專利名稱：利用數(shù)字信號(hào)處理的Gamma失真校正裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模擬及數(shù)字圖像信號(hào)數(shù)據(jù)的Gamma(γ)校正裝置及方法，尤其涉及通過信號(hào)處理的Gamma(γ)失真校正裝置及方法。
背景技術(shù)：
如果把輸入的圖像信號(hào)通過陰極射線管(CRT)、等離子顯示板(PDP)、液晶顯示板(LCD)一樣的顯示裝置來進(jìn)行視聽電視，則由于顯示裝置對(duì)輸入信號(hào)具有非線性特征，因此不能正確的顯示原來顏色，所以只能顯示失真的顏色。例如，同電視機(jī)的陰極射線、電腦顯示器或攝像機(jī)的固體攝像器件等一樣，通過輸入色差信號(hào)和亮度信號(hào)來顯示圖像的顯示設(shè)備，因具有非線性的磷光物質(zhì)而產(chǎn)生非線性現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫做Gamma(γ)現(xiàn)象。
通過這種Gamma(γ)現(xiàn)象，與輝度信號(hào)成分密切相關(guān)的亮度(brightness)引起非線性變換，因此在顯示裝置中顯示的圖像產(chǎn)生失真。為了把輸入到顯示裝置的線性數(shù)據(jù)，能夠以原來的狀態(tài)進(jìn)行輸出，對(duì)Gamma(γ)現(xiàn)象值，需要事先進(jìn)行補(bǔ)償校正。
為了把這種失真進(jìn)行校正后重現(xiàn)原來輸入的圖像信號(hào)，通過使用校正顯示裝置輸出特性的Gamma(γ)函數(shù)，對(duì)圖像輸入信號(hào)進(jìn)行校正，這種校正叫做Gamma(γ)校正。
在圖像信號(hào)的處理過程中，可以說Gamma(γ)校正是必須進(jìn)行的不可缺少的校正。也就是說，如果Gamma(γ)校正方法不同，則通過顯示裝置進(jìn)行顯示的圖像品質(zhì)也不一樣。
例如，從陰極射線管(CRT)發(fā)射的電子束輸出特性，即對(duì)引入到電子槍圖像信號(hào)的應(yīng)答特性不是按線性特性給出，而輸入信號(hào)的大小通常是按指數(shù)函數(shù)規(guī)律來增減。正因?yàn)槿绱?，在畫面上顯示的圖像的亮度及顏色等，與實(shí)際不同產(chǎn)生急速變化。
而且，在陰極射線管(CRT)中，通常是通過對(duì)應(yīng)答特性的校正來防止畫面上顯示的圖像亮度及顏色的急劇的變化。此時(shí)，通常利用具有指數(shù)函數(shù)的逆函數(shù)應(yīng)答特性的Gamma(γ)校正裝置，對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處理。
圖1是利用查表(Lookup Table)的Gamma(γ)校正裝置的概略構(gòu)成框圖。
參照?qǐng)D1，通常把數(shù)字圖像信號(hào)輸入到圖像信號(hào)處理部20后，在畫面質(zhì)量調(diào)整部22中設(shè)定畫面上需要顯示的畫面質(zhì)量(包括亮度、對(duì)比度、分辨度)后，再輸入到Gamma(γ)調(diào)整部24。而Gamma(γ)調(diào)整部24將利用存儲(chǔ)器26中存儲(chǔ)的查表(LUT)，把與輸入圖像信號(hào)電平相對(duì)應(yīng)的已經(jīng)進(jìn)行Gamma(γ)校正的圖像信號(hào)輸出到顯示部30。在這里，在查表(LUT)的表中，事先存儲(chǔ)了已設(shè)定的與輸入圖像信號(hào)電平相對(duì)應(yīng)的需要校正的Gamma(γ)校正值。另外，模擬圖像信號(hào)經(jīng)過模擬數(shù)字(A/D)變換部10變換為數(shù)字信號(hào)，并把變換的數(shù)字信號(hào)輸入到圖像信號(hào)處理部20后，再經(jīng)過上述的過程。
在如同上述傳統(tǒng)的構(gòu)成中，對(duì)于顯示裝置而言，每個(gè)裝置各自都需要利用另外的Gamma(γ)系統(tǒng)測(cè)定設(shè)備來抽取Gamma(γ)數(shù)據(jù)，并通過抽取的Gamma(γ)數(shù)據(jù)來決定Gamma(γ)調(diào)整系數(shù)。正因?yàn)槿绱耍粌H需要較長的調(diào)整時(shí)間，而且每個(gè)裝置的測(cè)定偏差也較大。并且，對(duì)各陰極射線管(CRT)、等離子顯示板(PDP)、液晶顯示板(LCD)一樣的顯示裝置而言，存在著對(duì)每個(gè)裝置都需要考慮Gamma(γ)特性的問題，而這個(gè)問題是一個(gè)很難處理的問題。
并且，在傳統(tǒng)方法中，雖然通過變更查表(LUT)內(nèi)容來得到希望的Gamma(γ)校正曲線，但是這種對(duì)查表(LUT)內(nèi)容的變更是通過手動(dòng)方法來形成，因此給用戶帶來不方便性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題而開發(fā)的，其目的是通過處理數(shù)字信號(hào)來提供對(duì)Gamma(γ)失真自動(dòng)的進(jìn)行校正的裝置及方法。
并且，本發(fā)明的另一個(gè)目的是利用規(guī)定的Gamma(γ)調(diào)整用檢測(cè)圖形，提供對(duì)一幅畫面進(jìn)行輸入及輸出圖像的Gamma(γ)失真能夠進(jìn)行校正的裝置及方法。
除了上述本發(fā)明的目的及長處以外的其他目的及長處，通過以下的詳細(xì)說明以及附圖是能夠理解的。
本發(fā)明Gamma(γ)校正裝置包括下述部分接收輸入的圖像信號(hào)，并具有存儲(chǔ)與輸入圖像信號(hào)一一對(duì)應(yīng)校正值查表(LUT)用的表的圖像信號(hào)處理部；接收?qǐng)D像信號(hào)處理部的輸出信號(hào)，并從接收的輸出信號(hào)中為抽取亮度信號(hào)而設(shè)置的亮度抽取部；對(duì)一幀畫面的水平區(qū)間內(nèi)的抽取亮度的輸出信號(hào)和經(jīng)圖像信號(hào)處理部處理的信號(hào)的差值，與規(guī)定值進(jìn)行比較的比較部；把比較值，在一幀畫面垂直區(qū)間內(nèi)進(jìn)行收集后計(jì)算其平均值的同時(shí)，把計(jì)算的平均值進(jìn)行存儲(chǔ)，并為生成再設(shè)定圖像信號(hào)處理部的查表(LUT)用的表而設(shè)置的查表生成部。
上述圖像信號(hào)處理部包括下述部分設(shè)定亮度、對(duì)比度、分辨度的畫面質(zhì)量調(diào)整部；已存儲(chǔ)查表用的表的第1存儲(chǔ)部；利用第1存儲(chǔ)部中已存儲(chǔ)的查表用表，把與輸入圖像信號(hào)電平相對(duì)應(yīng)的已進(jìn)行Gamma(γ)校正的圖像信號(hào)進(jìn)行輸出的Gamma(γ)調(diào)整部。
上述比較部包含在第2存儲(chǔ)部，而規(guī)定值，可以是第2存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的用戶設(shè)定值；也可以是按著顯示裝置類型逆Gamma(γ)校正值。
本發(fā)明Gamma(γ)校正方法包括下述步驟接收輸入圖像信號(hào)，并對(duì)信號(hào)的亮度、對(duì)比度、分辨度進(jìn)行設(shè)定的同時(shí)，通過已存儲(chǔ)的查表用的表進(jìn)行Gamma(γ)調(diào)整的圖像信號(hào)處理步驟；接收已處理的圖像信號(hào)和輸入圖像信號(hào)，并從接收的信號(hào)中只對(duì)亮度信號(hào)進(jìn)行抽取步驟；對(duì)一幀畫面的水平區(qū)間內(nèi)的只抽取亮度信號(hào)的輸入圖像信號(hào)和已處理的圖像信號(hào)進(jìn)行比較步驟；把比較值，在一幀畫面垂直區(qū)間內(nèi)進(jìn)行收集后計(jì)算平均值，并通過平均值來生成查表用表的查表生成步驟；把生成的查表用的表，在已存儲(chǔ)的查表用的表中進(jìn)行再設(shè)定步驟。
上述對(duì)被只抽取亮度信號(hào)的輸入圖像信號(hào)(Y1)和已處理的圖像信號(hào)(Y2)進(jìn)行比較的步驟就是把包含Y-(Y1-Y2)的值進(jìn)行輸出的步驟；而對(duì)Y值而言，可以是用戶設(shè)定的值；也可以是按著顯示裝置類型的Gamma(γ)校正值。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果如下本發(fā)明是由于通過規(guī)定步驟得到的各種值的平均值來再設(shè)定圖像信號(hào)處理部內(nèi)的查表用的表，因此在信號(hào)處理中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)誤差，可以用簡(jiǎn)便的低費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差的校正。并且，也可以通過用戶的設(shè)定來進(jìn)行Gamma(γ)調(diào)整的目標(biāo)。
圖1是利用查表(Lookup Table)的Gamma(γ)校正裝置概略構(gòu)成框圖。
圖2是基于本發(fā)明實(shí)施例Gamma(γ)失真自動(dòng)校正裝置的概略構(gòu)成框圖。
圖3是基于本發(fā)明實(shí)施例Gamma(γ)失真自動(dòng)校正方法的概略流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明典型實(shí)施例更詳細(xì)的進(jìn)行說明。
圖2是基于本發(fā)明實(shí)施例Gamma(γ)失真自動(dòng)校正裝置的概略構(gòu)成框圖。
參照?qǐng)D2，Gamma(γ)失真自動(dòng)校正裝置100包括檢測(cè)圖形產(chǎn)生部40、模擬數(shù)字(A/D)變換部10、圖像信號(hào)處理部20、亮度抽取部50{電腦檢索中心(CSC)}、第1比較器60、第2比較器62、第2存儲(chǔ)部70及查表生成部80。
檢測(cè)圖形產(chǎn)生部40把存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的檢測(cè)圖形以模擬信號(hào)進(jìn)行輸出；可以精簡(jiǎn)化差分信號(hào)傳送{TMDS(Transition Minimized Differential Signal)}；也可以作為通過其他數(shù)字變換器件的數(shù)字信號(hào)來輸出圖像信號(hào)。而且，基于本發(fā)明圖像輸入信號(hào)，可以是模擬信號(hào)，也可以是數(shù)字信號(hào)。如果是數(shù)字信號(hào)(如果輸入信號(hào)為模擬信號(hào)，則通過模擬數(shù)字變換進(jìn)行數(shù)字化)，該數(shù)字信號(hào)輸入到為圖像處理{例如，Gamma(γ)校正}而設(shè)置的圖像信號(hào)處理部20。而圖像信號(hào)處理部包括畫面質(zhì)量調(diào)整部22、Gamma(γ)調(diào)整部24及第1存儲(chǔ)部。畫面質(zhì)量調(diào)整部將是設(shè)定最初輸入的圖像信號(hào)亮度、對(duì)比度、分辨度等的重要器件。通過畫面質(zhì)量調(diào)整部已設(shè)定亮度、對(duì)比度、分辨度等的信號(hào)，在Gamma(γ)調(diào)整部24中進(jìn)行最初查表的Gamma(γ)調(diào)整。這種Gamma(γ)調(diào)整步驟是通過第1存儲(chǔ)部26中存儲(chǔ)的查表用表的數(shù)據(jù)值和畫面質(zhì)量調(diào)整部的輸出值進(jìn)行對(duì)應(yīng)的步驟來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)圖像信號(hào)處理部的輸出信號(hào)，輸入到亮度抽取部50。而在比較部中通常利用圖像信號(hào)中的亮度信號(hào)，為此，亮度抽取部接收?qǐng)D像信號(hào)處理部的輸入及輸出信號(hào)，并從接收的信號(hào)中只抽取亮度信號(hào)。比較部(60，62)是通過亮度抽取部把亮度信號(hào)進(jìn)行分離，并計(jì)算圖像信號(hào)處理部的輸入(Y1)及輸出(Y2)值的差值后，把比較值與第2存儲(chǔ)部70中存儲(chǔ)的規(guī)定值(Y)進(jìn)行比較的重要器件。所謂規(guī)定值，可以是第2存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的用戶設(shè)定值；也可以是按著顯示裝置類型逆Gamma(γ)校正值。這種比較是對(duì)一幀畫面的水平區(qū)間內(nèi)的Y1-Y2的比較，通過第1比較器60來進(jìn)行；而對(duì)Y-(Y1-Y2)的比較，通過第2比較器62來進(jìn)行。然后，通過在一幀畫面的垂直區(qū)間內(nèi)收集數(shù)據(jù)后計(jì)算其平均值，并通過平均值來生成查表用的表，而這種生成過程的進(jìn)行是在查表生成部80中形成。為了把生成的查表用的表存儲(chǔ)后進(jìn)行輸出，查表生成部中可以包括存儲(chǔ)部。對(duì)生成的查表用的表，輸入到圖像信號(hào)處理部內(nèi)的第1存儲(chǔ)部后更新現(xiàn)有查表用的表。
以下，對(duì)如同上述構(gòu)成作為基礎(chǔ)，對(duì)圖像信號(hào)的Gamma(γ)失真自動(dòng)進(jìn)行校正的步驟更詳細(xì)的進(jìn)行說明。
圖3是基于本發(fā)明實(shí)施例Gamma(γ)自動(dòng)校正方法的概略流程圖。
參照?qǐng)D3，首先，將規(guī)定的檢測(cè)圖形在畫面上進(jìn)行顯示后(步驟10)，計(jì)算Gamma(γ)校正前的亮度信號(hào)(Y1)和Gamma(γ)校正后的亮度信號(hào)(Y2)的差值(步驟12)。計(jì)算的比較值與規(guī)定值再進(jìn)行比較(步驟14)。這個(gè)規(guī)定值，可以是在第2存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的用戶設(shè)定的值；也可以是按著顯示裝置類型逆Gamma(γ)校正值。這種比較步驟可以是在一幀畫面的水平區(qū)間內(nèi)進(jìn)行后得到其結(jié)果值(步驟16)。這種比較步驟也可以是在一幀畫面的垂直區(qū)間內(nèi)進(jìn)行后計(jì)算其平均值(步驟18)。利用步驟18中得到的平均值來生成新的查表用的表，并把第1存儲(chǔ)部中已存儲(chǔ)的查表用的表進(jìn)行更新(步驟20)。
具體的說，在檢測(cè)圖形產(chǎn)生部中產(chǎn)生的模擬或圖像信號(hào)中，包含隔行數(shù)字色差信號(hào)(Y/Cb/Cr)、紅/綠/藍(lán)(R/G/B)、復(fù)合視頻信號(hào)(CVBS)、家用錄像設(shè)備(S-VHS)等信號(hào)。如果輸入圖像信號(hào)為模擬信號(hào)，則需要通過變換器進(jìn)行數(shù)字化的步驟。為保證全體圖像的畫面質(zhì)量及能夠進(jìn)行顯示，把數(shù)字信號(hào)輸入到信號(hào)處理方框，即圖像信號(hào)處理部{VDP(Video Display Processor)}，并在其中進(jìn)行決定畫面的顏色、彩度、明度等的工作。
亮度抽取步驟是為達(dá)到本發(fā)明目的，不僅需要把為進(jìn)行規(guī)定信號(hào)處理而輸入的圖像信號(hào)和經(jīng)過圖像信號(hào)處理步驟的輸出信號(hào)作為輸入信號(hào)，而且需要把輸出信號(hào)與亮度信號(hào)進(jìn)行同一化的步驟。這樣，把亮度信號(hào)從形式上變換為各自的輸入信號(hào)(Y1)和輸出信號(hào)(Y2)后，輸入到作為目標(biāo)的生成Gamma(γ)曲線比較步驟。這樣的各種信號(hào)經(jīng)過Y1-Y2的比較步驟(步驟12)，并通過Y-(Y1-Y2)的比較步驟(步驟14)，構(gòu)成對(duì)一幀畫面水平區(qū)間內(nèi)的結(jié)果值。這樣的步驟在一幀畫面垂直區(qū)間內(nèi)再進(jìn)行(步驟18)后的結(jié)果值來計(jì)算平均值，并通過平均值來生成新的查表用的表(步驟20)。把這樣生成的新查表用的表在第1存儲(chǔ)部中進(jìn)行存儲(chǔ)，并用存儲(chǔ)的新的查表用的表來更新圖像信號(hào)處理步驟內(nèi)已存儲(chǔ)的查表用的表。由此結(jié)束本次步驟。
通過如上所述的以本發(fā)明的典型實(shí)例為中心的說明，如果是本行業(yè)的工作者，則不離開本發(fā)明技術(shù)范圍內(nèi)可以有各種變更是可以理解的。本發(fā)明的權(quán)利要求范圍不受典型實(shí)例的說明的限制，而是附錄中權(quán)利要求范圍來決定。
權(quán)利要求
1.利用數(shù)字信號(hào)處理的Gamma失真校正裝置，其特征在于包括下述部分接收輸入的圖像信號(hào)，并具有存儲(chǔ)與輸入圖像信號(hào)一一對(duì)應(yīng)校正值查表用的表的圖像信號(hào)處理部；接收?qǐng)D像信號(hào)處理部的輸出信號(hào)，并從接收的輸出信號(hào)中為抽取亮度信號(hào)而設(shè)置的亮度抽取部；對(duì)一幀畫面的水平區(qū)間內(nèi)的抽取亮度的輸出信號(hào)和經(jīng)圖像信號(hào)處理部處理的信號(hào)的差值，與規(guī)定值進(jìn)行比較的比較部；把比較值，在一幀畫面垂直區(qū)間內(nèi)進(jìn)行收集后計(jì)算其平均值的同時(shí)，把計(jì)算的平均值進(jìn)行存儲(chǔ)，并為生成再設(shè)定圖像信號(hào)處理部的查表用的表而設(shè)置的查表生成部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用數(shù)字信號(hào)處理的Gamma失真校正裝置，其特征在于所述的圖像信號(hào)處理部包括下述部分設(shè)定亮度、對(duì)比度、分辨度的畫面質(zhì)量調(diào)整部；已存儲(chǔ)查表用的表的第1存儲(chǔ)部；利用第1存儲(chǔ)部中已存儲(chǔ)的查表用表，把與輸入圖像信號(hào)電平相對(duì)應(yīng)的已進(jìn)行Gamma校正的圖像信號(hào)進(jìn)行輸出的Gamma調(diào)整部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用數(shù)字信號(hào)處理的Gamma失真校正裝置，其特征在于所述的比較部包含在第2存儲(chǔ)部，而規(guī)定值，可以是第2存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的用戶設(shè)定值；也可以是按著顯示裝置類型逆Gamma校正值。
4.利用數(shù)字信號(hào)處理的Gamma失真校正方法，其特征在于包括下述步驟接收輸入圖像信號(hào)，并對(duì)信號(hào)的亮度、對(duì)比度、分辨度進(jìn)行設(shè)定的同時(shí)，通過已存儲(chǔ)的查表用的表進(jìn)行Gamma調(diào)整的圖像信號(hào)處理步驟；接收已處理的圖像信號(hào)和輸入圖像信號(hào)，并從接收的信號(hào)中只對(duì)亮度信號(hào)進(jìn)行抽取步驟；對(duì)一幀畫面的水平區(qū)間內(nèi)的只抽取亮度信號(hào)的輸入圖像信號(hào)和已處理的圖像信號(hào)進(jìn)行比較步驟；把比較值，在一幀畫面垂直區(qū)間內(nèi)進(jìn)行收集后計(jì)算平均值，并通過平均值來生成查表用表的查表生成步驟；把生成的查表用的表，在已存儲(chǔ)的查表用的表中進(jìn)行再設(shè)定步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用數(shù)字信號(hào)處理的Gamma失真校正方法，其特征在于所述的對(duì)被抽取為亮度信號(hào)的輸入圖像信號(hào)(Y1)和已處理的圖像信號(hào)(Y2)進(jìn)行比較的步驟就是把包含Y-(Y1-Y2)的值進(jìn)行輸出的步驟；而對(duì)Y值而言，可以是用戶設(shè)定的值；也可以是按著顯示裝置類型的Gamma校正值。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過信號(hào)處理的Gamma失真校正裝置及方法，包括下述部分接收輸入的圖像信號(hào)，并具有存儲(chǔ)與輸入圖像信號(hào)校正值相對(duì)應(yīng)查表用的表的圖像信號(hào)處理部；從接收?qǐng)D像信號(hào)處理部的輸出信號(hào)中抽取亮度信號(hào)的亮度抽取部；對(duì)一幀畫面的水平區(qū)間內(nèi)的抽取亮度的輸出信號(hào)和圖像信號(hào)處理部處理的信號(hào)的差值，與規(guī)定值進(jìn)行比較的比較部；把比較值，在一幀畫面垂直區(qū)間內(nèi)進(jìn)行收集后計(jì)算其平均值的同時(shí)，把計(jì)算的平均值進(jìn)行存儲(chǔ)，并為生成再設(shè)定圖像信號(hào)處理部的查表用的表而設(shè)置的查表生成部。本發(fā)明在信號(hào)處理中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)誤差，可用簡(jiǎn)便的低費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差的校正。也可通過用戶的設(shè)定來進(jìn)行γ調(diào)整。
文檔編號(hào)H04N9/69GK101034538SQ20061005672
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
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