專利名稱：用于確定色度空間的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于確定包括在圖像信號(hào)中的輸入點(diǎn)(要被確定的點(diǎn))所處的色度空間區(qū)域的方法和裝置。
背景技術(shù)：
各種圖像獲取設(shè)備和圖像再現(xiàn)設(shè)備確定圖像信號(hào)的輸入點(diǎn)所處的色度空間區(qū)域?；诖_定結(jié)果，這些設(shè)備執(zhí)行用于調(diào)節(jié)或轉(zhuǎn)換圖像信號(hào)的顏色相位的圖像處理。希望能夠提高所述確定的效率。
現(xiàn)在參考圖1來討論對(duì)色度空間(Cb-Cr空間)中圖像信號(hào)的顏色相位的確定過程。坐標(biāo)為x，y的輸入點(diǎn)P所屬的Cb-Cr空間中的區(qū)域(A到E之一)被確定，以確定顏色相位。區(qū)域A到E由延伸通過原點(diǎn)0的5條邊界線L1到L5限定。
圖2示出了用于確定輸入點(diǎn)P所屬的色度空間區(qū)域的方法的第一現(xiàn)有技術(shù)示例。首先，計(jì)算在連接輸入點(diǎn)P與原點(diǎn)O的線段和Cb-Cr空間的橫軸(Cb軸)之間形成的角度αP。具體而言，從坐標(biāo)x，y，通過y/x獲得tanαP。于是，從tan-1(y/x)獲得αP。
然后，將角度αP與角度α1到α5進(jìn)行比較，其中α1到α5形成在邊界線L1到L5和橫軸之間。如此可確定輸入點(diǎn)P屬于區(qū)域A到E中的哪一個(gè)。
圖3示出了執(zhí)行上述確定操作的確定裝置的操作。除法器1基于輸入點(diǎn)P的坐標(biāo)x，y來計(jì)算y/x，并將坐標(biāo)x，y提供給計(jì)算部件2。計(jì)算部件2計(jì)算tan-1(y/x)，以獲得在輸入點(diǎn)P和橫軸之間形成的角度αP，并將角度αP提供給比較器3a到2e。
比較器3a到3e將角度αP與角度α1到α5進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果提供給確定器4。
與區(qū)域A到E相對(duì)應(yīng)的區(qū)域代碼被輸入確定器4。基于比較器3a到3e的比較結(jié)果，確定器4輸出與輸入點(diǎn)P所屬的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域代碼。然后，基于從確定器4輸出的區(qū)域代碼，對(duì)輸入點(diǎn)P的顏色相位執(zhí)行預(yù)定的調(diào)整。
現(xiàn)在參考圖4，描述用于確定輸入點(diǎn)P所屬的色度空間區(qū)域的方法的第二現(xiàn)有技術(shù)示例。
首先，計(jì)算輸入點(diǎn)P的坐標(biāo)x，y和限定了區(qū)域A到E的5條邊界線L1到L5中每一條的向量(x1，y1到x5，y5)的外積。例如，關(guān)于邊界線L1的向量x1，y1和輸入點(diǎn)P的坐標(biāo)x，y，(x×y1)-(y×x1)的值被計(jì)算。以相同的方式，關(guān)于向量L2到L5，(x×y2)-(y×x2)、(x×y3)-(y×x3)、(x×y4)-(y×x4)和(x×y5)-(y×x5)的值被計(jì)算。
具有負(fù)值的外積指示輸入點(diǎn)P位于邊界線L1到L5中對(duì)應(yīng)的那一條的右半圓中。具有正值的外積指示輸入點(diǎn)P位于邊界線L1到L5中對(duì)應(yīng)的那一條的左半圓中。根據(jù)5個(gè)外積的值來確定輸入點(diǎn)P所屬的那個(gè)區(qū)域。
圖5示出了第二現(xiàn)有技術(shù)示例中使用的確定裝置的操作。乘法器5a到5j執(zhí)行上述乘法。減法器6a到6e執(zhí)行上述減法，并將結(jié)果提供給比較器7a到7e。
比較器7a到7e比較對(duì)應(yīng)的減法器6a到6e的計(jì)算結(jié)果，并將比較結(jié)果提供給確定器8?；诒容^器7a到7e的比較結(jié)果，確定器8輸出與輸入點(diǎn)P所屬的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域代碼。于是，基于從確定器8輸出的區(qū)域代碼，對(duì)輸入點(diǎn)P的顏色相位的預(yù)定調(diào)整被執(zhí)行。
日本早期公開專利Nos.10-257334和2001-285655描述了利用延伸通過原點(diǎn)的線來限定色度空間區(qū)域和基于區(qū)域來確定顏色相位的操作。日本早期公開專利No.9-247701描述了對(duì)色度空間中限定的每個(gè)區(qū)域執(zhí)行顏色矯正的操作。日本早期公開專利No.11-341507描述了在Cb-Cr空間中的顏色確定和基于確定結(jié)果的顏色信號(hào)矯正處理。

發(fā)明內(nèi)容
在圖2所示的確定方法中，基于輸入點(diǎn)P的坐標(biāo)x，y的除法y/x和對(duì)tan-1(y/x)的計(jì)算都很麻煩。此外，除法器1和計(jì)算部件2的電路規(guī)模很大，安裝有除法器1和計(jì)算部件2消耗很多功率。
在圖4的確定方法中，必須計(jì)算輸入點(diǎn)P的坐標(biāo)x，y和限定了區(qū)域A到E的五條邊界線L1到L5的向量(x1，y1到x5，y5)的外積。此外，乘法器5a到5k必須多次執(zhí)行乘法，其執(zhí)行次數(shù)大于邊界線數(shù)的2倍。當(dāng)區(qū)域數(shù)增加時(shí)，乘法處理量急遽增加，擴(kuò)大了乘法器的電路規(guī)模。這增大了安裝有乘法器的芯片的功耗。
本發(fā)明提供了以很少的計(jì)算來確定色度空間區(qū)域的方法和裝置。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種色度空間區(qū)域確定方法，用于確定輸入點(diǎn)屬于色度空間中的多個(gè)區(qū)域的哪一個(gè)。所述色度空間具有原點(diǎn)、Cb軸和Cr軸，所述區(qū)域由邊界線限定。所述方法包括在所述色度空間中生成延伸通過所述輸入點(diǎn)和所述原點(diǎn)的第一線，以及連接所述Cb軸上的點(diǎn)和所述Cr軸上的點(diǎn)的第二線。該方法還包括將所述第一線與所述第二線相交處的第一交點(diǎn)的坐標(biāo)和所述第二線與所述邊界線相交處的第二交點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較，以確定所述輸入點(diǎn)屬于的區(qū)域。
本發(fā)明的另一方面是一種色度空間區(qū)域確定裝置，用于確定輸入點(diǎn)屬于色度空間中的多個(gè)區(qū)域的哪一個(gè)。所述色度空間具有原點(diǎn)、Cb軸和Cr軸，所述區(qū)域由邊界線限定。所述裝置包括坐標(biāo)計(jì)算單元，用于計(jì)算所述色度空間中延伸通過所述輸入點(diǎn)和所述原點(diǎn)的第一線與連接所述Cb軸上的點(diǎn)和所述Cr軸上的點(diǎn)的第二線的第一交點(diǎn)的坐標(biāo)。確定裝置將所述第一交點(diǎn)的坐標(biāo)與所述第二線和所述邊界線相交處的第二交點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較，以確定所述輸入點(diǎn)屬于的區(qū)域。
從下面的描述中將更清楚本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)，該描述與附圖一起以示例的方式示出了本發(fā)明的原理。


結(jié)合附圖，通過下面對(duì)當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的描述將會(huì)更加清楚本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)。
圖1和2是第一現(xiàn)有技術(shù)示例的區(qū)域確定處理的示例性示意圖；圖3是第一現(xiàn)有技術(shù)示例的區(qū)域確定部分的框圖；圖4是第二現(xiàn)有技術(shù)示例的區(qū)域確定處理的示例性示意圖；圖5是第二現(xiàn)有技術(shù)示例的區(qū)域確定部分的框圖；圖6到9是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的區(qū)域確定處理的示意圖；圖10是示出了優(yōu)選實(shí)施例的區(qū)域確定處理的流程圖；以及圖11是示出了優(yōu)選實(shí)施例的區(qū)域確定裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在討論根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的色度空間區(qū)域確定方法。
在圖6中，連接坐標(biāo)為x，y處的輸入點(diǎn)P和原點(diǎn)O的線L11(第一線)由x·Cr＝y(tǒng)·Cb表示。首先，線L11和由Cb+Cr＝2k(k＝1，2，3……)表示的線L12(第二線)的交點(diǎn)Pp的Cb坐標(biāo)Xp被計(jì)算。Cb坐標(biāo)Xp滿足Xp＝2k×x/(x+y)。
然后，參考圖7，關(guān)于限定了色度區(qū)域中的區(qū)域A到C的邊界線L13和L14，邊界線L13和L14與線L12的交點(diǎn)P1和P2的Cb坐標(biāo)X1和X2被計(jì)算。Cb坐標(biāo)X1和X2是邊界設(shè)置值。
參考圖9，坐標(biāo)X1和X2(邊界設(shè)置值)以及坐標(biāo)Xp被比較，以便確定輸入點(diǎn)P(圖9中的Pa)所屬的區(qū)域。
圖6示出了輸入點(diǎn)P位于色度空間的第一象限的情形。如果輸入點(diǎn)P位于第二到第四象限中的任意一個(gè)象限中，則該象限繞原點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)以覆蓋第一象限，如圖8所示。
更具體而言，當(dāng)坐標(biāo)x，y處的輸入點(diǎn)P位于第二象限時(shí)，該象限旋轉(zhuǎn)到第一象限，并且坐標(biāo)變?yōu)镻(y，-x)。當(dāng)坐標(biāo)x，y處的輸入點(diǎn)P位于第三象限時(shí)，該象限旋轉(zhuǎn)到第一象限，并且坐標(biāo)變?yōu)镻(-x，-y)。當(dāng)坐標(biāo)x，y處的輸入點(diǎn)P位于第三象限時(shí)，該象限旋轉(zhuǎn)到第一象限，并且坐標(biāo)變?yōu)镻(-y，x)。
然后，線L12與連接每個(gè)坐標(biāo)和原點(diǎn)O的線的交點(diǎn)的Cb坐標(biāo)Xp被計(jì)算。關(guān)于第二到第四象限，計(jì)算線L12和分割色度空間的邊界線的Cb坐標(biāo)。然后，將這些Cb坐標(biāo)與Cb坐標(biāo)Xp進(jìn)行比較。
現(xiàn)在參考圖10描述區(qū)域確定方法。輸入點(diǎn)P所屬的象限被確定。在步驟S1和S2，當(dāng)輸入點(diǎn)P屬于第二到第四象限中的任意一個(gè)時(shí)，執(zhí)行象限轉(zhuǎn)換處理，以旋轉(zhuǎn)輸入點(diǎn)P所屬的象限，從而該象限與第一象限重合。
在步驟S3，確定出的象限Z被提供給選擇器11，在步驟S4，計(jì)算象限轉(zhuǎn)換處理后的輸入點(diǎn)Pa的坐標(biāo)xa，ya。然后，在步驟S5和S6，基于輸入點(diǎn)Pa的坐標(biāo)xa，ya來計(jì)算Cb坐標(biāo)Xp。
第一到第四象限的邊界設(shè)置值被輸入選擇器11。第二到第四象限的邊界設(shè)置值被事先轉(zhuǎn)換為與被旋轉(zhuǎn)到第一象限的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的值。在步驟S7，與被輸入選擇器11的象限z相對(duì)應(yīng)的邊界設(shè)置值被選擇，并作為所選象限的邊界設(shè)置值被輸出。
然后，在步驟S8，基于所選擇的邊界設(shè)置值和坐標(biāo)Xp的Cb坐標(biāo)Xp來執(zhí)行區(qū)域確定，在步驟S9，輸出確定結(jié)果。
圖11示出了執(zhí)行上述區(qū)域確定處理的示例。比較器12a將輸入點(diǎn)P的坐標(biāo)x與0進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果提供給選擇器13a到13c。比較器12b將輸入點(diǎn)P的坐標(biāo)y與0進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果提供給選擇器13a到13c。
基于比較器12a和12b的比較結(jié)果，選擇器13a選擇并輸出從輸入點(diǎn)P的坐標(biāo)x，y獲得的x、y、-x和-y之一作為象限旋轉(zhuǎn)處理后的坐標(biāo)xa。
基于比較器12a和12b的比較結(jié)果，選擇器13b選擇并輸出從輸入點(diǎn)P的坐標(biāo)x，y獲得的y、-x、-y和x之一作為象限旋轉(zhuǎn)處理后的坐標(biāo)ya。
比較器12a和12b以及選擇器13a和13b執(zhí)行象限確定處理和象限轉(zhuǎn)換處理。比較器12a和12b充當(dāng)象限確定器。選擇器13a和13b充當(dāng)象限轉(zhuǎn)換器。坐標(biāo)計(jì)算單元包括乘法器14、除法器15、加法器16、比較器12a和12b，以及選擇器13a和13b。
從選擇器13a輸出的坐標(biāo)xa被提供給乘法器14。數(shù)字值k被輸入乘法器14，以設(shè)置2k。乘法器14執(zhí)行計(jì)算2k×xa，并將結(jié)果提供給除法器15。
從選擇器13a輸出的坐標(biāo)xa和從選擇器13b輸出的坐標(biāo)ya被提供給加法器16。加法器16執(zhí)行計(jì)算xa+ya，并將計(jì)算結(jié)果提供給除法器15。除法器15執(zhí)行除法2k×xa/a(xa+ya)，以計(jì)算坐標(biāo)xp，坐標(biāo)xp被提供給比較器17a到17d。
第一到第四象限的邊界設(shè)置值被事先作為被旋轉(zhuǎn)到第一象限時(shí)的象限值輸入選擇器13c。圖11示出了每個(gè)象限都包括由4個(gè)邊界設(shè)置區(qū)域限定的5個(gè)區(qū)域的情形?；诒容^器12a和12b的比較結(jié)果，選擇器13c選擇與輸入點(diǎn)P相對(duì)應(yīng)的象限的邊界設(shè)置值，并將所選的邊界設(shè)置值提供給比較器17a到17d。
比較器17a到17d將坐標(biāo)Xp與所選象限的邊界設(shè)置值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果提供給確定器18。比較器17a到17d以及確定器18充當(dāng)確定裝置。
與5個(gè)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域代碼和比較器12a、12b的比較結(jié)果被輸入到確定器18?；诒容^器12a和12b以及比較器17a到17d的比較結(jié)果，與輸入點(diǎn)P所屬的象限和區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域代碼被輸出。
該優(yōu)選實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)輸入點(diǎn)P所屬的色度空間區(qū)域基于輸入點(diǎn)P的坐標(biāo)x，y被確定。
(2)在區(qū)域確定處理中，坐標(biāo)Xp和坐標(biāo)Xp的邊界設(shè)置值的乘法、加法、除法和比較只被執(zhí)行一次。因此，不需要執(zhí)行例如tan-1這樣的非線性計(jì)算。因此，包括乘法器14、除法器15和加法器16的電路規(guī)模沒有擴(kuò)大。這避免了坐標(biāo)計(jì)算單元的電路面積和功耗增加。
(3)即使區(qū)域數(shù)目增加，也可通過簡(jiǎn)單地增加用于將坐標(biāo)Xp與所選象限的邊界設(shè)置值進(jìn)行比較的比較器數(shù)量來解決這個(gè)問題。因此，避免了比較量和電路規(guī)模的增大。
(4)即使輸入點(diǎn)P位于色度空間的第一到第四象限中的任意一個(gè)中，也可以確定輸入點(diǎn)P在象限中所屬的的區(qū)域。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明可被實(shí)現(xiàn)為很多其他具體形式，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。具體而言，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明可以以下形式實(shí)現(xiàn)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，如果色度空間只有第一象限，則可以去掉象限確定和象限轉(zhuǎn)換操作。這將進(jìn)一步簡(jiǎn)化區(qū)域確定處理。
這些示例和實(shí)施例應(yīng)被認(rèn)為是示例性而非限制性的，本發(fā)明不限于這里給出的細(xì)節(jié)，而是可在所附權(quán)利要求的范圍和等同物內(nèi)被修改。
本申請(qǐng)基于2005年12月20日提交的在先日本專利申請(qǐng)No.2005-366968并要求享受其優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用而被包含于此。
權(quán)利要求
1.一種色度空間區(qū)域確定方法，用于確定輸入點(diǎn)屬于色度空間中的多個(gè)區(qū)域里的哪一個(gè)，所述色度空間具有原點(diǎn)、Cb軸和Cr軸，所述多個(gè)區(qū)域由邊界線限定，所述方法的特征在于在所述色度空間中生成延伸通過所述輸入點(diǎn)和所述原點(diǎn)的第一線、以及連接所述Cb軸上的一點(diǎn)和所述Cr軸上的一點(diǎn)的第二線；以及將所述第一線與所述第二線相交處的第一交點(diǎn)的坐標(biāo)和所述第二線與所述邊界線相交處的第二交點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較，以確定所述輸入點(diǎn)屬于的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的色度空間區(qū)域確定方法，其中所述色度空間是Cb-Cr空間，所述第二線由表達(dá)式Cr+Cb＝2k(k＝1，2，3……)表示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的色度空間區(qū)域確定方法，其中所述色度空間包括第一象限、第二象限、第三象限和第四象限，所述比較操作包括當(dāng)所述輸入點(diǎn)位于所述第二到第四象限之一中時(shí)，將所述第一交點(diǎn)的坐標(biāo)和所述第二交點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為所述第一象限中的坐標(biāo)，并將轉(zhuǎn)換后的所述第一交點(diǎn)的坐標(biāo)與轉(zhuǎn)換后的所述第二交點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的色度空間區(qū)域確定方法，其中所述比較操作包括基于所述輸入點(diǎn)的坐標(biāo)來確定所述輸入點(diǎn)位于所述第一到第四象限的哪一個(gè)中；當(dāng)所述輸入點(diǎn)位于所述第一象限以外的象限中時(shí)，基于所述確定的結(jié)果將所述輸入點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為與所述第一象限相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)；基于所述確定的結(jié)果，選擇與所述輸入點(diǎn)所在的象限相對(duì)應(yīng)的所述第二交點(diǎn)的坐標(biāo)；以及將所選擇的坐標(biāo)與所述輸入點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一個(gè)的色度空間確定方法，其中所述比較操作包括將所述第一交點(diǎn)的Cb坐標(biāo)與所述第二交點(diǎn)的Cb坐標(biāo)進(jìn)行比較，而不將所述第一交點(diǎn)的Cr坐標(biāo)與所述第二交點(diǎn)的Cr坐標(biāo)進(jìn)行比較。
6.一種色度空間區(qū)域確定裝置，用于確定輸入點(diǎn)屬于色度空間中的多個(gè)區(qū)域里的哪一個(gè)，所述色度空間具有原點(diǎn)、Cb軸和Cr軸，所述區(qū)域由邊界線限定，所述裝置的特征在于坐標(biāo)計(jì)算單元，用于計(jì)算在所述色度空間中延伸通過所述輸入點(diǎn)和所述原點(diǎn)的第一線與連接所述Cb軸上的一點(diǎn)和所述Cr軸上的一點(diǎn)的第二線相交的第一交點(diǎn)的坐標(biāo)；以及確定裝置，用于將所述第一交點(diǎn)的坐標(biāo)與所述第二線和所述邊界線相交處的第二交點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較，以確定所述輸入點(diǎn)屬于的區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的色度空間區(qū)域確定裝置，其中所述坐標(biāo)計(jì)算單元包括象限確定器，用于基于所述輸入點(diǎn)的坐標(biāo)來確定所述輸入點(diǎn)屬于的象限；以及象限轉(zhuǎn)換器，用于當(dāng)所述輸入點(diǎn)位于第一象限以外的象限中時(shí)，將所述第一交點(diǎn)的坐標(biāo)和所述第二交點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為所述第一象限中的坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于確定輸入點(diǎn)(P；Pa)在色度空間中的多個(gè)區(qū)域中屬于哪一個(gè)區(qū)域的方法。該方法包括在色度空間中生成延伸通過輸入點(diǎn)和色度空間原點(diǎn)(O)的第一線(L11)，以及連接色度空間的Cb軸上的一點(diǎn)(文檔編號(hào)H04N1/60GK1988593SQ20061007246
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者渡會(huì)祐司 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社