成像設備、視頻信號處理電路和方法、及計算機程序產(chǎn)品的制作方法

專利名稱：成像設備、視頻信號處理電路和方法、及計算機程序產(chǎn)品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及其中將特定顏色調整為期望色度的用于將彩色圖像轉換為單色圖像的視頻信號處理電路、包括該視頻信號處理電路的成像設備、視頻信號處理方法和計算機程序產(chǎn)品。
背景技術：
已知幾種方法用于將用諸如攝像機之類的成像設備所捕獲的彩色圖像改變?yōu)槟骋簧{的圖像。例如，通常已經(jīng)將單色處理用于攝像機，作為如同圖像是使用單色膠片捕獲的那樣來表示該圖像的方法。特別地，將所捕獲的圖像改變?yōu)樵搱D像如同是使用膠片捕獲的棕褐色調圖像的功能包含在各種成像設備中。
例如，日本未經(jīng)審查的專利申請公開No.2000-105820公開了一種生成單色圖像的方法。這個方法包括步驟獲取構成圖像的相應像素的亮度等效值的分布；如果在亮度分布中允許有任何改進，則推導出在亮度轉換中的對應關系；以及生成基于該對應關系轉換了像素亮度的單色圖像。

發(fā)明內容
圖1示出了通常在相關技術領域執(zhí)行的單色處理，其中將通過使用圖像傳感器獲得的紅(R)、綠(G)和藍(B)基色信號輸入到亮度生成電路201中來計算亮度信號，并且在增益調制電路202、203和204中將有關每種顏色的增益施加到該亮度信號上。雖然電路構造被相對簡化了，但是亮度飽和時可能殘余顏色。相反，可能存在另一個控制這樣的亮度飽和的處理；然而，當亮度飽和時，基本上難以確定圖像的表示。例如，難以確定單色處理之前的原始圖像中的白色部分在單色處理之后是仍然以白色表示還是以棕褐色表示。在這樣的情況下，由制造成像設備的制造商確定單色圖像的色調，并因此用戶在調整色調方面具有有限的靈活性。
此外，在獲得諸如使用褪色膠片之類的表示的情況下，存在一種將原始信號和作為典型單色處理對其執(zhí)行單色處理的信號相混合的方法；然而，在這樣的處理中存在顏色仍然殘余在飽和信號上的可能性，其對于用戶不是優(yōu)選的。
所希望的是對彩色圖像執(zhí)行高度靈活的色調調整處理。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，在其中將用多個基色信號表示的彩色圖像轉換為單色圖像的情況下，首先基于從操作單元等提供的指令而調整有關所述多個基色信號的飽和度，以及隨后，對調整了飽和度的基色信號執(zhí)行向每個基色指示的增益校正。
此處描述的單色圖像包括具有黑白梯度的單色圖像、單種顏色的調整了飽和度的單色圖像、以及此外由多種顏色構成的圖像。
利用上述構造，因為首先調整每種基色信號的飽和度并然后對每個調整了飽和度的基色信號執(zhí)行增益校正，所以可以在每種顏色上獨立地調整色調。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以對彩色圖像執(zhí)行高度靈活的色調調整處理。


圖1是說明相關技術中的單色處理的圖示；圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實施例的攝像機的配置示例的框圖；圖3是示出圖2所示的攝像機中的顏色調整電路的配置示例的圖示；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的非線性增益曲線(1)的示例的圖示；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的非線性增益曲線(2)的示例的圖示；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的非線性增益曲線(3)的示例的圖示；圖7是示出圖2所示的攝像機中的伽馬校正電路的配置示例的圖示；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的伽馬特性示例的圖示；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的非線性分量伽馬特性的增益曲線的圖示；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的在非線性處理之后的輸出信號示例的圖示；以及圖11是示出在圖3所示的顏色調整電路中的飽和度調整電路的示例的圖示。
具體實施例方式
在下文中將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述。應當注意到，此處的“單色處理”意指將普通的彩色圖像轉換為單色圖像的處理。
圖2是示出應用了根據(jù)本發(fā)明實施例的成像設備的攝像機的基本配置的框圖。在圖2所示的攝像機中，用于將由透鏡(不說明)捕獲的光學圖像分解為紅(R)、綠(G)和藍(B)三個基色圖像的濾波器安裝在三個圖像傳感器1、2和3之前，其中每個圖像傳感器包括使用CCD(電荷耦合器件)等的成像器件。在通過諸如未說明的透鏡之類的光學系統(tǒng)之后，被攝對象的圖像光經(jīng)由濾波器入射到圖像傳感器1、2和3的光接收部分上，并且分別對紅色、綠色和藍色圖像執(zhí)行光電轉換。雖然在這個實施例中提供了用于紅色、綠色和藍色的三個圖像傳感器，但是應當理解，可以提供對應于例如四種顏色的圖像傳感器，而沒有限制這個實施例。
圖像傳感器1、2和3分別執(zhí)行光電轉換并且從被攝對象圖像中生成形成視頻信號的基色信號，并隨后將三個基色信號(信號R、信號G和信號B)分別提供給視頻放大器4、5和6。應當注意到，上述視頻信號可以應用于靜止圖像和活動圖像。
視頻放大器4、5和6是增益調整器，并且例如可以應用AGC(自動增益控制)電路等。視頻放大器4、5和6調整基色信號的增益，并且將調整了增益的基色信號分別提供給A/D轉換器7、8和9。A/D轉換器7、8和9將所輸入的模擬信號轉換為提供給視頻信號處理單元16的數(shù)字信號。
根據(jù)這個實施例的視頻信號處理單元16包括校正電路10、增益調整電路11、顏色調整電路12、亮度調整電路13、伽馬校正電路14和輸出信號生成電路15。首先，將通過使用上述視頻放大器4、5、6和A/D轉換器7、8、9調整和量化到恰當電平的基色信號R、G和B輸入到視頻信號處理單元16的校正電路10中。
校正電路10對提供給增益調整電路11的所輸入的三個基色信號執(zhí)行諸如具有濾波處理和陰影(shading)處理的預定插值處理之類的信號處理。
增益調整電路11將從校正電路10輸入的三個基色信號的增益調整到恰當?shù)碾娖?，并且將所調整的三個基色信號提供給顏色調整電路12。
顏色調整電路12是根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻信號處理電路，其將從增益調整電路11輸入的三個基色信號的色調調整(校正)為期望的色調，并且將經(jīng)調整的三個基色信號提供給亮度調整電路13。
亮度調整電路13從自顏色調整電路12輸入的基色信號中提取亮度信號、以便視頻信號落入預定范圍中，控制在高亮度區(qū)域中的亮度信號的振幅特性以使來自每個圖像傳感器的輸出的動態(tài)范圍變窄，并且將亮度信號提供給伽馬校正電路14。
伽馬校正電路14對從亮度調整電路13輸入的三個基色信號的每一個執(zhí)行與諸如CRT(陰極射線管)之類的監(jiān)控器(接收機)的伽馬特性相對應的校正，并且將經(jīng)伽馬校正的基色信號提供給輸出信號生成電路15。
輸出信號生成電路15將從伽馬校正電路14輸入的三個基色信號轉換為最終的視頻信號輸出格式，并且將經(jīng)轉換的基色信號輸出到外部。例如，輸出信號生成電路15具有起編碼器作用的功能，其將三個基色信號轉換為色差信號，并且通過使用副載波信號(未說明)來調制該色差信號，以便符合NTSC(國家電視系統(tǒng)委員會)標準、PAL(逐行倒相制)標準等。此外、在其中視頻信號應該作為模擬信號輸出的情況下，輸出信號生成電路15包括D/A轉換器，其將從上述編碼器電路輸出的量化色差信號轉換為模擬信號。
微計算機17是控制構成視頻信號處理單元16的相應電路的控制單元的示例。此外，微計算機17控制諸如透鏡(未說明)之類的光學系統(tǒng)的操作和視頻放大器4、5和6的操作。操作單元18包括在攝像機上提供的按鈕鍵、分配給安裝在攝像機上的監(jiān)視屏上所顯示的圖標的軟鍵等，其中經(jīng)由未說明的接口將與這樣的操作相對應的操作信號從操作單元18輸入到微計算機17中。微計算機17基于由對操作單元18進行操作的用戶輸入的操作信號、或者基于事先定義的預定設置等，使用存儲在諸如內部ROM(只讀存儲器)之類的非易失性存儲器單元中的計算機程序來對每個電路執(zhí)行預定的操作和控制。
此外，微計算機17根據(jù)需要連接到驅動電路(未說明)，并且從適當?shù)匕惭b到那里的磁盤、光盤、磁光盤、半導體存儲器等中讀取計算機程序，并且根據(jù)需要而將程序安裝到并入在微計算機17中的RAM中。
如上所述，在圖像傳感器1、2和3中，對被攝對象圖像執(zhí)行光電轉換以生成紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的基色信號，隨后，使用攝像機中的視頻放大器4、5、6和A/D轉換器7、8、9，將所生成的基色信號調整和量化為處于恰當電平的模擬信號，并且將其轉換為數(shù)字信號。在校正電路10和增益調整電路11中，對每個量化的基色信號執(zhí)行恰當?shù)男Ｕ驮鲆嬲{整處理，并隨后，將每個基色信號輸入到顏色調整電路12中?；趶奈⒂嬎銠C17提供的指令而將輸入到顏色調整電路12中的每個基色信號調整為期望的色調，并且將其輸入到亮度調整電路13中。此外，在亮度調整電路13中，對每個基色信號執(zhí)行恰當?shù)牧炼冉档吞幚?，并然后，將信號輸入到伽馬校正電路14中。將經(jīng)伽馬校正的基色信號轉換為最終視頻信號輸出格式的信號，以便從輸出信號生成電路15輸出。
詳細描述顏色調整電路12。圖3示出了顏色調整電路12的配置示例。根據(jù)這個實施例的顏色調整電路12包括色度調整電路21、用于信號R(通道R)的非線性增益調制電路22、用于信號G(通道G)的非線性增益調制電路23以及用于信號B(通道B)的非線性增益調制電路24。顏色調整電路12對每個都具有不同顏色信息的視頻信號，換言之，對具有經(jīng)調整的色度(也稱作飽和度)的基色信號R、G、和B分別執(zhí)行非線性操作。
色度調整電路21是基于從微計算機17提供的指令調整輸入基色信號的色度、并且將基色信號分別輸出到對應的非線性增益調制電路22、23和24的色度調整單元的示例。
非線性增益調制電路22、23和24是增益調整單元的示例，其使用由從微計算機17提供的指令所確定的增益調制圖案(校正圖案)來校正所輸入的基色信號上的增益，并且輸出經(jīng)校正的基色信號。在這個實施例中，通過非線性處理來執(zhí)行增益校正。
當在顏色調整電路12中將基色信號R、G和B從增益調整電路11(參見圖2)輸入到色度調整電路21中時，色度調整電路21基于從微計算機17提供的指令調整基色信號的色度，并且將經(jīng)色度調整的基色信號分別提供給對應的非線性增益調制電路22、23和24。非線性增益調制電路22、23和24中的每一個通過參考增益調制圖案來執(zhí)行非線性處理，以獲得有關每個經(jīng)色度調整的基色信號的期望增益，并且將結果產(chǎn)生的信號輸出到隨后的亮度調整電路13(參見圖2)。應當注意到，取決于增益調制圖案，可能存在不對其執(zhí)行非線性處理的顏色(基色信號)。
因此，在顏色調整電路12中，在色度調整電路21中在所輸入的三個基色信號上調整色度，并隨后在非線性增益調制電路22、23和24中分別對相應的基色信號R、G和B執(zhí)行非線性處理。圖4示出了當非線性增益調制電路執(zhí)行非線性處理時參考的增益調制圖案的示例。
如圖4所示，橫軸指示輸入到顏色調整電路12中的基色信號的信號電平(亮度級)，且縱軸指示在增益調整之后的基色信號的信號電平。在這個示例中，“0”表示信號電平0％，其為黑色，而“1”表示信號電平100％，其為白色?？梢允褂?位信息、利用例如256個值來表示在“0”到“1”范圍中的信號電平。
曲線31指示在信號R的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系；曲線32指示在信號G的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系；而曲線33指示在信號B的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系。圖4所示的示例表示了這樣的增益調整圖案，其中僅僅加重強調了信道R，而沒有對信道G和B執(zhí)行非線性處理。雖然曲線(事實上是直線)32和33是相同的，但是為了闡述方便起見，這兩條曲線是稍微不同的。
如圖4所示，在顏色調整電路12中，分別對每個經(jīng)色度調整的基色信號執(zhí)行非線性處理。因此，可以在中間范圍中加重信道R的增益，同時在黑色和白色、即信號電平“0”和“1”附近保持輸入信號狀態(tài)。換句話說，可以獲得僅僅使用紅色的單色表示。
利用由顏色調整電路12執(zhí)行的這樣功能的應用，微計算機17設置例如圖5所示的非線性增益調制圖案，由此使得能夠用更大的靈活性獲得各種顏色的表示。如圖5所示，曲線41指示在信號R的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系；曲線42指示在信號G的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系；而曲線43指示在信號B的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系。圖5所示的示例表示了這樣的增益調整圖案，其中僅僅加重了信道R和B而控制信道G，特別是在這個圖案中，加重了信道R。
將上述非線性增益調整處理應用到基色信號、并在色度調整電路21中將色度控制到大約七分之一的程度，可以獲得諸如具有暗紅和淺綠的褪色畫面這樣的表示。
此外，通過在色度調整電路21中幾乎消除色度，還可以獲得黑色和白色的單色表示。
圖4和5是示出其中在整個圖像上表示同一種顏色的增益調制圖案示例的圖示。然而，例如，使用信道R在輸入信號的較高電平處加重而相反信道B在其較低電平處加重的增益調制曲線，可以獲得顏色取決于輸入信號電平而發(fā)生改變這樣的圖像表示。圖6示出了用于獲得這樣的圖像表示的增益調制圖案示例。
如圖6所示，曲線51指示在信號R的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系；曲線52指示在信號G的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系；而曲線53示出了在信號B的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系。圖6所示的示例表示其中信道R的增益調制曲線51僅僅在較高電平處上升、而相反信道B的增益調制曲線53僅僅在較低電平處下降的增益調整圖案。利用使用這樣的增益調制圖案執(zhí)行的非線性處理，圖像的暗部分包括控制了信道B(藍色)的輸出信號，而其亮部分包括信道R(紅)占主導的輸出信號。
如上述示例所述，與輸入基色信號的電平相對應地改變非線性增益調制電路中的非線性處理。因此，可以將具有取決于基色信號電平的不同顏色強度的圖像輸出到后續(xù)電路。
如上所述，在顏色調整電路12中調整基色信號的色度之后，對用于相應顏色的經(jīng)色度調整的基色信號執(zhí)行非線性操作，這使得獲得了高度靈活的色調調整處理。
具體而言，當通過對操作單元18進行操作的用戶將操作信號輸入到微計算機17中時，微計算機17將與用戶的操作相對應的色度調整指令和增益調制指令輸出到色度調整電路21和非線性增益調制電路22、23和24。此外，基于從微計算機17提供的指令、在色度調整電路21中將每個基色信號調整到期望的色度，然后基于從微計算機17提供的指令、在非線性增益調制電路22、23和24中分別對相應的基色信號執(zhí)行非線性處理，由此提供用戶期望的圖像表示。
這里，可以將與諸如“深褐色”之類、在攝像機中設置為缺省的顯示模式相對應的增益調制圖案編輯為用戶優(yōu)選的色調，并且可以將該增益調制圖案存儲到稍后所述的非線性表格中。因此，當用戶通過操作監(jiān)控器上的軟鍵來選擇例如“深褐色”模式時，選中與“深褐色”相對應的編輯后的增益調制圖案，并且表現(xiàn)調整為期望的“深褐色”色調的圖像。此外，用戶可以對操作單元18進行操作以便對于顯示在監(jiān)控器上的圖像而對每個基色信號執(zhí)行實時色調調整操作。
使用曲線的曲線擬合、使用直線的折線近似等是用作用于獲得執(zhí)行這樣的非線性處理的電路的方法；然而，為了保持在恰當范圍內的精度，在任何方法中，電路配置趨向于變大。因此，提出了一種在也是非線性操作電路的伽馬校正電路14中執(zhí)行增益調制處理的方法。在下文中，參考圖7到10描述作為示例的、使用折線近似的伽馬校正處理電路。
圖8示出了基于折線近似的伽馬校正處理，其中在由曲線73指示的伽馬校正曲線的伽馬值和由曲線71指示的線性特性值(線性值)之間的差值被當作伽馬校正值，并且執(zhí)行折線近似以獲得指示由該差值所代表的電平改變量的非線性曲線72。獲得相應線段上的數(shù)據(jù)作為最終的伽馬校正值。日本未經(jīng)審查的專利申請公開No.H09-172562中公開了由這個發(fā)明的中請人所提出的這樣的伽馬校正處理的具體示例。這里，簡要闡述其內容。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的伽馬校正電路14中的一個信道的配置示例。如圖7所示，伽馬校正電路的一個信道包括增益和偏移計算電路61、非線性分量生成電路63和非線性分量加法電路66。伽馬校正電路14包括用于三個信道R、G和B中的每個的、具有圖7所示的配置的電路。
如圖7所示，將從亮度調整電路13輸入的基色信號輸入到增益和偏移計算電路61中。增益和偏移計算電路61基于從微計算機17提供的指令、從非線性表格62中提取與輸入信號電平相對應的增益調整系數(shù)和偏移量。
非線性表格62包括由微計算機17確定的非線性處理的內容(要對其執(zhí)行非線性處理的輸入信號電平的范圍，以及增益量)、以及由當時與非線性曲線72相切的線性方程“Y＝aX+b”所代表的直線中的斜率數(shù)據(jù)a和截點數(shù)據(jù)b，其中這些內容和數(shù)據(jù)是關聯(lián)的。非線性表格62存儲在諸如ROM(未說明)之類的非易失性存儲器設備中，并且加載到RAM中以便由讀取與指令相對應的數(shù)據(jù)的增益和偏移計算電路61所參考。應當注意到，非線性表格62也被稱為映射表或者查找表。
增益和偏移計算電路61參考非線性表格62，并且為輸入基色信號的每個信號電平讀取斜率數(shù)據(jù)a和截點數(shù)據(jù)b，并且將斜率數(shù)據(jù)a作為增益調整系數(shù)以及將截點數(shù)據(jù)b作為偏移量提供給非線性分量生成電路63。
非線性分量生成電路63包括乘法器64和加法器65，乘法器64將輸入信號X和增益系數(shù)a相乘，且加法器65將偏移量b加到來自乘法器64的輸出aX，生成與伽馬校正相關的非線性分量，并且將所生成的非線性分量提供給非線性分量加法電路66。從非線性分量生成電路63提供的信號對應于圖8中的曲線72。
非線性分量加法電路66包括加法器67，其將從非線性分量生成電路63輸出的信號加到提供給輸出信號生成電路15的輸入信號上。伽馬校正處理對三個基色信號R、G和B執(zhí)行這樣的非線性處理。
通過參考非線性表格62來計算用于輸入信號的增益和偏移量，以便生成非線性分量。此外，在非線性分量生成電路63中計算所計算的增益和偏移量以生成非線性分量，并且最后在非線性分量加法電路66中將所生成的非線性分量加到輸入信號(線性分量)上，由此在具有上述配置的伽馬校正電路中完成伽馬校正處理。
如上所述，伽馬校正電路使用輸入信號(基色信號)的線性分量(曲線71)生成非線性分量(曲線72)，并且將那些分量相加以輸出伽馬校正曲線73。這里，觀察這個非線性分量，并且將不同的增益調制圖案分別應用到輸入信號R、G和B，由此獲得根據(jù)本發(fā)明實施例的非線性處理。具體而言，為伽馬校正處理準備考慮要在根據(jù)本發(fā)明實施例的非線性處理中使用的增益調制圖案，并且將其存儲在非線性表格62中。隨后，從微計算機17提供有關色調調整(非線性增益調整)的指令，并且根據(jù)所指示的色調調整的內容，增益和偏移計算電路61參考與指令內容相對應的增益調制圖案。此外，增益和偏移計算電路61基于該增益調制圖案、對每個基色信號執(zhí)行與伽馬校正和色調調整有關的非線性處理。圖9示出了非線性分量的增益調制圖案的示例。
如圖9所示，曲線81指示信號R的非線性分量中、在輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系；曲線82指示信號G的非線性分量中、在輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系；而曲線83指示信號B的非線性分量中、在輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系。如圖9所示，信道R的非線性分量(曲線81)上升得高于其它信道，并且在中間范圍中加重。圖10示出了基于圖9所示的非線性分量的增益曲線獲得的最終輸出信號。
如圖10所示，曲線91指示在信號R的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系；曲線92指示在信號G的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系；而曲線93指示在信號B的輸入信號電平和輸出信號電平之間的關系。如圖10所示，僅僅信道R伽馬特性曲線91的中間范圍上升了，因此，僅僅可以在監(jiān)控器側加重和表現(xiàn)信道R。
這里，在使用如上所述的伽馬校正電路獲得根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻信號處理(單色處理)的情況下，在監(jiān)控器側相反地轉換普通的伽馬特性(非線性發(fā)光輸出特性)。因此，通過相反地轉換要被設置的增益調制圖案而獲得實際單色處理中的顏色表示。更具體而言，考慮監(jiān)控器側的伽馬特性來設置使用伽馬校正非線性處理電路時的增益調制圖案，其不同于在圖3所示的非線性增益調制電路22、23和24中使用的增益調制圖案。
在這樣使用伽馬校正電路用于根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻信號處理的情況下，類似先前所述，也可以執(zhí)行高靈活性的色調調整處理，以獲得加重各種顏色的圖像表示、以及通過組合多種顏色而分別在輸入信號的較低電平和較高電平處加重不同顏色的圖像表示。
接下來，也詳細描述色度調整電路21。提出了一種色度調整處理，其中根據(jù)輸入的基色信號生成亮度信號，在從相應的基色信號中減去亮度信號而產(chǎn)生的信號上調整增益，并且然后再次執(zhí)行相加亮度信號的操作。
圖11示出了用于獲得上述色度調整處理的電路配置的示例。如圖11所示，根據(jù)這個實施例的色度調整電路包括亮度生成電路101、色差生成電路102、色差增益調整電路103和輸出電路104。
亮度生成電路101使用矩陣電路以便從基色信號R、G和B中生成亮度信號。
色差生成電路102執(zhí)行從所輸入的基色信號R、G和B中減去在亮度生成電路101中生成的亮度信號的操作，并且生成色差信號。
色差增益調整電路103執(zhí)行將在色差生成電路102中生成的、相應信道的色差信號和由微計算機設置的增益調整系數(shù)(k)105相乘的操作。
輸出電路104執(zhí)行將亮度生成電路101中生成的亮度信號加到已經(jīng)在色差增益調整電路103中調整了增益的相應色差信號中、并將結果產(chǎn)生的信號輸出到后續(xù)電路的處理。
亮度信號首先從輸入到具有上述配置的色度調整電路的亮度生成電路101中的基色信號R、G和B中生成。在色差生成電路102中，從相應的基色信號中減去亮度信號以生成分別對應于基色信號的色差信號R-Y、G-Y和B-Y。隨后，在色差增益調整電路103中，將每個色差信號和增益調整系數(shù)(k)相乘，以調整該增益。最后，在輸出電路104中將亮度信號再次加到相應的、經(jīng)增益調整的色差信號中，并且將每個都具有調整的色度和相同亮度的視頻信號R’、G’和B’輸出到外部。
最后從輸出電路104輸出的視頻信號R’、G’和B’如下所述R′＝(R-Y)×k+YG′＝(G-Y)×k+YB′＝(B-Y)×k+Y在增益系數(shù)k為“0”的情況下，例如利用輸出的基色信號獲得黑色和白色的單色調表示。此外，在增益系數(shù)k為“0.5”的情況下，獲得具有一半顏色保留在每個輸出的基色信號中的色調。
調整操作本身就體積而言不是特別大的，但是具有專用電路導致整個視頻信號處理單元16的電路尺度的增大。因此，例如將諸如提取亮度信號的功能之類的亮度調整電路13的一部分應用于這個處理，由此使得使用已知電路的處理能夠與使用伽馬校正電路的非線性處理類似地執(zhí)行，并且防止電路尺度的增大。
如迄今為止所述，諸如攝像機之類的圖像設備具有這樣的配置，其中調整每個基色信號R、G和B的色度，然后對每個經(jīng)色度調整的基色信號分別執(zhí)行非線性操作。因此，可以對圖像執(zhí)行高靈活性的色調調整處理。此外，通過完全減少色度，基于黑色和白色的單色表示也是有可能的。
此外，亮度調整電路13和伽馬校正電路14分別用于或者應用于在顏色調整電路12中執(zhí)行的、用于相應顏色的色度調整功能和非線性處理功能，由此使得能夠執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實施例的色調調整處理，而不用添加特定電路。因此，可以將電路尺度的增大控制為最小。
應當注意到，上述在視頻信號處理單元16(參見圖2)的處理可以由硬件執(zhí)行，也可以由軟件執(zhí)行。在使用軟件執(zhí)行一系列處理的情況下，構成軟件的程序代碼存儲在諸如ROM之類、并入微計算機17中的存儲單元中。特別地，在由軟件執(zhí)行使用圖3、7和11所述的、一系列根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻信號處理(單色處理)的情況下，視頻信號處理單元16可以利用在存儲單元中新安裝用于執(zhí)行該處理的程序代碼、來包括根據(jù)本發(fā)明實施例的擴展單色處理功能。
應該理解，本發(fā)明實施例還可以通過以下方式實現(xiàn)，即向系統(tǒng)或者設備提供記錄介質，該記錄介質具有執(zhí)行根據(jù)該實施例的上述功能的軟件的已記錄程序代碼，并且使用系統(tǒng)或者設備中的計算機(計算單元)來讀取和執(zhí)行存儲在記錄介質中的程序代碼。
諸如軟盤、硬盤、光盤、磁光盤、CD-ROM、CD-R、磁帶、非易失性存儲卡、ROM等之類的記錄介質可用作用于提供程序代碼的記錄介質。
此外，根據(jù)上述實施例的功能不僅通過執(zhí)行由計算機讀取的程序代碼而獲得，而且還通過基于程序代碼的指令、執(zhí)行使用在計算機上操作的OS等的部分或者全部實際處理而獲得。
此外，在上述實施例中描述了其中根據(jù)本發(fā)明實施例的成像設備應用于攝像機的示例；然而，本發(fā)明的實施例可以廣泛地應用于各種設備而不限于攝像機，并且例如可以應用于數(shù)字照相機、彩色圖像掃描儀、或者具有等效功能的其它設備。此外，從成像設備接收視頻信號的接收機可以具有根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻信號處理功能，并且可以在接收機側上執(zhí)行視頻信號處理，具體而言，單色處理。
本領域技術人員應當理解，在權利要求及其等效的范圍之內，取決于設計要求及其他因素，可以出現(xiàn)各種修改、組合、子組合以及改變。
權利要求
1.一種成像設備，包含視頻信號處理電路，將使用多個基色信號表示的彩色圖像轉換為單色圖像，所述視頻信號處理電路包括色度調整單元，用于調整所述多個輸入基色信號的色度；增益校正單元，其是為每個所述基色信號而提供的，用于校正在所述色度調整單元中調整了其色度的基色信號上的增益；以及控制單元，用于命令所述色度調整單元調整色度，并命令所述增益校正單元中的每一個校正增益。
2.如權利要求1所示的成像設備，其中所述視頻信號處理電路包括存儲單元，用于存儲設置增益校正內容的校正圖案；以及所述增益校正單元從所述存儲單元獲取與從所述控制單元提供的指令相對應的校正圖案，并且基于所述校正圖案校正所述基色信號上的增益。
3.如權利要求2所示的成像設備，其中使用包括在所述成像設備中的伽馬校正電路的伽馬校正功能來配置所述增益校正單元；以及所述存儲單元存儲校正圖案，所述校正圖案包括所述伽馬校正的內容和所述增益校正的內容。
4.如權利要求1所示的成像設備，其中使用在所述成像設備中包括的亮度調整電路的亮度信號生成功能來配置所述色度調整單元。
5.如權利要求4所示的成像設備，其中所述色度調整單元包括亮度生成電路，根據(jù)所述多個輸入的基色信號生成亮度信號；色差生成電路，通過從每個基色信號中減去在所述亮度生成電路中生成的亮度信號，而生成與每個基色信號相對應的色差信號；色差增益調整電路，根據(jù)從所述控制單元提供的指令，而調整在所述色差生成電路中生成的每個基色信號上的增益；以及輸出電路，將所述亮度信號加到在所述色差增益調整電路中調整了其增益的每個色差信號上，并且輸出結果產(chǎn)生的信號。
6.一種將使用多個基色信號表示的彩色圖像轉換為單色圖像的視頻信號處理電路，包含色度調整單元，用于調整所述多個輸入基色信號的色度；增益校正單元，其是為每個所述基色信號提供的，用于校正在所述色度調整單元中調整了色度的基色信號上的增益；以及控制單元，用于命令所述色度調整單元調整色度，并命令所述增益校正單元中的每一個校正增益。
7.一種將使用多個基色信號表示的彩色圖像轉換為單色圖像的視頻信號處理方法，包含步驟對多個基色信號執(zhí)行所命令的色度調整；以及對調整了其色度的每個基色信號分別執(zhí)行所命令的增益校正。
8.一種將使用多個基色信號表示的彩色圖像轉化為單色圖像的計算機程序產(chǎn)品，其使計算機執(zhí)行對多個基色信號進行的所命令的色度調整處理；以及對調整了其色度的每個基色信號分別進行的所命令的增益校正處理。
全文摘要
提供了將使用多個基色信號表示的彩色圖像轉換為單色圖像的視頻信號處理電路。該視頻信號處理電路包括色度調整單元，用于調整多個輸入基色信號的色度；增益校正單元，其是為每個基色信號提供的，用于校正在色度調整單元中調整了其色度的基色信號上的增益；以及控制單元，用于命令該色度調整單元調整色度，并命令每個增益校正單元校正增益。
文檔編號H04N9/68GK101047773SQ20071009142
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權日2006年3月28日
發(fā)明者西出義章 申請人:索尼株式會社