資料介紹
許多不同的彩色座標均企圖想要指定一個能夠與人眼感知一致的色彩
空間, 而國際照明委員會(CIE, International Commission on
Illumination) 制定了CIE L*a*b*色彩座標系統(tǒng),此色彩座標較接近人類
視覺系統(tǒng),一般所常使用的彩色座標均可先以線性轉(zhuǎn)換到XYZ 座標系統(tǒng),
再以一非線性轉(zhuǎn)換到L*a*b*彩色座標。
在非線性的計算中有一開立方根的電路,此論文中,我們提出近似的
數(shù)學(xué)求解法與其相對應(yīng)的硬體架構(gòu),替代之前所常使用的查表法(LUT)。座
標轉(zhuǎn)換的模擬、演算法的計算與誤差的估計,我們均使用Matlab 來完成,
然後以Verilog 硬體描述語言與SYNOPSYS 合成軟體,來驗證與評估我們所
設(shè)計出的硬體的效能。最後,所完成的近似開立方根架構(gòu)可以比查表法有
更快的速度與更少的硬體花費,在色彩座標轉(zhuǎn)換非線性的部份經(jīng)過此一替
代後,所佔用的硬體面積也就更小了。
高品質(zhì)的畫質(zhì)除了畫面的精緻度外,整個色彩的均勻度與逼真度是很
重要的,但現(xiàn)行的資訊用品不論是電腦、電視、印表機… 等,都無法真實
的重現(xiàn)色彩。由於人眼對色彩的感知不不是完全均勻的線性系統(tǒng),1976 年
國際照明委員會(CIE, International Commission on Illumination)制定了CIE
L*a*b*色彩座標系統(tǒng),此色彩座標較接近人類視覺系統(tǒng)。
所以我們最基礎(chǔ)的先從色彩學(xué)開始,說明人眼對色彩是如何的接受與
感知,再看一看L*a*b*色彩座標系統(tǒng)在目前的論文中一些基本的應(yīng)用,由
介紹中可以看到CIE LAB 不單單只是一個可表現(xiàn)所有的色彩,且與人類視
覺感知類似的彩色座標系統(tǒng),我們還可利用此座標系統(tǒng)的一些獨特的特
性,來達到某些方面的應(yīng)用。接著針對現(xiàn)行常使用的RGB 與L*a*b*間的
座標轉(zhuǎn)換電路,從各方面作深入的探討。
在轉(zhuǎn)換過程中有非線性轉(zhuǎn)換,其中有一開立方根的電路,由於在 IEEE
論文裡,近十年找不到任何ASIC 架構(gòu)是針對開三次根所設(shè)計的,我們又
找尋了一些開根號的方法,發(fā)覺在中國古老的一部數(shù)學(xué)文獻《九章算術(shù)》
中,其對於根值的求解法,可對應(yīng)到現(xiàn)行的硬體電路設(shè)計,將此電路設(shè)計
出來後,並討論其優(yōu)劣點。
最後在此論文中,我們提出近似的數(shù)學(xué)求解法與其相對應(yīng)的硬體架
構(gòu),替代之前所常使用的查表法(LUT)。座標轉(zhuǎn)換的模擬、演算法的計算與
誤差的估計,我們均使用Mathlab 來完成,然後以Verilog 硬體描述語言
與SYNOPSYS 合成軟體,來驗證與評估我們所設(shè)計出的硬體的效能。最後,
所完成的近似開立方根架構(gòu)可以比查表法有更快的速度與更少的硬體花
費,在色彩座標轉(zhuǎn)換非線性的部份經(jīng)過此一替代後,所佔用的硬體面積也
就更小了。
本篇論文的編排共可分為八個章節(jié),第一章為緒論,第二章介紹人類
視覺對於色彩的感知與CIE LAB 的起源,第三章則說明各式的彩色座標系
空間, 而國際照明委員會(CIE, International Commission on
Illumination) 制定了CIE L*a*b*色彩座標系統(tǒng),此色彩座標較接近人類
視覺系統(tǒng),一般所常使用的彩色座標均可先以線性轉(zhuǎn)換到XYZ 座標系統(tǒng),
再以一非線性轉(zhuǎn)換到L*a*b*彩色座標。
在非線性的計算中有一開立方根的電路,此論文中,我們提出近似的
數(shù)學(xué)求解法與其相對應(yīng)的硬體架構(gòu),替代之前所常使用的查表法(LUT)。座
標轉(zhuǎn)換的模擬、演算法的計算與誤差的估計,我們均使用Matlab 來完成,
然後以Verilog 硬體描述語言與SYNOPSYS 合成軟體,來驗證與評估我們所
設(shè)計出的硬體的效能。最後,所完成的近似開立方根架構(gòu)可以比查表法有
更快的速度與更少的硬體花費,在色彩座標轉(zhuǎn)換非線性的部份經(jīng)過此一替
代後,所佔用的硬體面積也就更小了。
高品質(zhì)的畫質(zhì)除了畫面的精緻度外,整個色彩的均勻度與逼真度是很
重要的,但現(xiàn)行的資訊用品不論是電腦、電視、印表機… 等,都無法真實
的重現(xiàn)色彩。由於人眼對色彩的感知不不是完全均勻的線性系統(tǒng),1976 年
國際照明委員會(CIE, International Commission on Illumination)制定了CIE
L*a*b*色彩座標系統(tǒng),此色彩座標較接近人類視覺系統(tǒng)。
所以我們最基礎(chǔ)的先從色彩學(xué)開始,說明人眼對色彩是如何的接受與
感知,再看一看L*a*b*色彩座標系統(tǒng)在目前的論文中一些基本的應(yīng)用,由
介紹中可以看到CIE LAB 不單單只是一個可表現(xiàn)所有的色彩,且與人類視
覺感知類似的彩色座標系統(tǒng),我們還可利用此座標系統(tǒng)的一些獨特的特
性,來達到某些方面的應(yīng)用。接著針對現(xiàn)行常使用的RGB 與L*a*b*間的
座標轉(zhuǎn)換電路,從各方面作深入的探討。
在轉(zhuǎn)換過程中有非線性轉(zhuǎn)換,其中有一開立方根的電路,由於在 IEEE
論文裡,近十年找不到任何ASIC 架構(gòu)是針對開三次根所設(shè)計的,我們又
找尋了一些開根號的方法,發(fā)覺在中國古老的一部數(shù)學(xué)文獻《九章算術(shù)》
中,其對於根值的求解法,可對應(yīng)到現(xiàn)行的硬體電路設(shè)計,將此電路設(shè)計
出來後,並討論其優(yōu)劣點。
最後在此論文中,我們提出近似的數(shù)學(xué)求解法與其相對應(yīng)的硬體架
構(gòu),替代之前所常使用的查表法(LUT)。座標轉(zhuǎn)換的模擬、演算法的計算與
誤差的估計,我們均使用Mathlab 來完成,然後以Verilog 硬體描述語言
與SYNOPSYS 合成軟體,來驗證與評估我們所設(shè)計出的硬體的效能。最後,
所完成的近似開立方根架構(gòu)可以比查表法有更快的速度與更少的硬體花
費,在色彩座標轉(zhuǎn)換非線性的部份經(jīng)過此一替代後,所佔用的硬體面積也
就更小了。
本篇論文的編排共可分為八個章節(jié),第一章為緒論,第二章介紹人類
視覺對於色彩的感知與CIE LAB 的起源,第三章則說明各式的彩色座標系
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