專利名稱：一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字視頻信號(hào)處理領(lǐng)域，特別的涉及一種對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行 增強(qiáng)的處理。
背景技術(shù)：
.隨著人們生活水平的日益提高，電視己滲透到千千萬(wàn)萬(wàn)的家庭中，和衣食 住行一樣，成為人們不可或缺的生活要素。在家電行業(yè)中，對(duì)電視畫(huà)面清晰度 的要求與日俱增，作為人類盡享卓越數(shù)字視聽(tīng)生活終端的彩色電視機(jī)，需要為 人類提供影像更加清晰，色彩更加艷麗，聲音更加優(yōu)美的視聽(tīng)享受。提高電視 機(jī)的性能，特別是如何使電視顯示更加清晰、優(yōu)質(zhì)的畫(huà)面越來(lái)越得到各廠家的 重視。因此，直觀的對(duì)電視機(jī)彩色重現(xiàn)時(shí)出現(xiàn)的偏差進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償，發(fā)揮顯 示器件的極限，重現(xiàn)色彩的真面目或符合人們的主觀偏向的理想色彩就成了視 頻處理算法的目標(biāo)。
綠色是人眼較為敏感的顏色，綠色的鮮艷程度直接影響到人們的視覺(jué)感受，
為了增強(qiáng)顏色中的綠色成分，現(xiàn)有技術(shù)采用直接增加RGB色彩空間中G分量大小 的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這種方法在一定程度上改變了顏色的色調(diào)，看起來(lái)不太自然， 且這種方法明顯影響到了其他顏色，比如膚色和藍(lán)色，而且實(shí)際的視頻信號(hào)是 以YCbCr格式進(jìn)行傳輸和處理的，在最終顯示之前才轉(zhuǎn)換為RGB格式，現(xiàn)有技 術(shù)的方法是在色彩的RGB空間進(jìn)行處理，因此會(huì)增加不必要的色彩空間轉(zhuǎn)換， 且色彩空間的轉(zhuǎn)換難免會(huì)帶來(lái)圖像信息的損失，影響圖像的顯示效果，也增加了系統(tǒng)的硬件電路。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種可以動(dòng)態(tài)的在YCbCr空 間進(jìn)行綠色增強(qiáng)的系統(tǒng)及方法，根據(jù)視頻信號(hào)中表示色彩的色差信號(hào)Cb， Cr的 大小，動(dòng)態(tài)的給出調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)該調(diào)整參數(shù)進(jìn)行綠電平增強(qiáng)，達(dá)到顏色鮮 艷，過(guò)渡自然的效果。
一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元101、增強(qiáng)區(qū)域 判斷單元102和飽和度增強(qiáng)單元103，其中輸入的視頻色差信號(hào)Cb和Cr首先經(jīng) 基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元101產(chǎn)生輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)經(jīng)增強(qiáng)區(qū)域判斷單元102輸出控 制參數(shù)，然后將該控制參數(shù)輸入到飽和度增強(qiáng)單元103，增強(qiáng)延遲的輸入視頻色 差信號(hào)Cb和Cr后得到視頻色差信號(hào)輸出。
一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的方法，包括如下步驟
步驟一，基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元101將輸入的視頻色差信號(hào)Cb和Cr進(jìn)行色軸旋轉(zhuǎn)， 使其旋轉(zhuǎn)到以最飽和的綠色為縱軸的色度空間中；
步驟二，增強(qiáng)區(qū)域判斷單元102判斷旋轉(zhuǎn)后的色度矢量處于色度空間調(diào)整區(qū) 域劃分的相應(yīng)部分，得到對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)；
步驟三，飽和度增強(qiáng)單元103根據(jù)所述控制參數(shù)，以及參數(shù)gain，對(duì)當(dāng)前色 度信號(hào)進(jìn)行飽和度增強(qiáng)，從而得到增強(qiáng)后的視頻色差信號(hào)輸出。
其中，步驟三所述參數(shù)gain的取值范圍為0SgainSl，該值可以通過(guò)寄存器 配置。'
其中，步驟二所述的調(diào)整區(qū)域是以最飽和的綠電平為對(duì)稱軸左右方向各小于 等于90度的兩個(gè)區(qū)域。所述調(diào)整區(qū)域的劃分是以最飽和的綠電平為對(duì)稱軸將左右兩區(qū)域?qū)ΨQ劃分 的分別至少一個(gè)區(qū)域。
所述劃分的區(qū)域?qū)?yīng)特定的控制參數(shù)，所述控制參數(shù)根據(jù)所在區(qū)域與最飽和 綠電平的距離漸進(jìn)取值。
所述控制參數(shù)的取值范圍為大于等于0且小于等于1。
本發(fā)明的有益效果在于選擇在YCbCr空間進(jìn)行綠色增強(qiáng)，可以不改變圖 像的色調(diào)，而只改變圖像的飽和度，且能減少不必要的色度空間轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化了 硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。
通過(guò)旋轉(zhuǎn)色度空間的方法可以實(shí)現(xiàn)較為精確的綠色增強(qiáng)，且利用對(duì)稱性減 少了區(qū)域判斷的運(yùn)算量。
判斷調(diào)整區(qū)域從而只對(duì)畫(huà)面中的綠色部分應(yīng)用本方法，不影響其它的顏色， 且根據(jù)不同的區(qū)域選擇漸變的參數(shù)，對(duì)不同的色調(diào)實(shí)現(xiàn)不同程度的綠色增強(qiáng)， 避免了明顯的分界現(xiàn)象，且畫(huà)面更加清晰逼真，過(guò)渡自然。


現(xiàn)將結(jié)合參考附圖更詳細(xì)的描述本發(fā)明所述的方法，但由于實(shí)現(xiàn)該方法可
采用多種不同的實(shí)現(xiàn)形式，因此并不限于附形的形式
圖1是為本發(fā)明一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的系統(tǒng)的整體框圖。
圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式
流程圖。
圖3為YCbCr空間顏色分布圖。
圖4為旋轉(zhuǎn)后的色彩空間的顏色分布圖。
圖5為在色彩空間進(jìn)行增強(qiáng)區(qū)域判斷的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
附圖1為本發(fā)明一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的系統(tǒng)的整體框圖，包括基
準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元101、增強(qiáng)區(qū)域判斷單元102，飽和度增強(qiáng)單元103。輸入的視頻 色差信號(hào)Cb和Cr通過(guò)基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元101將其最飽和的綠色旋轉(zhuǎn)到縱軸的位 置，判斷旋轉(zhuǎn)后的色度矢量輸入到增強(qiáng)區(qū)域判斷單元102，得到控制參數(shù)b輸入 到飽和度增強(qiáng)單元，對(duì)當(dāng)前色度信號(hào)進(jìn)行飽和度增強(qiáng)，從而達(dá)到綠色增強(qiáng)的效 果。'
,在視頻信號(hào)處理中，多采用亮度色差信號(hào)的色彩空間YCbCr，本發(fā)明中， 基于所述色彩空間進(jìn)行綠電平的增強(qiáng)處理，可以省去系統(tǒng)中不必要的色度空間 轉(zhuǎn)換，節(jié)省硬件，并且在色度空間的轉(zhuǎn)換中，任何一種轉(zhuǎn)換公式都會(huì)有一定的 失真，在YCbCr空間而非RGB空間進(jìn)行綠電平增強(qiáng)可以減少圖像信息的損失。 附圖2為本發(fā)明所述綠色增強(qiáng)方法的流程圖，所述流程開(kāi)始于步驟S201， 當(dāng)前圖像的色度信號(hào)Cb和Cr輸入到基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元101，將當(dāng)前色度信號(hào)旋 轉(zhuǎn)到以最飽和的綠色為基準(zhǔn)矢量的色度空間中。附圖3為YCbCr空間的顏色分 布圖，如圖所示，綠色所在的區(qū)域?yàn)榈谌笙蓿铒柡偷木G色即圖中232°方向 的斜線，本發(fā)明綠色增強(qiáng)以最飽和的綠色即圖中斜線為基準(zhǔn)矢量。為了簡(jiǎn)單且 有效的判斷色度矢量與基準(zhǔn)矢量之間的距離，本發(fā)明先對(duì)顏色空間進(jìn)行逆時(shí)針 旋轉(zhuǎn)，把最飽和的綠色旋轉(zhuǎn)到縱軸的位置，轉(zhuǎn)換的方法為將色彩空間旋轉(zhuǎn)218。， 即到達(dá)縱軸位置。如下文(3)式和(4)式所示
rev—Cb=Cb*cos218。-Cr*sin218。 (3) rev—Cr=Cr*cos218。+Cb*sin2180 (4) 其中以rev—Cb表示旋轉(zhuǎn)后的色差信號(hào)Cb，以rev—Cr表示旋轉(zhuǎn)后的色差信號(hào)Cr。
進(jìn)行基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)的結(jié)果如圖4所示，旋轉(zhuǎn)后的色彩空間中最飽和的綠電平 為中心軸，所述綠電平調(diào)整即將縱軸附近的點(diǎn)盡量往縱軸調(diào)整，趨于飽和的綠 色。
在步驟S202，判斷經(jīng)步驟,S201的色彩空間轉(zhuǎn)換后，選擇所述最飽和的綠 電平即縱軸為中心，取一定的區(qū)域作為調(diào)整區(qū)域，本實(shí)施例中，以最飽和的綠 電平為中心對(duì)稱軸，取一對(duì)稱區(qū)間，且此區(qū)域的大小采用寄存器配置的方式改 變，用戶調(diào)整更加方便，另外由于是對(duì)稱區(qū)域，則只需配置一個(gè)值，更加節(jié)省 寄存器空間。本實(shí)施例以此配置值為40。為例，則所述調(diào)整范圍為50°到130°。
增強(qiáng)區(qū)域判斷單元102負(fù)責(zé)判斷出色度矢量是否落在需要進(jìn)行綠色增強(qiáng)的 50°到130。的范圍內(nèi)，若不是，則進(jìn)入步驟S204，說(shuō)明當(dāng)前點(diǎn)非本發(fā)明需要增 強(qiáng)的綠色，不作處理；若是，則進(jìn)入步驟S203,對(duì)每一個(gè)在此范圍內(nèi)的色度矢 量給出相應(yīng)的幅度控制參數(shù)b，如附圖5，本實(shí)施例中，所述50。到130。的范圍， 以縱軸90。為中心，為對(duì)稱的兩個(gè)部分第一象限的50。到90。；第二象限的90。 到130°。因其對(duì)稱性，本實(shí)施例中僅以第一象限的部分為例，所述第二象限的 部分與第一象限的部分為對(duì)稱分布。
本實(shí)施例中，如附圖5所示，第一象限的部分分為五個(gè)區(qū)域A區(qū)、.B區(qū)、 C區(qū)、D區(qū)、E區(qū)，取A區(qū)的角度范圍為70°到90。， B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)、E區(qū) 的角度范圍均為5。。具體的增強(qiáng)區(qū)域判斷方法為將色度矢量的斜率(Cr/Cb) 與五條基準(zhǔn)直線的斜率即角度的正切值進(jìn)行比較，從而判斷出它落在圖5中所 示的五個(gè)區(qū)域中的一個(gè)內(nèi)，根據(jù)落在區(qū)間的不同相應(yīng)的給出不同的控制參數(shù)b， 通過(guò)所述參數(shù)可以對(duì)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的幅度進(jìn)行動(dòng)態(tài)的控制。如附圖5所示，對(duì) 于落在A區(qū)的色度矢量，最接近最飽和的綠電平，本實(shí)施例中控制參數(shù)b值取1，即進(jìn)行了最大幅度的飽和度增強(qiáng)；對(duì)于落在B區(qū)至E區(qū)的色度矢量，本實(shí)施 例中，控制參數(shù)b值依次取0.8， 0.6， 0.4， 0.2，從而實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)幅度的漸變。
值得注意的是，本實(shí)施例中綠電平增強(qiáng)調(diào)整范圍并不局限與所述的50°到 130°，其它0。到180。內(nèi)的范圍均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍；另外，本發(fā)明中第一 象限部分和第二象限部分的區(qū)間劃分不局限于本實(shí)施例的劃分方式，其它滿足 第一象限的部分和第二象限的部分基于最飽和的綠電平軸對(duì)稱，按照調(diào)整參數(shù) 的區(qū)別劃分區(qū)間的方式均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍；而且所述控制參數(shù)b值的選 擇也不局限于本實(shí)施例所述的值，其它滿足大于等于0且小于等于1，按照與對(duì) 稱軸的角度由大到小降冪排列的選擇方式，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
步驟S203或步驟S204后進(jìn)入步驟S205，在飽和度增強(qiáng)單元103對(duì)色度矢 量的Cb分量和Cr分量進(jìn)行同比例的增強(qiáng)，具體方法為根據(jù)控制參數(shù)b值對(duì)色 度矢量的Cb分量，Cr分量分別乘以一個(gè)相同的系數(shù)進(jìn)行飽和度的增強(qiáng)。即公 式(5)和公式(6)。
Cb —out = Cb*(l+b*gain) (5) Cr — out = Cr* (1 +b* gain) (6) 其中，Cbjut表示增強(qiáng)后的Cb信號(hào)，Cr —out表示增強(qiáng)后的Cr信號(hào)。gain 的作用是進(jìn)行增益控制，用戶可以通過(guò)寄存器的值實(shí)時(shí)地改變，且滿足gain的 范圍大于等于O且小于等于1。例如當(dāng)取b-l， gainKU時(shí)，由公式(5)和 公式(6)，相當(dāng)于給Cb信號(hào)和Cr信號(hào)上進(jìn)行了 1.1倍的飽和度增強(qiáng)。由于綠 電平的增強(qiáng)程度沒(méi)有一個(gè)客觀的標(biāo)準(zhǔn)，用戶可以根據(jù)自己的主觀感覺(jué)進(jìn)行調(diào)整 gain值，更加方便，適應(yīng)不同的客戶需求。
另外，本發(fā)明不局限于本實(shí)施例中色差信號(hào)Cb和色差信號(hào)Cr分別乘以一 個(gè)相同的系數(shù)，色差信號(hào)Cr所乘的系數(shù)可以略大于色差信號(hào)Cb上所乘系數(shù)，從而簡(jiǎn)單有效的達(dá)到了增加顏色飽和度和進(jìn)行色調(diào)補(bǔ)償，即向基準(zhǔn)綠色軸靠攏 的目標(biāo)。
在本發(fā)明所述方法中，因?yàn)檫M(jìn)行了色度矢量區(qū)域的判斷，保證本發(fā)明只對(duì) 綠色信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)，因此避免了影響到其它的顏色，比如說(shuō)膚色和藍(lán)色。由于 是根據(jù)色度矢量與綠色基準(zhǔn)矢量的距離來(lái)確定進(jìn)行綠色增強(qiáng)的幅度，因此可使 較綠的綠電平進(jìn)行較大幅度的飽和度增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)的調(diào)整。其次，
因?yàn)楸景l(fā)明的參數(shù)是在0和1的范圍內(nèi)漸變的取值，所以實(shí)現(xiàn)了較好的過(guò)渡，
避免了出現(xiàn)明顯的分界現(xiàn)象。另外，因?yàn)楸景l(fā)明對(duì)增強(qiáng)區(qū)域的判斷是在旋轉(zhuǎn)后 的色彩空間進(jìn)行，且根據(jù)第一象限和第二象限的點(diǎn)關(guān)于縱軸對(duì)稱的特點(diǎn)，有效 的簡(jiǎn)化了運(yùn)算量和實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。
權(quán)利要求
1、一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元(101)、增強(qiáng)區(qū)域判斷單元(102)和飽和度增強(qiáng)單元(103)，其中輸入的視頻色差信號(hào)Cb和Cr首先經(jīng)基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元(101)產(chǎn)生輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)經(jīng)增強(qiáng)區(qū)域判斷單元(102)輸出控制參數(shù)，然后將該控制參數(shù)輸入到飽和度增強(qiáng)單元(103)，增強(qiáng)延遲的輸入視頻色差信號(hào)Cb和Cr后得到視頻色差信號(hào)輸出。
2、 一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟步驟一，基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元(101)將輸入的視頻色差信號(hào)Cb和Cr進(jìn)行色軸 旋轉(zhuǎn)，使其旋轉(zhuǎn)到以最飽和的綠色為縱軸的色度空間中；步驟二，增強(qiáng)區(qū)域判斷單元(102)判斷旋轉(zhuǎn)后的色度矢量處于色度空間調(diào) 整區(qū)域劃分的相應(yīng)部分，得到對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)；步驟三，飽和度增強(qiáng)單元(103)根據(jù)所述控制參數(shù)，以及參數(shù)gain,對(duì)當(dāng) 前色度信號(hào)進(jìn)行飽和度增強(qiáng)，從而得到增強(qiáng)后的視頻色差信號(hào)輸出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的方法，其特征在 于，步驟三所述參數(shù)gain的取值范圍為0^gaii^1，該值可以通過(guò)寄存器配置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的方法，其特征在 于，步驟二所述的調(diào)整區(qū)域是以最飽和的綠電平為對(duì)稱軸左右方向各小于等于90 度的兩個(gè)區(qū)域。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的方法，其特 征在于，所述調(diào)整區(qū)域的劃分是以最飽和的綠電平為對(duì)稱軸將左右兩區(qū)域?qū)ΨQ劃 分的分別至少一個(gè)區(qū)域。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的方法，其特征在于，所述劃分的區(qū)域?qū)?yīng)特定的控制參數(shù)，所述控制參數(shù)根據(jù)所在區(qū)域與最飽和 綠電平的距離漸進(jìn)取值。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的方法，所述控制 參數(shù)的取值范圍為大于等于0且小于等于1。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行綠色增強(qiáng)的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元、增強(qiáng)區(qū)域判斷單元，飽和度增強(qiáng)單元，該方法包括將輸入的視頻色差信號(hào)Cb和Cr經(jīng)基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)單元進(jìn)行色軸旋轉(zhuǎn)，使其旋轉(zhuǎn)到以最飽和的綠色為縱軸的色度空間；再經(jīng)增強(qiáng)區(qū)域判斷單元判斷旋轉(zhuǎn)后的色度矢量處于色度空間的相應(yīng)調(diào)整區(qū)域，得到相應(yīng)的控制參數(shù)；飽和度增強(qiáng)單元根據(jù)所述控制參數(shù)，以及用戶配置參數(shù)gain，對(duì)當(dāng)前色度信號(hào)進(jìn)行飽和度增強(qiáng)，從而達(dá)到綠色增強(qiáng)的效果。本發(fā)明所述系統(tǒng)及方法可以有效的增強(qiáng)圖像中的綠色部分，不影響其它顏色，且利用對(duì)稱性節(jié)省了硬件，降低了成本。
文檔編號(hào)H04N9/64GK101472187SQ200710125618
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
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