Способ и устройство для преобразования данных изображения

Способ и устройство для преобразования данных изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США №61/453107, поданной 15 марта 2011 г., и предварительной заявки на патент США №61/567784, поданной 7 декабря 2011 г., которые ссылкой включаются в настоящее раскрытие полностью во всех отношениях.

[0002] Настоящая заявка также относится к международной патентной заявке №PCT/US2012/027267, поданной 1 марта 2012 г., которая ссылкой включается в настоящее раскрытие.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

[0003] Настоящее изобретение относится к демонстрации и обработке изображений. Изобретение, в частности, относится к способам и устройству, включающим тональное отображение и/или отображение цветовой гаммы. Способы и устройство, описываемые в настоящем раскрытии, могут применяться для создания качественных изображений на целевых дисплеях при условии сохранения творческого замысла. Изобретение может осуществляться, например, в электронных дисплеях, таких как телевизоры, компьютерные мониторы, мультимедийные проигрыватели, переносные телефонные аппараты, способные воспроизводить видеоизображение, и другие переносные устройства, специализированные дисплеи, такие как дисплеи виртуальной реальности, рекламные дисплеи и т.п., а также для такого оборудования обработки изображений в восходящем направлении, как телевизионные приставки, узлы доступа и т.п.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Патентные публикации в общей области данного изобретения включают следующие:

заявки на патент США №№20010050757; 20020075136; 20020080245; 20070127093; 20080094515; 20080170031; 20080186707; 20090201309; 20090267876; 20100007599; 201000118008; патенты США №№7158673; 6989859; 5276779; и заявку на патент Японии №2002092655.

[0004] Создатель видеопродукции или другого изображения (например, режиссер, художник-колорист и т.п.) может устанавливать тона и цвета пикселов на изображении таким образом, чтобы при просмотре изображение имело желаемый внешний вид, который согласуется с творческим замыслом создателя. Например, создатель может изъявить желание, чтобы некоторые сцены вызывали более темное, более гнетущее ощущение, чем другие изображения. Создатель может изъявить желание, чтобы определенные особенности, изображаемые в сцене, выделялись или были менее заметны. Корректировка тонов и цветов пикселов на изображении может включать выполнение на исходных видеоданных цветокоррекции (или «цветоустановки»). Цветокоррекция может выполняться с использованием аппаратной/программной системы, которая позволяет пользователю различными способами изменять видеоданные для достижения желаемого внешнего вида.

[0005] В настоящее время доступны разнообразные дисплейные технологии. Например, существуют плазменные дисплеи, жидкокристаллические дисплеи (LCD) с задней подсветкой источниками света различных типов, таких как светодиоды (LED) различных типов, люминесцентные лампы или высокоинтенсивные лампы накаливания, дисплеи на основе ЭЛТ, дисплеи для цифровой кинематографии и т.д. Каждый отдельный дисплей сочетает аппаратное обеспечение с компонентами обработки видеосигнала, которые принимают видеосигналы и приводят в действие аппаратное обеспечение с целью демонстрации видеосодержимого видеосигналов.

[0006] Различные дисплеи могут значительно различаться в отношении таких характерных признаков, как:

- цветовая гамма, которая может воспроизводиться дисплеем;

- максимальная достижимая яркость;

- контрастность;

- разрешающая способность;

- допустимые форматы входного сигнала;

- глубина цвета;

- уровень белого;

- уровень черного;

- точка белого;

- градации серого;

- и т.д.

Соответственно, содержимое одного и того же изображения при воспроизведении на различных дисплеях может выглядеть по-разному. Содержимое изображения, совпадающее с творческим замыслом создателя, при демонстрации на одних дисплеях, при просмотре на других дисплеях может одним или несколькими путями отступать от творческого замысла создателя.

[0007] Некоторые современные дисплеи могут в одной или нескольких особенностях превосходить дисплеи, которые были передовыми в то время, когда создавалось определенное содержимое. Например, новые дисплеи могут обладать возможностью доставки изображений, которые имеют более яркие света, большую контрастность и/или более широкие цветовые гаммы, чем другие дисплеи. Может оказаться желательным извлечь пользу из этих улучшенных возможностей без значительного отступления от творческого замысла, воплощенного в просматриваемом содержимом.

[0008] Может оказаться желательным воспроизведение видеосодержимого, создаваемого так, чтобы извлекать пользу из высокопроизводительных дисплеев, на унаследованных дисплеях или на дисплеях, обладающих меньшими возможностями. Было бы желательно создать способы и устройство для адаптации внешнего вида видеоизображений и других изображений, демонстрируемых на различных дисплеях, с сохранением насколько это возможно творческого замысла, воплощенного в данных изображениях.

[0009] Восприятие цвета и светимости может быть подвержено влиянию окружающих условий. Видеоизображения, или другие изображения, представляемые в условиях кинотеатра (низкое окружающее освещение), могут восприниматься зрителями существенно иначе, чем могли бы восприниматься те же самые видеоизображения, или другие изображения, при просмотре в других условиях со значительным окружающим светом. Кроме того, характеристики окружающего света (такие как цветовая температура) могут оказывать влияние на восприятие видеосодержимого зрителем. Для максимально возможного сохранения творческого замысла, воплощенного в видеоизображениях, или других изображениях, было бы желательно демонстрировать видеоизображения и другие изображения с учетом окружающей среды, в которой просматривается это содержимое.

[0010] Существует потребность в обеспечении зрителей изображений (в том числе неподвижных и/или видеоизображений) впечатлениями от просмотра, которые эксплуатируют возможности дисплеев, на которых они просматривают эти изображения. Остается потребность в устройстве и способах, которые могут применяться для корректировки данных изображения таким образом, чтобы содержимое видеоизображения или другого изображения, закодированное в данных изображения, при воспроизведении имело желаемый внешний вид.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Изобретение имеет серию особенностей. Они включают, в качестве неограничивающих примеров, устройство, которое содержит функциональную возможность преобразования цветовой гаммы; способ преобразования цветовой гаммы, способы адаптации демонстрации содержимого изображения с учетом условий окружающего освещения; программные продукты, содержащие машиночитаемый код, который при его исполнении процессором данных вызывает исполнение процессором данных способа согласно изобретению.

[0012] Одна из неограничивающих особенностей предусматривает устройство, содержащее модуль отображения координат пикселов, который сконфигурирован для преобразования данных изображения в соответствии с функцией преобразования. Функция преобразования характеризуется несколькими узловыми точками и свободным параметром. Функция преобразования имеет в средней области наклон, управляемый свободным параметром. Преобразования в узловых точках не подвержены влиянию свободного параметра. Такое устройство может быть полезно, например, для преобразования содержимого, подвергнутого цветокоррекции, для демонстрации на отдельном целевом дисплее.

[0013] В некоторых вариантах осуществления изобретения, устройство содержит, или принимает, сигнал из датчика окружающего света и схему, подключенную для приема сигнала окружающего освещения из датчика окружающего света, сконфигурированную для управления одной или несколькими из следующих характеристик: свободным параметром и координатой одной из узловых точек, по меньшей мере, частично на основе сигнала окружающего освещения.

[0014] В некоторых вариантах осуществления изобретения, данные изображения содержат наборы значений пикселов для пикселов на изображении. Наборы значений пикселов содержат значения цветов для каждого цвета из нескольких основных цветов (например, значений, соответствующих красному, зеленому и синему основным цветам). Устройство содержит несколько модулей отображения координат пикселов, каждый из которых подключен для преобразования соответствующего одного из значений цветов. Параметры для функций преобразования в разных модулях отображения координат могут быть одинаковыми или отличающимися. При надлежащем выборе отличающихся параметров преобразования могут выполнять цветокоррекцию, а также трансляцию цветовой гаммы.

[0015] Другая особенность изобретения включает способы отображения данных изображения с целью демонстрации на целевом дисплее. Способы включают преобразование значений пикселов данных изображения в соответствующие преобразованные значения пикселов в соответствии с функцией преобразования. Функция преобразования характеризуется несколькими узловыми точками и свободным параметром. Функция преобразования имеет в средней области наклон, управляемый свободным параметром. Преобразования значений пикселов, соответствующих узловым точкам, не подвержены влиянию свободного параметра. В некоторых вариантах осуществления изобретения, одна или несколько из следующих характеристик: свободный параметр и положение узловой точки в средней области, автоматически изменяются для учета окружающего освещения и/или адаптации зрительных систем зрителей.

[0016] Другая особенность изобретения включает способы отображения данных изображения с целью демонстрации на целевом дисплее путем сочетания глобального преобразования тонального отображения с локальной многомасштабной операцией тонального отображения.

[0017] Другая особенность изобретения предусматривает устройство управления цветом. Устройство может включать рабочую станцию, предназначенную, например, для модификации неподвижных изображений или видеоизображений. Устройство может применяться для модификации значений цветов в данных изображения. Устройство управления цветом содержит первую память, или ввод, для исходных данных изображения и вторую память, или вывод, для модифицированных данных изображения. Модуль отображения координат пикселов подключается для доступа к первой памяти, или вводу, и конфигурируется для преобразования исходных данных изображения в соответствии с функцией преобразования, характеризующейся несколькими узловыми точками и свободным параметром. Функция преобразования имеет в средней области наклон, управляемый свободным параметром, где преобразования в узловых точках не подвержены влиянию свободного параметра, и предназначена для выдачи модифицированных данных изображения и для доставки модифицированных данных изображения во вторую память, или вывод. Пользовательский ввод конфигурируется для принятия от пользователя значения свободного параметра. Дисплей подключается для демонстрации модифицированных данных изображения. Пользователь может корректировать значение свободного параметра с целью получения желаемого внешнего вида изображения, демонстрируемого на дисплее.

[0018] Ниже описываются дальнейшие особенности изобретения и характерные признаки частных вариантов осуществления изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0019] Сопроводительные графические материалы иллюстрируют неограничивающие варианты осуществления изобретения.

[0020] Фигура 1 представляет собой схематическое изображение конвейера распространения видеоизображений.

[0021] Фигура 2 показывает устройство согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0022] Фигура 3 иллюстрирует пример функции преобразования.

[0023] Фигура 4 представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую способ, который использует информацию о целевом дисплее и входные данные изображения для определения подходящих значений параметров, определяющих функцию преобразования.

[0024] Фигура 5 представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую способ обработки данных изображения согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0025] Фигура 6 изображает схему последовательности операций, иллюстрирующую способ, который объединяет глобальный оператор тонального отображения с локальным многомасштабным оператором тонального отображения согласно примерному варианту осуществления изобретения.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0026] Везде в нижеследующем описании конкретные подробности излагаются с целью обеспечения более полного понимания изобретения. Однако изобретение может использоваться на практике и без этих частностей. В других случаях, хорошо известные элементы не были показаны или описаны подробно во избежание чрезмерного затруднения понимания изобретения. Соответственно, описание и графические материалы должны рассматриваться в иллюстративном, а не ограничительном смысле.

[0027] Фигура 1 схематически показывает конвейер 20 распространения видеоизображений. Необработанные данные 22 получаются и редактируются в видеомонтажной аппаратной 23, давая необработанную видеопродукцию 24. Тона и/или цвета в необработанной видеопродукции корректируются на станции 26 цветоустановки художником-колористом (например, человеком, который использует инструментальные средства, предоставляемые станцией цветоустановки посредством подходящего пользовательского интерфейса) с целью получения видеопродукции 27, подвергнутой цветоустановке. Станция 26 цветоустановки включает профессиональный монитор 30, на котором художник-колорист просматривает видеопродукцию. Используя инструментальные средства и элементы управления, предоставляемые станцией 26 цветоустановки, художник-колорист корректирует тона и/или цвета всех, или части, изображений, которые составляют видеопродукцию, с целью получения общего внешнего вида, который при просмотре на дисплее 30 совпадает с художественным замыслом художника-колориста.

[0028] Если все зрители видеопродукции 27, подвергнутой цветоустановке, просматривали видеопродукцию на дисплее, идентичном дисплею 30, в окружающих условиях, идентичных тем, которые испытывал художник-колорист, то, за исключением индивидуальных отклонений в человеческом восприятии изображений, все зрители могли бы смотреть видеопродукцию в точности так, как это планировал художник-колорист (т.е. тем образом, который является истинным в отношении художественного замысла художника-колориста). При условии, что в эксплуатации находится очень широкий ассортимент дисплеев, нереалистично ожидать того, что все зрители будут иметь такой же дисплей или даже, что дисплеи, на которых разные зрители будут просматривать видеопродукцию, будут иметь похожие характеристики, такие как максимальная яркость, уровень черного и цветовая гамма.

[0029] Одна из особенностей изобретения предусматривает способы отображения и устройство, которые могут автоматически применяться для отображения тонов и/или цветов из таких данных изображения, как, например, видеопродукция 27, подвергнутая цветоустановке, для демонстрации на конкретном целевом дисплее способом, который близко повторяет впечатления художника-колориста от просмотра.

[0030] В некоторых вариантах осуществления изобретения способы отображения и устройство обеспечивают прямое управление одной или несколькими из следующих характеристик:

- средняя яркость изображения (точка адаптации);

- локальная контрастность средних тонов;

- цветонасыщенность;

- уровень, на котором демонстрируется входной черный; и

- уровень, на котором демонстрируется входной белый.

Эти параметры влияют на впечатления от просмотра.

[0031] Фигура 2 показывает устройство 40 согласно примерному варианту осуществления изобретения. В данном примере, устройство 40 содержит ввод 42, предназначенный для приема видеоданных 43, подлежащих демонстрации на экране 44 целевого дисплея 41 для их просмотра зрителем V. Видеоданные 43 могут содержать видеоданные, подвергнутые цветоустановке, воплощающие замысел создателя. Устройство 40 содержит транслятор 46 цветового пространства, который транслирует значения пикселов для видеоданных 43 в цветовое пространство, которое является собственным для целевого дисплея 41. В иллюстрируемом примерном варианте осуществления изобретения собственным цветовым пространством целевого дисплея 41 является цветовое пространство RGB, которое задает цвета в форме интенсивностей основных цветов целевого дисплея 41.

[0032] Транслятор 46 цветового пространства может содержать, например, матричный умножитель, который умножает вектор значений пикселов в видеоданных 43 на матрицу размера 3×3, давая вектор значений собственного цветового пространства дисплея 41 (например, значений RGB). Матрица преобразования может быть задана с учетом основных цветов и точки белого для целевого дисплея 41. В некоторых вариантах осуществления изобретения, транслятор 46 цветового пространства может конфигурироваться для применения матрицы преобразования цветового пространства без масштабирования для пиковой светимости. Как будет разъяснено ниже, это может делать более интуитивным выбор параметров для последующих операций обработки изображения.

[0033] В нижеследующем примере значения пикселов в видеоданных 43 представлены в цветовом пространстве XYZ, и транслятор 46 цветового пространства выполняет трансляцию из цветового пространства XYZ в положительные значения RGB. Изобретение не ограничивается цветовыми данными, представленными в цветовом пространстве XYZ. Видеоданные 43 могут быть представлены в любом подходящем цветовом пространстве.

[0034] Отрицательные значения RGB могут являться результатом трансляций комбинаций значений пикселов, которые находятся за пределами цветовой гаммы (например, цвета, которые нельзя воспроизвести с использованием любой доступной комбинации основных цветов, используемых дисплеем). Любые отрицательные значения RGB, генерируемые транслятором 46 цветового пространства, могут отсекаться до низкого неотрицательного значения. В альтернативном варианте, значения пикселов за пределами цветовой гаммы могут отображаться в значения пикселов в пределах цветовой гаммы перед трансляцией (например, в соответствии с отображением в пределах цветового пространства видеоданных 43). Эта операция может выполняться отдельным модулем отображения или, например, одним из компонентов транслятора 46 цветового пространства.

[0035] После обработки транслятором 46 цветового пространства видеоданные 43 содержат значения 48R, 48G и 48В, которые, соответственно, относятся к красному, зеленому и синему (RGB) основным цветам целевого дисплея 41.

[0036] Каждое из значений 48R, 48G и 48В независимо отображается модулем 50 отображения в новое значение. Показаны модули 50R, 50G и 50В отображения. Каждый модуль отображения отображает соответствующее входное значение, полученное из транслятора 46 цветового пространства в преобразованное значение. В иллюстрируемом варианте осуществления изобретения, преобразованные значения указываются, соответственно, как 48R′, 48G′ и 48В′.

[0037] Каждый модуль 50 отображения отображает его входное значение в выходное значение в соответствии с функцией 55 преобразования. Преимущественно, функция (функции) 55 преобразования может характеризоваться несколькими фиксированными точками, которые могут называться «узловыми точками», и свободным параметром, который корректирует наклон функции преобразования в средней области. Наклон соответствует контрастности в средней области. Корректировка свободного параметра обеспечивает средства для управления контрастностью в средней области. Функция преобразования может быть линейной, или аппроксимировать линейность, в средней области.

[0038] Фигура 3 показывает пример функции преобразования. На Фигуре 3 входные значения указываются на горизонтальной оси, а выходные значения указываются на вертикальной оси. Каждая ось имеет логарифмический масштаб. Функция 55 преобразования характеризуется максимальным значением 56А для выходных значений, минимальным значением 56В для выходных значений и существенно линейной областью 56С средних тонов. Функции 55R, 55G и 55В преобразования, применяемые к сигналам красного, синего и зеленого каналов модулями 50А, 50В и 50С отображения, могут быть одинаковыми или различными. Модули 50А, 50В и 50С отображения могут быть полностью независимыми или могут совместно использовать компоненты аппаратного и/или программного обеспечения.

[0039] В примерном варианте осуществления изобретения, функция 55 преобразования имеет вид следующего уравнения:

где C₁, C₂ и C₃ - константы, V - входное значение цветового канала, V′ - выходное значение цветового канала и n - параметр. Функция преобразования по Уравнению (1) представляет собой пример параметризованной сигмоидальной функции градационной кривой.

[0040] В альтернативных вариантах могут использоваться другие параметризованные функции преобразования. В некоторых вариантах осуществления изобретения, функция преобразования содержит параметры, которые обеспечивают управление одной или несколькими из следующих характеристик: наклоном на нижнем конце, наклоном на верхнем конце и «резкостью» крутизны на верхнем и нижнем концах функции преобразования.

[0041] Один из способов установления значений для параметров в Уравнении (1) иллюстрируется для частного случая способом 70 по Фигуре 4. Способ 70 использует информацию о целевом дисплее и информацию о дисплее, использованном при цветоустановке или подтверждающем входные видеоданные («дисплей цветоустановки»), для определения подходящих значений для параметров Уравнения (1). Блок 71 идентифицирует на кривой 55 три узловые точки светимости. Первая узловая точка 57А имеет горизонтальную и вертикальную координаты, соответственно, равные уровням черного дисплея цветоустановки и целевого дисплея. В некоторых вариантах осуществления изобретения информация о дисплее цветоустановки выводится из входного сигнала. Например, уровень черного для дисплея цветоустановки может быть выведен из входного сигнала, беря малый процентиль (например, 0,1 процентилей) сигнала светимости во входном сигнале. Уровень черного для целевого дисплея является указанным уровнем черного для целевого дисплея.

[0042] Вторая узловая точка 57В имеет в качестве горизонтальной координаты уровень белого для дисплея цветоустановки и в качестве вертикальной координаты - точку белого для целевого дисплея. Например, точка белого для дисплея цветоустановки может быть выведена из входного сигнала как максимальное значение какого-либо цветового канала во входном сигнале.

[0043] Положение средней узловой точки 57С оказывает влияние на общую яркость демонстрируемого изображения (например, на «ключ» изображения). Надлежащий выбор узловой точки 57С средних тонов облегчает восприятие входного изображения на целевом дисплее как соответствующим образом яркого.

[0044] Горизонтальное положение точки 57С может быть установлено различными способами; эти способы включают следующее:

- вычисление геометрического среднего входной светимости;

- выбор фиксированного значения, которое могло бы восприниматься в среде цветокоррекции как являющееся подходящим средним значением. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения это значение могло бы быть задано на таком уровне, как 10.

[0045] Вертикальное значение для точки 57С может основываться на уровне светимости, соответствующем среднему уровню серого для целевого дисплея. Например, в дисплее, который может генерировать значения светимости между 1 кд/м² и 400 кд/м², средний уровень серого приблизительно равен 20 кд/м² (что логарифмически находится посередине между 1 и 400 кд/м²). Поэтому подходящее значение для точки 57С может представлять собой значение, соответствующее среднему уровню серого (в данном примере, 20 кд/м²). В тех вариантах осуществления изобретения, где транслятор 46 цветового пространства сконфигурирован для применения матрицы преобразования цветового пространства без масштабирования для пиковой светимости, значение 20 будет соответствовать среднему уровню серого 20 кд/м².

[0046] В некоторых вариантах осуществления изобретения, узловая точка 57С средних тонов выбирается так, чтобы сделать отношение координаты узловой точки средних тонов к координате узловой точки белого равным, с точностью до желаемого множителя, для ввода и для вывода функции преобразования.

[0047] В некоторых вариантах осуществления изобретения, с целью создания преобразования таким образом, чтобы точка белого видеоданных преобразовывалась, совпадая с точкой белого целевого дисплея и/или с целевыми окружающими условиями просмотра, для каждой из координат RGB могут использоваться различные функции преобразования. Одним из способов выполнения этого условия является выражение точки белого входных видеоданных в форме координат цветности (таких как, например, координаты цветности CIE x, y) и преобразование масштабированных значений XYZ, имеющее вид следующих уравнений:

Эти значения XYZ можно затем преобразовать в цветовое пространство RGB для целевого дисплея с целью получения точки белого для входных данных, которая может быть обозначена как (R, G, В)_wp,in. В тех случаях, когда исходная и целевая точки белого одинаковы, обе точки белого в нормированных координатах RGB должны представлять собой (111). Тогда координаты узловых точек 57А, 57В, 57С для красного, зеленого и синего каналов можно получить, умножая узловые значения светимости на значения точек белого, как показано ниже:

где нижний индекс «in» обозначает входные данные изображения, нижний индекс «out» обозначает выходные данные (т.е. данные, передаваемые для демонстрации); (Y_max,in, Y_max,out) - нескорректированные координаты узловой точки 57В; (Y_min,in, Y_min,out) - нескорректированные координаты узловой точки 57А; (Y_mid,in, Y_mid,out) - нескорректированные координаты узловой точки 57С; и (R, G, В)_wp,out - координаты RGB точки белого для целевого дисплея.

[0048] Уравнения (5)-(10) предусматривают набор из трех узловых точек для каждого цветового канала. Например, узловая точка 57А для красного цветового канала имеет вид (R_max,in, R_max,out); узловая точка 57В для красного цветового канала имеет вид (R_min,in, R_min,out); и узловая точка 57С для красного цветового канала имеет вид (R_mid,in, R_mid,out). Там, где точки белого для входных видеоданных и для целевого дисплея неодинаковы, наборы узловых точек будут отличаться, что в результате приводит к функции преобразования, которая отличается для каждого цветового канала.

[0049] Функцию преобразования для каждого цветового канала в форме, предусматриваемой Уравнением (1), можно получить исходя из координат соответствующих узловых точек путем выполнения следующего вычисления:

( c 1 c 2 c 3 ) = 1 x 2 y 2 ( x 1 − x 2 ) + x 2 y 2 ( x 2 − x 1 ) + x 1 y 1 ( x 2 − x 2 ) ( x 2 x 3 ( y 2 − y 3 ) x 1 x 3 ( y 3 − y 1 ) x 1 x 2 ( y 1 − y 2 ) ( x 3 y 3 − x 2 y 2 ) ( x 1 y 1 − x 3 y 3 ) ( x 2 y 2 − x 1 y 1 ) ( x 3 − x 2 ) ( x 1 − x 3 ) ( x 2 − x 1 ) ) ( y 1 y 2 y 3 ) ,   ( 11 )

в котором x₁, x₂ и x₃ имеют вид:

и y₁, y₂ и y₃ имеют вид:

[0050] Одним из признаков описанных выше функций преобразования является то, что n остается свободным параметром. Это позволяет устанавливать контрастность средних тонов на любом желаемом уровне. Следует отметить, что двойной логарифмический наклон в узловой точке средних тонов будет несколько отличаться от значения n в случае, если узловая точка средних тонов не центрирована во входной и выходной областях. Однако контрастность средних тонов может быть установлена путем корректировки значения n. Хорошей начальной точкой для параметра контрастности средних тонов, n, является 1. Такое значение n предусматривает, что отображаемая сцена будет иметь, по существу, сходную локальную контрастность в средней области как на целевом дисплее, так и в оригинальной сцене.

[0051] Для функций преобразования, имеющих приведенный выше вид, значения линейной светимости дисплея для каждого из цветовых каналов, красного, зеленого и синего, можно выразить следующим образом:

Эти значения можно использовать для приведения в действие дисплея с целью демонстрации изображения. В некоторых вариантах осуществления изобретения, перед использованием этих значений для приведения в действие целевого дисплея, они могут корректироваться по отклику целевого дисплея на линейные входные значения (например, нормированные).

[0052] В некоторых вариантах осуществления изобретения, нормированные управляющие значения (R_norm, G_norm, B_norm) для целевого дисплея вычисляются с использованием следующих соотношений:

Нормированные значения могут масштабироваться по интервалу управляющих сигналов для целевого дисплея (например, в интервале 0-255 для 8-битного целевого дисплея).

[0053] Необязательно, цвета изображения могут усиливаться путем увеличения цветонасыщенности. Это можно осуществить, например, с использованием следующих соотношений:

Значения для a, b и c в Уравнении (20) могут определяться со ссылкой на элементы обратной матрицы M преобразования, соответствующей обратному транслятору 46 цветового пространства ([X,Y,Z]^T=M*[R,G,В]), а именно: a может иметь вид: a=M(2,1), b может иметь вид: b=М(2,2), и с может иметь вид: c=М(2,3). В уравнениях (20), (21) и (22) S представляет собой свободный параметр. Значения S больше 1 будут вызывать увеличение цветонасыщенности. Значения S меньше 1 будут вызывать уменьшение цветонасыщенности (т.е. будут приводить к тому, что цвета будут становиться менее насыщенными).

[0054] Там, где это необходимо или желательно, нормированные управляющие значения могут подвергаться гамма-коррекции. Ее можно осуществить в соответствии со следующими соотношениями:

где γ - отклик дисплея, в некоторых целевых дисплеях γ приблизительно равно 2,2. Там, где нормированные управляющие значения являются подвергнутыми донасыщению, гамма-коррекция может выполняться на подвергнутых донасыщению управляющих значениях (R′, G′ и В′).

[0055] В некоторых вариантах осуществления изобретения, цвета изображения подвергаются донасыщению для восстановления, по меньшей мере, приблизительного, потери насыщенности в результате тональной компрессии. Там, где тональная компрессия не является постоянной во всем диапазоне тонов на изображении, применение к разным тонам разных уровней тональной компрессии приводит к тому, что разные цвета в разной степени подвергаются обесцвечиванию. В общем, чем больше величина тональной компрессии, тем больше по величине обесцвечивание. Величину тональной компрессии можно количественно определить по двойному логарифмическому наклону градационной кривой. В качестве иллюстративного примера, сигмоидальная функция градационной кривой, нанесенная на график на Фигуре 3 как кривая 55, имеет существенно более крутой двойной логарифмический наклон в существенно линейной области 56С средних тонов, чем наклон вблизи максимального значения 56А и минимального значения 56В. Соответственно, тональная компрессия, проходящая от ввода (горизонтальная координата) до вывода (вертикальная координата), больше вблизи значений 56А и 56В по сравнению с существенно линейной областью 56С средних тонов.

[0056] Применение методики глобального донасыщения может подвергать донасыщению все пикселы безотносительно величины обесцвечивания, вызванного тональной компрессией. Некоторые варианты осуществления изобретения подвергают донасыщению пикселы преобразованных данных изображения в соответствии с величиной тональной компрессии пикселов преобразованных данных изображения. При условии, что величина тональной компрессии соответствует двойному логарифмическому наклону градационной кривой, величину тональной компрессии для входного значения L_in можно определить как производную функции преобразования L_out=f(L_in) для входного значения L_in. Двойной логарифмический наклон этой функции преобразования можно определить, приравнивая L_in=e^x и L_out=e^y и вычисляя dy/dx, которая представляет двойной логарифмический наклон. Для градационной кривой, согласно приведенному выше Уравнению (1), y можно выразить как:

и двойной логарифмический наклон c(L_in) в любой точке градационной кривой можно вычислить как производную y по x для L_in:

[0057] Для цветовых каналов R, G и В подвергнутые донасыщению управляющие значения можно определить исходя из нормированных управляющих значений следующим образом: