[发明专利]使用空间频率分析将压缩图像处理为域映射图像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像数据的解压缩和图像数据的色彩(color)管理。

背景技术

近十五年以来，图像压缩算法一直使用“视觉金字塔(vision pyramid)” 模型来减少量化期间的视觉质量损失。在图1中图示了典型的图像压缩流程 图：首先将图像解压缩成示出像素的色彩值的空间频率分布的系数(例如， 使用离散余弦变换或者小波变换)，目的在于从人的视觉角度(human vision perspective)组织信息。然后，取决于目标压缩率，将空间频率分布系数进行 平滑地或者剧烈地(severely)量化，具有优于图像细节的粗略信息。最终， 应用二进制编码以减少量化后的空间频率分布系数的尺寸。在JPEG/MPEG 图像压缩的特定情形下，在8×8像素块区域上局部地应用频率变换步骤和量 化步骤。

色域(color gamut)定义了图像显示设备能够再现的、或者图像捕捉设 备能够捕捉的、或者在可视内容(诸如图像)的项目内包含的色彩的完整集 合。为了在一些例如具有较宽的色域的显示器上正确再现图像，已对所述图 像进行了处理，但是因为硬件的限制，许多其它彩色设备不可能提供所述图 像的色彩的良好的再现。常见情形是在CRT监视器上渲染(render)的图像 的色彩与来自低质量的彩色打印机的相同图像的色彩之间的比较。

为了确保在具有不同色域的不同色彩再现设备上最佳地再现图像的质 量，这些年中已提出了若干种技术，如使用所谓的色彩的“域映射”的那些 技术。色域映射确保了将源设备的色彩变换到位于目的设备(destination device)的域之内。使用一系列准则能够执行这样的操作，这些准则将使得在 图像的色度测量(colorimetry)中固有地引入变化的变换的影响最小化。已开 发了若干种算法以将源色彩映射到目的色彩，诸如明度映射(lightness mapping)或者色度映射(chroma mapping)，由于人眼通过明度和色度考虑 (consideration)来处理可视数据，因此这表示面向人的视觉系统(“HVS”) 的准则的第一方向。

被标准化为视觉上感知均匀(perceptually-uniform)的色彩空间的、被命 名为CIE 1976(L*u*v)的、也被称为CIELUV的CIE通过构建实质上感知 均匀的三维色彩空间来解释(account for)人视觉的心理物理学 (psychophysics)。如本领域中所定义的，CIELUV中色彩的坐标要求众所周知 的CIE 1931 XYZ中的色彩被相对于“白色点”的XYZ坐标标准化 (normalized)。CIELUV色彩空间的一个轴被命名为CIE 1976明度，标记为 L*，并且使用XYZ中的、在原点(origin)处具有直线段的立方根函数来定 义该轴。色彩沿着L*轴的位置仅仅包含与参考白色点有关地从其亮度 (luminance)导出的信息。与参考白色点的色度有关地，CIELUV的其他两 个轴从图像点的色度(chromaticity)导出。将图像点的色度与参考白色点的 色度之间的差乘以与L*成比例的值来模仿(mimic)以下心理-物理学效应， 即：其造成较暗的色彩来显示较小的色度，由此导致CIELUV空间中的感知 均匀性。CIELUV色彩空间的圆柱(cylindrical)表示也是有用的。L*轴保持 不变，而按照与所谓的色调(hue)H对应的相位角和与所谓的色度C相关的 半径来表示由两个笛卡尔色度轴定义的平面。在1976年，CIE也被标准化为 具有与CIELUV色彩空间的特性类似的特性的另一视觉上感知均匀的色彩空 间，其被命名为CIE 1976(L*a*b)、或者CIELAB，其也可以按照笛卡尔 坐标系(L乘a乘b)或者圆柱坐标系(L乘色调H乘色度C)。在感知均匀 的色彩空间中，这三个笛卡尔基(base)被命名为亮度(L)和色度(C1、 C2)。也可以按照被命名为色度(C)和色调角(H)的两个极(polar)色度 基来描述笛卡尔色度平面。由此，色度(C)被定义为两个色度值(C1和C2) 的平方之和的平方根，并且色调角(H)被定义为两个色度维的比率(C2/C1) 的反正切。