專利名稱：自適應(yīng)色度補償法及其補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對電子圖象進行全面彩色優(yōu)化的自適應(yīng)色度補償法及其補償裝置，圖象設(shè)備安裝這種裝置以后，可以對不同的彩色圖象進行各補所需的色度補償，使所有畫面顏色的主波長、彩度和相對亮度都能自動適應(yīng)最佳彩色再現(xiàn)的要求，從而獲得高品質(zhì)彩色圖象。本發(fā)明解決了現(xiàn)有圖象設(shè)備產(chǎn)品不能兼顧各種畫面的彩色再現(xiàn)效果，總有一些色域存在劣性色度失真的問題，使設(shè)備能夠在全色域?qū)崿F(xiàn)彩色優(yōu)化。本發(fā)明還提高了設(shè)備對信號帶有的色度偏差的寬容度，從而改善了設(shè)備對接收環(huán)境的適應(yīng)性。
現(xiàn)有彩色電視機和計算機顯示器等終端圖象設(shè)備的彩色處理系統(tǒng)按原設(shè)計都是采用一個固定的白平衡作為決定圖象基色比例的標(biāo)準(zhǔn)。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，攝象端白平衡是采用6500K即D65基準(zhǔn)白，圖象顯示的終端本應(yīng)也采用D65基準(zhǔn)白，才能避免終端圖象設(shè)備再現(xiàn)的畫面產(chǎn)生彩色失真。然而，按以上標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和校準(zhǔn)的產(chǎn)品存在以下問題所顯示的白色和冷色調(diào)景物視覺效果不好，綠色植物容易給人枯萎的感覺，天空容易給人灰蒙蒙的感覺，總體效果透明感差，畫面陳舊，使用者不滿意。
為了解決以上問題，各廠商想了不少辦法。從檢索到的文獻和實際做法看，主要是構(gòu)思和采用了以下幾類技術(shù)方案對個別特別不滿意的色彩進行校正。例如美國RCA公司在1976年《消費者電子學(xué)》雜志發(fā)表的一種自動膚色調(diào)整集成電路，通過調(diào)整彩色信號載波相位以觀眾手動調(diào)整的方法來校正膚色。這種電路沒有得到推廣使用。日本索尼公司的EP0172754號歐洲專利提出了一個“彩色校正電路”，其內(nèi)容是將對白色信號部分加重蘭色，使得白色景物看上去更漂亮。這種電路在日本索尼公司和松下公司的較高檔的產(chǎn)品上得到了應(yīng)用。
盡量校準(zhǔn)白平衡，有的并考慮環(huán)境光的影響進行修正。例如US4709262號美國專利，日本索尼公司GB2149267號歐洲專利、JP62268289至62268292號日本專利，富士公司EP322791號歐洲專利等，以及近年來采用總線控制技術(shù)的白平衡自動校準(zhǔn)電路。
現(xiàn)在實際流行的做法是，為產(chǎn)品設(shè)定一個雖然偏離準(zhǔn)確色度值、但實際觀看效果比較滿意的白平衡基準(zhǔn)白，索性讓所有畫面都向同一個色調(diào)方向偏色。當(dāng)前幾乎所有的產(chǎn)品均采用與攝象端不同的基準(zhǔn)白，其中絕大部分彩色電視機和計算機顯示器產(chǎn)品的白平衡均采用9300K到11500K之間某一固定的基準(zhǔn)白。這種技術(shù)方案使所有畫面都處于色度失真的狀態(tài)。這種失真雖然改善了白色和部分彩色景物的彩色再現(xiàn)效果影響，但是卻使另外一些景物的彩色再現(xiàn)效果明顯變壞，對于這些畫面來說是一種不能接受的劣性色度失真。例如，在采用9300K等高色溫基準(zhǔn)白的情況下，由于設(shè)備所顯示圖象中綠基色和藍基色所占比例顯著大于準(zhǔn)確值，所以使得膚色偏黃或呈鐵青色，暖色調(diào)的花卉、服飾、器具和建筑物等物體失去了原有的鮮艷感。
然而，目前絕大多數(shù)廠商和用戶卻淘汰了不失真的D65基準(zhǔn)白方案，轉(zhuǎn)而接受這種全體失真的高色溫基準(zhǔn)白方案，原因在于后者雖然不能盡如人意，但畢竟使得觀看效果較好的畫面多于前者。以上演變過程說明，觀眾所需要的最佳彩色再現(xiàn)，不一定是色度測量上完全不失真的畫面，而是觀看效果富于真實感和美感的畫面。最佳彩色再現(xiàn)的問題，并不僅僅是色度問題。色調(diào)、彩度和相對亮度的不同組合，給人以不同的感覺。因為形成彩色感覺的因素，除了物理刺激以外，還有心理學(xué)機理和生理學(xué)機理的作用，其中，真實感受到人眼的彩色聯(lián)立對比效應(yīng)及畫面色彩是否與記憶色吻合的影響，而美感則受到喜愛色規(guī)律的影響。只有綜合物理因素和非物理因素的作用，才能獲得最佳效果?，F(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完全不考慮上述非物理因素，因而即使是那些在色度測量上完全準(zhǔn)確再現(xiàn)的彩色畫面，在觀眾的感覺上很多也并不是最好的。
還有一種產(chǎn)品設(shè)置了用戶可以通過遙控器或旋鈕手動調(diào)變色調(diào)的裝置，可是無論調(diào)到那一點，只能做到整幅畫面一邊倒地改變色調(diào)，其效果也只能是顧此失彼。
此外，現(xiàn)有技術(shù)方案容忍色度偏差的能力也是比較差的。在圖象信號的制作和傳送過程中，誤差是不可避免的。而現(xiàn)有技術(shù)方案如上所述不能使所有畫面都處于最佳彩色再現(xiàn)狀態(tài)，對于不少再現(xiàn)景物來說還存在劣性色度失真或處于可接受水平的邊緣，所以只要色度信號稍有偏差，彩色效果就會明顯變壞。由此造成了設(shè)備的容差能力較差。
總之，雖經(jīng)廠商們多年的努力，現(xiàn)有產(chǎn)品仍普遍存在這樣一些缺陷和不足設(shè)備所顯示的圖象無法兼顧各種景物的彩色再現(xiàn)效果，無法完全消除劣性色度失真。對信號的色度偏差的容差能力較差。
本發(fā)明的目的是提供一種對電子圖象進行自適應(yīng)色度補償?shù)姆椒ê脱b置，用以消除劣性色度失真，使圖象設(shè)備再現(xiàn)的所有畫面都能夠自動適應(yīng)最佳彩色再現(xiàn)的要求，同時改善產(chǎn)品容忍色度偏差的能力。
為了便于敘述，先作以下定義和說明原設(shè)備視頻放大器電路或矩陣電路輸入端的前一級電路輸出信號的基色電壓分量及其比例系數(shù)用以下符號表示Er表示紅基色電壓，Eg表示綠基色電壓，Eb表示蘭基色電壓；r表示紅基色電壓比例系數(shù)，g表示綠基色電壓比例系數(shù)，b表示蘭基色電壓比例系數(shù)，其中r=Er/(Er+Eg+Eb),g=Eg/(Er+Eg+Eb),b=Eb/(Er+Eg+Eb)。
以r為橫坐標(biāo)、以g為縱坐標(biāo)建立rgb色度圖。rgb色度圖上的點與CIE色度圖上的點存在一一對應(yīng)的關(guān)系，這種關(guān)系可以通過色度學(xué)計算公式得到，也可以通過測試來確定。例如，可用一臺D65白平衡的彩色電視機顯示坐標(biāo)為(x,y)的彩色圖象，測量此時的Er、Eg、Eb，就能夠從上述公式中計算出坐標(biāo)(r,g)。上述基色電壓信號Er、Eg、Eb對應(yīng)著rgb色度圖上的F點(參見圖4)和CIE色度圖上的F點(參見圖3)。
在CIE色度圖和rgb色度圖上將圖象設(shè)備所能再現(xiàn)的全部顏色所對應(yīng)的區(qū)域劃分為一系列小區(qū)域，稱為色域單元，用j表示任意一個色域單元的編號，Uj表示編號為j的那一個色域單元，每一個色域單元有一個表征其色度特性的顏色，稱為色度樣本，色域單元Uj的色度樣本記為(SCj)；色度樣本(SCj)分別對應(yīng)著rgb色度圖上的SCj點(參見圖4)和CIE色度圖上的SCj點(參見圖3)，色域單元的總數(shù)為N。設(shè)備在D65白平衡狀態(tài)下與色度樣本(SCj)所對應(yīng)的信號稱為色度樣本(SCj)信號。色度樣本(SCj)信號經(jīng)過優(yōu)化處理以后所形成的圖象彩色，稱為色度樣本優(yōu)化色(SCEj)。
對每一個色域單元的顏色所可能表現(xiàn)的實際景物通過攝象進行取樣，這些被取樣的實際景物稱為實景樣本，進行取樣攝象后所得到的信號稱為實景樣本信號。向設(shè)備輸入色域單元Uj的實景樣本信號，當(dāng)原設(shè)備處于D65白平衡狀態(tài)時，其所顯示的圖象稱為實景樣本原色畫面或原色圖樣，記為(SOj)；當(dāng)原設(shè)備采用優(yōu)選白色DE，處于DE白平衡狀態(tài)時，其所顯示的圖象稱為實景樣本普通畫面，記為(SDCj)；當(dāng)設(shè)備處于DE白平衡狀態(tài)，并對信號進行自適應(yīng)補償時，其所顯示的圖象稱為實景樣本最優(yōu)畫面，記為(SOEj)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的根據(jù)達到最佳觀看效果的實驗數(shù)據(jù)，在補償裝置中為所有按視覺特性劃分的色域單元預(yù)設(shè)各不相同的補償特性，經(jīng)由補償裝置實時辨識信號所屬色域單元并進行相應(yīng)的優(yōu)化色度補償，通過這種象素間增益各異的補償特性的動態(tài)組合，使整幅畫面及所有畫面自動適應(yīng)最佳彩色再現(xiàn)的要求，從而獲得高品質(zhì)彩色圖象。具體敘述如下。
通過對原設(shè)備信號中的基色電壓分量Er、Eg、Eb進行實時辨識，按照預(yù)先設(shè)定的自適應(yīng)對應(yīng)關(guān)系和補償參數(shù)對它們進行電壓補償，由此達到圖象彩色的色度補償，包括如下過程在CIE色度圖和rgb色度圖上以麥克亞當(dāng)橢圓尺度的一定倍數(shù)為間隔，將設(shè)備所能再現(xiàn)的全部顏色劃分為T個色域單元，它們在rgb色度圖中是一些兩條對邊分別平行于r軸和g軸的形如矩形[46]的小區(qū)域，色域單元Uj的四個頂點的坐標(biāo)是(rj1,gj1),(rj1,gj2),(rj2,gj1),(rj2,gj2)；確定色域單元Uj的中心區(qū)域的點所表示的顏色作為該色域單元的色度樣本(SCj)；為每一個色域單元獲取具有足夠覆蓋面的實景樣本；以不同的色度特性，即不同的色調(diào)、彩度和亮度以及背景在多臺測試裝置屏幕上再現(xiàn)實景樣本，通過對這些畫面進行圖象觀看效果對比評價試驗，為所有色域單元選定實景樣本彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫面，并確定優(yōu)選基準(zhǔn)自DE。測定以DE作為白平衡基準(zhǔn)白時設(shè)備顯示的畫面變?yōu)樽顑?yōu)畫面時各有關(guān)參數(shù)值所需進行的變換，包括所有色域單元顏色的最優(yōu)主波長變換值和最優(yōu)彩度變換值，以及優(yōu)化色度參數(shù)，即色域單元Uj的色度樣本(Scj)的優(yōu)化色度坐標(biāo)(xCEj,yCEj)和色域單元Uj的亮度優(yōu)化補償系數(shù)cYj；為所有單元色域測定以上各項參數(shù)；以達到上述優(yōu)化色度參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，為產(chǎn)品確定基于DE的基色電壓優(yōu)化補償系數(shù)crj、cgj、cbj，上述j的取值范圍為全部T個色域單元的全部編號；以上參數(shù)的定義和測量方法將會在下面的詳細說明中加以敘述；為原設(shè)備增設(shè)一個自適應(yīng)色度補償機制，上述所有色域單元的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(rj1,gj1),(rj1,gj2),(rj2,gj1),(rj2,gj2)被預(yù)先獲得并以適當(dāng)?shù)男问椒謩e設(shè)置于補償裝置的定位控制器[3]、[5]、[10]、[12]、[17]和[19]以及其它定位控制器中，上述所有優(yōu)化補償系數(shù)crj、cgj、cbj被預(yù)先獲得并以適當(dāng)?shù)男问椒謩e設(shè)置于補償裝置的補償器[4]、[6]、[11]、[13]、[18]和[20]以及其它補償器中，坐標(biāo)數(shù)據(jù)與優(yōu)化補償系數(shù)之間通過色域單元編號j所表示的對應(yīng)關(guān)系通過補償裝置內(nèi)部連線的設(shè)計而被預(yù)先確定；在產(chǎn)品設(shè)計方案中，采用DE作為白平衡的基準(zhǔn)白，將上述自適應(yīng)色度補償裝置接入原設(shè)備視頻放大器電路或矩陣電路輸入端與前一級電路輸出端之間，由該裝置對輸入信號的基色電壓分量Er、Eg、Eb進行實時處理，通過補償裝置的識別電壓發(fā)生器[2]從Er、Eg、Eb求得該信號的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(r,g)并送到各個定位控制器，定位控制器將各自內(nèi)存的單元色域坐標(biāo)數(shù)據(jù)與(r,g)進行比較，辨識出輸入信號所屬色域單元為Uj，輸出開啟信號，開啟相應(yīng)的補償器Crj、 Cgj、Cbj，對輸入信號進行優(yōu)化補償，使補償裝置輸出的經(jīng)過補償?shù)募t基色電壓為(Er+crjEr)，綠基色電壓為(Eg+cgjEg)，蘭基色電壓為(Eb+cbjEb)。
本發(fā)明的一個目的是提供用于對電子設(shè)備的圖象彩色進行優(yōu)化處理的自適應(yīng)色度補償法，通過對原設(shè)備信號中的基色電壓分量Er、Eg、Eb進行實時辨識和所屬色域單元定位，按照預(yù)先設(shè)定的自適應(yīng)對應(yīng)關(guān)系和補償參數(shù)對它們進行電壓補償，由此達到圖象彩色的色度補償，其特征在于，包括如下步驟-在CIE色度圖和rgb色度圖上以麥克亞當(dāng)橢圓尺度的預(yù)定倍數(shù)為間隔，將設(shè)備所能再現(xiàn)的全部顏色劃分為T個色域單元，在CIE色度圖上形如四邊形[42]，在rgb色度圖上形如矩形[46]，選取色域單元[42]和[46]的中心區(qū)域的點所表示的顏色作為該色域單元的色度樣本(SCj)，其中，以相關(guān)色溫為6500K+18MPCD的白色D65作為色度樣本的色域單元規(guī)定為白色色域單元U1；-為每一個色域單元獲取反映該單元預(yù)定面積內(nèi)的彩色特征的實景樣本及實景樣本信號；-以各不相同的色調(diào)、彩度、亮度和背景在測試裝置的屏幕上再現(xiàn)同一實景樣本，通過對這些畫面進行圖象觀看效果對比評價試驗，從中選定這個實景樣本彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫面；按預(yù)定規(guī)則從同一色域單元Uj的所有實景樣本最優(yōu)畫面中選定一個該色域單元彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫面(SOEj)；用相同的方法為所有色域單元分別選定一個各自的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫面；其中，白色色域單元U1的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫面所對應(yīng)的色度樣本優(yōu)化色(SCE1)作為白平衡的優(yōu)選基準(zhǔn)白DE；-測定將色域單元Uj的在DE白平衡狀態(tài)下的實景樣本普通畫面(SOCj)變換為上述實景樣本最優(yōu)畫面(SOEj)時的基色電壓優(yōu)化補償系數(shù)，即紅基色電壓增加率crj，綠基色電壓增加率crj，以及蘭基色電壓增加率cbj；為所有T個色域單元測定各自的基色電壓優(yōu)化補償系數(shù)；-根據(jù)預(yù)先獲取的優(yōu)選基準(zhǔn)白DE的參數(shù)值及以上所說的每一個色域單元[46]的優(yōu)化變換系數(shù)，把所說的T組基色電壓優(yōu)化補償系數(shù)所對應(yīng)的優(yōu)化變換函數(shù)關(guān)系設(shè)置到基準(zhǔn)電壓發(fā)生器或基準(zhǔn)存儲器中，按照該優(yōu)化變換函數(shù)執(zhí)行針對于所說的每一個色域單元[46]的、增益各異的自適應(yīng)補償；當(dāng)設(shè)備實際運用時，先對接收到的隨機圖象信號進行實時辨識，并且將其定位于所屬色域單元，然后按照預(yù)先設(shè)定的該色域單元的優(yōu)化變換函數(shù)進行補償。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補償法，其中所說的T個色域單元[46]的每一個在rgb色度圖中是一些兩條對邊分別平行于r軸和g軸的形如矩形的小區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補償法，其中所說的圖象觀看效果對比評價試驗，其特征在于，包括如下步驟-觀看者在對所說的試驗裝置屏幕上再現(xiàn)的實景樣本的不同畫面進行所述的觀看效果對比評價之前，要對相應(yīng)的實景樣本實物或原色圖樣進行觀看和記憶；-觀看者對所說的屏幕上再現(xiàn)的實景樣本的不同畫面進行觀看后，只把自己認為與記憶色基本吻合的畫面列為評選最優(yōu)畫面的候選對象，并在對比評價后給出滿意度評分，這是評分規(guī)則之一；-將每個畫面都與同屬一個色域單元的其它所有畫面進行比較，每兩個對比畫面中觀看者認為富于美感的程度較優(yōu)者得分較高，這是評分規(guī)則之二；-從同一色域單元Uj的所有實景樣本最優(yōu)畫面中選定一個該色域單元彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫面(SOEj)，按如下預(yù)定規(guī)則進行技術(shù)人員認為該方案的畫面符合心理學(xué)和生理學(xué)等多學(xué)科的公認正確的研究結(jié)論，符合消除彩色聯(lián)立對比效應(yīng)的影響所需修正的要求，認定該方案畫面的色度偏移在預(yù)定的誤差允許范圍之內(nèi)，在滿足上述條件的同時并且各次滿意度評分均為最高。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補償法，其中所說的針對于所說的每一個色域單元[46]執(zhí)行的、增益各異的自適應(yīng)補償至少包括兩個不同參數(shù)的優(yōu)化變換。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種根據(jù)上述的方法用于對電子設(shè)備的圖象彩色進行優(yōu)化處理的自適應(yīng)色度補償裝置。通過對原設(shè)備信號中的基色電壓分量Er、Eg、Eb進行實時辨識和所屬色域單元定位，按照預(yù)先設(shè)定的自適應(yīng)對應(yīng)關(guān)系和補償參數(shù)對它們進行電壓補償，由此達到圖象彩色的色度補償，其特征在于，包括色域單元劃分及實景取樣定位裝置，在CIE色度圖和rgb色度圖上以麥克亞當(dāng)橢圓尺度的預(yù)定倍數(shù)為間隔，劃分出設(shè)備所能再現(xiàn)的T個色域單元[42]和[46]，建立起任意信號的基色電壓分量Er、Eg、Eb與所屬色域單元之間的對應(yīng)關(guān)系；根據(jù)對各個實景樣本信號基色電壓分量Er、Eg、Eb進行辨識的結(jié)果，將該實景樣本自動定位在所屬色域單元，從而為每一個色域單元獲取反映該單元預(yù)定面積內(nèi)彩色特征的實景樣本及實景樣本信號，并進行存儲；測試裝置，用該裝置對所獲得的實景樣本逐個色域單元地進行比較優(yōu)選和測試，由此獲得所有T個色域單元的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫面和基色電壓優(yōu)化補償系數(shù)；補償裝置，根據(jù)上述已經(jīng)獲得的信號的基色電壓分量Er、Eg、Eb與所屬色域單元之間的對應(yīng)關(guān)系，以及色域單元與優(yōu)化補償系數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系，對電子設(shè)備接收到的隨機圖象信號的基色電壓分量Er、Eg、Eb進行實時辨識，并將其自動定位于其所屬色域單元，按照所說的相應(yīng)色域單元的優(yōu)化變換函數(shù)執(zhí)行針對于所說的每一個色域單元[46]的、增益各異的自適應(yīng)補償。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補償裝置，其中所說的T個色域單元[46]的每一個在rgb色度圖中是一些兩條對邊分別平行于r軸和g軸的形如矩形的小區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補償裝置，其中所說的針對于所說的每一個色域單元[46]執(zhí)行的、增益各異的自適應(yīng)補償至少包括兩個不同參數(shù)的優(yōu)化變換。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補償裝置，其中所說的補償裝置包括對應(yīng)于所有優(yōu)化補償系數(shù)的多個補償器[4]、[6]、[11]、[13]、[18]和[20]。
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)色度補償裝置，其中所說的補償裝置還包括輸入電路，由此輸入包含基色電壓分量Er、Eg、Eb或色差電壓分量(Er-Y)、(Eg-Y)、(Eb-Y)的信號，它將這組輸入信號分送到基色電壓發(fā)生器[9]及各個電壓迭加電阻的一端，輸入電路包括三極管Pr1、Pr2、Pg1、Pg2、Pb1、Pb2和電阻Rr1、Rg1、Rb1；零點電壓發(fā)生器[16]，它將輸入的黑電平信號或亮度信號處理為一個其幅度與基色電壓的零電平對齊的零點電壓信號，然后送到基色電壓發(fā)生器[9]；基色電壓發(fā)生器[9]，它將輸入的包含基色電壓或色差電壓的信號及零點電壓通過減法運算處理為準(zhǔn)確的基色電壓信號，并將這個基色電壓信號送到識別電壓發(fā)生器[2]和各個補償器；識別電壓發(fā)生器[2]，它將輸入的基色電壓信號處理為一組包含基色比例信息的識別信號送到各定位控制器；定位控制器[3]、[5]、[10]、[12]、[17]、[19]，包括基準(zhǔn)電壓發(fā)生器或基準(zhǔn)存儲器、比較器和識別器，它們將輸入的識別信號與預(yù)先設(shè)置或預(yù)先存儲的的基準(zhǔn)電壓進行比較識別，通過基色比例與色域單元的對應(yīng)關(guān)系而確認該基色比例信號的色域單元定位為Uj，使相應(yīng)的定位控制器輸出控制信號，開啟所定位的色域單元Uj的那一組補償器，使該補償器組輸出數(shù)值為crjEr/Rr2的紅基色補償電流，數(shù)值為cgjEg/Rg2的綠基色補償電流，以及數(shù)值為cbjEb/Rb2的蘭基色補償電流；電壓迭加電阻，包括電阻Rr2、Rg2、Rb2，紅基色補償電流在電阻Rr2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為crjEr的補償電壓，它與上述來自輸入電路的信號Er相迭加，在電阻Rr2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過補償?shù)募t基色電壓，為(Er+crjEr)；綠基色補償電流在電阻Rg2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為cgjEg的補償電壓，它與上述來自輸入電路的信號Eg相迭加，在電阻Rg2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過補償?shù)木G基色電壓，為(Eg+cgjEr)；蘭基色補償電流在電阻Rb2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為cbjEb的補償電壓，它與上述來自輸入電路的信號Eb相迭加，在電阻Rb2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過補償?shù)奶m基色電壓，為(Eb+cbjEr)；輸出電路，包括三極管Nr、Ng、Nb和電阻Rr3、Rg3、Rb3，它們組成三個射極輸出器，以上所說的經(jīng)過補償?shù)幕妷河纱颂庉敵觥?br> 通過以下結(jié)合附圖的對于本發(fā)明具體實施方式
進行的詳述，本發(fā)明的方法和裝置的優(yōu)點將變得十分清楚。其中

圖1是自適應(yīng)色度補償裝置實施例的電原理框圖。
圖2是進行圖象觀看效果對比評價試驗的色域單元劃分及實景取樣定位裝置、測試裝置的示意圖以及它們的連接示意圖。
圖3是表示色域單元劃分方法及表示自適應(yīng)色度補償法實施例的幾個彩色圖象信號在色度補償前后的色度變化的色度圖。
圖4是表示補償裝置實施例的彩色圖象信號及其所屬色域單元在色度圖中的位置的rgb色度圖。
圖5是補償裝置實施例的識別電壓發(fā)生器，以及一個定位控制器和一組補償器的電原理框圖。
下面先對所要使用的方法和裝置作出說明。
關(guān)于下面要用到的色度學(xué)工具，參考圖3。這張CIE-XYZ色度圖上形如[44]的封閉弧線是孟塞爾顏色系統(tǒng)的恒定彩度軌跡圈，其中最小的那一個橢圓弧線表示2級彩度，即該弧線上的點所對應(yīng)的那些顏色具有2級彩度，依次相鄰的是4、6、8、10和12級彩度軌跡圈。圖上形如[45]的輻射狀弧線是劃分不同顏色區(qū)域的恒定色調(diào)軌跡線，其尾端所標(biāo)數(shù)字是它與譜色曲線的交點所對應(yīng)的以nm為單位的光譜色波長數(shù)值。弧線[41]是普朗克軌跡。圖上任意一點對應(yīng)一個色度坐標(biāo)為(x,y)的顏色。其中點[38]代表紅基色R，色度坐標(biāo)為(0.64,0.33)；點[39]代表綠基色G，色度坐標(biāo)為(0.29,0.60)；點[40]代表藍基色B，色度坐標(biāo)為(0.15,0.06)。連接點[38]、[39]和[40]得到三角形表示圖象設(shè)備所能再現(xiàn)的全部彩色。
關(guān)于劃分色域單元的方法，參考圖3和圖4。色域單元是在rgb色度圖上按一定的規(guī)則對基色三角形進行劃分后得到的形如矩形[46]的小塊區(qū)域及其在CIE色度圖上對應(yīng)的形如四邊形[42]的小塊區(qū)域，色域單元是用以下方法得到的根據(jù)CIE色度圖上的包括橢圓[43]在內(nèi)的各個麥克亞當(dāng)橢圓及其長軸和短軸的坐標(biāo)位置和色度學(xué)計算公式，在rgb色度圖上繪出所有對應(yīng)的麥克亞當(dāng)橢圓及其長軸和短軸，與麥克亞當(dāng)橢圓[43]對應(yīng)的是橢圓[47]，作為示例，圖上的這兩個橢圓是橢圓尺寸擴大了10倍繪出的；在rgb色度圖連接坐標(biāo)為(1,0)的表示純紅基色電壓比例的R點、坐標(biāo)為(0,1)的表示純綠基色電壓比例的G點和坐標(biāo)為(0,0)的表示純蘭基色電壓比例的B點，得到基色三角形RGB，該三角形內(nèi)所有的點一一對應(yīng)著設(shè)備所能再現(xiàn)的全部顏色；在rgb色度圖上從坐標(biāo)原點附近開始，逐個劃分出色域單元，方法如下以該色域單元在g軸方向上相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓尺度的某個倍數(shù)為間隔、用平行于r軸的直線對基色三角形RGB進行分割，再以該單元色域在r軸方向上相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓尺度的上述倍數(shù)為間隔、用平行于g軸的直線對基色三角形RGB進行分割，以相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓尺度的上述倍數(shù)為間隔，依次進行以上劃分，如此將上述基色三角形分割為T個矩形并進行編號，每一個矩形表示一個色域單元，矩形[46]表示編號為j的一個任意色域單元Uj，它的四個頂點的坐標(biāo)是(rj1,gj1),(rj1,gj2),(rj2,gj1),(rj2,gj2)，其中rj2大于rj1,gj2大于gj1；在CIE色度圖上找到色域單元Uj的上述四個頂點的對應(yīng)點，劃出單元色域Uj的在CIE色度圖上的對應(yīng)區(qū)域是四邊形[42]。在CIE色度圖上劃分出所有的色域單元。劃分出矩形[46]的間隔(rj2-rj1)、(gj2-gj1)對應(yīng)的四邊形[42]的邊長，在需要精確設(shè)計的情況下等于相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓[43]尺度，在精確度要求不高的情況下上述間隔可以擴大為2個或若干個相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓[43]尺度，以四邊形[42]的中心區(qū)域的一個坐標(biāo)為(xCOj,yCOj)的色度點所表示的顏色、也就是矩形[46]的中心區(qū)域的一個坐標(biāo)為(rCOj,gCOj)的對應(yīng)點所表示的顏色(SCj)作為該四邊形所表示的色域單元Uj的色度樣本。所有色域單元都要確定一個色度樣本。上述某一個色域單元相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓規(guī)定如下在rgb色度圖上，這個麥克亞當(dāng)橢圓長軸、短軸的交點與該色域單元中心點的距離小于其它麥克亞當(dāng)橢圓長軸、短軸的交點與這個色域單元中心點的距離。而某一個色域單元相關(guān)的麥克亞當(dāng)橢圓尺度規(guī)定如下在r軸方向上，是該橢圓的一根通過其長軸與短軸的交點且與r軸平行的弦的長度；在g軸方向上，是該橢圓的一根通過其長軸與短軸的交點且與g軸平行的弦的長度。
關(guān)于色域單元劃分及實景取樣定位裝置、即測試信號發(fā)生器[23]，參考圖2。該裝置由攝象機、色度儀、計算機和色域單元劃分、測試信號生成及實景取樣定位軟件構(gòu)成，其中，編制該軟件的有關(guān)色域單元劃分的部分根據(jù)上述關(guān)于劃分色域單元方法的說明。該裝置的功能為按照上述要求劃分色域單元，建立各色域單元的存儲器單元；根據(jù)色域單元的劃分結(jié)果生成相應(yīng)色域單元的色度樣本信號和以該色度樣本為起始點、全屏同色同亮度、色度和亮度參數(shù)全色域可調(diào)的單色測試信號；拍攝實景樣本，對實景樣本信號進行輪廓加工和所屬色域單元的識別定位，據(jù)此對實景樣本信號進行編號并存入預(yù)定的存儲器；拍攝各種背景，對背景信號進行所屬色域單元的識別定位，據(jù)此對實景樣本信號進行編號并存入預(yù)定的存儲器；測試信號發(fā)生器[23]有兩種輸出狀態(tài)，第一種輸出狀態(tài)是輸出色度樣本信號或單色測試信號，第二種輸出狀態(tài)是同時輸出兩路信號，其中一路是輸出實景樣本信號(與上述輸出單色測試信號的通道使用同一個輸出端口)，另一路是輸出可以變換的實景樣本的背景信號及其識別信號。
關(guān)于測試裝置[24]，參考圖2。該裝置可用解碼器電路是基色電壓輸出式電路的N臺彩色電視機按圖2所示要求進行改裝而成在電視機的解碼器電路[25]輸出端與視頻放大器電路[27]輸入端之間接入中間處理器[26]。中間處理器[26]對于從解碼器電路[25]送來的紅基色電壓的放大倍數(shù)Kr、綠基色電壓的放大倍數(shù)Kg和蘭基色電壓的放大倍數(shù)Kb分別可調(diào)、可顯示，調(diào)節(jié)范圍為0.5～2，當(dāng)放大倍數(shù)小于1時，表示對信號進行衰減，以下敘述中凡有放大倍數(shù)一詞的，專指上述對從解碼器電路[25]送來的基色電壓的放大倍數(shù)，中間處理器[26]對輸入的背景信號不進行放大或衰減。中間處理器[26]具有如下功能將從前一級電路輸入的實景樣本信號嵌入從測試信號發(fā)生器[23]送來的背景信號，并輸出已作拼嵌處理的信號。在沒有特殊說明時，測試裝置應(yīng)處于下述標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)中間處理器[26]對輸入信號的放大倍數(shù)為1，白平衡的基準(zhǔn)白為D65，處于相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)，例如用于中國市場的PAL-D制式的機型試驗，應(yīng)使測試裝置符合中國標(biāo)準(zhǔn)“電視廣播接收機測量方法”規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件所對應(yīng)的工作狀態(tài)。
關(guān)于上述色域單元劃分及實景取樣定位裝置、即測試信號發(fā)生器[23]與測試裝置[24]的連接，參考圖2。測試信號發(fā)生器[23]在第一種輸出狀態(tài)下輸出的色度樣本信號或單色測試信號送到測試裝置[24]的輸入端；在第二種輸出狀態(tài)下，輸出的實景樣本信號送到測試裝置[24]的輸入端，輸出的實景樣本的背景信號及其識別信號直接送到中間處理器[26]；對應(yīng)于上述測試信號發(fā)生器[23]的兩種輸出狀態(tài)，中間處理器[26]也有兩種工作狀態(tài)當(dāng)上述測試信號發(fā)生器[23]處于第一種輸出狀態(tài)時，中間處理器[26]也相應(yīng)于地處于下述第一種工作狀態(tài)，此時是將經(jīng)過放大或衰減的色度樣本信號直接輸出，當(dāng)上述測試信號發(fā)生器[23]處于第二種工作狀態(tài)時，中間處理器[26]也相應(yīng)于地處于下述第二種工作狀態(tài)，此時是將經(jīng)過放大或衰減的實景樣本信號嵌入上述從測試信號發(fā)生器[23]送來的背景信號，輸出已作拼嵌處理的信號。
下面對使用本發(fā)明的自適應(yīng)色度補裝置對電子設(shè)備的圖象彩色進行自適應(yīng)色度補償，達到優(yōu)化處理的過程作詳細的敘述。
首先使用色域單元劃分及實景取樣定位裝置[23]進行色域單元的劃分。參考圖2、圖3和圖4。根據(jù)設(shè)備對于彩色顯示精度的要求，選定麥克亞當(dāng)橢圓尺度的相應(yīng)倍數(shù)作為劃分色域單元的間隔而預(yù)先設(shè)置于裝置[23]，由該裝置運行上述劃分色域單元的軟件程序自動劃分出T個色域單元并進行編號，它們在CIE色度圖上形如四邊形[42]，在rgb色度圖上形如矩形[46]，同時選取色域單元[42]中心區(qū)域的點(xCOj,yCOj)所表示的顏色、也就是矩形[46]的中心區(qū)域的對應(yīng)點的點(rCOj,gCOj)所表示的顏色(SCj)作為該四邊形和矩形所表示的色域單元Uj的色度樣本。其中，以相關(guān)色溫為6500K+18MPCD的白色D65作為色度樣本的色域單元規(guī)定為白色色域單元U1。
為每一個色域單元選定反映該單元預(yù)定面積內(nèi)彩色特征的實景樣本及其背景，獲取實景樣本信號和背景信號。對每一個色域單元選取一些其顏色在色度圖上所對應(yīng)的位置處于該色域單元范圍內(nèi)的實際景物作為取樣攝象的對象，稱為該色域單元的實景樣本。再選取相應(yīng)的背景。選取實景樣本及其背景時，對于每一個色域單元內(nèi)可能出現(xiàn)的實際景物及其背景，都要考慮到各種各類、室內(nèi)室外、各時相、各季相等不同條件下的差異，使上述實景樣本及其背景有足夠的覆蓋面。使用色域單元劃分及實景取樣定位裝置[23]在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下對上述實景樣本及其背景分別進行攝象，所得到的電視信號即為該色域單元的實景樣本信號，由裝置[23]作輪廓處理和色域單元定位后存入預(yù)定的存儲器。
然后進行圖象觀看效果對比評價試驗，測定各項優(yōu)化參數(shù)。使用上述色域單元劃分及實景取樣定位裝置、即試信號發(fā)生器[23]和測試裝置[24]，利用繪有恒定色調(diào)軌跡線及彩度軌跡圈的CIE色度圖(參見圖3)和rgb色度圖(參見圖4)進行圖象觀看效果對比評價試驗。選擇一定數(shù)量視覺正常的人按下述試驗要求對他們進行必要的訓(xùn)練后作為上述試驗的觀看者，由他們在規(guī)定的試驗條件下對各種畫面進行觀看和評價，選出各色域單元的若干最優(yōu)畫面。以他們的評價結(jié)果為基礎(chǔ)，由技術(shù)人員根據(jù)多學(xué)科專業(yè)研究成果選定各色域單元的彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫面，通過對普通畫面和最優(yōu)畫面的分析測試確定各項彩色優(yōu)化參數(shù)。具體做法如下所述。
將測試裝置[24]的中間處理器[26]置于放大倍數(shù)為1的狀態(tài)，而測試裝置校準(zhǔn)在D65白平衡狀態(tài)，輸入實景樣本信號，在此條件下測試裝置的屏幕[28]顯示的畫面稱為實景樣本的原色圖象。在以下的各項試驗中，都要將各種試驗圖象與原色圖象進行對比。
用測試裝置顯示所有實景樣本的不同的彩色再現(xiàn)畫面進行圖象觀看效果對比評價試驗。這個試驗為雙盲試驗，即直接參與觀看效果評價的工作人員和觀看者均不知道各臺測試裝置被調(diào)到了何種工作狀態(tài)。逐個色域單元地順序進行試驗。
先對白色色域單元U1進行上述試驗，方法如下首先讓觀看者對該單元色域?qū)嵕皹颖镜膶嶋H景物或原色圖象單獨進行觀看和記憶。在中間處理器[26]的放大倍數(shù)Kr、Kg和Kb均為1的條件下按不同的基準(zhǔn)白校準(zhǔn)上述測試裝置中(N-2)臺的白平衡，另兩臺測試裝置保持D65白平衡狀態(tài)，然后將白色色域單元的實景樣本信號和背景信號輸入所有測試裝置，由觀看者對這N幅畫面進行對比觀看和評價，按前述評分規(guī)則給出滿意度評分。統(tǒng)計并選出A個(A可以為3～5)總分最高的畫面，對顯示這些畫面的A臺測試裝置的白平衡保持不變，調(diào)整其它測試裝置的白平衡，使它們的白平衡基準(zhǔn)白參數(shù)為上述A臺測試裝置相應(yīng)參數(shù)的中間值，并變換背景信號，進行新一輪試驗。重復(fù)以上試驗，直至選出滿意度評分最高的幾個畫面。技術(shù)人員從滿意度評分最高的幾幅畫面中按前述預(yù)定規(guī)則選定實景樣本彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫面，將顯示這個畫面的測試裝置的白平衡基準(zhǔn)白確定為白色色域單元U1的色度樣本優(yōu)化色(SCE1)，作為白平衡的優(yōu)選基準(zhǔn)白DE。
然后對非白色景物所屬色域單元進行上述試驗，方法如下首先讓觀看者對屬于受試色域單元Uj的實景樣本的實際景物或原色圖象單獨進行觀看和記憶。在中間處理器[26]的放大倍數(shù)Kr、Kg和Kb均為1的條件下按優(yōu)選基準(zhǔn)白DE校準(zhǔn)上述測試裝置中(N-2)臺的白平衡(另兩臺測試裝置仍保持D65平衡狀態(tài))。其中，始終保持兩臺測試裝置的中間處理器[26]的放大倍數(shù)Kr、Kg和Kb為1，這兩臺測試裝置顯示的圖象稱為普通畫面，記為(SOCj)。其它(N-4)臺測試裝置調(diào)整為(N-4)個不同的工作狀態(tài)，具體方法如下所述。對于受試實景樣本，參考已知的喜愛色規(guī)律，使用繪有孟塞爾新標(biāo)系統(tǒng)的恒定色調(diào)軌跡及其主波長和彩度軌跡的CIE色度圖，為受試單元色域Uj設(shè)定主波長變換值、彩度變換值和亮度變換值的(N-4)個試驗方案，每一個方案對應(yīng)著一組色度點坐標(biāo)和一個亮度值。上述各項參數(shù)變換值是指該參數(shù)偏離原色圖象相應(yīng)參數(shù)的數(shù)值，例如，如果單元色域Uj的色度樣本(Scj)的原色圖象顏色主波長為560nm，試驗方案設(shè)定的主波長變換值為-4nm，那么就是將是將顏色主波長為560nm的圖象變換為顏色主波長為556nm的圖象來進行對比試驗。輸入色度樣本信號，通過改變中間處理器[26]的放大倍數(shù)Kr、Kg和Kb的方法將上述(N-4)臺測試裝置分別調(diào)在上述(N-4)個方案之一的工作狀態(tài)。保持N臺測試裝置上述的各自狀態(tài)，均輸入色域單元Uj的實景樣本信號和背景信號，從而使各臺測試裝置以不同的色調(diào)、彩度、亮度和背景組合來再現(xiàn)實景樣本，由此而得到的各種不同的彩色再現(xiàn)畫面。由觀看者對這N幅畫面進行觀看和評價的雙盲試驗，按前述評分規(guī)則給出滿意度評分。統(tǒng)計并選出B個(B可以為3～5)總分最高的畫面，對顯示這些畫面的B臺測試裝置的工作狀態(tài)保持不變，調(diào)整其它測試裝置中間處理器的放大倍數(shù)，使它們的主波長變換值、彩度變換值和亮度變換值為上述B臺測試裝置相應(yīng)參數(shù)的中間值，并參考已知的彩色聯(lián)立對比效應(yīng)的規(guī)律變換不同的背景信號，進行新一輪觀看效果評價的雙盲試驗。重復(fù)以上試驗，直至選出該受試實景樣本的滿意度評分最高的幾個畫面。對該色域單元的所有實景樣本進行上述全過程試驗。按照同樣的方法進行必要的考慮兼顧性的實景樣本間的交叉試驗后，選出滿意度綜合評分最高的幾組畫面。上述交叉試驗是指在某一個單元色域的滿意度評分最高的畫面所對應(yīng)的測試裝置工作狀態(tài)下，輸入另一些單元色域的樣本信號進行試驗。技術(shù)人員從滿意度綜合評分最高的幾幅畫面中按前述預(yù)定規(guī)則選定該受試單元色域?qū)嵕皹颖静噬佻F(xiàn)最優(yōu)畫面，記為(SOEj)。記錄測試裝置顯示上述最優(yōu)畫面(SOEj)時的中間處理器[26]的放大倍數(shù)KrEj、KgEj和KbEj。色域單元Uj的在DE白平衡狀態(tài)下的實景樣本普通畫面(SOCj)變換為上述實景樣本最優(yōu)畫面(SOEj)時的基色電壓優(yōu)化補償系數(shù)，即紅基色電壓的增加率crj，綠基色電壓的增加率cgj，以及蘭基色電壓的增加率cbj通過以下公式求得crj=KrEj-1,cgj=KgEj-1,cbj=KbEj-1。
測定其它參數(shù)的優(yōu)化變換值。由于人眼已經(jīng)不能分辨麥克亞當(dāng)橢圓內(nèi)的任何兩個色度點所代表的顏色之間的色調(diào)差別或彩度差別，而相鄰的麥克亞當(dāng)橢圓的幾何參數(shù)差別不大，所以就可以認為上述每一個單元色域內(nèi)的彩色在視覺上具有相同的彩色感覺。因此，我們可以用上述色域單元的色度樣本來代替該色域單元內(nèi)其它點所對應(yīng)的彩色進行彩色再現(xiàn)的觀看試驗和有關(guān)測試。由于色度樣本信號其波形是非常規(guī)則的，其屏幕圖象是單色、均勻的，所以上述用色度樣本信號代替實景樣本信號進行測試的方法不僅方便合理，而且提高了測試的精度。
具體方法如下將測試裝置[24]置于D65白平衡狀態(tài)，即顯示實景樣本的原色畫面(SOj)的狀態(tài)，對測試裝置[24]改為輸入單元色域Uj的色度樣本信號，測量此時測試裝置屏幕[28]所顯示圖樣，即色度樣本的原色色度坐標(biāo)(xCj、yCj)和亮度YCj。將測試裝置[24]置于上述顯示普通畫面(SOCj)的狀態(tài)，對測試裝置[24]改為輸入單元色域Uj的色度樣本信號，測量此時測試裝置屏幕[28]所顯示圖樣，即色度樣本的在DE白平衡狀態(tài)下普通色色度坐標(biāo)(xCOj、yCOj)和亮度YCOj。將測試裝置[24]置于保持前述最優(yōu)畫面所對應(yīng)的工作狀態(tài)不變，對測試裝置[24]改為輸入單元色域Uj的色度樣本信號，此時測試裝置屏幕[28]所顯示的圖象的顏色稱為色度樣本優(yōu)化色(SCE1)，測量此時屏幕圖樣的色度坐標(biāo)(xCEj、yCEj)和亮度YCej。(xCEj,yCEj)稱為單元色域Uj色度樣本(SEj)的優(yōu)化色度坐標(biāo)，cYj=(YCEj-YCOj)/YCOj,cYj稱為單元色域Uj的亮度優(yōu)化補償系數(shù)，根據(jù)上述色度樣本的原色色度坐標(biāo)(xCj,yCj)和優(yōu)化色度坐標(biāo)(xCEj,yCEj)，在繪有孟塞爾新標(biāo)系統(tǒng)的恒定色調(diào)軌跡及其主波長和彩度軌跡的CIE色度圖上繪出對應(yīng)的色度點，據(jù)此求得該色度樣本經(jīng)過最優(yōu)主波長變換和最優(yōu)彩度變換以后的相對于其原色圖象主波長所改變的數(shù)值和彩度所改變的數(shù)值，規(guī)定為該單元色域Uj的最優(yōu)主波長變換值和最優(yōu)彩度變換值，(xCEj,yCEj)和cYj稱為單元色域Uj的優(yōu)化色度參數(shù)。由以上的敘述和后面的實施例描述可以看出，本發(fā)明的自適應(yīng)色度補償法及其補償裝置，其中所說的針對于所說的每一個色域單元[46]執(zhí)行的、增益各異的自適應(yīng)補償至少包括兩個不同參數(shù)的優(yōu)化變換。
下面對一種用于實施上述自適應(yīng)色度補償法的補償裝置的結(jié)構(gòu)和功能作詳細敘述。
參考圖1。補償裝置由安裝于印制電路板上的色度補償專用集成電路及其外圍電路元件構(gòu)成，上述集成電路由輸入電路、輸出電路、電壓迭加電阻、零點電壓發(fā)生器、基色電壓發(fā)生器、識別電壓發(fā)生器以及一系列定位控制器和補償器組成，每一個單元色域Uj對應(yīng)著一個補償器組，每一個補償器組由三個補償器構(gòu)成，即由補償系數(shù)為crj的紅基色電壓補償器Crj、補償系數(shù)為cgj的綠基色電壓補償器Cgj和補償系數(shù)為cbj的蘭基色電壓補償器Cbj構(gòu)成，上述補償器的補償系數(shù)的數(shù)值可以通過調(diào)整與該補償器連接的補償系數(shù)調(diào)整電阻的數(shù)值來加以改變，一個單元色域的某個補償系數(shù)與另一個單元色域的某個補償系數(shù)相等時，可以共用一個補償器，上述補償器均具有高輸出阻抗；上述輸入電路、輸出電路、電壓迭加電阻、定位控制器和補償器按功能分為三組電路，其中紅色信號色度補償電路包括由三極管Pr1、Pr2和電阻Rr1組成的輸入電路，由三極管Nr和電阻Rr3組成的輸出電路，電壓迭加電阻Rr2，編號為Crm的補償器[4]和編號為Crn的補償器[6]以及其它補償器，還包括外圍電路的補償系數(shù)調(diào)整電阻Rr4和Rr5；綠色信號色度補償電路包括由三極管Pg1、Pg2和電阻Rg1組成的輸入電路，由三極管Ng和電阻Rg3組成的輸出電路，電壓迭加電阻Rg2，編號為Cgm的補償器[11]和編號為Cgn的補償器[13]以及其它補償器，還包括外圍電路的補償系數(shù)調(diào)整電阻Rg4和Rg5；藍色信號色度補償電路包括由三極管Pb1、Pb2和電阻Rb1組成的輸入電路，由三極管Nb和電阻Rb3組成的輸出電路，電壓迭加電阻Rb2，編號為Cbm的補償器[18]和編號為Cbn的補償器[20]以及其它補償器，還包括外圍電路的補償系數(shù)調(diào)整電阻Rb4和Rb5；上述集成電路還包括識別電壓發(fā)生器[2]，基色電壓發(fā)生器[9]，零點電壓發(fā)生器[16]和定位控制器[3]、[5]、[10]、[12]、[17]和[19]以及其它定位控制器，其特征在于三極管Pr1的基極接入固定偏壓V0，發(fā)射極與電阻Rr1連接，集電極與Pr2的發(fā)射極連接，Pr2的基極與輸入端子[1]連接，集電極接地，發(fā)射極與基色電壓發(fā)生器[9]的第一個輸入端連接，還與電阻Rr2連接，電阻Rr2的另一端與三極管Nr的基極連接，三極管Nr的發(fā)射極與輸出端子[7]連接，還與電阻Rr3連接，集電極與電阻Rr1的另一端及電源Vcc連接，電阻Rr3的另一端接地；三極管Pg1的基極接入固定偏壓V0，發(fā)射極與電阻Rg1連接，集電極與Pg2的發(fā)射極連接，Pg2的基極與輸入端子[8]連接，集電極接地，發(fā)射極與基色電壓發(fā)生器[9]的第二個輸入端連接，還與電阻Rr2連接，電阻Rr2的另一端與三極管Ng的基極連接，三極管Ng的發(fā)射極與輸出端子[14]連接，還與電阻Rg3連接，集電極與電阻Rg1的另一端及電源Vcc連接，電阻Rg3的另一端接地；Pb2的基極與輸入端子[15]連接，集電極接地，發(fā)射極與基色電壓發(fā)生器[9]的第三個輸入端連接，，還與電阻Rb2連接，電阻Rb2的另一端與三極管Nb的基極連接，三極管Nb的發(fā)射極與輸出端子[21]連接，還與電阻Rb3連接，集電極與電阻Rb1的另一端及電源Vcc連接，電阻Rb3的另一端接地；零點電壓發(fā)生器的輸入端與輸入端子[22]連接，輸出端與基色電壓發(fā)生器[9]的第四個輸入端連接；基色電壓發(fā)生器[9]的第一個輸出端與識別電壓發(fā)生器[2]的第一個輸入端和補償器[4]、[6]的第一個輸入端連接，基色電壓發(fā)生器[9]的第二個輸出端與識別電壓發(fā)生器[2]的第二個輸入端和補償器[11]、[13]的第一個輸入端連接，基色電壓發(fā)生器[9]的第三個輸出端與識別電壓發(fā)生器[2]的第三個輸入端和補償器[18]、[20]的第一個輸入端連接；識別電壓發(fā)生器[2]的輸出端與定位控制器[3]、[5]、[10]、[12]、[17]和[19]的輸入端連接；定位控制器[3]的輸出端與補償器[4]的第二個輸入端連接，定位控制器[5]的輸出端與補償器[6]的第二個輸入端連接，定位控制器[7]的輸出端與補償器[8]的第二個輸入端連接，定位控制器[10]的輸出端與補償器[11]的第二個輸入端連接，定位控制器[12]的輸出端與補償器[13]的第二個輸入端連接，定位控制器[17]的輸出端與補償器[18]的第二個輸入端連接，定位控制器[19]的輸出端與補償器[20]的第二個輸入端連接；補償器[4]和補償器[6]的輸出端與三極管Nr的基極連接，補償器[4]還與外圍電路的補償調(diào)整電阻Rr4連接，補償器[6]還與外圍電路的補償調(diào)整電阻Rr5連接，補償器[11]和補償器[13]的輸出端與三極管Ng的基極連接，補償器[11]還與外圍電路的補償調(diào)整電阻Rg4連接，補償器[13]還與外圍電路的補償調(diào)整電阻Rg5連接，補償器[18]和補償器[20]的輸出端與三極管Nb的基極連接，補償器[18]還與外圍電路的補償調(diào)整電阻Rb4連接，補償器[20]還與外圍電路的補償調(diào)整電阻Rb5連接，Rr4、Rr5、Rg4、Rg5、Rb4和Rb5的另一端與電源Vcc連接；補償電路的輸入端子[1]與前一級電路，例如解碼電路的紅基色信號或色差信號電壓輸出端連接，補償電路的輸入端子[8]與前一級電路，例如解碼電路的綠基色信號或色差信號電壓輸出端連接，補償電路的輸入端子[15]與前一級電路，例如解碼電路的藍基色信號或色差信號電壓輸出端連接；當(dāng)補償電路連接的是基色信號輸出式解碼電路時，從端子[22]輸入黑電平信號，當(dāng)補償電路連接的是色差信號輸出式解碼電路時，從端子[22]輸入亮度信號；從端子[1]輸入的包含紅基色電壓分量Er的信號經(jīng)射極跟隨器Pr2送到基色電壓發(fā)生器[9]的第一個輸入端和Rr2的一端，從端子[8]輸入的包含綠基色電壓分量Eg的信號經(jīng)射極跟隨器Pg2送到基色電壓發(fā)生器[9]的第二個輸入端和Rg2的一端，從端子[15]輸入的包含蘭基色電壓分量Eb的信號經(jīng)射極跟隨器Pb2送到基色電壓發(fā)生器[9]的第三個輸入端和Rb2的一端，零點電壓發(fā)生器[16]輸出一個上述零點電壓信號送到基色電壓發(fā)生器[9]的第四個輸入端，基色電壓發(fā)生器[9]生成一組只含基色電壓分量Er,Eg,Eb的信號按上述連結(jié)關(guān)系分別從第一個、第二個、第三個輸出端送到識別電壓發(fā)生器和各個補償器的第一個輸入端，所有補償器在其第二個輸入端未輸入開啟信號時，第一個輸入端是關(guān)閉的；識別電壓發(fā)生器[2]產(chǎn)生一組識別信號送到各定位控制器，定位控制器辨識確認上述基色電壓分量Er、Eg、Eb所屬單元色域為Uj，產(chǎn)生一個或一組相應(yīng)的開啟信號送到各補償器的第二個輸入端，用以開啟并且僅開啟補償器Crj、Cgj、Cbj，使之選通從該補償器的第一個輸入端送入的基色電壓信號，當(dāng)j=m時，編號為Crm的補償器[4]、編號為Cgm的補償器[11]和編號為Cbm的補償器[18]開啟，其它補償器處于關(guān)閉狀態(tài)，被補償器[4]選通的基色電壓信號由該補償器處理為一個補償電流Irm,Irm=crmEr/Rr2，電流Irm送到電壓迭加電阻Rr2與三極管Nr基極連結(jié)的那一端，電流Irm流過Rr2在電阻Rr2上產(chǎn)生補償電壓crmEr，與電阻Rr2的另一端上的基色電壓Er迭加，得到電壓(Er+crmEr)經(jīng)三極管Nr從端子[7]輸出，被補償器[11]選通的基色電壓信號由該補償器處理為一個補償電流Igm,Igm=cgmEg/Rg2，電流Igm送到電壓迭加電阻Rg2與三極管Ng基極連結(jié)的那一端，電流Igm流過Rg2在電阻Rg2上產(chǎn)生補償電壓cgmEr，與電阻Rg2的另一端上的基色電壓Eg迭加，得到電壓(Eg+cgmEg)經(jīng)三極管Ng從端子[14]輸出，被補償器[18]選通的基色電壓信號由該補償器處理為一個補償電流Ibm,Ibm=cbmEb/Rb2，電流Ibm送到電壓迭加電阻Rb2與三極管Nb基極連結(jié)的那一端，電流Ibm流過Rb2在電阻Rb2上產(chǎn)生補償電壓cbmEb，與電阻Rb2的另一端上的基色電壓Eb迭加，得到電壓(Eb+cbmEb)經(jīng)三極管Nb從端子[21]輸出；當(dāng)j=n時，編號為Crn的補償器[6]、編號為Cgn的補償器[13]和編號為Cbn的補償器[20]開啟，其它補償器處于關(guān)閉狀態(tài)，被補償器[6]選通的基色電壓信號由該補償器處理為一個補償電流Irn,Irn=crnEr/Rr2，電流Irn送到電壓迭加電阻Rr2與三極管Nr基極連結(jié)的那一端，電流Irn流過Rr2在電阻Rr2上產(chǎn)生補償電壓crnEr，與電阻Rr2的另一端上的基色電壓Er迭加，得到電壓(Er+crnEr)經(jīng)三極管Nr從端子[7]輸出，被補償器[13]選通的基色電壓信號由該補償器處理為一個補償電流Ign,Ign=cgnEg/Rg2，電流Ign送到電壓迭加電阻Rg2與三極管Ng基極連結(jié)的那一端，電流Ign流過Rg2在電阻Rg2上產(chǎn)生補償電壓cgnEr，與電阻Rg2的另一端上的基色電壓Eg迭加，得到電壓(Eg+cgnEg)經(jīng)三極管Ng從端子[14]輸出，被補償器[20]選通的基色電壓信號由該補償器處理為一個補償電流Ibn,Ibn=cbnEb/Rb2，電流Ibn送到電壓迭加電阻Rb2與三極管Nb基極連結(jié)的那一端，電流Ibn流過Rb2在電阻Rb2上產(chǎn)生補償電壓cbnEb，與電阻Rb2的另一端上的基色電壓Eb迭加，得到電壓(Eb+cbnEb)經(jīng)三極管Nb從端子[21]輸出。
參考圖5。這是上述補償裝置的一個實施例，其色度補償專用集成電路的識別電壓發(fā)生器[2]由加法器[51]和除法器[52]、[53]構(gòu)成，其每一個定位控制器由相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器[54]，比較器[55]、[56]、[58]、[59]和識別器[57]、[60]、[61]構(gòu)成；加法器[51]的三個輸入加數(shù)的輸入端與識別電壓發(fā)生器[2]的第一個輸入端[48]、第二個輸入端[49]、第三個輸入端[50]連接，除法器[52]的輸入被除數(shù)的輸入端與輸入端[48]連接，除法器[53]的輸入被除數(shù)的輸入端與輸入端[49]連接，除法器[52]、[53]的輸入除數(shù)的輸入端與加法器[51]的輸出端連接，除法器[52]的輸出端與比較器[55]和比較器[56]的各一個輸入端連接，除法器[53]的輸出端與比較器[58]和比較器[59]的各一個輸入端連接，基準(zhǔn)電壓發(fā)生器[54]的四個輸出端分別與比較器[55]、[56]、[58]、[59]的另一個輸入端連接，比較器[55]的輸出端與識別器[57]的一個輸入端連接，比較器[56]的輸出端與識別器[57]的另一個輸入端連接，比較器[58]的輸出端與識別器[60]的一個輸入端連接，比較器[59]的輸出端與識別器[60]的另一個輸入端連接，識別器[57]的輸出端與識別器[61]的一個輸入端連接，識別器[60]的輸出端與識別器[61]的另一個輸入端連接；識別器[61]的輸出端與補償器[62]、[63]、[64]的第二個輸入端連接；補償器[62]的第一個輸入端與輸入端[48]連接，輸出端[65]與三極管Nr的基極連接，補償器[63]的第一個輸入端與輸入端[49]連接，輸出端[66]與三極管Ng的基極連接，補償器[64]的第一個輸入端與輸入端[50]連接，輸出端[67]與三極管Nb的基極連接；上述rgb色度圖中的點(F)所對應(yīng)的基色電壓信號Er從輸入端[48]送到加法器[51]的一個加數(shù)輸入端、除法器[52]的被除數(shù)輸入端和補償器[62]的第一個輸入端，基色電壓信號Eg從輸入端[49]送到加法器[51]的一個加數(shù)輸入端、除法器[53]的被除數(shù)輸入端和補償器[63]的第一個輸入端，基色電壓信號Eb從輸入端[50]送到加法器[51]的一個加數(shù)輸入端和補償器[64]的第一個輸入端，加法器[51]生成的和信號(Er+Eg+Eb)送到除法器[52]、[53]的除數(shù)輸入端，除法器[52]生成的商信號r=Er/(Er+Eg+Eb)送到比較器[55]、[56]的各一個輸入端，除法器[53]生成的商信號g=Eg/(Er+Eg+Eb)送到比較器[58]、[59]的各一個輸入端，基準(zhǔn)電壓發(fā)生器生成的基準(zhǔn)電壓rj1送到比較器[56]、rj2送到比較器[55]、gj1送到比較器[59]、gj2送到比較器[58]，比較器[55]、[56]生成的識別信號送到識別器[57]，比較器[58]、[59]生成的識別信號送到識別器[60]，識別器[57]、[60]生成的識別信號送到識別器[61]，識別器[61]生成的識別信號送到補償器[62]、[63]、[64]的第二個輸入端，補償器[62]生成的識別信號從輸出端[65]送到三極管Nr的基極，補償器[63]生成的識別信號從輸出端[66]送到三極管Ng的基極，補償器[64]生成的識別信號從輸出端[67]送到三極管Nb的基極，其特征在于以適當(dāng)?shù)男问?，基?zhǔn)電壓發(fā)生器[54]預(yù)先設(shè)置了單元色域Uj的坐標(biāo)數(shù)據(jù)rj1、rj2、gj1、gj2；補償器[62]預(yù)先設(shè)置了優(yōu)化補償系數(shù)crj，補償器[63]預(yù)先設(shè)置了優(yōu)化補償系數(shù)cgj，補償器[64]預(yù)先設(shè)置了優(yōu)化補償系數(shù)cbj，使得當(dāng)且僅當(dāng)r小于rj2時比較器[55]輸出開啟信號，當(dāng)且僅當(dāng)r大于rj1時比較器[56]輸出開啟信號，當(dāng)且僅當(dāng)g小于gj2時比較器[58]輸出開啟信號，當(dāng)且僅當(dāng)g大于gj1時比較器[59]輸出開啟信號，具有與門功能的識別器[57]、[60]、[61]當(dāng)且僅當(dāng)全部輸入端都送入開啟信號時輸出開啟信號，補償器[62]、[63]、[64]當(dāng)且僅當(dāng)?shù)诙€輸入端送入開啟信號時開啟，補償器[62]開啟時的輸出信號是crJEr/Rr2，補償器[63]開啟時的輸出信號是cgJEg/Rg2，補償器[64]開啟時的輸出信號是cbJEb/Rb2，所有補償器在其非開啟狀態(tài)時的輸出為0；上述開啟信號可以是高電平信號，也可以是低電平信號。
下面給出自適應(yīng)色度補償法的一個實施方案的部分內(nèi)容并說明其積極效果。包括一組單元色域Uj的色度樣本(SCj)的原色色度坐標(biāo)(xCj,yCj)，該單元色域的最優(yōu)主波長變換值和最優(yōu)彩度變換值，以及基于9300K+8MPCD白平衡的以下優(yōu)化參數(shù)單元色域Uj的色度樣本(SCj)的優(yōu)化色度坐標(biāo)(xCEj,yCEj)，單元色域Uj的亮度優(yōu)化補償系數(shù)cYj；對于采用EBU熒光粉，即紅基色色度坐標(biāo)為(0.64,0.33)、綠基色色度坐標(biāo)為(0.29,0.60)、蘭基色色度坐標(biāo)為(0.15,0.06)的產(chǎn)品，給出基色電壓優(yōu)化補償系數(shù)crj、cgj、cbj。
參考圖3。圖中給出了點[29]、[30]、[31]、[32]、[33]、[34]、[35]、[36]和[37]的位置。以這些點所表示的顏色為色度樣本，可以得到9個單元色域，它們基本代表了各種補償類型。下面就以上述代號的數(shù)碼作為這些單元色域的編號來加以說明。圖上用正方形表示這些點的原色圖象的位置；圖上給出了以上各點所對應(yīng)的彩色電視信號經(jīng)過自適應(yīng)色度補償以后顯示的彩色圖象色度坐標(biāo)對應(yīng)點的位置，用圓點表示。圖中還給出了以上各點所對應(yīng)的彩色電視信號在目前最流行的9300K+8MPCD白平衡狀態(tài)下顯示的彩色圖象色度坐標(biāo)對應(yīng)的位置，用三角形表示。同一個色度樣本所對應(yīng)的上述三個點用直線段連接。圖中還給出了基準(zhǔn)白D65和9300K+8MPCD的位置。
經(jīng)過觀看效果評價試驗，確定相關(guān)色溫為9300K+8MPCD的白色為優(yōu)選白色DE，其色度坐標(biāo)為(0.284,0.299)。
圖上點[29]所對應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個3.6級彩度的淺黃色，原色色度坐標(biāo)為(xC29,yC29)=(0.370,0.390)，亮度為YC29=23cd/m2，原色對應(yīng)的基色電壓為ErC29=1.54,EgC29=1.24,EbC29=0.62伏特；該單元色域的實景樣本有偏黃的中國人皮膚，某些紙張、織物和建筑物等畫面。經(jīng)過觀看效果評價試驗，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE29,yCE29)=(0.350,0.360)，亮度為YCE29=23cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE29=1.51V,EgCE29=1.22V,EbCE29=0.86V，優(yōu)化補償系數(shù)為cr29=0.15,cg29=-0.03,cb29=0.02(9300K方案的紅綠藍基色電壓分別為1.31V,1.26V,0.83V)，亮度優(yōu)化補償系數(shù)為cY29=0。經(jīng)補償達到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長增3nm，彩度減1.6級，膚色趨紅潤、趨白；其它實景樣本顯得更新一些。而9300K方案使主波長減3nm，再現(xiàn)彩色由黃偏入帶綠色的黃色色域，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化，尤其膚色偏綠黃色的劣性色度失真十分明顯。
圖上點[30]所對應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個1.2級彩度的淺的粉紅色，原色色度坐標(biāo)為(xC30,yC30)=(0.332,0.329)，亮度為YC30=26cd/m2，原色對應(yīng)的基色電壓為ErC30=1.75V,EgC30=1.47V,EbC30=1.34V；該單元色域的實景樣本有略偏紫的白人皮膚，某些動畫、紙張、織物和建筑物等畫面。經(jīng)過觀看效果評價試驗，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE30,yCE30)=(0.332,0.338)，亮度為YCE30=26cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE30=1.75V,EgCE30=1.49V,EbCE30=1.34V，優(yōu)化補償系數(shù)為cr30=0.12,cg30=0.01,cb30=-0.30(9300K方案的紅綠藍基色電壓分別為1.56V,1.45V,1.91V)，亮度優(yōu)化補償系數(shù)為cY30=0。經(jīng)優(yōu)化補償達到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長減9nm，彩度略減，膚色色度點的位置由處于普朗克軌跡下方變?yōu)樘幱谄绽士塑壽E略上方，膚色由略偏紫的淺粉紅趨淺的帶粉紅的橙色；其它實景樣本顯得更新一些。而9300K方案使主波長大幅度向相反方向偏移，再現(xiàn)彩色由略偏紫的淺粉紅色偏入彩度增加近一級的帶藍紫紅色色域，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化，膚色偏紫的劣性色度失真十分明顯。
圖上點[31]所對應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個4級彩度的帶綠色的黃色，原色色度坐標(biāo)為(xC31,yC31)=(0.368,0.402)，亮度為YC31=16cd/m2，原色對應(yīng)的基色電壓為ErC31=1.00V,EgC31=0.89V,EbC31=0.39V；該單元色域的實景樣本是一個黑人皮膚畫面。經(jīng)過觀看效果評價試驗，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE31,yCE31)=(0.354,0.384),亮度為YCE31=16cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE31=0.98V,EgCE31=0.89V,EbCE31=0.50V，優(yōu)化補償系數(shù)為cr31=0.15,cg31=-0.02,cb31=-0.05(9300K方案的紅綠藍基色電壓分別為0.85V,0.91V,0.52V)，亮度優(yōu)化補償系數(shù)為cY31=0。經(jīng)優(yōu)化補償達到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長增1nm，彩度減1級，膚色略趨紅潤、趨白，較接近于準(zhǔn)確色調(diào)還原。而9300K方案使主波長減8nm，再現(xiàn)彩色由帶綠色的黃色偏入綠黃色色域，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化。
圖上點[32]所對應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個6級彩度的帶綠色的黃色，原色色度坐標(biāo)為(xC32,yC32)=(0.391,0.446)，亮度為YC32=27Cd/m2，原色對應(yīng)的基色電壓為ErC32=2.11V,EgC32=1.96V,EbC32=0.42V；該單元色域的實景樣本有橙，菠蘿，彩霞，某些紙張、織物和建筑物等畫面。經(jīng)過觀看效果評價試驗，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE32,yCE32)=(0.398,0.440)，亮度為YCE32=27cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE32=2.28V,EgCE32=1.92V,EbCE32=0.43V，優(yōu)化補償系數(shù)為cr32=0.27,cg32=-0.04,cb32=-0.23(9300K方案的紅綠藍基色電壓分別為1.79V,2.00V,0.56V)，亮度優(yōu)化補償系數(shù)為cY32=0。經(jīng)優(yōu)化補償達到優(yōu)選參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長增2nm，彩度不變。實景樣本中水果顯得更新鮮、更成熟，其它景物顯得更鮮艷和更新一些。而9300K方案使主波長減7nm，再現(xiàn)彩色由黃帶綠色偏入綠黃色色域，彩度減小0.4級，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化。
圖上點[33]所對應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個5.8級彩度的帶黃綠色，原色色度坐標(biāo)為(xC33,yC33)=(0.341,0.432)，亮度為YC33=31cd/m2，原色對應(yīng)的基色電壓為ErC33=1.68V,EgC33=2.46V,EbC33=0.84V；該單元色域的實景樣本有草原、森林等綠色植物，某些紙張、織物和建筑物等畫面。經(jīng)過觀看效果評價試驗，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE33,yCE33)=(0.320,0.450)，亮度為YCE33=34cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE33=1.29V,EgCE33=2.87V,EbCE33=0.87V，優(yōu)化補償系數(shù)為cr33=-0.10,cg33=0.16,cb33=-0.22(9300K方案的紅綠藍基色電壓分別為1.43V,2.48V,1.11V)，亮度優(yōu)化補償系數(shù)為cY33=0.10。經(jīng)補償達到優(yōu)化參數(shù)后的效果是與原色樣本比較，主波長增12nm，彩度增1.5級，亮度增10％。再現(xiàn)的實際景物顯得更亮麗，綠色植物看上去更新鮮、茂盛，其它景物顯得更鮮艷和更新一些。9300K方案優(yōu)于D65方案，而優(yōu)化方案又優(yōu)于9300K方案。
圖上點[34]所對應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個7.8級彩度的紅色，原色色度坐標(biāo)為(xC34,yC34)=(0.413,0.329)，亮度為YC34=20cd/m2，原色對應(yīng)的基色電壓為ErC34=1.76V,EgC34=0.59V,EbC34=0.59V；該單元色域的實景樣本有朝陽、火焰、花卉、紅旗，某些紙張、織物和建筑裝飾物等畫面。經(jīng)過觀看效果評價試驗，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE34,yCE34)=(0.419,0.325)，亮度為YCE34=23cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE34=2.15V,EgCE34=0.65V,EbCE34=0.69V，優(yōu)化補償系數(shù)為cr34=0.44,cg34=0.08,cb34=-0.12(9300K方案的紅綠藍基色電壓分別為1.50V,0.60V,0.78V)，亮度優(yōu)化補償系數(shù)為cY34=0.16。經(jīng)優(yōu)化補償達到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長基本不變，大致按真實色調(diào)還原，彩度增0.4級，亮度增16％。實景樣本景物顯得更鮮艷和更新一些。而9300K方案使主波長(補色波長)向蘭色方向產(chǎn)生較大幅度偏移，再現(xiàn)彩色由紅色偏入略帶紫色的紅色色域，彩度減小1級，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化。
圖上點[35]所對應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個12級彩度的帶紫粉紅色，原色色度坐標(biāo)為(xC35,yC35)=(0.359,0.245)，亮度為YC35=20cd/m2，原色對應(yīng)的基色電壓為ErC35=2.05V,EgC35=0.46V,EbC35=1.41V；該單元色域的實景樣本有花卉、水果、服飾，某些紙張、織物和建筑裝飾物等畫面。經(jīng)過觀看效果評價試驗，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE35,yCE35)=(0.364,0.235)，亮度為YCE35=22cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE35=2.47V,EgCE35=0.44V,EbCE35=1.66V，優(yōu)化補償系數(shù)為cr35=0.42,cg35=-0.08,cb35=-0.12(9300K方案紅綠藍基色電壓分別為1.74V,0.47V,1.88V)，亮度優(yōu)化補償系數(shù)為cY35=0.10。經(jīng)補償達到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長(補色波長)基本不變，按真實色調(diào)還原，彩度增1.8級，亮度增10％。實景樣本景物顯得更鮮艷和更新一些。而9300K方案使主波長(補色波長)向蘭色方向產(chǎn)生較大幅度偏移，再現(xiàn)彩色由帶紫粉紅色變?yōu)橐粋€偏紅的紫色，與優(yōu)化方案功效相反，效果劣化。
圖上點[36]所對應(yīng)的單元色域，其原色色度樣本是一個3級彩度的略帶綠色的蘭色，原色色度坐標(biāo)為(xC36,yC36)=(0.270,0.300)，亮度為YC36=16cd/m2，原色對應(yīng)的基色電壓為ErC36=1.00V,EgC36=1.56V,EbC36=2.00V；該單元色域的實景樣本有海洋，花卉、服飾，某些紙張、織物和建筑裝飾物等畫面。經(jīng)過觀看效果評價試驗，確定優(yōu)化色度參數(shù)是色度坐標(biāo)為(xCE36,yCE36)=(0.240,0.276)，亮度為YCE36=17.6cd/m2，優(yōu)化基色電壓參數(shù)為ErCE36=0.70V,EgCE36=1.77V,EbCE36=2.72V，優(yōu)化補償系數(shù)為cr36=-0.18,cg36=0.13,cb36=0.03(9300K方案的紅綠藍基色電壓分別為0.85V,1.56V,2.63V)，亮度優(yōu)化補償系數(shù)為cY36=0.10。經(jīng)優(yōu)化補償達到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是與原色樣本比較，主波長向蘭色方向略有偏移，減2nm，大致按真實色調(diào)稍偏蘭還原，彩度增2.2級，亮度增10％。實景樣本的景物顯得更潔凈和更有透明感，顯得更新一些。9300K方案優(yōu)于D65方案，而優(yōu)化方案又優(yōu)于9300K方案。
圖上點[37]所對應(yīng)的單元色域，其色度樣本是一個5.5級彩度的綠黃色，原色色度坐標(biāo)為(xC37,yC37)=(0.374,0.431)，亮度為YC37=20cd/m2，原色對應(yīng)的基色電壓為ErC37=1.2V,EgC37=1.2V,EbC37=0.36V；該單元色域的實景樣本有香蕉、芒果，某些成熟農(nóng)作物，某些紙張、織物和建筑物等畫面。經(jīng)過觀看效果評價試驗，確定優(yōu)化參數(shù)等于原色參數(shù)，優(yōu)化補償系數(shù)為cr37=0.17,cg37=-0.02,cb37=-0.24(9300K方案的紅綠藍基色電壓分別為1.02V,1.22V,0.47V)，亮度優(yōu)化補償系數(shù)為cY37=0。經(jīng)優(yōu)化補償達到優(yōu)化參數(shù)后的彩色再現(xiàn)效果是完全按真實色度和亮度還原。而9300K方案使主波長銳減8nm，再現(xiàn)彩色由綠黃色偏移到接近帶黃色的綠色色域，彩度減小0.5級，實景樣本中水果和農(nóng)作物顯得不成熟，其它黃色景物偏綠，給人顏色不正的印象。
從以上敘述可以看出，本發(fā)明根據(jù)達到最佳觀看效果的實驗數(shù)據(jù)，對分屬不同色域單元的彩色圖象進行了各不相同的優(yōu)化補償，通過這種象素間增益各異的補償特性的動態(tài)組合，使整幅畫面及所有畫面自動適應(yīng)最佳彩色再現(xiàn)的要求，從而獲得高品質(zhì)彩色圖象。由于采用自適應(yīng)色度補償法及其補償裝置以后，設(shè)備顯示的圖象彩色處于最佳觀看效果的狀態(tài)，所以，如果發(fā)生色度偏移，它也是以此最佳狀態(tài)為偏移起點，偏入劣性彩色失真狀態(tài)的概率大為降低，從而不僅消除了現(xiàn)有產(chǎn)品無法避免的局部劣性色度失真，而且提高了設(shè)備對信號帶有的色度偏差的寬容度，改善了設(shè)備對接收環(huán)境的適應(yīng)性。
權(quán)利要求
1．一種用于對電子設(shè)備的圖象彩色進行優(yōu)化處理的自適應(yīng)色度補償法，通過對原設(shè)備信號中的基色電壓分量Er、Eg、Eb進行實時辨識和所屬色域單元定位，按照預(yù)先設(shè)定的自適應(yīng)對應(yīng)關(guān)系和補償參數(shù)對它們進行電壓補償，由此達到圖象彩色的色度補償，其特征在于，包括如下步驟-在CIE色度圖和rgb色度圖上以麥克亞當(dāng)橢圓尺度的預(yù)定倍數(shù)為間隔，將設(shè)備所能再現(xiàn)的全部顏色劃分為T個色域單元[42]和[46]，選取色域單元[42]和[46]中心區(qū)域的點所表示的顏色作為該色域單元的色度樣本(SCj)，其中，以相關(guān)色溫為6500K+18MPCD的白色D65作為色度樣本的色域單元規(guī)定為白色色域單元U1；-為每一個色域單元獲取反映該單元預(yù)定面積內(nèi)的彩色特征的實景樣本及實景樣本信號；-以各不相同的色調(diào)、彩度、亮度和背景在測試裝置的屏幕上再現(xiàn)同一實景樣本，通過對這些畫面進行圖象觀看效果對比評價試驗，從中選定這個實景樣本彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫面；按預(yù)定規(guī)則從同一色域單元Uj的所有實景樣本最優(yōu)畫面中選定一個該色域單元彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫面(SOEj)；用相同的方法為所有色域單元分別選定一個各自的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫面；其中，白色色域單元U1的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫面所對應(yīng)的色度樣本優(yōu)化色(SCE1)作為白平衡的優(yōu)選基準(zhǔn)白DE；-測定將色域單元Uj的在DE白平衡狀態(tài)下的實景樣本普通畫面(SOCj)變換為上述實景樣本最優(yōu)畫面(SOEj)時的基色電壓優(yōu)化變換系數(shù)，即紅基色電壓的增加率crJ，綠基色電壓的增加率cgJ，以及蘭基色電壓的增加率cbJ；為所有T個色域單元測定各自的基色電壓優(yōu)化變換系數(shù)；-根據(jù)預(yù)先獲取的優(yōu)選基準(zhǔn)白DE的參數(shù)值及以上所說的每一個色域單元[46]的優(yōu)化變換系數(shù)，把所說的T組基色電壓優(yōu)化變換系數(shù)所對應(yīng)的優(yōu)化變換函數(shù)關(guān)系設(shè)置到基準(zhǔn)電壓發(fā)生器或基準(zhǔn)存儲器中，按照該優(yōu)化變換函數(shù)執(zhí)行針對于所說的每一個色域單元[46]的、增益各異的自適應(yīng)補償；當(dāng)設(shè)備實際運用時，先對接收到的隨機圖象信號進行實時辨識，并且將其定位于所屬色域單元，然后按照預(yù)先設(shè)定的該色域單元的優(yōu)化變換函數(shù)進行補償。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)色度補償法，其中所說的T個色域單元[46]的每一個在rgb色度圖中是一些兩條對邊分別平行于r軸和g軸的形如矩形的小區(qū)域。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)色度補償法，其中所說的圖象觀看效果對比評價試驗，其特征在于，包括如下步驟-觀看者在對所說的試驗裝置屏幕上再現(xiàn)的實景樣本的不同畫面進行所述的觀看效果對比評價之前，要對相應(yīng)的實景樣本實物或原色圖樣進行觀看和記憶；-觀看者對所說的屏幕上再現(xiàn)的實景樣本的不同畫面進行觀看后，只把自己認為與記憶色基本吻合的畫面列為評選最優(yōu)畫面的候選對象，并在對比評價后給出滿意度評分；-將每個畫面都與同屬一個色域單元的其它所有畫面進行比較，每兩個對比畫面中觀看者認為富于美感的程度較優(yōu)者得分較高；-從同一色域單元Uj的所有實景樣本最優(yōu)畫面中選定一個該色域單元彩色再現(xiàn)的最優(yōu)畫面(SOEj)，按如下預(yù)定規(guī)則進行技術(shù)人員認為該方案的畫面符合心理學(xué)和生理學(xué)等多學(xué)科的公認正確的研究結(jié)論，符合消除彩色聯(lián)立對比效應(yīng)的影響所需修正的要求，認定該方案畫面的色度偏移在預(yù)定的誤差允許范圍之內(nèi)，在滿足上述條件的同時并且各次滿意度評分均為最高。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)色度補償法，其中所說的針對于所說的每一個色域單元[46]執(zhí)行的、增益各異的自適應(yīng)補償至少包括兩個不同參數(shù)的優(yōu)化變換。
5．一種用于對電子設(shè)備的圖象彩色進行優(yōu)化處理的自適應(yīng)色度補償裝置，通過對原設(shè)備信號中的基色電壓分量Er、Eg、Eb進行實時辨識和所屬色域單元定位，按照預(yù)先設(shè)定的自適應(yīng)對應(yīng)關(guān)系和補償參數(shù)對它們進行電壓補償，由此達到圖象彩色的色度補償，其特征在于，包括色域單元劃分及實景取樣定位裝置，在CIE色度圖和rgb色度圖上以麥克亞當(dāng)橢圓尺度的預(yù)定倍數(shù)為間隔，劃分出設(shè)備所能再現(xiàn)的T個色域單元[46]，建立起任意信號的基色電壓分量Er、Eg、Eb與所屬色域單元之間的對應(yīng)關(guān)系；根據(jù)對各個實景樣本信號基色電壓分量Er、Eg、Eb進行辨識的結(jié)果，將該實景樣本自動定位在所屬色域單元，從而為每一個色域單元獲取反映該單元預(yù)定面積內(nèi)的彩色特征的實景樣本及實景樣本信號，并進行存儲；測試裝置，用該裝置對所獲得的實景樣本逐個色域單元地進行比較優(yōu)選和測試，由此獲得所有T個色域單元的彩色再現(xiàn)最優(yōu)畫面和基色電壓優(yōu)化變換系數(shù)；補償裝置，根據(jù)上述已經(jīng)獲得的信號的基色電壓分量Er、Eg、Eb與所屬色域單元之間的對應(yīng)關(guān)系，以及色域單元與優(yōu)化變換系數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系，對電子設(shè)備接收到的隨機圖象信號的基色電壓分量Er、Eg、Eb進行實時辨識，并將其自動定位于其所屬色域單元，按照所說的相應(yīng)色域單元的優(yōu)化變換函數(shù)執(zhí)行針對于所說的每一個色域單元[46]的、增益各異的自適應(yīng)補償。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的補償裝置，其中所說的T個色域單元[46]的每一個在rgb色度圖中是一些兩條對邊分別平行于r軸和g軸的形如矩形的小區(qū)域。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的補償裝置，其中所說的針對于所說的每一個色域單元[46]執(zhí)行的、增益各異的自適應(yīng)補償至少包括兩個不同參數(shù)的優(yōu)化變換。
8．根據(jù)權(quán)利要求5的補償裝置，其中所說的補償裝置包括對應(yīng)于所有優(yōu)化補償系數(shù)的多個補償器[4]、[6]、[11]、[13]、[18]和[20]。
9．根據(jù)權(quán)利要求5的補償裝置，其中所說的補償裝置還包括輸入電路，由此輸入包含基色電壓分量Er、Eg、Eb或色差電壓分量(Er-Y)、(Eg-Y)、(Eb-Y)的信號，它將這組輸入信號分送到基色電壓發(fā)生器[9]及各個電壓迭加電阻的一端，輸入電路包括三極管Pr1、Pr2、Pg1、Pg2、Pb1、Pb2和電阻Rr1、Rg1、Rb1；零點電壓發(fā)生器[16]，它將輸入的黑電平信號或亮度信號處理為一個其幅度與基色電壓的零電平對齊的零點電壓信號，然后送到基色電壓發(fā)生器[9]；基色電壓發(fā)生器[9]，它將輸入的包含基色電壓或色差電壓的信號及零點電壓通過減法運算處理為準(zhǔn)確的基色電壓信號，并將這個基色電壓信號送到識別電壓發(fā)生器[2]和各個補償器；識別電壓發(fā)生器[2]，它將輸入的基色電壓信號處理為一組包含基色比例信息的識別信號送到各定位控制器；定位控制器[3]、[5]、[10]、[12]、[17]、[19]，包括基準(zhǔn)電壓發(fā)生器或基準(zhǔn)存儲器、比較器和識別器，它們將輸入的識別信號與預(yù)先設(shè)置或預(yù)先存儲的的基準(zhǔn)電壓進行比較識別，通過基色比例與色域單元的對應(yīng)關(guān)系而確認該基色比例信號的色域單元定位為Uj，使相應(yīng)的定位控制器輸出控制信號，開啟所定位的色域單元Uj的那一組補償器，使該補償器組輸出數(shù)值為crjEr/Rr2的紅基色補償電流，數(shù)值為cgjEg/Rg2的綠基色補償電流，以及數(shù)值為cbjEb/Rb2的蘭基色補償電流；電壓迭加電阻，包括電阻Rr2、Rg2、Rb2，紅基色補償電流在電阻Rr2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為crjEr的補償電壓，它與上述來自輸入電路的信號Er相迭加，在電阻Rr2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過補償?shù)募t基色電壓，為(Er+crjEr)；綠基色補償電流在電阻Rg2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為cgjEg的補償電壓，它與上述來自輸入電路的信號Eg相迭加，在電阻Rg2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過補償?shù)木G基色電壓，為(Eg+cgjEr)；蘭基色補償電流在電阻Rb2的兩端產(chǎn)生數(shù)值為cbjEb的補償電壓，它與上述來自輸入電路的信號Eb相迭加，在電阻Rb2連接輸出電路的那一端得到經(jīng)過補償?shù)奶m基色電壓，為(Eb+cbjEr)；輸出電路，包括三極管Nr、Ng、Nb和電阻Rr3、Rg3、Rb3，它們組成三個射極輸出器，以上所說的經(jīng)過補償?shù)幕妷河纱颂庉敵觥?br> 全文摘要
一種對電子圖象進行彩色優(yōu)化的自適應(yīng)色度補償法及補償裝置,包括根據(jù)達到最佳觀看效果的實驗數(shù)據(jù),為按視覺特性劃分的所有色域單元預(yù)設(shè)增益各異的補償特性,實時辨識信號所屬色域單元并作相應(yīng)的補償,通過這種象素間不同補償特性的動態(tài)組合,使所有圖象彩色的主波長、彩度和相對亮度均自動適應(yīng)最佳彩色再現(xiàn)的要求,從而獲得高品質(zhì)彩色圖象。本發(fā)明消除了現(xiàn)有產(chǎn)品無法避免的局部劣性色度失真,改善了設(shè)備對接收環(huán)境的適應(yīng)性。
文檔編號H04N9/64GK1324188SQ0010760
公開日2001年11月28日 申請日期2000年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月15日
發(fā)明者楊炎華, 李瑞紅 申請人:北京市北大集軟計算機應(yīng)用工程公司