專利名稱：視頻信號處理裝置、視頻信號處理方法以及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻信號處理裝置和對視頻信號進(jìn)行伽瑪校正或 反伽瑪校正的視頻信號處理方法，以及根據(jù)當(dāng)所用的顯示器的伽瑪特 性不同于對所輸入的視頻信號進(jìn)行的伽瑪校正的特性時(shí)，執(zhí)行伽瑪校 王的顯示裝置取決于所用的顯示器。特別地，本發(fā)明涉及諸如陰極射 線管顯示器、液晶顯示裝置以及等離子體顯示面板的顯示裝置，以及 在其中實(shí)現(xiàn)顯示圖像的良好層次或?qū)Ρ榷鹊囊曨l信號處理裝置和視頻 信號處理方法。
背景技術(shù)：
諸如液晶顯示器或者等離子體或陰極射線管(CRT)的每一種顯 示裝置具有不同的伽馬特性。但是，由于電視廣播信號具有對應(yīng)于CRT 的伽馬特性，在廣播信號顯示在液晶顯示器或等離子體顯示器上的情 況下，需要執(zhí)行與所使用的顯示裝置對應(yīng)的伽馬校正，同時(shí)取消在發(fā) 送側(cè)對視頻信號進(jìn)行的伽馬校正。因此，在輸出與幾種顯示器對應(yīng)的 視頻信號的情況下，在接收側(cè)需要進(jìn)行與每一種顯示器對應(yīng)的伽馬校 正。
此外，也用與伽馬校正相似的校正來處理對比度設(shè)置、圖像質(zhì)量、 亮度和黑白電平調(diào)整等。目前，軟件處理量正逐步增加。因此，為了 在實(shí)現(xiàn)較小的電路尺寸和軟件處理量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更清晰和更自然的 圖像，對實(shí)現(xiàn)更平坦和更平滑的曲線的電路設(shè)計(jì)存在日益增長的需求， 這需要相當(dāng)高的技術(shù)。
在現(xiàn)有的視頻信號處理系統(tǒng)中，為了處理諸如液晶顯示器、等離 子體和CRT的顯示視頻信號的顯示裝置，提供了能夠一次響應(yīng)多個(gè)顯
示裝置的伽馬校正裝置。但是，存在該裝置不能精確地逼近伽馬特性 曲線和該裝置需要較大尺寸電路以精確逼近伽馬特性曲線的問題。為
了解決這些問題，在日本未審査專利申請公開No.2004-140702 (Matsubara)中描述了現(xiàn)有技術(shù)。
圖10示出了 Matsubara中描述的現(xiàn)有反伽馬校正裝置的框圖。如 圖10所示，反伽馬校正裝置311包括樣本數(shù)據(jù)寄存器321，樣本數(shù)據(jù) 選擇器322， Kernel系數(shù)存儲(chǔ)器323、系數(shù)選擇電路324和插值運(yùn)算單 元325。
樣本數(shù)據(jù)寄存器321通過劃分所輸入的視頻信號的信號電平來設(shè) 置多個(gè)樣本點(diǎn)，該輸入視頻信號的信號電平以偶數(shù)間隔從最低信號電 平至最高信號電平，且保持與每一個(gè)樣本點(diǎn)對應(yīng)的校正之后的視頻信 號的信號電平(校正電平)。插值運(yùn)算單元325通過使用在樣本數(shù)據(jù) 寄存器321中保持的校正電平執(zhí)行三次插值運(yùn)算，計(jì)算與所輸入視頻 信號的信號電平對應(yīng)的校正后的視頻信號的信號電平。
現(xiàn)有技術(shù)的反伽馬校正裝置311以偶數(shù)間隔設(shè)置多個(gè)樣本點(diǎn)，如 圖11中所示。樣本數(shù)據(jù)是對應(yīng)于樣本點(diǎn)的輸出值，可根據(jù)需要對其進(jìn) 行設(shè)置并且根據(jù)所需伽馬曲線通過平滑連接樣本數(shù)據(jù)來進(jìn)行反伽馬校 正處理。在該現(xiàn)有技術(shù)中，為了降低電路尺寸和平滑連接樣本數(shù)據(jù)， 使用三次插值運(yùn)算。
接下來，將描述現(xiàn)有技術(shù)中伽馬校正處理的運(yùn)算。圖11A示出了 在現(xiàn)有技術(shù)反伽馬校正裝置中設(shè)置的樣本數(shù)據(jù)的說明圖，圖11B示出 了圖11A的區(qū)域R的放大圖。圖12示出了現(xiàn)有技術(shù)的反伽馬校正裝置 的Kernel系數(shù)存儲(chǔ)器323中存儲(chǔ)的系數(shù)的視圖。反伽馬校正裝置311 在校正前劃分信號電平，并將多個(gè)樣本點(diǎn)設(shè)置到樣本數(shù)據(jù)選擇器322 和樣本數(shù)據(jù)寄存器321中，所述信號電平從自視頻數(shù)據(jù)終端331輸入 的視頻信號的最低信號電平到最高信號電平。樣本點(diǎn)表示與通過以偶
數(shù)間隔劃分輸入到樣本數(shù)據(jù)選擇器322中的視頻信號電平獲得的輸入 值相比較的數(shù)據(jù)和根據(jù)該輸入數(shù)據(jù)校正的數(shù)據(jù)。如圖11所示，當(dāng)樣本 點(diǎn)表示輸入視頻信號的信號電平的x軸，樣本數(shù)據(jù)表示輸出視頻信號 的信號電平的y軸時(shí)，樣本點(diǎn)和樣本數(shù)據(jù)的關(guān)系如下。
(x， y)=(樣本點(diǎn)，樣本數(shù)據(jù))…(1)
樣本數(shù)據(jù)是對應(yīng)于樣本點(diǎn)的輸出值，可根據(jù)需要對其進(jìn)行設(shè)置。 現(xiàn)有技術(shù)的反伽馬校正裝置根據(jù)所需伽馬曲線通過平滑連接樣本數(shù)據(jù) 進(jìn)行反伽馬校正處理。為了降低電路尺寸和平滑地連接樣本數(shù)據(jù)，現(xiàn) 有技術(shù)使用三次插值運(yùn)算。接下來，將詳細(xì)描述三次插值運(yùn)算。
三次插值運(yùn)算是利用三次多項(xiàng)式的插值算法，在以下的表達(dá)式(2) 中描述Kernel函數(shù)h(x)。圖12示出了在表達(dá)式(2)中a=-0.5的情況 下的圖形。a是控制插值方程特性的參數(shù)，且a通常從-0.5至-2。
(a + 2)卜l3 - 0 + 3)卜|2+1 0傘|<1 a|x|3 -5a|x|2 + 8。卜|-4als[x卜2 … (2) 0 2一|
現(xiàn)在，將說明通過使用三次插值運(yùn)算在與輸入視頻信號的信號電 平對應(yīng)的反伽馬校正之后計(jì)算輸出視頻信號的信號電平的處理。圖11 示出了當(dāng)用輸入視頻信號的信號電平A插值輸出視頻信號的信號電平 (通過反伽馬校正曲線上 表示的點(diǎn))時(shí)設(shè)置到反伽馬校正裝置311 中的樣本數(shù)據(jù)。水平軸是輸入視頻信號的信號電平，以相等間隔劃分 該水平軸，且對每一個(gè)所劃分的信號電平設(shè)置樣本點(diǎn)。在此，取與所 插值的點(diǎn)A相鄰的四個(gè)樣本點(diǎn)(由圖11中的點(diǎn)線環(huán)繞的o示出的四個(gè) 點(diǎn)C—2、 C—,、 d、 C2)作為樣本數(shù)據(jù)。表達(dá)式(2)中X值(以下稱 作距離x)的相鄰樣本點(diǎn)的電位差對應(yīng)于距離"1" 。 S卩，如果用相鄰 樣本點(diǎn)的電位差去除輸入視頻信號的信號電平和以上列舉的四個(gè)樣本
點(diǎn)的電平的電平差，則獲得距離X。
將在此計(jì)算的該距離x賦值給表達(dá)式(2)，并計(jì)算與四個(gè)樣本數(shù) 據(jù)對應(yīng)的權(quán)重因子(圖12中示出的h—2， h—p ln， h2)。權(quán)重因子例 如是插值運(yùn)算中使用的通用術(shù)語，且為通過用總權(quán)去除加權(quán)平均值所 獲得的值。如表達(dá)式(3)所示，用四個(gè)樣本數(shù)據(jù)乘以權(quán)重因子，并獲 得相乘結(jié)果的總數(shù)y。
y = h-2*C-2+ !!-!*(:-,+ VQ+ h2*C2 (3)
通過表達(dá)式(3)獲得的總數(shù)y是經(jīng)過反伽馬較正的點(diǎn)A的視頻信 號電平。該校正處理中所需的四個(gè)樣本點(diǎn)選自四個(gè)范圍_2《x<l， —l《x<0， 0《x<l, l《x<2，且系數(shù)值是與所選擇樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的 如圖12中示出的(h—2， h-P hp h2)的Kernel系數(shù)(系數(shù)值(h))。
因此，在圖10中示出的現(xiàn)有技術(shù)的反伽馬校正裝置311中，在校 正前，將從視頻數(shù)據(jù)輸入端331輸入的視頻信號輸入到系數(shù)選擇電路 324和樣本數(shù)據(jù)選擇器322。隨后，通過使用由系數(shù)選擇電路324獲得 的Kernel系數(shù)和由樣本數(shù)據(jù)選擇器322選擇的樣本數(shù)據(jù)，在插值運(yùn)算 單元325中進(jìn)行上述表達(dá)式(3)中描述的三次插值運(yùn)算。隨后，從輸 出端333輸出校正后的視頻數(shù)據(jù)。
此外，在日本專利No.3899994 (Ueki等人)中，公開了一種視頻 信號處理裝置，其目的在于確定視頻信號類型和根據(jù)確定結(jié)果利用一 個(gè)插值電路通過轉(zhuǎn)換與視頻信號類型對應(yīng)的幾種插值方法來進(jìn)行像素 轉(zhuǎn)換處理。該視頻信號處理裝置包括視頻確定裝置，用于確定視頻 信號是自然視頻的視頻信號還是通過計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的計(jì)算視頻信號；和 插值處理裝置，用于選擇與視頻確定裝置的確定結(jié)果相對應(yīng)的預(yù)定插 值處理，并利用所選擇的插值處理對視頻信號進(jìn)行處理，和轉(zhuǎn)換像素 的數(shù)目。視頻確定裝置利用與所輸入視頻信號相鄰的第一、第二、第
三和第四像素?cái)?shù)據(jù)的四個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)。隨后，視頻確定裝置計(jì)算第一和 第二像素?cái)?shù)據(jù)之差的絕對值和第三和第四像素?cái)?shù)據(jù)之差的絕對值之和 與第二和第三像素?cái)?shù)據(jù)之差的絕對值的比率，并基于所計(jì)算比率和預(yù) 定閾值電平的比較結(jié)果來確定所輸入視頻信號是自然視頻信號還是計(jì) 算視頻信號。
然而，在Matsubara中描述的現(xiàn)有技術(shù)中，通過以偶數(shù)間隔從最小 電平到最大電平劃分輸入視頻信號的信號電平來設(shè)置取樣點(diǎn)。隨后， 視頻信號處理裝置通過利用樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行三次插值運(yùn)算，該樣本數(shù)據(jù) 是與所設(shè)置的樣本點(diǎn)相對應(yīng)的校正值。由于這個(gè)原因，如果輸入視頻 信號的最大值是M和取樣間隔是N，則需要1+ (M+l) /N個(gè)樣本點(diǎn)和 log2 (M+l)個(gè)樣本數(shù)據(jù)。即，在Matsubara中的現(xiàn)有技術(shù)中，由于樣 本數(shù)據(jù)的位寬度較大，因此存在寄存器和計(jì)算單元數(shù)目較大的問題。 而且，由于存在大量樣本點(diǎn)，因此設(shè)置寄存器的次數(shù)和軟件處理量也 增加了。
此外，Ueki等人的現(xiàn)有技術(shù)包括線性插值電路和三次插值電路， 并對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換。但是，該技術(shù)通過確定輸入視頻信號是自然視頻還 是計(jì)算視頻，在線性插值電路和三次插值電路之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因此， 其不能減少樣本點(diǎn)，并且存在如上所述的樣本數(shù)據(jù)寄存器的尺寸增加 的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種視頻信號處理裝置，對輸 入視頻信號進(jìn)行伽馬校正或反伽馬校正。該視頻信號處理裝置包括校 正電平保持器，用于將每一個(gè)樣本點(diǎn)處校正后的視頻信號的信號電平 保持為校正電平；第一系數(shù)輸出部分，用于輸出第一系數(shù)，當(dāng)通過線 性插值從輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第一系數(shù)； 第二系數(shù)輸出部分，用于輸出第二系數(shù)，當(dāng)通過三次插值運(yùn)算從輸入 視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第二系數(shù)；以及插值運(yùn)算
單元，通過使用保持在校正電平保持器中的校正電平、第一系數(shù)或第 二系數(shù)，并執(zhí)行三次插值運(yùn)算或線性插值運(yùn)算，來計(jì)算與輸入視頻信 號的信號電平相對應(yīng)的校正后的視頻信號的信號電平，該插值運(yùn)算單 元基于輸入視頻信號的電平執(zhí)行三次插值運(yùn)算或線性插值運(yùn)算。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種視頻信號的處理方法，對輸 入視頻信號進(jìn)行伽馬校正或反伽馬校正。該視頻信號處理方法包括-從校正電平保持器讀出樣本點(diǎn)，該校正電平保持器用于將每一個(gè)樣本 點(diǎn)處校正后的視頻信號的信號電平保持為校正電平；從第一系數(shù)輸出 部分輸出第一系數(shù)，當(dāng)通過線性插值運(yùn)算由輸入視頻信號獲得校正后 的視頻信號時(shí)使用所述第一系數(shù)；從第二系數(shù)輸出部分輸出第二系數(shù)， 當(dāng)通過三次插值運(yùn)算由輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所 述第二系數(shù)；以及基于視頻信號的電平，通過使用保持在校正電平保 持器中的校正電平以及第一系數(shù)或第二系數(shù)，執(zhí)行三次插值運(yùn)算或線 性插值運(yùn)算。
在另一實(shí)施例方式，顯示輸入視頻信號的顯示裝置包括用于對輸 入視頻信號進(jìn)行伽馬校正或反伽馬校正的伽馬校正單元。該伽馬校正
單元包括校正電平保持器，將每一個(gè)樣本點(diǎn)處校正后的視頻信號的
信號電平保持為校正電平；第一系數(shù)輸出部分，用于輸出第一系數(shù)，
當(dāng)通過線性插值運(yùn)算從輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所
述第一系數(shù)；第二系數(shù)輸出部分，用于輸出第二系數(shù)，當(dāng)通過三次插 值運(yùn)算從輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第二系數(shù)； 以及插值運(yùn)算單元，其通過使用保持在校正電平保持器中的校正電平、 第一系數(shù)或第二系數(shù)并執(zhí)行三次插值運(yùn)算或線性插值運(yùn)算，計(jì)算與輸 入視頻信號的信號電平對應(yīng)的校正后的視頻信號的信號電平，該插值 運(yùn)算單元基于輸入視頻信號的電平執(zhí)行三次插值運(yùn)算或線性插值運(yùn) 算。
根據(jù)本發(fā)明，由于基于輸入視頻信號電平執(zhí)行線性插值或三次插
值。因此，不需要保持多余樣本數(shù)據(jù)且可通過在視頻信號電平周期中 執(zhí)行線性插值來降低電路尺寸，所述視頻信號電平周期的電平變化量 例如基本是線性的。
艮P，本發(fā)明提供了能夠降低電路尺寸的視頻信號處理裝置、視頻 信號處理方法和顯示裝置。


從以下結(jié)合附圖的對特定優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和其 他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加明顯，附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的反伽馬校正裝置的視圖； 圖2示出了反伽馬校正曲線圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的反伽馬校正裝置的樣本數(shù) 據(jù)選擇器的視圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的反伽馬校正裝置的樣本數(shù) 據(jù)選擇器的操作的流程圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式，在反伽馬校正曲線和線性 插值中使用的樣本數(shù)據(jù)的視圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的改進(jìn)示例的反伽馬校正曲 線的視圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的改進(jìn)示例的另一反伽馬校 正曲線的視圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的反伽馬校正裝置的視圖； 圖9示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的反伽馬校正裝置的樣本數(shù)據(jù) 選擇器的操作的流程圖10示出了根據(jù)Matsubara中現(xiàn)有技術(shù)的反伽馬校正裝置的框圖； 圖IIA示出了現(xiàn)有技術(shù)的反伽馬校正裝置中設(shè)置的樣本數(shù)據(jù)的說
明圖IIB示出了圖IIA中區(qū)域R的放大圖；以及
圖12示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)反伽馬校正裝置的Kernel系數(shù)存儲(chǔ)器中
保存的系數(shù)的視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考示意性實(shí)施方式描述本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理 解，利用本發(fā)明的啟示可實(shí)現(xiàn)很多可替換的實(shí)施方式，且本發(fā)明不限 于為說明目的示出的實(shí)施方式。
現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述應(yīng)用本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。采用視頻 信號處理裝置的本發(fā)明的這些實(shí)施方式，通過使用用于三&插值的樣 本數(shù)據(jù)在一部分校正曲線上執(zhí)行線性插值，以降低電路尺寸和軟件處 理量。
該實(shí)施方式關(guān)注于亮度信號超出白電平(100 IRE)的區(qū)域的反伽 馬特性顯示接近直線的曲線的特性。隨后，視頻信號處理裝置通過使 用在三次插值運(yùn)算中使用的樣本數(shù)據(jù)對該區(qū)域執(zhí)行線性插值。g卩，通 過直線近似實(shí)現(xiàn)了降低軟件處理量(寄存器設(shè)置量)和電路尺寸。
第一實(shí)施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的反伽馬校正裝置。圖2示 出了反伽馬校正曲線。該實(shí)施方式向圖9中示出的上述Matsubara反伽 馬校正裝置新加入了系數(shù)運(yùn)算電路26和選擇器27，簡化了樣本數(shù)據(jù)寄 存器21并優(yōu)化了樣本數(shù)據(jù)選擇器22。 B卩，反伽馬校正裝置ll包括樣 本數(shù)據(jù)寄存器21、樣本數(shù)據(jù)選擇器22、 Kernel系數(shù)存儲(chǔ)器23、系數(shù)選 擇電路24、插值運(yùn)算單元25、系數(shù)運(yùn)算電路26和選擇器27。
樣本數(shù)據(jù)寄存器21用作校正電平保持器，以將每一個(gè)樣本點(diǎn)處校 正后的視頻信號的信號電平保持為校正電平，和將寫入到樣本數(shù)據(jù)寄 存器21中的樣本數(shù)據(jù)值的樣本數(shù)據(jù)寄存器寫入信號從伽馬特性選擇端 32輸入。外部CPU或者其他設(shè)備等能在樣本數(shù)據(jù)寄存器21中寫入該 樣本數(shù)據(jù)。
在此，在該實(shí)施方式中，如圖2中所示，樣本數(shù)據(jù)不需要具有最
大輸入電平的幅值，而只需要具有黑電平(OIRE)和白電平(100IRE) 之間的幅值。因此，該實(shí)施方式的樣本數(shù)據(jù)的位寬度是1og"L+l)位且 樣本點(diǎn)的數(shù)目是1+ (L+l) /N。 M表示輸入視頻信號的最大電平，和 N表示取樣間隔。
樣本數(shù)據(jù)選擇器22從樣本數(shù)據(jù)寄存器21中選擇樣本數(shù)據(jù)并將所 選擇的樣本數(shù)據(jù)輸出到插值運(yùn)算單元25。根據(jù)本實(shí)施方式的反伽馬校 正裝置11基于輸入視頻信號電平進(jìn)行三次插值運(yùn)算或線性插值運(yùn)算。 三次插值運(yùn)算需要四個(gè)樣本數(shù)據(jù)，如上所述，該四個(gè)樣本數(shù)據(jù)在輸入 視頻信號的鄰域。線性插值運(yùn)算需要兩個(gè)樣本點(diǎn)。g卩，所選樣本數(shù)據(jù) 根據(jù)插值方法而不同。因此，將圖像數(shù)據(jù)的高位log2(M+l) — log2N(位) 輸入到樣本數(shù)據(jù)選擇器22，且樣本數(shù)據(jù)選擇器22確定輸入視頻信號電 平并確定進(jìn)行三次插值運(yùn)算還是進(jìn)行線性插值運(yùn)算。在該實(shí)施方式中， 如果輸入視頻信號電平等于或大于第一個(gè)值thl，則進(jìn)行線性插值運(yùn)算。 如果輸入圖像信號電平小于第一個(gè)值thl，則進(jìn)行三次插值運(yùn)算。該實(shí) 施方式中，該第一個(gè)值thl是白電平(100 IRE)。注意，第一個(gè)值thl 可大于白電平或者小于白電平。此外，除了大于白電平的電平之外， 在為黑電平的鄰域的0至第二個(gè)值th2 (0<th2<thl)的情況下也可進(jìn) 行線性插值運(yùn)算。
具體地，樣本數(shù)據(jù)選擇器22輸入樣本數(shù)據(jù)選擇信號以選擇四個(gè)或 兩個(gè)樣本數(shù)據(jù)作為輸入到樣本數(shù)據(jù)寄存器21的輸入視頻信號。據(jù)此， 包括所選樣本數(shù)據(jù)的樣本數(shù)據(jù)信號從樣本數(shù)據(jù)寄存器21輸出到樣本數(shù) 據(jù)選擇器22。如果樣本數(shù)據(jù)選擇器22確定進(jìn)行三次插值運(yùn)算，則樣本 數(shù)據(jù)選擇器選擇兩個(gè)樣本點(diǎn)和另兩個(gè)樣本點(diǎn)且與所選四個(gè)樣本點(diǎn)對應(yīng) 的每一個(gè)樣本數(shù)據(jù)都通過樣本數(shù)據(jù)信號從樣本數(shù)據(jù)寄存器21獲得。該 兩個(gè)取樣點(diǎn)與輸入視頻信號的信號電平相鄰，并具有高于輸入視頻信 號電平的電平，另兩個(gè)樣本點(diǎn)與輸入視頻信號的信號電平接近，并具
有低于輸入視頻信號電平的電平。如果樣本數(shù)據(jù)選擇器22確定進(jìn)行線 性插值運(yùn)算，則該實(shí)施方式中，樣本數(shù)據(jù)選擇器22通過樣本數(shù)據(jù)信號 從所有樣本數(shù)據(jù)中獲得兩個(gè)較大的樣本數(shù)據(jù)。
隨后，樣本數(shù)據(jù)選擇器22將樣本數(shù)據(jù)(E-2、 E-i、 E" E2)輸出 到插值運(yùn)算單元25，且將選擇用于三次插值運(yùn)算的系數(shù)或用于線性插 值運(yùn)算的系數(shù)的系數(shù)選擇信號輸出到選擇器27。
Kernel系數(shù)存儲(chǔ)器23是存儲(chǔ)對應(yīng)于Kernel函數(shù)的系數(shù)組的存儲(chǔ) 器。將Kernel系數(shù)存儲(chǔ)器23設(shè)置為能夠從外部裝置寫入系數(shù)組。在該 實(shí)施方式中，從系數(shù)組的端34輸入用于將系數(shù)值寫入到存儲(chǔ)器中的系 數(shù)存儲(chǔ)器寫入信號。將系數(shù)值寫入到存儲(chǔ)器的裝置是外部CPU或其它 裝置。
系數(shù)選擇電路24用作第二系數(shù)輸出部分，以輸出當(dāng)通過三次插值 運(yùn)算由輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用的第二系數(shù)。艮卩，
將表示距離x的系數(shù)選擇信號輸入到Kernel系數(shù)存儲(chǔ)器23，以及將與 距離x對應(yīng)的系數(shù)值信號(h—2， h—p ln， h2)從Kernel系數(shù)存儲(chǔ)器23 輸出到系數(shù)選擇電路24。系數(shù)選擇電路24基于Kernel函數(shù)通過系數(shù) 值信號獲得用于三次插值運(yùn)算的系數(shù)，該Kernel函數(shù)的變量通過使用 相鄰兩個(gè)樣本點(diǎn)之間的距離來標(biāo)準(zhǔn)化。這種情況下，通過從將從輸入 視頻信號電平到由系數(shù)選擇電路24選擇的每一個(gè)樣本點(diǎn)的距離x輸入 到Kernel函數(shù)中的變量中，計(jì)算四個(gè)系數(shù)。
系數(shù)運(yùn)算電路26用作第一系數(shù)輸出部分，以輸出當(dāng)通過線性插值 由輸入視頻信號獲得校正之后的視頻信號時(shí)使用的第一系數(shù)。系數(shù)運(yùn) 算電路26通過使用與Matsubara相同的三次插值運(yùn)算電路進(jìn)行線性插 值運(yùn)算。為了通過使用三次插值運(yùn)算電路進(jìn)行線性插值運(yùn)算，即為了 集成三次插值運(yùn)算電路和線性插值運(yùn)算電路，系數(shù)運(yùn)算電路26計(jì)算線 性運(yùn)算的系數(shù)并將運(yùn)算結(jié)果輸出到選擇器27。
具體地，系數(shù)運(yùn)算電路26運(yùn)算由以下表達(dá)式(4一1) 、 (4一2) 示出的系數(shù)。注意，稍后將證明這些表達(dá)式。
il= ( a 2-x) /(a 2-a 1)…(4—1) i2= (x-a 1) /(a 2-a 1)…(4 — 2)
在此，Cl (al， Pl) 、 C2 (a2， 3 2)表示兩個(gè)樣本點(diǎn)，其用 于線性插值運(yùn)算，x表示在系數(shù)運(yùn)算電路26中輸入的視頻信號值，和 il、 i2表示系數(shù)運(yùn)算電路26的輸出系數(shù)。注意，系數(shù)運(yùn)算電路26以(0， il， i2， 0)形式輸出輸出系數(shù)。
選擇器27根據(jù)來自樣本數(shù)據(jù)選擇器22的選擇信號來選擇系數(shù)運(yùn) 算電路26的輸出或者系數(shù)選擇電路24的輸出，并將系數(shù)(k—2， k—p kp k2)輸出到插值運(yùn)算單元25。
插值運(yùn)算單元25通過使用樣本數(shù)據(jù)(E-2， E-p Ep E2)和系數(shù) (k-2， k—kP k2)計(jì)算表達(dá)式(5)。
y=k—2*E—,+k^E!+k^E2…(5)
插值運(yùn)算單元25計(jì)算表達(dá)式(5)，而樣本數(shù)據(jù)(C—2， C—p d， C2)的位寬度是log2(L+l)位。即，由于在該實(shí)施方式中，白電平(100 IRE)之上的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值運(yùn)算，因此可以將樣本數(shù)據(jù)的位寬度降 低(log2 (M+l) —log2 (L+l))位。這使得四個(gè)乘法器k-^E—2、 k— ,*E—,、 k,E,、 k2*E2和三個(gè)加法器的電路尺寸降低了與所降低的位寬 度相等的量。
接下來，將詳細(xì)說明樣本數(shù)據(jù)選擇器22。圖3示出了樣本數(shù)據(jù)選 擇器22的圖。樣本數(shù)據(jù)選擇器22包括視頻信號電平確定部分221，是否在白電平(100 IRE)之上；樣本數(shù)據(jù)采集
部分222，用于根據(jù)確定結(jié)果從樣本數(shù)據(jù)寄存器21獲得樣本數(shù)據(jù)；以 及系數(shù)選擇信號產(chǎn)生器224,用于基于輸入視頻信號的電平確定結(jié)果產(chǎn) 生系數(shù)選擇信號。
視頻信號電平確定部分221接收最高(log2 (M+l) —log2N)位 的信號，并基于該信號確定輸入圖像信號是否等于或大于白電平(100 IRE)。如果輸入信號等于或大于白電平(100 IRE)，則在插值運(yùn)算 單元25中進(jìn)行線性插值運(yùn)算，如果輸入信號小于白電平(100 IRE)， 則在插值運(yùn)算單元25中進(jìn)行三次插值運(yùn)算。由于每一次插值運(yùn)算所使 用的樣本數(shù)據(jù)都不同，因此視頻信號電平確定部分221確定輸入圖像 信號的電平。
樣本數(shù)據(jù)采集部分222基于確定結(jié)果，輸入樣本數(shù)據(jù)選擇信號以 選擇三次插值運(yùn)算的四個(gè)樣本數(shù)據(jù)或者線性插值運(yùn)算的兩個(gè)樣本數(shù)據(jù) 到樣本數(shù)據(jù)寄存器21。由此，由所選擇的樣本數(shù)據(jù)構(gòu)成的樣本數(shù)據(jù)信 號(C—2， C—i， Cp C2)或(Dp D2)從樣本數(shù)據(jù)寄存器21輸出到樣 本數(shù)據(jù)選擇器22。
輸出數(shù)據(jù)發(fā)生器223將所獲得的樣本數(shù)據(jù)輸出為(E-2， E-。 Ep E2)。這種情況下，直接輸出三次插值運(yùn)算的樣本數(shù)據(jù)(C—2， C一p d， C2)。將線性插值運(yùn)算的樣本數(shù)據(jù)(Dp D2)輸出為(0， Dp D2， 0)。
系數(shù)選擇信號發(fā)生器224將系數(shù)選擇信號輸出到選擇器27。如果 輸入視頻信號小于白電平(100 IRE)，則系數(shù)選擇信號發(fā)生器224使 得選擇器27通過系數(shù)選擇信號選擇系數(shù)選擇電路24的輸出。如果輸 入視頻信號等于或大于白電平(100IRE)，則系數(shù)選擇信號發(fā)生器224 使得選擇器27通過系數(shù)選擇信號選擇系數(shù)運(yùn)算電路26的輸出。接下來，將描述樣本數(shù)據(jù)選擇器22的運(yùn)算。圖4示出了根據(jù)本發(fā) 明第一實(shí)施方式的反伽馬校正裝置的樣本數(shù)據(jù)選擇器的運(yùn)算的流程 圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式在反伽馬校正曲線和線性插值中 使用的樣本數(shù)據(jù)的視圖。如圖4所示，樣本數(shù)據(jù)選擇器22接收校正前 的12位視頻數(shù)據(jù)的最高的(log2 (M+l) —log2N)的信號。根據(jù)該輸 入信號，視頻信號電平確定部分221基于校正前的視頻信號的信號電 平確定應(yīng)當(dāng)進(jìn)行三次插值運(yùn)算還是應(yīng)當(dāng)進(jìn)行線性插值運(yùn)算。在該實(shí)施 方式中，在信號電平等于或大于白電平(100 IRE)的情況下，進(jìn)行線 性插值運(yùn)算，在信號電平小于白電平(100TRE)的情況下，進(jìn)行三次 插值運(yùn)算。因此，樣本數(shù)據(jù)選擇器22確定信號電平是否等于或大于白 電平(100 IRE)(電平確定步驟S1)。能夠僅利用最高位確定信號電 平是否等于或大于白電平(100 IRE)。
如果反伽馬校正前的圖像數(shù)據(jù)的信號電平小于白電平(IOO IRE)， 則樣本數(shù)據(jù)采集部分222從樣本數(shù)據(jù)寄存器21獲得三次插值運(yùn)算的樣 本數(shù)據(jù)(C—2， C-i， d， C2)(步驟S2)。另一方面，如果視頻信號 電平等于或大于白電平(100 IRE)，則樣本數(shù)據(jù)采集部分222獲得線 性插值運(yùn)算的樣本數(shù)據(jù)(D。 D2)(步驟S3)。在此，該實(shí)施方式的 樣本數(shù)據(jù)(Dp D2)是樣本點(diǎn)的最大電平的兩個(gè)樣本數(shù)據(jù)。即，如圖5 中所示，兩個(gè)點(diǎn)的樣本數(shù)據(jù)包括小于白電平(100 IRE)的一個(gè)點(diǎn)和等 于白電平(100 IRE)的一個(gè)點(diǎn)。在這種情況下，如圖5所示，盡管校 正誤差稍微大些，但是利用了三次插值運(yùn)算的樣本點(diǎn)。因此，不必設(shè) 置線性插值運(yùn)算的樣本點(diǎn)，從而進(jìn)一步減少了樣本點(diǎn)。
在樣本數(shù)據(jù)采集部分222獲得三次插值運(yùn)算的樣本數(shù)據(jù)或者線性 插值運(yùn)算的樣本數(shù)據(jù)之后，輸出數(shù)據(jù)發(fā)生器223產(chǎn)生以下將其輸出的 樣本數(shù)據(jù)(E—2， E—p Ep E2)(步驟S3)。
在三次插值運(yùn)算的情況下(E—2， E—p E,， E2) = (C-2， C-,， C!， C2)
在線性插值運(yùn)算的情況下(E—2， E—,， E!， E2) = (0， DP D2，0)
在輸出數(shù)據(jù)發(fā)生器223產(chǎn)生輸出樣本數(shù)據(jù)之后，輸出數(shù)據(jù)發(fā)生器 223將樣本數(shù)據(jù)(E-2， E—i， EP E2)輸出到插值運(yùn)算單元25。系數(shù)選 擇信號發(fā)生器224將選擇系數(shù)的系數(shù)選擇信號輸出到選擇器27 (步驟 S5)。
接下來，將描述表達(dá)式(4一1) 、 .(4 — 2)和表達(dá)式(5)之間的 關(guān)系。首先，在使用兩個(gè)樣本數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)線性插值運(yùn)算的情況下，使用 表達(dá)式(6)。
<formula>formula see original document page 21</formula>…(6)
可將表達(dá)式(6)轉(zhuǎn)換成以下表達(dá)式(6—1) 一 (6 — 5)。
y= (P2-P1) 'x/ (a2-a 1) + (PI a2-P2 a 1) / (a2-al)…(6—1)
y= ( (P2-P1) *x+ (31 a2-P2* al) ) / (a2-al)…(6—2)
y= (P2-x-Pl *x+Pl a2-P2* al) / (a2-al)…(6—3)
y= ((a2-x)-Pl+(x-al)' P2) / (a2-al)…(6—4)
y= ((a2-x)/ (a2-al) )P 1+ ((x-al)/ (a2-al) )P2…(6—5)
如果將表達(dá)式(4一1) 、(4一2)賦值給表達(dá)式(6 — 5)，則能
獲得表達(dá)式(6 — 6)。如果樣本數(shù)據(jù)(E-2， E—p Ep E2)是(0， e 1， P2， 0)，和系數(shù)(k—2， k—p k,、 k2)是(0， il， i2， 0)，則插值
運(yùn)算單元25能通過表達(dá)式(5)進(jìn)行線性插值運(yùn)算。
y = il P 1 + i2 3 2…(6 — 6)
諸如顯示視頻信號的液晶顯示器和等離子體顯示器以及陰極射線
管(CRT)的每一種顯示裝置都具有各自的伽馬特性。但是，由于電視 廣播信號具有CRT伽馬特性，因此在信號顯示在液晶顯示器或者等離 子體顯示器上的情況下，需要伽馬校正或反伽馬校正。在Matsubara中 描述的現(xiàn)有技術(shù)能通過簡單結(jié)構(gòu)進(jìn)行伽馬校正和反伽馬校正，該簡單 結(jié)構(gòu)具有較小電路尺寸和計(jì)算量。但是，需要進(jìn)一步降低電路尺寸， 以及需要開發(fā)更小的裝置。此外，需要有效進(jìn)行來自外部裝置如CPU 的設(shè)置，并需要開發(fā)能夠進(jìn)一步降低處理量的裝置。
如圖2所示，如果將高于100 D E的亮度數(shù)據(jù)作為輸入和輸出數(shù) 據(jù)處理，則由于該變量是非線性的，因此0—100IRE的數(shù)據(jù)的反伽馬 校正結(jié)果需要具有高的精確度。但是，由于該變量基本是線性的，因 此高于100 IRE的數(shù)據(jù)的反伽馬校正結(jié)果不需要具有高的精確度，不需 要精確。因此，高于100IRE的樣本點(diǎn)是多余的，且在Matsubara中描 述的現(xiàn)有技術(shù)中，軟件處理效率變低并且樣本數(shù)據(jù)寄存器21的電路尺 寸變大。
而且，在0—100IRE數(shù)據(jù)的反伽馬校正或伽馬校正中，校正后的 輸出信號值從不超出100IRE。因此，不需要大于100IRE的幅值，不 需要其作為樣本數(shù)據(jù)。因此，大于100IRE數(shù)據(jù)的位寬度是多余的，且 樣本數(shù)據(jù)寄存器21和插值運(yùn)算單元25的電路尺寸變大。
另一方面，在該實(shí)施方式中，在從黑電平(OIRE)到白電平(100 IRE)的電平區(qū)域內(nèi)通過三次插值運(yùn)算以與現(xiàn)有技術(shù)相近的精確度進(jìn)行 反伽馬校正、和在大于白電平(100 IRE)的電平區(qū)域中通過線性插值 運(yùn)算進(jìn)行反伽馬校正，軟件處理量和電路尺寸都能夠得到降低。而且， 由于反伽馬校正裝置能通過樣本數(shù)據(jù)選擇器22進(jìn)行三次插值運(yùn)算，因 此反伽馬校正裝置能進(jìn)行與現(xiàn)有技術(shù)相似的反伽馬校正。
接下來，將描述本發(fā)明實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)。如果我們將注意力集中 在樣本點(diǎn)的數(shù)量上，貝iJ:
Matsubara需要的樣本點(diǎn)為l+(M+l)/N個(gè)，而本實(shí)施方式需要 的樣本點(diǎn)為l+(L+l)/N個(gè)。因此，樣本點(diǎn)能降低(M —L)/N個(gè)。艮P， 降低了設(shè)置樣本數(shù)據(jù)的次數(shù)，該樣本數(shù)據(jù)是樣本點(diǎn)的校正值。由此， 能夠降低樣本數(shù)據(jù)寄存器21和樣本數(shù)據(jù)選擇器22的軟件處理量。
為此，如果輸入最大值M和白電平(100 IRE) L之間的差值較大， 或者樣本點(diǎn)的距離N較小，則樣本點(diǎn)的數(shù)量降低較大，因此益處變大。
在該實(shí)施方式中不需要具有在Matsubara所需的樣本數(shù)據(jù)的位寬 度為最大值log2 (M+l)。由此，反伽馬校正裝置僅具有l(wèi)og2 (L+l) 的位寬度。這降低了 log2 (M+l) —log2 (L+l)的樣本數(shù)據(jù)的位寬 度。在此，位寬度降低和樣本點(diǎn)降低的總寄存數(shù)為log2(M+l) X (M —L) /N+{log2 (M+l) —log2 (L+l) }X{1+(L+1)/N}。
此外，在插值運(yùn)算單元25中進(jìn)行的操作是Matsubara中的表達(dá)式 (3)和該實(shí)施方式中的表達(dá)式(5)。如果反伽馬校正裝置以最小時(shí) 間進(jìn)行操作，則每一個(gè)表達(dá)式都需要四個(gè)計(jì)算單元和三個(gè)加法器。由 于表達(dá)式(3)和(5)中的系數(shù)(h—2， h-i， h， h2) 、 (k—2， kM， kP k2)的位寬度取決于運(yùn)算結(jié)果的精確度，因此每一個(gè)位寬度都是相 同的n位。由于Matsubara中描述的樣本數(shù)據(jù)的位寬度是log2(M+l)， 因此插值運(yùn)算單元需要具有nXlog2 (M+l)位的四個(gè)計(jì)算單元和具有 n+log2 (M+l)位的三個(gè)加法器。
另一方面，由于該實(shí)施方式的位寬度是log2 (L+l)，因此插值 運(yùn)算單元需要具有nXlog2 (L+l)位的四個(gè)計(jì)算單元和具有n+log2(L + 1)位的三個(gè)加法器。因此，該實(shí)施方式能將降低以下位的電路。
nX {log2 (M+l) —log2 (L+l) } X4+{log2 (M+l) —log2 (L+l) }X3
相反，在系數(shù)運(yùn)算電路26中的運(yùn)算還需要具有n位的四個(gè)加法器
和兩個(gè)除法器，如表達(dá)式(4一1) 、 (4一2)中所示。但是，如果我 們將注意力集中在均分的樣本數(shù)據(jù)的特性上，則al-a2是兩位乘法 器。由此，/(a l—a2)可通過位移運(yùn)算來描述，且如表達(dá)式(4一3)、 (4一4)中所示，僅需增加具有(n—l)位的多達(dá)兩個(gè)的加法器。
<formula>formula see original document page 24</formula>
如果比較插值運(yùn)算單元25中的電路減少和系數(shù)運(yùn)算電路26中的 電路增加，則由于乘法器的減小效果較大，因此能在整體上降低電路 尺寸。
接下來，將描述本實(shí)施方式的具體示例。
在M二2047， L=1023， N= 128和n= 12的情況下。
關(guān)于圖1中示出的樣本數(shù)據(jù)寄存器21和樣本數(shù)據(jù)選擇器22: 現(xiàn)有技術(shù)
樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)17 (1+(1+2047)/128) 樣本數(shù)據(jù)的位寬度11位(=log2 (2047+1)) 該實(shí)施方式的具體示例 樣本點(diǎn)的個(gè)數(shù)9 (1+(1+1023)/128) 樣本數(shù)據(jù)的位寬度IO位(=log2 (1023 + 1)) 寄存器減少的總量是97=17*11-9*10。即電路將減少48%。這表 示寄存器減少使得電路減少和約50。％的軟件處理量。
關(guān)于插值運(yùn)算單元25和系數(shù)運(yùn)算電路26: 現(xiàn)有技術(shù)
樣本數(shù)據(jù)的位寬度11位(二log2 (2047+1))
即需要以下計(jì)算單元。
11位*12位的四個(gè)乘法器
23 ( = 11 + 12)位的三個(gè)加法器
本實(shí)施例的具體示例
樣本數(shù)據(jù)的位寬度10位(=log2 (1023+1))
即需要以下計(jì)算單元。
10位*12位的四個(gè)乘法器
22 ( = 10+12)位的三個(gè)加法器
11 ( = 12-1)位的兩個(gè)加法器
由此，在本發(fā)明的該實(shí)施方式中，如表達(dá)式(4一1) 、 (4一2) 中所示，將11位的兩個(gè)加法器增加到系數(shù)運(yùn)算電路26中。但是，盡 管存在該增加，由于插值運(yùn)算單元25位寬度降低使得四個(gè)乘法器和三 個(gè)加法器的電路減少的效果要更大。g卩，寄存器減少和運(yùn)算電路減少 的效果使得反伽馬校正裝置11整體電路減少的效果較大。
在該實(shí)施方式中，通過由于線性插值運(yùn)算的取代而使得軟件處理 量的降低、樣本數(shù)據(jù)位寬度的降低、以及線性插值運(yùn)算和三次插值運(yùn) 算的計(jì)算單元(插值運(yùn)算單元25)的集成來實(shí)現(xiàn)電路尺寸的減小。
接下來，將描述該實(shí)施方式的變形。圖6示出了該實(shí)施方式變形 的反伽馬校正曲線圖。在上述實(shí)施方式中，說明了將利用樣本點(diǎn)中較 大的兩個(gè)點(diǎn)用于線性插值運(yùn)算，但是不限于上述實(shí)施方式。在該變形 中，如圖6中所示，設(shè)置電平遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于白電平(100IRE)的樣本點(diǎn)C3， 且如果進(jìn)行線性插值運(yùn)算，則使用樣本點(diǎn)C3和Cl。這與上述實(shí)施方 式相比，能夠增加插值的精確度。
在這種情況下，樣本數(shù)據(jù)選擇器22和樣本數(shù)據(jù)寄存器21需要高 達(dá)log2 (M+l)位的位寬度代替log2 (L+l)位的位寬度。因此，樣
本數(shù)據(jù)C3能夠存儲(chǔ)在插值運(yùn)算單元25中。在這種情況下，樣本數(shù)據(jù) 選擇器22和樣本數(shù)據(jù)寄存器21需要log2(L+l)的位寬度。如果a 3-a 1是兩位乘法器，則可將系數(shù)運(yùn)算電路26的系數(shù)計(jì)算電路尺寸制 成最小。
接下來，將描述該實(shí)施方式的另一變形。在上述實(shí)施方式中，說 明了如果輸入圖像信號等于或大于白電平(1000 IRE)，則進(jìn)行線性插 值運(yùn)算。但是，進(jìn)行線性插值運(yùn)算的電平區(qū)域不限于此。例如，如圖7 中所示，在黑電平鄰域，由于變化量近似于線狀，因此可在該區(qū)域中 進(jìn)行線性插值運(yùn)算。例如，在從0到th2的電平區(qū)域((Xth2〈thl-中 能進(jìn)行線性插值運(yùn)算，且在大于th2的電平區(qū)域中能進(jìn)行三次插值運(yùn) 算，或者在從0到th2的電平區(qū)域和等于或大于thl的電平區(qū)域中進(jìn)行 線性插值運(yùn)算，和在從th2到thl的電平區(qū)域中進(jìn)行三次插值運(yùn)算。這 種情況下，將用于包含在從0到th2的電平區(qū)域中的三次插值運(yùn)算的樣 本數(shù)據(jù)C4(a4, P4)，C5(a5, P 5)用作線性插值運(yùn)算的樣本數(shù) 據(jù)。通過樣本數(shù)據(jù)C4 (a4， P4)，C5(a5， P 5)將輸入圖像信號 的電平插值到在線L3上的點(diǎn)中。這能進(jìn)一步降低樣本數(shù)據(jù)數(shù)目。
第二實(shí)施方式
圖8示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的反伽馬校正裝置的視圖。第二 實(shí)施方式的反伽馬校正裝置41包括增加到第一實(shí)施方式的反伽馬校 正裝置11的樣本點(diǎn)信息端37和線性插值范圍信息端36,并且將樣本 點(diǎn)信息輸入到系數(shù)運(yùn)算電路46，以及將線性差值范圍信息輸入到樣本 數(shù)據(jù)選擇器42。
在系數(shù)運(yùn)算電路46中執(zhí)行的表達(dá)式(4一1) 、 (4一2)的a 1、 a 2從外部通過樣本點(diǎn)信息端37輸入到系數(shù)運(yùn)算電路46。其中應(yīng)當(dāng)進(jìn) 行線性插值運(yùn)算的圖像信號電平和在線性插值運(yùn)算中使用的樣本數(shù)據(jù) 的范圍從線性插值范圍信息端36輸入到樣本數(shù)據(jù)選擇器42。
圖9示出了本實(shí)施方式的樣本數(shù)據(jù)選擇器42的操作的流程圖。如 圖9所示，樣本數(shù)據(jù)選擇器42確定輸入視頻信號是否在線性插值范圍 內(nèi)，該范圍通過線性插值范圍信息示出(步驟Sll)。如果輸入視頻信 號在線性插值范圍內(nèi)，則從線性插值范圍信息端36獲得樣本數(shù)據(jù)(步 驟S13)。另一方面，如果輸入視頻信號不在線性插值范圍內(nèi)，則從樣 本數(shù)據(jù)寄存器21獲得用于三次插值運(yùn)算的樣本數(shù)據(jù)，與第一實(shí)施方式 相同。其余步驟與第一實(shí)施方式中的相同(步驟S12)。因此，以預(yù)定 格式形成輸出數(shù)據(jù)(步驟S14)，并將其輸出到插值運(yùn)算單元25，同 時(shí)，將系數(shù)選擇信號輸出到選擇器27。
在該實(shí)施方式中，除了第一實(shí)施方式的效果之外，其還可以在所 有范圍內(nèi)進(jìn)行線性插值運(yùn)算，而不需將范圍限制為大于白電平(100 IRE)。
在本發(fā)明第一實(shí)施方式中，選自樣本點(diǎn)的樣本數(shù)據(jù)的最大兩個(gè)點(diǎn) 用于線性插值運(yùn)算。因此，線性插值運(yùn)算的范圍限在大于白電平(100 IRE)的電平。另一方面，在第二實(shí)施方式中，通過從外部輸入兩個(gè)樣 本點(diǎn)的信息、樣本數(shù)據(jù)和其中進(jìn)行線性插值運(yùn)算的電平的信息，能夠 在不限于線性插值運(yùn)算的范圍的情況下進(jìn)行反伽馬校正。
此外，由于不需要用于三次插值運(yùn)算的樣本點(diǎn)，因此可以減少線 性插值運(yùn)算范圍內(nèi)的樣本點(diǎn)并且能夠降低軟件的處理量。而且，由于 提供選擇器27，因此能夠進(jìn)行與現(xiàn)有技術(shù)相同的通過三次插值運(yùn)算實(shí) 現(xiàn)的反伽馬校正。
本實(shí)施方式通過與第一實(shí)施方式中相同的三次插值運(yùn)算進(jìn)行伽馬 校正或反伽馬校正。而且，本實(shí)施方式具有基于輸入視頻信號的電平 轉(zhuǎn)換線性插值運(yùn)算和三次插值運(yùn)算的功能。于是，通過選擇系數(shù)和通 過共用插值運(yùn)算的計(jì)算單元，轉(zhuǎn)換線性插值運(yùn)算和三次插值運(yùn)算，降 低電路尺寸。此外，通過從外部輸入線性插值運(yùn)算的信息，能夠在任
意范圍內(nèi)進(jìn)行線性插值運(yùn)算。此外，通過使用用于三次插值運(yùn)算的樣 本點(diǎn)進(jìn)行線性插值運(yùn)算，能夠降低樣本點(diǎn)的保留量。
顯然，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，可以在不超出本發(fā)明的范圍 和精神的范圍內(nèi)對其進(jìn)行修改和改變。例如，將上述實(shí)施方式描述為 硬件結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不限于此，可通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的CPU (中 央處理單元)執(zhí)行任何處理。在這種情況下，可提供記錄在記錄媒介 中的計(jì)算機(jī)程序，或者可提供經(jīng)由以太網(wǎng)或其他傳輸介質(zhì)傳輸?shù)挠?jì)算 機(jī)程序。
權(quán)利要求
1.一種用于對輸入視頻信號進(jìn)行伽馬校正或反伽馬校正的視頻信號處理裝置，包括校正電平保持器，用于將每一個(gè)樣本點(diǎn)處校正后的視頻信號的信號電平保持為校正電平；第一系數(shù)輸出部分，用于輸出第一系數(shù)，當(dāng)通過線性插值從所述輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第一系數(shù)；第二系數(shù)輸出部分，用于輸出第二系數(shù)，當(dāng)通過三次插值運(yùn)算從所述輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第二系數(shù)；以及插值運(yùn)算單元，用于通過使用保持在所述校正電平保持器中的校正電平、所述第一系數(shù)或所述第二系數(shù)以及執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算或所述線性插值運(yùn)算，來計(jì)算與所述輸入視頻信號的信號電平相對應(yīng)的校正后的視頻信號的信號電平，所述插值運(yùn)算單元基于所述輸入視頻信號的電平執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算或所述線性插值運(yùn)算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻信號處理裝置，其中，當(dāng)所述輸入 視頻信號的電平等于或大于第一值thl時(shí)，所述插值運(yùn)算單元執(zhí)行所述 線性插值運(yùn)算。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻信號處理裝置，其中，當(dāng)所述輸入 視頻信號的電平小于第一值thl時(shí)，所述插值運(yùn)算單元執(zhí)行所述三次插 值運(yùn)算。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻信號處理裝置，其中，當(dāng)所述輸入 視頻信號的電平在零和第二值th2之間(0<tli2<thl)時(shí)，所述插值運(yùn) 算單元執(zhí)行所述線性插值運(yùn)算，以及當(dāng)所述輸入視頻信號的電平等于 或大于所述第二值th2時(shí)執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號處理裝置，其中，當(dāng)所述輸入視頻信號的電平在零和第二值th2之間以及大于第一值thl (0<th2< thl)時(shí)，所述插值運(yùn)算單元執(zhí)行所述線性插值運(yùn)算，以及當(dāng)所述輸入 視頻信號的電平在所述第二值th2和所述第一值thl之間時(shí)執(zhí)行所述三 次插值運(yùn)算。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻信號處理裝置，其中，所述第一值 thl是白電平。
7. 根據(jù)權(quán)剎要求l所述的視頻信號處理裝置，其中，所述插值運(yùn) 算單元使用共同的樣本點(diǎn)執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算和所述線性插值運(yùn) 算，所述共同樣本點(diǎn)能共用于所述三次插值運(yùn)算或所述線性插值運(yùn)算 中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻信號處理裝置，其中，所述插值運(yùn) 算單元使用兩個(gè)樣本點(diǎn)執(zhí)行所述線性插值運(yùn)算，所述兩個(gè)樣本點(diǎn)包括 與所述第一值相對應(yīng)的樣本點(diǎn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號處理裝置，其中，所述插值運(yùn) 算單元使用與所述第一值對應(yīng)的樣本點(diǎn)和相鄰樣本點(diǎn)執(zhí)行所述線性插 值運(yùn)算。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號處理裝置，其中，所述插值 運(yùn)算單元通過使用相同計(jì)算單元執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算和所述線性插 值運(yùn)算。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號處理裝置，還包括樣本數(shù) 據(jù)選擇器，用于選擇兩個(gè)樣本點(diǎn)和另外兩個(gè)樣本點(diǎn)并從所述校正電平 保持器獲得與四個(gè)樣本點(diǎn)相對應(yīng)的校正電平(E—2， E—p Ep E2)，所 述兩個(gè)樣本點(diǎn)與所述輸入視頻信號的信號電平接近，并具有高于所述輸入視頻信號電平的電平，所述另外兩個(gè)樣本點(diǎn)與所述輸入視頻信號 的信號電平接近，并具有低于所述輸入視頻信號電平的電平，其中所述第二系數(shù)輸出部分取出四個(gè)系數(shù)(k-2， k-p k,， k2)，基于Kernel函數(shù)執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算，所述Kernel函數(shù)的變量通過利用 相鄰樣本點(diǎn)之間的距離進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，所述四個(gè)系數(shù)通過將距離輸入到 所述Kernel函數(shù)中的變量中來計(jì)算，所述距離是從所述輸入視頻信號 的信號電平到通過所述樣本數(shù)據(jù)選擇器選擇的每一個(gè)樣本點(diǎn)的距離，所述插值運(yùn)算單元基于由所述樣本數(shù)據(jù)選擇器取出的四個(gè)校正電 平和由所述第二系數(shù)輸出部分取出的四個(gè)系數(shù)，利用y=k—2*E-2+k—,*E—t+k,E!+k2氺E2執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的視頻信號處理裝置，還包括系數(shù)存儲(chǔ) 器，存儲(chǔ)與所述Kernel函數(shù)相對應(yīng)的系數(shù)組，其中所述第二系數(shù)輸出部分從存儲(chǔ)在所述系數(shù)存儲(chǔ)器中的所述系數(shù)組 中讀出與所述距離對應(yīng)的系數(shù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的視頻信號處理裝置，其中，能夠從外 部裝置將所述系數(shù)組寫入到所述系數(shù)存儲(chǔ)器中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的視頻信號處理裝置，其中，所述第一 系數(shù)輸出部分輸出il、 i2作為第一系數(shù)，il和i2通過il= ( a 2-x) /(a 2-a 1) i2= (x-a 1) /(a 2-a 1)來計(jì)算，其中所述線性插值運(yùn)算中使用的兩個(gè)樣本點(diǎn)是(al， 3 1) 、 (a 2， P2)，且所述輸入視頻信號的值是x。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的視頻信號處理裝置，其中，所述樣本 數(shù)據(jù)選擇器輸出(E—2， E—p Ei, E2) = (0， ei， P2， 0)至所述插 值運(yùn)算單元，所述第一系數(shù)輸出部分輸出(k-2， k-p k。 k2) = (0， il， i2， 0) 至所述插值運(yùn)算單元，以及 所述插值運(yùn)算單元利用y=k—2*E—i+VE丄+k E: 執(zhí)行所述線性插值運(yùn)算。權(quán)利要求書第4/6頁
16. —種對輸入視頻信號進(jìn)行伽馬校正或反伽馬校正的視頻信號處理方法，該方法包括-從校正電平保持器讀出樣本點(diǎn)，以在每一個(gè)樣本點(diǎn)處將校正后的視頻信號的信號電平保持為校正電平；從第一系數(shù)輸出部分輸出第一系數(shù)，當(dāng)通過線性插值運(yùn)算從所述 輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第一系數(shù)；從第二系數(shù)輸出部分輸出第二系數(shù)，當(dāng)通過三次插值運(yùn)算從所述 輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第二系數(shù)；以及基于所述視頻信號的電平，通過使用保持在所述校正電平保持器 中的校正電平和所述第一系數(shù)或所述第二系數(shù)，執(zhí)行所述三次插值運(yùn) 算或所述線性插值運(yùn)算。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的視頻信號處理方法，其中，當(dāng)所述輸 入視頻信號的電平等于或大于第一值時(shí)執(zhí)行所述線性插值運(yùn)算。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的視頻信號處理方法，其中，使用相同 的樣本點(diǎn)執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算和所述線性插值運(yùn)算。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的視頻信號處理方法，其中，通過使用 相同的計(jì)算單元執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算和所述線性插值運(yùn)算。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的視頻信號處理方法，包括 選擇兩個(gè)樣本點(diǎn)和另外兩個(gè)樣本點(diǎn)，并從所述校正電平保持器取出與四個(gè)樣本點(diǎn)對應(yīng)的校正電平(E-2， E-p E,, E2),所述兩個(gè)樣本 點(diǎn)接近所述輸入視頻信號的信號電平并具有高于所述輸入視頻信號電 平的電平，并且所述另外兩個(gè)樣本點(diǎn)接近所述輸入視頻信號的信號電平并具有低于所述輸入視頻信號電平的電平；當(dāng)輸出所述第二系數(shù)時(shí)，基于通過使用相鄰樣本點(diǎn)之間的距離標(biāo) 準(zhǔn)化其變量的Kernel函數(shù)，取出四個(gè)系數(shù)(k-2， k—P kP k2)以執(zhí)行 所述三次插值運(yùn)算，所述四個(gè)系數(shù)通過將距離輸入到所述Kernel函數(shù) 的變量中來計(jì)算，所述距離是從所述輸入視頻信號的信號電平到通過 所述樣本數(shù)據(jù)選擇器選擇的每一個(gè)樣本點(diǎn)的距離；以及基于由所述樣本數(shù)據(jù)選擇器取出的四個(gè)校正電平和由所述第二系 數(shù)輸出部分取出的四個(gè)系數(shù)，利用y = k-2*E—!+k^E一k,E2 執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的信息處理方法，其中，當(dāng)輸出所述第 一系數(shù)時(shí)，所述方法輸出il、 i2作為第一系數(shù)，il和i2通過il= ( a 2-x) /(a 2-a 1) i2= (x-a 1) /(a 2-a 1)來計(jì)算，其中，用于所述線性插值運(yùn)算中的所述兩個(gè)樣本點(diǎn)是(a 1， PI) 、 (a 2， P2)，且所述輸入視頻信號的值是x。
22. —種顯示輸入視頻信號的顯示裝置，包括 伽馬校正單元，用于對所述輸入視頻信號進(jìn)行伽馬校正或反伽馬校正，其中所述伽馬校正單元包括校正電平保持器，用于將每一個(gè)樣本點(diǎn)處校正后的視頻信號的信 號電平保持為校正電平；第一系數(shù)輸出部分，用于輸出第一系數(shù)，當(dāng)通過線性插值運(yùn)算從 所述輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第一系數(shù)；第二系數(shù)輸出部分，用于輸出第二系數(shù)，當(dāng)通過三次插值運(yùn)算從所述輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第二系數(shù)；以及 插值運(yùn)算單元，用于通過使用保持在所述校正電平保持器中的校 正電平、所述第一系數(shù)或所述第二系數(shù)，以及執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算 或所述線性插值運(yùn)算，來計(jì)算與所述輸入視頻信號的信號電平對應(yīng)的 校正后的視頻信號的信號電平，所述插值運(yùn)算單元基于所述輸入視頻 信號的電平執(zhí)行所述三次插值運(yùn)算或所述線性插值運(yùn)算。
全文摘要
本發(fā)明涉及視頻信號處理裝置、視頻信號處理方法以及顯示裝置。一種視頻信號處理裝置，包括樣本數(shù)據(jù)寄存器，用于將每一個(gè)樣本點(diǎn)處校正后的視頻信號的信號電平保持為校正電平；系數(shù)運(yùn)算電路，用于輸出第一系數(shù)；系數(shù)選擇電路，用于輸出第二系數(shù)；以及插值運(yùn)算單元，用于通過利用保持在樣本數(shù)據(jù)寄存器中的校正電平、第一系數(shù)或第二系數(shù)以及執(zhí)行三次插值運(yùn)算或線性插值運(yùn)算，計(jì)算與輸入視頻信號的信號電平相對應(yīng)的校正后的視頻信號的信號電平。當(dāng)通過線性插值運(yùn)算從輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第一系數(shù)。當(dāng)通過三次插值運(yùn)算從輸入視頻信號獲得校正后的視頻信號時(shí)使用所述第二系數(shù)。
文檔編號H04N5/202GK101374194SQ20081021093
公開日2009年2月25日 申請日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
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