CN100426870C - 视频信号处理设备以及视频信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种视频信号处理设备，其通过执行适当的曲线弯点处理来降低出现假色和不同集线的程度，从而提供合乎需要的视频信号。该设备对视频信号进行曲线弯点处理，该视频信号具有对每个像素这样设置的彩色分量，使至少这些像素的相邻像素的信号电平比率得以保持，以这种方式，当基于曲线弯点处理的结果产生亮度和色差信号时，可以适当地基于相邻像素相加的结果产生亮度信号，以及基于相邻像素的差产生色差信号。这样，即使在曲线弯点处理之后，也可保持彩色信号的色度。

Description

视频信号处理设备以及视频信号处理方法

发明领域

本发明涉及一种视频信号处理设备以及视频信号处理方法，尤其是涉及一种用于对由诸如CCD(电荷耦合设备)这样的图像拾取设备捕获的信号进行处理的视频信号处理设备以及视频信号处理方法。

背景技术

在摄像机领域中，如用于对诸如CCD等图像拾取设备所捕获的三原色信号进行处理的视频信号处理设备以及视频信号处理方法，存在如申请号为No.H9-238359的日本专利出版物这样的传统发明。

上述传统视频信号处理设备对构成3CCD图像拾取设备介质的各个CCD所捕获的每个R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)基色信号(R信号、G信号、以及B信号)进行曲线弯点处理，然后根据曲线弯点处理后的信号产生亮度信号和色差信号。

图1给出了传统视频信号处理设备10的结构方框图。如图1所示，将每个由图像拾取设备馈入的基色信号(R信号、G信号、以及B信号)输入到与每个彩色信号相对应的各个伽玛校正电路11a，11b，以及11c。伽玛校正电路11a根据诸如CRT(阴极射线管)等的显示设备的发光特性来对R信号执行伽玛校正处理。

曲线弯点处理电路12a对伽玛校正电路11a所输出的信号执行非线性信号压缩处理，其中，这种处理是以超过某一预定电平的信号为目标的，从而将自然光的宽动态范围变窄为视频信号的较窄的动态范围。经曲线弯点处理电路12a动态范围压缩后的信号被提供给相应的白电平削波电路13a和色差信号产生电路15。

白电平削波电路13a对曲线弯点处理电路12a输出的信号进行白电平削波处理，其中这种处理是以超过某一预定电平的信号为目标的，并将该经白电平削波后的信号提供给亮度信号产生电路14。

同时，伽玛校正电路11b根据诸如CRT等的显示设备的发光特性对G信号执行伽玛校正处理。曲线弯点处理路12b对伽玛校正电路11b输出的信号执行非线性信号压缩处理，其中这种处理是以超过某一预定电平的信号为目标的，从而将自然光的宽动态范围变窄为视频信号的较窄的动态范围。经曲线弯点处理电路12b动态范围压缩后的信号被提供给相应的白电平削波电路13b和色差信号产生电路15。

白电平削波电路13b对曲线弯点处理电路12b输出的信号执行白电平削波处理，其中这种处理是以超过某一预定电平的信号为目标的，并将该经白电平削波后的信号提供给亮度信号产生电路14。

另外同时，伽玛校正电路11c根据诸如CRT等的显示设备的发光特性来对B信号执行伽玛校正处理。曲线弯点处理电路12c对伽玛校正电路11c输出的信号执行非线性信号压缩处理，其中这种处理是以超过某一预定电平的信号为目标的，从而将自然光的宽动态范围变窄为视频信号的较窄的动态范围。经曲线弯点处理电路12c动态范围压缩后的信号被提供给相应的白电平削波电路13c和色差信号产生电路5。

白电平削波电路13c对曲线弯点处理电路12c输出的信号执行白电平削波处理，其中这种处理是以超过某一预定电平的信号为目标的，并将该经白电平削波后的信号提供给亮度信号产生电路14。

亮度信号产生电路14根据白电平削波电路13a，13b，以及13c提供的信号产生亮度信号Y。另一方面，色差信号产生电路15通过根据曲线弯点处理电路12a，12b，以及12c提供的信号执行矩阵处理而产生色差信号R-Y和B-Y。

将亮度信号产生电路14产生的亮度信号Y以及色差信号产生电路15产生的色差信号R-Y和B-Y提供给诸如CRT等的显示设备。

按照这种方法，根据传统的视频信号处理设备10，对图像拾取介质所捕获的每个基色信号(R信号、G信号、以及B信号)分别进行曲线弯点处理。

另一方面，如另一传统的摄像机，存在具有这样结构的单一CCD型照相机，在该结构中与像素相对应的CCD的入射面上提供了基色滤波器[R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)]或者一补色滤波器[Ye(黄色)、Mg(品红色)、G(绿色)、Cy(青色)]，并且根据通过这些滤色器中的一个进行光电转换的彩色信号而产生亮度信号Y及色差信号R-Y和B-Y。

这种单一CCD型视频摄像机仅采用一个CCD图像拾取设备，其具有这样的优点，即可确保光学系统的小型化，并使视频摄像机整体结构紧凑。通常，在该单一CCD摄像机中也进行曲线弯点处理。

然而，根据传统的单一CCD视频摄像机，在产生亮度信号和色差信号之前，要对基色信号或者补色信号(下文被总称为视频信号)分别进行诸如伽玛校正、曲线弯点处理、白电平削波等彩色信号处理，因此，例如在视频信号中包含有一部分超过某一信号电平的视频信号和一部分未超过拐点的视频信号的情况下，曲线弯点处理特性将根据信号电平是否超过拐点而不同。其中，上述某一信号电平为在曲线弯点处理中是否执行信号压缩处理的门限值(拐点也就是曲线弯点处理中的参考点)。

按照这种方式，当具有不同曲线弯点处理特性的部分存在于一系列视频信号中时，会出现问题；当根据经过曲线弯点处理的视频信号的每个连续像素之间的信号电平差来产生彩色分量时，难以产生让人满意的彩色分量。

另外，还在将CCD图像拾取设备捕获的视频信号的连续两个像素相加以产生亮度信号的情况下，假定一具有超过拐点视频信号电平的成像对象包含一些其电平未超过该拐点的像素，则曲线弯点处理特性将由于电平是否超过该拐点而不同。因此，当要在曲线弯点处理之后根据视频信号产生亮度信号时，在有些情况下很难获得精确的亮度信号，这将导致所谓的不同集线(differing line concentration)的问题，其中，即使对同一成像对象线至线的亮度级也会不同。

此外，在产生亮度信号和色差信号之后，在对CCD图像拾取设备的输出信号执行瑕疵校正的情况下，由于已经与产生亮度信号和色差信号相关联地执行了过滤处理，因此瑕疵已被传播到周围像素，这导致更难以以适当的方式来实现瑕疵检测这样的传统问题，并且为亮度信号和色差信号分别提供瑕疵校正电路导致电路规模增加这样另外一个传统问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种视频信号处理设备以及视频信号处理方法，即使当执行曲线弯点处理时，该视频信号处理设备和该视频信号处理方法也可以适当的方式产生彩色分量(色差信号)和亮度分量(亮度信号)。

根据本发明的实施例，一种视频信号处理设备包括：获取部件，该获取部件获取视频信号，该视频信号为彩色分量按每个像素被排列的视频信号；以及处理部件，该处理部件对获取的视频信号进行曲线弯点处理，在执行该曲线弯点处理时至少保持彼此相邻像素之间的信号电平比值。

所述处理部件可以包括：亮度信号产生部件，该亮度信号产生部件根据获得的视频信号来产生第一亮度信号；曲线弯点处理部件，该曲线弯点处理部件对产生的第一亮度信号进行曲线弯点处理；变化率计算部件，该变化率计算部件计算所述曲线弯点处理部件的曲线弯点处理中产生的所述第一亮度信号的信号电平变化的变化率；相乘部件，该相乘部件将所述视频信号与计算出的变化率相乘；以及视频信号处理部件，该视频信号处理部件将经过所述变化率相乘的视频信号进行预定的信号处理，来产生第二亮度信号和色差信号。

所述处理部件进一步可以包括：平均值计算部件，该平均值计算部件计算产生的第一亮度信号的平均值。所述曲线弯点处理部件可以根据计算出的平均值改变在曲线弯点处理过程中的曲线弯点特性。

所述处理部件进一步可以包括：白色平衡调节部件，该白色平衡调节部件对获取的视频信号的白色平衡进行调节。所述亮度信号产生部件可以根据经过白色平衡调节的视频信号产生第一亮度信号。所述相乘部件可以将经过白色平衡调节的视频信号与计算出的变化率相乘。

所述处理部件进一步可以包括：白色平衡增益确定部件，该白色平衡增益确定部件对获取的视频信号的信号电平进行检测，来确定与适用于该检测出的信号电平的曲线弯点处理中的输入和输出特性相匹配的白色平衡增益；以及白色平衡调节部件，该白色平衡调节部件利用所确定的白色平衡增益对所述视频信号的白色平衡进行调节。所述亮度信号产生部件可以根据经过白色平衡调节的视频信号产生第一亮度信号。所述曲线弯点处理部件可以根据所述输入和输出特性来执行曲线弯点处理。所述相乘部件可以将经过白色平衡调节的视频信号与计算出的变化率相乘。

所述曲线弯点处理部件可以利用第一输入和输出特性或者第二输入和输出特性来执行该曲线弯点处理。所述白色平衡增益确定部件进一步可以包括：第一平均值计算部件，该第一平均值计算部件计算产生的第一亮度信号的信号电平的第一平均值，该第一平均值是在曲线弯点处理中适用于第一输入和输出特性的信号电平的平均值，并且将与该第一输入和输出特性相对应的加权值分配给该计算出的第一平均值；第二平均值计算部件，该第二平均值计算部件计算产生的第一亮度信号的信号电平的第二平均值，该第二平均值是在曲线弯点处理中适用于第二输入和输出特性的信号电平的平均值，并且将与该第二输入和输出特性相对应的加权值分配给该计算出的第二平均值；选择部件，该选择部件根据经过曲线弯点处理的第一亮度信号的信号电平来选择所述第一输入和输出特性和所述第二输入和输出特性中的一个；以及白色平衡增益计算部件，该白色平衡增益计算部件计算与选择出的输入和输出特性相匹配的白色平衡增益。

所述处理部件可以包括：分离部件，该分离部件从获取的视频信号中分离出第一亮度信号和第一色差信号；曲线弯点处理部件，该曲线弯点处理部件对分离出的第一亮度信号执行曲线弯点处理；计算部件，该计算部件计算所述曲线弯点处理部件的曲线弯点处理中产生的所述第一亮度信号的信号电平变化的变化率；相乘部件，该相乘部件将分离出的第一色差信号与计算出的变化率相乘；以及视频信号处理部件，该视频信号处理部件对经过曲线弯点处理的第一亮度信号和经过所述变化率相乘的第一色差信号执行预定的信号处理，得到第二亮度信号和第二色差信号。

根据本发明实施例，一种视频信号处理方法包括：获取步骤，在该步骤中获取视频信号，该视频信号为彩色分量按每个像素被排列的视频信号；以及处理步骤，在该步骤中对获取的视频信号进行曲线弯点处理，在执行该曲线弯点处理时至少保持彼此相邻像素之间的信号电平比值。

所述处理步骤可以包括：亮度信号产生步骤，在该步骤中根据获得的视频信号来产生第一亮度信号；曲线弯点处理步骤，在该步骤中对产生的第一亮度信号进行曲线弯点处理；变化率计算步骤，在该步骤中计算所述曲线弯点处理步骤进行的曲线弯点处理中产生的所述第一亮度信号的信号电平变化的变化率；相乘步骤，在该步骤中将所述视频信号与计算出的变化率相乘；以及视频信号处理步骤，在该步骤中将经过所述变化率相乘的视频信号进行预定的信号处理，来产生第二亮度信号和色差信号。

所述处理步骤进一步可以包括：平均值计算步骤，在该步骤中计算产生的第一亮度信号的平均值。所述曲线弯点处理步骤可以根据计算出的平均值改变在曲线弯点处理过程中的曲线弯点特性。

所述处理步骤进一步可以包括：白色平衡调节步骤，在该步骤中对获取的视频信号的白色平衡进行调节。所述亮度信号产生步骤可以根据经过白色平衡调节的视频信号产生第一亮度信号。所述相乘步骤可以将经过白色平衡调节的视频信号与计算出的变化率相乘。

所述处理步骤进一步可以包括：白色平衡增益确定步骤，在该步骤中对获取的视频信号的信号电平进行检测，来确定与适用于该检测出的信号电平的曲线弯点处理中的输入和输出特性相匹配的白色平衡增益；以及白色平衡调节步骤，在该步骤中利用所确定的白色平衡增益对所述视频信号的白色平衡进行调节。所述亮度信号产生步骤可以根据经过白色平衡调节的视频信号产生第一亮度信号。所述曲线弯点处理步骤可以根据所述输入和输出特性来执行曲线弯点处理。所述相乘步骤可以将经过白色平衡调节的视频信号与计算出的变化率相乘。

所述曲线弯点处理步骤可以利用第一输入和输出特性或者第二输入和输出特性来执行该曲线弯点处理。所述白色平衡增益确定步骤进一步可以包括：第一平均值计算步骤，在该步骤中计算生成出的第一亮度信号的信号电平的第一平均值，该第一平均值是在曲线弯点处理中适用于第一输入和输出特性的信号电平的平均值，并且将与该第一输入和输出特性相对应的加权值分配给该计算出的第一平均值；第二平均值计算步骤，在该步骤中计算生成出的第一亮度信号的信号电平的第二平均值，该第二平均值是在曲线弯点处理中适用于第二输入和输出特性的信号电平的平均值，并且将与该第二输入和输出特性相对应的加权值分配给该计算出的第二平均值；选择步骤，在该步骤中根据经过曲线弯点处理的第一亮度信号的信号电平来选择所述第一输入和输出特性和所述第二输入和输出特性中的一个；以及白色平衡增益计算步骤，在该步骤中计算与选择出的输入和输出特性相匹配的白色平衡增益。

所述处理步骤可以包括：分离步骤，在该步骤中从获取的视频信号中分离出第一亮度信号和第一色差信号；曲线弯点处理步骤，在该步骤中对分离出的第一亮度信号执行曲线弯点处理；计算步骤，在该步骤中计算所述曲线弯点处理步骤的曲线弯点处理中产生的所述第一亮度信号的信号电平变化的变化率；相乘步骤，在该步骤中将分离出的第一色差信号与计算出的变化率相乘；以及视频信号处理步骤，在该步骤中对经过曲线弯点处理的第一亮度信号和经过所述变化率相乘的第一色差信号执行预定的信号处理，得到第二亮度信号和第二色差信号。

附图说明

图1示出了传统视频信号处理设备的结构方框图；

图2示出了根据本发明实施例1的视频信号处理设备的结构方框图；

图3A示出了根据本发明实施例1的补色滤色器的示意图；

图3B示出了根据本发明实施例1的图像拾取设备的输出的示意图；

图4示出了根据本发明实施例1的曲线弯点处理部件的处理特性的示意图；

图5A示出了在进行曲线弯点处理之前在(2R-G)线中彼此相邻像素的亮度信号电平和色差信号电平的示意图；

图5B示出了在进行曲线弯点处理之前在(2B-G)线中彼此相邻像素的亮度信号电平和色差信号电平的示意图；

图6A示出了在曲线弯点处理之后在(2R-G)线中彼此相邻像素的亮度信号电平和色差信号电平的传统示意图；

图6B示出了在曲线弯点处理之后(2B-G)线中彼此相邻像素的亮度信号电平和色差信号电平的传统示意图；

图7A示出了根据本发明实施例1的在曲线弯点处理之后在(2R-G)线中彼此相邻像素的亮度信号电平和色差信号电平的示意图；

图7B示出了根据本发明实施例1的在曲线弯点处理之后在(2B-G)线中彼此相邻像素的亮度信号电平和色差信号电平的示意图；

图8示出了根据本发明实施例2的视频信号处理设备的结构方框图；

图9示出了根据本发明实施例3的视频信号处理设备的结构方框图；

图10示出了根据本发明实施例3的曲线弯点处理部件的拐点特性的示意图；

图11示出了根据本发明实施例4的视频信号处理设备的结构方框图；

图12示出了根据本发明实施例5的视频信号处理设备的结构方框图；

图13示出了根据本发明实施例6的视频信号处理设备的结构方框图；

图14示出了根据本发明实施例6的曲线弯点处理部件的拐点特性的示意图；

图15示出了根据本发明实施例7的视频信号处理设备的结构方框图；

图16示出了根据本发明实施例7的曲线弯点处理部件的拐点特性的示意图；

图17示出了根据本发明实施例8的视频信号处理设备的结构方框图；

以及

图18示出了根据本发明实施例9的视频信号处理设备的结构方框图。

具体实施方式

下面参考随后的附图对本发明的实施例进行详细的描述。

(实施例1)

图2给出了根据本发明实施例1的视频信号处理设备100的结构方框图。

在摄像机中，来自成像物体的光经过透镜101进入构成单一CCD图像拾取设备部件的CCD图像拾取设备102。该CCD图像拾取设备102将来自成像对象的光光电转换成电荷而获得的模拟视频信号馈送到预处理部件103。

预处理部件103包括一CDS(相关二次抽样)电路、一AGC(自动增益控制)电路、以及一箝位电路。该CDS电路用于去除CCD图像拾取设备102所提供的模拟视频信号中的重置噪声(reset noise)。该AGC电路通过对由CDS电路清除噪声分量之后的视频信号执行振幅控制而使其信号电平保持为常数。该箝位电路对在AGC电路中经过振幅控制之后的视频信号执行箝位处理，以便在后续处理阶段中进行A/D(模/数)转换处理。

预处理部件103输出的视频信号被提供给A/D转换部件104。A/D转换部件104将预处理部件103所提供的模拟视频信号转换为数字信号，并且将所转换的信号分别提供给亮度产生部件106和相乘部件105。

亮度产生部件106通过使A/D转换部件104所提供的数字信号流过具有1+Z^-1特性的LPF(低通滤波器)等产生亮度信号Y，并且将所产生的亮度信号Y分别提供给曲线弯点处理部件107和曲线弯点变化率计算部件108。

曲线弯点处理部件107对亮度产生部件106所提供的亮度信号Y执行曲线弯点处理，其中，在该曲线弯点处理中，超过亮度信号Y的预定信号电平(拐点)的那部分信号分量被压缩，并且此后将曲线弯点处理后的亮度信号Y提供给曲线弯点变化率计算部件108。

曲线弯点变化率计算部件108根据曲线弯点处理部件107提供的亮度信号Y′以及在上述亮度产生部件106中所产生的亮度信号Y来计算由亮度信号电平的曲线弯点处理所产生的变化率Y′/Y，并且此后将所计算的变化率提供给相乘部件105。

该相乘部件105将A/D转换部件104所提供的数字信号乘以曲线弯点变化率计算部件108所提供的变化率Y′/Y。也就是说，部件105将在被处理以转换成亮度信号Y之前的数字视频信号乘以由产生亮度信号Y′的曲线弯点处理而得出的变化率Y′/Y，并将相乘的结果提供给照相机处理部件109。

在对相乘部件108所提供的相乘结果执行诸如伽玛校正、边缘校正等一组信号处理之后，照相机处理部件109产生最终的亮度信号和色差信号以输出所产生的最终信号。

在上述结构之下，在补色CCD图像拾取设备102的情况下，具有彼此补色关系的Ye(黄色)、Cy(青色)、Mg(品红色)，以及G(绿色)的滤色器于如图3(A)所示附着每个像素上。通过滤色器获得的CCD图像拾取设备102的输出信号(视频信号)在输出之前要进行相加处理，其中，将滤色器上一对彼此纵向相邻的像素相加；并且如图3(B)所示，图像拾取设备输出该输出信号以使包括滤色器上的两线的视频信号处于一线上，这两线由一上线和一下线组合而成。值得注意的是，虽然这里的描述假定补色图像拾取设备，但是可存在其他类型的具有附着于其上的基色RGB滤色器的图像拾取设备。

现在，由下列等式(等式1)-(等式3)来表示构成彼此补色关系的彩色分量Ye、Cy、以及Mg之间的关系。

Ye＝G+R...(等式1)

Mg＝R+B...(等式2)

Cy＝G+B...(等式3)。

在图3(B)所示的视频信号中，亮度产生部件106通过求彼此相邻像素的平均值来计算每个线的亮度信号Y。

也就是说，在亮度产生部件106中，根据基于上述(等式1)-(等式3)的下述等式(等式4)和(等式5)来产生每个线的亮度信号Y：

...(等式4)

...(等式5)。

具体地说，亮度产生部件106通过具有(1+Z^-1)/2特性的LPF(低通滤波器)的工作产生亮度信号Y。

曲线弯点处理部件107对亮度产生部件106所产生的亮度信号Y执行信号电平转换，其中，根据图4中的实线所示的输入/输出特性来执行该转换，从而通过执行曲线弯点处理而获得经过曲线弯点处理的亮度信号Y′，通过该曲线弯点处理来压缩超过拐点的输出信号的电平。顺便说一下，在图4中，虚线表示在不执行曲线弯点处理情况下的输入/输出特性。

在本实施例的情况下，假定拐点NP设置在信号电平为“100”处，并且进一步假定曲线弯点处理部件107所输出的经过曲线弯点处理的亮度信号Y′的信号电平(Y)等于或者小于“100”，那么根据下列等式(等式6)来计算曲线弯点处理部件107所输出的已曲线弯点处理过的亮度信号Y′的信号电平(Y′)：

(Y′)＝Y            ...(等式6)

与以上所述相比，在曲线弯点处理部件107所输出的已曲线弯点处理过的亮度信号Y′的信号电平(Y)大于″100″的情况下，根据下列等式(等式7)来计算曲线弯点处理部件107所输出的已曲线弯点处理过的亮度信号Y′的信号电平(Y′)：

(Y′)＝100+(Y-100)/2...(等式7)。

因此，在图4中，假定亮度信号Y的输入电平是(A)，那么来自曲线弯点处理部件107的亮度信号Y′的输出电平是(A′)，该输出电平(A′)具有与输入电平相同的电平，然而在亮度信号Y的输入电平是(B)的情况下，来自曲线弯点处理部件107的亮度信号Y′的输出电平是(B′)，该输出电平(B′)具有比输入电平(B)要低的电平。

在曲线弯点变化率计算部件108，计算在曲线弯点处理部件107中经过曲线弯点处理之后的亮度信号Y′与受到曲线弯点处理之前的亮度信号Y的比值(曲线弯点变化率Y′/Y)。

在相乘部件105，此后使A/D转换部件104所输出的数字视频信号乘以曲线弯点变化率计算部件108所计算的曲线弯点变化率(Y′/Y)。因此，根据通过曲线弯点处理的亮度信号的变化量来改变输入到相乘部件105中的视频信号。顺便说一下，假定A/D转换部件104所输出的视频信号是ADout，那么根据ADout的等式(Y′/Y)来计算相乘部件105所输出的视频信号，其中，Y′是曲线弯点处理部件107所输出的已曲线弯点处理过的亮度信号，并且Y是亮度产生部件106所输出的亮度信号。

由于根据通过曲线弯点处理的亮度信号的变化量这样的方式来控制视频信号，因此在照相机处理部件109产生色差信号。在这种产生的情况下，通过确定图3B所示的各个像素中彼此相邻像素之间的差来在照相机处理部件109中计算色差信号R-Y和B-Y，或者更具体的说，根据下列等式(等式8)和(等式9)来计算：

...(等式8)

...(等式9)

就这种色差信号而言，因为表示奇数行的(2R-G)′以及表示偶数行的-(2B-G)′的每一线乘以相同的系数Y′/Y，因此可保持R-Y线和B-Y线每一线之间的平衡，这可消除由于它们之间失衡而造成色度变化的可能性。

另外，同样就照相机处理部件109所计算的亮度信号Y′而言，(2R-G)’线以及-(2B-G)′线的每一线具有如图7(A)和图7(B)所示的恒等信号电平。因此，在照相机处理部件109中，即使当执行诸如边缘校正、伽玛校正等等这样的各种信号处理时，也可获得没有不同集线或者假色的较好视频信号(亮度信号和色差信号)。

值得注意的是图5(A)和图5(B)示出了视频信号电平、色差信号电平(2R-G)，-(2B-G)、以及曲线弯点处理之前的(2R-G)线的Ye+Mg和Cy+G的彼此相邻每个像素的亮度信号Y的信号电平(Y)，或者曲线弯点处理之前的-(2B-G)线的Ye+G和Cy+Mg的彼此相邻每个像素的亮度信号Y的信号电平(Y)。

另外值得注意的是图6(A)和图6(B)示出了视频信号电平、色差信号电平(2R-G)’，-(2B-G)’、以及在传统的曲线弯点处理之后的(2R-G)线的Ye+Mg和Cy+G的彼此相邻每个像素的亮度信号Y′的信号电平(Y′)，或者在传统的曲线弯点处理之后的-(2B-G)线的Ye+G和Cy+Mg的彼此相邻每个像素的亮度信号Y′的信号电平(Y′)。

另外值得注意的是图7(A)和图7(B)示出了视频信号电平、色差信号电平(2R-G)′，-(2B-G)′、以及(2R-G)线的Ye+Mg和Cy+G的彼此相邻每个像素的亮度信号的信号电平Y′(Y′)，或者-(2B-G)线的Ye+G和Cy+Mg的彼此相邻每个像素的亮度信号的信号电平Y′(Y′)，以在根据本发明实施例的曲线弯点处理之后分别作为乘以曲线弯点变化率Y′/Y的结果。如图7(A)和图7(B)所示，在相乘部件105中，将提供给根据本实施例的照相机处理部件109的视频信号乘以对于两线来说是恒等的曲线弯点变化率Y′/Y；因此，例如假定根据曲线弯点处理之前的亮度信号所产生的亮度信号的电平是如图5(A)和图5(B)所示的“110”，该电平是(2R-G)线和-(2B-G)线的恒等亮度信号电平，那么根据相乘部件105所输出的视频信号而产生的亮度信号的电平将是″105″，该电平也是(2R-G)线和-(2B-G)线的恒等亮度信号电平。

因此，照相机处理部件109所输出的亮度信号Y′的信号电平(Y′)与图7(A)和图7(B)所示的每行相匹配，这可解决所造成的不同集线以使其改善。此外，因为根据曲线弯点处理之前每个视频信号电平乘以恒等的曲线弯点变化率Y′/Y的相乘结果来计算色差信号的电平，因此可保持(2R-G)线和-(2B-G)线每个像素的信号电平之间的平衡，这可解决由于照相机处理部件109所产生的色差信号中的假色以使其改善。

如上所述，根据本实施例的视频信号处理设备100，代替在分离亮度分量和色差分量之前对A/D转换部件104所输出的视频信号执行曲线弯点处理，将视频信号临时地转换成亮度信号，该亮度信号是彼此相邻像素的平均值，并且此后，对所转换的亮度信号执行曲线弯点处理，这可使在执行曲线弯点处理的同时仍保持这样一种平衡状态，即在该状态中彼此相邻像素之间的色度保持不变。

此外，通过使A/D转换部件104所输出的视频信号乘以Y′/Y，该Y′/Y是曲线弯点处理前后的亮度信号电平之间的变化率，则可根据由于曲线弯点处理所造成的亮度信号的变化量来执行信号电平控制，同时仍可保持这样一种平衡状态，即在该状态中视频信号中的彼此相邻像素之间的色度保持不变，或者换句话说，在执行与曲线弯点处理相等效的信号电平控制的同时仍可保持彼此相邻像素之间的平衡。因此，在照相机处理部件109，因为根据输入到其中的视频信号的彼此相邻像素的信号电平产生亮度信号和色差信号，因此根据这样的信号产生亮度信号和色差信号，即在该信号中可保持其彼此相邻像素的信号电平之间的平衡，并且因此，可防止发生不同集线以及假色。

值得注意的是，虽然在上述实施例中已描述了采用补色CCD图像拾取设备102这样一种情况，但是本发明不局限于这种特定的实现；作为替代，即使在或者使用基色拜耳模式图像拾取设备等情况下也可期望得到相似的效果。

(实施例2)

图8给出了根据本发明实施例2的摄像机的视频信号处理设备200的结构方框图。在此处的附图中，将相同的附图标记分配给与图2中的部件相同的部件，并且在这里省略了对其的详细描述。

在图8中，视频信号处理设备200具有这样一种结构，在该结构中在参考图2所描述的根据实施例1的视频信号处理设备100的结构上提供了另外的用于产生亮度信号YSIG和色差信号CSIG的分离部件201，并且这里除去了且未提供根据设备100的亮度产生部件106。

YC分离部件201根据上述指定的等式(等式4)和(等式5)来对A/D转换部件104所提供的数字视频信号进行计算以产生亮度信号YSIG，并且除此之外，还通过根据上述指定的等式(等式8)和(等式9)来对所提供的相同信号进行计算而产生色差信号CSIG。

曲线弯点处理部件107对YC分离部件201所提供的亮度信号YSIG执行曲线弯点处理，并且此后，将所处理的结果提供给曲线弯点变化率计算部件108。按照与在参考图2所如上描述的情况下所执行的相同方法，曲线弯点变化率计算部件108根据亮度信号YSIG以及已曲线弯点处理过的结果来计算曲线弯点变化率Y′/YSIG，即亮度信号Y′。

相乘部件105将曲线弯点变化率计算部件108所计算的曲线弯点变化率Y′/YSIG乘以YC分离部件201所提供的色差信号CSIG。因此，经过相乘的色差信号CSIG应该是色差信号CSIG(Y′/YSIG)，该色差信号的变化具体表现为视由于曲线弯点处理所造成的亮度信号的变化量而定。

以这种方法，对已在YC分离部件201中分离的亮度信号YSIG执行曲线弯点处理，并且除此之外，使已在YC分离部件201中分离的色差信号CSIG乘以曲线弯点变化率(Y′/YSIG)；因此，照相机处理部件109根据已曲线弯点处理过的亮度信号Y′以及已与曲线弯点变化率(Y′/YSIG)相乘的色差信号产生并输出亮度信号和色差信号。这可获得色差信号CSIG(Y′/YSIG)，根据亮度信号Y′的曲线弯点变化率(Y′/YSIG)来校正该色差信号CSIG。因此，与在对亮度信号和色差信号分别执行曲线弯点处理这样的情况相比较，可保持色度平衡。

如上所述，根据本实施例的视频信号处理设备200，还以反馈的方式将由对亮度信号Y′执行曲线弯点处理而得来的曲线弯点变化率(Y′/YSIG)应用到色差信号CSIG上，也就是说，对CSIG还执行与对亮度信号Y′所执行的曲线弯点处理相同的处理，从而在诸如伽玛校正、边缘校正等等这样的处理之后在照像机处理部件109中可保持色差信号的色度平衡。

(实施例3)

图9给出了根据本发明实施例3的一摄像机的视频信号处理设备300的结构方框图。在此处的附图中，将相同的附图标记分配给与图2中的部件相同的部件，并且在这里省略了对其的详细描述。

在图9中，视频信号处理设备300具有这样一种结构，在该结构中在参考图2所如上描述的根据实施例1的视频信号处理设备300的结构上提供了另外的屏幕平均值计算部件301，该屏幕平均值计算部件301用于计算屏幕上的亮度信号Y的平均值。

屏幕平均值产生部件301根据亮度产生部件106所提供的亮度信号Y来计算屏幕上的平均值，并且根据计算结果是否大于预定的参考值来改变用于在曲线弯点处理部件307中对亮度信号Y执行曲线弯点处理的拐点(参考门限点)。

即，在屏幕的亮度平均值Yave大于如图10所示的参考门限点Yth的情况下，屏幕平均值产生部件301使曲线弯点处理部件307中所应用的拐点从参考拐点N降低到新的拐点N1，由此可以十分满意的方式来再现这样的屏幕，该屏幕包含位于白色灰度等级范围内的许多白色灰度等级分量，这可减轻所谓的白色灰度等级分量误再现这样的有问题的现象。

另一方面，在屏幕亮度平均值Yave小于如图10所示的参考门限点Yth的情况下，屏幕平均值产生部件301使曲线弯点处理部件307中所应用的拐点从参考拐点N上升到新的拐点N2，从而可以十分满意的方式来再现这样的一屏幕，该屏幕包含有位于黑色灰度等级范围内的大量黑色灰度等级分量，这可减轻所谓的“黑色灰度等级分量误再现”这样的有问题的现象。

如上所述，可通过根据屏幕平均值产生部件301所产生的屏幕的亮度平均值Yave来改变拐点N而在曲线弯点处理部件307充分利用输出动态范围。

因此，可使成像对象保持好的灰度等级，并且即使在照相机处理部件109执行了诸如伽玛校正、边缘校正等等这样的各种信号处理之后，最终的亮度信号和最终的色差信号根据成像对象的亮度而具有好的灰度等级。

如上所述，根据本实施例的视频信号处理设备300，代替对视频信号的每一个像素执行曲线弯点处理，将视频信号临时地转换为这样的亮度信号，该亮度信号是彼此相邻像素的平均值，并且此后，对所转换的亮度信号执行曲线弯点处理，这可使在执行曲线弯点处理的同时仍可保持彼此相邻像素之间的平衡，并且还可通过减轻诸如白灰度等级误再现或者黑灰度等级误再现这样的现象来再现具有较好灰度等级的视频。

(实施例4)

图11给出了根据本发明实施例4的一摄像机的视频信号处理设备400的结构方框图。在此处的附图中，将相同的附图标记分配给与图9中的部件相同的部件，并且在这里省略了对其的详细描述。

与参考图9所如上描述的根据实施例3的视频信号处理设备300的结构相比，如图11所示的视频信号处理设备400根据屏幕平均值产生部件301所输出的一屏幕中的亮度信号Y的平均值来通过选择器404的处理来选择第一曲线弯点处理部件402和曲线弯点处理部件403中的一个，并且将所选择的曲线弯点处理部件的输出提供给曲线弯点变化率计算部件108。

例如，将正如图10所示的拐点N1这样的低拐点设置在第一曲线弯点处理部件402中以作为其拐点，然而将正如图10所示的拐点N2这样的高拐点设置在第二曲线弯点处理部件403中以作为其拐点。

在屏幕平均值产生部件301所输出的屏幕中的亮度信号Y的平均值大于预先设置的预定参考电平的情况下，选择器404根据亮度信号的平均值来选择第一曲线弯点处理部件402。这确保了高亮度的清楚视频处理。

与此相反，在屏幕平均值产生部件301所输出的屏幕中的亮度信号Y的平均值小于预先设置的预定参考电平的情况下，选择器404根据亮度信号的平均值来选择第二曲线弯点处理部件403。这确保了低亮度的清楚视频处理。

如上所述，根据本实施例的视频信号处理设备400，代替对视频信号的每一个像素执行曲线弯点处理，将视频信号临时的转换为这样的亮度信号，该亮度信号是彼此相邻像素的平均值，并且此后，对所转换的亮度信号执行曲线弯点处理，这可使在执行曲线弯点处理的同时仍可保持彼此相邻像素之间的平衡，并且还可通过减轻诸如白灰度等级误再现或者黑灰度等级误再现这样的现象来再现具有较好灰度等级的视频。

值得注意的是，虽然在上述实施例中描述了这样一种情况，即在该情况中仅采用两个曲线弯点处理部件，这两个曲线弯点处理部件的每一个具有与另一个(第一曲线弯点处理部件402和第二曲线弯点处理部件403)不相同的拐点，但是本发明并不局限于这种特定的实现；作为替代，或者可按照这样一种方式来进行配置，该方式即根据亮度信号Y的平均值提供不止两个曲线弯点处理部件以进行转换，这些曲线弯点处理部件的每一个具有与其它曲线弯点处理部件不相同的一拐点。这样一种替代结构确保了可根据精细的亮度级来实现灰度等级色调，另外确保了更好的图像质量。

(实施例5)

图12给出了根据本发明实施例5的一摄像机的视频信号处理设备500的结构方框图。在此处的附图中，将相同的附图标记分配给与图2中的部件相同的部件，并且在这里省略了对其的详细描述。

与参考图2所如上描述的根据实施例1的视频信号处理设备100的结构相比，如图12所示的视频信号处理设备500具有这样的不同，即设备500具有白色平衡控制部件502和白色平衡增益计算部件503这样的其他构件。该白色平衡控制部件502用于对A/D转换部件104所输出的视频信号执行白色平衡控制，该白色平衡增益计算部件用于计算白色平衡控制部件502的白色平衡增益。

白色平衡增益计算部件503根据A/D转换104输出的视频信号来计算屏幕中每个颜色的平均值并且进一步根据所计算的平均值来计算其可实现2R-G与2B-G之间的同色比例的白色平衡增益，且将所计算的结果提供给白色平衡控制部件502。

根据白色平衡增益计算部件503所提供的白色平衡增益，白色平衡控制部件502通过调节每个彩色信号电平来执行白色平衡控制。接着该过程，白色平衡控制部件502输出每个颜色的其受到平衡调节的视频信号。

利用白色平衡控制部件502所输出的经过白色平衡调节的视频信号的彼此相邻像素，亮度产生部件106通过根据上述指定等式(等式4)和(等式5)来执行上述计算而产生了亮度信号Y，并且将所产生的信号提供给曲线弯点处理部件107和曲线弯点变化率计算部件108。

利用该过程，在曲线弯点处理部件107，根据其经过白色平衡调节的亮度信号Y来执行该曲线弯点处理，也就是说，根据每一个像素的信号电平已被适当调节的亮度信号Y来执行该曲线弯点处理。另外，还在曲线弯点变化率计算部件108，可计算固有的曲线弯点变化率(Y′/Y)，该变化率是由经过白色平衡调节的亮度信号Y以及根据亮度信号Y所执行的曲线弯点处理的结果得来的。

按照这种方式，在相乘部件105使白色平衡控制部件502所输出的经过白色平衡调节的视频信号乘以曲线弯点变化率(Y′/Y)，并且因此，将其已乘以由白色平衡信号而得来的固有曲线弯点变化率(Y′/Y)的白色平衡已调节的亮度信号提供给照相机处理部件109。

因此，在照相机处理部件109，根据相乘部件105所提供的视频信号，通过执行诸如伽玛校正、边缘校正等等这样的信号处理来获得白色平衡已被调节的亮度信号以及经过固有曲线弯点处理的色差信号。

如上所述，根据本实施例的视频信号处理设备500，所产生的用于执行曲线弯点处理的亮度信号Y已预先受到白色平衡调节，并且因此根据彩色分量已被调节的亮度信号Y来执行该曲线弯点处理。因此，在参考图5(A)和图5(B)所上述的曲线弯点处理之前，通过白色平衡控制来适当的调节(2R-G)线中的像素的信号电平(Ye+Mg，Cy+G)以及(2B-G)线中的像素的信号电平(Ye+G，Cy+Mg)，并且根据其受到适当白色平衡调节的亮度信号Y来执行该曲线弯点处理；因此，可减轻失衡压缩的问题，在该问题中仅是特定的彩色分量受到超过必要的集中压缩。按照这种方法，可将其乘以适当曲线弯点变化率(Y′/Y)的视频信号提供给照相机处理部件109。

(实施例6)

图13给出了根据本发明实施例6的一摄像机的视频信号处理设备600的结构方框图。在此处的附图中，将相同的附图标记分配给与图12中的部件相同的部件，并且在这里省略了对其的详细描述。

图13所示的视频信号处理设备600具有这样的结构，在该结构中参考图12所上述的根据实施例5的视频信号处理设备500的白色平衡增益计算部件503被替换为其具有彼此不同特性曲线的两个白色平衡增益计算部件603和604，将这两个白色平衡增益计算部件配置成根据信号电平检测部件602所检测到的视频信号的信号电平来进行转换以用于选择其中一个。

例如，如图14所示，信号电平检测部件602检测A/D转换部件104所输出的之前已经过白色平衡调节的视频信号的信号电平，并且在所检测到的信号大于或等于拐点“100”的情况下，部件602将其表示所检测到的信号电平大于该拐点的一信号提供给选择器605，这可使选择器605选择第一白色平衡增益计算部件603的输出。另一方面，在A/D转换部件104所输出的之前经过白色平衡调节的视频信号的已检测信号电平小于拐点“100”的情况下，部件602将其表示所检测到的信号电平小于该拐点的一信号提供给选择器605，这可使选择器605选择第二白色平衡增益计算部件603的输出。顺便说一下，将曲线弯点处理部件107所提供的拐点提供给信号电平检测部件602。

如图14所示，所提供的用于计算白色平衡增益的第一白色平衡增益计算部件603计算屏幕中的每个颜色的平均值，该白色平衡增益即就是利用其来对超过曲线弯点处理中的拐点的信号电平执行白色平衡调节，并且第一白色平衡增益计算部件603进一步根据所计算的平均值来计算其可实现2R-G与2B-G之间的同色比例的一白色平衡增益。在利用第一白色平衡增益计算部件603所计算的白色平衡增益来对经过白色平衡调节的视频信号(该信号具有不超过该拐点的电平)执行曲线弯点处理的情况下，根据其具有如图14所示的斜率为1/2的输入/输出特性曲线来执行该曲线弯点处理。因此，与第二白色平衡增益计算部件604所计算的白色平衡增益相比较，由因数1/2来加权第一白色平衡增益计算部件603所计算的白色平衡增益。

与此相反，所提供的用于计算这样一个白色平衡增益的第二白色平衡增益计算部件604计算一个屏幕中的每个颜色的平均值，该白色平衡增益即就是利用其来对超过曲线弯点处理中的拐点的信号电平执行白色平衡调节，并且第二白色平衡增益计算部件604进一步根据所计算的平均值来计算其可实现2R-G与2B-G之间的同色比例的一白色平衡增益。在利用第二白色平衡增益计算部件604所计算的白色平衡增益来对经过白色平衡调节的视频信号(该信号具有不超过该拐点的电平)执行曲线弯点处理的情况下，根据其具有如图14所示的斜率为1的输入/输出特性曲线来执行该曲线弯点处理。

按照这种方法，可对这样的白色平衡增益执行加权处理，该白色平衡增益即就是具有在曲线弯点处理部件107的曲线弯点处理过程中的其用作门限值的参考点(拐点)，这进一步可在曲线弯点处理过程中利用其适合于压缩的白色平衡增益来对经过该压缩的视频信号的信号电平范围进行白色平衡调节。这可生成其适用于曲线弯点处理的白色平衡调节。

如上所述，根据本实施例的视频信号处理设备600，所产生的用于执行曲线弯点处理的亮度信号Y已根据预先的其信号电平而受到白色平衡调节，并且因此根据其经过这种彩色分量调节的彩色分量已调节的亮度信号Y来执行该曲线弯点处理。按照这种方法，可将其已乘以适当曲线弯点变化率(Y′/Y)的视频信号提供给照相机处理部件109。

(实施例7)

图15给出了根据本发明实施例7的一摄像机的视频信号处理设备700的结构方框图。在此处的附图中，将相同的附图标记分配给与图12中的部件相同的部件，并且在这里省略了对其的详细描述。

在图15中，视频信号处理设备700与参考图12所如上所述的根据实施例5的视频信号处理设备500的不同之处在于，在设备700中，由曲线弯点处理部件107中的其用作门限值的拐点来对设备500的白色平衡增益计算部件503所计算的白色平衡增益进行加权。

更具体地说，根据如图15所示的视频信号处理设备700，将亮度产生部件106所产生的亮度信号Y分别提供给第一屏幕平均值产生部件703和第二屏幕平均值产生部件704。

第一屏幕平均值产生部件703计算一个屏幕的超过处理部件107的拐点的信号电平的平均值，然而第二屏幕平均值产生部件704计算一个屏幕的未超过曲线弯点处理部件107的拐点的信号电平的平均值。

在执行这种计算的过程中，如图16所示，假定在信号电平大于曲线弯点处理部件107的曲线弯点处理中的拐点的情况下，设置斜率为1/2的特征曲线，然而在信号电平小于曲线弯点处理部件107的曲线弯点处理中的拐点的情况下，设置斜率为1的特征曲线，那么对第一屏幕平均值产生部件703的输出进行预加权以使一个屏幕的亮度平均值乘以因数1/2，然而对第二屏幕平均值产生部件704的输出进行预加权以使一个屏幕的亮度平均值乘以因数1。

此后曲线弯点电平检测部件706确定其是曲线弯点处理过程中的焦点这样一像素的信号电平是否大于曲线弯点处理中的拐点，并且控制选择器705处于这样一种方式，即在信号电平大于拐点的情况下，该选择器选择第一屏幕平均值产生部件703的输出，然而在信号电平小于拐点的情况下，该选择器选择第二屏幕平均值产生部件704的输出。

可能的是，在白色平衡增益计算部件503的输出，通过利用曲线弯点处理过程中的其用作门限值的拐点来以这样一种转换方式在第一屏幕平均值产生部件703所提供的权平均值与第二屏幕平均值产生部件704所提供的权平均值之间进行选择而将一加权值分配给白色平衡增益。

按照这种方法，可利用曲线弯点处理部件107的曲线弯点处理过程中的其用作门限值的一参考点(拐点)来对白色平衡增益执行加权处理，这进一步可利用适合于压缩的白色平衡增益来对在曲线弯点处理过程中经过该压缩的视频信号的信号电平范围进行白色平衡调节。这可进行适宜于曲线弯点处理的白色平衡调节。

因此，在处于后续处理阶段的亮度产生部件106中可根据白色平衡已被调节的视频信号来执行亮度产生，并且另外，可根据经过白色平衡调节的亮度信号来执行适当的曲线弯点处理。另外，因为曲线弯点变化率计算部件108所计算的变化率(Y′/Y)也是基于白色平衡已被调节的视频信号，因此保证了可执行变化率(Y′/Y)的适当计算。

因此，因为在位于后续处理阶段的相乘部件105中白色平衡控制部件502所输出的视频信号乘以变化率(Y′/Y)，因此考虑到曲线弯点处理而可将具有其适当拐点的白色已平衡视频信号提供给照相机处理部件109。

如上所述，根据本实施例的视频信号处理设备700，所产生的用于执行曲线弯点处理的亮度信号Y已根据其预先的信号电平而受到白色平衡调节，并且因此根据其经过适宜于曲线弯点处理的这种彩色分量调节的彩色分量已调节亮度信号Y来执行该曲线弯点处理。按照这种方法，可将其乘以适当曲线弯点变化率(Y′/Y)的视频信号提供给照相机处理部件109。

值得注意的是，虽然在上述实施例中描述了有关于这样一种情况，即仅采用了两组屏幕平均值产生部件(第一屏幕平均值产生部件703和第二屏幕视频信号平均值产生部件704)，但是本发明并不局限于这种特定的实现；作为替代，或者可按照这样一种方式来进行配置，该方式即就是提供不止两个曲线弯点处理部件，在这种结构中，根据曲线弯点处理过程中的拐点特性来将一加权值分配给一个屏幕的亮度平均值，从而可以进一步更大的准确度来执行白色平衡调节。

(实施例8)

图17给出了根据本发明实施例8的一摄像机的视频信号处理设备800的结构方框图。在此处的附图中，将相同的附图标记分配给与图2中的部件相同的部件，并且在这里省略了对其的详细描述。

图17所示的视频信号处理设备800与参考图2所上述的根据实施例1的视频信号处理设备100的不同之处在于，在设备800中，存在瑕疵校正部件802这样的其他构件，该瑕疵校正部件802用于对在相乘部件105中与曲线弯点变化率(Y′/Y)相乘的视频信号执行瑕疵校正。

也就是说，瑕疵校正部件802根据具有其环绕像素的视频信号的每一个像素之间的比较结果以及每个像素的信号电平来对相乘部件105所输出的视频信号执行瑕疵检测，并且根据其周围像素的平均值来对所检测的像素执行内插法以进行瑕疵校正。

在执行这种瑕疵校正的过程中，因为相乘部件105所输出的视频信号还没有受到过滤处理以产生亮度信号和色差信号，因此刻执行高精确度的瑕疵校正。

例如，当在照相机处理部件根据中相乘部件105所提供的视频信号而产生了亮度信号时，因为该视频信号具有这样的模式，即在该模式中彩色分量排列为如图3(B)所示的其每一个像素，因此通过利用这些相邻象素而根据(等式4)或者(等式5)来执行计算而产生了亮度信号。

假定在执行这种过滤处理之后通过利用其环绕像素的平均值来对某一瑕疵已检测的像素执行瑕疵校正，那么为产生亮度信号而在过滤处理这样的处理过程中将一个像素中的瑕疵将传播到用于产生亮度信号的相邻象素中。

因此，根据本实施例的视频信号处理设备800，对输入到照相机处理部件109中的视频信号执行瑕疵校正，即为产生亮度信号和色差信号而受到过滤处理之前的视频信号，这确保了瑕疵校正被执行而不会传播该瑕疵。

如上所述，根据本实施例的视频信号处理设备800，可对未受到过滤处理的相乘部件105的输出信号执行瑕疵校正以用于产生亮度信号和色差信号。因此，可减轻将瑕疵传播到其周围像素，进一步可在照相机处理部件109中执行精确的瑕疵检测。另外，通过在产生亮度信号和色差信号之前执行瑕疵检测来为每个亮度信号和色差信号提供瑕疵补偿电路，这是不必要的，这有助于避免电路规模的增加。

(实施例9)

图18给出了根据本发明实施例9的一摄像机的视频信号处理设备900的结构方框图。在此处的附图中，将相同的附图标记分配给与图2中的部件相同的部件，并且在这里省略了对其的详细描述。

在图18中，视频信号处理设备900具有这样的结构，即在该结构中在参考图17所上述的根据实施例8的视频信号处理设备800的结构之上另外提供了图像处理部件902，该图像处理部件用于接收照相机处理部件所输出的亮度信号和色差信号的输入。

由于这种结构，视频信号处理设备900捕获运行在作业线上的产品的状态图像，并且将所捕获的图像提供给图像处理部件902。与参考图2所上述的视频信号处理设备100相同的方式，在照相机处理部件109所输出的亮度信号和色差信号上完全实现了降低了由于不同集线和假色所造成的效果，这可使输入有亮度信号和色差信号的图像处理部件对所捕获的图像做出适当的确定。因此，在根据运行在作业线上的产品的彩色和亮度级而做出审查通过(好的)产品以及有缺陷的(毫无用处的)产品这样的判断的应用情况下，对彩色和亮度级做出错误判断的可能性显著的降低，这确保了校正合格/失败判断。

如上所述，根据本实施例的视频信号处理设备900，由于更少的对彩色或者亮度级做出错误的判断而可执行其特征在于更高准确度的图像处理。

值得注意的是，虽然在上述实施例中描述了有关于这样一种情况，即图像处理部件902对运行在作业线上的合格/失败产品做出判断，然而，本发明并不局限于这种特定的实现；作为替代，可以各种其他不同的应用来实现本发明，这样不同的应用例如包括用于通过图像处理来监控自由出入房间的人这样一个应用或者对行驶在马路上的汽车车牌号进行识别这样一个应用等等。

如上所述，根据本发明，在根据曲线弯点处理的结果来产生亮度信号和色差的时候，可适当的产生由彼此相邻像素的相加结果而来的一亮度信号并且产生由彼此相邻像素的差异而来的一色差信号，这是通过在执行曲线弯点处理的同时至少保持视频信号上的彼此相邻像素之间的信号电平比率而实现的，该视频信号是由排列在一个接一个像素基底上的彩色分量所组成的。这些详细说明是基于申请日为2002年4月8日、申请号为No.2002-105528的日本专利申请，通过参考而将其整个内容明确的引入到这里。

工业实用性

本发明适用于诸如摄像机这样的通过诸如CCD等等这样的图像拾取设备来捕获并产生视频信号的图像捕获设备。

Claims (14)

1.一种视频信号处理设备，包括：

获取部件，该获取部件获取视频信号，该视频信号为彩色分量按每个像素被排列的视频信号；以及

处理部件，该处理部件对获取的视频信号进行曲线弯点处理，在执行该曲线弯点处理时至少保持彼此相邻像素之间的信号电平比值。

2.根据权利要求1的视频信号处理设备，其中，

所述处理部件包括：

亮度信号产生部件，该亮度信号产生部件根据获得的视频信号来产生第一亮度信号；

曲线弯点处理部件，该曲线弯点处理部件对产生的第一亮度信号进行曲线弯点处理；

变化率计算部件，该变化率计算部件计算所述曲线弯点处理部件的曲线弯点处理中产生的所述第一亮度信号的信号电平变化的变化率；

相乘部件，该相乘部件将所述视频信号与计算出的变化率相乘；以及

视频信号处理部件，该视频信号处理部件将经过所述变化率相乘的视频信号进行预定的信号处理，来产生第二亮度信号和色差信号。

3.根据权利要求2的视频信号处理设备，其中，

所述处理部件进一步包括：

平均值计算部件，该平均值计算部件计算产生的第一亮度信号的平均值；

所述曲线弯点处理部件根据计算出的平均值改变在曲线弯点处理过程中的曲线弯点特性。

4.根据权利要求2的视频信号处理设备，其中，

所述处理部件进一步包括：

白色平衡调节部件，该白色平衡调节部件对获取的视频信号的白色平衡进行调节；

所述亮度信号产生部件根据经过白色平衡调节的视频信号产生第一亮度信号；

所述相乘部件将经过白色平衡调节的视频信号与计算出的变化率相乘。

5.根据权利要求2的视频信号处理设备，其中，

所述处理部件进一步包括：

白色平衡增益确定部件，该白色平衡增益确定部件对获取的视频信号的信号电平进行检测，来确定与适用于该检测出的信号电平的曲线弯点处理中的输入和输出特性相匹配的白色平衡增益；以及

白色平衡调节部件，该白色平衡调节部件利用所确定的白色平衡增益对所述视频信号的白色平衡进行调节；

所述亮度信号产生部件根据经过白色平衡调节的视频信号产生第一亮度信号；

所述曲线弯点处理部件根据所述输入和输出特性来执行曲线弯点处理；

所述相乘部件将经过白色平衡调节的视频信号与计算出的变化率相乘。

6.根据权利要求5的视频信号处理设备，其中，

所述曲线弯点处理部件利用第一输入和输出特性或者第二输入和输出特性来执行该曲线弯点处理；

所述白色平衡增益确定部件进一步包括：

第一平均值计算部件，该第一平均值计算部件计算产生的第一亮度信号的信号电平的第一平均值，该第一平均值是在曲线弯点处理中适用于第一输入和输出特性的信号电平的平均值，并且将与该第一输入和输出特性相对应的加权值分配给该计算出的第一平均值；

第二平均值计算部件，该第二平均值计算部件计算产生的第一亮度信号的信号电平的第二平均值，该第二平均值是在曲线弯点处理中适用于第二输入和输出特性的信号电平的平均值，并且将与该第二输入和输出特性相对应的加权值分配给该计算出的第二平均值；

选择部件，该选择部件根据经过曲线弯点处理的第一亮度信号的信号电平来选择所述第一输入和输出特性和所述第二输入和输出特性中的一个；以及

白色平衡增益计算部件，该白色平衡增益计算部件计算与选择出的输入和输出特性相匹配的白色平衡增益。

7.根据权利要求1的视频信号处理设备，其中，

所述处理部件包括：

分离部件，该分离部件从获取的视频信号中分离出第一亮度信号和第一色差信号；

曲线弯点处理部件，该曲线弯点处理部件对分离出的第一亮度信号执行曲线弯点处理；

计算部件，该计算部件计算所述曲线弯点处理部件的曲线弯点处理中产生的所述第一亮度信号的信号电平变化的变化率；

相乘部件，该相乘部件将分离出的第一色差信号与计算出的变化率相乘；以及

视频信号处理部件，该视频信号处理部件对经过曲线弯点处理的第一亮度信号和经过所述变化率相乘的第一色差信号执行预定的信号处理，得到第二亮度信号和第二色差信号。

8.一种视频信号处理方法，包括：

获取步骤，在该步骤中获取视频信号，该视频信号为彩色分量按每个像素被排列的视频信号；以及

处理步骤，在该步骤中对获取的视频信号进行曲线弯点处理，在执行该曲线弯点处理时至少保持彼此相邻像素之间的信号电平比值。

9.根据权利要求8的视频信号处理方法，其中，

所述处理步骤包括：

亮度信号产生步骤，在该步骤中根据获得的视频信号来产生第一亮度信号；

曲线弯点处理步骤，在该步骤中对产生的第一亮度信号进行曲线弯点处理；

变化率计算步骤，在该步骤中计算所述曲线弯点处理步骤进行的曲线弯点处理中产生的所述第一亮度信号的信号电平变化的变化率；

相乘步骤，在该步骤中将所述视频信号与计算出的变化率相乘；以及

视频信号处理步骤，在该步骤中将经过所述变化率相乘的视频信号进行预定的信号处理，来产生第二亮度信号和色差信号。

10.根据权利要求9的视频信号处理方法，其中，

所述处理步骤进一步包括：

平均值计算步骤，在该步骤中计算产生的第一亮度信号的平均值；

所述曲线弯点处理步骤根据计算出的平均值改变在曲线弯点处理过程中的曲线弯点特性。

11.根据权利要求9的视频信号处理方法，其中，

所述处理步骤进一步包括：

白色平衡调节步骤，在该步骤中对获取的视频信号的白色平衡进行调节；

所述亮度信号产生步骤根据经过白色平衡调节的视频信号产生第一亮度信号；

所述相乘步骤将经过白色平衡调节的视频信号与计算出的变化率相乘。

12.根据权利要求9的视频信号处理方法，其中，

所述处理步骤进一步包括：

白色平衡增益确定步骤，在该步骤中对获取的视频信号的信号电平进行检测，来确定与适用于该检测出的信号电平的曲线弯点处理中的输入和输出特性相匹配的白色平衡增益；以及

白色平衡调节步骤，在该步骤中利用所确定的白色平衡增益对所述视频信号的白色平衡进行调节；

所述亮度信号产生步骤根据经过白色平衡调节的视频信号产生第一亮度信号；

所述曲线弯点处理步骤根据所述输入和输出特性来执行曲线弯点处理；

所述相乘步骤将经过白色平衡调节的视频信号与计算出的变化率相乘。

13.根据权利要求12的视频信号处理方法，其中，

所述曲线弯点处理步骤，利用第一输入和输出特性或者第二输入和输出特性来执行该曲线弯点处理；

所述白色平衡增益确定步骤，进一步包括：

第一平均值计算步骤，在该步骤中计算生成出的第一亮度信号的信号电平的第一平均值，该第一平均值是在曲线弯点处理中适用于第一输入和输出特性的信号电平的平均值，并且将与该第一输入和输出特性相对应的加权值分配给该计算出的第一平均值；

第二平均值计算步骤，在该步骤中计算生成出的第一亮度信号的信号电平的第二平均值，该第二平均值是在曲线弯点处理中适用于第二输入和输出特性的信号电平的平均值，并且将与该第二输入和输出特性相对应的加权值分配给该计算出的第二平均值；

选择步骤，在该步骤中根据经过曲线弯点处理的第一亮度信号的信号电平来选择所述第一输入和输出特性和所述第二输入和输出特性中的一个；以及

白色平衡增益计算步骤，在该步骤中计算与选择出的输入和输出特性相匹配的白色平衡增益。

14.根据权利要求8的视频信号处理方法，其中，

所述处理步骤包括：

分离步骤，在该步骤中从获取的视频信号中分离出第一亮度信号和第一色差信号；

曲线弯点处理步骤，在该步骤中对分离出的第一亮度信号执行曲线弯点处理；

计算步骤，在该步骤中计算所述曲线弯点处理步骤的曲线弯点处理中产生的所述第一亮度信号的信号电平变化的变化率；

相乘步骤，在该步骤中将分离出的第一色差信号与计算出的变化率相乘；以及

视频信号处理步骤，在该步骤中对经过曲线弯点处理的第一亮度信号和经过所述变化率相乘的第一色差信号执行预定的信号处理，得到第二亮度信号和第二色差信号。

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