[发明专利]识别多原色情况下YUV三原色组成成分的方法

说明书

本发明涉及宽色域，多原色，图像和视频显示，图像和视频编码，为实现通过盲识别的方法来判断YUV信号的来源，本发明识别多原色情况下YUV三原色组成成分的方法，步骤如下：1)、发送端传输RGB信号的情况：列出表示传输RGB信号时的YUV编码矩阵和接收端恢复RGB信号时的解码矩阵；2)、发送端传输EGB信号的情况：列出YUV与EGB的彩色空间变换关系；3)、接收端识别信号来源。通过分解由RGBE四原色构成的四边形为RGB和EGB两个三角形，信源端产生或由RGB或由EGB组成的YUV信号，接收端分别使用RGB和EGB解码矩阵从YUV信号中恢复出XGB信号。本发明主要应用于图像、视频处理。

技术领域

宽色域，多原色，图像和视频显示，图像和视频编码，图像和视频表达，图像和视频传播。

背景技术

1931年，国际照明委员会CIE制定了CIE 1931RGB系统，规定将700nm的红、546.1nm的绿和435.8nm的蓝作为三原色，后来CIE 1931-xy色度图成为描述色彩范围最为常用的图表，色域就是在图1上所覆盖的范围。

图像的色彩是衡量图像质量的一个重要指标。如果成像、传播或显示技术不能充分覆盖图像的色域，那么就会导致图像的色度失真、色饱和度下降，从而导致重现图像质量变差、真实感降低，大大降低观众的收视体验。

随着人们生活、工作、娱乐和消费方式的改变，宽色域图像的应用范围越来越广、人们对其期望值也越来越高。不仅视频广播领域需要宽色域图像源和宽色域显示设备，在诸如电子商务等新兴行业中更加亟需色彩高保真图像。

在彩色印刷领域，很多书画等印刷品的色彩都具有高饱和度的特点，但是根据CIE1931RGB混色实验结果，为了使用RGB三原色表达高饱和度色光，需要物理上无法实现的“负”值色光。因此采用目前通用的图像采集、传播和显示方式在表达高饱和度书画时会出现色彩失真。再比如某些放射性火焰，例如火山熔岩，一般亮度很高、饱和度也很高，这部分颜色也超出了标准色域范围。除了上述视频广播领域、电子商务、火焰分析应用外，医疗和博物馆也属于亟需高保真彩色图像的行业，同样需要宽色域技术。

由于历史的原因，目前视频系统中的色域都较小，仅能覆盖自然界中可见色彩的33.25％^[1]，大部分高饱和度的颜色都无法显示，为克服这个缺点，国际上于1998年和2006年先后制定了《未来电视和图像系统的国际统一色度和相关特性》建议书ITU-R BT.1361^[2]和“面向视频应用的扩展色域”建议书IEC61966-2-4^[3]，这在一定程度上实现了扩展色域。

为了能够色彩高保真地重现色彩，除了提高显示设备的色域覆盖范围外，还需在信源端提供宽色域视频信号。开发多原色图像传感器已经引起了业界的关注。现在已有几种多原色图像传感器类型，例如青色、黄色、绿色、品红色(Cyan,Yellow,Green andMagenta,CYGM)图像传感，特别是红、绿、蓝和宝石蓝四原色(Red,Green,Blue andEmerald,RGBE)图像传感器^[4,5]。RGBE四原色图像传感器的彩色滤波阵列与当前流行的Bayer彩色滤波阵列相比，多了宝石蓝滤镜。宝石蓝滤镜的光谱波段位于“负”值红色波长部分，也就是红色的补色。

基于此可知，在信源端除了提供RGB三原色以外，还应该提供红色的补色宝石蓝色，形成基于红(R)、绿(G)、蓝(B)和宝石蓝色(E)这四种颜色的视频信号。但是在增加了E颜色后，会因为额外传输E色度成分造成数据量大大增加。因此需要研究有效传输或存储四原色图像分量的方法。

针对上述问题，一种比较可行的方法是通过分解由RGB三原色和E原色构成的RGBE四边形来降低由于增加E分量带来数据量大大增加的问题。在使用RGB三原色的情况下，混色可能性是唯一的^[6]。因此，对于RGBE四原色情况我们可通过类似三原色的方法解决。图1为R、G、B和E四原色覆盖的色域范围示意图。