CN1249630A - 色彩空间信号转换装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种色彩空间信号转换装置及方法,包括四个起始色度色彩项的标准转换公式展开,得到包括预设项与补偿项的转换值,将其经过线性组合,以得到起始色度色彩项的转换值,将这些起始色度色彩项的转换值,依据标准的转换公式,结合亮度(Y)色彩空间信号,就得到红绿蓝(RGB)色彩空间信号,由此,可达到降低成本,简化结构的效果。
Description
本发明涉及一种转换色彩空间的方法及其装置，尤其涉及一种由数字亮度色度色彩空间信号，转换至数字红绿蓝(RGB)色彩空间信号的色彩空间信号转换装置及方法。
在多媒体电脑系统上，常需要并合视频信号(Video Signal)与图形信号(Graphic signal)，其中视频信号，是为亮度-色度(Luminance-Chrominance)色彩空间信号，具有可以较低频宽传输，及较少数据储存的优点，可取自一具有抓取能力(Capture or frame grabbing capability)的图像处理系统，或来自光盘，如数字光盘(DVD：Digital Video Disc)或是网路的视频图像回放系统。而电脑屏幕显示，是使用RGB(Red-Green-Blue：红-绿-蓝)色彩空间信号，为了将此视频信号可以在电脑显示，因此，将YCbCr亮度-色度色彩空间信号(Y为亮度，Cb，Cr为色度)，转换为RGB色彩空间信号是必要的。
在数字光盘应用中，像素的色彩，常使用YCbCr 4∶2∶2的空间解析度格式，因为人类的视觉，对于色度的敏感程度，低于对亮度的敏感，使用YCbCr 4∶2∶2表示一图像的像素色度Cb与Cr，相较于在水平方向的亮度，只要一半的解析度就足够了，甚至，在视频图像压缩(例如MPEG，JPEG等)与数字光盘应用结合时，图像垂直方向的解析度，更可将色度Cb与Cr，削减一半，成为YCbCr 4∶2∶0或4∶1∶1的格式，因此色度Cb与Cr，常伴随亮度Y交互传输，在色彩空间转换时，可以共用资源，而可减少整个色彩空间转换装置的处理元件。
国际无线电通讯商议委员会(the Comite Consultatif International desRadiocommunications：CCIR)，建议的CCIR 601规格，建立以下的公式，以将YCbCr亮度色度的色彩空间，转换为RGB色彩空间：
R＝Y+1.402(Cr-128)------(a.1)
G＝Y-0.714(Cr-128)-0.344(Cb-128)------(a.2)
B＝Y+1.772(Cb-128)------(a.3)
如果使用U与V，分别代表移位色度(Cb-128)及(Cr-128)，则上述的公式，可以改写为：
R＝Y+1.402V------(b.1)
G＝Y-0.714V-0.344U------(b.2)
B＝Y+1.772U------(b.3)
其中，Y，Cb，Cr等色彩空间元件在八位元的表示中，Y的范围为(0，255)，而U与V的范围是(-128，127)。
色彩空间转换，通常是利用乘法器，或是检视表，来达到矩阵的乘法运算，如果用硬件来制作乘法器，设计与制作会相当复杂，因此成本较高，而如果使用检视表的话，构造较简单，成本也较低，而因矩阵乘法运算，常是决定色彩空间转换硬件复杂程度的关键，所以，检视表的使用数量，也就决定了色彩空间转换装置的价格，为了执行YCbCr至RGB色彩空间转换的公式(a.1)～(a.3)，以往的色彩空间转换器，为了1.402(Cr-128)，0.714(Cr-128)，0.344(Cb-128)以及1.772(Cb-128)等四个乘法运算，常要使用四个检视表。虽然，这比以往另一种使用3X3乘法矩阵的色彩空间转换器便宜，但是，却仍具有无法减少检视表数量的使用，及简化结构，降低成本的缺点。
本发明的目的在于提供一种由数字YCbCr亮度色度色彩空间信号，转换至数字RGB色彩空间信号，并可达到降低色彩空间转换装置成本及简化结构的效果的色彩空间信号转换装置及方法。
为了实现本发明的目的，所提供的一种色彩空间信号转换方法，是由数字亮度色度色彩空间信号，转换至数字红蓝绿色彩空间信号的色彩空间信号转换方法，其特征在于：该色彩空间信号转换方法包括下述的步骤：将数个起始色度色彩项展开，使这些起始色度色彩项成为只包括一预设项与一补偿项的线性组合；设一预设码产生器，以产生一预设转换码，使该预设转换码在一第一时序，对应一第一色度色彩空间信号，在一第二时序，对应一第二色度色彩空间信号；设一补偿码产生器，以产生一补偿转换码，使该补偿转换码在该第一时序，对应该第一色度色彩空间信号，在该第二时序，对应该第二色度色彩空间信号；而该预设转换码与该补偿转换码，分别为该预设项与该补偿项的转换值；对来自该预设码产生器的该预设转换码，与来自该补偿码产生器的该补偿转换码以线性组合，而得到这些起始色度色彩项的转换值；依标准转换公式，组合这些起始色度色彩项的这些转换值，与一亮度色彩空间信号，得到红蓝绿色彩空间信号。
为了实现本发明的目的，还可提供的一种色彩空间信号转换装置，是由数字亮度色度色彩空间信号，转换至数字红蓝绿色彩空间信号的色彩空间信号转换装置，其特征在于，该装置利用一组包括数个起始色度色彩项的转换公式，将这些起始色度色彩项展开成为只包括一预设项与一补偿项的线性方程式，该装置包括有：一预设码产生器，以产生一预设转换码，使该预设转换码，在一第一时序对应一第一色度色彩空间信号，在一第二时序对应一第二色度色彩空间信号；一补偿码产生器，以产生一补偿转换码，使该补偿转换码，在该第一时序对应该第一色度色彩空间信号，在该第二时序对应该第二色度色彩空间信号；该预设转换码与该补偿转换码，分别为该预设项与该补偿项的转换值；一线性组合构件，连接至该预设码产生器与该补偿码产生器，以对来自该预设码产生器的该预设转换码，与来自该补偿码产生器的该补偿转换码以线性组合，以得到这些起始色度色彩项的转换值；一输出结合单元，连接至该线性组合构件，依该组转换公式，组合这些起始色度色彩项的这些转换值，以及一亮度色彩空间信号，得到红蓝绿色彩空间信号。
为了实现本发明的目的，再可提供一种色彩空间信号转换装置及方法，是由数字亮度色度色彩空间信号，转换至数字红蓝绿色彩空间信号的色彩空间信号转换装置，其特征在于：包括有一产生预设转换码的预设码产生器，使该预设转换码，在一第一时序与一第一色度色彩空间信号有关连，在一第二时序与一第二色度色彩空间信号有关连；一产生补偿转换码的补偿码产生器，使该补偿转换码在该第一时序与该第一色度色彩空间信号有关连，在该第二时序与该第二色度色彩空间信号有关连；使用一组包括数个起始色度色彩项的转换公式，将这些起始色度色彩项展开，成为只包括一预设项与一补偿项的线性组合，该预设转换码与该补偿转换码，分别为该预设项与该补偿项的转换值；一线性组合电路，连接至该预设码产生器与该补偿码产生器，以对来自该预设码产生器的该预设转换码，与来自该补偿码产生器的该补偿转换码，加以线性组合，以得到这些起始色度色彩项的转换值；以及一输出结合电路，连接至该线性组合电路，以依据该组转换公式，组合这些起始色度色彩项的这些转换值，以及一亮度色彩空间信号，得到红蓝绿色彩空间信号。
由于采用了上述的技术解决方案，即本发明色彩空间信号转换装置及方法，采用预设转换码以及补偿转换码，分时共用于两个色度色彩空间信号，而完成一由数字亮度色度色彩空间信号，转换至数位RGB色彩空间信号的色彩空间信号转换装置，因此在预设码产生器或补偿码产生器，使用检视表，或是乘法器，就可达到有效简化电路、降低成本的功效。
下面结合附图及实施例对本发明色彩空间信号转换装置及方法进行详细说明，附图中：
图1是本发明第一较佳实施例的色彩空间转换装置的功能方块示意图。
图2是本发明第二较佳实施例的色彩空间转换装置的功能方块示意图。
图3是本发明第三较佳实施例的色彩空间转换装置的功能方块示意图。
图4是本发明第四较佳实施例的色彩空间转换装置的功能方块示意图。
图5是本发明第五较佳实施例的色彩空间转换装置的功能方块示意图。
图6是本发明较佳实施例的预设码与补偿码产生器的方块示意图。
以下所揭示的较佳实施例中，在预设码产生器及补偿码产生器之中，至少其中之一，使用检视表单元(Look-up table unit)。若预设码产生器及补偿码产生器，能同时使用单一的检视表单元，会更理想。
如图1所示，是本发明的色彩空间转换装置的第一较佳实施例，包括一多路转换器1、一预设码产生器2、一补偿码产生器3、一包括移位器41，43，、加法器42，45，46及减法器44的线性组合构件、一第一闩锁5、一第二闩锁6、一第三闩锁7、一第四闩锁8、一第一输出结合单元9、一第二输出结合单元10及一第三输出结合单元11，该第一输出结合单元9、第二输出结合单元10及第三输出结合单元11，可统称为输出结合单元。而该移位器41，43，、加法器42，45，46、减法器44与闩锁5、6、7、8的详尽实施细节，是属于一般的电路技术，所以在此不再详细叙述。
该多路转换器1接收数字输入色度色彩空间信号Cb及Cr，并回应时序信号(timing select signals)tu与tv，而输出Cb或Cr其中之一色度色彩空间信号。从该多路转换器1发出的色度色彩空间信号，传到该预设码产生器2及该补偿码产生器3，以产生预设转换码及补偿转换码。
在本发明第一较佳实施例中，该补偿转换码是以0.013(C-128)表示，为补偿项的转换值，而预设转换码是以1.402(C-128)表示，为预设项的转换值。其中C，在tu时序时，代表Cb色度色彩空间信号，在tv时序时，代表Cr色度色彩空间信号。如果使用U与V取代Cb与Cr，以表示输入色度色彩空间信号，则预设转换码与补偿转换码，分别成为1.402C与0.013C。其中C，在tu时序时，代表U色度色彩空间信号，在tv时序时，代表V色度色彩空间信号。
如前所述，标准的转换公式，包括四组起始色度色彩项(Chrominance-in-colorterms)，也就是1.402(Cr-128)，0.714(Cr-128)，0.344(Cb-128)以及1.772(Cb-128)。在本发明中，标准的转换公式(a.1)至(a.3)，可以由展开起始色度色彩项，改写成只包括预设项与补偿项的线性组合。
在本发明第一较佳实施例中，既然其中一起始色度色彩项1.402(Cr-128)，已经等于预设项，是以该起始色度色彩项1.402(Cr-128)并不需要再展开，而其它起始色度色彩项0.714(Cr-128)，0.344(Cb-128)及1.772(Cb-128)，并不等于预设或补偿项，则可以展开成为：
0.714(Cr-128)＝1/2(1.402)(Cr-128)+0.013(Cr-128)---(c.1)
0.344(Cb-128)＝1/2[1/2(1.402)(Cb-128)+0.013(Cb-128)]-0.013(Cb-128)---(c.2)
1.772(Cb-128)＝1.402(Cb-128)+1/2[1/2(1.402)(Cb-128)+0.013(Cb-128)]+0.013(Cb-128)---(c.3)
该线性组合构件是依据上述的展开式(c.1)至(c.3)，将自该预设码产生器2及该补偿码产生器3而来的预设转换码与补偿转换码加以组合，以得到这些起始色度色彩项的转换值，让色彩空间的转换，只要线性组合预设转换码及补偿转换码，就可以达到。进一步内容，请参下述说明。
来自该预设码产生器2的预设转换码，也就是1.402(C-128)，经由该移位器41，执行算术的右向移位，以将预设转换码除以二，得到1/2(1.402(C-128))＝0.701(C-128)值。来自该补偿码产生器3的补偿转换码，也就成为0.013(C-128)，经过该加法器42，加上该移位器41的输出值0.701(C-128)，以在tv时序时，C＝Cr得到起始色度色彩项0.714(Cr-128)的转换值。
该移位器43对该加法器42的输出0.714(C-128)执行算术右向移位，也就是除以二，得到输出0.357(C-128)。来自该移位器43的输出值0.357(C-128)，经过该减法器44执行减法，减去0.013(C-128)，以在tu时序时，C＝Cb得到起始色度色彩项0.344(Cb-128)的转换值。
来自该预设码产生器2的预设转换码1.402(C-128)，再经过该加法器45，加上该移位器43的0.357(C-128)输出值，得到1.759(C-128)的输出。来自该补偿码产生器3的补偿转换码0.013(C-128)，经过该加法器46，加上该加法器45的输出值1.759(C-128)，在tu时序时，C＝Cb得到起始色度色彩项1.772(Cb-128)的转换值。
该第一闩锁5，在tv时序时，锁住来自该预设码产生器2的预设转换码，以得到所需的Cr-in-R转换值，也就是1.402(Cr-128)。该第二闩锁6，在tv时序时，锁住该加法器42的输出值，以得到所需的Cr-in-G转换值，也就是0.714(Cr-128)。
该第三闩锁7，在tu时序时，锁住该减法器44的输出值，以得到所需的Cb-in-G转换值，也就是0.344(Cb-128)。
该第四闩锁8，在tu时序时，锁住该加法器46的输出值，以得到所需的Cb-in-B转换值，也就是1.772(Cb-128)。
该第一输出结合单元9，包括一个加法器，加上该第一闩锁5的输出值以及数字Y亮度信号，以得到R色彩空间信号。
该第二输出结合单元10包括一个加法器101以及一个减法器102，该加法器101是用以加上该第二闩锁6与该第三闩锁7的输出值。该减法器102是用以自数字Y亮度信号扣除该加法器101的输出值，以得到G色彩空间信号。
该第三输出结合单元11包括一个加法器，以加上该第四闩锁8的输出值与数字Y亮度信号，以得到B色彩空间信号。
也就是，以R色彩信号而言，由(a.1)知：R＝Y+1.402(Cr-128)亦即以预设转换码1.402(C-128)，在tv时序时，加上Y亮度，就可获得。
对G色彩信号而言，由(a.2)可知G＝Y-0.714(Cr-128)-0.344(Cb-128)，将起始色度色彩项，代入以预设项与补偿项展开的公式(c.1)与公式(c.2)後，得到G＝Y-1/2(1.402)(Cr-128)-0.013(Cr-128)-1/2[1/2(1.402)(Cb-128)+0.013(Cb-128)]+0.013(Cb-128)，就是G＝Y-第二闩锁6的输出[1/2(1.402)(Cr-128)+0.013(Cr-128)]-第三闩锁7的输出1/2[1/2(1.402)(Cb-128)+0.013(Cb-128)]-0.013(Cb-128)。依此类推可得到B色彩信号。所以，只要使用预设码与补偿码为基础元件，加以线性组合，在适当时序获得起始色度色彩项的转换值，再依据标准转换公式，加上Y亮度信号，就可完成YCbCr至RGB的色彩空间转换。
如图2所示，本发明色彩空间信号转换装置的第二较隹实施例，该色彩空间信号转换装置包括一个多路转换器1、一个预设码产生器21、一补偿码产生器31、一包括移位器52，53，、加法器55，56、减法器51，54的线性组合构件、一第一闩锁5、一第二闩锁6、一第三闩锁7、一第四闩锁8、一第一输出结合单元9、一第二输出结合单元10及一第三输出结合单元11。
本发明第二较隹实施例大致上与上述第一较隹实施例相类似，但是，在本发明第二较隹实施例中，预设转换码是以0.714(C-128)表示，为预设项的转换值，而补偿转换码则仍以0.013(C-128)表示，为补偿项的转换值。其中C，在tu时序时，代表Cb色度色彩空间信号，在tv时序时，代表Cr色度色彩空间信号。如果使用U与V取代Cb与Cr，以表示输入色度色彩空间信号，则预设转换码与补偿转换码，分别成为0.714C与0.013C。其中C，在tu时序时，代表U色度色彩空间信号，在tv时序时，代表V色度色彩空间信号。
对于本发明第二较佳实施例而言，既然起始色度色彩项0.714(Cr-128)，已经等于预设项，并不需要展开。而因为起始色度色彩项1.402(Cr-128)，0.344(Cb-128)以及1.772(Cb-128)，并不等于预设或补偿项，则可以展开成为：
1.402(Cr-128)＝2[0.714(Cr-128)-0.013(Cr-128)]
0.344(Cb-128)＝1/2[0.714(Cb-128)]-0.013(Cb-128)
1.772(Cb-128)＝2[0.714(Cb-128)-0.013(Cb-128)]+1/2[0.714(Cb-128)]+0.013(Cb-128)
该线性组合构件，是依据上述展开式，将自该预设码产生器21及该补偿码产生器31而来的预设转换码与补偿转换码组合，以得到该三个起始色度色彩项的转换值。
来自该预设码产生器21的预设转换码，经由该减法器51，减去来自该补偿码产生器3的补偿转换码。该移位器52执行算术左向移位，为一个乘以二的运算，以在tv时序时，获得起始色度色彩项1.402(Cr-128)的转换值。也就是说，该第一闩锁5的输出值为：2*[0.714(Cr-128)-0.013(Cr-128)]。而由(a.1)知R＝Y+1.402(Cr-128)＝Y+2[0.714(Cr-128)-0.013(Cr-128)]，也就是第一闩锁5的输出值，加上Y值，即为R值。
来自该预设码产生器21的预设转换码，经由该移位器53执行算术右向移位(也就是除以二)。预设转换码被除以二後，再经过该减法器54，减去来自该补偿码产生器31的补偿转换码，而在tu时序时，得到起始色度色彩项0.344(Cb-128)的转换值。
该加法器55加上来自该移位器52及53的输出值。该加法器56，加上该加法器55的输出值，以及来自该补偿码产生器31的补偿转换码，在tu时序时，得到起始色度色彩项1.772(Cb-128)的转换值。
该第一闩锁5，在tv时序，锁住该移位器52的输出值，得到所需的Cr-in-R的转换值，也就是1.402(Cr-128)。
该第二闩锁6，在tv时序，锁住来自该预设码产生器21的预设转换码，以得到Cr-in-G的转换值，也就是0.714(Cr-128)。
该第三闩锁7，在tu时序，锁住该减法器54的输出值，以得到Cb-in-G的转换值，亦即0.344(Cb-128)。
该第四闩锁8，在tu时序，锁住该加法器56的输出值，以得到所需的Cb-in-B转换值，也就是1.772(Cb-128)。
而该第一至第三输出结合单元9，10，11等，有如前述本发明第一实施例所示般的作用，与现有技术相同，所以在此不再详细叙述。如图3所示，是本发明色彩空间信号转换装置的第三较隹实施例。在本发明第三较隹实施例中，该色彩空间信号转换装置包括一个多路转换器1、一个预设码产生器22、一补偿码产生器32、一包括移位器62，63，65、加法器66及减法器61，64的线性组合构件、一第一闩锁5、一第二闩锁6、一第三闩锁7、一第四闩锁8、一第一输出结合单元9、一第二输出结合单元10及一第三输出结合单元11。
本发明第三较佳实施例与前述这些实施例大致相同，但是在本发明第三较佳实施例中，预设转换码设为0.357(C-128)、而补偿转换码设为0.013(C-128)，其中C，在tu时序时，代表Cb色度色彩空间信号，在tv时序时，代表Cr色度色彩空间信号。如果使用U与V取代Cb与Cr，以表示输入色度色彩空间信号，则预设转换码与补偿转换码，分别成为0.357C与0.013C。其中C，在tu时序时，代表U色度色彩空间信号，在tv时序时，代表V色度色彩空间信号。
因此，对于本发明第三较隹实施例，起始色度色彩项1.402(Cr-128)，0.714(Cr-128)，0.344(Cb-128)以及1.772(Cb-128)，可以展开成为：
0.714(Cr-128)＝2(0.357)(Cr-128)
1.402(Cr-128)＝2[2(0.357)(Cr-128)-0.013(Cr-128)]
0.344(Cb-128)＝0.357(Cb-128)-0.013(Cb-128)
1.772(Cb-128)＝2[2(0.357)(Cb-128)]+0.357(Cb-128)-0.013(Cb-128)
该线性组合构件，是依据上述的展开式，将自该预设码产生器22及该补偿码产生器32而来的预设转换码与补偿转换码组合，以得到起始色度色彩项的转换值。
来自该预设码产生器22的预设转换码，经过该移位器63，执行算术左向移位，以将预设转换码乘以二，在tv时序，得到起始色度色彩项0.714(Cr-128)的转换值。
该移位器63的输出0.714(C-128)，经该减法器61，减去来自该补偿码产生器32的补偿转换码。该移位器62执行算术左向移位，以对该减法器61的输出值乘以二，在tv时序，得到起始色度色彩项1.402(Cr-128)的转换值。
来自该预设码产生器22的预设转换码，经该减法器64减去来自该补偿码产生器32的补偿转换码，在tu时序，得到起始色度色彩项0.344(Cb-128)的转换值。
该移位器65，对该移位器63的输出值0.714(C-128)，执行算术左向移位(乘以二)。而该加法器66加上该减法器64与该移位器65的输出值，以在tu时序，得到起始色度色彩项1.772(Cb-128)的转换值。
该第一闩锁5，在tv时序，锁住该移位器62的输出值，得到所需的Cr-in-R的转换值，也就是1.402(Cr-128)。
该第二闩锁6，在tv时序，锁住该移位器63的输出值，以得到Cr-in-G的转换值，也就是0.714(Cr-128)。
该第三闩锁7，在tu时序，锁住该减法器64的输出值，以得到Cb-in-G的转换值，也就是0.344(Cb-128)。
该第四闩锁8，在tu时序，锁住该加法器66的输出值，以得到所需的Cb-in-B转换值，也就是1.772(Cb-128)。
而该第一至第三输出结合单元9，10，11等，有如前述这些实施例所示般地作用，与现有技术相同，所以在此不再详细叙述。
如图4所示，是色彩空间信号转换装置的第四较佳实施例。
在本发明第四较佳实施例中，色彩空间信号转换装置包括一个多路转换器1、一个预设码产生器23、一补偿码产生器33、一包括移位器72，73，74、加法器76、减法器71，75的线性组合构件、一第一闩锁5、一第二闩锁6、一第三闩锁7、一第四闩锁8、一第一输出结合单元9、一第二输出结合单元10及一第三输出结合单元11。
本发明第四较佳实施例大致与上述各实施例相似，但是在本发明第四较佳实施例中，预设转换码设为1.428(C-128)、而补偿转换码设为0.013(C-128)，其中C，在tu时序时，代表Cb色度色彩空间信号，在tv时序时，代表Cr色度色彩空间信号。如果使用U与V取代Cb与Cr，以表示输入色度色彩空间信号，则预设转换码与补偿转换码，分别成为1.428C与0.013C。其中C，在tu时序时，代表U色度色彩空间信号，在tv时序时，代表V色度色彩空间信号。
因此，对于本发明第四较佳实施例，起始色度色彩项1.402(Cr-128)，0.714(Cr-128)，0.344(Cb-128)以及1.772(Cb-128)，可以展开如下的方程式：
1.402(Cr-128)＝2[1/2(1.428)(Cr-128)-0.013(Cr-128)]
0.714(Cr-128)＝1/2(1.428)(Cr-128)
0.344(Cb-128)＝1/2[1/2(1.428)(Cb-128)]-0.013(Cb-128)
1.772(Cb-128)＝1.428(Cb-128)+1/2[1/2(1.428)(Cb-128)]-0.013(Cb-128)
该线性组合构件，是依据上述展开式，将自该预设码产生器23及该补偿码产生器33而来的预设转换码与补偿转换码组合，以得到起始色度色彩项的转换值。
来自该预设码产生器23的预设转换码，经过该移位器73，执行算术右向移位(除以二)，在tv时序，得到起始色度色彩项0.714(Cr-128)的转换值。
该移位器73的输出0.714(C-128)，经该减法器71，减去来自该补偿码产生器33的补偿转换码。该移位器72执行算术左向移位，以对该减法器71的输出值乘以二，在tv时序，得到起始色度色彩项1.402(Cr-128)的转换值。
该移位器74是对该移位器73的输出值0.714(C-128)，执行算术右向移位(除以二)。而该减法器75将该移位器74的输出值，减去来自该补偿码产生器33的补偿转换码，在tu时序，得到起始色度色彩项0.344(Cb-128)的转换值。
该加法器76加上来自该预设码产生器23的预设转换码，以及该减法器75的输出值0.344(Cb-128)，在tu时序，得到起始色度色彩项1.772(Cb-128)的转换值。
该第一闩锁5，在tv时序，锁住该移位器72的输出值，得到所需的Cr-in-R的转换值，也就是1.402(Cr-128)。
该第二闩锁6，在tv时序，锁住该移位器73的输出值，以得到Cr-in-G的转换值，也就是0.714(Cr-128)。
该第三闩锁7，在tu时序，锁住该减法器75的输出值，以得到Cb-in-G的转换值，也就是0.344(Cb-128)。
该第四闩锁8，在tu时序，锁住该加法器76的输出值，以得到所需的Cb-in-B转换值，也就是1.772(Cb-128)。
而该第一至第三输出结合单元9，10，11等，有如前述这些实施例所示般地作用，对与现有技术相同，所以在此不再详细叙述。
如图5所示，是本发明色彩空间信号转换装置的第五较佳实施例。在本发明第五较佳实施例中，该色彩空间信号转换装置包括一个多路转换器1、一个预设码产生器24、一补偿码产生器34，一包括移位器82，83、加法器81，84线性组合构件、一第一闩锁5、一第二闩锁6、一第三闩锁7、一第四闩锁8、一第一输出结合单元9、一第二输出结合单元10及一第三输出结合单元11。
本发明第五较佳实施例大致与上述这些实施例相似，但是在本发明第五较佳实施例中，预设转换码设为0.714(C-128)、而补偿转换码设为0.344(C-128)，其中C，在tu时序时，代表Cb色度色彩空间信号，在tv时序时，代表Cr色度色彩空间信号。如果使用U与V取代Cb与Cr，以表示输入色度色彩空间信号，则预设转换码与补偿转换码，分别成为0.714C与0.344C。其中C，在tu时序时，代表U色度色彩空间信号，在tv时序时，代表V色度色彩空间信号。
因此，对于本发明第五较佳实施例，既然预设转换码与补偿转换码，分别等于起始色度色彩项0.714(Cr-128)以及0.344(Cb-128)的转换值。因而只需对另二起始色度色彩项1.402(Cr-128)以及1.772(Cb-128)展开如下的方程式：
1.402(Cr-128)＝0.714(Cr-128)+2[0.344(Cr-128)]
1.772(Cb-128)＝2[0.714(Cb-128)]+0.344(Cb-128)
该线性组合构件，是依据上述展开式，将自该预设码产生器24及该补偿码产生器34而来的预设转换码与补偿转换码组合，以得到该二起始色度色彩项的转换值。
来自该补偿码产生器34的补偿转换码，经该移位器83，执行左向移位(乘以二)。该加法器81加上来自该预设码产生器24的预设转换码，以及该移位器83的输出值，在tv时序，得到起始色度色彩项1.402(Cr-128)的转换值。
来自该预设码产生器24的预设转换码，经过该移位器82，执行算术左向移位(乘以二)。该加法器84，加上该移位器82的输出值，以及来自该补偿码产生器34的补偿转换码，在tu时序，得到起始色度色彩项1.772(Cb-128)的转换值。
该第一闩锁5，在tv时序，锁住该加法器81的输出值，得到所需的Cr-in-R的转换值，也就是1.402(Cr-128)。
该第二闩锁6，在tv时序，锁住来自该预设码产生器24的预设转换码，以得到Cr-in-G的转换值，也就是0.714(Cr-128)。
该第三闩锁7，在tu时序，锁住来自该补偿码产生器34的补偿转换码，以得到Cb-in-G的转换值，也就是0.344(Cb-128)。
该第四闩锁8，在tu时序，锁住该加法器84的输出值，以得到所需的Cb-in-B转换值，也就是1.772(Cb-128)。
而该第一至第三输出结合单元9，10，11等，有如前述这些实施例所示般地作用，与现有技术相同，所以在此不再详细叙述。
在前述所列各实施例中，预设码产生器及补偿码产生器，可以使用检视表。如果将预设码产生器及补偿码产生器，以一个检视表单元(unit)来实施，如图6所示，则预设码产生器及补偿码产生器将只包括一简单的电路，例如记忆装置，因此可以减少本发明色彩空间转换装置的成本。
如图6所示，该检视表单元12包括一包含预设转换码的预设码部份121及一包含补偿转换码的补偿码部份122。当所选的色度色彩空间信号Cb或Cr，查阅该检视表单元12，会经由第一输出(P)及第二输出(C)，输出一对应的字码(codeword)，而该字码包括一来自该预设码部份121的预设转换码，以及一来自该补偿码部份122的补偿转换码。该预设转换码是由第一输出(P)提供，而该补偿转换码是由第二输出(C)所提供。
虽然在上述揭示的实施例中，是选用起始色度色彩项的转换值作为预设转换码，另外，也可使用起始色度色彩项的转换值，作为补偿转换码，与现有技术相同，所以在此不再详细叙述。
特别的是，虽然本发明的各较佳实施例是以硬件电路的方块图表示，但是，本发明可以容易而有效率地使用微处理器(Microprocessor)以及相关的系统记忆体，以达到转换的运算。
Claims (36)
1.一种色彩空间信号转换方法，是由数字亮度色度色彩空间信号，转换至数字红蓝绿色彩空间信号的色彩空间信号转换方法，其特征在于：
该色彩空间信号转换方法包括下述的步骤：
将数个起始色度色彩项展开，使这些起始色度色彩项成为只包括一预设项与一补偿项的线性组合；
设一预设码产生器，以产生一预设转换码，使该预设转换码在一第一时序，对应一第一色度色彩空间信号，在一第二时序，对应一第二色度色彩空间信号；设一补偿码产生器，以产生一补偿转换码，使该补偿转换码在该第一时序，对应该第一色度色彩空间信号，在该第二时序，对应该第二色度色彩空间信号；而该预设转换码与该补偿转换码，分别为该预设项与该补偿项的转换值；
对来自该预设码产生器的该预设转换码，与来自该补偿码产生器的该补偿转换码以线性组合，而得到这些起始色度色彩项的转换值；
依标准转换公式，组合这些起始色度色彩项的这些转换值，与一亮度色彩空间信号，得到红蓝绿色彩空间信号。
2.如权利要求1所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：
该色彩空间信号转换方法还包括在该第一时序提供该第一色度色彩空间信号至该预设码产生器与该补偿码产生器，及在该第二时序，提供该第二色度色彩空间信号至该预设码产生器与该补偿码产生器的步骤。
3.如权利要求1所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：在组合该亮度色彩空间信号前，还包括一锁住这些起始色度色彩项的这些转换值的步骤。
4.如权利要求1所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：这些色度色彩空间信号是Cb及Cr色彩空间信号。
5.如权利要求4所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：该组标准转换公式，包括
R＝Y+1.402(Cr-128)
G＝Y-0.714(Cr-128)-0.344(Cb-128)
B＝Y+1.772(Cb-128)
6.如权利要求1所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：这些色度色彩空间信号是U及V色彩空间信号。
7.如权利要求6所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：该组标准转换公式，包括
R＝Y+1.402V
G＝Y-0.714V-0.344U
B＝Y+1.772U
8.如权利要求1所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：该预设项为这些起始色度色彩项之一。
9.如权利要求1所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：该补偿项为这些起始色度色彩项之一。
10.如权利要求1所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：该预设项与该补偿项为这些起始色度色彩项当中二者。
11.如权利要求1所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：该预设码产生器与该补偿码产生器其中之一，是使用检视表单元。
12.如权利要求1所述的色彩空间信号转换方法，其特征在于：该预设码产生器与该补偿码产生器是共用单一的检视表单元。
13.一种色彩空间信号转换装置，是由数字亮度色度色彩空间信号，转换至数字红蓝绿色彩空间信号的色彩空间信号转换装置，其特征在于，该装置利用一组包括数个起始色度色彩项的转换公式，将这些起始色度色彩项展开成为只包括一预设项与一补偿项的线性方程式，该装置包括有：
一预设码产生器，以产生一预设转换码，使该预设转换码，在一第一时序对应一第一色度色彩空间信号，在一第二时序对应一第二色度色彩空间信号；一补偿码产生器，以产生一补偿转换码，使该补偿转换码，在该第一时序对应该第一色度色彩空间信号，在该第二时序对应该第二色度色彩空间信号；该预设转换码与该补偿转换码，分别为该预设项与该补偿项的转换值；
一线性组合构件，连接至该预设码产生器与该补偿码产生器，以对来自该预设码产生器的该预设转换码，与来自该补偿码产生器的该补偿转换码以线性组合，以得到这些起始色度色彩项的转换值；
一输出结合单元，连接至该线性组合构件，依该组转换公式，组合这些起始色度色彩项的这些转换值，以及一亮度色彩空间信号，得到红蓝绿色彩空间信号。
14.如权利要求13所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该色彩空间信号转换装置还包括一连接至该预设码产生器与该补偿码产生器的多路转换器，该多路转换器在该第一时序提供该第一色度色彩空间信号，并在该第二时序提供该第二色度色彩空间信号，至该预设码产生器与该补偿码产生器。
15.如权利要求13所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该色彩空间信号转换装置还包括一闩锁，该闩锁连接于该线性组合构件与该输出结合单元之间，以在结合该亮度色彩空间信号以前，锁住这些起始色度色彩项的这些转换值。
16.如权利要求13所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：这些色度色彩空间信号是Cb与Cr色彩空间信号。
17.如权利要求16所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该组包括数个起始色度色彩项的转换公式，包括：
R＝Y+1.402(Cr-128)
G＝Y-0.714(Cr-128)-0.344(Cb-128)
B＝Y+1.772(Cb-128)
18.如权利要求13所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：这些色度色彩空间信号是U及V色彩空间信号。
19.如权利要求18所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该组包括数个起始色度色彩项的转换公式，包括
R＝Y+1.402V
G＝Y-0.714V-0.344U
B＝Y+1.772U
20.如权利要求13所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该预设项为这些起始色度色彩项之一。
21.如权利要求13所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该补偿项为这些起始色度色彩项之一。
22.如权利要求13所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该预设项与该补偿项为这些起始色度色彩项当中二者。
23.如权利要求13所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该预设码产生器与该补偿码产生器其中之一，是使用检视表单元。
24.如权利要求13所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该预设码产生器与该补偿码产生器，是共用单一的检视表单元。
25.一种色彩空间信号转换装置及方法，是由数字亮度色度色彩空间信号，转换至数字红蓝绿色彩空间信号的色彩空间信号转换装置，其特征在于：包括有一产生预设转换码的预设码产生器，使该预设转换码，在一第一时序与一第一色度色彩空间信号有关连，在一第二时序与一第二色度色彩空间信号有关连；一产生补偿转换码的补偿码产生器，使该补偿转换码在该第一时序与该第一色度色彩空间信号有关连，在该第二时序与该第二色度色彩空间信号有关连；使用一组包括数个起始色度色彩项的转换公式，将这些起始色度色彩项展开，成为只包括一预设项与一补偿项的线性组合，该预设转换码与该补偿转换码，分别为该预设项与该补偿项的转换值；一线性组合电路，连接至该预设码产生器与该补偿码产生器，以对来自该预设码产生器的该预设转换码，与来自该补偿码产生器的该补偿转换码，加以线性组合，以得到这些起始色度色彩项的转换值；以及一输出结合电路，连接至该线性组合电路，以依据该组转换公式，组合这些起始色度色彩项的这些转换值，以及一亮度色彩空间信号，得到红蓝绿色彩空间信号。
26.如权利要求25所述色彩空间信号转换装置，其特征在于：该色彩空间信号转换装置还包括一多路转换器，连接至该预设码产生器与该补偿码产生器的多路转换器，该多路转换器在该第一时序提供该第一色度色彩空间信号，至该预设码产生器与该补偿码产生器，并在该第二时序提供该第二色度色彩空间信号，至该预设码产生器与该补偿码产生器。
27.如权利要求25所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该色彩空间信号转换装置还包括一闩锁，该闩锁连接于该线性组合构件与该输出结合单元之间，以在结合该亮度色彩空间信号以前，锁住这些起始色度色彩项的这些转换值。
28.如权利要求25所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：这些色度色彩空间信号是Cb与Cr色彩空间信号。
29.如权利要求28所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该组包括数个起始色度色彩项的转换公式，包括：
R＝Y+1.402(Cr-128)
G＝Y-0.714(Cr-128)-0.344(Cb-128)
B＝Y+1.772(Cb-128)
30.如权利要求25所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：这些色度色彩空间信号是U及V色彩空间信号。
31.如权利要求30所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该组包括数个起始色度色彩项的转换公式，包括
R＝Y+1.402V
G＝Y-0.714V-0.344U
B＝Y+1.772U
32.如权利要求25所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该预设项为这些起始色度色彩项之一。
33.如权利要求25所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该补偿项为这些起始色度色彩项之一。
34.如权利要求25所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该预设项与该补偿项为这些起始色度色彩项当中二者。
35.如权利要求25所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该预设码产生器与该补偿码产生器其中之一，是使用检视表单元。
36.如权利要求25所述的色彩空间信号转换装置，其特征在于：该预设码产生器与该补偿码产生器是共用单一的检视表单元。
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