[发明专利]使用一色彩信息数据结构来处理图像信息的策略

说明书

本申请是申请日为2004.07.30，申请号为200480003238.4(国际申请号为PCT/US2004/024707)，名为“使用一色彩信息数据结构来处理图像信息的策略”申请的分案申请。

相关申请

本申请声明对序列号为60/492,029于2003年8月1日提交的题为“Bandwidth-Efficient Processing of Video Images”(“视频图像的带宽有效处理”)的指定StephenJ.Estrop为唯一发明人的美国临时申请的优先权。60/492,029临时申请在此全部引入作为参考。

本申请还是序列号为10/694,144于2003年10月27日提交的标题也为“Bandwidth-Efficient Processing of Video Images”(“视频图像的带宽有效处理”)的指定Stephen J.Estrop为唯一发明人的美国非临时申请的部分继续。10/694,144非临时申请在此全部引入作为参考。

最后，本申请相关于序列号为10/273,505于2002年10月18日提交的题为“Methods and Apparatuses for Facilitating Processing of Interlaced Images forProgressive Video Displays”(“便于渐进式视频显示的隔行(扫描)图象处理的方法和装置”)的指定Stephen J.Estrop为唯一发明人的美国非临时申请。10/273,505非临时申请在此全部引入作为参考。

技术领域

本发明涉及用于处理图像信息的策略，尤其涉及使用确保图像信息的色彩内容被准确再现的改进技术来处理图像信息的策略。

背景技术

人类视觉依赖于响应极低亮度的视网膜感光杆细胞，以及响应色彩的视网膜感光锥细胞。锥细胞通常响应于可见电磁频谱的三个部分，称为长波(例如通常对应于红色)、中波(例如通常对应于绿色)和短波(例如通常对应于蓝色)。这样，所有色彩可被表示为至少三种不同色彩成分(component)的不同组合。一般而言，色彩本身是在频谱可见部分中电磁辐射的物理方面以及用来处理该信息的视觉相关和大脑“机制”发生的复杂现象。例如，人类视觉对光的强度比对光的色彩(色度)成分更敏感。

再现彩色图像的电子装置通过提供三类光源来补充人类视觉的三原色特性。这三类光源对人类观察者产生像对不同色彩所感受的不同频谱响应。例如，阴极射线管(CRT)提供红绿蓝磷光剂来产生不同色彩。其它技术不使用磷光剂，但以其它方式使用发出至少三种光的光源来再现色彩。

The Commission Internationale de L’(CIE)已陈述将光线的光谱特性映射成不同感知色彩的整个系统。与之相关地，术语“匹配函数”指用统计学方法列出“平均”观察者对每个波长中一组参考灯的响应曲线。对于红绿蓝，这些函数分别表示为r(w)、g(w)和b(w)，其中“w”表示波长。这样的参考灯-或色彩元-定义装置用来再现具有色彩内容的图像信息的光源(通常监视磷光剂)。术语“色彩空间”指由一组色彩元和匹配函数定义的规范。

一抽象色彩规范可用上述数学方法把三元色度映射成不同色彩。然而，已开发了众多特定编码系统以确保可应用于实际应用中的更有效编码方案，诸如色彩图像信息的传输和呈现。本行业中首先面对的实际应用是模拟电视信号的广播和呈现。最近的应用包括数字视频信息在诸如TCP/IP网络(例如因特网)的网络上的传输和呈现。此外，除了标准清晰度(SD)视频信息之外，本行业现在提供高清晰度(HD)视频信息的传输和呈现。因而编码系统的特性常常被回溯到本行业在某些时候面对的某些问题。

不管其方法如何，编码系统解决了在再现具有色彩内容的图像信息中产生的一些共同问题。以下讨论提供对编码系统可能以一种形式或另一种形式解决的共同问题的纵览。(对于术语，术语“图像信息”在本说明书中表示可向用户显示的任何信息；该术语被广泛用来包括静态图像信息和动态视频信息。)

·色彩空间及相关描述

色彩可使用三种成分来指定。依赖于使用不同色彩成分传输色彩内容的图像流被称为成分视频。一通用编码方法使用红绿蓝(RGB)成分来指定色彩。更正式地，RGB成分描述创建感觉上与给定频谱等价的色彩的参考灯的比例强度。例如，R成分可如下定义：