反，如果輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]小于boundary[i](在步驟S501→步驟S502中的“是”的情況下)，則該流程前進到步驟S503。其結(jié)果是，如圖6的附圖標記“b”所示，色空間的整數(shù)坐標intg_coord[i]為“rpb[i]-1”。
然后，色空間的小數(shù)坐標frac_coora[i]是從輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]中減去boundary_m[i]所得到的值。此外，從比較信號boundary[i]中減去比較信號boundary_m[i]所得到的值為區(qū)間寬度section[i]。
如上所述，根據(jù)采用本實施例的處理的多維插值設備，在計算色空間的整數(shù)坐標intg_coord和小數(shù)坐標frac_coord時，不需要使用除法器或者余數(shù)計算器。
即使當最大色調(diào)2P-1不能被區(qū)間數(shù)2M-1除盡時(當像圖15中的陰影區(qū)間一樣形成區(qū)間寬度S與其他區(qū)間不同的區(qū)間時)，在該多維插值設備中不需要進行現(xiàn)有技術1的如下處理用于預先存儲各區(qū)間的邊界值和區(qū)間寬度的處理，將輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]與全部邊界值進行比較，并基于其比較結(jié)果計算色空間的整數(shù)坐標intg_coord[i]。
最后，由加權系數(shù)計算單元240在“校正”處理(步驟S304)中將小數(shù)坐標frac_coord[i]除以區(qū)間寬度section[i]，將商定義為加權系數(shù)(插值系數(shù))g。
第二實施例在圖5所示的處理中，存在具有兩種不同的區(qū)間寬度(boundary_p[i]-boundary[i]和boundary[i]-boundary_m[i])的狀況。因此，在計算加權系數(shù)(插值系數(shù))g時，小數(shù)坐標frac_coord[i]必須在“校正”處理(步驟S304)中除以區(qū)間寬度section[i]。即，為了處理任意的P位輸入色調(diào)和任意的M，加權系數(shù)計算單元240必須包含除法器。
然而，當最大色調(diào)2P-1能被區(qū)間數(shù)2M-1除盡時，區(qū)間寬度section[i]具有獨立于區(qū)間的相同值。因此，可以通過使用近似表達式來避免需要除法器。因此，下面說明使用近似表達式的方案。
圖7的701示出“準備”處理(步驟S302)的第二詳細處理內(nèi)容。提取具有P位輸入色調(diào)的輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的高M位，并將其定義為重復信號rpb[i](圖7的701中的處理A)。
將M位的重復信號rpb[i]重復連接L次(L為整數(shù))，直到連接結(jié)果等于或者大于P位。這時，將重復信號rpb[i]重復L次而形成的信號為L×M位(使bw[i]為該位深度)。
將以這種方式產(chǎn)生的信號定義為比較信號boundary[i](圖7的701中的處理B)。與圖4的處理不同，即使當將重復信號rpb[i]重復連接L次而產(chǎn)生的L×M位的信號大于P位時，也不切掉L×M-P位。
接下來，與在圖7的701中的處理B一樣，將表示“1”的M位信號(僅LSB為“1”的M位信號)重復連接相同的次數(shù)(L次)，因此產(chǎn)生L×M位的區(qū)間寬度信號section[i](圖7的701中的處理C)。
最后，將輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]擴展L×M-P位以具有與比較信號boundary[i]的位深度相同的位深度。
提取輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的高L×M-P位，將其連接到輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的LSB，從而產(chǎn)生信號ex_data[i](圖7的701中的處理D)。
圖7的702示出在各處理中代入實際數(shù)值的例子。當參考值的數(shù)量為23(2的三次冪)時，提取輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的高三位。在這種情況下，必須重復四次連接以超過輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的10位的位深度。即，當提取的高3位為“011”時，將這些位連接四次得到的信號為“011 011 011 011”，將其用作比較信號boundary[i]。
將表示“1”的3位的值“001”類似地重復連接四次產(chǎn)生“001001 001 001”，將其用作區(qū)間寬度信號section[i]。
輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的位深度比比較信號boundary[i]的位深度小2位。為了補償這些位，將輸入數(shù)字圖像信號data_in[i]的高2位的值“01”連接到其LSB側(cè)以產(chǎn)生12位的擴展輸入數(shù)字圖像信號ex_data[i]。
下面使用圖8說明“分類”處理(步驟S303)的第二詳細處理內(nèi)容。應當指出，圖9的附圖標記“a”和“b”是用于說明“分類”處理(步驟S303)的處理的視圖。在計算色空間的整數(shù)坐標intg_coord[i]和小數(shù)坐標frac_coord[i]時，使用在“準備”處理(步驟S302)中計算的重復信號rpb[i]、比較信號boundary[i]、區(qū)間寬度信號section[i]和擴展輸入數(shù)字圖像信號ex_data[i]。
圖9的附圖標記“a”和“b”中的每一個示出三個量化值“rpb[i]-1”、“rpb[i]”和“rpb[i]+1”，在這些量化值之間夾有兩個區(qū)間。與圖6的附圖標記“a”和“b”相同，對應于這些量化值的邊界值為比較信號boundary[i]、boundary_m[i]和boundary_p[i]。
如果擴展輸入數(shù)字圖像信號ex_data[i]等于或者大于boundary[i](在步驟S801→步驟S802中的“否”的情況下)，則該流程前進到步驟S804。其結(jié)果是，如圖9的附圖標記“a”所示，色空間的整數(shù)坐標intg_coora[i]為rpb[i]。從擴展輸入數(shù)字圖像信號ex_data[i]中減去比較信號boundary[i]所得到的值(圖8中的“tmp”)用作色空間的小數(shù)坐標frac_coord[i]。
相反，如果擴展輸入數(shù)字圖像信號ex_data[i]小于boundary[i](在步驟S801→步驟S802中的“是”的情況下)，則該流程前進到步驟S803。其結(jié)果是，如圖9的附圖標記“b”所示，色空間的整數(shù)坐標intg_coord[i]為“rpb[i]-1”的值。這時，可以通過從區(qū)間寬度section[i]中減去從擴展輸入數(shù)字圖像信號ex_data[i]中減去boundary[i]所得到的值(圖8中的“tmp”)的絕對值來計算色空間的小數(shù)坐標frac_coord[i]。
這時，由于比較信號boundary[i]是M位的整數(shù)倍，因此最大色調(diào)2M×L-1總是能被區(qū)間數(shù)2M-1除盡，區(qū)間寬度section[i]為獨立于區(qū)間的相同的值，即，由值M確定的固定值。因此，與圖4所示的處理不同，可以避免需要計算“rpb[i]-1”和“rpb[i]+1”的邊界值(boundary_m[i]和boundary_p[i])。
從上述說明可以看出，根據(jù)采用本實施例的處理的多維插值設備，在計算色空間的整數(shù)坐標intg_coord和小數(shù)坐標frac_coord時，不需要使用除法器和余數(shù)計算器。最大色調(diào)2M×L-1總是能被區(qū)間數(shù)2M-1除盡，不會產(chǎn)生像圖15中的陰影區(qū)間那樣的具有與其他區(qū)間不同的區(qū)間寬度S的區(qū)間。
同樣在該處理中，在“校正”處理(步驟S304)中，小數(shù)坐標frac_coord[i]除以區(qū)間寬度section[i]，可以基于商來計算為加權系數(shù)(插值系數(shù))g。然而，由于區(qū)間寬度section[i]為固定值，因此除法可以進行近似。
下面說明近似情況下的“校正”處理(步驟S304)。
圖10的附圖標記“a”示出三維插值計算中的長方體。當輸入數(shù)字圖像信號R、G和B在其軸上各自具有2MR、2MG和2MB個點的參考值時，參考值的總數(shù)為2(MR+MG+MB)。
這時，圖13的附圖標記“a”所示的單位立體當MR＝MG＝MB時變成立方體，但是當不滿足MR＝MG＝MB時，其變成長方體。在以下說明中，由i表示R、G和B的標識。為了正確地進行插值計算，小數(shù)坐標frac_coord[i]必須除以區(qū)間寬度section[i]以使每一個軸的小數(shù)坐標frac_coord[i]歸一化為值g[i]，如圖10的附圖標記“b”所示。
由于最大色調(diào)基于在“準備”處理(步驟S302)中計算的比較信號的位深度bw[i]為2bw[i]-1，因此區(qū)間寬度section[i]變?yōu)?2bw[i]-1)/(2Mi-1)。如以下方程所述，在方程中將(2bw[i]-1)/(2Mi-1)代入方程的g[i]，并進行展開。當由以下方程說明可以通過移位運算和減法來計算的FTMP時，g[i]計算如下。
bw[i]＝Mi×Lisection[i]=2bw[i]-12Mi-1]]>
FTMP[i]＝(frac_coord[i]＜＜Mi)-frac_coord[i]g[i]=frac_coord[i]section[i]]]>=frac_coord[i]×(1<<Mi)-1(1<<bw[i])-1]]>=FTMP[i](1<<bw[i])-1]]>其中“frac_coord[i]＜＜Mi”表示對frac_coord[i]進行向左移位Mi位的運算。
由于對于各軸比較信號的位深度bw[i]不相同，因此如果他們不統(tǒng)一，則不能進行歸一化。因此，將等于或者大于最大bw[i]的數(shù)值W定義為用于歸一化的位深度，并將各軸的加權系數(shù)(插值系數(shù))g變換為W位的精度。其結(jié)果是，將插值計算的內(nèi)部計算精度指定為W位。
如果bw[i]足夠大，則如以下方程所示，可以實現(xiàn)近似，僅通過移位運算、加法和減法就能實現(xiàn)歸一化計算。
g[i]=FTMP[i](1<<bw[i])-1]]>=FTMP[i]1<<W×1<<W(1<<bw[i])-1]]>=FTMP[i]1<<W×(1<<W)+1(1<<bw[i])-1+1]]>=[FTMP[i]×{1<<W1<<bw[i]+11<<bw[i]}]>>W]]>=[FTMP[i]<<(W-bw[i])+FTMP[i]>>bw[i]]>>W]]>(W≥bw[i])]]>應當指出，在圖12中的插值計算單元1230中的插值計算(例如方程(1))的最后進行上述方程所述的W位的右移位運算處理，從而保證計算精度。因為該原因，本實施例的“校正”處理(步驟S304)的計算內(nèi)容由下式說明
g[i]＝FTMP[i]＜＜(W-bw[i]+FTMP[i]＞＞bw[i](W≥bw[i])圖11示出有關本實施例的數(shù)據(jù)分割單元210和加權系數(shù)計算單元240的硬件實現(xiàn)的電路例子。
在本實施例中，可以通過近似來對任意的P位輸入色調(diào)和任意的M進行多維插值計算，而不使用任何除法器。
如上所述，根據(jù)本實施例，在N維插值計算中參考值RD的總數(shù)變?yōu)?2M)N，可以使用存儲器有效率地進行LUT的硬件實現(xiàn)?？梢酝ㄟ^簡單的移位運算、加法和減法來計算色空間的整數(shù)坐標intg_coord和小數(shù)坐標frac_coord，而不使用任何除法器或者余數(shù)計算器。
此外，可以將任意的P位輸入色調(diào)和任意的M擴展至N維。以這種方式，根據(jù)本實施例，可以提供即使對形成LUT的存儲裝置和用于插值計算的計算裝置也能保證小的電路規(guī)模的多維插值設備。
根據(jù)本實施例的多維插值設備將任意的P位輸入色調(diào)和任意的M的全部邊界值預先存儲在例如寄存器等的存儲裝置中。因為該原因，可以計算整數(shù)坐標intg_coord而不將輸入數(shù)字圖像信號與全部邊界值進行比較。此外，由于將輸入數(shù)字圖像信號擴展至與M的倍數(shù)相對應的位深度，因此可以通過將輸入數(shù)字圖像信號不變地量化為均勻的2M-1個區(qū)間來計算整數(shù)坐標intg_coord。
其他實施例應當指出，本發(fā)明可以應用于要在顯示器的顯示畫面上的矩形區(qū)域A-B(陰影區(qū)域)上顯示具有2的冪的大小的紋理圖像的情況。下面使用圖16來說明本實施例。通常，在圖形系統(tǒng)中，繪制器(renderer)LSI(繪制硬件)從CPU接收點A和B的坐標作為矩形區(qū)域A-B(陰影區(qū)域)的頂點，并通過光柵化產(chǎn)生形成矩形區(qū)域A-B的像素。接下來，從存儲器參考對應于產(chǎn)生的像素的紋理圖像以確定要在顯示器的顯示畫面上顯示的顏色值，從而將該圖像繪制在顯示畫面上。
使用本發(fā)明，可以從存儲器上的紋理圖像容易地讀出要參考的顏色值。首先，如下計算對2P-1的比值Δx和Δy，其中Δx和Δy由P位的值表示Δx＝(Xk-X0)/(X1-X0)×(2P-1)Δy＝(Yk-Y0)/(Y1-Y0)×(2P-1)如圖4所示，提取該數(shù)字信號Δx(Δy)的高M位，將提取的M位重復連接直至達到P位，從而產(chǎn)生P位的比較信號。然后，如圖5所示，將數(shù)字信號Δx(Δy)與比較信號進行比較。當數(shù)字信號Δx(Δy)等于或者大于比較信號時，將提取的M位所表示的值用作歸一化值。當數(shù)字信號Δx(Δy)小于比較信號時，將從提取的M位所表示的值中減去1所得到的值用作歸一化值。
可選擇地，如圖7所示，提取該數(shù)字信號Δx(Δy)的高M位，將提取的M位重復連接L次(L為整數(shù))直至超過P位，從而產(chǎn)生M×L位的比較信號。此外，提取數(shù)字信號Δx(Δy)的高M×L-P位，連接到數(shù)字信號Δx(Δy)的LSB側(cè)，從而將數(shù)字信號Δx(Δy)擴展到M×L位。然后，如圖8所示，將擴展后的數(shù)字信號Δx(Δy)與比較信號進行比較。當擴展后的數(shù)字信號Δx(Δy)等于或者大于比較信號時，將提取的M位所表示的值用作歸一化值。當擴展后的數(shù)字信號Δx(Δy)小于比較信號時，將從提取的M位所表示的值中減去1所得到的值用作歸一化值。
在上述處理中計算的歸一化值代表表示要從紋理圖像參考的顏色值(紋理像素值)的紋理坐標，僅需要根據(jù)歸一化值讀出存儲器中的紋理圖像，并將其繪制在顯示器的顯示畫面上。
如上所述，不僅在色空間變換中，而且為了計算用于參考存儲器上具有2的冪的大小的紋理圖像的歸一化紋理坐標，都可以使用本發(fā)明的歸一化方法。即，根據(jù)本發(fā)明，當在存儲器上存儲的數(shù)據(jù)項的數(shù)量為2的冪時，可以對輸入數(shù)字信號進行歸一化以變換為要從存儲器參考的歸一化項數(shù)，可以參考根據(jù)輸入數(shù)字信號的數(shù)據(jù)。
應當指出，還可以通過向系統(tǒng)或者設備提供記錄有可以實現(xiàn)上述實施例的功能的軟件程序的程序代碼的存儲介質(zhì)來實現(xiàn)本發(fā)明的目的。在這種情況下，當系統(tǒng)或者設備的計算機(或者CPU或者MPU)讀出并執(zhí)行在存儲介質(zhì)中存儲的程序代碼時實現(xiàn)上述實施例的功能。應當指出，在這種情況下，存儲有程序代碼的存儲介質(zhì)構成本發(fā)明。
作為用于提供程序代碼的存儲介質(zhì)，可以使用例如硬盤、光盤、磁光盤、CD-ROM、CD-R、非易失性存儲卡、ROM等。
本發(fā)明不限于當計算機執(zhí)行讀出的程序代碼時實現(xiàn)上述實施例的功能的情況。例如，本發(fā)明還包括如下情況在計算機上運行的OS(操縱系統(tǒng)，operating system)按照程序代碼的指令執(zhí)行部分或者全部實際處理操作來實現(xiàn)上述實施例的功能。
此外，本發(fā)明還包括如下情況將從存儲介質(zhì)讀出的程序代碼寫入插入或者連接到計算機的功能擴展板或者功能擴展單元的存儲器之后，實現(xiàn)上述實施例的功能。即，本發(fā)明還包括如下情況將程序代碼寫入存儲器之后，功能擴展板或者功能擴展單元的CPU等執(zhí)行部分或者全部實際處理操作來實現(xiàn)上述實施例的功能。
雖然參考典型實施例對本發(fā)明進行了說明，但是應當理解，本發(fā)明不限于公開的典型實施例。所附權利要求的范圍要與最寬的解釋相一致以包含全部這樣的變形、等同結(jié)構和功能。
權利要求
1.一種歸一化方法，用于將由二進制計數(shù)法表示的P位輸入數(shù)字信號歸一化為2M-1個色調(diào)，其中0＜M≤P，所述歸一化方法包括如下步驟重復連接所述輸入數(shù)字信號的高M位直至達到P位；將作為連接步驟的連接結(jié)果而得到的連接信號與所述輸入數(shù)字信號進行比較；以及根據(jù)比較步驟的比較結(jié)果，將所述高M位表示的值或者從所述高M位表示的值中減去1所得到的值確定為歸一化值。
2.根據(jù)權利要求1所述的歸一化方法，其特征在于，還包括如下步驟通過重復連接所述歸一化值直至達到P位來產(chǎn)生第二連接信號；以及將從所述輸入數(shù)字信號中減去所述第二連接信號而得到的值確定為多維插值計算的小數(shù)坐標。
3.一種多維插值方法，其在多維插值設備中使用，通過將具有P位輸入色調(diào)并由二進制計數(shù)法表示的輸入數(shù)字圖像信號量化為2M-1個色調(diào)來進行色空間變換的多維插值計算，其中0＜M≤P，所述多維插值方法包括如下步驟重復連接所述輸入數(shù)字圖像信號的高M位直至達到P位；將作為連接步驟的連接結(jié)果而得到的連接信號與所述輸入數(shù)字圖像信號進行比較；以及根據(jù)比較步驟的比較結(jié)果，將所述高M位表示的值或者從所述高M位表示的值中減去1所得到的值確定為量化值。
4.根據(jù)權利要求3所述的多維插值方法，其特征在于，還包括如下步驟通過重復連接所述量化值直至達到P位來產(chǎn)生第二連接信號；以及將從所述輸入數(shù)字圖像信號中減去所述第二連接信號而得到的值確定為多維插值計算的小數(shù)坐標。
5.一種歸一化方法，用于將由二進制計數(shù)法表示的P位輸入數(shù)字信號歸一化為2M-1個色調(diào)，其中0＜M≤P，所述歸一化方法包括如下步驟重復L次連接所述輸入數(shù)字信號的高M位直至超過P位，其中L為整數(shù)；將所述輸入數(shù)字信號的高M×L-P位連接到所述輸入數(shù)字信號的最低有效位；比較兩個連接步驟的連接結(jié)果；以及根據(jù)比較步驟的比較結(jié)果，將所述高M位表示的值或者從所述高M位表示的值中減去1所得到的值確定為歸一化值。
6.根據(jù)權利要求5所述的歸一化方法，其特征在于，還包括如下步驟根據(jù)比較步驟的比較結(jié)果，將兩個連接步驟的連接結(jié)果之間的差、或者從將表示1的M位的值重復連接L次所產(chǎn)生的值中減去兩個連接步驟的連接結(jié)果之間的差所得到的值，確定為多維插值計算的小數(shù)坐標。
7.一種多維插值方法，其在多維插值設備中使用，通過將具有P位輸入色調(diào)并由二進制計數(shù)法表示的輸入數(shù)字圖像信號量化為2M-1個色調(diào)來進行色空間變換的多維插值計算，其中0＜M≤P，所述多維插值方法包括如下步驟重復L次連接所述輸入數(shù)字圖像信號的高M位直至超過P位，其中L為整數(shù)；將所述輸入數(shù)字圖像信號的高M×L-P位連接到所述輸入數(shù)字圖像信號的最低有效位；比較兩個連接步驟的連接結(jié)果；以及根據(jù)比較步驟的比較結(jié)果，將所述高M位表示的值或者從所述高M位表示的值中減去1所得到的值確定為量化值。
8.根據(jù)權利要求7所述的多維插值方法，其特征在于，還包括如下步驟根據(jù)比較步驟的比較結(jié)果，將兩個連接步驟的連接結(jié)果之間的差、或者從將表示1的M位的值重復連接L次所產(chǎn)生的值中減去兩個連接步驟的連接結(jié)果之間的差所得到的值，確定為多維插值計算的小數(shù)坐標。
9.一種歸一化設備，用于將由二進制計數(shù)法表示的P位輸入數(shù)字信號歸一化為2M-1個色調(diào)，其中0＜M≤P，所述歸一化設備包括連接單元，用于重復連接所述輸入數(shù)字信號的高M位直至達到P位；比較單元，用于將作為所述連接單元的連接結(jié)果而得到的連接信號與所述輸入數(shù)字信號進行比較；以及歸一化值確定單元，用于根據(jù)所述比較單元的比較結(jié)果，將所述高M位表示的值或者從所述高M位表示的值中減去1所得到的值確定為歸一化值。
10.根據(jù)權利要求9所述的歸一化設備，其特征在于，還包括產(chǎn)生單元，用于通過重復連接所述歸一化值直至達到P位來產(chǎn)生第二連接信號；以及小數(shù)坐標確定單元，用于將從所述輸入數(shù)字信號中減去所述第二連接信號而得到的值確定為多維插值計算的小數(shù)坐標。
11.一種多維插值設備，通過將具有P位輸入色調(diào)并由二進制計數(shù)法表示的輸入數(shù)字圖像信號量化為2M-1個色調(diào)來進行色空間變換的多維插值計算，其中0＜M≤P，所述多維插值設備包括連接單元，用于重復連接所述輸入數(shù)字圖像信號的高M位直至達到P位；比較單元，用于將作為所述連接單元的連接結(jié)果而得到的連接信號與所述輸入數(shù)字圖像信號進行比較；以及量化值確定單元，用于根據(jù)所述比較單元的比較結(jié)果，將所述高M位表示的值或者從所述高M位表示的值中減去1所得到的值確定為量化值。
12.根據(jù)權利要求11所述的多維插值設備，其特征在于，還包括產(chǎn)生單元，用于通過重復連接所述量化值直至達到P位來產(chǎn)生第二連接信號；以及小數(shù)坐標確定單元，用于將從所述輸入數(shù)字圖像信號中減去所述第二連接信號而得到的值確定為多維插值計算的小數(shù)坐標。
13.一種歸一化設備，用于將由二進制計數(shù)法表示的P位輸入數(shù)字信號歸一化為2M-1個色調(diào)，其中0＜M≤P，所述歸一化設備包括第一連接單元，用于重復L次連接所述輸入數(shù)字信號的高M位直至超過P位，其中L為整數(shù)；第二連接單元，用于將所述輸入數(shù)字信號的高M×L-P位連接到所述輸入數(shù)字信號的最低有效位；比較單元，用于比較所述第一連接單元和所述第二連接單元的連接結(jié)果；以及歸一化值確定單元，用于根據(jù)所述比較單元的比較結(jié)果，將所述高M位表示的值或者從所述高M位表示的值中減去1所得到的值確定為歸一化值。
14.根據(jù)權利要求13所述的歸一化設備，其特征在于，還包括小數(shù)坐標確定單元，用于根據(jù)所述比較單元的比較結(jié)果，將兩個連接單元的連接結(jié)果之間的差、或者從將表示1的M位的值重復連接L次所產(chǎn)生的值中減去兩個連接單元的連接結(jié)果之間的差而得到的值，確定為多維插值計算的小數(shù)坐標。
15.一種多維插值設備，通過將具有P位輸入色調(diào)并由二進制計數(shù)法表示的輸入數(shù)字圖像信號量化為2M-1個色調(diào)來進行色空間變換的多維插值計算，其中0＜M≤P，所述多維插值設備包括第一連接單元，用于重復L次連接所述輸入數(shù)字圖像信號的高M位直至超過P位，其中L為整數(shù)；第二連接單元，用于將所述輸入數(shù)字圖像信號的高M×L-P位連接到所述輸入數(shù)字圖像信號的最低有效位；比較單元，用于比較所述第一連接單元和所述第二連接單元的連接結(jié)果；以及量化值確定單元，用于根據(jù)所述比較單元的比較結(jié)果，將所述高M位表示的值或者從所述高M位表示的值中減去1所得到的值確定為量化值。
16.根據(jù)權利要求15所述的多維插值設備，其特征在于，還包括小數(shù)坐標確定單元，用于根據(jù)所述比較單元的比較結(jié)果，將兩個連接單元的連接結(jié)果之間的差、或者從將表示1的M位的值重復連接L次所產(chǎn)生的值中減去兩個連接單元的連接結(jié)果之間的差所得到的值，確定為多維插值計算的小數(shù)坐標。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種歸一化方法、多維插值方法及設備。在用于將由二進制計數(shù)法表示的P位輸入數(shù)字信號歸一化為文檔編號H04N1/56GK1925552SQ20061012762
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月31日 優(yōu)先權日2005年8月31日
發(fā)明者伊藤忠幸 申請人:佳能株式會社