图像处理方法和色度空间区域确定装置转让专利

申请号 : CN200610072467.2

文献号 : CN1988593B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 渡会祐司

申请人 : 富士通半导体股份有限公司

摘要 :

本发明提供了一种用于确定输入点(p;Pa)在色度空间中的多个区域中属于哪一个区域的方法。该方法包括在色度空间中生成延伸通过输入点和色度空间原点(O)的第一线(L11),以及连接色度空间的Cb轴上的一点(2k)和色度空间的Cr轴上的一点(2k)的第二线(L12)。该方法还包括将所述第一线与所述第二线相交处的第一交点(Pp)的坐标(Xp)和所述第二线与所述边界线相交处的第二交点(P1,P2)的坐标(X1,X2)进行比较,以确定输入点所属的区域。

权利要求 :

1.一种图像处理方法,包括以下步骤:

确定输入点属于色度空间中的多个区域里的哪一个,所述色度空间具有原点、Cb轴和Cr轴,所述多个区域由延伸通过所述原点的边界线限定;以及基于确定结果,执行用于调节或转换图像信号的颜色相位的图像处理,其中所述确定步骤还包括以下步骤:

在所述色度空间中生成延伸通过所述输入点和所述原点的第一线、以及连接所述Cb轴上的一点和所述Cr轴上的一点的第二线;以及将所述第一线与所述第二线相交处的第一交点的坐标和所述第二线与所述边界线相交处的第二交点的坐标进行比较,以确定所述输入点属于的区域。

2.根据权利要求1的图像处理方法,其中所述色度空间是Cb-Cr空间,所述第二线由表达式Cr+Cb=2k(k=1,2,3……)表示。

3.根据权利要求1的图像处理方法,其中所述色度空间包括第一象限、第二象限、第三象限和第四象限,所述比较操作包括:当所述输入点位于所述第二到第四象限之一中时,将所述第一交点的坐标和所述第二交点的坐标转换为所述第一象限中的坐标,并将转换后的所述第一交点的坐标与转换后的所述第二交点的坐标进行比较。

4.根据权利要求3的图像处理方法,其中所述比较操作包括:基于所述输入点的坐标来确定所述输入点位于所述第一到第四象限的哪一个中;

当所述输入点位于所述第一象限以外的象限中时,基于所述确定的结果将所述输入点的坐标转换为与所述第一象限相对应的坐标;

基于所述确定的结果,选择与所述输入点所在的象限相对应的所述第二交点的坐标;以及将所选择的坐标与所述输入点的坐标进行比较。

5.根据权利要求1到4中任何一个的图像处理方法,其中所述比较操作包括将所述第一交点的Cb坐标与所述第二交点的Cb坐标进行比较,而不将所述第一交点的Cr坐标与所述第二交点的Cr坐标进行比较。

6.一种色度空间区域确定装置,用于确定输入点属于色度空间中的多个区域里的哪一个,所述色度空间具有原点、Cb轴和Cr轴,所述区域由延伸通过所述原点的边界线限定,所述装置的特征在于:坐标计算单元,用于计算在所述色度空间中延伸通过所述输入点和所述原点的第一线与连接所述Cb轴上的一点和所述Cr轴上的一点的第二线相交的第一交点的坐标;以及确定装置,用于将所述第一交点的坐标与所述第二线和所述边界线相交处的第二交点的坐标进行比较,以确定所述输入点属于的区域。

7.根据权利要求6的色度空间区域确定装置,其中所述坐标计算单元包括:象限确定器,用于基于所述输入点的坐标来确定所述输入点属于的象限;以及象限转换器,用于当所述输入点位于第一象限以外的象限中时,将所述第一交点的坐标和所述第二交点的坐标转换为所述第一象限中的坐标。

说明书 :

技术领域

本发明涉及用于确定包括在图像信号中的输入点(要被确定的点)所处的色度空间区域的方法和装置。 

背景技术

各种图像获取设备和图像再现设备确定图像信号的输入点所处的色度空间区域。基于确定结果,这些设备执行用于调节或转换图像信号的颜色相位的图像处理。希望能够提高所述确定的效率。 
现在参考图1来讨论对色度空间(Cb-Cr空间)中图像信号的颜色相位的确定过程。坐标为x,y的输入点P所属的Cb-Cr空间中的区域(A到E之一)被确定,以确定颜色相位。区域A到E由延伸通过原点0的5条边界线L1到L5限定。 
图2示出了用于确定输入点P所属的色度空间区域的方法的第一现有技术示例。首先,计算在连接输入点P与原点O的线段和Cb-Cr空间的横轴(Cb轴)之间形成的角度αP。具体而言,从坐标x,y,通过y/x获得tanαP。于是,从tan-1(y/x)获得αP。 
然后,将角度αP与角度α1到α5进行比较,其中α1到α5形成在边界线L1到L5和横轴之间。如此可确定输入点P属于区域A到E中的哪一个。 
图3示出了执行上述确定操作的确定装置的操作。除法器1基于输入点P的坐标x,y来计算y/x,并将坐标x,y提供给计算部件2。计算部件2计算tan-1(y/x),以获得在输入点P和横轴之间形成的角度αP,并将角度αP提供给比较器3a到3e。 
比较器3a到3e将角度αP与角度α1到α5进行比较,并将比较结果提供给确定器4。 
与区域A到E相对应的区域代码被输入确定器4。基于比较器3a到3e的比较结果,确定器4输出与输入点P所属的区域相对应的区域代码。然后,基于从确定器4输出的区域代码,对输入点P的颜色相位执行预定的调整。 
现在参考图4,描述用于确定输入点P所属的色度空间区域的方法的第二现有技术示例。 
首先,计算输入点P的坐标x,y和限定了区域A到E的5条边界线L1到L5中每一条的向量(x1,y1到x5,y5)的外积。例如,关于边界线L1的向量x1,y1和输入点P的坐标x,y,(x×y1)-(y×x1)的值被计算。以相同的方式,关于向量L2到L5,(x×y2)-(y×x2)、(x×y3)-(y×x3)、(x×y4)-(y×x4)和(x×y5)-(y×x5)的值被计算。 
具有负值的外积指示输入点P位于边界线L1到L5中对应的那一条的右半圆中。具有正值的外积指示输入点P位于边界线L1到L5中对应的那一条的左半圆中。根据5个外积的值来确定输入点P所属的那个区域。 
图5示出了第二现有技术示例中使用的确定装置的操作。乘法  5a到5j执行上述乘法。减法器6a到6e执行上述减法,并将结果提供给比较器7a到7e。 
比较器7a到7e比较对应的减法器6a到6e的计算结果,并将比较结果提供给确定器8。基于比较器7a到7e的比较结果,确定器8输出与输入点P所属的区域相对应的区域代码。于是,基于从确定器8输出的区域代码,对输入点P的颜色相位的预定调整被执行。 
日本早期公开专利Nos.10-257334和2001-285655描述了利用延伸通过原点的线来限定色度空间区域和基于区域来确定颜色相位的操作。日本早期公开专利No.9-247701描述了对色度空间中限定的每个区域执行颜色矫正的操作。日本早期公开专利No.11-341507描述了在Cb-Cr空间中的颜色确定和基于确定结果的颜色信号矫正处理。 

发明内容

在图2所示的确定方法中,基于输入点P的坐标x,y的除法y/x和对tan-1(y/x)的计算都很麻烦。此外,除法器1和计算部件2的电路规模很大,安装有除法器1和计算部件2消耗很多功率。 
在图4的确定方法中,必须计算输入点P的坐标x,y和限定了区域A到E的五条边界线L1到L5的向量(x1,y1到x5,y5)的外积。此外,乘法器5a到5k必须多次执行乘法,其执行次数大于边界线数的2倍。当区域数增加时,乘法处理量急遽增加,扩大了乘法器的电路规模。这增大了安装有乘法器的芯片的功耗。 
本发明提供了以很少的计算来确定色度空间区域的方法和装置。 
本发明的一个方面是一种色度空间区域确定方法,用于确定输入点属于色度空间中的多个区域的哪一个。所述色度空间具有原点、Cb轴和Cr轴,所述区域由边界线限定。所述方法包括在所述色度空间中生成延伸通过所述输入点和所述原点的第一线,以及连接所述Cb轴上的点和所述Cr轴上的点的第二线。该方法还包括将所述第一线与所述第二线相交处的第一交点的坐标和所述第二线与所述边界线相交处的第二交点的坐标进行比较,以确定所述输入点属于的区域。 
本发明的另一方面是一种色度空间区域确定装置,用于确定输入点属于色度空间中的多个区域的哪一个。所述色度空间具有原点、Cb轴和Cr轴,所述区域由边界线限定。所述装置包括:坐标计算单元,用于计算所述色度空间中延伸通过所述输入点和所述原点的第一线与连接所述Cb轴上的点和所述Cr轴上的点的第二线的第一交点的坐标。确定装置将所述第一交点的坐标与所述第二线和所述边界线相交处的第二交点的坐标进行比较,以确定所述输入点属于的区域。 
从下面的描述中将更清楚本发明的其他方面和优点,该描述与附图一起以示例的方式示出了本发明的原理。 

附图说明

结合附图,通过下面对当前优选实施例的描述将会更加清楚本发明及其目的和优点。 
图1和2是第一现有技术示例的区域确定处理的示例性示意图; 
图3是第一现有技术示例的区域确定部分的框图; 
图4是第二现有技术示例的区域确定处理的示例性示意图; 
图5是第二现有技术示例的区域确定部分的框图; 
图6到9是示出了根据本发明优选实施例的区域确定处理的示意图; 
图10是示出了优选实施例的区域确定处理的流程图;以及 
图11是示出了优选实施例的区域确定装置的框图。 

具体实施方式

现在讨论根据本发明优选实施例的色度空间区域确定方法。 
在图6中,连接坐标为x,y处的输入点P和原点O的线L11(第一线)由x·Cr=y·Cb表示。首先,线L11和由Cb+Cr=2k(k=1,2,3……)表示的线L12(第二线)的交点Pp的Cb坐标Xp被计算。Cb坐标xp满足Xp=2k×x/(x+y)。 
然后,参考图7,关于限定了色度区域中的区域A到C的边界线L13和L14,边界线L13和L14与线L12的交点P1和P2的Cb坐标X1和X2被计算。Cb坐标X1和X2是边界设置值。 
参考图9,坐标X1和X2(边界设置值)以及坐标Xp被比较,以便确定输入点P(图9中的Pa)所属的区域。 
图6示出了输入点P位于色度空间的第一象限的情形。如果输入点P位于第二到第四象限中的任意一个象限中,则该象限绕原点O旋转以覆盖第一象限,如图8所示。 
更具体而言,当坐标x,y处的输入点P位于第二象限时,该象限旋转到第一象限,并且坐标变为P(y,-x)。当坐标x,y处的输入点P位于第三象限时,该象限旋转到第一象限,并且坐标变为P(-x,-y)。当坐标x,y处的输入点P位于第三象限时,该象限旋转到第一象限,并且坐标变为P(-y,x)。 
然后,线L12与连接每个坐标和原点O的线的交点的Cb坐标Xp被计算。关于第二到第四象限,计算线L12和分割色度空间的边界线的Cb 坐标。然后,将这些Cb坐标与Cb坐标Xp进行比较。 
现在参考图10描述区域确定方法。输入点P所属的象限被确定。在步骤S1和S2,当输入点P属于第二到第四象限中的任意一个时,执行象限转换处理,以旋转输入点P所属的象限,从而该象限与第一象限重合。 
在步骤S3,确定出的象限Z被提供给选择器11,在步骤S4,计算象限转换处理后的输入点Pa的坐标xa,ya。然后,在步骤S5和S6,基于输入点Pa的坐标xa,ya来计算Cb坐标Xp。 
第一到第四象限的边界设置值被输入选择器11。第二到第四象限的边界设置值被事先转换为与被旋转到第一象限的状态相对应的值。在步骤S7,与被输入选择器11的象限z相对应的边界设置值被选择,并作为所选象限的边界设置值被输出。 
然后,在步骤S8,基于所选择的边界设置值和坐标Xp的Cb坐标Xp来执行区域确定,在步骤S9,输出确定结果。 
图11示出了执行上述区域确定处理的示例。比较器12a将输入点P的坐标x与0进行比较,并将比较结果提供给选择器13a到13c。比较器12b将输入点P的坐标y与0进行比较,并将比较结果提供给选择器13a到13c。 
基于比较器12a和12b的比较结果,选择器13a选择并输出从输入点P的坐标x,y获得的x、y、-x和-y之一作为象限旋转处理后的坐标Xa。 
基于比较器12a和12b的比较结果,选择器13b选择并输出从输入点P的坐标x,y获得的y、-x、-y和x之一作为象限旋转处理后的坐标ya。 
比较器12a和12b以及选择器13a和13b执行象限确定处理和象限转换处理。比较器12a和12b充当象限确定器。选择器13a和13b充当象限转换器。坐标计算单元包括乘法器14、除法器15、加法器16、比较器12a和12b,以及选择器13a和13b。 
从选择器13a输出的坐标xa被提供给乘法器14。数字值k被输入乘法器14,以设置2k。乘法器14执行计算:2k×xa,并将结果提供给除法 器15。 
从选择器13a输出的坐标xa和从选择器13b输出的坐标ya被提供给加法器16。加法器16执行计算:xa+ya,并将计算结果提供给除法器15。除法器15执行除法:2k×xa/a(xa+ya),以计算坐标xp,坐标xp被提供给比较器17a到17d。 
第一到第四象限的边界设置值被事先作为被旋转到第一象限时的象限值输入选择器13c。图11示出了每个象限都包括由4个边界设置区域限定的5个区域的情形。基于比较器12a和12b的比较结果,选择器13c选择与输入点P相对应的象限的边界设置值,并将所选的边界设置值提供给比较器17a到17d。 
比较器17a到17d将坐标Xp与所选象限的边界设置值进行比较,并将比较结果提供给确定器18。比较器17a到17d以及确定器18充当确定装置。 
与5个区域相对应的区域代码和比较器12a、12b的比较结果被输入到确定器18。基于比较器12a和12b以及比较器17a到17d的比较结果,与输入点P所属的象限和区域相对应的区域代码被输出。 
该优选实施例具有以下优点。 
(1)输入点P所属的色度空间区域基于输入点P的坐标x,y被确定。 
(2)在区域确定处理中,坐标Xp和坐标Xp的边界设置值的乘法、加法、除法和比较只被执行一次。因此,不需要执行例如tan-1这样的非线性计算。因此,包括乘法器14、除法器15和加法器16的电路规模没有扩大。这避免了坐标计算单元的电路面积和功耗增加。 
(3)即使区域数目增加,也可通过简单地增加用于将坐标Xp与所选象限的边界设置值进行比较的比较器数量来解决这个问题。因此,避免了比较量和电路规模的增大。 
(4)即使输入点P位于色度空间的第一到第四象限中的任意一个中,也可以确定输入点P在象限中所属的的区域。 
本领域的技术人员应当清楚,本发明可被实现为很多其他具体形式, 而不脱离本发明的精神和范围。具体而言,应当理解本发明可以以下形式实现。 
在优选实施例中,如果色度空间只有第一象限,则可以去掉象限确定和象限转换操作。这将进一步简化区域确定处理。 
这些示例和实施例应被认为是示例性而非限制性的,本发明不限于这里给出的细节,而是可在所附权利要求的范围和等同物内被修改。 
本申请基于2005年12月20日提交的在先日本专利申请No.2005-366968并要求享受其优先权,该申请的全部内容通过引用而被包含于此。