CN1613089A - 彩色图象处理方法、彩色图象处理器、彩色显示器、以及用于实施彩色图象处理方法的计算机程序 - Google Patents
- ️Wed May 04 2005
技术领域
本发明涉及用于增加彩色图象的深度感觉和清晰度感觉等的彩色图象处理方法、彩色图象处理器和彩色显示器，以及涉及用于实施所述彩色图象处理方法的计算机程序。
背景技术
传统上，在诸如显示器、打印机等的图象输出设备中，有时为了使得图象比起在眼睛看来更加鲜艳，常常有增强饱和度的情形。这样的饱和度增强技术在要处理诸如TV图象、由扫描仪获取的图象等的图象时(其饱和度往往比起它们的原始的图象更低)，常常被使用来使得输出更加接近于原始的图象的饱和度。
作为饱和度增强技术的例子，确定适当的系数α(α＞1)，以便将原始的饱和度乘以α。
按照这个技术，具有低的饱和度的区域与具有高的饱和度的区域统一乘以α，以便提供具有整个图象改进的饱和度的明亮的图象。在这个技术中当系数α被设置为低于1时，有可能提供降低整个图象的饱和度的饱和度减小功能。
作为例子，日本专利申请特开平(Laid-open Hei)No.5-205039提出一种彩色图象处理方法，其中具有等于或大于某个阀值a的饱和度的象素其饱和度被增强，而具有等于或低于a的饱和度的象素不变换。
作为另一个例子，日本专利申请特开平No.8-329217提出一种饱和度变换方法，其中RGB或CMY图象被变换成均匀彩色空间中的图象数据，以便根据饱和度的扩散确定适当的系数α(α＞1)，由此，饱和度在均匀彩色空间中被乘以α。
另一方面，对于使用液晶等的传输型显示器(它们在彩色重现性方面比起CRT来说具有较低的效率)，提出了改进彩色重现性的方法。例如，日本专利申请特开平7 No.253577提出一种彩色显示器，它可通过使用彩色滤色镜而实现比起传统的液晶显示器更高的彩色饱和度与彩色重现性，该彩色滤色镜可使得各个彩色单元的传输波长范围内的峰值波长与LED背光光源的各个峰值波长近似一致。
然而，在日本专利申请特开平5 No.205039中公开的上述的方法中，具有较高的饱和度的区域被进一步增强，这样，包含高比例的高饱和度区域的图象以接近于鲜艳彩色的彩色作为整体被重现，造成不自然的图象。
在日本专利申请特开平8 No.329217中公开的方法中，由于具有低饱和度的区域与具有高饱和度的区域被统一相乘，饱和度的分布被整体地移位到较高的饱和度区域，因此，这个方法不能以有效的方式使用饱和度动态范围。例如，如果由图1的粗实线表示的原始的图象的饱和度分布通过饱和度乘以系数α(α＞1)，而经过饱和度增强，则增强的图象的分布被移位到虚线表示的情形。
而且，在饱和度增强后饱和度的分布集中在动态范围的特定的范围中，这样，有用于改进饱和度对比度的空间。
另一方面，在日本专利申请特开平7 No.253577中公开的、在彩色重现性方面性能优良的上述彩色显示器中，彩色可重现的范围变宽，这样，整个显示器图象的饱和度变为更高，因此，发生无法得到适当的图象的问题。这一原因将参照图19和20描述。
在图19上，实线表示彩色重现性方面性能优良的彩色显示器的彩色重现范围的例子，以及虚线表示普通传输型彩色显示器的彩色重现范围的例子。图19上的粗实线是谱线轨迹。由于彩色重现范围变宽，有可能显示离图19的xy色度图上的白色点W更大距离的彩色，即，具有更高的饱和度的更加鲜亮的彩色。
然而，当彩色重现性通过改进光源和彩色滤波器的光谱而被改进时，正如在日本专利申请特开平7 No.253577中提出的，灰度级别数目和灰度距离不能改变。结果，具有与普通传输型彩色显示器的灰度级别相同的灰度级别的彩色，被表示为更高的饱和度。
图20表示灰度级别与饱和度之间的关系。在图20上，虚线表示当RGB彩色中的一个彩色从0改变到255时饱和度改变的一个例子，在普通的24比特RGB传输型彩色显示器的情形下，最大灰度级别用被设置为1的最大饱和度进行归一化。实线表示当饱和度最大值被彩色重现性增强装置增加1.2倍时，饱和度相对于灰度级别的改变。对于相同的灰度级别数目和相同的灰度距离，在该灰度级别的全部范围内，由实线画出的饱和量超过由虚线画出的饱和量。
结果，如果在普通传输型彩色显示器上现看良好的图象通过彩色重现性优良的彩色显示器重现，则发生例如肉色饱和度增加并重现为橙色的问题。
本发明是鉴于以上的情形而提出的，第一个目的是提供能改进饱和度对比度和减小用户在调节饱和度对比度时的负担的、彩色图象处理方法、彩色图象处理器和用于实现上述彩色图象处理方法的计算机程序。
而且，第二个目的是在彩色重现性方面优良的、传统的传输型彩色显示器上得到良好显示的图象。
发明内容
为了达到以上目的，按照本发明的彩色图象处理方法、彩色图象处理器和用于实现彩色图象处理方法的计算机程序，其特征如下所述。
具体地，本发明是一种彩色图象处理方法，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度和根据检测的饱和度来控制象素或坐标点的饱和度变换，其中对于在其上检测的饱和度小于预定的阈值的象素或坐标点，减小饱和度。
在以上的彩色图象处理方法中，对于其检测的饱和度大于预定的阈值的象素或坐标点，可增强饱和度。
在以上的彩色图象处理方法中，预定的阈值可以由用户指定。
在以上的彩色图象处理方法中，预定的阈值可以根据要被变换的图象的预定的区域中饱和度的分布被确定。
在以上的彩色图象处理方法中，当确定预定的阈值时，用户可以根据检测的饱和度的分布，至少指定具有等于或小于阈值的饱和度的象素或坐标点的数目或比值。
本发明是一种彩色图象处理器，它包括：饱和度检测装置，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度；饱和度变换控制装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度来确定象素或坐标点的饱和度变换条件；以及饱和度变换处理装置，用于根据由饱和度变换控制装置确定的饱和度变换条件来实施饱和度变换，其中饱和度变换控制装置对于在其上由饱和度检测装置检测的饱和度小于预定的阈值的象素或坐标点，减小饱和度。
在以上的彩色图象处理器中，饱和度变换控制装置可以在其上由饱和度检测装置检测的饱和度大于预定的阈值的象素或坐标点处增强饱和度。
本发明是一种彩色图象处理器，它包括：饱和度检测装置，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度；饱和度变换控制装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度来确定象素或坐标点的饱和度变换条件；饱和度变换处理装置，用于根据由饱和度变换控制装置确定的饱和度变换条件来实施饱和度变换；以及阈值指定装置，用于根据用户的操作指定阈值，其中饱和度变换控制装置对于在其上由饱和度检测装置检测的饱和度小于由阈值指定装置指定的阈值的象素或坐标点，减小饱和度。
在以上的彩色图象处理器中，饱和度变换控制装置可以在其上由饱和度检测装置检测的饱和度大于由阈值指定装置指定的阈值的象素或坐标点处增强饱和度。
本发明是一种彩色图象处理器，它包括：饱和度检测装置，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度；饱和度变换控制装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度来确定象素或坐标点的饱和度变换条件；饱和度变换处理装置，用于根据由饱和度变换控制装置确定的饱和度变换条件来实施饱和度变换；缓存器，用于积累由饱和度检测装置检测的饱和度和输入图象数据；以及阈值确定装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度的分布来确定阈值。
本发明是一种彩色图象处理器，它包括：饱和度检测装置，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度；饱和度变换控制装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度来确定象素或坐标点的饱和度变换条件；饱和度变换处理装置，用于根据由饱和度变换控制装置确定的饱和度变换条件来实施饱和度变换；缓存器，用于积累由饱和度检测装置检测的饱和度和输入图象数据；阈值确定装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度的分布来确定阈值；以及象素/坐标点计数值指定装置，允许用户指定不大于由阈值确定装置确定的阈值的象素或坐标点的数目，并把该数目传送到阈值确定装置。
本发明是一种彩色图象处理器，它包括：饱和度检测装置，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度；饱和度变换控制装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度来确定象素或坐标点的饱和度变换条件；饱和度变换处理装置，用于根据由饱和度变换控制装置确定的饱和度变换条件来实施饱和度变换；缓存器，用于积累由饱和度检测装置检测的饱和度和输入图象数据；阈值确定装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度的分布来确定阈值；以及象素/坐标点比值指定装置，允许用户指定不大于由阈值确定装置确定的阈值的象素或坐标点的比值，并把该比值传送到阈值确定装置。
本发明是一种计算机程序，用于实现检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度和和根据检测的饱和度来控制象素或坐标点的饱和度变换的功能，其中加上对于在其上检测的饱和度小于预定的阈值的象素或坐标点减小饱和度的功能。
在以上的计算机程序中，可以加上对于在其上检测的饱和度大于由阈值指定装置指定的阈值的象素或坐标点增强饱和度的功能。
在以上的计算机程序中，可以加上允许用户指定预定的阈值的功能。
在以上的计算机程序中，可以加上根据要被变换的图象的预定的区域中饱和度的分布确定预定的阈值的功能。
在以上的计算机程序中，可以加上当确定预定的阈值时，允许用户根据检测的饱和度的分布，指定具有等于或小于该阈值的饱和度的象素或坐标点的数目和比值的至少一项的功能。
按照本发明的彩色显示器包括彩色图象处理器，彩色图象处理器包括：饱和度检测装置，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度；饱和度变换控制装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度来确定象素或坐标点的饱和度变换条件；以及饱和度变换处理装置，用于根据由饱和度变换控制装置确定的饱和度变换条件来实施饱和度变换，其中饱和度变换控制装置对于在其上由饱和度检测装置检测的饱和度小于预定的阈值的象素或坐标点，减小饱和度。
在以上的彩色显示器中，饱和度变换控制装置可以在其上由饱和度检测装置检测的饱和度大于预定的阈值的象素或坐标点处增强饱和度。
按照本发明的彩色显示器包括彩色图象处理器，彩色图象处理器包括：饱和度检测装置，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度；饱和度变换控制装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度来确定象素或坐标点的饱和度变换条件；饱和度变换处理装置，用于根据由饱和度变换控制装置确定的饱和度变换条件来实施饱和度变换；以及阈值指定装置，用于根据用户的操作指定阈值，其中饱和度变换控制装置对于在其上由饱和度检测装置检测的饱和度小于由阈值指定装置指定的阈值的象素或坐标点，减小饱和度。
在以上的彩色图象处理器中，饱和度变换控制装置可以在其上由饱和度检测装置检测的饱和度大于由阈值指定装置指定的阈值的象素或坐标点处增强饱和度。
按照本发明的彩色显示器包括彩色图象处理器，彩色图象处理器包括：饱和度检测装置，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度；饱和度变换控制装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度来确定象素或坐标点的饱和度变换条件；饱和度变换处理装置，用于根据由饱和度变换控制装置确定的饱和度变换条件来实施饱和度变换；缓存器，用于积累由饱和度检测装置检测的饱和度和输入图象数据；以及阈值确定装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度的分布来确定阈值。
按照本发明的彩色显示器包括彩色图象处理器，彩色图象处理器包括：饱和度检测装置，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度；饱和度变换控制装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度来确定象素或坐标点的饱和度变换条件；饱和度变换处理装置，用于根据由饱和度变换控制装置确定的饱和度变换条件来实施饱和度变换；缓存器，用于积累由饱和度检测装置检测的饱和度和输入图象数据；阈值确定装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度的分布来确定阈值；以及象素/坐标点计数值指定装置，允许用户指定不大于由阈值确定装置确定的阈值的象素或坐标点的数目，并把该数目传送到阈值确定装置。
按照本发明的彩色显示器包括彩色图象处理器，彩色图象处理器包括：饱和度检测装置，用于检测在数字彩色图象的每个象素上或在模拟彩色图象的每个坐标点处的饱和度；饱和度变换控制装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度来确定象素或坐标点的饱和度变换条件；饱和度变换处理装置，用于根据由饱和度变换控制装置确定的饱和度变换条件来实施饱和度变换；缓存器，用于积累由饱和度检测装置检测的饱和度和输入图象数据；阈值确定装置，用于根据由饱和度检测装置检测的饱和度的分布来确定阈值；以及象素/坐标点比值指定装置，允许用户指定不大于由阈值确定装置确定的阈值的象素或坐标点的比值，并把该比值传送到阈值确定装置。
因此，按照本发明的彩色图象处理方法、彩色图象处理器和用于实现彩色图象处理方法的计算机程序具有以上的配置，以及具有如下的效果。
具体地，按照本发明的彩色图象处理方法和彩色图象处理器，在每个象素处检测饱和度，以便对于具有低饱和度的区域实现饱和度抑制，由此，有可能产生具有增强的深度感觉和清晰度感觉的良好的彩色图象。
接着，按照本发明的彩色图象处理方法和彩色图象处理器，在每个象素处检测饱和度，以便对于具有低饱和度的区域实现饱和度抑制和对于具有高饱和度的区域实现饱和度增强，由此，有可能产生呈现深度感觉和清晰度感觉以及足够的饱和度对比度的彩色图象。
而且，按照本发明的彩色图象处理方法和彩色图象处理器，所述阈值指定装置的配备使得用户能够指定想要的阈值。所以，用户能够以适当的方式修正用于变换方程的参量，而同时观看在诸如显示监视器的显示器上显示的图象，由此，有可能产生呈现适合于用户的口味的深度感觉和清晰度感觉的彩色图象。也有可能提供呈现适合于用户的口味的饱和度对比度的彩色图象。
按照本发明的彩色图象处理方法和彩色图象处理器，提供了用于积累对于预定的区域的RGB信号和饱和度信息的缓存器，以及用于根据预定的区域内的饱和度确定适当的阈值的阈值确定装置。由此，输入图象中的饱和度的分布被自动地提取，以便根据饱和度的分布确定用于决定饱和度抑制区域的阈值，由此，有可能自动产生呈现具有足够的饱和度对比度的增强的深度感觉和清晰度感觉的良好的彩色图象。
按照本发明的彩色图象处理方法和彩色图象处理器，一个象素/坐标点计数值指定装置或象素/坐标点比值指定装置的配备，使得用户能够指定要被变换的象素/坐标点的想要的比值等等。所以，有可能自动产生呈现有利的饱和度对比度和适合于用户的口味的、具有增强的深度和清晰度的感觉的彩色图象。
而且，按照本发明的计算机程序，可以通过实现以上的彩色图象处理器和彩色图象处理方法而得到上述的效果。
而且，按照本发明的彩色显示器，配备用于比起传统的传输型彩色显示器在彩色重现性方面更加优良的传输型彩色显示器的上述的彩色图象处理器，可以产生上述的效果，以及提供自然的、喜爱的、具有诸如肤色的中等彩色的饱和度增强被抑制的彩色图象。
附图说明
图1是显示饱和度的分布的示意图。
图2是显示检测饱和度的过程的示意图。
图3是显示在RGB空间中可显示的彩色范围的示意图。
图4是显示在3维空间中目标彩色的排列法则的示意图。
图5是显示在R、G和B中的截割点的示意图。
图6是显示按照本发明的第一实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
图7是显示按照本发明的第三实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
图8是显示按照本发明的第五实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
图9是显示按照本发明的第六实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
图10是显示按照本发明的第七实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
图11是显示在按照本发明的第二实施例的彩色图象处理器中饱和度变换曲线的示意图。
图12是变量f的分配例子的示意图。
图13是显示在RGB空间中可显示的彩色范围的六边形截面的示意图。
图14是显示在RGB空间中可显示的彩色范围内的非彩色的直线K-W被调整为与在3维空间中目标彩色的非彩色轴一致的示意图。
图15是显示在按照本发明的第一实施例的彩色图象处理器中饱和度变换曲线的示意图。
图16是显示按照本发明的第二实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
图17是显示按照本发明的第四实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
图18是显示按照本发明的第八实施例的彩色图象处理器的总的配置的示意图。
图19是显示传统的传输型彩色显示器和在彩色重现方面优良的彩色显示器的可重现的彩色范围的例子的示意图。
图20是显示对于传统的传输型彩色显示器和在彩色重现方面优良的彩色显示器的、在灰度与饱和度之间的关系的例子的示意图。
图21是显示按照本发明的第九实施例的彩色显示器的总的配置的图。
图22是显示对于传统的传输型彩色显示器、在彩色重现方面优良的彩色显示器和按照本发明的第九实施例的彩色显示器的、在灰度与饱和度之间的关系的例子的示意图。
图23是显示按照本发明的第九实施例的彩色显示器的总的配置的方框图。
具体实施方式
现在参照附图描述按照本发明的彩色图象处理方法、彩色图象处理器和用于实现彩色图象处理方法的计算机程序的实施例。
<第一实施例>
一开始，描述按照本发明的第一实施例的彩色图象处理器和彩色图象处理方法。
图6是显示按照本发明的第一实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
如图6所示，按照第一实施例的彩色图象处理器100包括：饱和度检测装置200、饱和度变换控制装置300和饱和度变换处理装置400。
饱和度检测装置200例如从原始的彩色图象的RGB信号检测被以下的处理过程归一化的饱和度C，以及输出它。
具体地，对于原始的彩色图象的RGB信号，考虑沿三个信号的轴规定的3维空间中的饱和度C。如图3所示，在RGB空间的可显示的彩色范围中，非彩色、白色、黑色和灰色，都位于直线K-W上，并且它们从点K到点W变得越来越明亮，或是逐渐从黑变到白。
如图4所示，在目标彩色的3D空间中，饱和度被表示为离从黑色到白色延伸的非彩色轴的、沿垂直于该轴的方向的距离。饱和度的概念将被应用到RGB空间的可显示的彩色范围。
图14是其中使得在RGB空间中可显示的彩色范围内的非彩色的直线K-W与在目标彩色的3维空间中非彩色轴一致的图。实际可显示的的彩色只存在在图14上显示的立方体内。根据图14，饱和度被定义为离线K-W的距离，以及它被彩色立方体的轮廓线归一化。
图2是用于说明归一化的方法的图，它是当图3沿包括R、G和B的面被截割时的一个截面。
在图5上，当RGB空间中的可显示的彩色范围沿截割面的线(由粗线示出)被截割时，可以得到图2的截割面。现在，将描述确定关于图2的面上的点A(r，g，b)的归一化的饱和度C的情形。
在图2的面内的非彩色轴上的点W’与点A之间的连接的线沿着从点W’到点A的方向延伸，该线与RGB的彩色立方体的轮廓线相交截的点被称为点A’。在点A’与点W’之间的距离被称为l，以及在点W’与点A之间的距离被称为h，以及归一化的饱和度C由以下表示式规定：
C＝h/l (1)
如果点W’的坐标用(rw’，gw’，bw’)表示，则rw’＝gw’＝bw’和rw’+gw’+bw’＝r+g+b。由此，以下公式(2)成立：
rw’＝gw’＝bw’＝(r+g+b)/3 (2)
从以上结果，对于任意的RGB信号，可以得到在可变的显示区域上非彩色轴线K-W的垂直线与线K-W之间的交截点W’的坐标。任意点A与点W’之间的距离h可以根据点A的参数(r，g，w)，通过以下公式(3)进行计算：
h＝[{(2r-g-b)/3}2+{(2g-r-b)/3}2+{(2b-r-g)/3}2]1/2 (3)
偶尔地，任意点A可以存在于RGB空间中可显示的彩色范围内任何位置。虽然以上方法是取任意点A存在于被连接R、G和B的线截割的截割面上的例子描述的，但有任意点A存在于图13所示的六边形的截割面上的情形。图14用点线显示类似于图13的六边形。
图2所示的平面的轮廓线被包含在平面R＝0、G＝0或B＝0内。另一方面，图13所示的六边形的轮廓线被包含在任何六个平面内，即，以上那些平面和加上的三个平面R＝1、G＝1或B＝1。这些R＝1、G＝1、，或B＝1代表归一化的信号值。例如，对于24比特的RGB信号的情形，这六个平面相应于R＝0、G＝0、B＝0、R＝255、G＝255和B＝255。穿过点A和点W’的直线与这六个平面的交截点被确定。在线W’-A的延长线上最接近的点被称为A’，以及可以得到在点A’与点W’之间的距离为1。这样，饱和度C可以从RGB信号被确定。
在构成RGB空间的可显示的彩色区域的轮廓线的六个平面中，代表包含点A’的平面的变量f，连同饱和度C一起被传送到饱和度变换控制装置300。变量f例如如图12所示被确定。
饱和度变换控制装置300根据从饱和度检测装置200给出的饱和度C和预定的阈值α，计算变换后的饱和度的值C’，并把它传送到饱和度变换处理装置400。变换前的饱和度C和变换后的饱和度C’通过以下公式(4)相联系，以及用于变换的函数F(x)被表示为以下公式(5)的形式，例如取决于阈值α：
C’＝F(C) (4)
F(x)＝x2+(1-α)x 当x≤α时
F(x)＝x 当α＜x时 (5)
图15显示关于公式(5)的曲线图。
因为公式(5)只包含加法和乘法，所以饱和度变换控制装置300在用硬件构建时可以仅仅通过加法器与乘法器的组合来实现。由软件实现饱和度变换控制装置300是更简单的，也就是，只要用公式(5)中的饱和度C的给定值代入x，就可做到。在饱和度变换控制装置300中使用的变换公式F(x)不需要取公式(5)的形式，只要实施变换，以使得对于饱和度低于阈值的区域，C’≤C。而且，饱和度变换控制装置300对于由饱和度检测装置200告知的变量f不执行任何特定的过程，而只按原样把它输出到饱和度变换处理装置。
饱和度变换处理装置400变换原始的彩色图象的RGB信号，以便与由饱和度变换控制装置给出的变换后的饱和度C一致。RGB信号的变换例如通过以下方法实行。
表示式(7)到(9)表示当R+G+B≤255和Min(R，G，B)＝R时的变换公式。Min(R，G，B)表示在原始的彩色图象的每个象素/坐标点处R、G和B的三个信号值的最小值。在以下的公式中，Av(R，G，B)代表与以上相同的R、G和B的三个信号值的平均值。
R’＝(1-C’)×Av(R，G，B) (7)
G’＝[1-{G-Av(R，G，B))/{R-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B) (8)
B’＝[1-{B-Av(R，G，B)}/{R-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B) (9)
虽然推导方法被省略，这些公式相应于图2上把h/l变换成h’/l＝C’。这些公式代表从非彩色线K-W到RGB空间的可显示的彩色范围中的数据的点的垂直线截割通过可显示的彩色范围中的轮廓线R＝0的情形。Min(R，G，B)＝G和min(R，G，B)＝B的情形类似地分别由下式表示：
R’＝[1-{R-Av(R，G，B)}/{G-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B) (10)
G’＝(1-C’)×Av(R，G，B) (11)
B’＝[1-{B-Av(R，G，B)}/{G-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B) (12)
和R’＝[1-{R-Av(R，G，B)}/{B-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B)
(13)
G’＝[1-{G-Av(R，G，B)}/{B-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B) (14)
B’＝(1-C’)×Av(R，G，B) (15)
另一方面，当从非彩色线K-W的垂直线截割通过可显示的彩色范围中的轮廓线R＝255、G＝255或B＝255时，条件被分别表示为Max(R，G，B)＝R、Max(R，G，B)＝G和Max(R，G，B)＝B，以及变换公式分别给出为如下。这里，Max(R，G，B)表示在原始的彩色图象的每个象素/坐标点处R、G和B的三个信号值的最大值。
当Max(R，G，B)＝R时，
R’＝(1-C’)×Av(R，G，B)+255×C’ (16)
G’＝[1-{G-Av(R，G，B)}/{R-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B)+255×{G-Av(R，G，B)}/{R-Av(R，G，B)}×C’ (17)
B’＝[1-{B-Av(R，G，B)}/{R-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B)+255×{B-Av(R，G，B)}/{R-Av(R，G，B)}×C’ (18)
当Max(R，G，B)＝G时，
R’＝[1-{R-Av(R，G，B)}/{G-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B)+255×{R-Av(R，G，B)}/{G-Av(R，G，B)}×C’ (19)
G’＝(1-C’)×Av(R，G，B)+255×C’ (20)
B’＝[1-{B-Av(R，G，B)}/{G-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B)+255×{B-Av(R，G，B)}/{G-Av(R，G，B)}×C’ (21)
当Max(R，G，B)＝B时，
R’＝[1-{R-Av(R，G，B)}/{B-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B)+255×{R-Av(R，G，B)}/{B-Av(R，G，B)}×C’ (22)
G’＝[1-{G-Av(R，G，B)}/{B-Av(R，G，B)}×C’]×Av(R，G，B)+255×{G-Av(R，G，B)}/{B-Av(R，G，B)}×C’ (23)
B’＝(1-C’)×Av(R，G，B)+255×C’ (24)
如上所述，有六组变换公式。根据变量f确定使用哪组，变量f是在饱和度检测装置200检测饱和度时被检测的。
以上的方法是象素的饱和度计算方法的一个例子，也可以根据通过另一个计算方法确定的饱和度来实施饱和度变换。作为饱和度计算方法的其他例子，从RGB值计算由CIE1976规定的L*a*b*值，以及计算在L*a*b*均匀彩色空间中定义的饱和度。替换地，由CIE1976规定的L*u*v*均匀彩色空间中定义的饱和度可以以相同的方式被计算。替换地，可以提供ROM表，以便把对于输入的RGB值的饱和度数据事先存储在其中，这样，在每次输入象素的RGB信号时，相应的饱和度数值可以从ROM表中读出，由此，饱和度变换可以根据这个饱和度数值被实施。
在按照第一实施例的彩色图象处理器100中，饱和度检测装置200首先根据每个象素/坐标点的RGB信号确定在象素/坐标点处的饱和度。然后，饱和度变换控制装置300根据所确定的饱和度，计算变换后的饱和度C’，以及把它传送到饱和度变换处理装置400。饱和度变换处理装置400根据输入的RGB信号和告知的变换后的饱和度C’，适当地变换RGB信号，以及把结果输出到诸如显示监视器的显示器8。
<第二实施例>
接着，将描述按照本发明的第二实施例的彩色图象处理器和彩色图象处理方法。
图16是显示按照本发明的第二实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
如图16所示，按照第二实施例的彩色图象处理器105包括：饱和度检测装置200、饱和度变换控制装置302和饱和度变换处理装置400。
饱和度检测装置200和饱和度变换处理装置400以与参照图6描述的第一实施例相同的方式运行。
饱和度变换控制装置302根据从饱和度检测装置200给出的饱和度C和预定的阈值α，计算变换后的饱和度值C’，以及把它传送到饱和度变换处理装置400。变换前的饱和度C与变换后的饱和度C’通过公式(4)相联系，以及用于变换的函数F(x)被表示为以下公式(6)的形式，例如取决于阈值α：
F(x)＝-x3+(1+α)x2+(1-α)x (6)
图11显示关于公式(6)的曲线图。
类似于公式(5)的情形，饱和度变换控制装置302可以容易地用硬件或软件被实现。
在饱和度变换控制装置302中使用的变换公式F(x)不需要取公式(6)的形式，只要实施变换，以使得对于饱和度高于阈值的区域，C’＞C；以及对于饱和度低于阈值的区域，C’≤C。而且，饱和度变换控制装置302对于由饱和度检测装置200告知的变量f不执行任何特定的过程，而只按原样把它输出到饱和度变换处理装置400。
在按照第二实施例的彩色图象处理器105中，饱和度检测装置200首先根据每个象素/坐标点的RGB信号确定在象素/坐标点处的饱和度。然后，饱和度变换控制装置302根据所确定的饱和度，计算变换后的饱和度C’，以及把它传送到饱和度变换处理装置400。饱和度变换处理装置400根据输入的RGB信号和告知的变换后的饱和度C’，适当地变换RGB信号，以及把结果输出到诸如显示监视器的显示器8。
<第三实施例>
接着，将描述按照本发明的第三实施例的彩色图象处理器和彩色图象处理方法。
图7是显示按照本发明的第三实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
如图7所示，按照第三实施例的彩色图象处理器101包括：饱和度检测装置200、饱和度变换控制装置301、饱和度变换处理装置400和阈值指定装置500。
饱和度检测装置200和饱和度变换处理装置400以与参照图6描述的第一实施例相同的方式运行。
阈值指定装置500例如由诸如数字键的专用数字输入设备，诸如PC键盘的多用途输入设备构成。当用户输入想要的阈值时，阈值指定装置500把输入的阈值告知饱和度变换控制装置301。
饱和度变换控制装置301根据从阈值指定装置500告知的用户想要的阈值α，执行由公式(4)和(5)表示的饱和度变换。然后把变换后的饱和度C’传送到饱和度变换处理装置400。
在按照第三实施例的彩色图象处理器105中，用户首先通过阈值指定装置500指定想要的饱和度阈值。然后，饱和度检测装置200根据每个象素/坐标点的输入的RGB信号确定在象素/坐标点处的饱和度。接着，饱和度变换控制装置301根据所确定的饱和度和用户指定的阈值，计算变换后的饱和度C’，以及把它传送到饱和度变换处理装置400。饱和度变换处理装置400根据输入的RGB信号和告知的变换后的饱和度C’，适当地变换RGB信号，以及把结果输出到诸如显示监视器的显示器8。
<第四实施例>
接着，将描述按照本发明的第四实施例的彩色图象处理器和彩色图象处理方法。
图17是显示按照本发明的第四实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
如图17所示，按照第四实施例的彩色图象处理器106包括：饱和度检测装置200、饱和度变换控制装置303、饱和度变换处理装置400和阈值指定装置500。
饱和度检测装置200和饱和度变换处理装置400以与参照图6描述的第一实施例相同的方式运行。
阈值指定装置500例如由诸如数字键的专用数字输入设备，诸如PC键盘的多用途输入设备构成。当用户输入想要的阈值时，阈值指定装置500把输入的阈值告知饱和度变换控制装置303。
饱和度变换控制装置303根据从阈值指定装置500告知的用户想要的阈值α，执行由公式(4)和(6)表示的饱和度变换。然后把变换后的饱和度C’传送到饱和度变换处理装置400。
在按照第四实施例的彩色图象处理器106中，用户首先通过阈值指定装置500指定想要的阈值。然后，饱和度检测装置200根据每个象素/坐标点的输入的RGB信号确定在象素/坐标点处的饱和度。接着，饱和度变换控制装置303根据所确定的饱和度和用户指定的阈值，计算变换后的饱和度C’，以及把它传送到饱和度变换处理装置400。饱和度变换处理装置400根据输入的RGB信号和告知的变换后的饱和度C’，适当地变换RGB信号，以及把结果输出到诸如显示监视器的显示器8。
<第五实施例>
接着，将描述按照本发明的第五实施例的彩色图象处理器和彩色图象处理方法。
图8是显示按照本发明的第五实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
如图8所示，按照第五实施例的彩色图象处理器102包括：饱和度检测装置200、饱和度变换控制装置301、饱和度变换处理装置400、阈值确定装置600和缓存器700。
饱和度检测装置200和饱和度变换处理装置400以与参照图6描述的第一实施例相同的方式运行。饱和度变换控制装置301以与参照图7描述的第三实施例相同的方式运行。
由饱和度检测装置200检测的饱和度C和变量f一次地被存储到缓存器700中，以及同时被传送到阈值确定装置600。
阀值确定装置600确定从饱和度检测装置200告知的预定的区域的饱和度C的平均值，以及把它作为阈值α告知饱和度变换控制装置301。
饱和度变换控制装置301根据告知的阀值α和从缓存器700读出的饱和度C，执行饱和度变换，以及把变换后的饱和度C’告知饱和度变换处理装置400。
饱和度变换处理装置400根据从缓存器700读出的RGB信号和告知的变换后的饱和度C’，适当地变换RGB信号，以及把结果输出到诸如显示监视器的显示器8。
在按照第五实施例的彩色图象处理器102中，饱和度检测装置200首先检测从饱和度检测装置200接连地输入的、对于每个象素/坐标点的RGB信号的饱和度C，以及把它连同RGB信号一起存储在缓存器700，并把饱和度C告知阈值确定装置600。当对于预定的区域的RGB信号的输入和饱和度的检测被完成，以使得对于预定的区域的RGB信号和饱和度被积累在缓存器700时，阈值确定装置600计算所告知的饱和度C的平均值，并把它作为阈值α告知饱和度变换控制装置301。
饱和度变换控制装置301根据所告知的阈值α，计算变换后的饱和度C’，以及把它传送到饱和度变换处理装置400。
饱和度变换处理装置400根据输入的RGB信号和告知的变换后的饱和度C’，适当地变换RGB信号，以及把结果输出到诸如显示监视器的显示器8。
而且，在第五实施例中，也可以使用在以上的第四实施例中使用的饱和度变换控制装置303，代替饱和度变换控制装置301。饱和度变换控制装置303的使用突出具有高于阈值α的饱和度的象素，以及改进饱和度对比度。
<第六实施例>
接着，将描述按照本发明的第六实施例的彩色图象处理器和彩色图象处理方法。
图9是显示按照本发明的第六实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
如图9所示，按照第六实施例的彩色图象处理器103包括：饱和度检测装置200、饱和度变换控制装置301、饱和度变换处理装置400、阈值确定装置601、缓存器700和象素/坐标点计数值指定装置501。
饱和度检测装置200和饱和度变换处理装置400以与参照图6描述的第一实施例相同的方式运行。饱和度变换控制装置301以与参照图7描述的第三实施例相同的方式运行。而且，被积累在缓存器700中的数据包括RGB信号、每个象素/坐标点的饱和度信息和在饱和度变换中使用的变量f，正如参照图8描述的第五实施例的情形。
象素/坐标点计数值指定装置501例如由诸如数字键的专用数字输入设备，诸如PC键盘的多用途输入设备构成。用户通过象素/坐标点计数值指定装置501输入用于确定阈值的象素/坐标点计数值k。象素/坐标点计数值指定装置501把输入的象素/坐标点计数值k告知阈值确定装置601。
阈值确定装置601根据所告知的象素/坐标点计数值k和从饱和度检测装置200告知的、在每个象素/坐标点处的饱和度C，确定阈值。用于确定阈值的方法例如是：具有第k个最低的饱和度的象素/坐标点的饱和度的值可被设置为阈值，以及把它传送到饱和度变换控制装置301。换句话说，饱和度抑制与饱和度增强只施加到指定的数目的象素/坐标点。
在按照第六实施例的彩色图象处理器103中，用户首先通过象素/坐标点计数值指定装置501指定其饱和度要被减小或增强的象素/坐标点的数目k。然后，饱和度检测装置200检测从饱和度检测装置200接连地输入的、对于每个象素/坐标点的RGB信号的饱和度C，以及把它连同RGB信号一起存储在缓存器700，并把饱和度C告知阈值确定装置601。当对于预定的区域的RGB信号的输入和饱和度的检测被完成，以便对于预定的区域的RGB信号和饱和度被积累在缓存器700时，阈值确定装置601根据所告知的饱和度C和由用户指定的象素/坐标点计数值k，确定阈值α，并把它传送到饱和度变换控制装置301。
饱和度变换控制装置301根据所告知的阈值α，计算变换后的饱和度C’，以及把它传送到饱和度变换处理装置400。
饱和度变换处理装置400根据输入的RGB信号和告知的变换后的饱和度C’，适当地变换RGB信号，以及把结果输出到诸如显示监视器的显示器8。
而且，在第六实施例中，也可以使用在以上的第四实施例中使用的饱和度变换控制装置303，代替饱和度变换控制装置301。饱和度变换控制装置303的使用突出具有高于阈值α的饱和度的象素，以及改进饱和度对比度。
<第七实施例>
接着，将描述按照本发明的第七实施例的彩色图象处理器和彩色图象处理方法。
图10是显示按照本发明的第七实施例的彩色图象处理器的总的配置的方框图。
如图10所示，按照第七实施例的彩色图象处理器104包括：饱和度检测装置200、饱和度变换控制装置301、饱和度变换处理装置400、阈值确定装置602、缓存器700和象素/坐标点比值指定装置502。
饱和度检测装置200和饱和度变换处理装置400以与参照图6描述的第一实施例相同的方式运行。饱和度变换控制装置301以与参照图7描述的第三实施例相同的方式运行。而且，被积累在缓存器700中的数据包括RGB信号、每个象素/坐标点的饱和度信息和在饱和度变换中使用的变量f，正如参照图8描述的第五实施例的情形。
象素/坐标点比值指定装置502例如由诸如数字键的专用数字输入设备，诸如PC键盘的多用途输入设备构成。用户通过象素/坐标点比值指定装置502输入用于确定阈值的象素/坐标点比值p。象素/坐标点比值指定装置502把输入的象素/坐标点比值p告知阈值确定装置602。
阈值确定装置602根据所告知的象素/坐标点比值p和从饱和度检测装置200告知的、对于每个象素/坐标点的饱和度C，确定阈值。用于确定阈值的方法例如是：如果整个预定的区域的象素/坐标点的数目假设是k，则具有第(k×p)个最低的饱和度的象素/坐标点的饱和度值可被设置为阈值，以及把它传送到饱和度变换控制装置301。换句话说，饱和度抑制或饱和度增强只施加到指定的比值的象素/坐标点。
在按照第七实施例的彩色图象处理器104中，用户首先通过象素/坐标点比值指定装置502指定其饱和度要被减小或增强的象素/坐标点的比值p。然后，彩色图象处理器104检测从饱和度检测装置200接连地输入的、对于每个象素/坐标点的RGB信号的饱和度C，以及把它连同RGB信号一起存储在缓存器700，并把饱和度C告知阈值确定装置602。当对于预定的区域的RGB信号的输入和饱和度的检测被完成，以便对于预定的区域的RGB信号和饱和度被积累在缓存器700时，阈值确定装置602根据所告知的饱和度C和由用户指定的象素/坐标点比值p，确定阈值α，并把结果告知饱和度变换控制装置301。
饱和度变换控制装置301根据所告知的阀值α，计算变换后的饱和度C’，以及把它传送到饱和度变换处理装置400。
饱和度变换处理装置400根据输入的RGB信号和告知的变换后的饱和度C’，适当地变换RGB信号，以及把结果输出到诸如显示监视器的显示器8。
而且，在第七实施例中，也可以使用在以上的第四实施例中使用的饱和度变换控制装置303，代替饱和度变换控制装置301。饱和度变换控制装置303的使用突出具有高于阈值α的饱和度的象素，以及改进饱和度对比度。
<第八实施例>
接着，将描述按照本发明的第八实施例的彩色图象处理器和彩色图象处理方法。
图18是显示按照本发明的第八实施例的彩色图象处理器的总的配置的示意图。
按照第八实施例的彩色图象处理器和彩色图象处理方法可以通过把软件安装到计算机来实现。具体地，用于实现按照每个以上的实施例的彩色图象处理器和彩色图象处理方法的计算机程序被存储在存储媒体或通过诸如互联网的电信线路、卫星通信线路等被分布。这种计算机程序被安装在以民用的或其他的方式使用的个人计算机等，这样，个人计算机将被用作为本发明的彩色图象处理器，以及实现本发明的彩色图象处理方法。
按照第八实施例的彩色图象处理器被配置成如图18所示，这样，通过图象输入设备(诸如扫描仪17、数码照相机18和视频摄像机20)输入的图象数据、通过网络16传输的图象数据或被存储在外部存储装置(诸如硬盘存储装置13、CD-ROM 12、软盘21)的图象数据，可以通过使用个人计算机10对于饱和度进行变换，并且这样变换的图象数据从显示器14或打印机19被输出。在以上的第三、第四、第六和第七实施例中的用户输入可通过键盘11或鼠标15来实现。
<第九实施例>
接着，将描述按照本发明的第九实施例的彩色显示器。
图21是显示按照本发明的第九实施例的彩色显示器的总的配置的图。
如图21所示，按照第九实施例的彩色显示器800包括：彩色图象处理器100；液晶板控制装置22；光导板23；偏振器24；液晶板25；滤色镜26；光膜片27；偏振器28；和LED 29。
图23是显示按照本发明的实施例的彩色显示器的功能性方框图。
在图23上，定时控制器22a、门驱动器22b、源驱动器22c相应于图21的液晶板控制装置22。通过控制施加到门驱动器22b和源驱动器22c上的电压，而同时由定时控制器22a在每个帧内同步它们，而控制液晶板25的每个象素的灰度级别。
在图23上，红色LED 29a、绿色LED 29b、蓝色LED 29c和LED控制装置29d相应于图21上的LED 29。在图21所示的配置中，为了便于了解，所有的LED和控制装置被整体地显示为LED 29。液晶板控制装置22根据从彩色图象处理器100输入的RGB信号，控制通过液晶板的每个象素的光传输量。在RGB信号值被规定为从0到255的情形下，例如，如果127的R信号值被输入到特定的象素，则液晶板控制装置22把一个电压施加到液晶板25的相应的象素，以使得当没有施加电压时发出的光的50％穿过它。
光导板23用来把从LED 29发出的光均匀地引导到偏振器24、液晶板25、滤色镜26、光膜片27和偏振器28的叠层的整个背面。
滤色镜26是对于高彩色重现的传输光谱最佳化的滤色镜。在滤色镜26中透射系数高的波长范围与LED 29的峰值波长近似一致。所以，彩色显示器800，比起传统的传输型显示器，在色度图上呈现更宽的彩色可重现的范围，如图19所示。
彩色图象处理器100的运行是与参照图6描述的第一实施例的运行相同的。
在按照第九实施例的彩色显示器800中，当输入的RGB信号呈现低的饱和度时，彩色图象处理器100首先变换RGB信号，以便进一步减小饱和度。液晶板控制装置22按照变换后的RGB信号控制液晶板25的每个象素的光的透射系数。
正如这个配置显示的，具有宽的彩色重现范围的彩色显示器与进一步减小具有低的饱和度的区域的饱和度的彩色图象处理器的组合，使得有可能只对于具有高的饱和度的区域显示更加鲜艳的和高度饱和的彩色，而将中等彩色的饱和度抑制到与传统的彩色显示器几乎相同的程度。
图22显示在灰度级别与饱和度之间的关系的例子。在图22上，虚线表示当RGB的一种彩色的灰度级别从0变化到255(即，最大级别)时，饱和度的改变，其通过使得最大值等于1而被归一化。实线表示在高彩色的重现显示器中饱和度的改变。粗实线表示在按照第九实施例的彩色显示器中饱和度的改变。按照第九实施例的彩色显示器，在其中灰度级别和饱和度都是低的范围内的饱和度被抑制，几乎等价于传统的传输型彩色显示器，与不具有彩色图象处理器100的高彩色重现的彩色显示器相反。
而且，在第九实施例中，可以使用在以上的第二到第七实施例中使用的任何彩色图象处理器101到106，代替彩色图象处理器100。
工业可应用性
彩色图象处理方法、彩色图象处理器、彩色显示设备和用于实施彩色图象处理方法的计算机程序适用于彩色传真机、彩色复印机等，它们检测每个象素处的饱和度以及对于具有低的饱和度的区域实施饱和度抑制控制，以便产生在深度感觉和清晰度感觉上增强的、改善的彩色图象。