CN104835460A - 图像处理设备、图像处理方法、显示面板驱动器以及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理设备、图像处理方法、显示面板驱动器以及显示设备。提供了一种图像处理设备，包括用于将原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值的加权平均值生成为参考值的部分。关于诸如R数据、G数据和B数据的色彩数据中的每一个，将与通过将原始RGB数据的色彩数据的值与通过从原始RGB数据的色彩数据的值中减去参考值获得的差与预定系数的乘积相加而获得的值一致的值计算为饱和度扩展后的RGB数据的色彩数据的值。

Description

图像处理设备、图像处理方法、显示面板驱动器以及显示设备

技术领域

本发明涉及图像处理设备、图像处理方法、显示面板驱动器以及显示设备，特别地涉及这样的图像处理设备和图像处理方法，其执行操作处理以扩展对应于显示图像的图像数据的饱和度，以及使用这样的图像处理设备和图像处理方法的显示面板驱动器和显示设备。

背景技术

在色彩区域相对窄的显示设备中，存在这样的情况，对对应于显示图像的图像数据执行扩展（强调）饱和度的操作处理（在下文中，将被称为“饱和度扩展处理”）。例如,使用白色照明作为背光的液晶显示设备相比于最近几年一直发展的OLED(有机发光二极管)显示设备而言在色彩区域上是窄的，并且有时需要扩展色域以便更漂亮地显示色彩。扩展色域的一种技术是针对液晶显示面板的每个像素使滤波器的色彩变浓。然而，采用这种技术，由于滤波器导致背光的光通量在很大程度上衰减，使得图像的亮度甚至以背光相同的光量降低。另一方面，如果使用通过对图像数据执行饱和度扩展处理来扩展色彩区域的技术，可以避免这样的问题。

在包含移动终端（移动系统）的计算机中，图像数据通常被给定为RGB数据，该RGB数据示出了像素的红色、绿色和蓝色中的每一个的灰度级别。当需要在图像数据被给定为RGB数据的系统中强调饱和度时，必须对该RGB数据执行饱和度扩展处理。

作为对RGB数据执行饱和度扩展处理的一种技术，众所周知的技术是将RGB数据转换成HSV数据并将在HSV空间中扩展饱和度。HSV空间是按色度（H）、饱和度（S）和值（V）示出色彩的色彩空间，如图1中所示。图1示出了圆锥体的HSV色彩空间。

例如，专利文献1（JP 2010-79119A）公开了一个示例，在示例中RGB数据被转换成HSV数据并且在HSV空间中扩展饱和度。采用专利文献1中公开的技术，从采用RGB形式的显示数据中提取HSV数据（即，饱和度数据（S）、色度数据（H）和值数据（V））。然后，通过将饱和度数据（S）乘以饱和度扩展系数k来计算扩展后的饱和度数据（S'）。此外，包含扩展后的饱和度数据（S'）、色度数据（H）和值数据（V）的HSV数据被转换成RGB数据，并且该RGB数据被输出为扩展后的显示数据。也就是，在专利文献1中，在执行的操作处理中，仅饱和度S被扩展而色度H和值V被保留。

然而，根据本发明的发明人所考虑，如采用专利文献1中所公开的仅扩展饱和度S而保留色度H和值V的技术，会引起亮度下降使图像变暗的问题。

注意的是专利文献2（JP H06-339017A）公开了强调色彩图像的饱和度的设备和方法，作为本发明相关的另一技术。专利文献2中公开的强调饱和度的方法通过将色彩图像的每个像素的R值、G值和B值中的最大值I和R值、G值和B值之间的差乘以强调系数来强调图像的饱和度，并且将通过将最大值I减去相乘的结果获得的值设定为R值、G值和B值中对应的一个。

引文列表

【专利文献 1】 JP 2010-79119A

【专利文献 2】 JP H06-339017A。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种扩展图像饱和度同时抑制亮度下降的技术。

本发明的另一问题和新的特征根据本说明书的描述和附图将变得清楚。

在本发明的一个方面，图像处理设备包括用于生成原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的加权平均值作为参考值的部分；用于计算第一值作为饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值的部分，该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值与通过将原始RGB数据的R数据的值减去参考值获得的第一差与预定系数的乘积相加而获得的值一致；用于计算第二值作为饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值的部分，该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值与通过将原始RGB数据的G数据的值减去参考值获得的第二差与系数的乘积相加而获得的值一致；以及用于计算第三值作为饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值的部分，该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值与通过将原始RGB数据的B数据的值减去参考值获得的第三差与系数的乘积相加而获得的值一致。

上述提及的部分中的每一个都可以以硬件实现，可以以软件程序实现以及可以通过硬件和软件程序的组合实现。

在本发明的另一个方面，图像处理设备包括被配置成生成原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的加权平均值作为参考值的参考值计算部分；被配置成计算第一值作为饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值的第一运算部分，该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值与通过将原始RGB数据的R数据的值减去参考值获得的第一差与预定系数的乘积相加而获得的值一致；被配置成计算第二值作为饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值的第二运算部分，该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值与通过将原始RGB数据的G数据的值减去参考值获得的第二差与系数的乘积相加而获得的值一致；以及被配置成计算第三值作为饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值的第三运算部分，该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值与通过将原始RGB数据的B数据的值减去参考值获得的第三差与系数的乘积相加而获得的值一致。

在本发明的另一个方面，被用来驱动显示面板的显示面板驱动器包括：被配置成对原始RGB数据执行饱和度扩展处理以生成饱和度扩展后的RGB数据的饱和度扩展电路；以及被配置成响应于饱和度扩展后的RGB数据驱动显示面板的驱动电路部分。该饱和度扩展电路包括：被配置成生成原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的加权平均值作为参考值的参考值计算电路；被配置成计算第一值作为饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值的第一运算部分，该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值与通过将原始RGB数据的R数据的值减去参考值获得的第一差与预定系数的乘积相加而获得的值一致；被配置成计算第二值作为饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值的第二运算部分，该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值与通过将原始RGB数据的G数据的值减去参考值获得的第二差与系数的乘积相加而获得的值一致；以及被配置成计算第三值作为饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值的第三运算部分，该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值与通过将原始RGB数据的B数据的值减去参考值获得的第三差与系数的乘积相加而获得的值一致。

在本发明另外不同的方面，显示设备包括显示面板和具有上述提及的配置的显示面板驱动器。

图像处理方法包括：生成原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的加权平均值作为参考值；计算第一值作为饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值，该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值与通过将原始RGB数据的R数据的值减去参考值获得的第一差与预定系数的乘积相加而获得的值一致；计算第二值作为饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值，该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值与通过将原始RGB数据的G数据的值减去参考值获得的第二差与系数的乘积相加而获得的值一致；以及计算第三值作为饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值，该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值与通过将原始RGB数据的B数据的值减去参考值获得的第三差与系数的乘积相加而获得的值一致。

在本发明的另一个方面，记录介质中存储的程序使得运算设备操作为用于生成原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的加权平均值作为参考值的部分；用于计算第一值作为饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值的部分，该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值与通过将原始RGB数据的R数据的值减去参考值获得的第一差与预定系数的乘积相加而获得的值一致；用于计算第二值作为饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值的部分，该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值与通过将原始RGB数据的G数据的值减去参考值获得的第二差与系数的乘积相加而获得的值一致；以及用于计算第三值作为饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值的部分，该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值与通过将原始RGB数据的B数据的值减去参考值获得的第三差与系数的乘积相加而获得的值一致。

根据本发明，提供了扩展图像的饱和度同时抑制亮度下降的技术。

附图说明

图1概念地示出了HSV空间的图。

图2是示出了在HSV空间中扩展饱和度同时保留或保持色度和值的技术的概念图。

图3是示出了饱和度扩展处理的概念图，其中RGB数据被转换成HSV数据，在HSV空间中扩展饱和度，以及具有扩展的饱和度的HSV数据再次被转换成RGB数据。

图4是示出了通过在图3的HSV空间上的饱和度扩展处理的亮度下降的概念图。

图5是示出了在饱和度扩展处理中色彩变浓的部分中的像素的亮度下降使得图像变暗的示例的图。

图6是示出了在本发明第一实施例中执行的饱和度扩展处理的概念图。

图7是示出了第一实施例中饱和度扩展处理的技术思想的概念图。

图8是示出了第一实施例中饱和度扩展处理的操作的图。

图9是示意性地示出了第一实施例中饱和度扩展电路的配置的示例的图。

图10是示出了默认色彩区域的顶点和用户目标色彩区域的顶点的概念图。

图11是示出了通过第一实施例中饱和度扩展处理获得的图像的示例的图。

图12是示意性地示出了第二实施例中饱和度扩展电路的配置的示例的图。

图13是示出了第一和第二实施例中饱和度扩展处理中子像素数据的上溢发生的图。

图14是示出了由于伴随饱和度扩展处理的子像素数据的下溢和上溢发生而引起的色度偏差的示例的图。

图15是示出了第三实施例中阻止上溢发生的图。

图16是示意性地示出了第三实施例中饱和度扩展电路的配置的示例的图。

图17是示意性地示出了第三实施例中饱和度扩展电路的配置的另一示例的电路图。

图18是示出了包含具有根据本发明的实施例的饱和度扩展电路的液晶驱动器的液晶显示设备的配置的示例的框图。

图19是示出了包含具有根据本发明的实施例的饱和度扩展电路的液晶驱动器的液晶显示设备的配置的另一个示例的框图。

具体实施方式

在下面，将描述本发明的各种实施例。注意的是，在以下描述中通过使用相同或对应的参考号或符号来指代相同或对应的部件。

为了帮助理解本发明的技术特征，首先，将描述如专利文献1中公开的仅扩展（强调）饱和度S同时保留色度H和值V的计算操作以及操作所带来的问题。

图2是示出了在HSV空间中扩展饱和度的技术的概念图。通过对饱和度S执行期望的操作可以容易地扩展饱和度S同时保留或保持色度H和值V，因为饱和度S作为独立轴存在在HSV空间中。例如，假设原始HSV数据的饱和度数据（示出饱和度的数据）的值为S，扩展后的HSV数据的饱和度数据的值为S’，并且饱和度扩展率为k，可以通过以下等式（1）来扩展饱和度：

S' = k·S       (1)

然而，扩展后的饱和度数据S’的最大值必须限于原始HSV数据的值数据（指示数据的值）的值V。也就是，当通过等式（1）扩展饱和度时，在k·S超出值数据的值V的情况下，扩展后的饱和度数据S'必须被设定成值数据的值V。

此外，HSV空间还具有在RGB空间和填充区之间存在兼容性的特征。这意味着在RGB数据和HSV数据之间1:1转换是容易的。例如，因为存在不对应于通常在电视广播中使用的YCbCr 空间中的RGB空间的区，所以当YCbCr 数据应当被转换成RGB数据时需要执行复杂的运算（例如，剪裁处理）。另一方面，因为可以通过简单运算而无需执行剪裁等将HSV空间中的任选点转换成RGB空间中的点以及可以将RGB空间中的任选点转换成HSV空间中的点，所以RGB数据和HSV数据之间的转换是容易的。

将RGB数据转换成HSV数据以及在HSV空间中扩展饱和度的技术有效地利用了这两个优点。如图3所示，通过将RGB数据转换成HSV数据，在HSV空间中扩展饱和度并且将具有扩展的饱和度的HSV数据再次转换成RGB数据，可以容易地在RGB形式的图像数据中扩展饱和度。这样的特征是有优势的，尤其在以低成本实现的情况下，例如安装到液晶驱动器中。

例如，根据以下等式(1-1)至(1-5)执行从RGB数据到HSV数据的转换。

其中V是HSV数据的值数据的值，S是饱和度数据的值，而H是色度数据（指示色度的数据）的值。此外，R是RGB数据的R数据（指示红色灰度的数据）的值，G是G数据（指示绿色灰度的数据）的值，而B是B数据（指示蓝色灰度的数据）的值。此外，MAX是值R，G和B的最大值，而MIN是值R，G和B的最小值。这里，关于等式(1-3)至(1-5)，当值R，G和B的最大值是R时，根据等式(1-3)计算色度数据H，当其最大值是G时，根据等式(1-4)计算色度数据H，以及当其最大值是B时，根据等式(1-5)计算色度数据H。

例如，另外，根据以下等式(2-1)至(2-11)执行从HSV数据到RGB数据的转换：

其中mod(a,b)是示出当a被b除时的余数的函数，而int(c) 是示出不超过c的最大整数的函数。

在将RGB数据转换成HSV数据、在HSV空间中扩展饱和度以及将具有扩展的饱和度的HSV数据再次转换成RGB数据的技术中，饱和度S被增加（也就是等式(1-2)中的MAX-MIN）同时保留值V（也就是，等式(1-1)的MAX）。然而，在这样的技术中，除了R数据、G数据和B数据最大值之外的值变小使得像素的亮度下降。例如，如图4中所示，当原始RGB数据的R数据、G数据和B数据中的R数据是最大时，R数据被保持或保留就像其在饱和度扩展后的RGB数据中。然而，当扩展饱和度时，G数据和B数据变小。这意味着当强烈扩展饱和度时（也就是强烈强调色彩）会发生获得的图像看起来暗的问题。图5示出了在色彩深的地方的部分（即，部分A）中像素的亮度下降作为饱和度扩展的结果使得图像变暗的示例。

在将在下面描述本发明的实施例中，提供了一种在扩展饱和度时阻止或抑制亮度下降的技术。

在如下的本发明的实施例中执行饱和度扩展处理。首先，原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的R、G和B的加权平均值被生成为参考值C。这里，注意的是在本说明书中，“加权平均值”的计算除了包括当分配给值R、G和B的权值彼此不同时的计算之外包括当值R、G和B中的两个或全部的权值相同时的计算，以及当值R、G和B的权值根据值R、G和B的大小改变时的计算。

此外，第一值被计算为饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值R'，该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值R与通过将原始RGB数据的R数据的值R减去参考值C获得的差dCR与预定系数α的乘积相加而获得的值相等。这里，预定系数α是取决于期望饱和度扩展率k确定的值。在该实施例中，通过将期望饱和度扩展率k减去“1”获得的值被给定为系数α。

第二值被计算为饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值G'，该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值G与通过将原始RGB数据的G数据的值G减去参考值C获得的差dCG与预定系数α的乘积相加而获得的值相等。

第三值被计算为饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值B'，该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值B与通过将原始RGB数据的R数据的值B减去参考值C获得的差dCB与预定系数α的乘积相加而获得的值相等。

根据这样的饱和度扩展处理，可以扩展饱和度同时保留或保持参考值C（不是值V）。因为参考值C被给定为当R数据、G数据和B数据的值R、G和B的权值被适当地选择时的加权平均值，所以其可以被设定成对应于亮度Y的值，通过其中参考值被保留的计算可以抑制亮度下降。

在这种情况下，注意的是可以通过各种方法执行“该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值R与通过将原始RGB数据的R数据的值R减去参考值C获得的差dCR与预定系数α的乘积相加而获得的值相等。”的计算。

例如，在计算上述第一值的情况下，差dCR、差dCR与预定系数α的乘积以及通过将原始RGB数据的R数据的值R与该乘积相加而获得的值实际上都可以分别地计算。也就是，第一值，即可以通过使用以下等式（3-1）和（3-2）计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值R'：

dCR = R-C         (3-1)

R' = R+α·dCR        (3-2)。

在这种情况下，等式（3-2）可以被如下变换：

R' = R+α·(R-C)

= (1+α)R-α·C        (3-3)

因此，可以通过使用等式（3-3）计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值R'。

以相同的方式，注意的是可以通过各种方法执行“该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值G与通过将原始RGB数据的G数据的值G减去参考值C获得的差dCG与预定系数α的乘积相加而获得的值相等。”的计算。

此外，注意的是可以通过各种方法执行“该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值B与通过将原始RGB数据的B数据的值B减去参考值C获得的差dCB与预定系数α的乘积相加而获得的值相等。”的计算。

在该实施例中，亮度Y可以被用作参考值C。这里，注意的是亮度Y是被给定为R数据、G数据和B数据的值R、G和B的加权平均值。当亮度Y被用作参考值C时，饱和度被扩展的同时保留或保持亮度Y。

在另一个实施例中，亮度Y和值V的加权平均值被用作参考值C。在这种情况下，注意的是，因为亮度Y是R数据、G数据和B数据的值R、G和B的加权平均值，并且值V是值R、G和B的最大值，所以亮度Y和值V的加权平均值是R数据、G数据和B数据的值R、G和B的加权平均值。

本实施例的饱和度扩展处理可以以硬件执行并且可以基于软件程序加以执行，所述软件程序包含执行本实施例的饱和度扩展处理的代码。此外，可以以硬件和软件组合的形式来执行本发明的饱和度扩展处理。在基于软件程序执行本实施例的饱和度扩展处理时，在可以由处理单元执行软件程序时可以通过处理单元（计算机）执行上述饱和度扩展处理。软件程序可以被记录在非暂时性记录介质中。在下面，将描述本发明的更特定实施例。

【第一实施例】

图6是示出了在第一实施例中执行饱和度扩展处理的概念图。 在第一实施例的饱和度扩展处理中，执行运算处理，其中在保留值V时，饱和度S不被扩展，但是在保留亮度Y时，饱和度被扩展。换言之，在第一实施例中，执行扩展饱和度S的计算的同时保留参考值C，并且在计算中，亮度Y被用作参考值C。

图7是示出了本实施例的饱和度扩展处理的技术思想的概念图。在本实施例中，在执行饱和度扩展处理时，执行亮度补偿从而使得当与保留值V的饱和度扩展处理相比较时，亮度Y被保留到R数据、G数据和B数据中的每个。因此，亮度Y被保持。更具体地，通过以下等式来执行亮度扩展处理。注意的是，图8是概念地示出了本实施例的饱和度扩展处理中的计算的图。

首先，根据以下等式亮度Y被计算为原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值得加权平均值：

Y = aR+bG+cB          (4-1)

这里，R、G和B分别是原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值。此外，a、b和c分别是被给定到R数据、G数据和B数据的权值。a、b和c中的任何一个都大于“0”，并且它们中的所有都满足以下等式：

a+b+c = 1           (4-2)。

被用于亮度Y的计算的权值a、b和c根据亮度Y的定义是可变的。例如，在sRGB标准中，亮度Y被如下给出：

Y = 0.2126×R+0.7152×G+0.0722×B

在这种情况下，权值a、b和c被如下确定：

a = 0.2126

b = 0.7152

c = 0.0722。

此外，在YUV表色系统中，亮度Y被如下给出：

Y = 0.299×R+0.587×G+0.114×B

在这种情况下，权值a、b和c被如下确定：

a = 0.299

b = 0.587

c = 0.114。

此外，计算R数据和亮度Y之间的差dYR，数据G和亮度Y之间的差dYG，以及数据B和亮度Y之间的差dYB。通过以下等式（4-3）至（4-5）给出差dYR、dYG和dYB：

dYR = R-Y        (4-3)

dYG = G-Y        (4-4)

dYB = B-Y        (4-5)。

此外，通过将差dYR、dYG和dYB与系数α相乘计算值dYR'、dYG' 和dYB'。通过以下等式（4-6）至（4-8）给出值dYR'、dYG' 和dYB'：

dYR' = α·dYR     (4-6)

dYG' = α·dYG     (4-7)

dYB' = α·dYB    (4-8)

其中系数α是取决于期望饱和度扩展率k的值，并且更具体地，是通过饱和度扩展率k减去“1”得到的值。也就是，

α = k-1         (4-9)

因为k通常大于“1”，因此α是正数。

通过将补偿值dYR'、dYG'和dYB'分别与原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R、G和B相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R'、G'和B'。也就是，

R' = R+dYR'       (4-10)

G' = G+dYG'       (4-11)

B' = G+dYB'       (4-12)。

为了圆满完成，在本实施例中，根据以下等式计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R'、G'和B'：

R' = R+α(R-Y)      (4-13)

G' = G+α(G-Y)      (4-14)

B' = B+α(B-Y)      (4-15)。

在本实施例的饱和度扩展处理中，根据等式（4-13）至（4-15）计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R'、G'和B'。在这种情况下，短语“根据等式（4-13）至（4-15）”意指执行等同于除执行使用等式（4-13）至（4-15）的运算的情况之外使用等式（4-13）至（4-15）的运算的运算。例如，等式（4-13）至（4-15）可以被变换成：

R' = (1+α)R-αY      (4-16)

G' = (1+α)G-αY      (4-17)

B' = (1+α)B-αY      (4-18)，

或

R' = kR-(k-1)Y       (4-19)

G' = kG-(k-1)Y       (4-20)

B' = kB-(k-1)Y       (4-21)

可以通过使用等式（4-16）至（4-18）来计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R'、G'和B'，或通过使用等式（4-19）至（4-21）来计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R'、G'和B'。

根据这样的计算，饱和度扩展后的RGB数据的饱和度S'被扩展为原始RGB数据的饱和度S的k倍。如上所述，k是期望饱和度扩展率，并且通常采取大于“1”的值。例如，考虑原始RGB数据的R数据、G数据和B数据中的R数据是最大值，并且其B数据的值是最小值的情况，原始RGB数据的饱和度S数据为：

S = R-B        (5-1)

另一方面，饱和度扩展后的RGB数据的饱和度S'为：

S' = R'-B'      (5-2)

这里，在等式（4-13）和（4-15）被代入等式（5-2）并且其被重写，获得以下等式（5-3）：

S' = R+α(R-Y)-{B+α(B-Y)}

　= R-B+α·{(R-Y)-(B-Y)}

　= R-B+α·(R-B)

　= k(R-B)         (5-3)。

根据等式（5-3）和等式（5-1），可以理解以下等式成立：

S' = kS          (5-4)

等式（5-4）意味着饱和度扩展后的RGB数据的饱和度S'是原始RGB数据的饱和度S的k倍。此外，这意味着保留或保持亮度的同时与在图3的HSV色彩空间中将饱和度S扩展处理成饱和度S'相同的处理是可能的。

等式（5-4）可以根据等式（4-9）被表达如下：

S' = (α+1)S        (5-5)

因此，上述饱和度扩展处理将原始RGB数据的饱和度S扩展成饱和度扩展后的RGB数据的饱和度S'，该饱和度S'是原始RGB数据的饱和度S的(α+1)倍。

可以被容易理解的是，在其中原始RGB数据中R数据、G数据和B数据之中任何一个是最大值并且其中的任何一个是最小值的情况下，上述考虑成立。

另一方面，根据本实施例的饱和度扩展处理（基于等式（4-13）至（4-15）的计算），亮度被保持。也就是，根据饱和度扩展后的RGB数据计算的亮度Y'与根据原始RGB数据计算的亮度Y相等。这可以根据以下考虑加以理解。例如等式（4-1），饱和度扩展后的RGB数据的亮度Y'根据以下等式计算：

Y' = aR'+bG'+cB'       (6-1)。

在本实施例中，将等式（4-13）至（4-15）代入等式（6-1），获得以下等式：

Y' = a{R+α(R-Y)}+b{G+α(G-Y)}+c{B+α(B-Y)}

　= (aR+bG+cB)+α{aR+bG+cB-(a+b+c)Y}     (6-2)

这里，以下等式（6-3）根据等式（4-1）成立：

Y' = Y+α{Y-(a+b+c)Y}      (6-3)

此外，因为等式（4-2）成立，以下等式成立：

Y' = Y        (5-4)

也就是，在本实施例中的饱和度扩展处理中，亮度Y被保留或保持。

通过上述计算的饱和度扩展处理可以以硬件或软件加以执行。此外，可以以硬件和软件组合的形式来执行。然而，如可以根据等式（4-3）至（4-15）所理解的，因为通过使用简单的等式在本实施例中的饱和度扩展处理是可行的，所以其适合采用专用的硬件电路来实现。

图9是示出了作为在第一实施例中执行饱和度扩展处理的硬件电路的饱和度扩展电路的配置示例的框图。在本实施例中的饱和度扩展电路10被配置为图像处理单元，该图像处理单元包括亮度计算电路11，减法器12R、12G和12B，饱和度扩展率计算部分13，减法器14，乘法器15R、15G和15B，以及加法器16R、16G和16B。

亮度计算电路11基于原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R、G和B计算亮度Y。根据上述等式(4-1)执行亮度Y的计算。

减法器12R从原始RGB数据的R数据的值R中减去亮度Y来计算差dYR（=R-Y）。采用相同的方式，减法器12G从原始RGB数据的G数据的值G中减去亮度Y来计算差dYG（=G-Y）。此外，减法器12B从原始RGB数据的B数据的值B中减去亮度Y来计算差dYB（=B-Y）。减法器12R、12G和12B是实现上述等式（4-3）至（4-5）的硬件电路。

饱和度扩展率计算部分13基于通过用户设定的寄存器（register）值计算饱和度扩展率k。详细地，饱和度扩展率计算部分13包括初始色彩区域顶点坐标寄存器13a、用户目标色彩区域顶点坐标寄存器13b以及饱和度扩展率计算电路13c。饱和度扩展率计算电路13c基于由初始色彩区域顶点坐标寄存器13a持有的寄存器值和由用户目标色彩区域顶点坐标寄存器13b持有的寄存器值计算饱和度扩展率k。这里，由用户设定的值是被容许作为由用户目标色彩区域顶点坐标寄存器13b持有的寄存器值。换言之，饱和度扩展率计算电路13c具有根据由用户设定的寄存器值计算饱和度扩展率k的功能。通过饱和度扩展率计算部分13计算饱和度扩展率k将在稍后详细地描述。

减法器14从根据饱和度扩展率计算部分13给出的饱和度扩展率k中减去“1”计算系数α。总体上，饱和度扩展率计算部分13和减法器14用作根据由用户设定的寄存器值生成系数α的系数生成部分。

乘法器15R将由减法器12R计算的差dYR与系数α相乘来计算值dYR'。采用相同的方式，乘法器15G将由减法器12G计算的差dYG与系数α相乘来计算值dYG'。此外，乘法器15B将由减法器12B计算的差dYB与系数α相乘来计算值dYB'。乘法器15R、15G和15B是实现上述等式（4-6）至（4-8）的硬件电路。

加法器16R将原始RGB数据的R数据的值R与由乘法器15R计算的值dYR'相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值R'。采用相同的方式，加法器16G将原始RGB数据的G数据的值G与由乘法器15G计算的值dYG'相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值G'。此外，加法器16B将原始RGB数据的B数据的值B与由乘法器15B计算的值dYB'相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值B'。

在这种情况下，注意的是减法器12R，乘法器15R以及加法器16R用作通过使用根据减法器14给出的系数α根据原始RGB数据的R数据的值R计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值R'的运算处理部分（第一运算处理部分）。采用相同的方式，减法器12G，乘法器15G以及加法器16G用作通过使用根据减法器14给出的系数α根据原始RGB数据的G数据的值G计算饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值G'的运算处理部分（第二运算处理部分）。此外，减法器12B，乘法器15B以及加法器16B用作通过使用根据减法器14给出的系数α根据原始RGB数据的B数据的值B计算饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值B'的运算处理部分（第三运算处理部分）。

可以容易理解的是，饱和度扩展电路10具有这样的配置，该配置根据等式（4-13）至（4-15）执行饱和度扩展处理。

接下来，将描述通过饱和度扩展率计算部分13计算饱和度扩展率k。如上所述，饱和度扩展率计算部分13包括初始色彩区域顶点坐标寄存器13a、用户目标色彩区域顶点坐标寄存器13b以及饱和度扩展率计算电路13c。初始色彩区域顶点坐标寄存器13a存储指示默认色彩区域的顶点的坐标点的寄存器值（例如，包含饱和度扩展电路10的显示单元上显示图像的原始色彩区域）。如图10中所示，通过具有对应于3原色（红、绿、蓝）中的每一个的顶点的三角形51示出默认色彩区域并且每个顶点的坐标点被表示为色品（chromaticity）坐标点（x，y）。

另一方面，用户目标色彩区域顶点坐标寄存器13b存储指示其中用户希望实现的色彩区域（用户目标色彩区域）的顶点中的每一个的坐标点的寄存器值。这里，用户目标色彩区域是其中用户希望在包含饱和度扩展电路10的显示单元上的显示图像中实现的色彩区域。通过具有对应于3原色中的每一个的顶点的三角形52示出用户目标色彩区域，并且每个顶点的坐标点被表示为色品坐标点（x，y）。

饱和度扩展率计算电路13c根据以下等式（7）计算饱和度扩展率k：

其中S_DEFAULT 是默认色彩区域的面积，而S_DEFAULT是用户目标色彩区域的面积。计算得到的饱和度扩展率k被供应给减法器14并且被用来计算将与差dYR、dYG和dYB相乘的系数α。注意的是，可以将先前计算得到的饱和度扩展率k直接设定为寄存器值并且用来计算饱和度扩展率k作为具有每个像素的色度H、饱和度S和值V的变量的函数。

如上所述，根据本实施例中的饱和度扩展处里和饱和度扩展电路，可以在保持亮度Y的同时扩展饱和度。图11是示出通过本实施例中的饱和度扩展处理的图像的结果的示例的图。如图5中所示，在同时保留值V的饱和度扩展处理中，每个像素的亮度下降并且图像变暗。另一方面，如图11中所示，在本实施例中的饱和度扩展处理中，每个像素的亮度被保持并且图像变暗的问题可以被有效地解决。

【第二实施例】

在第二实施例中，执行饱和度扩展处理以在保留参考值C的同时扩展饱和度S。然而，在第二实施例中，参考值C被计算为值V和亮度Y的加权平均值。也就是，在第二实施例中，像第一实施例那样执行饱和度扩展处理同时使用参考值C（被计算为值V和亮度Y的加权平均值）替代亮度Y。

在这种情况下，值V是RGB数据的R数据、G数据和B数据的最大值（参考等式（1-1）），而亮度Y被计算为R数据、G数据和B数据的加权平均值。因此，注意的是，即使在参考值C被计算为值V和亮度Y的加权平均值的情况下，参考值C也是R数据、G数据和B数据的加权平均值。在下文中，将详细描述第二实施例中的饱和度扩展处理。

首先，根据以下等式亮度Y被计算为原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值的加权平均值：

Y = aR+bG+cB        (8-1)

这里，R、G和B分别是原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值。此外，a、b和c分别是被给定到R数据、G数据和B数据的权值，并且以下等式成立：

a+b+c = 1           (8-2)。

此外，根据以下等式计算值V：

V = max(R,G,B)      (8-3)

这里，max(R,G,B)是示出R、G和B的最大值的函数。

此外，根据以下等式值C被计算为值V和亮度Y的加权平均值：

C = βY+(1-β)V       (8-4)

这里，β是大于“0”小于“1”的加权系数。等式（8-4）意味着被给定到亮度Y的权值是β并且被给定到值V的权值是(1-β)。这些值可以被交换。参考值C被计算为值V和亮度Y的加权平均值，这是通过将权值β给定到值V和亮度Y中的一个并将权值(1-β)给定到值V和亮度Y中的另一个计算得到的。

注意的是，可以通过将β设定为“1”令等式（8-4）中的参考值C等于亮度Y。在这种情况下，执行等于第一实施例中饱和度扩展处理的处理。此外，可以通过设定β=0令参考值C等于值V。在这种情况下，在保留值V的同时执行饱和度扩展处理。

此外，计算R数据和参考值C之间的差dCR，数据G和参考值C之间的差dCG，以及数据B和参考值C之间的差dCB。根据以下等式（8-5）至（8-7）给出差dCR、dCG和dCB：

dCR = R-C       (8-5)

dCG = G-C       (8-6)

dCB = B-C       (8-7)。

此外，通过将差dCR、dCG和dCB与系数α相乘计算值dCR'、dCG' 和dCB'。根据以下等式（8-8）至（8-10）给出值dCR'、dCG' 和dCB'：

dCR' = α·dCR       (8-8)

dCG' = α·dCG       (8-9)

dCB' = α·dCB       (8-10)

如上所述，系数α是取决于期望饱和度扩展率k的值，并且更具体地，是通过饱和度扩展率k减去“1”得到的值。也就是，

α = k-1              (8-11)

因为k通常大于“1”，因此α是正数。

通过将补偿值dCR'、dCG'和dCB'分别与原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R、G和B相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R'、G'和B'。也就是，

R' = R+dCR'          (8-12)

G' = G+dCG'          (8-13)

B' = G+dCB'          (8-14)。

总结上面的计算，在本实施例中，根据以下等式计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R'、G'和B'：

R' = R+α(R-C)        (8-15)

G' = G+α(G-C)        (8-16)

B' = B+α(B-C)        (8-17)。

在本实施例的饱和度扩展处理中，根据等式（8-15）至（8-17）计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R'、G'和B'。这里，短语“根据等式（8-15）至（8-17）”意指除使用等式（4-13）至（4-15）的运算之外使用等同于等式（8-15）至（8-17）的等式的运算。

在这种情况下，注意的是等式（8-5）至（8-17）与其中第一实施例的等式（4-13）至（4-15）中用C替换Y得到的等式一样。因此，在第二实施例中，本领域技术人员可以理解饱和度扩展之后的RGB数据的饱和度S'是原始RGB数据的饱和度S的k倍，并且在饱和度扩展处理中参考值C被保留或保持。

图12是示出了作为用于在第二实施例中执行饱和度扩展处理的硬件电路的饱和度扩展电路10A的配置的示例的框图。第二实施例中的饱和度扩展电路10A具有与第一实施例中的饱和度扩展电路10相同的配置，除了提供参考值计算电路21来代替亮度计算电路11。

参考值计算电路21根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R、G和B将参考值C计算为值V和亮度Y的加权平均值。详细地，参考值计算电路21包括亮度计算电路22、值计算电路23、乘法器24、减法器25、乘法器26和加法器27。亮度计算电路22基于原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R、G和B计算亮度Y。根据上述等式(8-1)执行亮度Y的计算。值计算电路23基于原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R、G和B计算值V。如根据上述等式（8-3）可以理解的那样，值V被计算为值R、G和B的最大值。乘法器24计算加权系数和亮度Y的乘积。减法器25计算通过从“1”减去加权系数β获得的差1-β。乘法器26计算值V和（1-β）的乘积。加法器27加和乘法器24和26的输出。根据这样配置的参考值计算电路21，根据等值（8-4）计算参考值C。

注意的是，在参考值C的计算中，权值β可以被给定到值V并且权值(1-β)可以被给定到亮度Y。在这种情况下，权值(1-β)被供应(也就是，供应减法器25的输出值)到乘法器26并且权值 β被供应到乘法器26。

减法器12R从原始RGB数据的R数据的值R中减去参考值C来计算差dCR（=R-C）。以相同的方式，减法器12G从原始RGB数据的G据的值G中减去参考值C来计算差dCG（=G-C），并且减法器12B从原始RGB数据的B数据的值B中减去参考值C来计算差dCB（=B-C）。减法器12R、12G和12B是实现上述等式（8-5）至（8-7）计算的硬件电路。

饱和度扩展率计算部分13基于通过用户设定的寄存器值计算饱和度扩展率k。虽然未在图12中示出，第二实施例中的饱和度扩展率计算部分13的配置和运算可以与第一实施例中的饱和度扩展率计算部分13的配置和运算相同（参考图9）。

减法器14从根据饱和度扩展率计算部分13给出的饱和度扩展率k中减去“1”计算系数α。总体上，饱和度扩展率计算部分13和减法器14用作根据由用户设定的寄存器值生成系数α的系数生成部分。

乘法器15R将由减法器12R计算的差dCR与系数α相乘来计算值dCR'。采用相同的方式，乘法器15G将由减法器12G计算的差dCG与系数α相乘来计算值dCG'。此外，乘法器15B将由减法器12B计算的差dCB与系数α相乘来计算值dCB'。乘法器15R、15G和15B是实现上述等式（8-8）至（8-10）计算的硬件电路。

加法器16R将原始RGB数据的R数据的值R与由乘法器15R计算的值dCR'相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值R'。采用相同的方式，加法器16G将原始RGB数据的G数据的值G与由乘法器15G计算的值dCG'相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值G'。此外，加法器16B将原始RGB数据的B数据的值B与由乘法器15B计算的值dCB'相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值B'。

可以容易理解的是，这样配置的饱和度扩展电路10A根据等式（8-15）至（8-17）执行饱和度扩展处理。

图12的饱和度扩展电路10A的一个优点在于通过设定值β，饱和度扩展处理同时保留了值V，饱和度扩展处理同时保留了亮度Y，并且在饱和度扩展处理中它们是固定的并且可以被自由地实现。在设定β= 1时，参考值C与亮度Y一致。在这种情况下，执行与第一实施例中饱和度扩展处理相同的处理。此外，在设定β=0时，参考值C与值V一致。在这种情况下，执行同时保留值V的饱和度扩展处理。

如上所述，根据第二实施例中的饱和度扩展处理和饱和度扩展电路，可以扩展饱和度的同时保持参考值C。这里，参考值C被计算为亮度Y和值V的加权平均值。此外，在本实施例中，通过适当地设定被用于亮度Y和值V的加权平均值的计算的加权系数β，饱和度扩展处理同时保留值V，饱和度处理同时保留亮度Y，以及饱和度处理其中它们是固定的可以被自由地实现。

【第三实施例】

图13至图15是用来描述第三实施例中饱和度扩展处理的技术特征的图。在第一和第二实施例中的饱和度扩展处理中，饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值有时变得比下限值RGB_MIN小或比上限值RGB_MAX大。这里，下限值RGB_MIN一般是“0”而上限值RGB_MAX是根据R数据、G数据和B数据的位宽度来确定的值。在R数据、G数据和B数据中的每一个都是n位数据的情况下，下限值RGB_MIN是“0”而上限值RGB_MAX是2ⁿ-1。

参考图13，例如，让我们考虑R数据、G数据和B数据的值中的每一个都以8位来表示的情况。在这种情况下，RGB数据的R数据、G数据和B数据中的每一个都被给定为在“00000000”（=0）到“11111111”（255）范围内的值。在这种情况下，在原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值是接近下限值RGB_MIN (= 0) 的值或是接近上限值RGB_MAX (= 255)的值时，根据等式（4-13）至（4-15）或（8-15）至（8-17）获得的值有时小于下限值RGB_MIN （即下溢）或大于上限值RGB_MAX（即上溢）。图13示出了其中原始RGB数据的R数据的值R接近上限值RGB_MAX 以及饱和度扩展处理后的RGB数据的R数据的值R'超出上限值RGB_MAX的情况。

在下溢或上溢发生时的一种措施是将饱和度扩展处理的计算结果剪切（修剪）到下限值RGB_MIN或上限值RGB_MAX。然而，采用这样的措施，基于R数据、G数据和B数据的差的比率示出的色度H不被保留并且引起色度偏移。另外，不保留亮度Y或参考值C。图14是示出了通过上溢或下溢的生成引起色度偏移的示例的图。

为了处理这样的问题，在第三实施例中，饱和度扩展率被限制为低于特定上限值的值，并且因此阻止了下溢或上溢的生成。在以下描述中，通过使用用户设定确定的饱和度扩展率（即，根据用户的希望的饱和度扩展率）被表示为k，而实际被用于饱和度扩展处理的饱和度扩展率（即，限制的饱和度扩展率）被表示为k'。

如图15中所示，为了阻止上溢的生成，通过从上限值RGB_MAX减去值V（也就是原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的最大值）来获得差RGB_MAX-V ，以及通过从计算得到的值V减去参考值C获得差V-C，并且基于差RGB_MAX-V和V-C来限制饱和度扩展率。

更具体地，为了阻止上溢的生成，将实际使用的饱和度扩展率k'限制到第一上限值k_{MAX_OVER}以下的值是足够的，该第一上限值根据以下等式（9-1）来确定：

其中在当亮度Y被用作参考值C时，基于以下等式（9-2）计算第一上限值k_{MAX_OVER}。

。

另一方面，为了阻止下溢的生成，将实际使用的饱和度扩展率k'限制到第二上限值k_{MAX_UNDER}以下的值是足够的，该第二上限值根据以下等式（9-3）来确定：

在等式（9-3）中，MIN是x，y和z的最小值。这里，在当亮度Y被用作参考值C时，基于以下等式（9-4）计算第二上限值k_{MAX_UNDER}：

。

为了抑制上溢和下溢二者，根据以下等式（9-5）计算实际被用于饱和度扩展处理的饱和度扩展率k'是足够的：

k' = min (k, k_{MAX_OVER}, k_{MAX_UNDER})     (9-5)。

此外，为了仅抑制上溢的生成，根据以下等式（9-6）计算实际被用于饱和度扩展处理的饱和度扩展率k'是足够的：

k' = min (k, k_{MAX_OVER})      (9-6)

关于下溢，即使在饱和度扩展处理中获得的计算结果没有被剪切到下限值RGB_MIN以下，对于色度H的影响也很小。因此，即使实际被用于饱和度扩展处理的饱和度扩展率k'被限制成仅阻止上溢的生成，对于实际使用也是足够的。

图16是示出了作为在第三实施例中执行饱和度扩展处理的硬件电路的饱和度扩展电路的配置示例的框图。图16中示出的饱和度扩展电路10B具有类似于第二实施例中的饱和度扩展电路10A的配置，但是被配置成抑制上溢和下溢二者。更具体地，饱和度扩展电路10B包括参考值计算电路31、值计算电路32、减法器33和34、1/N表35、乘法器36、最小值选择电路37、最小值计算电路38、减法器39、1/N表40、乘法器41和最小值选择电路42。

参考值计算电路31基于原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R、G和B计算参考值C。参考值计算电路31像第二实施例中参考值计算电路21那样将参考值C计算为值V和亮度Y的加权平均值。代替它，参考值计算电路31可以将亮度Y计算为参考值C。

值计算电路32、减法器33和34、1/N表35和乘法器36配置第一上限值计算部分，该部分计算第一上限值k_{MAX_OVER}。值计算电路32计算值V，即原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R、G和B的最大值。减法器33计算通过从上限值RGB_MAX减去值V获得的差RGB_MAX-V，而减法器34计算通过从值V减去参考值C获得的差V-C。1/N表35是查找表，在其中输入值和输出值是彼此相关的使得输出值与输入值的倒数相关，并且输出输入值的倒数作为输出值。因为差V-C被从减法器34供应到1/N表35，所以1/N表35输出倒数1/(V-C)作为输出值。乘法器36计算来自1/N表35的输出值与从减法器34输出的差RGB_MAX-V的乘积。 乘法器36的输出值是根据等式（9-1）计算得到的第一上限值k_{MAX_OVER} 。

最小值计算电路38、减法器39、1/N表40、乘法器41和最小值选择电路42配置第二上限值计算部分，该部分计算第二上限值k_{MAX_UNDER}。最小值计算电路38计算原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R、G和B的最小值MIN。减法器39计算通过从参考值C减去最小值MIN获得的差C-MIN。1/N表40是查找表，在其中输入值和输出值是彼此相关的使得输出值与输入值的倒数相关，并且输出输入值的倒数作为输出值。因为差C-MIN被从减法器39供应到1/N表40，所以1/N表40输出倒数1/(C-MIN)作为输出值。乘法器41计算来自1/N表40的输出值与从最小值计算电路38输出的最小值MIN的乘积。乘法器41的输出值是根据等式（9-3）计算得到的第二上限值k_{MAX_UNDER}。

最小值选择电路37输出从饱和度扩展率计算部分13中输出的饱和度扩展率k和从乘法器36中输出的第一上限值k_{MAX_OVER} 中较小的一个作为输出值。这里，饱和度扩展率计算部分13像第一和第二实施例那样基于通过用户设定的寄存器值计算饱和度扩展率k。虽然未在图16中示出，第二实施例中的饱和度扩展率计算部分13的配置和运算可以与第一实施例中的饱和度扩展率计算部分13的配置和运算相同（参考图9）。

此外，最小值选择电路42输出从最小值选择电路37输出的输出值和从乘法器41中输出的第二上限值k_{MAX_UNDER} 中较小的一个作为实际被用于饱和度扩展处理的饱和度扩展率k'。也就是，最小值选择电路37和42整体用作选择部分来选择饱和度扩展率k、第一上限值k_{MAX_OVER}和第二上限值k_{MAX_UNDER}中较小的一个作为实际被用于饱和度扩展处理的饱和度扩展率k'。因此，饱和度扩展率k'被限制为小于第一上限值k_{MAX_OVER}和第二上限值k_{MAX_UNDER}的值。饱和度扩展率k被供应给减法器14并且被用于系数α的计算。在本实施例中，减法器14将系数α计算为通过从饱和度扩展率k减去“1”得到的值。也就是，

α = k'-1        (9-7)。

通过使用从减法器14输出的系数α计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R'、G'和B'。详细地，减法器12R从原始RGB数据的R数据的值R中减去参考值C来计算差dCR（=R-C）。采用相同的方式，减法器12G从原始RGB数据的G数据的值G中减去参考值C来计算差dCG（=G-C）。减法器12R从原始RGB数据的B数据的值B中减去参考值C来计算差dCB（=B-C）。减法器12R、12G和12B是实现上述等式（8-5）至（8-7）计算的硬件电路。

此外，乘法器15R将由减法器12R计算的差dCR与系数α相乘来计算值dCR'。采用相同的方式，乘法器15G将由减法器12G计算的差dCG与系数α相乘来计算值dCG'。此外，乘法器15B将由减法器12B计算的差dCB与系数α相乘来计算值dCB'。乘法器15R、15G和15B是实现上述等式（8-8）至（8-10）计算的硬件电路。

此外，加法器16R将原始RGB数据的R数据的值R与由乘法器15R计算的值dCR'相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值R'。采用相同的方式，加法器16G将原始RGB数据的G数据的值G与由乘法器15G计算的值dCG'相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值G'。此外，加法器16B将原始RGB数据的B数据的值B与由乘法器15B计算的值dCB'相加来计算饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值B'。根据这样的计算，将如上所述在饱和度扩展处理中参考值C被保留或保持。

在图16的配置的饱和度扩展电路10B中，实际上被用于饱和度扩展处理的饱和度扩展率k'被限于这样的值，该值小于根据等式（9-1）计算得到的第一上限值 k_{MAX_OVER}和根据等式（9-3）计算得到的第二上限值k_{MAX_UNDER}。因此，根据通过具有图16的配置的饱和度扩展电路10B的饱和度扩展处理，可以抑制上溢和下溢的生成。

图17示出了执行在第三实施例中的饱和度扩展处理的饱和度扩展电路的配置的另一个示例。图17中示出的饱和度扩展电路10C具有类似于图16中示出的饱和度扩展电路10B的配置，但是被配置成仅抑制上溢的生成（不抑制下溢的生成）。更具体地，图17中示出的饱和度扩展电路10C具有这样的配置，在该配置中最小值计算电路38，减法器39，1/N表40，乘法器41和最小值选择电路42从图16中示出的饱和度扩展电路10B中移除。如上所述，因为最小值计算电路38，减法器39，1/N表40和乘法器41配置计算第二上限值k_{MAX_UNDER}的运算处理部分，所以图17中所示出的饱和度扩展电路10C不具有计算第二上限值k_{MAX_UNDER}的功能。

在图17的饱和度扩展电路10C中，最小值选择电路37从饱和度扩展率计算部分13中输出的饱和度扩展率k和从乘法器36中输出的第一上限值k_{MAX_OVER} 中选出较小的一个作为实际上被用于饱和度扩展处理的饱和度扩展率k'。减法器14计算系数α作为通过从饱和度扩展率k'减去“1”获得的值。像图16的饱和度扩展电路10B那样，在图17的饱和度扩展电路10C中，通过使用从减法器14输出的系数α计算饱和度扩展后的RGB数据的R数据、G数据和B数据的值R'、G'和B'。

如上所述，根据第三实施例中的饱和度扩展处理和饱和度扩展电路，可以抑制在饱和度扩展处理中上溢和下溢的生成。

（饱和度扩展电路的实现）

接下来，将描述在上述实施例中饱和度扩展电路的实现的特定示例。在上述实施例中的饱和度扩展电路（10，10A至10C）可以被集成到液晶驱动器上，该液晶驱动器驱动液晶显示设备中的液晶显示面板。在上述实施例中的饱和度扩展电路（10，10A至10C）可以执行具有简单配置的饱和度扩展处理，并且这样的特征在被用于液晶驱动器时是尤其有效的。图18是示出了包含具有上述实施例中的饱和度扩展电路的液晶驱动器的液晶显示设备的配置的示例的图。

图18的液晶显示设备100包括控制处理器101、液晶驱动器102、液晶显示面板103和背光模块104。控制处理器101生成对应于将被显示在液晶面板103上的图像的图像数据并且控制用于控制液晶驱动器102的数据并且将它们转发至液晶驱动器102。以RGB的形式生成图像数据。例如，CPU（中央处理单元）可以被用作控制处理器101。

液晶驱动器102响应于从控制处理器101接收的图像数据和控制数据驱动液晶限制面板103的源线（也被称为数据线或信号线）和栅极线（gate line）（也被称为数字线或扫描线）。注意的是，在GIP(栅极在面板中)电路被包含到液晶显示面板103中以驱动栅极线时，液晶驱动器102不驱动液晶显示面板103的栅极线但可以将控制信号供应给GIP电路以控制GIP电路。

背光模块104点亮背光来照明液晶显示面板103。

在上述实施例中的饱和度扩展电路（10，10A至10C）被集成到液晶驱动器102中。此外，液晶驱动器102包括系统接口111、图形RAM（随机存取存储器）112、源线驱动电路113、灰度电压生成电路114、液晶驱动电平生成电路115、控制寄存器116和时序生成电路117。在一个实施例中，饱和度扩展电路10（或10A至10C）、系统接口111、图形RAM 112、源线驱动电路113、灰度电压生成电路114、液晶驱动电平生成电路115、控制寄存器116和时序生成电路117通过众所周知的半导体集成电路制造技术被单片集成在一个半导体衬底上。

系统接口111将从控制处理器101接收的图像数据供应到饱和度扩展电路10（或10A至10C），并且在控制寄存器116的寄存器值将被设定为被包含在控制数据中时设定控制寄存器116中的寄存器值。饱和度扩展电路10（或10A、10B、10C）对通过系统接口111接收的图像数据执行上述饱和度扩展处理并且将饱和度扩展处理后的图像数据存储在图像RAM 112中。图形RAM 112用作在从饱和度扩展电路10（或10A、10B、10C）接收的饱和度扩展后的图像数据被转发到源线驱动电路113时的缓存器。源线驱动电路113响应于从图像RAM 112接收的饱和度扩展后的图像数据驱动液晶显示面板103的源线。灰度电压生成电路114生成在源线驱动电路113中使用的灰度电压。

液晶驱动电平生成电路115生成用于驱动液晶显示面板103的栅极线的栅极信号，并且将液晶显示面板103的对电极（公用电极）驱动到公用电压VCOM。控制寄存器116持有通过系统接口111接收的寄存器值并将其供应到液晶驱动器102中的每个块。基于寄存器值控制液晶驱动器102中的每个块的操作。时序生成电路117控制液晶驱动器102中的每个块的操作时序。

在图18的配置中，通过饱和度扩展电路10（或10A、10B、10C）生成的饱和度扩展后的图像数据被存储在图形RAM 112中。然而，替代地，如图19中所示，图像数据可以被从系统接口111转发到图形RAM 112，并且饱和度扩展电路10（或10A、10B、10C）可以对从图形RAM 112读取的图像数据执行饱和度扩展处理。

被用在饱和度扩展电路10（或10A、10B、10C）中的设定值可以被控制寄存器116持有。例如，控制寄存器116的部分可以被用作饱和度扩展率计算部分13中的初始色彩区域顶点坐标寄存器13a和用户目标色彩区域顶点坐标寄存器13b。此外，第二实施例中的被用于值V和亮度Y的加权平均值计算的加权系数β的值可以被控制寄存器116持有。

此外，在上述实施例中，饱和度扩展率k通过饱和度扩展率计算部分13计算但是期望饱和度扩展率k的值可以被设定到控制寄存器116。替代地，系数α的值可以被设定到控制寄存器116。

注意的是，在图18和19的液晶驱动器102的配置中，示出了在对图像数据执行饱和度扩展处理的配置。然而，可以执行除饱和度扩展处理之外的图像处理（例如，对比度强调、伽马修正）。在这种情况下，可以对供应给饱和度扩展电路10（或10A、10B、10C）的图像数据执行图像处理，并且可以对从饱和度扩展电路10（或10A、10B、10C）输出的饱和度扩展后的图像数据执行图像处理。

在上文中，通过发明人实现的本发明的实施例已经被详细地描述。然而，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员容易理解的是，在不偏离特征的范围内各种修改都是可能的。

例如，上述实施例的饱和度扩展电路（10，10A至10C）被集成到液晶驱动器102中，该液晶驱动器驱动图18和图19中的液晶显示面板103。然而，上述实施例的饱和度扩展电路（10，10A至10C）可以被集成到驱动另一个显示面板的液晶面板驱动器中。

Claims (20)

1.一种图像处理设备，其包括：

用于将原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值的加权平均值生成为参考值的装置：

用于将第一值计算为饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值的装置，其中该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值与通过从原始RGB数据的R数据的值中减去参考值获得的第一差与预定系数的乘积相加而获得的值一致；

用于将第二值计算为饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值的装置，其中该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值与通过从原始RGB数据的G数据的值中减去参考值获得的第二差与所述系数的乘积相加而获得的值一致；以及

用于将第三值计算为饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值的装置，其中该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值与通过从原始RGB数据的B数据的值中减去参考值获得的第三差与所述系数的乘积相加而获得的值一致。

2.根据权利要求1所述的图像处理设备，

其中参考值是根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据计算得到的值。

3.根据权利要求1所述的图像处理设备，

其中参考值被计算为根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据计算得到的亮度和原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的最大值的加权平均值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，进一步包括：

用于基于由用户设定的寄存器值生成系数的装置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，

其中系数被计算为通过从饱和度扩展率减去“1”获得的值。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，进一步包括：

用于响应于由用户设定的寄存器值计算饱和度扩展率的装置；以及

用于将所述系数计算为通过从饱和度扩展率减去“1”获得的值的装置。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，进一步包括：

用于响应于由用户设定的寄存器值计算第一饱和度扩展率k的装置；

用于通过使用以下等式（1）根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的上限值RGB_MAX 、原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的最大值V以及参考值计算第一饱和度扩展率上限值k_{MAX_OVER} 的装置：

其中C是参考值；

用于通过使用以下等式（2）根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的最小值MIN和参考值C计算第二饱和度扩展率上限值k_{MAX_UNDER} 的装置：

以及

用于选择第一饱和度扩展率k、第一饱和度扩展率上限值k_{MAX_OVER} 和第二饱和度扩展率上限值k_{MAX_UNDER} 中的最小值作为第二饱和度扩展率的装置，

其中所述系数被计算为通过从第二饱和度扩展率中减去“1”获得的值。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，进一步包括：

用于响应于由用户设定的寄存器值计算第一饱和度扩展率k的装置；

用于通过使用以下等式（3）根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的上限值RGB_MAX 、原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的最大值以及参考值计算第一饱和度扩展率上限值MAX_OVER 的装置：

其中C是参考值；以及

用于选择第一饱和度扩展率k、第一饱和度扩展率上限值k_{MAX_OVER}中的较小一个作为第二饱和度扩展率的装置，

其中所述系数被计算为通过从第二饱和度扩展率中减去“1”获得的值。

9.一种用于驱动显示面板的显示面板驱动器，包括：

饱和度扩展电路，其被配置成对原始RGB数据执行饱和度扩展处理以生成饱和度扩展后的RGB数据；以及

驱动电路部分，其被配置成响应于所述饱和度扩展后的RGB数据驱动所述显示面板，

其中所述饱和度扩展电路包括：

参考值计算电路，其被配置成生成原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值的加权平均值作为参考值；

第一运算部分，其被配置成用于将第一值计算为饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值，其中该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值与通过从原始RGB数据的R数据的值中减去参考值获得的第一差与预定系数的乘积相加而获得的值一致；

第二运算部分，其被配置成用于将第二值计算为饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值，其中该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值与通过从原始RGB数据的G数据的值中减去参考值获得的第二差与系数的乘积相加而获得的值一致；以及

第三运算部分，其被配置成用于将第三值计算为饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值，其中该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值与通过从原始RGB数据的B数据的值中减去参考值获得的第三差与系数的乘积相加而获得的值一致。

10.根据权利要求9所述的显示面板驱动器，

其中参考值是根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据计算得到的亮度。

11.根据权利要求9所述的显示面板驱动器，

其中参考值被计算为根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据计算得到的亮度和原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的最大值的加权平均值。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的显示面板驱动器，进一步包括：

系数生成部分，其被配置成基于由用户设定的寄存器值生成系数。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的显示面板驱动器，进一步包括：

系数生成部分，其被配置成将所述系数计算为通过从饱和度扩展率中减去“1”获得的值。

14.根据权利要求9至11中任一项所述的显示面板驱动器，进一步包括：

饱和度扩展率生成部分，其被配置成响应于由用户设定的寄存器值计算饱和度扩展率；以及

减法器，其被配置成将所述系数计算为通过从饱和度扩展率中减去“1”获得的值。

15.根据权利要求9至11中任一项所述的显示面板驱动器，进一步包括：

饱和度扩展率生成部分，其被配置成响应于由用户设定的寄存器值计算第一饱和度扩展率k；

第一上限值计算部分，其被配置成通过使用以下等式（4）根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的上限值RGB_MAX 、原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的最大值V以及参考值计算第一饱和度扩展率上限值k_{MAX_OVER} ：

其中C是参考值；

第二上限值计算部分，其被配置成通过使用以下等式（5）根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的最小值MIN和参考值C计算第二饱和度扩展率上限值k_{MAX_UNDER} ：

以及

选择部分，其被配置成选择第一饱和度扩展率k、第一饱和度扩展率上限值k_{MAX_OVER} 和第二饱和度扩展率上限值k_{MAX_UNDER} 中的最小值作为第二饱和度扩展率，

其中所述系数被计算为通过从第二饱和度扩展率中减去“1”获得的值。

16.根据权利要求9至11中任一项所述的显示面板驱动器，进一步包括：

饱和度扩展率计算部分，其被配置成响应于由用户设定的寄存器值计算第一饱和度扩展率k；

上限值计算部分，其被配置成通过使用以下等式（6）根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的上限值RGB_MAX 、原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的最大值以及参考值计算第一饱和度扩展率上限值k_{MAX_OVER} ：

其中C是参考值；以及

选择部分，其被配置成选择第一饱和度扩展率k、第一饱和度扩展率上限值k_{MAX_OVER}中的较小一个作为第二饱和度扩展率，

其中所述系数被计算为通过从第二饱和度扩展率中减去“1”获得的值。

17.一种显示设备，其包括：

显示面板；以及

驱动所述显示面板的显示面板驱动器，

其中所述显示面板驱动器包括：

饱和度扩展电路，其被配置成对原始RGB数据执行饱和度扩展处理以生成饱和度扩展后的RGB数据；以及

驱动电路部分，其被配置成响应于所述饱和度扩展后的RGB数据驱动所述显示面板，

其中所述饱和度扩展电路包括：

参考值计算电路，其被配置成生成原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值的加权平均值作为参考值；

第一运算部分，其被配置成用于将第一值计算为饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值，其中该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值与通过从原始RGB数据的R数据的值中减去参考值获得的第一差与预定系数的乘积相加而获得的值一致；

第二运算部分，其被配置成用于将第二值计算为饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值，其中该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值与通过从原始RGB数据的G数据的值中减去参考值获得的第二差与系数的乘积相加而获得的值一致；以及

第三运算部分，其被配置成用于将第三值计算为饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值，其中该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值与通过从原始RGB数据的B数据的值中减去参考值获得的第三差与系数的乘积相加而获得的值一致。

18.一种图像处理方法，其包括：

将原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的值的加权平均值生成为参考值：

将第一值计算为饱和度扩展后的RGB数据的R数据的值，其中该第一值与通过将原始RGB数据的R数据的值与通过从原始RGB数据的R数据的值中减去参考值获得的第一差与预定系数的乘积相加而获得的值一致；

将第二值计算为饱和度扩展后的RGB数据的G数据的值，其中该第二值与通过将原始RGB数据的G数据的值与通过从原始RGB数据的G数据的值中减去参考值获得的第二差与系数的乘积相加而获得的值一致；以及

将第三值计算为饱和度扩展后的RGB数据的B数据的值，其中该第三值与通过将原始RGB数据的B数据的值与通过从原始RGB数据的B数据的值中减去参考值获得的第三差与系数的乘积相加而获得的值一致。

19.根据权利要求18所述的图像处理方法，

其中参考值是根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据计算得到的亮度。

20.根据权利要求18所述的图像处理方法，

其中参考值被计算为根据原始RGB数据的R数据、G数据和B数据计算得到的亮度和原始RGB数据的R数据、G数据和B数据的最大值的加权平均值。