專利名稱：影像亮度調(diào)整電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像調(diào)整電路，尤指一種影像亮度調(diào)整電路。
背景技術(shù)：
在高度科技化的現(xiàn)今社會中，電子產(chǎn)品已逐漸融入人們的居家生活，從提供娛樂的電視、游戲機，到工作上使用的計算機或是智能型手機等，都顯示出人們在日常生活上對這些電子產(chǎn)品的依賴性。其中，無論是工作上的需求，或是生活上的娛樂，電視、投影機、液晶顯示器等顯示裝置皆為不可或缺的電子產(chǎn)品。其中，又以液晶顯示器為現(xiàn)今社會的主流，但使用液晶顯示器雖可增加屏幕的尺寸，但與使用陰極射線管的電視機相比，影像亮度會降低，然而，隨著人們對影像質(zhì)量的要求愈來愈高，發(fā)展出許多影像亮度處理技術(shù)，對于過暗的影像，只要經(jīng)過適當?shù)挠跋裉幚?，就能提升影像的売度。影像亮度調(diào)整的方法有很多種，例如中國臺灣地區(qū)專利公開號第200403626號的具色彩維持的可調(diào)式對比與亮度加強方法，請參閱圖1，中國臺灣地區(qū)專利公開號第200403626號的第一實施例的對比與亮度加強裝置100包括第一影像轉(zhuǎn)換電路10，最大值輸出電路20，第一發(fā)光位準轉(zhuǎn)換電路30，第二影像轉(zhuǎn)換電路40，第二發(fā)光位準轉(zhuǎn)換電路50與位準平滑電路60。第一影像轉(zhuǎn)換電路10接收RGB影像信號(RGB)，將RGB信號轉(zhuǎn)換成YCbCr色彩間距(color space)，并輸出數(shù)字發(fā)光位準Y與色差信息至第一發(fā)光位準轉(zhuǎn)換電路30。色差信息包括兩個色差成份Cb與Cr。Cb代表藍色信號與參考信號間的差異,而Cr代表紅色信號與參考信號間的差異。因此，第一影像轉(zhuǎn)換電路10將8位RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成8位YCbCr數(shù)據(jù)。最大值輸出電路20接收輸入的RGB影像信號(RGB)，將RGB影像信號的位準彼此比較，并將具有RGB影像信號(RGB)中的最大位準的信號Ml輸出至第二發(fā)光位準轉(zhuǎn)換電路50。第一發(fā)光位準轉(zhuǎn)換電路30接收第一影像轉(zhuǎn)換電路10的輸出信號YCbCr，并依據(jù)輸出信號YCbCr與第一控制信號CHM而輸出所得到Y(jié)’CbCr至第二影像轉(zhuǎn)換電路40。亦即，第一發(fā)光位準轉(zhuǎn)換電路30依既定增益C_gain而只減少發(fā)光信息Y的位準。由上述可知，中國臺灣地區(qū)專利公開號第200403626號的裝置需要設(shè)置第一影像轉(zhuǎn)換電路10與第二影像轉(zhuǎn)換電路40，第一影像轉(zhuǎn)換電路10將8位RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成8位YCbCr數(shù)據(jù)，與將所接收的信號轉(zhuǎn)換成RGB影像信號，第二影像轉(zhuǎn)換電路40再將接受到的Y’CbCr轉(zhuǎn)換為R1G1B1并輸出至顯示裝置。然而，此種方式不論是電路復雜度亦或是在成本上都有很大的進步空間。因此，近年來發(fā)展出一種不需轉(zhuǎn)換色彩值(RGB)而可直接對色彩值進行調(diào)整而對亮度調(diào)整的裝置，但是一般直接利用色彩值進行亮度調(diào)整的方法為直接對復數(shù)色彩值(R、G、B)分別加上同一個調(diào)整值，然而此種方式若色彩值(R、G、B)分別為(240、150、100)，而調(diào)整值為30時，紅色色彩值R加上調(diào)整值后為270，但由于色彩值的上限為255，因此加上調(diào)整值后紅色色彩值R會停留在255，而綠色色彩值G與藍色色彩值B則持續(xù)上升為180與，而產(chǎn)生亮度過飽和的問題，故，需要一種發(fā)明以解決上述的問題。為了解決上述問題，本發(fā)明針對上述問題提供了一種電路復雜度與成本低，且可解決影像売度過飽和的問題的影像売度調(diào)整電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，系提供一種影像亮度調(diào)整電路，其藉由將復數(shù)輸入色彩值(R、G、B)的其中之一進行補碼運算，以達到調(diào)整影像的亮度的目的，且不會有亮度過飽和的問·題。為了達到上述各目的及其功效，本發(fā)明揭示一種影像亮度調(diào)整電路，其包含一第一調(diào)整電路與一加法單元。第一調(diào)整電路接收復數(shù)輸入色彩值，并將該些輸入色彩值的其中之一進行補碼運算，以產(chǎn)生一第一調(diào)整值；加法單元耦接第一調(diào)整電路，并接收第一調(diào)整值與該些輸入色彩值而將第一調(diào)整值加至該些輸入色彩值中，而產(chǎn)生復數(shù)輸出色彩值。以達到調(diào)整影像的亮度的目的，且不會有亮度過飽和的問題。


圖1 :其為習知影像亮度調(diào)整方法的電路方塊圖2 :其為本發(fā)明第一實施例的電路方塊圖3 :其為本發(fā)明第一實施例的輸入色彩值與輸出色彩值的關(guān)系圖
圖4:其為本發(fā)明第二:實施例電路方塊圖 '及
圖5:其為本發(fā)明第二:實施例的輸入色彩值與輸出色彩值的關(guān)系圖
圖6:其為本發(fā)明第三〔實施例的輸入色彩值與輸出色彩值的關(guān)系圖
圖7A:其為本發(fā)明第:二實施例的影像示意圖7B:其為本發(fā)明第:二實施例的影像直方圖8A:其為本發(fā)明第:二、三實施例調(diào)整前的影像示意圖SB:其為本發(fā)明第:二、三實施例調(diào)整前的影像直方圖9A:其為本發(fā)明第JΞ實施例的影像示意圖；以及
圖9B :其為本發(fā)明第三實施例的影像直方圖。
圖號對照說明
10第一調(diào)整電路101第一選擇單元
103運算單元105第一增益調(diào)整單元
30加法單元301第一加法器
303第二加法器305第三加法器
50顯示面板70第二調(diào)整電路
701第二選擇單元703第二增益調(diào)整單元
具體實施例方式為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，特用較佳的實施例及配合詳細的說明，說明如下請參閱圖2，其系為本發(fā)明的第一實施例的影像亮度調(diào)整電路的方塊圖，如圖所示，本發(fā)明的影像亮度調(diào)整電路連接一顯示面板50，以提供復數(shù)輸出色彩值(R'、G'、B')至顯示面板50。本發(fā)明的影像亮度調(diào)整電路包含一第一調(diào)整電路10以及一加法單元30。第一調(diào)整電路10接收復數(shù)輸入色彩值(R、G、B)，該些輸入色彩值(R、G、B)包含一紅色輸入色彩值R、一綠色輸入色彩值G與一藍色輸入色彩值B，第一調(diào)整電路10選擇該些輸入色彩值(R、G、B)的其中之一，而對該些輸入色彩值(R、G、B)的其中之一進行補碼運算，于本實施例中，第一調(diào)整電路10選擇該些輸入色彩值(R、G、B)的一最大值，并第一調(diào)整電路10對輸入色彩值(R、G、B)的最大值進行I的補碼(I’ S complements)運算后,再乘以一第一增益值Gk而產(chǎn)生一第一調(diào)整值X。加法單元30接收輸入色彩值(R、G、B)與第一調(diào)整值X，并將第一調(diào)整值X分別加至輸入色彩值(R、G、B)而產(chǎn)生復數(shù)輸出色彩值(R'、G'、B')，以調(diào)整該些輸入色彩值(R、G、B)，并傳送該些輸出色彩值(R'、G'、B')至顯示面板50。其中，該些輸出色彩值(R'、G'、B')包含一紅色輸出色彩值V、一綠色輸出色彩值G'與一藍色輸出色彩值B'。顯示面板50可為任何形式的顯示面板，例如液晶顯示面板。
承上所述，第一調(diào)整電路10包含一第一選擇單元101、一運算單元103以及一第一增益調(diào)整單元105。第一選擇單元101接收該些輸入色彩值(R、G、B)，并選擇該些輸入色彩值(R、G、B)的最大值,并將最大值輸出。運算單元103對最大值進行I的補碼運算后,輸出一運算值，舉例而言，在8位的狀況下，是以(255-最大值)來獲得補碼運算值。第一增益調(diào)整單元105接收運算值，并將運算值乘以第一增益值Gk而輸出第一調(diào)整值X。其中，第一增益調(diào)整單元105為一乘法器，但是亦可為一內(nèi)存有增益值的緩存器，而第一增益值GK為-1至I間的任意數(shù)。加法單兀30包含一第一加法器301、一第二加法器303以及一第三加法器305。第一加法器301接收紅色輸入色彩值R與第一調(diào)整值X，并將紅色輸入色彩值R與第一調(diào)整值X相加而產(chǎn)生紅色輸出色彩值V，第二加法器303接收綠色輸入色彩值G與第一調(diào)整值X，并將綠色輸入色彩值G與第一調(diào)整值X相加而產(chǎn)生綠色輸出色彩值Gi，第三加法器305接收藍色輸入色彩值B與第一調(diào)整值X，并將藍色輸入色彩值B與第一調(diào)整值X相加而產(chǎn)生藍色輸出色彩值K，其中，該些輸出色彩值(R' W ,Bi )也可表示為(R+X、G+X、B+X)。請一并參閱圖3，其顯示本發(fā)明的第一實施例的影像亮度調(diào)整電路的紅色輸入色彩值R、綠色輸入色彩值G、藍色輸入色彩值B、第一調(diào)整值X、紅色輸出色彩值R'、綠色輸出色彩值G,與藍色輸出色彩值B,間的關(guān)系。其中，垂直軸上的值255是色彩值的上限，若紅色輸入色彩值R為155,綠色輸入色彩值G為95與藍色輸入色彩值B為35,而第一增益值6￡設(shè)定為O. 5(圖中未示)，所以，該些輸入色彩值(R、G、B)中的最大值為紅色輸入色彩值R為155，接著，對輸入色彩值(R、G、B)中的最大值進行I的補碼運算后，再乘以第一增益值Gk而產(chǎn)生第一調(diào)整值X，也就是X = (255-R) *GK，即X = (255-155) *0. 5 = 50，接著將第一調(diào)整值X分別加至該些輸入色彩值(R、G、B)而產(chǎn)生該些輸出色彩值(R'、G'、B')，即紅色輸出色彩值R' = R+X = 155+50 = 205，綠色輸出色彩值= G+X = 95+50 = 145，藍色輸出色彩值B' = B+X = 35+50 = 85。由上述可知，由于本發(fā)明的第一實施例是將該些輸入色彩值(R、G、B)中的最大值做I的補碼運算后，乘以第一增益值Gk得到第一調(diào)整值X，接著再將第一調(diào)整值X分別加至輸入色彩值(R、G、B)中，其中，對最大值取I的補碼也就是用色彩值的上限255減去最大值，其用意是為了取該些輸入色彩值(R、G、B)的最大亮度調(diào)整空間，以避免產(chǎn)生亮度過飽和的問題，并且第一增益值Gk為-1至I間的任意數(shù)，因此，將進行補碼運算后的最大值乘以Gk后所得的第一調(diào)整值X加至輸入色彩值(R、G、B)所得的輸出色彩值(R'、G'、B')必然不會超過上限值255，所以本發(fā)明不會產(chǎn)生亮度過飽和的問題。此外，本發(fā)明的運算單元103并不局限進行I的補碼運算，亦可進行2的補碼運算，所以，運算單元103做任何補碼運算皆為本發(fā)明所要保護的范圍。請參閱圖4，其系為本發(fā)明的第二實施例的影像亮度調(diào)整電路的方塊圖，如圖所示，本實施例與第一實施例不同的處，在于此實施例的影像亮度調(diào)整電路中更包含一第二調(diào)整電路70。第二調(diào)整電路70接收該些輸入色彩值(R、G、B)，并將該些輸入色彩值(R、G、B)的一最小值乘以一第二增益值Gw而產(chǎn)生一第二調(diào)整值Y。承上所述，第二調(diào)整電路70包含一第二選擇單元701以及一第二增益調(diào)整單元703。第二選擇單元701接收該些輸入色彩值(R、G、B)，并選擇該些輸入色彩值(R、G、B)的 一最小值，并將最小值輸出至第二增益調(diào)整單元703。第二增益調(diào)整單元703接收最小值，并將最小值乘以第二增益值Gw而產(chǎn)生第二調(diào)整值Y，并輸出第二調(diào)整值Y至加法單元30。其中，第二增益調(diào)整單元703為一乘法器，但是亦可為一內(nèi)存有增益值的緩存器，而第二增益值6 為-1至I間的任意數(shù)。接著，加法單元30的第一加法器301接收紅色輸入色彩值R、第一調(diào)整值X與第二調(diào)整值Y，并將紅色輸入色彩值R、第一調(diào)整值X與第二調(diào)整值Y相加而產(chǎn)生紅色輸出色彩值V，第二加法器303接收綠色輸入色彩值G、第一調(diào)整值X與第二調(diào)整值Y，并將綠色輸入色彩值G、第一調(diào)整值X與第二調(diào)整值Y相加而產(chǎn)生綠色輸出色彩值G'，第三加法器305接收藍色輸入色彩值B、第一調(diào)整值X與第二調(diào)整值Y，并將藍色輸入色彩值B、第一調(diào)整值X與第二調(diào)整值Y相加而產(chǎn)生藍色輸出色彩值B'，而輸出色彩值(R'、G'、B')可表示為(R+X+Y、G+X+Y、B+X+Y)。請一并參閱圖5，其顯示本發(fā)明的第二實施例的影像亮度調(diào)整電路的紅色輸入色彩值R、綠色輸入色彩值G、藍色輸入色彩值B、第一調(diào)整值X、第二調(diào)整值Y、紅色輸出色彩值R1、綠色輸出色彩值G'與藍色輸出色彩值B'間的關(guān)系。其中，垂直軸上的值255是色彩值的上限，若紅色輸入色彩值R為155，綠色輸入色彩值G為95，藍色輸入色彩值B為35，而第一增益值Gk設(shè)定為O. 5、第二增益值Gw設(shè)定為-0.6(圖中未示)時，該些輸入色彩值(R、G、B)的最大值與最小值分別為紅色輸入色彩值R為155與藍色輸入色彩值B為35。接著，對該些輸入色彩值(R、G、B)中的最大值進行I的補碼運算后，乘以第一增益值Gk而產(chǎn)生第一調(diào)整值 X，X = (255-R)*GK，X = (255-155) *0. 5 = 50，將該些輸入色彩值(R、G、B)中的最小值乘以第二增益值Gw而輸出一第二調(diào)整值Y，也就是Y = B*GW，Y = 35* (-0. 6) = -21，接著將第一調(diào)整值X與第二調(diào)整值Y分別加至該些輸入色彩值(R、G、B)而產(chǎn)生該些輸出色彩值(R' ,Bi )，即紅色輸出色彩值V = R+X+Y = 155+50-21 = 184，綠色輸出色彩值 G' = G+X+Y = 95+50-21 = 124，藍色輸出色彩值 B' = B+X+= 35+50-21 = 64。由上述可知，由于本發(fā)明的第二實施例是將輸入色彩值(R、G、B)中的最大值做I的補碼運算后，乘以第一增益值Gk而得到第一調(diào)整值X，并將輸入色彩值(R、G、B)中的最小值乘以第二增益值Gw而得到第二調(diào)整值Y，接著再將第一調(diào)整值X與第二調(diào)整值Y分別加至輸入色彩值(R、G、B)中，其中，對最大值取I的補碼也就是用色彩值的上限255減去最大值，而Gk與Gw為-1至I間的任意數(shù)，因此，于此實施例中將Gk設(shè)定為正數(shù)，將Gw設(shè)定為負數(shù)的情況中，將補碼運算后的最大值乘WGk所得的第一調(diào)整值X與將最小值乘以Gw所得的第二調(diào)整值Y，加至輸入色彩值(R、G、B)所得的輸出色彩值(R'、G'、B')必然不會超過上限值255，所以本發(fā)明不會產(chǎn)生亮度過飽和的問題。請一并參閱圖6，其顯示本發(fā)明的第三實施例的影像亮度調(diào)整電路的紅色輸入色彩值R、綠色輸入色彩值G、藍色輸入色彩值B、第一調(diào)整值X、第二調(diào)整值Y、紅色輸出色彩值R,、綠色輸出色彩值G,與藍色輸出色彩值B,間的關(guān)系，此實施例與第二實施例的差異僅在于，此實施例將第一增益值Gk設(shè)定為-O. 5，而將第二增益值Gw設(shè)定為O. 6。接著，對該些輸入色彩值(R、G、B)中的最大值進行I的補碼運算后，乘以第一增益值Gk而產(chǎn)生第一調(diào)整值 X，X = (255-R)*GK，X = (255-155) *(-0. 5) = -50，將該些輸入色彩值(R、G、B)中的最小值乘以第二增益值Gw而輸出一第二調(diào)整值Y，也就是Y = B*GW，Y = 35*0. 6 = 21，接著將第一調(diào)整值X與第二調(diào)整值Y分別加至該些輸入色彩值(R、G、B)而產(chǎn)生該些輸出色彩值(R'、G'、B')，即紅色輸出色彩值R' = R+X+Y = 155-50+21 = 126，綠色輸出色彩值G' = G+X+Y = 95-50+21 = 66，藍色輸出色彩值 B' = B+X+= 35-50+21 = 6。由上述可知，于第三實施例中將Gk設(shè)定為負數(shù)，將Gw設(shè)定為正數(shù)的情況中，將補碼運算后的最大值乘以Gk所得的第一調(diào)整值X與將最小值乘以Gw所得的第二調(diào)整值Y，加至輸入色彩值(R、G、B)所得的輸出色彩值(R'、G'、B')為將影像調(diào)暗。另外，請一并參閱圖7A至圖9B，其中圖8A為本發(fā)明的第二與第三實施例的影像亮度調(diào)整電路調(diào)整前的影像示意圖，也就是輸入色彩值(R、G、B)為(155、95、35)的影像，圖SB則為其對應的影像直方圖，而圖7A、7B為第二實施例調(diào)整后的影像示意圖及其直方圖，圖9A、圖9B則為第三實施例調(diào)整后的影像示意圖及其直方圖。如圖7A與圖8A所示，經(jīng)本發(fā)明的第二實施例的亮度調(diào)整后，圖7A的亮度明顯高于圖8A，且不會有亮度過飽和的問題。而從圖9A與圖8A可看出，經(jīng)本發(fā)明的第三實施例的亮度調(diào)整后，圖9A的亮度明顯低于圖8A，且從圖9B與圖SB可得知，經(jīng)過第三實施例將第一增益值GkS定為負數(shù)而將第二增益值Gw設(shè)定為正數(shù)的方式調(diào)整后，其亮點會較圖SB (調(diào)整前)為向右移，而其暗點會較圖8B(調(diào)整前)為向左移，也就是直方圖的寬度拉長，而使影像的對比度增加。綜上所述，本發(fā)明的影像亮度調(diào)整電路，其利用將該些輸入色彩值中的最大值作I的補碼運算后乘以第一增益值而得到第一調(diào)整值，再將第一調(diào)整值分別加至該些輸入色彩值中，以達到對影像進行亮度調(diào)整的目的。由于，第一增益值為-1至I間的任意數(shù)，所以第一調(diào)整值為最大值進行I的補碼運算后再乘以一個-1至I間的值所得的值，因此，第一調(diào)整值加至輸入色彩值中所得的輸出色彩值必然不會超過色彩值的上限。且，本發(fā)明的影像亮度調(diào)整電路更可將該些輸入色彩值中的最小值乘以第二增益值后所得到的第二調(diào)整值與第一調(diào)整值分別加至該些輸入色彩值中，以達到對影像進行亮度調(diào)整的目的。藉由上述的方式本發(fā)明的影像亮度調(diào)整電路不僅可達到對影像進行亮度調(diào)整的目的，且更可解決習知亮度調(diào)整的裝置會有亮度過飽和的問題。上文僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種影像亮度調(diào)整電路，其特征在于，其包含一第一調(diào)整電路，接收復數(shù)輸入色彩值，并將該些輸入色彩值的其中之一進行補碼運算，以產(chǎn)生一第一調(diào)整值；以及一加法單元，耦接該第一調(diào)整電路據(jù)以接收該第一調(diào)整值與該些輸入色彩值，并將該第一調(diào)整值加至該些輸入色彩值而產(chǎn)生復數(shù)輸出色彩值。
2.如權(quán)利要求1所述的影像亮度調(diào)整電路，其特征在于，其中該第一調(diào)整電路對該些輸入色彩值的其中之一的補碼運算為I的補碼運算。
3.如權(quán)利要求1所述的影像亮度調(diào)整電路，其特征在于，其中該第一調(diào)整電路對該些輸入色彩值的一最大值進行I的補碼運算。
4.如權(quán)利要求1所述的影像亮度調(diào)整電路，其特征在于，其中該第一調(diào)整電路包含一第一選擇單元，接收該些輸入色彩值，并選擇該些輸入色彩值的其中之一而輸出；以及一運算單元，接收該第一選擇單元輸出的該輸入色彩值，并對該第一選擇單元輸出的該輸入色彩值進行補碼運算，以產(chǎn)生該第一調(diào)整值。
5.如權(quán)利要求4所述的影像亮度調(diào)整電路，其特征在于，其中該第一調(diào)整電路更包含 一第一增益調(diào)整單元，接收該運算單元產(chǎn)生的一運算值，并將該運算值乘以一增益值而輸出該第一調(diào)整值。
6.如權(quán)利要求5所述的影像亮度調(diào)整電路，其特征在于，其中該第一增益值為-1至I 間的一任意數(shù)。
7.如權(quán)利要求5所述的影像亮度調(diào)整電路，其特征在于，其中該第一增益調(diào)整單元為一緩存器或一乘法器。
8.如權(quán)利要求1所述的影像亮度調(diào)整電路，其特征在于，其更包含一第二調(diào)整電路，接收該些輸入色彩值，并選擇該些輸入色彩值的一最小值而乘以一增益值而產(chǎn)生一第二調(diào)整值，并傳送該第二調(diào)整值至該加法單元，該加法單元更將該第二調(diào)整值分別加至該些輸入色彩值而調(diào)整該些輸出色彩值。
9.如權(quán)利要求8所述的影像亮度調(diào)整電路，其特征在于，其中該第二調(diào)整電路包含一第二選擇單元，接收該些輸入色彩值，并選擇該些輸入色彩值的該最小值而輸出；以及一第二增益調(diào)整單元，接收該最小值，并將該最小值乘以該增益值而產(chǎn)生該第二調(diào)整值。
10.如權(quán)利要求8所述的影像亮度調(diào)整電路，其特征在于，其中該增益值為-1至I間的一任意數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種影像亮度調(diào)整電路，其包含一第一調(diào)整電路與一加法單元。第一調(diào)整電路接收復數(shù)輸入色彩值，并將該些輸入色彩值的其中之一進行補碼運算，以產(chǎn)生一第一調(diào)整值；加法單元耦接第一調(diào)整電路，并接收第一調(diào)整值與該些輸入色彩值而將第一調(diào)整值加至該些輸入色彩值而產(chǎn)生復數(shù)輸出色彩值，以調(diào)整該些輸入色彩值。本發(fā)明經(jīng)由上述的方式以達到調(diào)整影像的亮度的目的，并藉由將輸入色彩值的其中之一進行補碼運算以避免亮度過飽和的問題。
文檔編號G09G3/36GK103021375SQ201210409310
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者王信中 申請人:矽創(chuàng)電子股份有限公司