CN111770320B - 一种色彩校正方法和装置、色彩校正设备和存储介质 - Google Patents

一种色彩校正方法和装置、色彩校正设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种色彩校正方法和装置、色彩校正设备和存储介质，所述方法包括：输入并存储3D‑LUT校正基准色彩数据；输入原始色彩RGB数据进行3D‑LUT映射，得到经3D‑LUT映射后的色彩数据；将经3D‑LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D‑LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据。通过本发明实施例，通过采用基于四面体插值的3D‑LUT色彩校正方法，能够有效的简化四面体插值系数的计算，并且在具体电路应用时，只需要四个乘法器即可优化四面体插值算法，简化硬件电路的实现，很大程度的降低硬件电路实现难度，提高电路数据处理的实时性，从而可以解决现有技术中的四面体插值计算插值系数复杂对硬件电路实现复杂化的问题。

Description

一种色彩校正方法和装置、色彩校正设备和存储介质
技术领域
本发明涉及色彩校正领域，特别涉及一种色彩校正方法和装置、色彩校正设备和存储介质。
背景技术
LED显示屏(Light Emitting Diode，发光二极管)作为新型的显示技术，以其节能、环保、高效等优点越来越受到用户的青睐，但是由于LED屏生产工艺的影响，不同的LED显示屏无法达到显示色彩的范围(即色域)一致，导致不同的LED显示屏显示相同色彩时会有差异，而尺寸大的LED显示屏受技术等原因往往由多个小LED显示屏拼接而成，若每个小的LED显示屏对相同色彩显示的效果不一致，那么整个LED显示屏的显示效果就非常差了。
目前的解决方案是找出不同LED显示屏的公共色域(基准色域)，即不同LED显示屏都能显示的颜色范围，然后通过色域映射方法达到显示的色彩一致，色域映射方法就是将输入颜色的色域映射到公共色域，每输入一个颜色都能在公共色域中找到一个颜色与之对应，从而达到多个LED显示屏色彩校正功能，然后实现显示一致性。
目前色域映射领域中3D-LUT(3D Look-Up-Table，3D色彩查找表)技术在LED影院屏上因其出色的图像处理效果以及优越的处理速度被推荐的应用，常用于色彩校准与调色。目前利用3D-LUT实现色彩校正的方法中，利用一次三维矩阵变换和两次二维矩阵变换去计算权值系数原理，其计算非常复杂；并且涉及到体积计算需要大量乘法。造成在硬件实现上需要复杂电路去实现，消耗较多的硬件乘法器和RAM资源，对一些实时性强且处理数据量大的***有很大限制，例如8K@60fps视频信号的LED显示，对硬件电路有较高的要求，对此提出一种优化计算速度的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供的一种色彩校正方法和装置、色彩校正设备和存储介质，能够有效的简化四面体插值系数的计算，在具体电路应用时，只需要四个乘法器即可优化四面体插值算法，简化硬件电路的实现，很大程度的降低硬件电路实现难度，提高电路数据处理的实时性，从而可以解决现有技术中的四面体插值计算插值系数复杂对硬件电路实现复杂化的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
根据本发明实施例的一个方面，提供的一种色彩校正方法，所述方法包括：
输入并存储3D-LUT校正基准色彩数据；
输入原始色彩RGB数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据；
将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据。
根据本发明实施例的另一个方面，提供的一种色彩校正装置，所述装置包括：存储模块、映射模块、校正模块，其中：
所述存储模块，用于输入并存储3D-LUT校正基准色彩数据；
所述映射模块，用于输入原始色彩RGB数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据；
所述校正模块，用于将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据。
根据本发明的另一个方面，提供的一种色彩校正设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现本发明实施例提供的所述的一种色彩校正方法的步骤。
根据本发明的另一个方面，提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有一种色彩校正方法的程序，所述一种色彩校正方法的程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的所述的一种色彩校正方法的步骤。
与相关技术相比，本发明实施例提供的一种色彩校正方法和装置、色彩校正设备和存储介质，所述方法包括：输入并存储3D-LUT校正基准色彩数据；输入原始色彩RGB数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据；将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据。通过本发明实施例，通过采用基于四面体插值的3D-LUT色彩校正方法，即将输入原始色彩数据经3D-LUT映射后再采用四面体插值算法和3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据，能够有效的简化四面体插值系数的计算，并且在具体电路应用时，只需要四个乘法器即可优化四面体插值算法，简化硬件电路的实现，很大程度的降低硬件电路实现难度，提高电路数据处理的实时性，从而可以解决现有技术中的四面体插值计算插值系数复杂对硬件电路实现复杂化的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于四面体插值算法的3D-LUT色彩校正方法的流程示意图。
图2为本发明实施例提供的一种输入原始色彩RGB数据进行3D-LUT映射的示意图。
图3为本发明实施例提供的一种将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正的流程示意图。
图4为本发明实施例提供的一种四面体插值的示意图。
图5为本发明实施例提供的一种正方体切割的示意图。
图6为本发明实施例提供的A’C方向俯视图的示意图。
图7为本发明实施例提供的一种四面体V4插值的示意图。
图8为本发明实施例提供的一种色彩校正装置的结构示意图。
图9为本发明实施例提供的一种色彩校正设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以解释本发明，并不用于限定本发明。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在一个实施例中，如图1所示，本发明提供一种基于四面体插值算法的3D-LUT色彩校正方法，所述方法包括：
S1、输入并存储3D-LUT校正基准色彩数据。
S2、输入原始色彩(RGB)数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据。
S3、将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据。
在本实施例中，通过采用基于四面体插值的3D-LUT色彩校正方法，即将输入原始色彩数据经3D-LUT映射后再采用四面体插值算法和3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据，能够有效的简化四面体插值系数的计算，并且在具体电路应用时，只需要四个乘法器即可优化四面体插值算法，简化硬件电路的实现，很大程度的降低硬件电路实现难度，提高电路数据处理的实时性，从而可以解决现有技术中的四面体插值计算插值系数复杂对硬件电路实现复杂化的问题。
在一个实施例中，在所述步骤S2之前，所述方法还包括：读取用于校正色域输入显示的原始色彩数据。
在一个实施例中，所述步骤S2中，所述输入原始色彩(RGB)数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据。包括：读取用于校正色域输入显示的原始色彩数据。
将所述原始色数数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据，包括：
输入原始色彩(R，G，B)数据，将RGB三个分量分别乘以色域缩放比scale，得到映射后的色彩数据(R0+fR，G0+fG，B0+fB)，其中，3D-LUT映射缩放后的位置一般分为整数部分和小数部分，R0、G0和B0是映射后的色彩在RGB分量上的整数部分，fR、fG和fB是映射后的色彩在RGB分量上的小数部分；色域缩放比scale＝(M-1)/(2n-1)，n为输入色彩的位宽，M为3D-LUT的单维采样点数。
其中，整数部分用于确定映射点在3D-LUT的最小立方体的8个顶点的地址。小数部分是映射点在整数部分确定的最小立方体内部的位置，判断输入色彩值在最小立方体中哪个四面体的四个顶点地址以及插值公式，同时也参与插值系数的计算。
如图2所示，3D-LUT本质是一个3D(三维)色彩查找表(也叫三维色彩映射表)，输入任意一个色彩都可以从3D-LUT表中匹配输出一个色彩。3D-LUT色彩校正就是通过输入色彩数据值在色彩校正的3D色彩查找表中找到校正后的色彩，由输入色彩的色域映射到3D-LUT中，输入色彩的位宽n与3D-LUT的单维采样点数M进行计算缩放比，色域缩放比为scale＝(M-1)/(2n-1)。
在本实施例中，通过输入原始色彩RGB在3D-LUT中映射，从而得到经3D-LUT映射后的色彩数据，以使映射后的色彩可以应用于确定映射点在3D-LUT的最小立方体的8个顶点的地址及四面体的四个顶点地址，以及确定插值公式和插值系数，有助于有效的简化四面体插值系数的计算，并且在具体电路应用时，只需要四个乘法器即可优化四面体插值算法，简化硬件电路的实现，很大程度的降低硬件电路实现难度，提高电路数据处理的实时性，从而可以解决现有技术中的四面体插值计算插值系数复杂对硬件电路实现复杂化的问题。
在一个实施例中，如图3所示，所述步骤S3中，所述将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据。包括：
步骤S31、根据经3D-LUT映射后的色彩数据中的小数部分确定四面体插值算法的插值系数和插值公式。
步骤S32、根据经3D-LUT映射后的色彩数据中的整数部分确定四面体插值算法的四个顶点的地址。
步骤S33、根据所述四个顶点地址在3D-LUT校正基准色彩数据中查找获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址的色彩值。
步骤S34、根据所在四面体的四个顶点地址的色彩值与四面体四个顶点的插值系数利用插值公式进行加权计算，得到插值校正后的色彩值(R1,G1,B1)，最终输出校正后的色彩值(R1,G1,B1)。
在本实施例中，通过对经3D-LUT映射后的色彩数据中的小数部分确定四面体插值算法的插值系数和插值公式，整数部分确定四面体插值算法的四个顶点的地址，根据所述四个顶点地址在3D-LUT校正基准色彩数据中查找获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址的色彩值，再根据所在四面体的四个顶点地址的色彩值与四面体四个顶点的插值系数利用插值公式进行加权计算，得到插值校正后的色彩值；即将输入原始色彩数据经3D-LUT映射后再采用四面体插值算法和3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据，能够有效的简化四面体插值系数的计算，并且在具体电路应用时，只需要四个乘法器即可优化四面体插值算法，简化硬件电路的实现，很大程度的降低硬件电路实现难度，提高电路数据处理的实时性，从而可以解决现有技术中的四面体插值计算插值系数复杂对硬件电路实现复杂化的问题。
在本实施例中，四面体插值算法在色域缩放的应用是通过计算映射点到大四面体四个面形成的四个小四面体体积与大四面体的体积占比作为插值系数，取四面体四个顶点的色彩值与对应的插值系数进行加权计算得到映射点色彩值。
如图4所示，四面体四个顶点ABCD，映射点P在四面体ABCD内，则映射点P与大四面体每个面都能形成一个小四面体，PBCD、PACD、PABD和PABC，再设A’、B’、C’、D’、P’为ABCDP五个点对应的RGB色彩值，a,b,c,d为被映射点P分割的四个四面体PBCD、PACD、PABD、PABC分别与大四面体ABCD的体积比值(即插值系数)，那么映射点P的色彩值计算公式(即插值公式)就可以表示为：
P’＝a×A’+b×B’+c×C’+d×D’
从上述计算公式可以看出，插值系数与相乘顶点的关系是顶点的色彩值乘以该顶点相对面与映射点P形成的四面体体积与大四面体的占比(即插值系数)。
其中，四面体插值算法涉及到四面体的体积计算公式，公式为：
V＝h×S/3
上述公式中，V表示的就是所求四面体的体积，h表示以任意一个顶点到该顶点相对面三角形所在平面的垂直距离，S为该顶点相对面的三角形的面积。
四面体插值算法是将正方体切割成6个全等四面体，四面体切割的方式是必须经过(0,0,0)和(1,1,1)做正方体的三对平行面的正方形对角线切割。如图5所示，过平行面ABB’A’和DCC’D’做A’BCD’切面，A’C必须在切面上所以只能是A’BCD’；同理做出切面ACC’A’和A’B’CD，这三个切面的相交线是A’C，此时三个切面将正方体切割成6个全等四面体A’ABC(V1)、A’DAC(V2)、A’D’DC(V3)、A’C’D’C(V4)、A’B’C’C(V5)、A’BB’C(V6)，括号内的内容表示该四面体的简称，如图6所示。
如图6是图5以A’C方向俯视图，将正方体分割成6等分，根据图4可以看出，每个四面体都有两个面在正方体的其中两个面上，另外两个面在三个切面其中两个面上。两个在正方体上的面面积相等(1/2×1×1)，两个在切面上的面的面积相等
Figure BDA0002583132520000071
四面体的各个面积都可以计算出来，通过前述缩放映射计算的小数部分fR、fG和fB，可以求得映射点P到正方体上的两个面的体积，只要计算出映射点P到两个切面的高度，就可以求出所有体积。
在一个实施例中，所述步骤S31中，所述根据经3D-LUT映射后的色彩数据中的小数部分确定四面体插值算法的插值系数和插值公式，包括：
步骤S311、比较所述小数部分的fR、fG和fB之间的大小关系确定映射点P所在的四面体以及四面体顶点在立方体相对位置。
步骤S312、根据所述小数部分的fR、fG和fB确定映射点P所在四面体四个顶点的插值系数和插值公式。
重复上述步骤S311至步骤S312，确定所有6个四面体的插值系数和插值公式。
在一个实施例中，所述步骤S311中，所述比较所述小数部分的fR、fG和fB之间的大小关系确定映射点P所在的四面体以及四面体顶点在立方体相对位置；包括：使用三维投影降维法确定映射点P所在的四面体，包括：
选择立方体的第一顶点，将映射点P沿该第一顶点为起点的方向投影至与该方向垂直的平面上，判断映射点P在以形成该方向的另一顶点在该平面形成的对角线作为直线的上方或下方，以此排除以该方向所在的直线与该角线作为两侧边形成的所在平面作为切面的两侧的四面体；其中，判断映射点P在以形成该方向的另一顶点在该平面形成的对角线作为直线的上方或下方，是通过比较小数部分的两个相关值之间的大小关系来确定，从而确定映射点P所在的四面体；
如经过上述步骤还无法确定映射点P所在的四面体，则将映射点P沿该第一顶点为起点的另一方向投影至与该方向垂直的平面上，重复上述步骤直至确定映射点P所在的四面体。
具体地包括：
步骤S3111、选择立方体的第一顶点，将映射点P沿该第一顶点为起点的第一方向投影至与该第一方向垂直的第一平面上，判断映射点P在以形成该第一方向的第二顶点在该第一平面形成的对角线作为第一直线的上方或下方，以此排除以第一方向所在直线与第一直线作为两侧边形成的所在平面作为切面的两侧的四面体。其中，判断映射点P在以形成该第一方向的第二顶点在该第一平面形成的对角线作为第一直线的上方或下方，是通过比较小数部分的两个相关值之间的大小关系来确定。
步骤S3112、再将映射点P沿该第一顶点为起点的第二方向投影至与该第二方向垂直的第二平面上，判断映射点P在以形成该第二方向的第三顶点在该第二平面形成的对角线作为第二直线的上方或下方，以此排除以第二方向所在直线与第二直线作为两侧边形成的所在平面作为切面的两侧的四面体。其中，判断映射点P在以形成该第一方向的第二顶点在该第一平面形成的对角线作为第一直线的上方或下方，是通过比较小数部分的两个相关值之间的大小关系来确定。
步骤S3113、将映射点P沿该第一顶点为起点的第三方向投影至与该第三方向垂直的第三平面上，判断映射点P在以形成该第三方向的第四顶点在该第三平面形成的对角线作为第三直线的上方或下方，以此排除以第三方向所在直线与第三直线作为两侧边形成的所在平面作为切面的两侧的四面体。其中，判断映射点P在以形成该第一方向的第二顶点在该第一平面形成的对角线作为第一直线的上方或下方，是通过比较小数部分的两个相关值之间的大小关系来确定。
经过以上的步骤S3111至步骤S3113，就能确定映射点P所在的四面体。
进一步，如图7所示，选择立方体的顶点A’为例对确定映射点P所在的四面体进行进一步说明。
将映射点P沿A’D’方向投影至平面DCC’D’上，判断映射点P在直线CD’的上方或下方，以此排除以切面A’BCD’两侧中一半数量的四面体。通过比较fB和fG大小判断映射点P在直线CD’的上方还是下方，因为直线CD’在平面DCC’D’的直线y＝x上，若x>y，则映射点P在直线CD’的下方，反之映射点P在直线CD’的上方。
再将映射点P沿A’B’方向投影至平面BB’C’C上，判断映射点P在直线B’C的上方或下方，以此排除剩下3个四面体中的一个或两个。此时，通过比较fB和fR大小判断映射点P在直线B’C的上方或下方，因为直线B’C也在直线y＝x上。如果经过这一步骤后只能排除一个四面体，则需要再将映射点P沿AA’方向再做一次投影处理就能确定映射点P所在的四面体。
经过以上的处理，最后确定，只要通过比较fR、fG和fB之间的大小关系就能确定映射点P所在的四面体。
在一个实施例中，所述步骤S312中，所述根据所述小数部分的fR、fG和fB确定映射点P所在四面体四个顶点的插值系数和插值公式。
在本实施例中，以映射点P在四面体A’C’D’C(V4)为例对确定映射点P所在四面体四个顶点的插值系数和插值公式进行说明。
在前述所述步骤S311中，已经确定了映射点P所在四面体，下一步就需要确定映射点P到大四面体的四个面形成的四个小四面体的体积，前面已经给出6个全等四面体的四个面面积，只要计算出映射点P到四个面的高度就可以求得插值系数。
如图7所示。将映射点P所在四面体从大四面体中抽出来，因为平面A’C’D’和平面CC’D’在立方体的面上，可以得到映射点P到平面A’C’D’的距离为fB，到平面CC’D’的距离为(1-fR)。通过三维投影降维法求映射点P到两个切面的距离，映射点P到平面A’CD’的距离可以投影到切面CDD’C’上进行计算，因为平面A’CD’在切面A’BCD’上，且与切面CDD’C’垂直，投影后平面A’CD’变成了直线CD’，映射点P投影成了点P1，那么映射点P到平面A’CD’的距离可以转换为求点P1到到直线CD’的距离，而在切面CDD’C’上点P1坐标为(fG,fB)，直线CD’的方程为y＝x，转换成点到直线距离公式形式为x-y＝0。
根据点(x0,y0)到直线Ax+By+C＝0的距离公式：
Figure BDA0002583132520000101
所以点P1到直线CD’的距离为
Figure BDA0002583132520000102
同理可以算得点P2(fR，fG)到直线A’C’的距离为
Figure BDA0002583132520000103
四个面的面积分别表示为SA’C’D’、SCC’D’、SA’CD’、SA’CC’，则有：
SCC’D’＝1/2×1×1
Figure BDA0002583132520000104
Figure BDA0002583132520000105
SA’C’D’＝1/2×1×1
映射点P到四个面的距离表示为da1、dc1、dd1和dc，根据前面的计算可以得到：
da1＝1-fR
Figure BDA0002583132520000106
Figure BDA0002583132520000107
dc＝fB。
根据四面体体积公式为V＝h×S/3，则映射点P分割的四个四面体体积为：
VPA’C’D’＝dc×SA’C’D’/3＝(fB×1/2)/3＝fB/6
VPCC’D’＝da1×SCC’D’/3＝((1-fR)×1/2)/3＝(1-fR)/6
Figure BDA0002583132520000111
Figure BDA0002583132520000112
映射点P所在大四面体A’CC’D’(V4)体积：
VA’CC’D’＝CC’×SA’C’D’/3＝(1x 1/2)/3＝1/6
由此可求出映射点P分割的四个四面体体积占比(即插值系数)：
UA1＝VPCC’D’/VA’CC’D’＝((1-fR)/6)/(1/6)＝1–fR
UC1＝VPA’CD’/VA’CC’D’＝((fG–fB)/6)/(1/6)＝fG–fB
UD1＝VPA’CC’/VA’CC’D’＝((fR–fG)/6)/(1/6)＝fR–fG
UC＝VPA’C’D’/VA’CC’D’＝(fB/6)/(1/6)＝fB
根据上述给出四面体插值公式：P’＝a×A’+b×B’+c×C’+d×D’，可得映射点P所在四面体V4的插值公式为：
Pp＝Pa1×UA1+Pc1×UC1+Pd1×UD1+Pc×UC
其中，大四面体A’CC’D’的4个顶点CA’C’D’对应的色彩值为Pc、Pa1、Pc1、Pd1。
将以上四面体V4的插值系数的数值代入上述插值公式可得映射点P在四面体V4的插值公式为：
Pp＝Pa1×(1-fR)+Pc1×(fG–fB)+Pd1×(fR-fG)+Pc×fB
同理，抽出剩余5个全等四面体后可以计算到每个四面体的插值公式。设定正方体8个顶点ABCDA’B’C’D’对应的色彩值为Pa、Pb、Pc、Pd、Pa1、Pb1、Pc1、Pd1，最终插值公式整理为下表：
小数比较条件 P点所在四面体 插值公式
f<sub>B</sub>&gt;f<sub>G</sub>≥f<sub>R</sub> A’ABC(V1) (1-f<sub>B</sub>)Pa1+(f<sub>B</sub>-f<sub>G</sub>)Pa+(f<sub>G</sub>-f<sub>R</sub>)Pb+(f<sub>R</sub>)Pc
f<sub>B</sub>&gt;f<sub>R</sub>&gt;f<sub>G</sub> A’DAC(V2) (1-f<sub>B</sub>)Pa1+(f<sub>B</sub>-f<sub>R</sub>)Pa+(f<sub>R</sub>-f<sub>G</sub>)·Pd+(f<sub>G</sub>)Pc
f<sub>R</sub>≥f<sub>B</sub>≥f<sub>G</sub> A’D’DC(V3) (1-f<sub>R</sub>)Pa1+(f<sub>R</sub>-f<sub>B</sub>)Pd1+(f<sub>B</sub>-f<sub>G</sub>)Pd+(f<sub>G</sub>)Pc
f<sub>R</sub>≥f<sub>G</sub>&gt;f<sub>B</sub> A’C’D’C(V4) (1-f<sub>R</sub>)Pa1+(f<sub>R</sub>-f<sub>G</sub>)Pd1+(f<sub>G</sub>-f<sub>B</sub>)Pc1+(f<sub>B</sub>)Pc
f<sub>G</sub>&gt;f<sub>R</sub>≥f<sub>B</sub> A’B’C’C(V5) (1-f<sub>G</sub>)Pa1+(f<sub>G</sub>-f<sub>R</sub>)Pb1+(f<sub>R</sub>-f<sub>B</sub>)Pc1+(f<sub>B</sub>)Pc
f<sub>G</sub>≥f<sub>B</sub>≥f<sub>R</sub> A’BB’C(V6) (1-f<sub>G</sub>)Pa1+(f<sub>G</sub>-f<sub>B</sub>)Pb1+(f<sub>B</sub>-f<sub>R</sub>)Pb+(f<sub>R</sub>)Pc
在本实施例中，通过对经3D-LUT映射后的色彩数据中的小数部分确定四面体插值算法的插值系数和插值公式，整数部分确定四面体插值算法的四个顶点的地址，根据所述四个顶点地址在3D-LUT校正基准色彩数据中查找获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址的色彩值，再根据所在四面体的四个顶点地址的色彩值与四面体四个顶点的插值系数利用插值公式进行加权计算，得到插值校正后的色彩值；即将输入原始色彩数据经3D-LUT映射后再采用四面体插值算法和3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据，能够有效的简化四面体插值系数的计算，并且在具体电路应用时，只需要四个乘法器即可优化四面体插值算法，简化硬件电路的实现，很大程度的降低硬件电路实现难度，提高电路数据处理的实时性，从而可以解决现有技术中的四面体插值计算插值系数复杂对硬件电路实现复杂化的问题。
在一个实施例中，所述步骤S32中，所述根据经3D-LUT映射后的色彩数据的整数部分确定四面体插值算法的四个顶点的地址，包括：
步骤S321、根据所述整数部分(R0、G0、B0)确定映射点P在3D-LUT的最小立方体的8个顶点地址。
步骤S322、根据小数部分确定的所在四面体顶点在立方体相对位置从所述8个顶点地址中获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址。
在一个实施例中，所述步骤S321中，所述根据所述整数部分(R0、G0、B0)确定映射点P在3D-LUT的最小立方体的8个顶点地址，包括：
在上述插值公式的Pa、Pb、Pc、Pd、Pa1、Pb1、Pc1、Pd1是通过前面的色域映射计算后的色彩值整数部分得到3D-LUT的对应A’点的坐标，因为3D-LUT的数据存放是连续的，从而可以根据对应A’点的坐标推算出最小正方体其他7个点的坐标。
设定3D-LUT采样点数是M，映射点P的RGB整数部分分别为R0、G0和B0，则映射点P在3D-LUT的最小立方体的8个顶点地址如下：
顶点A’的地址＝R0+M×G0+M×M×B0
顶点B’的地址＝顶点A’的地址+M
顶点C’的地址＝顶点A’的地址+M+1
顶点D’的地址＝顶点A’的地址+1
顶点A的地址＝顶点A’的地址+M×M
顶点B的地址＝顶点A’的地址+M×M+M
顶点C的地址＝顶点A’的地址+M×M+M+1
顶点D的地址＝顶点A’的地址+M×M+1。
然后通过上述坐标从3D-LUT校正基准色彩数据中取出对应的3D-LUT的色彩值，就能得到Pa、Pb、Pc、Pd、Pa1、Pb1、Pc1、Pd1，将取出的这些色彩值数据后就可以代入插值公式进行插值加权计算，得到插值校正后的色彩值。
在一个实施例中，所述步骤S322，所述根据小数部分确定的所在四面体顶点在立方体相对位置从所述8个顶点地址中获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址，包括：
以映射点P在V4为例进行说明。
映射点P所在大四面体A’CC’D’(V4)的四个顶点是A’、C、C’、和D’。设定3D-LUT采样点数是M，映射点P的RGB整数部分分别为R0、G0和B0，则从所述8个顶点地址中获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址分别是：
顶点A’的地址＝R0+M×G0+M×M×B0
顶点C’的地址＝顶点A’的地址+M+1
顶点D’的地址＝顶点A’的地址+1
顶点C的地址＝顶点A’的地址+M×M+M+1。
在本实施例中，通过对经3D-LUT映射后的色彩数据中的整数部分确定四面体插值算法的四个顶点的地址，根据所述四个顶点地址在3D-LUT校正基准色彩数据中查找获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址的色彩值，再根据所在四面体的四个顶点地址的色彩值与四面体四个顶点的插值系数利用插值公式进行加权计算，得到插值校正后的色彩值；即将输入原始色彩数据经3D-LUT映射后再采用四面体插值算法和3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据，能够有效的简化四面体插值系数的计算，并且在具体电路应用时，只需要四个乘法器即可优化四面体插值算法，简化硬件电路的实现，很大程度的降低硬件电路实现难度，提高电路数据处理的实时性，从而可以解决现有技术中的四面体插值计算插值系数复杂对硬件电路实现复杂化的问题。
在一个实施例中，所述方法还包括：将完成校正后的色彩值(R1,G1,B1)输出到LED显示屏显示。
在一个实施例中，所述方法还包括：采集LED显示屏色彩数据进行检测色域。
通过依次采集每个LED显示屏的显示数据进行色域检测，检测每个显示屏的的色域是否一致，如果一致，则表示校正成功；如果不一致，则表示校正不成功。
在本实施例中，通过将完成校正后的色彩值(R1,G1,B1)输出到LED显示屏显示，并依次采集每个LED显示屏的显示数据进行色域检测，可以有效地检测每个显示屏的的色域是否一致，从而验证校正的色彩是否成功。
在一个实施例中，如图8所示，本发明提供一种色彩校正装置，所述装置包括：存储模块10、映射模块20、校正模块30，其中：
所述存储模块10，用于输入并存储3D-LUT校正基准色彩数据；
所述映射模块20，用于输入原始色彩RGB数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据；
所述校正模块30，用于将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据。
在本实施例中，通过采用基于四面体插值的3D-LUT色彩校正方法，即将输入原始色彩数据经3D-LUT映射后再采用四面体插值算法和3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据，能够有效的简化四面体插值系数的计算，并且在具体电路应用时，只需要四个乘法器即可优化四面体插值算法，简化硬件电路的实现，很大程度的降低硬件电路实现难度，提高电路数据处理的实时性，从而可以解决现有技术中的四面体插值计算插值系数复杂对硬件电路实现复杂化的问题。
需要说明的是，上述装置实施例与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，且方法实施例中的技术特征在装置实施例中均对应适用，这里不再赘述。
此外，本发明实施例还提供3D-LUT色彩校正设备，如图9所示，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的一个或者多个计算机程序，所述一个或者多个计算机程序被所述处理器执行时以实现本发明实施例提供的一种基于四面体插值算法的3D-LUT色彩校正方法的以下步骤：
S1、输入并存储3D-LUT校正基准色彩数据。
S2、输入原始色彩(RGB)数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据。
S3、将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于所述处理器901中，或者由所述处理器901实现。所述处理器901可能是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过所述处理器901中的硬件的集成逻辑电路或软件形式的指令完成。所述处理器901可以是通用处理器、DSP、或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。所述处理器901可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器902，所述处理器901读取存储器902中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。
可以理解，本发明实施例的存储器902可以是易失性存储器或者非易失性存储器，也可以包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Read-Only Memory)、电可擦除只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，Ferromagnetic Random Access Memory)、闪存(Flash Memory)或其他存储器技术、光盘只读存储器(CD-ROM，Compact Disk Read-Only Memory)、数字多功能盘(DVD，Digital VideoDisk)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置；易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本发明实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
需要说明的是，上述设备实施例与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，且方法实施例中的技术特征在设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。
另外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有一种基于四面体插值算法的3D-LUT色彩校正方法的程序，所述一种基于四面体插值算法的3D-LUT色彩校正方法的程序被处理器执行时以实现本发明实施例提供的一种基于四面体插值算法的3D-LUT色彩校正方法的以下步骤：
S1、输入并存储3D-LUT校正基准色彩数据。
S2、输入原始色彩(RGB)数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据。
S3、将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据。
需要说明的是，上述计算机可读存储介质上的一种基于四面体插值算法的3D-LUT色彩校正方法的程序实施例与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，且方法实施例中的技术特征在上述计算机可读存储介质的实施例中均对应适用，这里不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (14)

1.一种色彩校正方法，其特征在于，所述方法包括：
输入并存储3D-LUT校正基准色彩数据；
输入原始色彩RGB数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据；
将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据；
其中，所述映射后的色彩数据包括整数部分和小数部分，所述整数部分和小数部分，包括：
输入原始色彩（R，G，B）数据，将RGB三个分量分别乘以色域缩放比scale，得到映射后的色彩数据（R0+fR，G0+fG，B0+fB）；其中，R0、G0和B0是映射后的色彩在RGB分量上的整数部分，fR、fG和fB是映射后的色彩在RGB分量上的小数部分；色域缩放比scale = (M-1)/(2n-1)，n为输入色彩的位宽，M为3D-LUT的单维采样点数；
所述将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据；包括：
根据经3D-LUT映射后的色彩数据中小数部分确定四面体插值算法的插值系数和插值公式；
根据经3D-LUT映射后的色彩数据中的整数部分确定四面体插值算法的四个顶点的地址；
根据所述四个顶点地址在3D-LUT校正基准色彩数据中查找获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址的色彩值；
根据所在四面体的四个顶点地址的色彩值与四面体四个顶点的插值系数利用插值公式进行加权计算，得到插值校正后的色彩值R1G1B1。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述输入原始色彩RGB数据进行3D-LUT映射之前，所述方法还包括：读取用于校正色域输入显示的原始色彩数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据经3D-LUT映射后的色彩数据中的小数部分确定四面体插值算法的插值系数和插值公式，包括：
比较所述小数部分的fR、fG和fB之间的大小关系确定映射点所在的四面体以及四面体顶点在立方体相对位置；
根据所述小数部分的fR、fG和fB确定映射点所在四面体四个顶点的插值系数和插值公式。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述比较所述小数部分的fR、fG和fB之间的大小关系确定映射点所在的四面体以及四面体顶点在立方体相对位置；包括：
选择立方体的第一顶点，将映射点沿该第一顶点为起点的方向投影至与该方向垂直的平面上，判断映射点在以形成该方向的另一顶点在该平面形成的对角线作为直线的上方或下方，确定映射点所在的四面体。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述小数部分的fR、fG和fB确定映射点所在四面体四个顶点的插值系数为：
UA1 = 1 – fR
UC1 = fG– fB
UD1 = fR– fG
UC = fB。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述小数部分的fR、fG和fB确定映射点所在四面体四个顶点的插值公式为：
Pp = Pa1 × (1-fR) + Pc1 × (fG–fB) + Pd1 × (fR-fG) + Pc × fB
其中，Pc、Pa1、Pc1、Pd1为映射点所在四面体四个顶点对应的色彩值；
按照以上方法，得出剩余5个全等四面体的插值公式。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据经3D-LUT映射后的色彩数据中的整数部分确定四面体插值算法的四个顶点的地址，包括：
根据所述整数部分（R0、G0、B0）确定映射点在3D-LUT的最小立方体的8个顶点地址；
根据小数部分确定的所在四面体顶点在立方体相对位置从所述8个顶点地址中获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述整数部分（R0、G0、B0）确定映射点在3D-LUT的最小立方体的8个顶点地址，包括：
设定3D-LUT采样点数是M，映射点的RGB整数部分分别为R0、G0和B0，则映射点在3D-LUT的最小立方体的8个顶点地址如下：
顶点A’的地址＝R0 + M × G0 + M × M × B0；
顶点B’的地址＝顶点A’的地址+ M；
顶点C’的地址＝顶点A’的地址+ M +1；
顶点D’的地址＝顶点A’的地址+1；
顶点A的地址＝顶点A’的地址+ M ×M；
顶点B的地址＝顶点A’的地址+ M × M + M；
顶点C的地址＝顶点A’的地址+ M × M + M +1；
顶点D的地址＝顶点A’的地址+ M ×M +1。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据小数部分确定的所在四面体顶点在立方体相对位置从所述8个顶点地址中获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址，包括：
设定3D-LUT采样点数是M，映射点的RGB整数部分分别为R0、G0和B0，则从所述8个顶点地址中获得原始色彩所在四面体的四个顶点地址分别是：
顶点A’的地址＝R0 + M × G0 + M × M × B0；
顶点C’的地址＝顶点A’的地址+ M +1；
顶点D’的地址＝顶点A’的地址+1；
顶点C的地址＝顶点A’的地址+ M × M + M +1。
10.如权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将完成校正后的色彩值（R1, G1, B1）输出到LED显示屏显示。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：采集LED显示屏色彩数据进行检测色域，包括：
通过依次采集每个LED显示屏的显示数据进行色域检测，检测每个显示屏的色域是否一致，如果一致，则表示校正成功；如果不一致，则表示校正不成功。
12.一种色彩校正装置，其特征在于，所述装置应用于如权利要求1至11任一项所述的一种色彩校正方法，所述装置包括：存储模块、映射模块、校正模块，其中：
所述存储模块，用于输入并存储3D-LUT校正基准色彩数据；
所述映射模块，用于输入原始色彩RGB数据进行3D-LUT映射，得到经3D-LUT映射后的色彩数据；
所述校正模块，用于将经3D-LUT映射后的色彩数据采用四面体插值算法和所述3D-LUT校正基准色彩数据进行校正，得到校正后的色彩数据。
13.一种色彩校正设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至11任一项所述的一种色彩校正方法的步骤。
14.一种存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质上存储有一种色彩校正方法的程序，所述一种色彩校正方法的程序被处理器执行时实现如权利要求1至11任一项所述的一种色彩校正方法的步骤。
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