專利名稱：圖像校正電路、圖像校正方法、和圖像顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有對圖像信號執(zhí)行校正處理的功能的圖像校正電路、圖像校正方法和圖像顯示器。
背景技術：
諸如電視接收器(電視)、VTR(磁帶錄像機)、數字照相機、電視攝影機、或打印機的設備典型地具有對輸入圖像進行圖像質量校正，然后輸出該輸入圖像的圖像處理功能(例如，諸如亮度或對比度控制的亮度校正功能，以及輪廓校正)。對輸入圖像數據進行的亮度校正主要被有效地應用于全黑和低對比度的圖像或模糊圖像。
另一方面，例如為了使顯示的圖像鮮艷，除了上述對輸入圖像數據進行的亮度校正之外，通常還執(zhí)行對輸入圖像數據的顏色校正。更具體地，例如，在家用電器賣場的貨架上陳列的電視中，為了容易地使顯示的圖像鮮艷，使用把顏色增益提高至大于1的技術以便把顏色增益設置為足夠高的值。
此外，作為與這種亮度校正和這種顏色校正相關的技術，例如，在日本未審專利申請出版物No.2000-156871中，提出了一種圖像處理方法，其中根據對輸入圖像數據的亮度校正(對比度改善處理)的量執(zhí)行對該輸入圖像數據的顏色校正。

發(fā)明內容
然而，在日本未審專利申請出版物No.2000-156871中，未示出該圖像處理方法的具體配置，因此沒有公開根據亮度校正量恰當地實現自適應顏色校正的技術。
在對比度改善處理中，通常，γ曲線被校正為以便在輸入/輸出特性增大的方向上變陡峭，從而存在顏色相應變得更加暗淡的趨勢。因此，根據亮度校正量執(zhí)行自適應顏色校正；然而，如上所述，為了使在家用電器賣場貨架上陳列的電視上的顏色鮮艷，要避免顏色變得暗淡，因此，顏色向顏色增益更大的方向上校正，即更強力地校正。當該趨勢過強時，預期在暗圖像中的顏色變得過于鮮艷，例如膚色白的人的臉變紅，因此圖像會顯得不自然。
此外，為了執(zhí)行自適應顏色校正，需要添加合適的電路，因而電路復雜度或電路尺寸增加也是個問題。
考慮到前述問題，期望提供一種能夠根據亮度校正量容易地實現自適應顏色校正的圖像校正電路、圖像校正方法、和圖像顯示器。
此外，期望提供一種能夠獲得自然圖像的圖像校正電路、圖像校正方法、和圖像顯示器。
根據本發(fā)明的一個實施例，提供了一種圖像校正電路，該電路包括用于對輸入圖像數據執(zhí)行亮度校正的亮度校正部；以及用于根據下列公式對輸入圖像數據執(zhí)行自適應顏色校正的顏色校正部Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]其中Cout表示顏色校正后的色度信號，Cin表示顏色校正前的色度信號，M表示作為固定正值的自適應顏色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部進行的亮度校正的總量，L表示滿足L＜(Ymax/2)的固定正值，且Ymax表示輸入圖像數據的最大亮度。
根據本發(fā)明的一個實施例，提供了一種圖像校正方法，該方法包括如下步驟對輸入圖像數據執(zhí)行亮度校正；以及根據上述公式對輸入圖像數據執(zhí)行自適應顏色校正。
根據本發(fā)明的一個實施例，提供一種圖像顯示器，包括用于對輸入圖像數據執(zhí)行亮度校正的亮度校正部；用于根據上述公式對輸入圖像數據執(zhí)行自適應顏色校正的顏色校正部；以及用于基于對其執(zhí)行了亮度校正和自適應顏色校正的輸入圖像數據而顯示圖像的顯示部。
在根據本發(fā)明實施例的圖像校正電路、圖像校正方法、和圖像顯示器中，基于上述公式執(zhí)行顏色校正，從而實現根據亮度校正總量ΔY對輸入圖像數據執(zhí)行的自適應顏色校正。此外，例如，即使在ΔY比必需值大的情況下，顏色校正后的色度信號Cout可通過固定值L和自適應顏色校正因子M而避免變得過大。進一步，用來除ΔY的分母是固定值L，因此可以防止電路復雜。
在根據本發(fā)明實施例的圖像校正電路中，當根據上述公式執(zhí)行自適應顏色校正時，上述顏色校正部優(yōu)選通過穿過點(Ymax，A)和點(L+β，B)的限制直線來限制上述值(ΔY/L)，該限制直線根據通過輸入圖像數據的亮度Y的倒數表示的函數(1/Y)的曲線圖來定義其中A表示比在最大亮度Ymax處的函數值(1/Ymax)大并且比在亮度L處的函數值(1/L)小的值，即，滿足[(1/Ymax)＜A＜(1/L)]的值，β表示一個正、負或0的固定值，而B表示比在亮度(L+β)處的函數值[1/(L+β)]大的值，即，滿足[B＞1/(L+β)]的值。在這種配置中，值(ΔY/L)被上述限制直線進行限制，從而根據輸入圖像數據的亮度值Y執(zhí)行顏色校正。因此，在高亮度一側的區(qū)域內，(ΔY/L)被設置成適當的值，并且能夠更加有效地避免顏色校正后的色度信號Cout變得過大。
在根據本發(fā)明實施例的圖像校正電路、圖像校正方法、或圖像顯示器中，基于上述公式執(zhí)行顏色校正，從而可以執(zhí)行根據亮度校正總量ΔY的對輸入圖像數據的自適應顏色校正，并且能夠避免顏色校正后的色度信號Cout變得過大。此外，用來除ΔY的分母是固定值L，從而可以實現簡單電路而無需使電路變復雜。因此，可以容易地實現基于亮度校正量的自適應顏色校正，并且可以獲得自然的圖像。
本發(fā)明的其它及進一步的目標、特征和優(yōu)點將從下列描述中顯得更加完整。


圖1是示出了根據本發(fā)明第一實施例的圖像顯示器的整體配置的電路方框圖；圖2是用于描述γ校正電路進行的對比度改善處理的曲線圖；圖3是示出了在圖1中所示的自適應顏色增益因子產生部件的詳細配置的電路方框圖；圖4是示出了根據本發(fā)明第二實施例的自適應顏色增益因子產生部件的配置的電路方框圖；圖5是用于描述產生限制直線的方法的示例的曲線圖；圖6是用于描述通過如圖5所示的限制直線進行的限制操作的曲線圖；圖7是用于描述產生限制直線的方法的一種修正的曲線圖；以及圖8是用于描述通過如圖7所示的限制直線進行的限制操作的曲線圖。
具體實施例方式
在下面將參考附圖詳細描述優(yōu)選實施例。
圖1示出了根據本發(fā)明第一實施例的圖像顯示器的整體配置。該圖像顯示器包括圖像處理功能部件，該圖像處理功能部件包括調諧器11、Y/C分離電路12、色度解碼器13、開關14、亮度校正部件2、和顏色校正部件3，該圖像顯示器還包括圖像顯示功能部件，該圖像顯示功能部件包括矩陣電路41、驅動器42、和顯示器5。根據本發(fā)明第一實施例的圖像校正電路和圖像校正方法通過根據本實施例的圖像顯示器實施，因此它們也將在下面描述。
輸入到該圖像顯示器的圖像信號除了來自電視(電視機)的電視信號，還可以是來自VCR(錄像機)，DVD(數字多用途盤)等的輸出。從多種介質獲得圖像信息并顯示與每個介質相對應的圖像對于現在的電視機和個人計算機(PC)來說已變得很常用了。
調諧器11接收并解調來自電視的電視信號，并且把該電視信號作為復合視頻脈沖信號(CVBS)輸出。
Y/C分離電路12把來自調諧器11的復合視頻脈沖信號或來自VCR或DVD1的復合視頻脈沖信號分成亮度信號Y1和色度信號C1以輸出它們。
色度解碼器13把Y/C分離電路12分離的亮度信號Y1和色度信號C1作為包含亮度信號Y1以及色差信號U1和V1的YUV信號(Y1，U1，V1)而輸出。
該YUV信號是數字圖像的圖像數據以及與在二維圖像上的位置對應的一組像素值。亮度信號Y表示亮度級別，具有在100％白色的白色級別和黑色級別之間的幅度值。此外，100％的白色圖像信號以表示圖像信號相對比率的所謂IRE(無線電工程師協會)為單位是100(IRE)。黑色級別是0IRE。另一方面，色差信號U和V分別對應于通過從藍色(B)中減去亮度信號Y而產生的信號B-Y，以及通過從紅色(R)中減去亮度信號Y而產生的信號R-Y，并且當信號U和V與亮度信號Y相組合時，可以示出顏色(顏色相位、色度飽和度、亮度)。
開關14切換來自多種介質的YUV信號(在這種情況下，YUV信號(Y1，U1，V1)和來自DVD2的YUV信號(Y2，U2，V2))以把所選信號作為YUV信號(Yin，Uin，Vin)輸出。
亮度校正部件2對從開關14輸出的YUV信號(Yin，Uin，Vin)的亮度信號Yin執(zhí)行預定的亮度校正處理，并且在根據本實施例的圖像顯示器中，亮度校正部件2包括對亮度信號Yin執(zhí)行預定的對比度改善處理的γ校正電路21。
γ校正電路21通過使用如上所述在每個圖像幀中自適應產生的輸入/輸出特性曲線(γ曲線)，對亮度信號Yin執(zhí)行對比度改善處理。更具體地，例如，在每個圖像幀中獲取亮度信號Yin的亮度直方圖分布(未示出)，并根據所獲取的亮度直方圖分布，在每個圖像幀中自適應地確定γ曲線的亮度增益。然后，例如，如圖2所示，在每個亮度級別確定的亮度增益(例如，在圖中的亮度校正量ΔY1和ΔY2)被加到參考輸入/輸出特性線γ0上以產生自適應的γ曲線γ1，其中γ0表示輸入亮度信號Yin＝輸出亮度信號Yout，并且輸入亮度信號Yin的對比度由γ曲線γ1控制，γ曲線γ1被設置為使得根據亮度直方圖分布的頻率，對比度在該分布集中的亮度級別周圍變大，從而對比度改善處理被有效的執(zhí)行。這樣，亮度校正處理(對比度改善處理)之后的亮度信號(輸出亮度信號Yout)被輸出到將在后面描述的矩陣電路41中。此外，亮度校正處理中的亮度校正量ΔY被輸出到將在后面描述的顏色校正部件3中的自適應顏色增益因子產生部件321中。
顏色校正部件3對從開關14輸出的YUV信號(Yin，Uin，Vin)的色差信號Uin和Vin執(zhí)行預定的顏色校正處理，并且包括CTI(彩色瞬態(tài)改善)電路31、作為執(zhí)行下述自適應顏色校正的部件的自適應顏色校正部件32、以及作為通過把用戶顏色增益因子K用作在每個圖像質量模式(例如，用于臨街顯示或客廳的圖像質量模式)下統(tǒng)一設置的顏色增益或根據用戶喜好執(zhí)行顏色校正的部件的一對乘法器33A和33B。
當色差信號Uin和Vin的幅度很大時，例如當顯示彩條圖像的時候，CTI電路31是改善彩色瞬態(tài)的有效電路。
自適應顏色校正部件32根據從亮度校正部件2(γ校正電路21)提供的亮度校正量ΔY執(zhí)行顏色校正，并且包括產生這種自適應顏色校正的增益因子Gain1(ΔY)的自適應顏色增益因子產生部件321、以及作為根據產生的自適應顏色校正增益因子Gain1(ΔY)執(zhí)行自適應顏色校正的部件的一對乘法器322A和322B。
圖3是自適應顏色增益因子產生部件321的詳細電路方框圖。自適應顏色增益因子產生部件321包括比特移位電路321A、乘法器321B、和加法器321C。
比特移位電路321A是把從亮度校正部件2(γ校正電路21)提供的亮度校正量ΔY移位n比特(n固定的正整數值)并輸出值(ΔY/L)(即，在這種情況下，L＝2n)的電路。更具體地，在比特移位電路321A中，例如，在亮度信號Yin是256級信號的情況下(在最大亮度Ymax＝256的情況下)，建立了0＜2n＜128(＝Ymax/2)。
乘法器321B用滿足0＜M≤3的自適應顏色校正幅度M乘來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)，并輸出一個值[M×(ΔY/L)]。此外，加法器321C在值[M×(ΔY/L)]上加“1”，并輸出一個值[1+M×(ΔY/L)]。
在具有這種配置的自適應顏色增益因子產生部件321中，根據提供的亮度校正量ΔY，自適應地生成基于該亮度校正量ΔY的自適應顏色校正增益因子(它是亮度校正量ΔY的函數)Gain1(ΔY)＝[1+M×(ΔY/L)]。
重新參考圖1，乘法器322A和322B是根據亮度校正量ΔY，通過把從CTI電路31輸出的色差信號Uout11和Vout11與在自適應顏色增益因子產生部件321中產生的自適應顏色校正增益因子Gain1(ΔY)相乘來執(zhí)行自適應顏色校正的部件。
此外，乘法器33A和33B是通過把從乘法器322A和322B輸出的色差信號Uout12和Vout12乘以預定的固定用戶顏色增益因子K來執(zhí)行統(tǒng)一顏色校正的部件。由乘法器33A和33B進行顏色校正后的色差信號Uout和Vout被輸出到將在下面描述的矩陣電路41中。
在具有這種配置的整個顏色校正部件3中，對來自CTI電路31的輸入色差信號Uout11和Vout11執(zhí)行通過下列公式(11)和(12)表示的顏色校正，并且校正后的色差信號Uout11和Vout11作為輸出色差信號Uout和Vout被輸出。換句話說，通過自適應顏色校正幅度M來執(zhí)行基于亮度校正量ΔY的自適應顏色校正(由乘以Gain1(ΔY)＝[1+M×(ΔY/L)]表示)，并且執(zhí)行通過用戶設置的統(tǒng)一顏色校正(由乘以用戶顏色增益因子K表示)。在一些情況中，在公式(11)和(12)中，K×Uout11×Gain1(ΔY)或K×Vout11×Gain1(ΔY)可乘以其它因子。
Uout＝K×Uout11×Gain1(ΔY)＝K×Uout11×[1+M×(ΔY/L)]…(11)Vout＝K×Vout11×Gain1(ΔY)
＝K×Vout11×[1+M×(ΔY/L)]…(12)然后，矩陣電路41從亮度信號(輸出亮度信號Yout)以及色差信號Uout和Vout再現RGB信號，并把再現的RGB信號(Rout，Gout，Bout)輸出到驅動器42中，其中亮度校正部件2對該亮度信號執(zhí)行了亮度校正(對比度改善處理)，顏色校正部件32對該色差信號執(zhí)行了顏色校正。
驅動器42根據從矩陣電路41輸出的RGB信號(Rout，Gout，Bout)產生顯示器5的驅動信號，并把該驅動信號輸出到顯示器5中。
顯示器5根據從驅動器42輸出的驅動信號，基于亮度校正和顏色校正后的YUV信號(Yout，Uout，Vout)而顯示圖像。顯示器5可以是任何種類的顯示設備。例如使用CRT(陰極射線管)51、LCD(液晶顯示器)52、PDP(等離子顯示板；未示出)等等。
在這種情況下，γ校正電路21和自適應顏色校正部件32對應于本發(fā)明中的“圖像校正電路”的具體示例，并且γ校正電路21對應于本發(fā)明中的“亮度校正部”的具體示例，而自適應顏色校正部件32對應于本發(fā)明中“顏色校正部”的具體示例。此外，色差信號Uout11和Vout11對應于本發(fā)明中“顏色校正前的色度信號Cin”的具體示例，而色差信號Uout12和Vout12對應于本發(fā)明中“顏色校正后的色度信號Cout”的具體示例。
下面，將參考圖1至3在下面描述根據本實施例的圖像顯示器的操作。
首先，輸入到該圖像顯示器的圖像信號被解調成YUV信號。更具體地，來自電視的電視信號被調諧器11解調成一個復合視頻脈沖信號，并且一個復合視頻脈沖信號從VCR或DVD1直接輸入到該圖像顯示器中。然后，復合視頻脈沖信號在Y/C分離電路12中被分離成亮度信號Y1和色度信號C1，接著亮度信號Y1和色度信號C1在色度解碼器13中被解碼成YUV信號(Y1，U1，V1)。另一方面，YUV信號(Y2，U2，V2)從DVD2被直接輸入到該圖像顯示器中。
下面，在開關14中，YUV信號(Y1，U1，V1)或YUV信號(Y2，U2，V2)被選擇作為YUV信號(Yin，Uin，Vin)輸出。然后，YUV信號(Yin，Uin，Vin)的亮度信號Yin被輸出到亮度校正部件2中的γ校正電路21中，而色差信號Uin和Vin則被輸出到顏色校正部件3中的CTI電路31中。
在這種情況下，在γ校正電路21中，根據從開關14輸出的亮度信號Yin，在每個圖像幀中獲取作為直方圖分布的亮度分布，并且根據該亮度直方圖分布，在每個圖像幀中自適應地確定γ曲線的亮度增益。然后，根據每個亮度級別通過亮度增益(例如，亮度校正量ΔY1和ΔY2)產生自適應γ曲線γ1，而通過使用γ曲線γ1控制輸入亮度信號Yin的對比度，以執(zhí)行對比度改善處理。以這種方式由γ校正部件21進行亮度校正處理(對比度改善處理)之后的輸出亮度信號Yout被輸出到矩陣電路41中。
另一方面，在顏色校正部件3中，執(zhí)行下面的顏色校正處理。
首先，在CTI電路31中，當色差信號的幅度較大時，例如，在顯示彩條圖像時，對從開關14輸出的色差信號Uin和Vin執(zhí)行諸如彩色瞬態(tài)改善的顏色校正。
下面，在自適應顏色校正部件32中，首先，在自適應顏色增益因子產生部件321中，根據從γ校正電路21提供的亮度校正量ΔY，自適應地產生基于該亮度校正量ΔY的自適應顏色校正增益因子Gain1(ΔY)＝[1+M×(ΔY/L)]。
下面，在乘法器322A和322B中，色差信號Uout11和Vout11被乘以所產生的自適應顏色校正增益因子Gain1(ΔY)，從而執(zhí)行基于亮度校正量ΔY的自適應顏色校正。此外，在乘法器33A和33B中，通過乘法器322A和322B進行自適應顏色校正后的色差信號Uout12和Vout12被乘以預定的固定用戶顏色增益因子K，從而執(zhí)行統(tǒng)一的顏色校正。因此，在顏色校正部件32中執(zhí)行由上述公式(11)和(12)表示的自適應顏色校正和統(tǒng)一顏色校正，并且顏色校正后的色差信號Uout和Vout被輸出到矩陣電路41。
然后，在矩陣電路41中，通過亮度校正部件2進行亮度校正(對比度改善處理)后的亮度信號(輸出亮度信號Yout)和通過顏色校正部件32進行顏色校正(自適應顏色校正和統(tǒng)一顏色校正)后的色差信號Uout和Vout被再現為RGB信號(Rout，Gout，Bout)，并且在驅動器42中，驅動信號根據該RGB信號(Rout，Gout，Bout)而產生，然后基于該驅動信號，在顯示器5上顯示圖像。
在根據本實施例的圖像顯示器中，基于上述公式(11)和(12)執(zhí)行顏色校正，因此執(zhí)行根據對輸入亮度信號Yin的亮度校正量ΔY的自適應顏色校正。
此外，例如，即使在亮度校正量ΔY比必需值大的情況下，可通過作為用來除ΔY的分母的固定值L和滿足0＜M≤3的自適應顏色校正幅度M，來避免顏色校正后的色差信號Uout和Vout變得過大。進一步，例如，即使在用戶顏色增益因子K比必需值大的情況下，例如，當M被設置成諸如M≥0.5的大的量時，通過該用戶顏色增益因子K進行的統(tǒng)一顏色校正的程度被降低，而通過自適應顏色校正增益因子Gain1(ΔY)＝[1+M×(ΔY/L)]進行的自適應顏色校正的程度被增加。因此，還是在這種情況下，顏色校正后的色差信號Uout和Vout可被避免變得過大。
此外，如上所述，統(tǒng)一顏色校正的程度和自適應顏色校正的程度可取決于用戶顏色增益因子K的值(統(tǒng)一顏色校正幅度)和自適應顏色校正幅度M的值之間的關系任意設置，因此顏色校正的自由度通過這些值來改善。
進一步，用來除亮度校正量ΔY的分母L是固定值，因此防止了由這種自適應顏色校正的附加電路(在自適應顏色校正部件32中的比特移位電路321A、乘法器321B、322A和322B、以及加法器321C)引起的電路復雜度。
如上所述，在本實施例中，在顏色校正部件3內，執(zhí)行基于上述公式(11)和(12)的顏色校正，從而可以執(zhí)行根據亮度校正量ΔY的對輸入亮度信號Yin進行的自適應顏色校正。此外，用來除亮度校正量ΔY的分母是固定值L，從而可實現簡單的電路而無需復雜化該電路。因此，可以容易地實現基于亮度校正量ΔY的自適應顏色校正。
進一步，通過作為用來除ΔY的分母的固定值L和滿足0＜M≤3的自適應顏色校正幅度M，用戶顏色增益因子K可以是接近1的值，從而顏色校正后的色差信號Uout和Vout可被避免變得過大。因此，當用戶顏色增益因子K是接近1的值時，諸如膚色白的人的臉顯得發(fā)紅，或由于暗圖像中過于鮮艷的顏色而顯示不自然的圖像的問題可被避免，并且可以獲得一幅自然的、鮮艷的、且高彩色的圖像。
接下來，將在下面描述本發(fā)明的第二實施例。根據該實施例的圖像顯示器通過根據第一實施例的圖像顯示器中的顏色校正部件3中的預定直線(將在后面描述的限制直線61和62)來限制自適應顏色增益因子[1+M×(ΔY/L)]的(ΔY/L)。更具體地，在自適應顏色校正部件32中，代替自適應顏色增益因子產生部件321，包括自適應顏色增益因子產生部件324。同樣的元件用與第一實施例相同的附圖標記來表示，并且不再進一步描述。
圖4示出了該實施例中的自適應顏色增益因子產生部件324的電路方框圖。除了在自適應顏色增益因子產生部件321中的比特移位電路321A、乘法器321B、和加法器321C之外，自適應顏色增益因子產生部件324還包括在比特移位電路321A和乘法器321B之間的減法器321E和選擇器321F，還包括產生預定限制直線以提供給減法器321E和選擇器321F的限制直線產生電路321D。
限制直線產生電路321D產生用于限制來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)的限制直線。減法器321E用從來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)中減去由限制直線確定的值，然后選擇器321F選擇并輸出來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)和基于減法器321E的減法輸出值通過限制直線確定的值中的任一個，更具體地，取決于該減法輸出值是正還是負。在這種配置中，在減法器321E和選擇器321F中，當來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)和由限制直線確定的值被進行比較，并且輸出值(ΔY/L)小于由限制直線確定的值時，輸出值(ΔY/L)被輸出，而當輸出值(ΔY/L)大于由限制直線確定的值時，由限制直線確定的值被輸出，從而，來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)被限制為由限制直線確定的值或更小的值。來自選擇器321F的受限輸出值(以下稱為Lim(ΔY/L))被乘法器321B乘以自適應顏色校正幅度M，并且加法器321C使該乘法值加“1”，該結果作為自適應顏色校正增益因子Gain2(ΔY)＝[1+M×Lim(ΔY/L)]被輸出到乘法器322A和322B中。
參考圖5至8，將在下面詳細描述本實施例中產生限制直線的方法以及通過該限制直線進行的限制操作。圖5和7示出了通過限制直線產生電路321D產生限制直線的方法。圖6和8示出了通過在圖5和7中產生的限制直線限制來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)的操作。在這些圖中，水平軸表示輸入亮度信號Yin，而垂直軸表示輸入亮度信號Yin的函數值f(Yin)。此外，在圖5和7中，亮度校正量ΔY3和ΔY4表示在γ校正電路21中的具體亮度校正量(γ變化量)。
首先，在由γ校正電路21進行的亮度校正(對比度改善處理)中，在低亮度區(qū)域(Y值很小的區(qū)域)，對比度的改善效果是大的(如圖2所示，當亮度校正量ΔY1是負值時，絕對值很大)。因此，在這種情況下的亮度校正量ΔY1通過如圖5所示的函數f(Yin)＝(1/Yin)歸一化，并且自適應顏色校正增益因子基于值(ΔY1/Yin)而產生的情況下，值(ΔY1/Yin)變得非常大，因此自適應顏色校正增益因子變得過大，從而不能獲得自然的圖像。因此，在輸入亮度信號Yin的低亮度區(qū)域中，期望當產生自適應顏色校正增益因子時，亮度校正量ΔY通過固定亮度L歸一化(如圖5所示的函數f(Yin)＝(1/L))，并且使用值(ΔY/L)，就像在第一實施例中描述的自適應顏色校正增益Gain1(ΔY)的情況下一樣。這也根據圖像質量的主觀評價而被證實。
另一方面，在高亮度區(qū)域，基于圖像質量的主觀評價，期望亮度校正量ΔY像在上述函數f(Yin)＝(1/Yin)的情況中那樣根據輸入亮度信號Yin進行歸一化，并且自適應顏色校正增益因子根據值(ΔY/Yin)而產生。
因此，在整個亮度區(qū)域中，在特定亮度校正量是例如ΔY3的情況下，期望亮度校正量ΔY通過圖5中表示為P1的直線和曲線進行歸一化，以產生自適應顏色校正增益因子；然而，在這種配置中，自適應顏色增益因子產生部件的電路變得復雜，并且電路尺寸被增大。在第一實施例中，不管輸入亮度信號Yin如何，在整個亮度區(qū)域中，亮度校正量ΔY通過作為固定值的函數f(Yin)＝(1/L)來歸一化，并且基于此，產生自適應顏色校正增益因子Gain1(ΔY)＝[1+M×(ΔY/L)]。因此，自適應顏色增益因子產生部件321的配置被簡化，并且如圖5所示，在低亮度區(qū)域中，值(ΔY3/L)的直線與由P1表示的直線相匹配，因此它是理想的；然而，在高亮度區(qū)域，如P21所示，值(ΔY3/L)的直線大于由P1表示的曲線，因此該自適應顏色校正增益因子過大。
因此，在根據第二實施例的自適應顏色增益因子產生部件324中，通過限制直線產生部件321D產生相對如圖5所示的輸入亮度信號Yin具有負梯度的限制直線61，并且使用減法器321E和選擇器321F，來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)(例如，(ΔY3/L))被限制為小于或等于該限制直線61的值的值。在高亮度區(qū)域，在第一實施例中，例如，如P21所示，在由P1表示的曲線上的點和值(ΔY3/L)的直線上的點之間的差值很大，因此，與由P1表示的曲線的情況相比，該自適應顏色校正增益因子變得過大。另一方面，在第二實施例中，例如，如P61所示，在由P1表示的曲線上的點和限制直線61上的點之間的差值相對較小，因此，與由P1表示的曲線的情況相比，該自適應顏色校正增益因子被有效地避免變得過大。
更具體地，例如，如圖5所示，基于函數f(Yin)＝(1/Yin)的曲線圖中的兩點P31和P41，限制直線61是穿過兩點P32和P42的直線，并且兩點P32和P42的坐標分別用下列公式(13)和(14)表示。在公式中，A表示大于最大亮度Ymax的函數值(1/Ymax)而小于固定值L的值，即，滿足[(1/Ymax)＜A＜L]的值，B1表示大于亮度的函數值(1/L)的值，即，滿足L[B1＞(1/L)]的值，α是正，負或0的固定值，而ΔX是固定的正值。當α為正時，限制直線61的梯度變得更加負(該直線容易地變得陡峭)，因此α最好是一個正值。
P32的坐標(Ymax，A)＝(Ymax，(1/Ymax)+ΔX) …(13)P42的坐標(L，B1)＝(L，(1/L)+(ΔX+α)) …(14)此外，更典型地，像如圖7所示的限制直線62的情況一樣，以具有自由度β的亮度(L+β)的點P43為基礎，限制直線可以是穿過點P44而不是穿過限制直線61上的點42的直線。換句話說，點P44的坐標由下列公式(15)表示，而B2表示大于亮度(L+β)的函數值[1/(L+β)]的值，即，滿足[B2＞1/(L+β)]的值。還是在這種情況下，在高亮度區(qū)域，在第一實施例中，例如，如P22所示，在由P1表示的曲線上的點和值(ΔY4/L)的直線上的點之間的差值很大，因而，與由P1表示的曲線的情況相比，該自適應顏色校正增益因子變得過大。另一方面，在該實施例中，例如，如P62所示，在由P1表示的曲線上的點和限制直線62上的點之間的差值相對較小，從而，與由P1表示的曲線的情況相比，該自適應顏色校正增益因子可被有效避免變得過大。
P44的坐標(L，B2)＝((L+β)，[1/(L+β)]+(ΔX+α)) …(15)在這種情況下，在限制直線62的梯度為k1的條件下，限制直線62是通過兩點P32和P44的直線，因此限制直線62可用下列公式(16)和(17)表示，而梯度k1由來自公式(16)和(17)的公式(18)確定，最終，限制直線62由公式(19)表示。
f(Yin)-[1/(L十β)+(ΔX+α)]＝k1×[Yin-(L+β)] …(16)f(Yin)-[(1/Ymax)十ΔX]＝k1×(Yin-Ymax) …(17)k1＝[f(Yin)-((1/Ymax)+ΔX)]/(Yin-Ymax) …(18)[(L+β)-Ymax]×f(Yin)＝[(1/(L+β)+(ΔX+α))-((1/Ymax)+ΔX)]×Yin-Ymax×[1/(L+β)+(ΔX+α)]+[(1/Ymax)+ΔX]×(L+β)…(19)以這種方式在自適應顏色增益因子產生部件324內產生的限制直線61和62中的值與來自減法器321E和選擇器321F中的比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)進行比較，并作為自適應顏色校正增益因子Gain2(ΔY)＝[1+M×Lim(ΔY/L)]而被最終輸出到乘法器322A和322B中。更具體地，當值(ΔY/L)比限制直線61和62確定的值小時，值(ΔY/L)照原樣輸出，而當值(ΔY/L)比限制直線61和62確定的值大時，限制直線61和62確定的值被輸出，從而來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)被限制為小于或等于限制直線確定的值。
圖6和8示出了基于圖5和7所示的限制直線61和62，來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY3/L)和(ΔY4/L)的極限值f(Yin)＝Lim(ΔY3/L)，Lim(ΔY4/L)。在圖6中，在比與f(Yin)＝Lim(ΔY3/L)上的點P51對應的亮度Yt1低的亮度一側上的區(qū)域YL1內，輸出值(ΔY3/L)小于限制直線61，因此建立了Lim(ΔY3/L)＝(ΔY3/L)，但是另一方面，在比亮度Yt1高的亮度一側上的區(qū)域YH1內，輸出值(ΔY3/L)大于限制直線61，因此建立了Lim(ΔY3/L)＝(限制直線61確定的值)。同樣地，在圖8中，在比與f(Yin)＝Lim(ΔY4/L)上的點P52對應的亮度Yt2低的亮度一側上的區(qū)域YL2內，輸出值(ΔY4/L)小于限制直線62，因此建立了Lim(ΔY4/L)＝(ΔY4/L)，但是在比亮度Yt2高的亮度一側上的區(qū)域YH2內，輸出值(ΔY4/L)大于限制直線62，因此建立了Lim(ΔY4/L)＝(限制直線62確定的值)。
這樣，在該實施例中，來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)通過上述限制直線61和62進行限制，因此根據輸入亮度信號Yin執(zhí)行顏色校正。因此，例如，在比亮度Yt1和亮度Yt2高的亮度一側上的區(qū)域YH1和YH2內，輸出值(ΔY/L)被設置為適當的值(限制直線61和62確定的值)，并且輸出值(ΔY/L)就像圖中的直線P1一樣被改變，因而顏色校正后的色差信號Uout和Vout可被有效避免變得過大。
如上所述，在該實施例中，限制直線61和62在限制直線產生電路321D中被產生，并且來自比特移位電路321A的輸出值(ΔY/L)在減法器321E和選擇器321F中被限制，因此輸出值(ΔY/L)在高亮度區(qū)域可被設置為一個適當的值，并且顏色校正后的色差信號Uout和Vout可被有效避免變得過大。因此，與第一實施例相比，可以保持更自然的顏色增強，并且顯示的圖像可被進一步改善。
此外，無需乘法器、除法器等，輸出值(ΔY/L)通過穿過兩點的限制直線61和62以及減法器321E和選擇器321F進行限制，因而限制直線可容易地產生，并且輸出值(ΔY/L)可容易地被限制。從而，無需復雜化自適應顏色增益因子產生部件324的電路，可以實現簡單的電路。因此，還是在該實施例中，可容易地實現基于亮度校正量ΔY的自適應顏色校正。
在該實施例中，如圖5和7所示，描述了基于通過把ΔX或(ΔX+α)加到函數f(Yin)＝(1/Yin)的圖形上的兩點而確定的兩個點產生限制直線61和62的情況；然而，就像將在下面描述的那樣，例如，可根據通過把曲線圖上的兩點乘以ΔZ(固定正值)確定的兩個點來產生限制直線。換句話說，在這種情況下的兩點為P35和P45的條件下，這些點的坐標由下列公式(20)和(21)表示。
P35的坐標(Ymax，A5)＝(Ymax，(1/Ymax)×ΔZ)…(20)P45的坐標(L+β，B5)＝((L+β)，1/(L+β)×ΔZ) …(21)此外，在這種情況下限制直線的梯度為k2的條件下，通過乘以ΔZ確定的兩個點由下列公式(22)和(23)表示，而梯度k2由下面的來自公式(22)和(23)的公式(24)確定，最終該限制直線由公式(25)表示。在這種配置中，可以獲得與該實施例中相同的效果。
f(Yin)-[ΔZ/(L+β)]＝k2×[Yin-(L+β)]…(22)f(Yin)-(ΔZ/Ymax)＝k2×(Yin-Ymax)…(23)k2＝[f(Yin)-(ΔZ/Ymax)]/(Yin-Ymax) …(24)[Ymax-(L+β)]×f(Yin)＝[(1/Ymax)-1/(L+β)]×ΔZ×Yin+Ymax×ΔZ×[1/(L十β)]-ΔZ×(L+β)×(1/Ymax)…(25)
參考第一實施例和第二實施例描述了本發(fā)明；然而，本發(fā)明并不限于此，并可進行各種修正。
例如，在上述實施例中，描述了亮度校正部件2包括Y校正電路21的情況；然而，亮度校正部件2的配置并不限于此，亮度校正部件2可以包括另一種用于亮度校正的電路，例如，DCT(直流傳輸速率傳遞，direct current transmission rate transfer)電路或銳化電路(sharpness circuit)，從而可以根據多個亮度校正電路中的亮度校正量的總量ΔYtotal而執(zhí)行在上述實施例中描述的自適應顏色校正。在這種配置中，可以獲得與上述實施例中相同的效果。
此外，在上述實施例中，描述了顏色校正部件3包括CTI電路31的情況；然而，顏色校正部件3的配置并不限于此，在一些情況下，顏色校正部件3可能并不包含CTI電路31。
進一步，在上述實施例中，描述了值(ΔY/L)由比特移位電路321A產生的情況(L＝2n的情況)；然而，例如，值(ΔY/L)可由用諸如L＝2n+2n-1+2n-2+2n-3+…的公式表示的包含多個比特移位電路的組合電路產生。
本領域的技術人員應該理解，只要在附加的權利要求及其等價物的范圍內，可取決于設計要求和其它因素發(fā)生各種修正，組合，子組合、和替換。
權利要求
1.一種圖像校正電路，包括用于對輸入圖像數據執(zhí)行亮度校正的亮度校正部；以及用于根據下列公式(1)對輸入圖像數據執(zhí)行自適應顏色校正的顏色校正部Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]…(1)其中Cout表示顏色校正后的色度信號，Cin表示顏色校正前的色度信號，M表示作為固定正值的自適應顏色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部進行的亮度校正的總量，L表示滿足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示輸入圖像數據的最大亮度。
2.根據權利要求1所述的圖像校正電路，其中所述顏色校正部在執(zhí)行基于公式(1)的自適應顏色校正時，通過穿過點(Ymax，A)和點(L+β，B)的限制直線來限制值(ΔY/L)，該限制直線根據由輸入圖像數據亮度Y的倒數表示的函數(1/Y)的曲線圖來定義；其中A表示比在最大亮度Ymax處的函數值(1/Ymax)大且比在亮度L處的函數值(1/L)小的值，即，滿足[(1/Ymax)＜A＜(1/L)]的值，β表示正，負或0的固定值，并且B表示比在亮度(L+β)處的函數值[1/(L+β)]大的值，即，滿足[B＞1/(L+β)]的值。
3.根據權利要求2所述的圖像校正電路，其中滿足下列公式(2)和(3)A＝(1/Ymax)+ΔX …(2)B＝[1/(L+β)]+(ΔX+α)…(3)其中α表示正，負或0的固定值，且ΔX表示固定的正值。
4.根據權利要求2所述的圖像校正電路，其中滿足下列公式(4)和(5)A＝(1/Ymax)×ΔZ …(4)B＝[1/(L+β)]×ΔZ…(5)其中ΔZ表示固定的正值。
5.根據權利要求1所述的圖像校正電路，其中滿足下列公式(6)和(7)Cout∝K×Cin×[1+M×(ΔY/L)] …(6)0＜M≤3 …(7)其中K表示作為固定正值的用戶顏色增益因子。
6.一種圖像校正方法，包括步驟對輸入圖像數據執(zhí)行亮度校正；以及根據下列公式對輸入圖像數據執(zhí)行自適應顏色校正Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]其中Cout表示顏色校正后的色度信號，Cin表示顏色校正前的色度信號，M表示作為固定正值的自適應顏色校正幅度，ΔY表示亮度校正的總量，L表示滿足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示輸入圖像數據的最大亮度。
7.一種圖像顯示器，包括用于對輸入圖像數據執(zhí)行亮度校正的亮度校正部；用于根據下列公式對輸入圖像數據執(zhí)行自適應顏色校正的顏色校正部；以及用于根據執(zhí)行了亮度校正和自適應顏色校正的輸入圖像數據而顯示圖像的顯示部Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]其中Cout表示顏色校正后的色度信號，Cin表示顏色校正前的色度信號，M表示作為固定正值的自適應顏色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部進行的亮度校正的總量，L表示滿足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示輸入圖像數據的最大亮度。
8.一種圖像校正電路，包括對輸入圖像數據執(zhí)行亮度校正的亮度校正部件；以及根據下列公式對輸入圖像數據執(zhí)行自適應顏色校正的顏色校正部件Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]其中Cout表示顏色校正后的色度信號，Cin表示顏色校正前的色度信號，M表示作為固定正值的自適應顏色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部件進行的亮度校正的總量，L表示滿足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示輸入圖像數據的最大亮度。
9.一種圖像顯示器，包括對輸入圖像數據執(zhí)行亮度校正的亮度校正部件；根據下列公式對輸入圖像數據執(zhí)行自適應顏色校正的顏色校正部件；以及根據執(zhí)行了亮度校正和自適應顏色校正的輸入圖像數據而顯示圖像的顯示部件Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]其中Cout表示顏色校正后的色度信號，Cin表示顏色校正前的色度信號，M表示作為固定正值的自適應顏色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部件進行的亮度校正的總量，L表示滿足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示輸入圖像數據的最大亮度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圖像校正電路、圖像校正方法、和圖像顯示器，其提供一種能夠根據亮度校正量容易地實現自適應顏色校正的圖像校正電路。本發(fā)明提供一種圖像校正電路，包括用于對輸入圖像數據執(zhí)行亮度校正的亮度校正部；以及用于根據下列公式(1)對輸入圖像數據執(zhí)行自適應顏色校正的顏色校正部Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]…(1)其中Cout表示顏色校正后的色度信號，Cin表示顏色校正前的色度信號，M表示作為固定正值的自適應顏色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部進行的亮度校正的總量，L表示滿足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示輸入圖像數據的最大亮度。
文檔編號G09G5/02GK101079251SQ20071010427
公開日2007年11月28日 申請日期2007年5月23日 優(yōu)先權日2006年5月23日
發(fā)明者原田茂, 小林一仁, 土地佳史, 堤朋紀 申請人:索尼株式會社