專利名稱：數字式動態非線性校正方法
技術領域：
本發明涉及數字式圖像信號處理過程中對圖像信號進行包括動態伽 瑪在內的動態非線性處理的方法。通常用于液晶電視，等離子電視以及其它需要 對圖像信號進行數字處理的顯示設備。
背景技術：
對視頻信號進行包括伽瑪在內的非線性處理是很多顯示設備必須的一個處 理過程。用模擬電路可以比較容易的實現非線性處理的動態化， 一些模擬器件的 非線性特性可以受某種因素的控制，也就可以用這個因素來動態控制信號的非 線性處理過程。目前隨著技術發展，視頻信號處理的數字化成分越來越多。目前 對視頻信號進行伽瑪和非線性處理通常使查詢表的方式來實現。數字化的視頻 信號經過這個查詢表處理，輸出一個經過查詢表的傳遞函數處理的數字化視頻 信號，這個査詢表的傳遞函數通常設置成不同的伽瑪特性和其它非線性的特性。 這個查詢表包含大量數據，導致這個表的數據很難動態改變，即使動態改變，也 很難達到實際的要求，因此用動態改變查詢表的方法實現數字圖像處理過程中 的動態伽瑪和非線性處理有較大難度。
發明內容
本發明仍然使用查詢表的方式實現包括伽瑪在內的非線性處理過程，但是 回避了動態改變查詢表的做法，使用一個靜態的查詢表，通過特殊的方式實現動 態的伽瑪和非線性處理效果。
本發明使用了一個有特別要求的査詢表，這個查詢表的數字精度大于或等
于要被查詢表處理的信號的量化精度級別，輸入信號進入查詢表時，由于精度級 別比査詢表小或相同，只能被查詢表的一部分或全部內容處理。通過選擇被查詢 表的不同部分處理，并且將查詢表的傳遞函數表示的曲線設計成特殊的形狀就 可以獲得不同的非線性處理結果。而且這個選擇過程不但可以是靜態的還可以 是動態的，從而實現動態的非線性處理。伽瑪也是一種非線性特性。也被包含在 本發明實現的非線性特性中。
通過改變即將進入査詢表的數字視頻信號的直流電平或增益都可以實現選 擇被査詢表傳遞函數表示的曲線的不同部分處理。也就是對即將進入査詢表的 數字式視頻信號先經過加減乘除運算，這些運算不分順序，可以只進行部分運算。
被查詢表處理過的數字信號的直流電平和幅度通常會發生變化，這時需要 對數字信號的直流電平和幅度進行校正。經過直流電平和幅度校正以后，就完成 了本發明描述的處理過程。
下面結合附圖對本發明作進一步說明
圖1是一種查詢表的傳遞函數的曲線特性示意，這個特性曲線是可以根據實 際要求設置的。
圖2示意一個查詢表的數字精度是10比特，輸入信號是8比特時，輸入信 號選擇被查詢表的傳遞函數表示的曲線的不同段處理，粗黑方框表示輸入信號
被查詢表傳遞函數不同段處理。這里示意出了3段。
圖3示意輸入信號被查詢表傳遞函數表示的曲線的不同段處理后所具有的
不同的非線性特性的形狀。
圖4示意從査詢表輸出的數字視頻信號經過直流電平和增益校正以后的非
線性特性。
圖5示意一種查詢表傳遞函數的曲線形狀，和當輸入查詢表的數字信號的動 態范圍和査詢表一致時的非線性特性。
圖6示意當數字信號經過增益改變后，動態范圍變成查詢表的四分之一時被 查詢表的非線性曲線處理的范圍。
圖7示意當數字信號經過增益改變后,動態范圍變成查詢表的二分之一時被 査詢表的非線性曲線處理的范圍。
圖8示意從査詢表輸出的數字信號經過直流電平和增益調整以后的非線性
曲線的形狀，從左到右依次是動態范圍是查詢表的四分之一，二分之一和--時的 情況。
圖9是本發明描述的一般處理步驟。
圖10示意進入查詢表的數字信號只經過直流電平控制的一種處理流程。
圖2到圖4描述了數字信號通過改變直流電平這種方式選擇被查詢表傳遞 函數表示的曲線的不同部分處理的過程和最后效果；圖5到圖8描述了數字信號 通過改變增益這種方式選擇被查詢表傳遞函數表示的曲線的不同范圍處理的過 程和最后效果。改變直流電平和改變增益是可以靜態和動態進行的。
具體實施例方式
在一個8Bit的數字信號系統中，設置一個10Bit精度的査詢表，查詢表傳 遞函數的曲線特性被設置成圖2中的非線性曲線的形狀。將進入査詢表的信號 疊加一個偏移量，這個偏移量可以動態的根據需要改變。當需要-個很強的中 間向上拱起來形狀的非線性效果時，偏移量是0，當需要將向上拱的程度減弱一 些時，增大偏移量的大小。繼續增大偏移量，中間向上拱的程度越來越弱，當
偏移量大約是十進制的383時，非線性曲線變成基本平直的一條線，繼續增大 偏移量，非線性效果的曲線的中間部分開始向下凹，隨著偏移量的繼續加大而
凹得越厲害，直到偏移量達到大約十進制的767，這時曲線中間下凹到最大程度。 經過查詢表處理以后的信號還需要經過增益和直流處理，才能夠變成一般情
況下常用的信號。這個過程如下在將要被疊加偏移量的輸入信號中加入一個
零電平標志Al (0)和最高電平標志位Bl (256)。在從査詢表輸出的信號中提 取出被處理過的零電平標志A2，將查詢表處理過的數字信號減去A2的值，這樣 就可以還原電平。在被還原電平的數字信號中提取出原來的最高點平標志B2， 用改變數字信號增益的方式將這個標志位的幅度還原到被處理之前Bl的幅度 上。這時增益還原就結束了。經過這些過程處理的信號就具有動態可控的不同 形狀的伽瑪和非線性特征。
本具體實施方式
的處理流程如圖IO所示。
本具體實施方式
只使用了通過對進入查詢表的數字信號進行直流偏移，也
就是加減運算，從而選擇被查詢表傳遞函數表示的曲線不同部分處理的方式，實 際應用中還可以使用動態改變即將進入査詢表的數字信號的增益的方式選擇被 查詢表的傳遞函數表示的曲線的不同部分和范圍處理，也就是乘除運算，或者既 采取直流偏移，也改變增益的方式。本具體實施方式
并沒有把本專利提出的方 法全部用上，并不和權利要求的范圍沖突。不代表放棄本專利提出的其它方法。
本具體實施方式
只描述了 8比特的數字信號和10比特的査詢表，以及一個 通道的處理過程，并且描述了一種對從查詢表輸出的數字信號進行直流電平和 增益處理的過程，列舉了一種査詢表傳遞函數的非線性曲線的形狀，顯然本發明 可以用于一個以上的通道的處理過程以及其它不同比特數的數字信號和查詢 表，并且技術人員可以使用其它改進的方法來處理數字信號的直流電平和增益，并且使用不同于本具體實施方式
中列舉的查詢表傳遞函數的非線性曲線的其它 形狀的曲線。所有不背離本發明的改進都包括在權利要求范圍中。本具體實施 方式只是為了說明本發明，而不是對本發明的限制。
權利要求
1.對數字視頻信號進行包括動態伽馬校正在內的動態非線性校正處理的方法，該方法包括的步驟是對數字式視頻信號進行包括直流偏移，或縮小，或放大在內的動態的或靜態的控制；將處理過的數字視頻信號通過查詢表處理；將被查詢表處理過的數字信號進行包括直流偏移，或縮小，或放大在內的動態的或靜態的處理。
2, 根據權利要求1所述的對數字式視頻信號進行直流偏移，或縮小，或放大在 內的動態或靜態的控制，其特征是這些控制處理的步驟可以不分順序，可以只 進行一種處理，也可以進行兩種處理或三種處理。
3, 根據權利要求1所述的査詢表，其特征是這個查詢表能處理的數字信號的比 特數大于或等于進入該查詢表的數字信號的比特數。
4, 根據權利要求1所述的將被査詢表處理過的數字信號進行直流偏移或縮小或 放大處理，其特征是這些處理的步驟可以不分順序，可以不處理，可以只進行 一種處理，也可以進行兩種處理或三種處理。
全文摘要
數字式動態非線性校正方法，這個方法使用了一個比被查詢表處理的數字式視頻信號比特數高或相同的查詢表，數字式視頻信號可以動態的選擇被查詢表傳遞函數表示的非線性曲線的不同位置和范圍處理，從而獲得包括伽瑪在內的動態非線性處理效果，并且不用動態改變查詢表。
文檔編號H04N9/69GK101370150SQ20071004486
公開日2009年2月18日 申請日期2007年8月14日 優先權日2007年8月14日
發明者元 紀 申請人:元 紀