CN101558656B - 亮度信息显示装置和方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种亮度信息显示装置和方法，不管用户有没有经验都能容易且精度良好地把握视频影像的亮度水平。把视频影像的视频信号的亮度水平变换成颜色信息，把视频影像的亮度变化作为颜色变化来显示。希望上述变换是分别根据多个权重把变换成红色、绿色、蓝色三基色的颜色信息的方法、把预定范围的亮度水平变换成具有比亮度水平的变化率大的变化率的颜色信息的方法、把位于预定范围外的亮度水平变换成最大或最小水平的颜色信息的方法等。另外，希望排列或叠加显示输入的视频影像和变换后的视频影像。
Description
技术领域
本发明涉及显示亮度信息的装置和方法，尤其涉及显示视频影像的亮度水平的装置等。
背景技术
在电视节目制作、电影制作等的影像内容的制作中，一般地，根据拍摄环境和摄像机的性能等，一边调整拍摄现场的照明和拍摄条件一边进行拍摄，使得能够以最佳的亮度拍摄。为此，必须在拍摄现场实时地判断拍摄的视频影像的亮度水平是否符合拍摄者的意图。作为把握视频影像的亮度水平的方法，用图像监视器显示并把握拍摄的影像本身的方法、专利文献1的图7(b)中记载的利用波形监视器的解析图像来把握拍摄的影像本身的方法是一般的方法。
<专利文献1>日本特开2004-147005号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
其中，前者的用图像监视器来把握的方法，优点在于用户能直接用视觉确认拍摄的影像本身，但反过来又由于监视器的显示性能的限制而存在不能显示全部亮度信息的问题。由于在拍摄现场不可能利用像在剪辑现场使用的那样的亮度表现性能高的图像监视器，所以由于影像的高亮度区域闪白和低亮度区域黑糊，有时最终得到的影像与拍摄者的意图不同。
从这一点上看，由于后者的波形监视器显示的是把视频影像按亮度水平的大小图像化了的解析结果，所以具有从高亮度到低亮度都能够进行正确显示的优点。但是，为了从显示的波形来判断视频影像的 亮度水平是不是想要的亮度水平，需要一定的熟练水平。
于是，希望有不管用户有没有经验都能容易且精度良好地把握视频影像的亮度水平的显示以及使用该方法的显示装置。
(用来解决问题的手段)
利用以下显示装置能够解决上述问题，该显示装置是显示视频影像的亮度水平的显示装置，包括：输入视频影像的视频信号，输出上述视频信号的亮度水平的信号处理电路；输入上述亮度水平，输出把上述亮度水平变换成一种颜色或多种颜色的颜色信号而得到的视频信号的变换电路；以及显示上述变换后的视频信号的视频影像的显示单元。
即，把视频影像的视频信号的亮度水平变换成颜色信息，把视频影像的亮度变化作为颜色变化来显示。由此，用户能够容易地把握视频影像的亮度水平，而且即使是亮度表现性能差的图像监视器也能显示低亮度区域和高亮度区域的亮度水平。
在此，优选地，上述变换电路是分别根据多个权重把上述亮度水平变换成红色、绿色、蓝色三基色的颜色信号的变换电路。由于通过使用了三基色的彩色显示使表现幅度加宽，所以更容易把握亮度水平。而且，即使是亮度表现性能差的图像监视器也能精度更高地显示从低亮度区域到高亮度区域的亮度水平。
而且，优选地，上述变换电路是把预定范围的亮度水平变换成具有比亮度水平的变化率大的信号水平的变化率的颜色信号的变换电路。即，通过把预定范围的亮度水平的亮度变化强调显示，用户还可以把握要特别注意的部分的亮度水平。例如，在日落的影像那样亮度水平整体上低的视频影像的情况下，通过把低亮度区域的变化率变换成放大了的颜色信号，能够容易地把握在现有技术中因黑糊而不能正确显示的部分的亮度水平。
而且，优选地，上述变换电路是把位于预定范围外的亮度水平变换成最大或最小信号水平的颜色信号的变换电路。即，通过把预定范围外的亮度水平变换成最大的信号水平(例如白色)或最小的信号水平(例如黑色)，用户可以容易地把握要特别注意的亮度信息。
而且，优选地，上述显示单元是排列显示向上述信号处理电路输入的视频信号的视频影像和上述变换后的视频信号的视频影像的显示单元。即，在显示单元上排列显示拍摄的视频影像自身和把亮度水平变换成颜色信号得到的视频影像。由此，用户可以容易地把握两影像的对应关系。
而且，优选地，显示装置还包括选择电路，该选择电路判断上述亮度水平是否在预定范围内，根据判断结果选择性地输出向上述信号处理电路输入的视频影像的视频信号和上述变换后的视频信号，且上述显示单元显示基于从上述选择电路输出的视频信号的视频影像。从选择电路输出的视频信号的视频影像成为只把具有预定范围的亮度水平的像素的视频信号变换成颜色信号的视频影像。由此用户可以更容易地把握拍摄影像与亮度信息的关系。
另外，通过以下显示方法也能够解决上述问题，该显示方法是显示视频影像的亮度水平的显示方法，包括：求出输入的视频影像的视频数据的亮度水平的处理步骤；生成把上述视频数据的颜色信息与上述亮度水平对应地变换成一种颜色或多种颜色的颜色信息而得到的视频数据的变换步骤；以及显示上述变换后的视频数据的视频影像的显示步骤。
随着近年来的数字化，用数字化的视频数据传输视频影像的影像信息已经普遍起来。这样的把数字数据的亮度信息变换成颜色信息的处理可以作为还可以用软件记述的一般的显示方法来把握。
在此，通过设上述变换步骤为分别根据多个权重变换成红色、绿色、蓝色三基色的颜色信息的步骤、把预定范围的亮度水平变换成具有比亮度水平的变化率大的变化率的颜色信息的步骤、或把位于预定范围外的亮度水平变换成最大或最小水平的颜色信息的步骤，用户可以更容易地把握所希望的亮度水平的范围。
另外，也可以是，在上述显示步骤中，排列显示上述输入的视频影像和上述变换后的视频数据的视频影像；或者，在上述变换步骤中，生成只在亮度水平在预定范围内时把亮度水平变换成颜色信息而得到的视频数据。即，通过排列或叠加显示拍摄了的视频影像和变换得到的视频影像，用户可以更容易地把握两视频影像的对应关系。
(发明的效果)
根据本发明，能够提供不管用户有没有经验都能容易且精度良好地把握视频影像的亮度水平的方法以及其显示装置。
本发明的其它特征、方式和优点，可通过参照以下的说明、所附权利要求书以及附图更好地理解。
附图说明
图1是根据本发明的亮度信息显示装置的概略构成图。
图2是示出根据本发明的亮度信息显示装置的动作的流程图。
图3是示出针对亮度水平的各颜色信号的加权的图。
图4是变换成亮度水平和颜色信号的处理的流程图。
图5是示出针对亮度水平的G信号的加权的图。
图6是对预定范围进行强调而变换的变换处理的流程图。
图7是示出针对亮度水平的颜色信号的加权的图。
图8是亮度信息显示装置的显示例。
图9是亮度信息显示装置的另一显示例。
图10是根据本发明的另一亮度信息显示装置的概略构成图。
图11是示出根据本发明的另一亮度信息显示装置的动作的流程图。
(附图标记说明)
11：信号处理电路；12：变换电路；13：选择电路；14：显示控制电路；15：显示装置
具体实施方式
图1是根据本发明的亮度信息显示装置10的概略构成图。图中的箭头表示视频信号的流向。亮度信息显示装置10由以下部件构成： 输入视频影像的视频信号Vo，输出该视频信号的亮度水平Y的信号处理电路11；输入亮度水平Y，输出把该亮度水平Y变换成颜色信号后得到的视频信号Vt的变换电路12；输入亮度水平Y和视频信号Vo、Vt这三个信号，基于亮度水平Y选择性地输出视频信号Vo和视频信号Vt中的某一个视频信号Vs的选择电路13；输入视频信号Vo、Vs和另一个视频影像的视频信号Vl，进行信号处理而生成在显示器15上显示的视频影像的视频信号Vc的显示控制电路14；以及显示视频信号Vc的视频影像的显示器15。
信号处理电路11是求出输入的视频影像的视频信号Vo的亮度水平Y的电路。本实施例的亮度信息显示装置10中，由于输入的视频信号Vo是数字的合成信号，所以信号处理电路11由从合成信号的视频数据分离亮度水平Y的电路所构成，可以根据输入的视频信号依照的规格适当设计电路构成。例如，在输入的视频信号为RGB信号时，能够通过对RGB各信号的信号水平乘上系数求和而算出亮度水平Y。而输入信号是模拟信号时，也可以用Y/C分离电路求出模拟信号的亮度水平Y，也可以通过D/A变换成为数字的视频数据然后通过数值处理求出亮度水平Y。
变换电路12是输出把亮度水平Y变换成颜色信号后得到的视频信号Vt的电路。向本实施例的亮度信息显示装置10输入的合成信号是亮度水平Y为10位(从0到1023共1024个色调)的数字数据，是颜色信号为红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)各8位(从0到255共256个色调)的数字数据。因此，变换电路12生成把10位的亮度水平Y变换成各8位的RGB的颜色信息而得到的视频信号Vt。
变换的颜色信息可以是单色的也可以是彩色的，但变换成彩色时，根据预先由用户指定的权重把亮度水平Y变换成红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)各种颜色的颜色信号。另外，利用使针对亮度水平Y的变化的颜色信号的变化仅在某特定的亮度水平范围增大，或在输入的亮度水平在预定范围外时变换成最大(例如白色)或最小(例如黑色)的信号水平的方法等，还具有把用户所期望的范围的亮度水 平进行强调而变换的功能。变换方法的细节见后述。另外，输入亮度水平Y是模拟信号时，也可以通过D/A变换成为数字的视频数据然后通过数字数值处理变换成颜色信息，也可以输出用模拟信号处理变换成颜色信号的模拟视频信号。
选择电路13是在输入的亮度水平信号Y在用户预先指定的预定范围内时，输出从变换电路12输出的视频信号Vt，而在预定范围外时输出向信号处理电路11输入的视频影像的视频信号Vo的电路。选择电路13由判断亮度水平Y是否在预定范围内并输出判断结果信号的判断电路、以及基于判断结果信号选择性地输出视频信号Vo和视频信号Vt中的某一个视频信号Vs的多路复用器构成。另外，本实施例的亮度信息显示装置10中，由于视频信号Vo是合成信号，而从选择电路13输出的视频信号Vs是RGB信号，所以在选择电路13中把合成信号变换成RGB信号。
显示控制电路14是输入输入视频影像的视频信号Vo、从选择电路13输出的视频信号Vs和另一视频影像Vl，为了以用户设定的显示位置和显示方法用显示器15显示各视频影像，把视频影像的像素数变换成预定的像素数，生成在预定的位置布置各视频影像的视频信号Vc的电路。本实施例的亮度信息显示装置10，由于还具有波形监视器和判断输入的视频影像的信号水平是否符合广播规格的功能等，所以把这些结果作为视频信号Vl输入显示控制电路14，生成与视频信号Vo、Vs排列的视频图像的视频信号Vc。
显示器15是把视频信号Vc的视频影像进行彩色显示的显示器。本实施例的亮度信息显示装置10中，虽然使用了液晶显示器，但也可以是布劳恩管(Braun tube)监视器等的其它彩色影像显示设备。
下面，根据图2的流程图说明亮度信息显示装置10的动作。如果被输入拍摄的视频影像的视频信号Vo，则在信号处理电路11中从视频信号Vo求出亮度水平Y(步骤21)。接着，在变换电路12中生成把亮度水平Y变换成颜色信号得到的视频信号Vt(步骤22)。接着，在选择电路13中判断亮度水平Y是否在预定的范围中(步骤23)， 在预定范围内时选择变换了的视频信号Vt(步骤24)，在预定范围外时选择输入的视频影像的视频信号Vo(步骤25)，输出选择的视频信号Vs。
视频信号Vs是把输入的视频影像Vo中的、亮度水平Y位于预定范围内的像素的视频信号置换成视频信号Vt得到的视频信号。因此，输出的视频信号Vs的视频影像是，如图8所示，变换后的视频影像(图8中是区域82)和被输入的视频影像Vo(图8中是区域83)的叠加影像81。另外，通过把亮度水平的范围设定成全部范围(从0％到100％)，能够只把变换后的视频信号Vt作为视频信号Vs输出。
然后，在显示控制电路14中，把视频信号Vs、Vo变换成适当的显示像素数，生成与波形监视器等的视频信号Vl一起按指定的显示形式进行布置而得到的视频影像的视频信号Vc(步骤26)。最后，在显示器15上显示视频信号Vc的影像(步骤27)。
图9示出把显示器15的画面分割成4个，分别并列地在区域93上显示输入的视频影像Vo在区域94上显示变换后的视频信号Vt的视频影像、在区域91上显示波形监视器的视频影像Vw、在区域92上显示表示视频影像Vo的信号水平与播放规格的对应关系的视频影像Vp的样子。此时，在步骤26中，向显示控制电路14输入各视频影像的视频信号Vo、Vs、Vw、Vp，把分辨率变换成与各显示器15的画面的1/4的分辨率相当的影像，生成在适当的位置上配置的视频信号Vc。
下面，通过几个实施例更详细地说明在变换电路12中生成把亮度水平Y变换成颜色信号得到的视频信号Vt的步骤22。
首先，说明按照图3示出的加权把亮度水平Y变换成颜色信号水平的例子。在说明具体的处理步骤之前，--先简单地说明亮度水平Y与变换后的颜色信息的关系。在图3的各曲线图中，横轴表示亮度水平Y，纵轴表示变换后的颜色信号的信号水平，图3(a)示出针对亮度水平Y的红色(R)颜色信号的加权，图3(b)示出针对亮度水平Y的绿色(G)颜色信号的加权，图3(c)示出针对亮度水平Y的蓝色(B)颜色信号的加权。
由于若输入Y＝0，则R＝G＝0、B＝255，所以变换后的颜色信息是蓝色。在0＜Y≤255的区域，R信号的水平(0)和B信号的水平(255)不变，G信号的水平随Y的水平增加而增加。因此，变换后的颜色信息从蓝色到青色(cyan)连续地变化。在255＜Y≤511的区域，R信号的水平(0)和G信号的水平(255)不变，B信号的水平随Y的水平增加而减少。因此，变换后的颜色信息从青色到绿色连续地变化。在511＜Y≤767的区域，G信号的水平(255)和B信号的水平(0)不变，R信号的水平随Y的水平增加而增加。因此，变换后的颜色信息从绿色到黄色连续地变化。在767＜Y≤1023的区域，R信号的水平(255)和B信号的水平(0)不变，G信号的水平随Y的水平增加而减少。因此，变换后的颜色信息从黄色到红色连续地变化。结果，随着Y的水平的增加，变换为慢慢地变化成蓝色、青色、绿色、黄色、红色的颜色信号。
下面，参照图4的流程图说明与图3的加权对应的变换的具体处理方法。首先，通过R＝Y-511、B＝511-Y的数值运算求出R信号和B信号的假拟信号水平(步骤221)。然后判断亮度水平Y是否比511小(步骤222)，比它大时通过G＝1023-Y的运算算出G信号的假拟信号水平(步骤223)，比它小时(YES)把亮度水平Y作为G信号的假拟信号水平(步骤224)。另外，在假拟信号水平阶段，视频数据值有时是负值或超过255的值。
然后，在步骤221～224中求出的R、G、B各颜色信号的假拟信号水平为负数时(步骤225)，使该颜色信号的信号水平为0(步骤226)。另外，在R、G、B各颜色信号的假拟信号水平比255大时(步骤227)，使该颜色信号的信号水平为255(步骤228)。假拟信号水平的数据值在0～255之间时，把该数据值作为变换后的颜色信号的信号水平。通过以上步骤，根据图3所示的加权，把亮度水平Y变换成红色、绿色、蓝色三基色的颜色信号。
图5示出另一加权的例子。在图6中把从5％到10％的范围(预定范围)的亮度水平Y变换成绿色的单色有浓淡的颜色信息。另外， 在本例的说明中，为了说明的方便，用对最大值的比表示水平。例如，由于亮度水平Y的数据值范围是从0到1023，5％相当于51(＝1023×5/100)，10％相当于102(＝1023×10/100)。另外，由于颜色信号的信号水平的范围是从0到255，50％相当于126(＝255×50/100)，100％相当于255(＝255×100/100)。
首先，对图5的变换进行简单的说明。在预定范围外的0％≤Y＜5％的区域和10％＜Y≤100％的区域中，G信号的信号水平分别为最小(0％)和最大(100％)。另外，在5％≤Y≤10％的预定范围内，以如果Y的水平增加1％则G信号的水平增加10％的方式进行变换。即，以颜色信号的水平的变化率比亮度水平Y的变化率大的方式进行变换。
下面，参照图6的流程图说明与图5的加权对应的变换的具体处理方法。首先，判断亮度水平Y是否比预定范围的一个边界值即102大(步骤231)，比它大时把G信号的信号水平设定为最大的信号水平即255(步骤232)。另外，判断亮度水平Y是否比另一个边界值即51小(步骤233)，比它小时把G信号的信号水平设定为最小的信号水平即0(步骤234)。亮度水平Y在预定范围内(51≤Y≤102)时，根据式子G＝5Y-255变换为G信号的信号水平。通过以上步骤，根据图5所示的加权，把亮度水平Y变换成绿色的颜色信号。在本例中，由于变换成绿色单色的颜色信息，R信号和B信号的信号水平常时为零。
本实施例的亮度信息显示装置10，能够把强调显示的亮度水平范围的边界值设定为用户任选的数据值或对最大值的比。另外，亮度水平Y与颜色信号的信号水平的对应关系也可以设定为各种各样。例如，如果像图7(a)那样把预定范围外的信号水平全都设定为0％，能够更容易地把握预定范围内的亮度水平的分布和变化。另外，也可以设定为像图7(b)所示地那样亮度水平Y与信号水平的对应关系非线性的加权。
图10示出本发明的另一亮度信息显示装置30的概略构成图。亮 度信息显示装置30中，除了显示以外的全部处理用软件的运算处理实现。因此，亮度信息显示装置30成为具有数值运算功能的微处理器单元(MPU)31、与MPU31连接的存储器32和显示器15这样的简单的硬件结构。
MPU31是输入输入的视频影像的视频数据Vo和波形监视器等的另一视频影像的视频数据Vl，输出在显示器15上显示的视频影像的视频数据Vc的单元，由数字数据的数值运算电路与外部电路的接口构成。
在存储器32中存储表示亮度水平Y和变换的颜色信息的加权的查询表33。例如，把与图3、5、7的横轴(亮度水平Y)的各值对应的纵轴(RGB颜色信息)的值作为表格记录起来。
下面，参照图11的流程图说明亮度信息显示装置30的动作。如果被输入视频影像的视频数据Vo，则首先MPU31从视频数据求出亮度水平Y(步骤31)。接着，MPU31判断亮度水平Y是否在预定的范围中(步骤32)，在预定范围内时，根据存储器32中存储的表格的加权，改写为把亮度水平Y变换成颜色信息得到的视频数据(步骤33)。
通过该改写，得到只把输入的视频影像的视频数据Vo中的、亮度水平位于预定范围内的视频数据的颜色信息改写的图8的视频影像81。另外，通过把预定范围设定成全部范围(从0％到100％)，还可以改写视频数据的全部颜色信息。接着，把得到的视频数据变换成与显示对应的像素数，与波形监视器等的视频数据一起生成进行布置而得到的视频数据Vc(步骤34)。最后，用显示器15显示该视频数据Vc的视频影像(步骤35)。
以上，参照特定的实施方式详细地说明了根据本发明的技术思想，但当然，对于本领域技术人员而言，在不脱离权利要求书的精神和范围的前提下，可以做出各种各样的变更和改良。上述说明仅仅是例示，并不是概括或限定为所披露的方式。可以进行修改或变形，它们都包含在所附权利要求书的范围记载的上述实施方式的范围中。
例如，也可以用软件记述图2的流程图而用亮度信息显示装置30实现。此时，由于在步骤22中把全部视频数据的亮度水平变换成颜色信息，所以MPU31要求的数值处理性能高。作为其对策，也可以用电子电路实现图1中所示的亮度信息显示装置的各电路中需要高速处理的部分的功能，而其它部分用软件实现。
Claims (10)
1.一种显示装置，是显示视频影像的亮度水平的显示装置，包括：
信号处理电路，该信号处理电路输入视频影像的视频信号，并输出上述视频信号的亮度水平；
变换电路，该变换电路输入上述亮度水平，并输出把上述亮度水平变换成一种颜色或多种颜色的颜色信号而得到的视频信号；
选择电路，该选择电路判断上述亮度水平是否在用户预先指定的预定范围内，当上述亮度水平在预定范围内时，输出从上述变换电路输出的视频信号，当上述亮度水平在预定范围外时，输出向上述信号处理电路输入的视频影像的视频信号，以及
显示单元，该显示单元显示基于从上述选择电路输出的视频信号的视频影像。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中：
上述变换电路是分别根据多个权重把上述亮度水平变换成红色、绿色、蓝色三基色的颜色信号的变换电路。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中：
上述变换电路是把预定范围的亮度水平变换成具有比亮度水平的变化率大的信号水平的变化率的颜色信号的变换电路。
4.如权利要求1所述的显示装置，其中：
上述变换电路是把位于预定范围外的亮度水平变换成最大或最小信号水平的颜色信号的变换电路。
5.如权利要求1所述的显示装置，其中：
上述显示单元是排列显示向上述信号处理电路输入的视频信号的视频影像和从上述选择电路输出的视频信号的视频影像的显示单元。
6.一种显示方法，是显示视频影像的亮度水平的显示方法，包括：
求出输入的视频影像的视频数据的亮度水平的处理步骤；
生成把上述视频数据的颜色信息与上述亮度水平对应地变换成一种颜色或多种颜色的颜色信息而得到的视频数据的变换步骤，该变换步骤生成只把亮度水平在预定范围内的部分的亮度水平变换成颜色信息而得到的视频数据；以及
显示上述变换后的视频数据的视频影像的显示步骤。
7.如权利要求6所述的显示方法，其中：
上述变换步骤是分别根据多个权重把上述亮度水平变换成红色、绿色、蓝色三基色的颜色信息的步骤。
8.如权利要求6所述的显示方法，其中：
上述变换步骤是把预定范围的亮度水平变换成具有比亮度水平的变化率大的变化率的颜色信息的步骤。
9.如权利要求6所述的显示方法，其中：
上述变换步骤是把位于预定范围外的亮度水平变换成最大或最小水平的颜色信息的步骤。
10.如权利要求6所述的显示方法，其中：
上述显示步骤是排列显示上述输入的视频影像和上述变换后的视频数据的视频影像的步骤。
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