随着人们对彩色图像在跨媒介复制再现过程中产生失真原因的理解加深,色域映射技术已经成为色彩管理领域内的研究热点。色域映射技术可以被分为两类,一类是将大色域映射到小色域,称之为色域裁缩,另一类则是将小色域映射到大色域,称之为色域扩展。色域裁缩技术一直以来被广泛的研究,因而使色域映射成为了色域裁缩的代名词,但是,随着宽色域显示设备的开发和应用,如何充分利用宽色域显示设备的色彩表现能力成为了亟待解决的问题。因而,色域扩展技术开始得到了人们的重视,通过色域扩展技术可以使小色域标准的图像充分利用宽色域显示设备的色彩表现能力,更好的再现在宽色域的显示设备上,从而满足人们对高质量色彩画面的要求。本文主要研究色域扩展算法的映射效果及实现方法。在研究现有算法的基础上,从过渡色域边界类型和映射类型两个方面对算法进行了改进和研究,提出了分段线性过渡色域边界的改进方案并通过对比实验及评价结果分析验证了该改进方案的有效性,同时,设计了对比实验说明了线性,分段线性和非线性三种映射类型的优劣。而且针对部分色相扩展的现实需求,对如何较好完成部分色相扩展提出了解决方法,并通过实验进行了验证。不同于现有的三维查找表和神经网络实现方式,本文提出了一种适合部分色相扩展的实现方式,即查找表加运算逻辑单元的实现方式,并针对线性和非线性两种映射类型提出了两种设计方案,并给出了两种方案的综合结果及讨论。整个系统获得了较好的仿真结果且硬件实现具有较高的处理精度,完成的硬件实现对于部分色相扩展的应用具有硬件资源开销少的优势,且具有可配置性和可扩展性,整个系统流水工作,达到了实时处理高清视频的要求。