CN1643894A - 图像处理设备和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种色彩转换技术，其把重点放在色差上，并且将输入的超出色域以外的色彩转换为色域内的色彩，以便使色差最小化。然而，此技术不用确定所输入的色彩属于视觉极限范围以内还是以外。当在图像输入/输出装置之间处理图像数据时，输入图像数据(S201)，确定所输入的图像数据是否属于预定色域以外(S204)，并且将被确定为属于色域以外的图像数据转换为色域边缘部分上或内部的色彩(S206)。

Description

图像处理设备和方法

技术领域

本发明涉及一种图像处理设备和方法，例如涉及一种用于在图像输入/输出装置之间处理图像数据的图像处理方法。

背景技术

随着个人计算机的普及，通过图像输入装置来输入图像也变得日益容易，其中所述图像输入装置诸如数字照相机、彩色扫描仪等等，以便可以利用诸如CRT、LCD等等的图像显示装置来显示和确定该图像，并且依照预定目的对图像应用编辑处理、修正处理、润饰处理等等，并且使用例如彩色打印机等等这样的图像输出设备来输出图像。此外，通常由数字照相机读出的图像被直接从彩色打印机输出，而不在彩色监视器上显示。当然，当通过彩色打印机输出在计算机上创建的CG图像时，不需要图像输入装置。

诸如数字照相机、彩色扫描仪、彩色监视器、彩色打印机等等的图像输入/输出装置具有不同的色彩再现特性和范围。为了匹配图像输入/输出装置之间的色彩再现，将标准的色彩空间用作在交换设备之间的色彩信号的色彩空间，以便执行色彩处理，根据图像的输入/输出目的或者应用，该色彩处理把重点放在灰度(色调)、逼真度、色差等等上。

作为用于在设备之间交换色彩信号的标准色彩空间，已知的是将sRGB作为监视器色彩空间。sRGB色彩空间的色域比喷墨打印机的色域窄。作为具有较宽色域的标准色彩空间，sYCC、bg-sRGB、scRGB等等是已知的。然而，这些色彩空间具有超出人类视觉范围(视觉极限范围)的较宽色域，但是没有定义视觉极限范围以外的数据处理方法。

人类视觉范围(视觉极限范围)表明xy色度图中的一个区域，其被光谱色线和紫色边界所围绕，并且表明作为人类视觉范围的色彩再现范围。

就色域以外的数据处理而言，第4-186969号日本已公开专利公开了这样一个例子，其中当输入了图像输出装置的色域以外的色彩时，执行色彩转换，所述色彩转换把重点放在色差上，并且将输入的色彩转换为接近图像输出装置色域内的输入色彩(即具有最小色差的色彩)的色彩。然而，由于该技术将图像输出装置色域以外的色彩简单地转换为具有最小色差的色彩，所以在此参考文献中公开的技术不仅没有检验输入色彩是属于视觉极限范围内还是在视觉极限范围以外，而且没有考虑到初始输入数据的色调。

就处理扩展色域的数字图像数据而言，第2002-27275号日本已公开专利通过将扩展色域的数字图像的色值调节为有限色域之内、并且在保持色彩空间内表示有限色域的数字图像来获得保持空间的数字图像。然后，此技术确定残留图像，其表明扩展色域的数字图像和有限色域的数字图像之间的差，以便将它们与保持空间的数字图像相关联。然而，依照第2002-27275号日本已公开专利的内容，使用保持图像和残留图像来保持目标图像，并且不规定如何在处理具有较宽色域的彩色图像的彩色输入/输出装置之间的图像处理中处理色彩空间。

发明内容

本发明用于单独或总体上解决上述问题，并且其目的是适当地处理色域以外的图像数据。

本发明的另一目的在于：在考虑到色域以外的图像数据色调的情况下，允许设置色彩转换。

为了实现上述目的，本发明的优选的实施例公开了一种图像处理方法，用于在输入/输出图像的装置之间处理图像数据，包括以下步骤：输入图像数据；确定所输入的图像数据是否超出人类视觉范围以外；并且将确定超出范围以外的图像数据转换为所述范围的边缘部分(inframarginal portion)或该范围内部的色彩。

本发明的另一目的在于：允许这样一种彩色图像处理，当在彩色图像输入/输出装置之间交换图像数据时、或者当执行诸如色彩转换等等的图像处理时，其将色彩表示空间和色彩空间独立地用于色彩转换处理。

为了实现上述目的，本发明的优选实施例公开了一种图像处理方法，包括以下步骤：输入由包括人类视觉范围的第一色彩空间表示的色彩数据；将输入的色彩数据转换为用于包括第一设备的色域的色彩转换处理的第二色彩空间；对转换为第二色彩空间的色彩数据执行色彩转换处理；并且将已经进行色彩转换处理的色彩数据转换为第一色彩空间，并输出转换为第一色彩空间的色彩数据。

通过以下结合附图的描述，本发明的其他特性和优点更加明显。

附图说明

包含在说明书中并且构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，结合所述描述足以解释本发明的原理。

图1是示出了根据实施例的图像处理设备的结构框图；

图2是示出了图像处理设备的图像处理的流程图；

图3是示出了用于读取视觉极限范围信息的处理的流程图；

图4A和4B示出了存储在视觉极限范围存储单元中的视觉极限范围信息的例子；

图5是示出了用于确定色彩属于视觉极限范围内还是以外的处理的流程图；

图6是示出了色彩转换处理的流程图；

图7示出了作为用于设置色彩转换方法的用户界面窗口的色彩转换方法设置窗口；

图8是用于解释所述色彩转换方法的图表；

图9是示出了根据第二实施例的图像处理设备的结构框图；

图10是示出了所述图像处理设备的图像处理的流程图；

图11是示出了用于读取内部处理色域信息的处理的流程图；

图12A和12B示出了存储在内部处理色域存储单元中的内部处理色域信息的例子；

图13是示出了用于确定色彩属于内部处理色域内还是以外的处理的流程图；

图14是示出了色彩转换处理的流程图；

图15是示出了根据第三实施例的图像处理设备的结构框图；

图16是示出了所述图像处理设备的图像处理的流程图；

图17是示出了用于将内部处理色域映射到图像输出装置的色域的处理的流程图；

图18A到18D是根据第四实施例的图像处理设备的框图；

图19是用于解释第四实施例的图像处理设备的处理流程的流程图；

图20是用于解释第四实施例的输入端图像处理设备的处理流程的流程图；

图21是用于解释第四实施例的显示端图像处理设备的处理流程的流程图；

图22是用于解释第四实施例的输出端图像处理设备的处理流程的流程图；

图23是用于解释色彩转换工作空间的范围信息读出处理的流程图；

图24是解释用于确定色彩属于色彩转换工作空间范围以内还是以外的处理的流程图；

图25是用于解释色彩转换工作空间中的色彩转换处理的流程图；

图26是用于解释所述色彩转换处理的视图；

图27A和27B示出了色彩转换工作空间范围信息的例子；

图28是依照第五实施例的图像处理设备的框图；

图29是用于解释第五实施例的图像处理设备的处理流程的流程图；

图30A到30D是依照第六实施例的图像处理设备的框图；

图31是用于解释第六实施例的图像处理设备的处理流程的流程图；

图32示出了第六实施例的图像处理设备中的用户界面的例子；以及

图33示出了第七实施例中的图像数据的例子。

具体实施方式

在下文中将参照附图详细说明依照本发明优选实施例的图像处理设备和方法。

第一实施例

[结构]

图1是示出了此实施例的图像处理设备1的结构框图。

将所述图像处理设备1与用于输入图像的图像输入装置2、用于显示图像的图像显示装置3以及用于输出图像的图像输出装置4连接，其中所述图像输入装置诸如数字照相机、彩色扫描仪等等，所述图像显示装置诸如CRT、LCD等等，所述图像输出装置诸如彩色打印机等等。

在所述图像处理设备1中，图像输入单元5是诸如USB、IEEE1394等等的接口，用于输入来自图像输入装置2的色彩信号。图像显示单元6是用于生成待显示在图像显示装置3上的色彩信号的视频接口。图像输出单元7是诸如IEEE1284、USB、IEEE1394等等的接口，用于向图像输出装置4输出色彩信号。

在诸如scRGB的RGB空间中，所述空间可以表示超出视觉极限范围的值，可以生成诸如计算机图形数据等等的数字数据，而无论该数字数据是否属于视觉极限范围，并且经常超出所述视觉极限范围。此外，在诸如scRGB这样的RGB空间中，所述空间可以表示超出所述视觉极限范围的值，当属于所述视觉极限范围的图像数据进行诸如边缘强调处理、增加饱和度处理等等的用于增加像素的饱和度或者亮度的处理时，所述已处理图像数据可能通常超出所述视觉极限范围。

色彩坐标转换单元8在输入色彩信号、显示色彩信号、输出色彩信号以及处理过的色彩信号之中转换色彩信号坐标(色彩空间)。色域内/外确定单元9确定所输入的色彩信号表明色彩在视觉极限范围以内还是以外。色彩转换单元10将对应于视觉有限范围以外的色彩的色彩信号转换为视觉极限范围边缘部分的色彩。

数据缓冲器11是诸如RAM等等的存储器，其临时保存用于数据处理的数据。视觉极限范围存储单元12是诸如ROM、硬盘等等的非易失存储器，其用这样一种状态来存储视觉极限范围，其中将黑白的XYZ值的Y值标准化为0到1，并且将LCh值或者RGB值作为三维(3D)范围存储。

用户界面(UI)单元13是这样一种界面，其允许用户操作所述图像处理设备1。请注意，UI单元13生成的界面窗口经由图像显示单元3显示在图像显示装置3上。经由键盘以及指示装置(未示出)向UI单元13输入用户对所述界面窗口的操作。

请注意，通过向图像处理设备1的CPU(未示出)提供程序来实现色彩坐标转换单元8、色域内/外确定单元9、色彩转换单元10以及UI单元13，不过也可以通过硬件来实现它们。

[处理]

图2是示出了图像处理设备1的图像处理的流程图。此图像处理通过图像处理设备1的CPU执行。

当经由图像输入单元5从图像输入装置2输入图像数据时，将所述图像数据写入数据缓冲器11(S201)。所输入的图像数据通过色彩坐标转换单元8被色彩坐标转换为XYZ值(S202)。依照此实施例，将scRGB用作所输入的图像数据的色彩坐标值。因此，在步骤S202使用色彩坐标转换：

R_scRGB＝R_scRGB(16)/8192-0.5

G_scRGB＝G_scRGB(16)/8192-0.5    …(1)

B_scRGB＝B_scRGB(16)/8192-0.5

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0.4124& 0.3576& 0.1805\\ 0.2126& 0.7152& 0.0722\\ 0.0193& 0.1192& 0.9505\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{R}_{\mathrm{scRGB}}\\ G_{\mathrm{scRGB}}\\ B_{\mathrm{scRGB}}\end{array}\right]...\left(2\right)$

从所述视觉极限范围存储单元12读出视觉极限范围信息(S203)，并且所述色域内/外确定单元9确定已经进行了色彩坐标转换的图像数据是属于视觉极限范围以内还是以外(S204)。如果确定结果表明所述图像数据在所述视觉极限范围内，那么所述流程跳到步骤S207；否则，所述流程前进到步骤S206(S205)。

如果确定图像数据超出视觉极限范围以外，那么所述色彩转换单元10将该图像数据转换为对应于视觉极限范围边缘部分的色彩的图像数据，并且将转换的数据写入数据缓冲器11上的相应位置(S206)。然后确定待处理的图像数据是否对应于所输入的图像数据的最后像素(S207)。如果待处理的图像数据不对应于最后的像素，那么流程返回到步骤S204。

如果所述图像数据对应于最后的像素，那么所述色彩坐标转换单元8执行色彩坐标转换，将存储在所述数据缓冲器11中的图像数据从XYZ值转换为输出色彩信号坐标值(S208)。依照此实施例，将scRGB用作输出色彩坐标值。因此，使用所述色彩坐标转换：

$\left[\begin{array}{c}{R}_{\mathrm{scRGB}}\\ G_{\mathrm{scRGB}}\\ B_{\mathrm{scRGB}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}3.2406& -1.5372& -0.4986\\ -0.9689& 1.8758& 0.0415\\ 0.0557& -0.2040& 1.0570\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]...\left(3\right)$

R_scRGB(16)＝R_scRGB×8192+4096

G_scRGB(16)＝G_scRGB×8192+4096               ...(4)

B_scRGB(16)＝B_scRGB×8192+4096

将存储在数据缓冲器11中的图像数据经由图像显示单元6或者图像输出单元7输出到图像显示装置3或者图像输出装置4(S209)，由此结束所述处理。

[视觉极限范围信息]

图3是用于在步骤S203读取视觉极限范围信息的流程的流程图。

从视觉极限范围存储单元12读取作为视觉极限范围下限的黑色的XYZ值，并且被设置在寄存器Xk、Yk和Zk中(S301)。同样，读取作为视觉极限范围上限的白色XYZ值，并且被设置在寄存器Xw、Yw和Zw中(S302)。接下来，读取视觉极限范围的3D信息(LCh值)(S303)，由此结束所述处理。

图4A和4B示出了存储在所述视觉极限范围存储单元12中的视觉极限范围信息的例子，并且分别示出了视觉极限范围的黑色信息和白色信息的XYZ值(图4A)，以及示出了视觉极限范围的3D信息的LCh值(图4B)。例如，在D65光源的情况下，由X＝0.0，Y＝0.0和Z＝0.0来表示黑色信息，而由X＝95.05，Y＝100.0和Z＝108.91来表示白色信息。作为3D信息，基于从(0.0，0.0，0.0)到(95.05，100.0，108.91)范围的XYZ值，使用公式(5.1)到(5.4)(利用D65作为白色)和公式(6)来计算LCh值，并且存储对应于L和h值的10级增量的最大饱和度等级的C值。

[视觉极限范围的内/外确定]

图5是示出了用于在步骤S204确定色彩属于视觉极限范围内还是以外的处理的流程图。

初始化色域内/外确定标志OUT(S401)，并且检验图像数据的X值是否小于视觉极限范围的下限值Xk(S402)。同样，顺序地检验Y值是否小于下限值Yk(S403)，Z值是否小于所述下限值Zk，X值是否大于视觉极限范围的上限值Xw(S405)，Y值是否大于上限值Yw(S406)以及Z值是否大于上限值Zw(S407)。如果在这些步骤的任意步骤中确定所涉及的值小于下限值或者大于上限值，那么所述流程前进到步骤S408；否则，处理结束。

如果在这些步骤的任意步骤中确定所涉及的值小于下限值或者大于上限值，那么在色域内/外确定标志OUT中设置‘1’(S408)，以表明超出所述色域，由此结束所述处理。

[色彩转换]

图6是示出了在步骤S206中的色彩转换处理的流程图，图7示出了作为用于设置色彩转换方法的用户界面窗口的色彩转换方法设置窗口601，并且图8是用于解释色彩转换方法的图表。

由于上述公式的计算结果被缩放，以便使Y属于范围0到1内，故而分别将XYZ值乘以100，以便调整所述比例(S501)，并且色彩转换单元8通过以下公式将XYZ值转换为Lab值(S502)，所述公式为：

if Y/Yn＞0.56，

L^*＝116(Y/Yn)^1/3                 …(5.1)

if Y/Yn≤0.56，

L^*＝903.29(Y/Yn)                 …(5.2)

其中Y：XYZ色系上的三基色激励值的Y值

Yn：基于理想漫反射面的标准亮度的Y值

a^*＝500[f(X/Xn)-f(Y/Yn)]

b^*＝200[f(X/Xn)-f(Z/Zn)]                …(5.3)

对于

if X/Xn＞0.56，

f(X/Xn)＝(X/Xn)^1/3

if X/Xn≤0.56，

f(X/Xn)＝7.78(X/Xn)+16/116

if Y/Yn＞0.56，

f(Y/Yn)＝(Y/Yn)^1/3                   …(5.4)

if Y/Yn≤0.56，

f(Y/Yn)＝7.78(Y/Yn)+16/116

If Z/Zn＞0.56，

f(Z/Zn)＝(Z/Zn)^1/3

if Z/Zn≤0.56，

f(Z/Zn)＝7.78(Z/Zn)+16/116

其中

X、Y和Z：XYZ色系上的三基色激励值X、Y、Z

Xn、Yn和Zn：基于理想漫反射面的标准亮度的X、Y和Z值

注意，由于将D65用作白色，故而在步骤S502中的转换使用Xn＝95.05，Yn＝100.0和Zn＝108.91。接下来，色彩坐标转换单元8使用以下公式将所述Lab值转换为LCh值(S503)，所述公式为：

L＝L^*

C_ab＝√(a^*2+b^*2)            ...(6)

h_ab＝tan^-1(b^*/a^*)

向用户呈现图7中所示的用户界面，以使用户设置色彩转换方法(S504)。色彩转换方法设置窗口601包括用于选择基本色彩转换方法的基本设置窗口602。当用户想要更详细地设置所述色彩转换方法(除基本设置之外，还设置优选的转换法)时，他或她选择详细的设置复选框603，并且利用在详细的设置窗口604上的单选按钮选择优选的转换条件。请注意，在图7的例子中，将“色调保持”选为基本色彩转换，并且将“灰度优先”选为转换条件。

当完成所述设置时，用户按下“OK(确认)”按钮605。如果用户想要取消设置，他或她可以按下“cancel(取消)”按钮606。

所述色彩转换单元10依照设置的色彩转换方法(以及转换条件)执行色彩转换(S505)。图8示出了步骤S505中执行的色彩转换，并且示出了当将“色调保持”选为基本色彩转换方法时的色彩转换方向。注意，纵坐标表示亮度L，并且横坐标表示饱和度C以及在步骤S303读取的视觉极限范围700。

在图8中，当选择了“饱和度优先”时，将输入色彩701转换为视觉极限范围700的边缘部分702上的色彩，以免改变饱和度。同样，当选择“色差优先”时，将输入色彩701转换为边缘部分703上的色彩，以便最小化色差；当选择了“灰度优先”时，将输入色彩701转换为边缘部分704上的色彩，以避免改变灰度；或者当选择了“亮度优先”时，将输入色彩701转换为边缘部分705上的色彩，以免改变亮度。

所述色彩坐标转换单元8利用公式(6)的逆转换公式、将已经进行色彩转换的LCh值转换为Lab值(S506)，利用公式(5.1)到(5.4)的逆转换公式将Lab值转换为XYZ值(S507)，并且将XYZ值除以100以便设置原始比例尺(S508)，由此结束所述处理。

如上所述，利用视觉极限范围的黑色信息以及白色信息来检验输入的色彩数据是属于视觉极限范围以内还是以外，并且超出所述视觉极限范围的色彩数据依照用户设置的转换方法(以及转换条件)进行色彩转换。因此，可以将超出视觉极限范围的色彩转换为视觉极限范围的边缘部分上的色彩，同时尽可能地保持色调。

由于图像数据必须最后可被人们观看到，所以需要映射到视觉极限范围中，以便将具有超出视觉极限范围的色彩的像素转换为具有视觉极限范围内的色彩的像素。如果不进行第一实施例的映射，那么由于超出视觉极限范围的色彩在视觉极限范围中的转换目标是未知的，因此只将所述色彩转换为不同的色彩，并且与周围像素的连接被恶化，由此大大削弱了图像质量。当像在第一实施例一样执行灰度优先的色调保持的色彩转换处理时，处理超出视觉极限范围的色彩，以尽可能地避免改变它的色调。因此，可以防止与周围像素的连接的恶化。

第二实施例

在下文中将说明依照本发明第二实施例的图像处理设备。请注意，在第二实施例中相同的参考标记表示与第一实施例中相同的部分，并且省略了对其的详细说明。

[结构]

图9是示出了第二实施例的图像处理设备1的结构框图。

内部处理色域存储单元14是诸如ROM、硬盘等等的非易失存储器，其存储具有作为顶点的R、G、B三个点的内部处理色域。注意，所述内部处理色域存储单元14存储黑白的RGB值，其被标准化为0到1，如稍后将详细说明的那样。此外，单元14存储作为3D范围的LCh值。

[处理]

图10是示出了图像处理设备1的图像处理的流程图。此图像处理通过图像处理设备1的CPU执行。

当经由图像输入单元5从图像输入装置2输入图像数据时，将所述图像数据写入数据缓冲器11(S1201)。所输入的图像数据通过色彩坐标转换单元8经由XYZ值进行转换为内部处理RGB值的色彩坐标转换(S1202)。依照此实施例，将scRGB用作所输入的图像数据的色彩坐标值。因此，在步骤S1202的色彩坐标转换使用公式(1)以及(2)，以及：

$\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}a11& a12& a13\\ a21& a22& a23\\ a31& a32& a33\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]...\left(7\right)$

请注意，被转换的RGB值根据需要可以进行γ转换处理。

从所述内部处理色域存储单元14读出内部处理色彩信号的色域信息(S1203)，并且所述色域内/外确定单元9确定已经进行了色彩坐标转换的图像数据是属于内部处理色域以内还是以外(S1204)。如果确定结果表明所述图像数据属于所述内部处理色域内，那么所述流程跳到步骤S1207；否则，所述流程前进到步骤S1206(S1205)。

如果确定所述图像数据超出内部处理色域以外，那么所述色彩转换单元10将该图像数据转换为对应于内部处理色域边缘部分的色彩的图像数据，并且将转换的数据写入数据缓冲器11上的相应位置(S1206)。然后确定待处理的图像数据是否对应于所输入的图像数据的最后像素(S1207)。如果待处理的图像数据不对应于最后的像素，那么流程返回到步骤S1204。

如果图像数据对应于最后的像素，那么将存储在数据缓冲器11中的图像数据经由图像显示单元6或者图像输出单元7输出到图像显示装置3或者图像输出装置4(S1208)，由此结束所述处理。

[内部处理色域信息]

图11是用于在步骤S1203读取内部处理色域信息的流程的流程图。

从内部处理色域存储单元12读取作为内部处理色域下限的黑色的RGB值，并且被设置在寄存器Rk、Gk和Bk中(S1301)。同样，读取作为内部处理色域上限的白色的RGB值，并且被设置在寄存器Rw、Gw和Bw中(S1302)。接下来，读取内部处理色域的3D信息(LCh值)(S1303)，由此结束所述处理。

图12A和12B示出了存储在所述内部处理色域存储单元14中的内部处理色域信息的例子，并且分别示出了内部处理色域的黑色信息和白色信息的RGB值(图12A)，以及示出了内部处理色域的3D信息的LCh值(图12B)。例如，由R＝0.0，B＝0.0以及B＝0.0表示黑色信息，而由R＝1.0，G＝1.0以及B＝1.0来表示白色信息。作为所述3D信息，在使用范围从(0.0，0.0，0.0)到(1.0，1.0，1.0)的RGB值、通过公式(7)的逆转换获得的XYZ值乘以100之后，基于所述XYZ值、使用公式(5.1)到(5.4)(利用D65作为白色)以及公式(6)来计算LCh值，并且存储例如对应于L和h的10级增量的最大饱和度等级的C值。

[内部处理色域的内/外确定]

图13是示出了用于在步骤S1204确定色彩属于内部处理色域以内还是以外的处理的流程图。

初始化色域内/外确定标志OUT(S1401)，并且检验图像数据的R值是否小于内部处理色域的下限值Rk(S1402)。同样，顺序地检验G值是否小于下限值Gk(S1403)，B值是否小于所述下限值Bk，R值是否大于内部处理色域的上限值Rw(S1405)，G值是否大于上限值Gw(S1406)以及B值是否大于上限值Bw(S1407)。如果在这些步骤的任意步骤中确定所涉及的值小于下限值或者大于上限值，那么所述流程前进到步骤S1408；否则，处理结束。

如果在这些步骤的任意步骤中确定所涉及的值小于下限值或者大于上限值，那么在色域内/外确定标志OUT中设置‘1’(S1408)，以表明超出所述色域，由此结束所述处理。

[色彩转换]

图14是示出了步骤S1206中的色彩转换处理的流程图。

所述色彩坐标转换单元8利用公式(7)的逆转换公式将内部处理色彩信号的RGB值转换为XYZ值(S1501)。如第一实施例中那样，由于上述公式的计算结果被按比例缩放，以便使Y落在范围0到1内，故而分别将XYZ值乘以100，以便调整所述比例(S1502)，并且色彩转换单元8利用公式(5.1)到(5.4)将XYZ值转换为Lab值(S1503)。请注意，由于将D65用作白色，故而在步骤S1503中的转换使用Rn＝95.05，Gn＝100.0和Bn＝108.91。

接下来，所述色彩坐标转换单元8利用公式(6)将所述Lab值转换为LCh值(S1504)，并且呈现图7中所示的用户界面，以便使用户设置色彩转换方法(S1505)。然后，所述色彩转换单元10依照设置的色彩转换方法执行色彩转换(S1506)。

所述色彩坐标转换单元8利用公式(6)的逆转换公式、将已经进行色彩转换的LCh值转换为Lab值(S1507)，利用公式(5.1)到(5.4)的逆转换公式将Lab值转换为XYZ值(S1508)，并且将所述XYZ值除以100，以便设置原始比例尺(S1509)。

最后，色彩坐标转换单元8利用公式(7)将XYZ值转换为内部处理色彩信号的RGB值，由此结束所述处理。

以这样的方式，利用内部处理色域的黑色信息以及白色信息来检验输入的色彩数据是属于内部处理色域以内还是以外，并且超出所述内部处理色域的色彩数据依照用户设置的转换方法(以及转换条件)进行色彩转换。因此，可以将所述超出内部处理色域以外的色彩转换为内部处理色域边缘部分上的色彩，同时尽可能地保持其色调。

第三实施例

在下文中将说明依照本发明第三实施例的图像处理设备。请注意，在第三实施例中相同的参考标记表示与第一实施例中相同的部分，并且省略了对其的详细说明。

[结构]

图15是示出了第三实施例的图像处理设备1的结构框图。

图像处理单元15执行诸如色彩校正等等的图像处理。色域映射单元16将内部处理色域映射到图像输出装置4的色域。图像输出装置色域存储单元17存储作为3D范围的LCh值，即图像输出装置4的色域，如稍后将详细说明的那样。

[处理]

图16是示出了图像处理设备1的图像处理的流程图。此图像处理通过图像处理设备1的CPU执行。

当经由图像输入单元5从图像输入装置2输入图像数据时，将所述图像数据写入数据缓冲器11(S2201)。所输入的图像数据通过色彩坐标转换单元8经由XYZ值进行转换为内部处理RGB值的色彩坐标转换(S2202)。依照此实施例，将scRGB用作所输入的图像数据的色彩坐标值。因此，在步骤S2202的色彩坐标转换使用了公式(1)、(2)以及(7)。请注意，所述转换的RGB值根据需要可以进行γ转换处理。

与第二实施例中相同，从内部处理色域存储单元14读出内部处理色彩信号的色域信息(S2203)，并且所述色域内/外确定单元9确定已经进行了色彩坐标转换的图像数据属于内部处理色域以内还是以外(S2204)。如果确定结果表明所述图像数据属于所述内部处理色域以内，那么所述流程跳到步骤S2207；否则，所述流程前进到步骤S2206(S2205)。

如果确定所述图像数据超出内部处理色域以外，那么所述色彩转换单元10将该图像数据转换为对应于内部处理色域边缘部分的色彩的图像数据，并且将转换的数据写入数据缓冲器11上的相应位置(S2206)。然后确定待处理的图像数据是否对应于所输入的图像数据的最后像素(S2207)。如果待处理的图像数据不对应于最后的像素，那么流程返回到步骤S2204。

如果所述图像数据对应于最后的像素，那么图像处理单元15对存储在数据缓冲器11的图像数据应用诸如灰度校正、色彩校正等等的图像处理(S2208)，并且所述色域映射单元16将所述内部处理色域映射到图像输出装置4的色域(S2209)。然后，色域映射的图像数据经由图像输出单元7输出到图像输出装置4(S2210)，由此结束所述处理。

[色域映射]

图17是示出了在步骤S2209用于将内部处理色域映射到图像输出装置的色域的处理流程图。

从内部处理色域存储单元14读取内部处理色域信息(S2301)。此色域信息包括内部处理色域的3D信息的LCh值，正如已经利用图12A和12B解释的那样。待读出的3D信息包括C值，所述C值对应于L和h值的10级增量的最大饱和度等级。尽管在图12A和12B中未示出，还将对应于这些LCh值的内部处理色彩信号的RGB值存储在内部处理色域存储单元14中，并且在步骤S2301读取。

从图像输出装置色域存储单元17读取图像输出装置4的色域信息(S2302)。此色域信息包括L′C′h’值，其表明图像输出装置4的色域，如内部处理色域的3D信息中一样。待读出的3D信息例如包括C值，所述C′值对应于L′和h′值的10级增量的最大饱和度等级。此外，将对应于此L′C′h’值的图像输出色彩信号的R′G′B′值存储在图像输出装置色域存储单元17中，并且在步骤S2302读出。

为每个亮度L值和色调h值获得内部处理色域的LCh值以及图像输出装置4的色域的L′C′h’值。在LCh值、L′C′h′值、RGB值以及R′G′B′值之间的对应关系被确定以便生成3D查找表(3DLUT)(S2303)。

利用所述3DLUT，待处理的图像的色域从内部处理色域转换为图像输出装置4的色域(S2304)，由此结束所述处理。

以这样的方式，利用内部处理色域的黑色信息以及白色信息来确定输入的色彩数据是属于内部处理色域以内还是以外，并且超出所述内部处理色域的色彩数据依照用户设置的转换方法(以及转换条件)进行色彩转换。因此，可以将内部处理色域以外的色彩转换为内部处理色域的边缘部分上的色彩，并且还可以转换为图像输出装置4的色域，同时尽可能地保持它的色调。

变化

依照上述实施例，到XYZ值的色彩转换使用了转换方程以及标准化为0到1的Y值。然而，本发明不局限于这种具体的公式，并且Y可以标准化为0到100。

依照上述实施例，已经解释了显示在图7的界面窗口上的色彩转换方法。然而，本发明不局限于这种特殊的色彩转换方法，可以使用用户选择的任意其他的色彩转换方法。图8示出了每个色彩转换方法的转换方向，但是本发明不局限于这种特殊的转换方向。色彩转换之后的色彩是色域边缘部分上的色彩。作为选择，可以将色彩转换为色域内的色彩。此外，用于色彩转换的色彩坐标系不局限于LCh坐标系，而是可以使用任何其他的色系。依照上述实施例，将D65用作白色，但是本发明不局限于此。

依照上述实施例，利用按钮的选择方法已经在图7中所示的用户界面窗口中示出。然而，本发明不局限于这种特殊的选择方法，例如用户可以使用下拉式菜单来选择用户界面窗口。此外，可以使用用户可直接向其输入数据关键字的用户界面窗口。此外，用户可以选择对色彩坐标系进行色彩转换后的色彩。也就是说，不特别限制用户界面的结构，只要用户可以设置他或她的选择即可。

依照上述实施例，将所述LCh值存为色域信息。然而，本发明不局限于这种特殊的信息，而是可以使用表示3D色域的任何其他格式。此外，可以将所述色域信息依照特定格式存储，诸如ICC型等等。

第四实施例

图18A到18D是示出了依照第四实施例的图像处理设备的结构框图。参考标记1001表示第四实施例的输入端图像处理设备；1002表示第四实施例的显示端图像处理设备；1003表示第四实施例的输出端图像处理设备；1004表示图像输入装置，诸如用于输入图像的数字照相机、彩色扫描仪等等；1005表示图像显示装置，诸如显示图像的CRT、LCD等等；以及1006表示图像输出装置，诸如用于输出图像的彩色打印机等等。

将首先解释输入端图像处理设备1001的内部结构。参考标记1011表示接口(I/F)单元，用于在输入端图像处理设备1001与其他设备之间交换数据；1012表示图像输入单元，用于输入由图像输入装置1004输入的图像数据；1013表示色彩坐标转换单元，用于执行图像输入装置色彩空间以及色彩转换工作空间之间的色彩转换，以及色彩转换工作空间和色彩表示空间之间的色彩转换；1014表示图像压缩单元，用于当与其他设备交换图像时压缩输入图像以减少数据量；1015表示色彩校正单元，用于执行输入图像的色彩校正；1016表示灰度转换单元，用于执行输入图像的灰度转换；以及1017表示用于临时保存图像数据处理时的图像数据的数据缓冲器。请注意，这些设备1001到1003由通信线路1007连接，诸如***总线、局域网(LAN)、符合或者基于IEEE 1394标准或者通用串行总线(USB)标准的串行总线等等。

接下来，将解释显示端图像处理设备1002的内部结构。参考标记1021表示I/F单元，用于在显示端图像处理设备1002与其他设备之间交换数据；1022表示图像显示单元，用于显示待显示在图像显示装置1005上的图像数据；1023表示色彩坐标转换单元，用于执行图像显示装置色彩空间和色彩转换工作空间之间的色彩转换，以及色彩转换工作空间和色彩表示空间之间的色彩转换；1024表示色彩校正单元，用于执行图像的色彩校正；1025表示灰度转换单元，用于执行图像的灰度转换；1026表示色域内/外确定单元，用于确定色彩是否属于色域内/外；1027表示色域压缩单元，用于压缩所述色域；1028表示数据缓冲器，用于临时保存用于图像数据处理的图像数据；1029表示图像压缩/扩展单元，用于当与其他设备交换图像时压缩/扩展图像以减少数据量；1210表示用户界面(UI)单元，用于允许用户利用显示端图像处理设备1002进行图像处理操作；1211表示范围信息存储单元，用于存储色彩转换工作空间的范围信息。

下面将解释输出端图像处理设备1003的内部结构。参考标记1031表示I/F单元，用于在输出端图像处理设备1003与其他设备之间交换数据；1032表示图像输出单元，用于输出待由图像输出装置1006输出的图像数据；1033表示色彩坐标转换单元，用于执行色彩转换工作空间和色彩表示空间之间的色彩转换；1034表示色彩校正单元，用于执行图像的色彩校正；1035表示灰度转换单元，用于执行图像的灰度转换；1036表示色彩分离单元；1037表示色域内/外确定单元，用于确定色彩是否属于色域内/外；1038表示色域压缩单元，用于压缩所述色域；1039表示数据缓冲器，用于临时保存用于图像数据处理的图像数据；1310表示输出色域数据存储单元，用于存储图像输出装置1006的色域信息；1311表示图像扩展单元，用于扩展从其他设备输入的图像；以及1312表示范围信息存储单元，用于存储色彩转换工作空间的范围信息。

[总体处理]

图19是由所述输入端图像处理设备1001、显示端图像处理设备1002和输出端图像处理设备1003执行的图像处理的流程图。下面将利用图19的流程图来详细说明在输入端图像处理设备1001、显示端图像处理设备1002和输出端图像处理设备1003中执行的色彩转换处理。在步骤S1201，输入端图像处理设备1001执行图像处理。在步骤S1202，显示端图像处理设备1002执行图像处理。在步骤S1203，输出端图像处理设备1003执行图像处理，由此结束所述处理。

[输入端图像处理设备中的处理]

图20是用于解释在步骤S1201中并于输入端图像处理设备1001中执行的图像处理的流程图。下面将利用图20的流程图给出详细的说明。

在步骤S1301，图像输入单元1012利用图像输入装置1004输入图像。在步骤S1302，将所输入的图像数据写入数据缓冲器1017。在步骤S1303，色彩坐标转换单元1013执行从输入装置色彩空间RiGiBi(标准化为0到1的RGB值)到色彩转换工作空间R1G1B1(标准化为0到1的RGB值)的色彩坐标转换，其用于执行输入端图像处理设备1001内的色彩转换处理。此转换使用：

$\left[\begin{array}{c}R1\\ G1\\ B1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}a11& a12& a13\\ a21& a22& a23\\ a31& a32& a33\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Ri}\\ \mathrm{Gi}\\ \mathrm{Bi}\end{array}\right]...\left(11\right)$

请注意，预先确定公式(11)中的系数a11到a33。

所述输入装置色彩空间RiGiBi包括具有图像输入装置1004独有的色彩特性的色彩信号，并且所述色彩转换工作空间R1G1B1包括具有包含图像输入/输出装置的色域的色彩信号，并将其定义为：

$\left[\begin{array}{c}R1\\ G1\\ B1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}b11& b12& b13\\ b21& b22& b23\\ b31& b32& b33\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]...\left(12\right)$

所述色彩转换工作空间可以使用R1′G1′B1′作为R1G1B1的γ转换之后的值。

在步骤S1304，灰度转换单元1016执行灰度校正处理，以便校正图像输入装置1004独有的灰度特性，并且将所输入的图像数据转换为所要求的灰度特性数据。在步骤S1305，色彩校正单元1015执行色彩校正处理，以便校正图像输入装置1004独有的色彩特性，并且将所输入的图像数据转换为所要求的色彩特性数据。在步骤S1306，所述色彩坐标转换单元1013执行从色彩转换工作空间R1G1B1到色彩表示空间scRGB的色彩坐标转换处理，其用于与其他设备交换数据。请注意，所述色彩表示空间scRGB可以表示整个视觉范围。此转换使用公式(13)到(15)。

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}c11& c12& c13\\ c21& c22& c23\\ c31& c32& c33\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R1\\ G1\\ B1\end{array}\right]...\left(13\right)$

请注意，所述公式(13)是公式(12)的逆转换公式。

$\left[\begin{array}{c}{R}_{\mathrm{scRGB}}\\ G_{\mathrm{scRGB}}\\ B_{\mathrm{scRGB}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}3.2406& -1.5372& -0.4986\\ -0.9689& 1.8758& 0.0415\\ 0.0557& -0.2040& 1.0570\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]...\left(14\right)$

由公式(14)给出的所述色彩表示空间scRGB(相对场景RGB色彩空间)采用D65作为白色基准点。当所述色彩转换工作空间R1G1B1具有不同于D65的白色基准点时，XYZ数据通过以下公式进行到D65的白色转换处理，所述公式为：

R_scRGB(16)＝R_scRGB×8192+4096

G_scRGB(16)＝G_scRGB×8192+4096                 ...(15)

B_scRGB(16)＝B_scRGB×8192+4096

在转换公式(14)以前。

在步骤S1307，当与其他设备交换图像时，图像压缩单元1014压缩所述图像数据以减少传输负载。在步骤S1308，I/F单元1011向其他设备输出图像，由此结束所述处理。

[显示端图像处理设备中的处理]

图21是用于解释在步骤S1202中并于显示端图像处理设备1002中执行的图像处理的流程图。下面将利用图21的流程图给出详细的说明。

在步骤S2401，图像输入单元1021输入图像。在步骤S2402，将所输入的图像数据写入数据缓冲器1028。在步骤S2403，图像压缩/扩展单元1029扩展输入的压缩图像数据。在步骤S2404，色彩坐标转换单元1023执行从色彩表示空间scRGB到色彩转换工作空间R1G1B1(标准化为0到1的RGB值)的色彩坐标转换，其用于执行显示端图像处理设备1002中的色彩转换处理。此转换使用公式(12)以及：

R_scRGB＝R_scRGB(16)/8192-0.5

G_scRGB＝G_scRGB(16)/8192-0.5               …(16)

B_scRGB＝B_scRGB(16)/8192-0.5

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0.4124& 0.3576& 0.1805\\ 0.2126& 0.7152& 0.0722\\ 0.0193& 0.1192& 0.9505\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{R}_{\mathrm{scRGB}}\\ G_{\mathrm{scRGB}}\\ B_{\mathrm{scRGB}}\end{array}\right]...\left(17\right)$

请注意，所述色彩转换工作空间可以使用R1′G1′B1 ′作为R1G1B1的γ转换之后的值。在步骤S2405，从范围信息存储单元1211中读出色彩转换工作空间的范围信息。色域内/外确定单元1026在步骤S2406确定已经在步骤S2404进行了色彩坐标转换的色彩信号属于色彩转换工作空间范围以内还是以外。在步骤S2407检验步骤S2406的确定结果是否表明在所述范围以内。如果确定结果表明在所述范围以内，那么流程跳到步骤S2409；否则，所述流程前进到步骤S2408。

在步骤S2408，色域压缩单元1011将在步骤S2406中确定为属于色彩转换工作空间范围以外的所述色彩信号压缩为色彩转换工作空间范围的边缘部分。然后在步骤S2409确定待处理的像素是否是所输入的图像数据的最后像素。如果待处理的像素不是最后的像素，那么流程返回到步骤S2406；否则，所述流程前进到步骤S2410。在步骤S2410，灰度转换单元1025和色彩校正单元1024分别执行灰度转换处理以及色彩校正处理，以便将图像数据转换为所要求的灰度特性数据以及所要求的色彩特性数据。在步骤S2411检验所述已处理图像数据是否将显示在图像显示装置1005上。如果所述图像数据将被显示，那么流程前进到步骤S2415；否则，流程前进到步骤S2412。

在步骤S2412，所述色彩坐标转换单元1023执行从色彩转换工作空间R1G1B1到用于与其他设备交换数据的色彩表示空间scRGB的色彩坐标转换处理。此转换使用公式(13)到(15)。如上所述，由公式(14)给出的色彩表示空间scRGB采用D65作为白色基准点。当所述色彩转换工作空间R1G1B1具有不同于D65的白色基准点时，在转换公式(14)之前，XYZ数据进行到D65的白色转换处理。在步骤S2413，当与其他设备交换图像时，所述图像压缩/扩展单元1029压缩图像数据以减少传输负载。在步骤S2414，所述I/F单元1021向其他设备输出图像，由此结束此处理。在步骤S2415，所述色彩坐标转换单元1023执行从色彩转换工作空间R1G1B1到图像显示装置色彩空间RdGdBd的色彩坐标转换。此转换使用：

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Rd}\\ \mathrm{Gd}\\ \mathrm{Bd}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}d11& d12& d13\\ d21& d22& d23\\ d31& d32& d33\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R1\\ G1\\ B1\end{array}\right]...\left(18\right)$

在步骤S2416，图像显示单元1022利用图像显示装置1005显示所述图像，由此结束此处理。

[输出端图像处理设备中的处理]

图22是用于解释在步骤S1203中并于输出端图像处理设备1003中执行的图像处理的流程图。下面将利用图22的流程图给出详细的说明。

在步骤S2501，I/F单元1031输入图像。在步骤S2502，将所输入的图像数据写入数据缓冲器1039。在步骤S2503，所述图像扩展单元1311扩展输入的压缩图像数据。在步骤S2504，色彩坐标转换单元1033执行从色彩表示空间scRGB到用于执行输出端图像处理设备1003中的色彩转换处理的色彩转换工作空间R1G1B1(标准化为0到1的RGB值)的色彩坐标转换。此转换使用公式(16)到(17)以及公式(12)。请注意，所述色彩转换工作空间可以使用R1′G1′B1′作为R1G1B1的γ转换之后的值。

在步骤S2505，从范围信息存储单元1312中读出色彩转换工作空间的范围信息。所述色域内/外确定单元1037在步骤S2506确定已经在步骤S2504进行了色彩坐标转换的色彩信号属于色彩转换工作空间范围以内还是以外。在步骤S2507检验步骤S2506的确定结果是否表明在所述范围以内。如果确定结果表明在所述范围以内，那么流程跳到步骤S2509；否则，所述流程前进到步骤S2508。在步骤S2508，色域压缩单元1038将所述色彩信号压缩为色彩转换工作空间范围的边缘部分，其中所述色彩信号是在步骤S2506中确定为属于色彩转换工作空间范围以外的信号。然后在步骤S2509确定待处理的像素是否是所输入的图像数据的最后像素。如果待处理的像素不是最后的像素，那么流程返回到步骤S2506；否则，所述流程前进到步骤S2510。

在步骤S2510，灰度转换单元1035和色彩校正单元1034分别执行灰度转换处理以及色彩校正处理，以便将图像数据转换为所要求的灰度特性数据以及所要求的色彩特性数据。在步骤S2511，所述色彩转换工作空间R1G1B1被色域压缩到输出装置色彩空间RoGoBo。所述色域压缩使用存储在输出色域数据存储单元1310中的转换表。此转换表例如是3D LUT。在步骤S2512，色彩分离单元1036将输出装置色彩空间RoGoBo分割为输出装置独有的色彩信号。在步骤S2513，灰度转换单元1035执行诸如半色调技术等等的灰度转换处理。在步骤S2514，图像输出单元1032利用图像输出装置1006输出图像，由此结束此处理。

[色彩转换工作空间的读取范围信息]

图23是在步骤S2405和S2505从范围信息存储单元1211和1312读出色彩转换工作空间的范围信息的处理的流程图。下面将利用图23的流程图给出详细的说明。

在步骤S1601，从范围信息存储单元1211(1312)读取作为色彩转换工作空间下限值的黑色的RGB值，并且设置在Rk、Gk和Bk中。在步骤S1602，从范围信息存储单元1211(1312)中读取作为色彩转换工作空间上限值的白色的RGB值，并且将其设置在寄存器Rw、Gw和Bw中。在步骤S1603，读取色彩转换工作空间的3D信息(LCh值)，由此结束所述处理。

图27A和27B示出了作为存储在范围信息存储单元1211和1312中的色彩转换工作空间信息的一个例子，即色彩转换工作空间的黑色信息和白色信息的RGB值以及色彩转换工作空间的3D信息的LCh值。例如，由R＝0.0，G＝0.0以及B＝0.0表示黑色信息，而由R＝1.0，G＝1.0以及B＝1.0来表示白色信息。作为所述3D信息，在使用范围从(0.0，0.0，0.0)到(1.0，1.0，1.0)的RGB值、通过公式(13)获得的XYZ值乘以100之后，基于所述XYZ值、使用公式(19.1)到(19.4)(利用D65作为白色)以及公式(20)来计算LCh值，并且存储例如对应于L和h的10级增量的最大饱和度等级的C值。作为3D信息，例如存储对应于L和h值的10级增量的最大饱和度等级的C值。

if Y/Yn＞0.008856，

L^*＝116(Y/Yn)^1/3-16               …(19.1)

if Y/Yn≤0.008856，

L^*＝903.29(Y/Yn)                  …(19.2)

其中Y：XYZ色系上的三基色激励值的Y值

Yn：基于理想漫反射面的标准亮度的Y值

a^*＝500[f(X/Xn)-f(Y/Yn)]

b^*＝200[f(X/Xn)-f(Z/Zn)]           …(19.3)

对于

if X/Xn＞0.008856，

f(X/Xn)＝(X/Xn)^1/3

if X/Xn≤0.008856，

f(X/Xn)＝7.78(X/Xn)+16/116

if Y/Yn＞0.008856，

f(Y/Yn)＝(Y/Yn)^1/3                 …(19.4)

if Y/Yn≤0.008856，

f(Y/Yn)＝7.78(Y/Yn)+16/116

If Z/Zn＞0.008856，

f(Z/Zn)＝(Z/Zn)^1/3

if Z/Zn≤0.008856，

f(Z/Zn)＝7.78(Z/Zn)+16/116

请注意，由于将D65用作白色，故而Xn＝95.05，Yn＝100.0和Zn＝108.91。接下来，使用以下公式将Lab值转换为LCh值，所述公式为：

C^ij _ab＝√(a^*2+b^*2)                   ...( 20)

h_ab＝tan^-1(b^*/a^*)

[色彩转换工作空间范围的内/外确定处理]

图24是示出了在色域内/外确定单元1026和1037中执行的处理，用于在步骤S2406和S2506确定色彩信号属于色彩转换工作空间范围以内还是以外。下面将利用图24的流程图给出详细的说明。

在步骤S1701初始化色域内/外确定标志OUT。在步骤S1702检验待处理的像素的R值是否小于色彩转换工作空间的下限值Rk。如果R＜Rk，那么流程前进到步骤S1708；否则，流程前进到步骤S1703。在步骤S1703检验待处理的像素的G值是否小于色彩转换工作空间的下限值Gk。如果G＜Gk，那么流程前进到步骤S1708；否则，流程前进到步骤S1704。在步骤S1704检验待处理的像素的B值是否小于色彩转换工作空间的下限值Bk。如果B＜Bk，那么流程前进到步骤S1708；否则，流程前进到步骤S1705。在步骤S1705检验待处理的像素的R值是否大于色彩转换工作空间的上限值倒带Rw。如果R＞Rw，那么流程前进到步骤S1708；否则，流程前进到步骤S1706。在步骤S1706检验待处理的像素的G值是否大于色彩转换工作空间的上限值Gw。如果G＞Gw，那么流程前进到步骤S1708；否则，流程前进到步骤S1707。在步骤S1707检验待处理的像素的B值是否大于色彩转换工作空间的上限值Bw。如果B＞Bw，那么流程前进到步骤S1708；否则，处理结束。在步骤S1708，在色域内/外确定标志OUT中设置表明超出色域的‘1’，由此结束所述处理。

[向色彩转换工作空间的色彩转换]

图25是色域压缩单元1027和1038执行的色域压缩的流程图，用于在步骤S2408和S2508将被确定超出色彩转换工作空间以外的色彩信号转换为色彩转换工作空间的边缘部分。下面将利用图25的流程图给出详细的说明。

在步骤S1801，将色彩转换工作空间色彩信号的R1G1B1值利用公式(13)转换为XYZ值。在步骤S1802，将XYZ值分别乘以100，以便调整比例(由于上述公式的计算结果被缩放，以便使Y属于从0到1的范围)。在步骤S1803，利用公式(19.1)到(19.4)将XYZ值转换为Lab值。由于将D65用作白色，故而在步骤S1803中的转换使用Rn＝95.05，Gn＝100.0和Bn＝108.91。在步骤S1804，利用公式(20)将Lab值转换为LCh值。

在步骤S1805，呈现图7中所示的用户界面，以便设置色彩转换方法。在色彩转换方法设置窗口601上，利用用于选择的基本设置窗口602来设置基本色彩转换方法。当用户想要更详细地设置所述色彩转换方法(除基本设置之外，还想设置优选的转换方法)时，他或她检验详细的设置复选框603，并且在详细的设置窗口604上进行详细的设置。请注意，在图7中，将“色调保持转换”设置为基本色彩转换，并且将“灰度优先”设置为另一优选设置。当完成所述设置时，用户按下确认按钮605。如果用户想要取消设置，那么他或她可以按下取消按钮606。

在步骤S1806，依照在步骤S1805中设置的色彩转换方法来执行色彩转换。图26示出了步骤S1806中执行的色彩转换处理，并且示出了当将“色调保持”选为基本色彩转换方法时的色彩转换方向。请注意，纵坐标表示亮度L，并且横坐标表示饱和度C以及在步骤S2405和S2505读取的色彩转换工作空间3000。当在详细的设置窗口604上选择了“饱和度优先”时，将输入色彩3001转换为色彩转换工作空间的边缘部分3002上的色彩，以免改变饱和度。当选择了“色差优先”时，将输入色彩3001转换为色彩转换工作空间的边缘部分3003上的色彩，以使得色差最小化。当选择了“灰度优先”时，将输入色彩3001转换为色彩转换工作空间的边缘部分3004上的色彩，以免改变灰度。当选择了“亮度优先”时，将输入色彩3001转换为色彩转换工作空间的边缘部分3005上的色彩，以免改变亮度。

在步骤S1807，利用公式(20)的逆转换公式将LCh值转换为Lab值。在步骤S1808，利用公式(19.1)到(19.4)将Lab值转换为XYZ值。在步骤S1809，将XYZ值除以100以便设置原始比例。在步骤S1810，将XYZ值转换为色彩转换工作空间信号的R1G1B1值，由此结束所述处理。

如上所述，依照第四实施例，当在彩色图像输入/输出装置中或者在诸如色彩转换等等的图像处理中交换图像数据时，将可以表示整个视觉范围的色彩表示空间用于在装置之间交换图像数据，并且包括装置色域的色彩转换工作空间可以独立地用于装置内的色彩转换处理。因此，图像输入装置、图像显示装置和图像输出装置可以交换视觉范围的数据，并且可以执行适合于每个单个装置的色彩转换。

第五实施例

图28是示出了依照第五实施例的输入端图像处理设备1001和输出端图像处理设备1003的结构框图。由于相应的单元的名称和功能与第四实施例中的相同，故而省略了对这部分内容的描述。与第四实施例的不同在于：该实施例只包括输入端图像处理设备1001和输出端图像处理设备1003。

[总体处理]

图29是由所述输入端图像处理设备1001和输出端图像处理设备1003执行的图像处理的流程图。下面将利用图29的流程图来详细说明在输入端图像处理设备1001和输出端图像处理设备1003中执行的色彩转换处理。在步骤S2301，输入端图像处理设备1001执行图像处理。在步骤S2302，输出端图像处理设备1003执行图像处理，由此结束所述处理。请注意，在步骤S2301中的处理内容与在步骤S1201中的相同，并且在步骤S2302中的处理内容与在步骤S1203中的相同。

如上所述，依照第五实施例，当在彩色图像输入/输出装置之间或者在诸如色彩转换等等的图像处理中交换图像数据时，将可以表示整个视觉范围的色彩表示空间用于在装置之间交换图像数据，并且将包括装置色域的色彩转换工作空间可以独立地用于装置内的色彩转换处理。因此，图像输入装置和图像输出装置可以交换视觉范围的数据，并且可以执行适合于每个单个装置的色彩转换。

第六实施例

图30A到30D是示出了输入端图像处理设备1001、显示端图像处理设备1002和输出端图像处理设备1003的结构的框图。省略了对具有与第四实施例相同的名称和功能的那些单元的描述。

将首先描述输入端图像处理设备1001的内部结构。参考标记1018表示色彩空间信息设置单元，用于设置在输入端图像处理设备1001内使用的色彩转换工作空间；而1019表示UI单元，用于允许用户设置色彩空间信息。

将在下面描述显示端图像处理设备1002的内部结构。参考标记1210表示UI单元，用于允许用户设置色彩空间信息；而1212表示色彩空间信息设置单元，用于设置在显示端图像处理设备1002内使用的色彩转换工作空间。

将在下面描述输出端图像处理设备1003的内部结构。参考标记1313表示色彩空间信息设置单元，用于设置在输出端图像处理设备1003内使用的色彩转换工作空间；而1314表示UI单元，用于允许用户设置色彩空间信息。

[总体处理]

图31是由所述输入端图像处理设备1001、显示端图像处理设备1002和输出端图像处理设备1003执行的图像处理的流程图。下面将利用图31的流程图来详细说明在输入端图像处理设备1001、显示端图像处理设备1002和输出端图像处理设备1003中执行的色彩转换处理。

在步骤S2501，色彩空间信息设置单元1018设置用于与其他装置交换数据的色彩表示空间，以及用于输入端图像处理设备1001内部的色彩转换工作空间。在步骤S2502，输入端图像处理设备1001执行图像处理。在步骤S2503，色彩空间信息设置单元1212设置用于与其他装置交换数据的色彩表示空间，以及用于显示端图像处理设备1002内部的色彩转换工作空间。在步骤S2504，显示端图像处理设备1002执行图像处理。在步骤S2505，色彩空间信息设置单元1313设置用于与其他装置交换数据的色彩表示空间，以及用于输出端图像处理设备1003内部的色彩转换工作空间。在步骤S2506，输出端图像处理设备1003执行图像处理，由此结束所述处理。请注意，在步骤S2502中的处理内容与步骤S1201中的相同，在步骤S2504中的处理内容与在步骤S1202中的相同，并且在步骤S2506中的处理内容与在步骤S1203中相同。

[色彩空间信息设置用户界面]

图32示出了当用户设置用于与其他设备交换数据的色彩表示空间、以及在利用色彩空间信息设置单元1018、1212和1313的相应图像处理设备内所使用的色彩转换工作空间时所使用的用户界面。在色彩表示空间设置窗口1602上，设置用于与其他设备交换数据的色彩表示空间。在该情况下，作为色彩表示空间的例子，存在sRGB、scRGB、bg-sRGB以及可以由用户自定义的色彩空间，并且将scRGB选为色彩表示空间。在色彩转换工作空间设置窗口1603上，设置用于每个图像处理设备的色彩转换工作空间。在该情况下，作为色彩转换工作空间的例子，存在sRGB、RGB2、RGB3、RGB4和RGB5，并且将RGB2选为色彩转换工作空间。当完成所述设置时，用户按下确认按钮1604。如果用户想要取消设置，那么他或她可以按下取消按钮1605。

如上所述，依照第六实施例，当在彩色图像输入/输出装置中或者在诸如色彩转换等等的图像处理中交换图像数据时，用户可以分别地设置用于在装置之间交换图像数据的色彩表示空间，以及用于装置内部的色彩转换处理的色彩转换工作空间。

第七实施例

图33示出了在输入端图像处理设备1001、显示端图像处理设备1002和输出端图像处理设备1003之中待交换的图像数据的例子。将在第四到第六实施例中设置的色彩表示空间信息和色彩转换工作空间信息附加到图像数据，并且每个图像处理设备中的处理均使用所述附加信息来执行色彩转换处理。作为待附加的信息，所述色彩表示空间信息包括定义公式(14)到(17)或者它们的系数，而色彩转换工作空间信息包括定义公式(12)和(13)、它们的系数或者图27A和27B中所示的信息。

如上所述，依照第七实施例，当在彩色图像输入/输出装置中或者诸如色彩转换等等的图像处理中交换图像数据时，可以通过将它们附加到图像来分别设置用于在装置之间交换图像数据的色彩表示空间、以及用于装置内部的色彩转换处理的色彩转换工作空间。

<其他实施例>

本发明可以应用于由多个装置(例如，主机、接口、阅读器、打印机)构成的***，或者包括单个装置(例如复印机、传真机)的设备。

此外，本发明的目的还可以通过向计算机***或者设备(例如个人计算机)提供的存储介质来实现，所述存储介质存储用于执行上述处理的程序代码，由计算机***或者设备的CPU或者MPU从存储介质读取所述程序代码，然后执行所述程序。

在该情况下，从存储介质读取的程序代码实现依照各个实施例的功能，并且存储所述程序代码的存储介质构成本发明。

此外，可以使用诸如软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡以及ROM的存储介质来提供程序代码。

此外，除通过执行由计算机读取的程序代码来实现依照上述实施例的功能之外，本发明还包括这样一种情况，即：在计算机上运行的OS(操作***)等等依照程序代码的指示来执行部分或者整个处理，并且实现依照上述实施例的功能。

此外，本发明还包括这样一种情况，即：在将从存储介质读取的程序代码写入被***到计算机的功能扩展卡或者提供在与该计算机相连接的功能扩展卡中的存储器之后，包含在该功能扩展卡或单元中的CPU等等依照程序代码的指示执行部分或者全部处理，并且实现上述实施例的功能。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种迥然不同的实施例，应该理解的是，本发明不局限于具体的实施例，而是由权利要求书来限定。

Claims (15)

1.一种用于在输入/输出图像的装置之间处理图像数据的图像处理方法，包括以下步骤：

输入图像数据；

确定所输入的图像数据是否超出人类视觉范围以外；以及

将被确定为超出所述范围以外的图像数据转换为该范围的边缘部分上或内部的色彩。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述人类视觉范围是xy色度图中的区域，其被包围在光谱色线和紫色边界之内。

3.如权利要求1所述的方法，还包括设置所述转换的转换方法的步骤。

4.如权利要求4所述的方法，其中可以选择色差极小化、亮度保持、色调保持以及饱和度保持之一作为所述转换方法。

5.如权利要求4所述的方法，还包括设置所述转换的转换条件的步骤。

6.如权利要求6所述的方法，其中可以选择饱和度优先、色差优先、灰度优先以及亮度优先之一作为所述转换条件。

7.一种用于连接图像输入/输出装置的图像处理设备，包括：

输入部件，设置为输入图像数据；

确定器，设置为确定所输入的图像数据是否超出人类视觉范围以外；以及

转换器，设置为将被确定为超出所述范围以外的图像数据转换为所述范围的边缘部分上或内部的色彩。

8.一种用于在输入/输出图像的装置之间处理图像数据的图像处理方法的计算机程序，所述方法包括以下步骤：

输入图像数据；

确定所输入的图像数据是否超出人类视觉范围以外；以及

将被确定为超出所述范围以外的图像数据转换为所述范围的边缘部分上或内部的色彩。

9.一种存储包括计算机程序代码的计算机可读介质的计算机程序产品，用于执行在输入/输出图像的装置之间处理图像数据的图像处理方法，所述方法包括以下步骤：

输入图像数据；

确定所输入的图像数据是否超出人类视觉范围以外；以及

将被确定为超出所述范围以外的图像数据转换为所述范围的边缘部分上或内部的色彩。

10.一种图像处理方法，包括以下步骤：

输入由第一色彩空间表示的色彩数据，所述第一色彩空间包括人类视觉范围；

将输入的色彩数据转换为用于色彩转换处理的第二色彩空间，所述第二色彩空间包括第一装置的色域；

对转换为第二色彩空间的色彩数据执行色彩转换处理；以及

将已经进行色彩转换处理的色彩数据转换为第一色彩空间，并且输出转换为第一色彩空间的色彩数据。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述色彩转换处理确定是否将转换为第二色彩空间的色彩数据包括在用于色彩转换处理的第二色彩空间的色域中。

12.如权利要求10所述的方法，其中将转换为第一色彩空间的色彩数据输出到第二装置。

13.一种图像处理设备，包括：

输入部件，设置为输入由第一色彩空间表示的色彩数据，所述第一色彩空间包括人类视觉范围；

第一转换器，设置为将输入的色彩数据转换为用于色彩转换处理的第二色彩空间，所述第二色彩空间包括第一装置的色域；

处理器，设置为对转换为第二色彩空间的色彩数据执行色彩转换处理；以及

第二转换器，设置为将已经进行色彩转换处理的色彩数据转换为第一色彩空间，并且输出转换为第一色彩空间的色彩数据。

14.一种用于图像处理方法的计算机程序，所述方法包括以下步骤：

输入由第一色彩空间表示的色彩数据，所述第一色彩空间包括人类视觉范围；

将输入的色彩数据转换为用于色彩转换处理的第二色彩空间，所述第二色彩空间包括第一装置的色域；

对转换为第二色彩空间的色彩数据执行色彩转换处理；以及

将已经进行色彩转换处理的色彩数据转换为第一色彩空间，并且输出转换为第一色彩空间的色彩数据。

15.一种存储包括计算机程序代码的计算机可读介质的计算机程序产品，用于图像处理方法，所述方法包括以下步骤：

输入由第一色彩空间表示的色彩数据，所述第一色彩空间包括人类视觉范围；

将输入的色彩数据转换为用于色彩转换处理的第二色彩空间，所述第二色彩空间包括第一装置的色域；

对转换为第二色彩空间的色彩数据执行色彩转换处理；以及

将已经进行色彩转换处理的色彩数据转换为第一色彩空间，并且输出转换为第一色彩空间的色彩数据。

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