CN101034538A - 利用数字信号处理的Gamma失真校正装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过信号处理的Gamma失真校正装置及方法，包括下述部分：接收输入的图像信号，并具有存储与输入图像信号校正值相对应查表用的表的图像信号处理部；从接收图像信号处理部的输出信号中抽取亮度信号的亮度抽取部；对一帧画面的水平区间内的抽取亮度的输出信号和图像信号处理部处理的信号的差值，与规定值进行比较的比较部；把比较值，在一帧画面垂直区间内进行收集后计算其平均值的同时，把计算的平均值进行存储，并为生成再设定图像信号处理部的查表用的表而设置的查表生成部。本发明在信号处理中产生的各种数据误差，可用简便的低费用来实现对误差的校正。也可通过用户的设定来进行γ调整。

Description

利用数字信号处理的Gamma失真校正装置及方法

技术领域

本发明涉及模拟及数字图像信号数据的Gamma(γ)校正装置及方法，尤其涉及通过信号处理的Gamma(γ)失真校正装置及方法。

背景技术

如果把输入的图像信号通过阴极射线管(CRT)、等离子显示板(PDP)、液晶显示板(LCD)一样的显示装置来进行视听电视，则由于显示装置对输入信号具有非线性特征，因此不能正确的显示原来颜色，所以只能显示失真的颜色。例如，同电视机的阴极射线、电脑显示器或摄像机的固体摄像器件等一样，通过输入色差信号和亮度信号来显示图像的显示设备，因具有非线性的磷光物质而产生非线性现象，这种现象叫做Gamma(γ)现象。

通过这种Gamma(γ)现象，与辉度信号成分密切相关的亮度(brightness)引起非线性变换，因此在显示装置中显示的图像产生失真。为了把输入到显示装置的线性数据，能够以原来的状态进行输出，对Gamma(γ)现象值，需要事先进行补偿校正。

为了把这种失真进行校正后重现原来输入的图像信号，通过使用校正显示装置输出特性的Gamma(γ)函数，对图像输入信号进行校正，这种校正叫做Gamma(γ)校正。

在图像信号的处理过程中，可以说Gamma(γ)校正是必须进行的不可缺少的校正。也就是说，如果Gamma(γ)校正方法不同，则通过显示装置进行显示的图像品质也不一样。

例如，从阴极射线管(CRT)发射的电子束输出特性，即对引入到电子枪图像信号的应答特性不是按线性特性给出，而输入信号的大小通常是按指数函数规律来增减。正因为如此，在画面上显示的图像的亮度及颜色等，与实际不同产生急速变化。

而且，在阴极射线管(CRT)中，通常是通过对应答特性的校正来防止画面上显示的图像亮度及颜色的急剧的变化。此时，通常利用具有指数函数的逆函数应答特性的Gamma(γ)校正装置，对图像信号进行处理。

图1是利用查表(Lookup Table)的Gamma(γ)校正装置的概略构成框图。

参照图1，通常把数字图像信号输入到图像信号处理部20后，在画面质量调整部22中设定画面上需要显示的画面质量(包括亮度、对比度、分辨度)后，再输入到Gamma(γ)调整部24。而Gamma(γ)调整部24将利用存储器26中存储的查表(LUT)，把与输入图像信号电平相对应的已经进行Gamma(γ)校正的图像信号输出到显示部30。在这里，在查表(LUT)的表中，事先存储了已设定的与输入图像信号电平相对应的需要校正的Gamma(γ)校正值。另外，模拟图像信号经过模拟数字(A/D)变换部10变换为数字信号，并把变换的数字信号输入到图像信号处理部20后，再经过上述的过程。

在如同上述传统的构成中，对于显示装置而言，每个装置各自都需要利用另外的Gamma(γ)系统测定设备来抽取Gamma(γ)数据，并通过抽取的Gamma(γ)数据来决定Gamma(γ)调整系数。正因为如此，不仅需要较长的调整时间，而且每个装置的测定偏差也较大。并且，对各阴极射线管(CRT)、等离子显示板(PDP)、液晶显示板(LCD)一样的显示装置而言，存在着对每个装置都需要考虑Gamma(γ)特性的问题，而这个问题是一个很难处理的问题。

并且，在传统方法中，虽然通过变更查表(LUT)内容来得到希望的Gamma(γ)校正曲线，但是这种对查表(LUT)内容的变更是通过手动方法来形成，因此给用户带来不方便性。

发明内容

本发明是为了解决上述传统技术存在的问题而开发的，其目的是通过处理数字信号来提供对Gamma(γ)失真自动的进行校正的装置及方法。

并且，本发明的另一个目的是利用规定的Gamma(γ)调整用检测图形，提供对一幅画面进行输入及输出图像的Gamma(γ)失真能够进行校正的装置及方法。

除了上述本发明的目的及长处以外的其他目的及长处，通过以下的详细说明以及附图是能够理解的。

本发明Gamma(γ)校正装置包括下述部分：接收输入的图像信号，并具有存储与输入图像信号一一对应校正值查表(LUT)用的表的图像信号处理部；接收图像信号处理部的输出信号，并从接收的输出信号中为抽取亮度信号而设置的亮度抽取部；对一帧画面的水平区间内的抽取亮度的输出信号和经图像信号处理部处理的信号的差值，与规定值进行比较的比较部；把比较值，在一帧画面垂直区间内进行收集后计算其平均值的同时，把计算的平均值进行存储，并为生成再设定图像信号处理部的查表(LUT)用的表而设置的查表生成部。

上述图像信号处理部包括下述部分：设定亮度、对比度、分辨度的画面质量调整部；已存储查表用的表的第1存储部；利用第1存储部中已存储的查表用表，把与输入图像信号电平相对应的已进行Gamma(γ)校正的图像信号进行输出的Gamma(γ)调整部。

上述比较部包含在第2存储部，而规定值，可以是第2存储部中存储的用户设定值；也可以是按着显示装置类型逆Gamma(γ)校正值。

本发明Gamma(γ)校正方法包括下述步骤：接收输入图像信号，并对信号的亮度、对比度、分辨度进行设定的同时，通过已存储的查表用的表进行Gamma(γ)调整的图像信号处理步骤；接收已处理的图像信号和输入图像信号，并从接收的信号中只对亮度信号进行抽取步骤；对一帧画面的水平区间内的只抽取亮度信号的输入图像信号和已处理的图像信号进行比较步骤；把比较值，在一帧画面垂直区间内进行收集后计算平均值，并通过平均值来生成查表用表的查表生成步骤；把生成的查表用的表，在已存储的查表用的表中进行再设定步骤。

上述对被只抽取亮度信号的输入图像信号(Y1)和已处理的图像信号(Y2)进行比较的步骤就是把包含Y-(Y1-Y2)的值进行输出的步骤；而对Y值而言，可以是用户设定的值；也可以是按着显示装置类型的Gamma(γ)校正值。

本发明的优点效果如下：

本发明是由于通过规定步骤得到的各种值的平均值来再设定图像信号处理部内的查表用的表，因此在信号处理中产生的各种数据误差，可以用简便的低费用来实现对误差的校正。并且，也可以通过用户的设定来进行Gamma(γ)调整的目标。

附图说明

图1是利用查表(Lookup Table)的Gamma(γ)校正装置概略构成框图。

图2是基于本发明实施例Gamma(γ)失真自动校正装置的概略构成框图。

图3是基于本发明实施例Gamma(γ)失真自动校正方法的概略流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明典型实施例更详细的进行说明。

图2是基于本发明实施例Gamma(γ)失真自动校正装置的概略构成框图。

参照图2，Gamma(γ)失真自动校正装置100包括检测图形产生部40、模拟数字(A/D)变换部10、图像信号处理部20、亮度抽取部50{电脑检索中心(CSC)}、第1比较器60、第2比较器62、第2存储部70及查表生成部80。

检测图形产生部40把存储器中存储的检测图形以模拟信号进行输出；可以精简化差分信号传送{TMDS(Transition Minimized Differential Signal)}；也可以作为通过其他数字变换器件的数字信号来输出图像信号。而且，基于本发明图像输入信号，可以是模拟信号，也可以是数字信号。如果是数字信号(如果输入信号为模拟信号，则通过模拟数字变换进行数字化)，该数字信号输入到为图像处理{例如，Gamma(γ)校正}而设置的图像信号处理部20。而图像信号处理部包括画面质量调整部22、Gamma(γ)调整部24及第1存储部。画面质量调整部将是设定最初输入的图像信号亮度、对比度、分辨度等的重要器件。通过画面质量调整部已设定亮度、对比度、分辨度等的信号，在Gamma(γ)调整部24中进行最初查表的Gamma(γ)调整。这种Gamma(γ)调整步骤是通过第1存储部26中存储的查表用表的数据值和画面质量调整部的输出值进行对应的步骤来实现的。对图像信号处理部的输出信号，输入到亮度抽取部50。而在比较部中通常利用图像信号中的亮度信号，为此，亮度抽取部接收图像信号处理部的输入及输出信号，并从接收的信号中只抽取亮度信号。比较部(60，62)是通过亮度抽取部把亮度信号进行分离，并计算图像信号处理部的输入(Y1)及输出(Y2)值的差值后，把比较值与第2存储部70中存储的规定值(Y)进行比较的重要器件。所谓规定值，可以是第2存储部中存储的用户设定值；也可以是按着显示装置类型逆Gamma(γ)校正值。这种比较是对一帧画面的水平区间内的Y1-Y2的比较，通过第1比较器60来进行；而对Y-(Y1-Y2)的比较，通过第2比较器62来进行。然后，通过在一帧画面的垂直区间内收集数据后计算其平均值，并通过平均值来生成查表用的表，而这种生成过程的进行是在查表生成部80中形成。为了把生成的查表用的表存储后进行输出，查表生成部中可以包括存储部。对生成的查表用的表，输入到图像信号处理部内的第1存储部后更新现有查表用的表。

以下，对如同上述构成作为基础，对图像信号的Gamma(γ)失真自动进行校正的步骤更详细的进行说明。

图3是基于本发明实施例Gamma(γ)自动校正方法的概略流程图。

参照图3，首先，将规定的检测图形在画面上进行显示后(步骤10)，计算Gamma(γ)校正前的亮度信号(Y1)和Gamma(γ)校正后的亮度信号(Y2)的差值(步骤12)。计算的比较值与规定值再进行比较(步骤14)。这个规定值，可以是在第2存储部中存储的用户设定的值；也可以是按着显示装置类型逆Gamma(γ)校正值。这种比较步骤可以是在一帧画面的水平区间内进行后得到其结果值(步骤16)。这种比较步骤也可以是在一帧画面的垂直区间内进行后计算其平均值(步骤18)。利用步骤18中得到的平均值来生成新的查表用的表，并把第1存储部中已存储的查表用的表进行更新(步骤20)。

具体的说，在检测图形产生部中产生的模拟或图像信号中，包含隔行数字色差信号(Y/Cb/Cr)、红/绿/蓝(R/G/B)、复合视频信号(CVBS)、家用录像设备(S-VHS)等信号。如果输入图像信号为模拟信号，则需要通过变换器进行数字化的步骤。为保证全体图像的画面质量及能够进行显示，把数字信号输入到信号处理方框，即图像信号处理部{VDP(Video Display Processor)}，并在其中进行决定画面的颜色、彩度、明度等的工作。

亮度抽取步骤是为达到本发明目的，不仅需要把为进行规定信号处理而输入的图像信号和经过图像信号处理步骤的输出信号作为输入信号，而且需要把输出信号与亮度信号进行同一化的步骤。这样，把亮度信号从形式上变换为各自的输入信号(Y1)和输出信号(Y2)后，输入到作为目标的生成Gamma(γ)曲线比较步骤。这样的各种信号经过Y1-Y2的比较步骤(步骤12)，并通过Y-(Y1-Y2)的比较步骤(步骤14)，构成对一帧画面水平区间内的结果值。这样的步骤在一帧画面垂直区间内再进行(步骤18)后的结果值来计算平均值，并通过平均值来生成新的查表用的表(步骤20)。把这样生成的新查表用的表在第1存储部中进行存储，并用存储的新的查表用的表来更新图像信号处理步骤内已存储的查表用的表。由此结束本次步骤。

通过如上所述的以本发明的典型实例为中心的说明，如果是本行业的工作者，则不离开本发明技术范围内可以有各种变更是可以理解的。本发明的权利要求范围不受典型实例的说明的限制，而是附录中权利要求范围来决定。

Claims (5)

1、利用数字信号处理的Gamma失真校正装置，其特征在于包括下述部分：

接收输入的图像信号，并具有存储与输入图像信号一一对应校正值查表用的表的图像信号处理部；

接收图像信号处理部的输出信号，并从接收的输出信号中为抽取亮度信号而设置的亮度抽取部；

对一帧画面的水平区间内的抽取亮度的输出信号和经图像信号处理部处理的信号的差值，与规定值进行比较的比较部；

把比较值，在一帧画面垂直区间内进行收集后计算其平均值的同时，把计算的平均值进行存储，并为生成再设定图像信号处理部的查表用的表而设置的查表生成部。

2、根据权利要求1所述的利用数字信号处理的Gamma失真校正装置，其特征在于所述的图像信号处理部包括下述部分：

设定亮度、对比度、分辨度的画面质量调整部；

已存储查表用的表的第1存储部；

利用第1存储部中已存储的查表用表，把与输入图像信号电平相对应的已进行Gamma校正的图像信号进行输出的Gamma调整部。

3、根据权利要求1所述的利用数字信号处理的Gamma失真校正装置，其特征在于所述的比较部包含在第2存储部，而规定值，可以是第2存储部中存储的用户设定值；也可以是按着显示装置类型逆Gamma校正值。

4、利用数字信号处理的Gamma失真校正方法，其特征在于包括下述步骤：

接收输入图像信号，并对信号的亮度、对比度、分辨度进行设定的同时，通过已存储的查表用的表进行Gamma调整的图像信号处理步骤；

接收已处理的图像信号和输入图像信号，并从接收的信号中只对亮度信号进行抽取步骤；

对一帧画面的水平区间内的只抽取亮度信号的输入图像信号和已处理的图像信号进行比较步骤；

把比较值，在一帧画面垂直区间内进行收集后计算平均值，并通过平均值来生成查表用表的查表生成步骤；

把生成的查表用的表，在已存储的查表用的表中进行再设定步骤。

5、根据权利要求4所述的利用数字信号处理的Gamma失真校正方法，其特征在于所述的对被抽取为亮度信号的输入图像信号(Y1)和已处理的图像信号(Y2)进行比较的步骤就是把包含Y-(Y1-Y2)的值进行输出的步骤；而对Y值而言，可以是用户设定的值；也可以是按着显示装置类型的Gamma校正值。

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