CN1291606C - 色彩重现方法和系统及使用它的视频显示方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种色彩重现校正系统和方法，以及一种通过对信号源和显示装置的考虑能重现原始色彩的视频显示装置和方法。可以存储每一信号源信息和每一显示装置信息。当前使用的(例如，校正过的)信号源和显示装置可以例如通过用户选择来确定。在一个实施例中，从发射端提供的信号可以基于相应的信号源对进行反向γ校正，以及进行过反向γ校正的信号的色度误差优选地利用相应的信号源信息和显示装置信息来校正。可以基于相应的显示装置对进行过色度误差校正的信号进行γ校正，然后在相应的显示装置上显示。

Description

色彩重现方法和系统及使用它的视频显示方法和设备

技术领域

本发明涉及一种色彩再现方法与系统，特别涉及应用此方法与系统的一种视频显示设备。

背景技术

通常，彩色电视系统包括用于发射由摄像机制作的广播信号的电台，和用于处理和重现电台发射的广播信号的彩色电视接收机，从而使观众能听到声音和看到图像。

在彩色电视系统的发展中，其目标是得到与原物体的亮度相称的重现视频(video)和重现与原物体的色度坐标相同的色彩。例如，在一个应用国家电视系统委员会(NTSC)标准的NTSC彩色电视系统中，用于捕获视频的电视摄像机(broadcasting camera)得到基于NTSC标准监视器的理想的成像特征，而彩色电视接收机重现和被光源C照射的原物体相同的色度坐标。

但是，在大多数的彩色电视接收机中，基准白光和荧光体被改变得与NTSC标准不同。其原因在于当订立NTSC标准时，荧光体的低发光效率造成屏幕是黑色的，而后来高发光效率的荧光体得到了应用。同时，还有通过增加色温以使屏幕更亮的尝试。由于这些原因，从20世纪50年代后期开始使用P22系列的荧光体后，美国和日本的电视接收机制造商们把9300K定为基准白光的色温，并且制造了能依照基准白光的色温执行色彩重现的电视接收机。后来，在韩国或日本室内照明主要采用大约6000K的日光色荧光灯，彩色电视接收机制造时趋向于将基准白光的色温随机设定在比9300K高的11000K到13000K之间。

在为电台特别是电视摄像机设定的基准白光固定时，电视接收机特别是显示设备的基准白光没有固定下来，而是在逐渐增加。所以，由于两种基准白光的不同造成了重现在显示设备上的视频受到扭曲。

同时，如有天波广播信号(aerial-wave broadcasting signals)和分量信号，电视接收机的信号源彼此之间的标准也不相同，实际上存在各种各样的信号源。这里，天波广播信号从NTSC广播或HDTV广播产生，分量信号从DVD或数码摄像机产生。

此外，如果电视系统的发射端在进行色彩重现时没有考虑γ校正特性(gamma corrected characteristic)，在色彩重现时会发生扭曲，从而使原始色彩的重现精度降低。另外，由于电视摄像机标准监视器和电视接收机的荧光体坐标(phosphor coordinates)不同引起的色度误差可能会是一个重要问题。

除普通的天波广播信号外，现在的电视接收机还能兼容处理各种各样格式的信号源(换句话说，TV信号源，PC信号源，分量信号源等等)，例如HDTV广播信号，有线广播信号，PC信号，DVD信号，VCR信号等等。更进一步的说，除各种传统的基于CRT的显示设备(阴极射线显象管(CRT)，阴极显示显象管(CDT)，阴极图象显象管(CPT)等等)外，平板显示设备(液晶显示器(LCD)，等离子显示板(PDP)，场致发射显示器(FED)等等)也趋于被选择应用为电视接收机的显示装置。如上所述，由于没有考虑各种不同的信号源和电视接收机显示装置，使改善的或者最佳的色彩重现由于存在的视频扭曲而不能获得。

现在将描述依照信号源处理视频信号的相关技术方法和其中的不足。图1是处理电视信号的相关技术的视频显示设备的示意图。

参照图1，相关技术的视频显示设备(也就是电视接收机)包括一个通过对电视信号的调谐/检波/解调操作把电视信号分为音频和视频信号的电视信号处理器10，一个用来切换由电视信号处理器10分开的视频和音频信号的A/V开关11。一个用于从由A/V开关11输出的视频信号中分离亮度和颜色信号Y/C的3D梳状滤光器12。一个用于把亮度和色彩信号Y/C转换成亮度和色差信号Y、U和V的解码器13，一个视频/同步处理器14，用于对解码器13转换的亮度和色差信号执行色彩空间变换的矩阵变换。一个用于把亮度和色差信号转换为数字视频信号的ADC(模数转换器)15，一个用于把数字视频信号转换为色彩信号R’，G’和B’的视频处理器16，和一个用于把由视频处理器16转换的(举例说：从Y，U，V)色彩信号R’，G’，B’输出到一个显示设备(未示出)的视频输出单元17。但是，如果亮度和色差信号是NTSC电视信号和A/V信号的话，视频/同步处理器14可以不对它们进行处理。

如图4所示，当在显示设备上显示NTSC电视信号时，信号源(也就是电视摄像机)和显示设备的色彩重现区有很大不同。因而，至少由于下述的原因，信号产生装置提供的原始信号难于同样地重现到显示设备上。

依照NTSC标准，光源C被定义为一个摄像机(也就是电视信号的信号源)的基准白光。这里，光源C具有的6774K的色温，色度坐标为(xws，yws，zws)＝(0.3101，0.3162，0.337)。这时，依照NTSC标准摄像机的标准荧光体发光色坐标的定义，红、绿和蓝颜色(R，G，B)的标准荧光体发光色坐标值分别为(xrs，yrs，zrs)＝(0.67，0.33，0.00)，(xgs，ygs，zgs)＝(0.21，0.71，0.08)，和(xbs，ybs，zbs)＝(0.14，0.08，0.78)。

相反的，电视接收机依照显示设备的种类有不同的基准白光和荧光体。例如，一种LCD PJT电视接收机，它的基准白光的色温是9300K，色度坐标值为(xwd，ywd)＝(0.283，0.297)，红、绿和蓝颜色R，G和B的荧光体坐标分别为(xrd，yrd，zrd)＝(0.645，0.35，0.005)，(xgd，ygd，ygd)＝(0.279，0.714，0.007)，和(xbd，ybd，zbd)＝(0.136，0.066，0.798)。因此，显示设备的荧光体坐标(G)与NTSC标准荧光体坐标或数字电视接收机(DTV)标准荧光体坐标有很大不同。

图4是一个图表，说明依照普通信号源和普通显示设备的色彩重现区和基准白光的位置。NTSC信号源和SMPTE信号源用作信号源，LCD用作显示设备。

如图4所示，由于信号源和显示设备的色彩重现区不同，信号产生装置中提供的原始信号很难同样的重现到显示设备上。另外，如图14所示，由于NTSC电视信号源的标准γ为2.2，NTSC电视信号源经处理后具有图13A所示的特征，随后发射出。但是，不同于CRT，所述LCD PJT电视接收机具有S形的γ特性曲线。

如上所述，在NTSC电视信号的情况下，由于信号源和显示设备的基准白光，荧光体坐标和摄像机γ处理不同，很难实现期望的色彩重现。从而产生的色度误差导致了显示视频色彩的不自然。

图2是用于处理分量信号的相关技术视频显示设备的示意图。分量信号源可包括DVD信号和DTV信号。

参照图2，相关技术视频显示设备包括一个用于处理分量信号Y，PB和Pr的分量信号处理器20，一个用于对分量信号处理器20输出的分量信号Y，Pb和Pr进行色彩空间变换的矩阵变换的视频/同步处理器21，一个用于把视频/同步处理器21输出的亮度信号Y和色彩信号Cb和Cr转换为数字视频信号的ADC(模数转换器)22。一个用于把数字视频信号转换为色彩信号R’，G’和B’的视频处理器23，和一个用于把色彩信号R’，G’和B’输出到显示设备的视频输出单元24。

依照ITU-R BT.709标准(参考图14)，光源D65被定义为分量信号源的基准白光。光源D65的色温为6504K，色度坐标值为(xws，yws，zws)＝(0.3127，0.3290，0.3583)。此时，红、绿和蓝色R，G和B的标准荧光体坐标分别为(xrs，yrs，zrs)＝(0.64，0.33，0.03)，(xgs，ygs，zgs)＝(0.30，0.60，0.10)和(xbs，ybs，zbs)＝(0.15，0.06，0.79)。另外，如图14所示，DTV信号用标准的2.222γ值处理后发射。

此时，显示设备使用9300K作为基准白光，荧光体坐标和上面的相同。从而，如果分量信号经相关技术的电视接收机处理后在那上面显示，会出现图1所示系统中所说的同样问题。

图3是用于处理PC信号的相关技术视频显示设备的示意图。参照图3，相关技术视频显示设备包括一个用于处理PC信号的PC信号处理器30，一个用于对PC信号处理器30输出的PC信号进行色彩空间变换的矩阵变换的视频/同步处理器31和一个用于把接收到的γ信号Y和色彩信号Cb和Cr转换为数字视频信号的ADC(模数转换器)32。PC信号R，G和B输出到视频/同步处理器31，视频/同步处理器31执行关于PC信号R，G和B的矩阵变换以输出亮度信号Y和色彩信号Cb和Cr。一个用于把数字视频信号处理成色彩信号R’，G’和B’的视频处理器33和一个用于把色彩信号R’，G’和B’格式化并输出到显示设备的视频输出单元34。

依照sRGB标准(参考图14)，光源D65被定义为PC信号源的基准白光。这里，光源D65的色温为6504K，以及色度坐标为(xws，yws，zws)＝(0.3127，0.3290，0.3583)。此时，红、绿和蓝色R，G和B的标准荧光体坐标分别为(xrs，yrs，zrs)＝(0.64，0.33，0.03)，(xgs，ygs，zgs)＝(0.30，0.60，0.10)，和(xbs，ybs，zbs)＝(0.15，0.06，0.79)。如图14所示，通过2.222的标准γ处理得到DTV信号。

同时，显示设备使用9300K作为基准白光，荧光体坐标和上面的相同。当然，显示设备的基准白光和荧光体坐标会根据如上所述的显示设备种类的不同而变化。

在如上所述的PC信号的情况下，由于信号源和显示设备之间的基准白光和荧光体坐标不同而产生色度误差。从而，色度误差导致显示视频的色彩不正确或不自然。

在上述相关技术视频显示设备的信号处理方法中，各个信号格式具有不同的基准白光和荧光体坐标，在这种情况下产生的信号被显示时，由于没有考虑显示设备的基准白光和荧光体坐标会产生色度误差。另外，当不考虑显示设备的γ特性而显示信号源的经γ处理的信号时，也会出现色度误差。

另外，由于诸如电视信号，分量信号和PC信号的信号源和诸如CRT，CPT，LCD和PDP的显示设备的标准荧光体坐标不同，会产生色度误差。换句话说，色度误差会因为信号源和显示设备的荧光体坐标的不同而产生。更进一步的，色度误差会因为信号源和显示设备的γ特征不同而产生。

如上所述，相关技术的视频显示设备有各种各样的不足。相关技术的视频显示设备接收具有不同标准荧光体、不同基准白光、和经不同γ处理的信号源，并在具有不同标准荧光体、不同基准白光、不同γ处理的显示设备上显示它们。因而，迫切需要提供一种能通过考虑信号源的不同格式和显示设备的不同来减少重现误差的装置。

上面的参考资料是通过参考有关资料合并的，在这里适于对附加或选择性的细节，特点和/或技术背景的适当教导。

发明内容

本发明的一个目的是至少解决上述的问题和/或不足并至少提供下文中描述的有益效果。

本发明的另一目的是提供一种色彩重现校正系统和方法，能充分消除由于相关技术的局限和不足引起的一个或更多问题。

本发明的又一目的是提供一种色彩重现校正系统和方法，能减少色彩重现误差。

本发明的再一目的是提供一种视频显示设备和方法，能够解决色彩重现误差问题并确保可靠性。

为至少全部或部分地达到上述目的，在本发明的一个方面，提供了一个色彩重现校正系统，此色彩重现校正系统包括一个色彩重现校正系统，该系统包含一个依照信号源对输入视频信号执行反向γ校正的电路，和一个依照显示设备对校正过的反向γ信号执行γ校正的电路；其中所述γ校正电路包括：第一校正电路，其依照信号源的类型对输入视频信号进行反向γ校正；色度误差校正器，其对由第一校正器进行过反向γ校正的信号进行色度误差校正；第二校正电路，其依照显示装置对由色度误差校正器校正过的色度误差校正信号进行γ校正；以及存储装置，其存储有信号源类型的反向γ信息、显示装置类型的γ信息和在信号源和显示装置之间的色度误差信息。

为进一步全部或部分地达到上述目的，在本发明的另一方面，提供了一个色彩重现校正系统，此色彩重现校正系统包括：一个色彩重现校正系统，该系统包含一个依照信号源的类型对输入视频信号执行第一次γ校正的装置、一个对进行过γ校正的信号进行色度误差校正的装置，一个依照显示设备对进行过色度误差校正的信号执行第二次γ校正的装置，以及用于存储信号源的类型的反向γ信息、显示装置的类型的γ信息、和信号源和显示装置之间的色度误差信息的装置。

色度误差可以包含在对应于信号源的基准白光的坐标值和对应于显示设备的基准白光的坐标值之间的差别。色度误差可以包含在对应于信号源的荧光体坐标值和对应于显示装置的荧光体坐标值之间的差别。色度误差可以通过信号源和显示装置之间的矩阵变换来校正。

为进一步全部或部分达到上述目的，在本发明的另一方面，提供了一种视频显示装置，该视频显示装置包括：一个修正从发射端提供的信号以生成预定的视频信号的输入信号处理器，多个依照信号源的种类对处理过的视频信号操作的第一γ校正器，一个使预定信号源种类所对应信号与进行过第一次γ校正的信号相互关联的第一转换电路，一个用于校正相关信号的色度误差的误差校正电路，多个依照显示装置的种类对进行过色度误差校正的信号操作的第二γ校正器，一个使预定显示装置类型所对应的信号与γ校正信号相互关联的第二转换电路，一个显示通过第二开关相互关联的信号的显示器。

为更进一步全部或部分达到上述目的，依照本发明的另一方面，提供一种色彩重现校正方法，该方法包括：存储信号源类型的反向γ信息、显示装置类型的γ信息和在信号源和显示装置之间的色度误差信息；依照信号源对输入视频信号执行第一次γ校正，对进行过第一次γ校正的信号进行色度误差校正，以及根据显示装置对进行过色度误差校正的信号执行第二次γ校正。

为更进一步全部或部分达到上述目的，依照本发明的另一方面，提供了一种视频显示方法，该方法包括：存储信号源类型的反向γ信息、显示装置类型的γ信息和在信号源和显示装置之间的色度误差信息；处理由发射端提供的输入信号以生成预定视频信号，依照信号源的种类对处理过的视频信号执行第一次γ校正，从进行过第一次γ校正的信号中进行第一次选择得到对应于预定信号源的信号，对所选择的信号进行色度误差校正，从进行过色度和γ校正的信号中进行第二次选择得到对应预定显示装置的信号，以及显示第二次选择所选的信号。

为更进一步全部或部分达到上述目的，依照本发明的另一方面，提供了一种色彩重现校正系统，该系统包括一个配置为依照信号源和显示装置对视频信号执行γ校正的γ校正电路。

本发明的其它有益效果、目的和特点，一部分将在下面的描述中阐明，一部分通过那些具有本领域一般技术的人对下面内容地研究将变得显而易见，或者可以从本发明的实施中了解。在从属权利要求所特别指出的本发明的目的和有益效果可以实现和达到。

附图说明

将参照下面的附图详细描述本发明，图中相同的参考数字代表相同的元件，其中：

图1是说明用于处理电视信号的相关技术视频装置的图；

图2是说明用于处理分量信号的相关技术视频显示装置的图；

图3是说明用于处理PC信号的相关技术视频显示装置的图；

图4说明了依照普通信号源和普通显示装置的色彩重现区域和基准白光的位置；

图5是说明彩色电视系统中处理色彩信号的典型发射端摄像机的结构图；

图6是说明依照本发明第一实施例的色彩重现校正系统结构的示意图；

图7是说明依照第一实施例的在电视系统中使用矩阵变换的色彩重现方法的示意图；

图8是说明依照本发明第二实施例的输入电视信号的具有色彩重现系统的视频显示装置的结构示意图；

图9是说明依照本发明第三实施例的输入分量信号的具有色彩重现系统的视频显示装置结构的示意图；

图10是说明依照本发明第四实施例的输入PC信号时的具有色彩重现系统的视频显示装置结构的示意图；

图11是说明依照本发明第五实施例的输入多个信号源时的具有色彩重现校正系统的视频显示装置结构的示意图；

图12是说明依照本发明第六实施例的具有硬件色彩重现校正的视频显示装置的结构示意图；

图13A到图13D显示了依照信号源和显示装置的典型γ特征曲线图；

图14说明了一般信号源的典型标准规格；

具体实施方式

现在将描述彩色电视系统的发射摄像机处理色彩信号的过程。图5显示了处理色彩信号的彩色电视系统中的一个典型发射摄像机的方框图。如图5所示，将光源40产生的光辐射到物体41。这里，从物体41反射的光通过镜头42得到视频。得到的视频可被色彩分解器(color splitter)43和R、G、B光学滤光器(optical filters)44a，44b和44c转换成色彩信号Rc、Gc和Bc。

转换后的色彩信号Rc、Gc和Bc被增益控制器按预先设定的增益放大，再用γ校正器46校正为γ校正信号Rc’、Gc’、和Bc’，以便输出γ校正信号Rc’、Gc’、和Bc’。该γ校正信号Rc’、Gc’、和Bc’被编码器编码并通过天线发射。

因此，输入摄像机的原物体41的刺激值X、Y和Z被色彩分离器43和R、G、B光学滤光器44a、44b和44c转换为色彩信号Rc、Gc和Bc。在NTSC型的摄像机中，增益控制器45调整白平衡使标准监视器的基准白光为6774K的光源C。

将调整过的色彩信号Rc、Gc和Bc校正成γ校正的信号Rc’、Gc’和Bc’，以及编码器47生成复合视频信号(composite video signal)并发射它们。在NTSC型摄像机中，γ校正器46用2.2的γ校正值进行处理。

类似地，在一个摄像机中，为从原物体41的色彩刺激值X、Y和Z得到摄像机的γ校正信号Rc’、Gc’和Bc’，每个摄像机采用标准监视器的荧光体、基准白光的每个坐标和标准γ是必需的。

每一信号源的标准规范或规格中都推荐了信号源的荧光体、基准白光的每一坐标和标准γ。但是，荧光体、基准白光的每一坐标和标准γ依赖于每个信号源。用不同值制作的色彩信号被输入到视频显示装置中。

通常，彩色电视或HDTV系统的色彩可靠性可通过把信号源和显示装置设置为同样的基准白光和荧光体特性来维持，也能减少色彩重现误差。但是，由于现在电视接收机的基准白光被设置到高于信号源的色温以实现明亮的视频，因而产生了更大的色彩重现误差。

因此，当遵循不同标准规范的信号源被输入到特定的视频显示装置时，由于信号源基准白光的每一坐标、依赖于每个信号源的荧光体和标准γ值与特定视频显示装置的相应参数不同，使特定的显示装置产生了色度误差。另外，现今视频显示设备中采用了各种显示单元，这些被采用的显示单元的基准白光、荧光体和γ值可能互不相同。这样，色度误差变得更加严重和频繁。

因此，为确保色彩重现性能和可靠性，色彩重现方法和视频显示装置的优选实施例应考虑不同信号源和不同显示装置的特性。依照本发明的优选实施例能解决或减少上述的问题和不足。

图6是一个示意图，说明了依照本发明第一实施例的色彩重现校正系统。如图6所示，依照本发明第一实施例的色彩重现校正系统100可包括：一个反向γ校正器102，用于依照信号源对输入的视频信号进行反向γ校正(例如，第一)；一个色度误差校正器104，用于对由反向γ校正器102进行过反向γ校正的信号进行色度误差校正；以及一个γ校正器106，用于依照对应的显示单元对色度误差校正器104校正过的色度误差校正信号进行γ校正(例如，第二)；一个中央处理器(CPU)108，用于控制反向γ校正器102、色度误差校正器104和γ校正器106；一个存储器110，用于存储中央处理器提供的信号源信息和显示单元信息。

反向γ校正器优选地对进行过γ校正的信号(例如：电视信号、分量信号、PC信号或者类似信号)进行反向γ校正，例如，在彩色电视系统的发射机中。例如，用2.2的γ值对电视信号的NTSC信号进行γ校正。因此，由反向γ校正器102进行γ校正的信号可具有线性特征。γ校正器106优选地用视频显示装置中所用显示单元的γ值对色度误差校正器104校正过的信号进行γ校正。

一般来说，显示单元用自己的γ值对视频信号进行反向γ校正并显示它。换句话说，CRT、LCD和PDP的γ值分别为2.2、2.4和1。

因此，当信号源是为没有采用色彩重现校正系统的优选实施例的相关技术视频显示设备而制作时，通常用CRT的γ值2.2进行γ校正来制作视频信号。用显示单元的γ值对视频信号进行反向γ校正。在这种情况下，如果使用LCD(例如，γ值为2.4)或PDP(例如，γ值为1)而不是CRT作为显示单元，反向γ校正是对在发射器中用γ值2.2进行过γ校正的视频进行的。因此，非线性的视频而不是线性视频将被显示在显示单元上。

γ校正器106对具有显示单元γ值的视频信号进行γ校正，这样当进行过γ校正的视频信号显示在显示单元上时，视频可以线性地显示在屏幕上，该线性是由于用显示单元的γ值所做的反向γ校正得到的。

中央处理器108优选地具有关于视频信号的信号源和显示单元的信息。但是本发明不规定为局限于此。例如，只要能被中央处理器108存取，信息可以被存储到其它地方。例如，可以使用OSD屏让用户选择每一信号源，这样中央处理器108可识别所选择的信号源的类型(例如，种类)。换句话说，在OSD屏幕上为每一信号源提供选择菜单。如果使用者在信号源的菜单中选择特定信号源对应的一条，中央处理器108识别出特定信号源，并找出相应的信号源的种类。作为选择，可以采用有按钮遥控器来选择每一信号源。如果使用者选择其中一个按钮，中央处理器108就识别出特定信号源并确定相应信号源的种类。

另一方面，通常，一个输出终端具有多个与多个显示单元连接的输出端口。这里，中央处理器108能够识别多个输出端口中与显示单元连接的输出端，这样即可轻易地找出显示单元的种类。例如，如果输出端口1、2和3分别分配给CRT、LCD和PDP，且PDP显示单元和输出端口3连接，则中央处理器108能够识别现在使用的显示单元的种类是PDP。

中央处理器108优选地依照找出的信号源种类从存储器110读取对应于连接的信号源的γ值，并把γ值发送到反向γ校正器102。这样，中央处理器108能够控制反向γ校正器102用找出的信号源的γ值对视频信号进行反向γ校正。

中央处理器108优选地依照找出的显示单元的种类从存储器110读取对应于连接显示单元的γ值，并把γ值发送到γ校正器106。这样，中央处理器108能够控制γ校正器106用找出的显示单元的γ值对经色度误差校正器104校正过的视频信号进行γ校正。

中央处理器108能够依照找出的信号源的种类和找出的显示单元的种类从存储器110读取信号源信息和显示单元信息，并把信号源信息和显示单元信息发送到色度误差校正器104。于是，中央处理器108控制色度误差校正器104对视频信号进行色度误差校正。

为实现这个目的，要求预先确定并特意存储信号源信息和显示单元信息。信号源信息可以包括信号源的种类、每一信号源的γ信息、每一信号源的基准白光的坐标、每一信号源的荧光体坐标或类似参数。显示单元信息可以包括显示单元的种类、每一显示单元的γ信息、每一显示单元的基准白光的坐标、每一显示单元的荧光体坐标或类似参数。

这里，信号源以电视信号、分量信号、PC信号和类似信号为例。当然，电视信号是NTSC信号、PAL信号或能用做电视信号的任何信号。分量信号是DVD信号、VTR信号、DTV信号或能用做分量信号的任何信号。

显示单元是CRT，CDT，CPT，LCD，PDP，FED或任何现在或将来在电视系统中使用的显示单元。

另一方面，色度误差校正器104在中央处理器108的控制下，对从存储器110提供的信号源信息和显示单元信息进行矩阵变换，并校正色度误差。这里，信号源信息代表信号源的基准白光坐标和输入的视频信号的荧光体坐标。显示信息代表现在应用的显示单元的基准白光坐标和荧光体坐标。

现在要用矩阵变换来描述依照优选实施例的处理过程，通过这些处理过程可以校正由于信号源和显示单元的基准白光坐标和荧光体的不同而产生的色度误差。但是，本发明不局限于矩阵变换。

图7是依照本发明第一实施例的在电视系统中使用矩阵变换的色彩重现方法的示意图。如图7所示，电视系统可以包括：发射摄像机200和包括色彩重现校正系统223的接收视频显示装置220和显示单元226。现在将描述上述电视系统的一个典型的矩阵变换校正。

在发射摄像机100中，一个物体的色彩刺激值X、Y和Z被转换为色彩信号R、G和B(步骤S311)。然后使用相应信号源的γ值对在步骤S311转换的色彩信号R、G和B进行校正(步骤S314)。例如，对NTSC信号用2.2的γ值进行γ校正，对PAL信号用2.8的γ值进行γ校正。在步骤S314进行过γ校正的信号可以通过天线发射。

使用对应于信号源的γ值对输入到视频显示装置220的色彩产生系统223中进行过γ校正的信号进行反向γ校正，该信号具有了线性特性(步骤S317)(参见图13A和13B)。

由于在步骤S317中，信号经反向γ校正得到了改善或校正，使用矩阵变换可以校正因信号源和显示单元的基准白光坐标和荧光体的不同而产生的色度误差(步骤S320)。

使用对应于显示单元的γ值，可以对在步骤S320校正的色度误差信号能用γ校正进行校正(步骤S323)。例如，在CRT中可以用1/2.2的γ值进行γ校正(例如，图13C中所示)，在LCD中用反向S曲线，在PDP中用线性特性(例如，图13D中所示)。

在步骤S323可以将γ校正过的信号应用于显示单元226，并用显示单元的γ值进行反向γ校正(步骤S326)。在步骤S326，经反向γ校正过的信号可以恢复到原物体的色彩刺激值X、Y和Z。优选地，由色彩重现校正系统对信号源进行了反向γ校正，由显示单元进行了γ校正，以及在信号源和显示单元之间的色度误差也进行了校正，从而提高了色彩重现质量，并改善了视频显示装置的可靠性。

现在将描述使用色彩重现系统223的矩阵变换从信号源得到色彩刺激值X、Y和Z，并在显示单元显示的过程。在摄像机中存在刺激值X、Y和Z和色彩信号R、G和B的关联。首先，将描述发射摄像机200中刺激值X、Y和Z和色彩信号R、G和B的关系。为从原物体的色彩刺激值X、Y和Z得到色彩信号R、G和B，需要摄像机采用标准监视器的荧光体坐标和基准白光的坐标，例如，如图5的摄像机中所示。

找出摄像机中将刺激值X、Y和Z变换为色彩信号R、G和B的矩阵的一个过程如下。

首先，如果三个刺激值X、Y和Z的和表示为T＝X+Y+Z，坐标x、y和z与刺激值X、Y和Z之间的关系可以用公式1表示：

[公式1]

X＝xT，Y＝yT，Z＝zT

这里，R、G、B荧光体的三个刺激值X、Y和Z可以用公式2表示

[公式2]

X＝X_Rc+X_Gc+X_Bc

Y＝Y_Rc+Y_Gc+Y_Bc

Z＝Z_Rc+Z_Gc+Z_Bc

X_Rc、Y_Rc和Z_Rc代表红色(R)荧光体的三个刺激值X、Y和Z。X_Gc、Y_Gc和Z_Gc代表绿色(G)荧光体的三个刺激值X、Y和Z。X_Bc、Y_Bc和Z_Bc代表蓝色(B)荧光体的三个刺激值X、Y和Z。因此，应用公式1，荧光体的刺激值X、Y和Z可以表达为公式3。

[公式3]

X＝x_RcT_Rc+x_GcT_Gc+x_BcT_Bc

Y＝y_RcT_Rc+y_GcT_Gc+y_BcT_Bc

Z＝z_RcT_Rc+z_GcT_Gc+z_BcT_Bc

这里，x_Rc、y_Rc和z_Rc表示R荧光体的坐标。x_Gc、y_Gc和z_Gc表示G荧光体的坐标。x_Bc、y_Bc和z_Bc表示B荧光体的坐标。

另一方面，R、G和B荧光体的三个刺激值的和(sums)T_Rc、T_Gc和T_Bc可以表示为频道(channel)增益K_Rc、K_Gc和K_Bc与R、G和B刺激值的乘积，如公式4所示。

[公式4]

T_Rc＝X_Rc+Y_Rc+Z_Rc＝K_RcR

T_Gc＝X_Gc+Y_Gc+Z_Gc＝K_GcG

T_Bc＝X_Bc+Y_Bc+Z_Bc＝K_BcB

如果把公式4代入公式3，则R、G和B刺激值与X、Y、Z刺激值之间的关系可以表示为公式5。

[公式5]

X＝x_RcK_RcR+x_GcK_GcG+x_BcK_BcB

Y＝y_RcK_RcR+y_GcK_GcG+y_BcK_BcB

Z＝z_RcK_RcR+z_GcK_GcG+z_BcK_BcB

当基准白光的刺激值分别为XW、YW和ZW时，R、G和B荧光体的频道增益K_Rc、K_Gc和K_Bc被优选地调整，以使R＝G＝B＝1。

因此，当公式5中的R＝G＝B＝1和刺激值被规格化为YW＝1时，基准白光的刺激值可以表示为公式6

[公式6]

$X_W=\frac{x_W}{y_W}=x_{\mathrm{Rc}}{K}_{\mathrm{Rc}}+x_{\mathrm{Gc}}{K}_{\mathrm{Gc}}+x_{\mathrm{Bc}}{K}_{\mathrm{Bc}}$

Y_w＝1＝y_RcK_Rc+y_GcK_Gc+y_BcK_Bc

$Z_W=\frac{z_W}{y_W}=z_{\mathrm{Rc}}{K}_{\mathrm{Rc}}+z_{\mathrm{Gc}}{K}_{\mathrm{Gc}}+z_{\mathrm{Bc}}{K}_{\mathrm{Bc}}$

当把公式6表示为矩阵形式时，公式6可以表示为公式7。

[公式7]

$\left[\begin{array}{c}\frac{x_W}{y_W}\\ 1\\ \frac{z_W}{y_W}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rc}}& x_{\mathrm{Rc}}& x_{\mathrm{Bc}}\\ y_{\mathrm{Rc}}& y_{\mathrm{Gc}}& y_{\mathrm{Bc}}\\ z_{\mathrm{Rc}}& z_{\mathrm{Bc}}& z_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{K}_{\mathrm{Rc}}\\ K_{\mathrm{Gc}}\\ K_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]$

因此，可以从公式7得到摄像机200的R、G和B的频道增益K_Rc、K_Gc和K_Bc。频道增益K_Rc、K_Gc和K_Bc用公式8的矩阵形式表示。

[式8]

$\left[\begin{array}{c}{K}_{\mathrm{Rc}}\\ K_{\mathrm{Gc}}\\ K_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]=\frac{1}{y_W}{\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rc}}& x_{\mathrm{Gc}}& x_{\mathrm{Bc}}\\ y_{\mathrm{Rc}}& y_{\mathrm{Gc}}& y_{\mathrm{Bc}}\\ z_{\mathrm{Rc}}& z_{\mathrm{Gc}}& z_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{x}_W\\ y_W\\ z_W\end{array}\right]$

因此，频道增益可以从显示单元采用的荧光体和基准白光的坐标x、y和z得出。

同时，在摄像机200中，可以从上面的关系建立从原物体的色彩刺激值X，Y和Z到色彩信号R、G和B的变换关系，用公式9的矩阵形式表示。

[公式9]

$\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rc}}& 0& 0\\ 0& K_{\mathrm{Gc}}& 0\\ 0& 0& K_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]}^{-1}{\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rc}}& x_{\mathrm{Gc}}& x_{\mathrm{Bc}}\\ y_{\mathrm{Rc}}& y_{\mathrm{Gc}}& y_{\mathrm{Bc}}\\ z_{\mathrm{Rc}}& z_{\mathrm{Gc}}& z_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]$

结果，公式9更适合表示摄像机200制作的色彩信号R、G和B。

在显示单元中存在色彩信号R、G和B与色彩刺激值X、Y和Z之间的一个关系。显示单元226中的色彩信号R、G和B与色彩刺激值X、Y和Z之间的关系优选地可与摄像机中生成R、G和B信号过程的逆过程相同。

换句话说，从视频显示装置采用的显示单元226的荧光体坐标和基准白光坐标可以得到R、G和B频道增益。进而，可以得到从频道增益和显示荧光体坐标到X、Y和Z刺激值的变换矩阵。

首先，类似于摄像机，显示单元226中色彩信号R、G和B与刺激值X、Y和Z之间的关系可以表示为公式10。

[公式10]

X＝x_RcK_RcR+x_GdK_GDG+x_BdK_BdB

Y＝y_RdK_RcR+y_GdK_GdG+y_BdK_BdB

Z＝z_RDK_RdR+z_GdK_GDG+z_BdK_BdB

这里，当每一频道刺激值R＝G＝B＝1时，显示单元的频道增益K_Rd、K_Gd和K_Bd分别是基准白光的刺激值X_W、Y_W和Z_W。基准白光的γ可以规格化为1。

因此，当R＝G＝B＝1和被规格化为Y_W＝1时，基准白光的刺激值可以表述为公式11。

[公式11]

$X_W=\frac{x_W}{y_W}=x_{\mathrm{Rd}}{K}_{\mathrm{Rd}}+x_{\mathrm{Gd}}{K}_{\mathrm{Gd}}+x_{\mathrm{Bd}}{K}_{\mathrm{Bd}}$

Y_W＝1＝y_RdK_Rd+y_GdK_Gd+y_BdK_Bd

$Z_W=\frac{Z_W}{Y_W}=z_{\mathrm{Rd}}{K}_{\mathrm{Rd}}+z_{\mathrm{Gd}}{K}_{\mathrm{Ge}}+z_{\mathrm{Bd}}{K}_{\mathrm{Bd}}$

公式11可以用公式12的矩阵形式表示：

[公式12]

$\left[\begin{array}{c}\frac{x_W}{y_W}\\ 1\\ \frac{z_W}{y_W}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rd}}& x_{\mathrm{Gd}}& x_{\mathrm{Bd}}\\ y_{\mathrm{Rd}}& y_{\mathrm{Gd}}& y_{\mathrm{Bd}}\\ z_{\mathrm{Rd}}& z_{\mathrm{Gd}}& z_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{K}_{\mathrm{Rd}}\\ K_{\mathrm{Gd}}\\ K_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]$

当然，显示单元226中的R、G和B的频道增益K_Rd、K_Gd和K_Bd可以在公式12中确定。

公式12可以表示为式13：

[公式13]

$\left[\begin{array}{c}{K}_{\mathrm{Rd}}\\ K_{\mathrm{Gd}}\\ K_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]=\frac{1}{y_W}{\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rd}}& x_{\mathrm{Gd}}& x_{\mathrm{Bd}}\\ y_{\mathrm{Rd}}& y_{\mathrm{Gd}}& y_{\mathrm{Bd}}\\ z_{\mathrm{Rd}}& z_{\mathrm{Gd}}& z_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{x}_W\\ y_W\\ z_W\end{array}\right]$

因此，可以确定的是，显示单元的每一频道增益可以从荧光体坐标x、y和z与基准白光坐标x、y和z得到。同时，使用频道增益和荧光体坐标从R、G和B信号到实现的(implemented)X、Y和Z刺激值的转换矩阵被表示为基于公式10的公式14。

[公式14]

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rd}}& x_{\mathrm{Gd}}& x_{\mathrm{Bd}}\\ y_{\mathrm{Rd}}& y_{\mathrm{Gd}}& y_{\mathrm{Bd}}\\ z_{\mathrm{Rd}}& z_{\mathrm{Gd}}& z_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rd}}& 0& 0\\ 0& K_{\mathrm{Gd}}& 0\\ 0& 0& K_{\mathrm{Bbd}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$

总而言之，公式14可以表示接收色彩信号输入的显示单元的实现的色彩(implemented colors)(例如，视频电压信号)。

色彩重现校正可以在一个色彩重现校正系统中进行。例如，为减少由NTSC标准监视器和显示单元的荧光体的不同引起的执行色彩的色度误差，采用的误差校正矩阵的校正方法可以描述如下。

首先，当发射摄像机200标准监视器的基准白光坐标和荧光体坐标给定时，变换关系可以表示为公式15。

[公式15]

$\left[\begin{array}{c}{R}_c\\ G_c\\ B_c\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rc}}& 0& 0\\ 0& K_{\mathrm{Gc}}& 0\\ 0& 0& K_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]}^{-1}{\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rc}}& x_{\mathrm{Gc}}& x_{\mathrm{Bc}}\\ y_{\mathrm{Rc}}& y_{\mathrm{Gc}}& y_{\mathrm{Bc}}\\ z_{\mathrm{Rc}}& z_{\mathrm{Gc}}& z_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{X}_c\\ Y_c\\ Z_c\end{array}\right]$

$={\left(\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rc}}& x_{\mathrm{Gc}}& x_{\mathrm{Bc}}\\ y_{\mathrm{Rc}}& y_{\mathrm{Gc}}& y_{\mathrm{Bc}}\\ z_{\mathrm{Rc}}& z_{\mathrm{Gc}}& z_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rc}}& 0& 0\\ 0& K_{\mathrm{Gc}}& 0\\ 0& 0& K_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]\right)}^{-1}\left[\begin{array}{c}{X}_c\\ Y_c\\ Z_c\end{array}\right]$

公式15可以表示为公式16。

[式16]

[V_c]＝[V_c]^-1[S_c]

$\left[V_c\right]=\left[\begin{array}{c}{R}_c\\ G_c\\ B_c\end{array}\right]$

$\left[S_c\right]=\left[\begin{array}{c}{X}_c\\ Y_c\\ Z_c\end{array}\right]$

$\left[A_c\right]=\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rc}}& x_{\mathrm{Gc}}& x_{\mathrm{Bc}}\\ y_{\mathrm{Rc}}& y_{\mathrm{Gc}}& y_{\mathrm{Bc}}\\ z_{\mathrm{Rc}}& z_{\mathrm{Gc}}& z_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rc}}& 0& 0\\ 0& K_{\mathrm{Gc}}& 0\\ 0& 0& K_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]$

类似地，当显示单元的基准白光坐标和荧光体坐标给定时，从色彩信号R、G和B到色彩刺激值X、Y和Z的变换关系优选可表示为参照公式14的公式17。

[公式17]

[S_d]＝[A_d]^-1[V_d]

$\left[S_d\right]=\left[\begin{array}{c}{X}_d\\ Y_d\\ Z_d\end{array}\right]$

$\left[V_d\right]=\left[\begin{array}{c}{R}_d\\ G_d\\ B_d\end{array}\right]$

[公式18]

$\left[A_d\right]=\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rd}}& x_{\mathrm{Gd}}& x_{\mathrm{Bd}}\\ y_{\mathrm{Rd}}& y_{\mathrm{Gd}}& y_{\mathrm{Bd}}\\ z_{\mathrm{Rd}}& z_{\mathrm{Gd}}& z_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rd}}& 0& 0\\ 0& K_{\mathrm{Gd}}& 0\\ 0& 0& K_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]$

同时，当CRT的γ值假定为1，并且摄像机和显示单元的色彩刺激值满足Sc＝Sd时，可以从公式16和18确定出公式19。公式19可以表示为式20。

[公式19]

[A_D][V_D]＝[A_C][V_C]

[公式20]

[V_D]＝[A_D]^-1[A_C][V_C]＝[M]{V_C]

公式20中，[M]表示矩阵变换。参照公式16和18，矩阵变换可以用公式21表示。

[公式21]

$\left[M\right]={\left[A_D\right]}^{-1}{\left[A_C\right]}^{-1}\left[A_C\right]$

$={\left(\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rd}}& x_{\mathrm{Gd}}& x_{\mathrm{Bd}}\\ y_{\mathrm{Rd}}& y_{\mathrm{Gd}}& y_{\mathrm{Bd}}\\ z_{\mathrm{Rd}}& z_{\mathrm{Gd}}& z_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rd}}& 0& 0\\ 0& K_{\mathrm{Gd}}& 0\\ 0& 0& K_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]\right)}^{-1}\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rc}}& x_{\mathrm{Gc}}& x_{\mathrm{Bc}}\\ y_{\mathrm{Rc}}& y_{\mathrm{Gc}}& y_{\mathrm{Bc}}\\ z_{\mathrm{Rc}}& z_{\mathrm{Gc}}& z_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rc}}& 0& 0\\ 0& K_{\mathrm{Gc}}& 0\\ 0& 0& K_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]$

$={\left[\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rd}}& 0& 0\\ 0& K_{\mathrm{Gd}}& 0\\ 0& 0& K_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]}^{-1}{\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rd}}& x_{\mathrm{Gd}}& x_{\mathrm{Bd}}\\ y_{\mathrm{Rd}}& y_{\mathrm{Gd}}& y_{\mathrm{Bd}}\\ z_{\mathrm{Rd}}& z_{\mathrm{Gd}}& z_{\mathrm{Bd}}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{ccc}{x}_{\mathrm{Rc}}& x_{\mathrm{Gc}}& x_{\mathrm{Bc}}\\ y_{\mathrm{Rc}}& y_{\mathrm{Gc}}& y_{\mathrm{Bc}}\\ z_{\mathrm{Rc}}& z_{\mathrm{Gc}}& z_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{K}_{\mathrm{Rc}}& 0& 0\\ 0& K_{\mathrm{Gc}}& 0\\ 0& 0& K_{\mathrm{Bc}}\end{array}\right]$

从公式21可以确定，当信号源的基准白光坐标和荧光体坐标和显示的那些给定时，可以得到矩阵变换[M]。

因此，在如图6所示的色彩重现校正系统100的实施例中，如果特意存储了信号源的基准白光坐标和荧光体坐标和显示单元的基准白光坐标和荧光体坐标，例如，存储在存储器110中的一个表中。色度误差校正器104可以使用存储在存储器110中的信号源信息和显示单元信息通过矩阵变换校正色度误差。为了校正色度误差，反向γ校正器102可以用特定信号源的γ值对用发射机处特定信号源的γ值进行过γ校正的信号进行反向γ校正，以产生有线性特征的信号。

色度误差校正器104对有线性特征的信号进行色度误差校正。γ校正器106用特定显示单元的γ值对信号进行γ校正。类似地，γ校正信号在显示单元被反向γ校正，从而显示有线性特征的视频。

因此，因为信号源和显示单元的γ特性不同、信号源和显示单元的基准白光坐标不同和信号源和显示单元的荧光体坐标不同引起的误差可以被消除。这样，色彩重现效率和系统性能可靠性得到了改善。

更进一步地，如图6所示的色彩重现校正系统100的实施例可以不要色度误差校正器104，只包括反向γ校正器102、γ校正器106、中央处理器108和存储器110。在此方案中，色彩重现校正系统100可以克服信号源和显示单元之间的γ差异。

换句话说，反向γ校正器102对对应于视频信号的信号源进行反向γ校正到输入的视频信号，以输出有线性特征的信号。根据现在使用的显示单元对输入到γ校正器106的有线性特征的信号进行γ校正。在显示单元对进行过γ校正的信号进行γ校正，从而显示有线性特征的视频。在这种情况下，应该存储依附于每一信号源和每一显示单元的γ信息，例如存储在存储器110中。

现在将描述当信号源输入时，色彩重现校正方法和视频显示装置中使用色彩重现校正系统的设备的优选实施例。要描述的典型信号源包括电视信号、分量信号和PC信号。

图8是一个示意图，说明了输入电视信号时依照本发明第二实施例的采用了色彩重现校正系统的视频显示装置。如图8所示，依照本发明第二实施例的视频显示装置包括：一个电视信号处理单元120，用于处理输入的电视信号，并输出色彩信号R’、G’和B’；一个色彩重现校正系统130，利用电视信号源信息和显示单元信息对电视信号处理单元120输出的色彩信号R’、G’和B’进行色彩重现校正；以及一个显示单元140，用于显示经色彩重现校正系统130校正过的色彩重现信号。这里，电视信号是在生成信号时用电视信号源的基准白光和荧光体坐标调整过并经γ校正的信号。

电视信号处理单元120可以和相关技术类似。因而，电视信号处理单元120可以包括：一个电视信号处理器10、一个A/V开关11、一个3D梳状滤光器12、一个解码器13、一个视频/同步处理器14、一个模数转换器(ADC)15和一个视频处理器16。

色彩重现校正系统130可以包括：一个反向γ校正器131，用于对电视信号处理单元120输出的色彩信号进行反向γ校正；一个色度误差校正器133，用于校正反向γ校正器131校正过的反向γ校正信号的色度误差；一个γ校正器135，用于依照显示单元对色度误差校正器133校正过的色度误差校正信号进行γ校正；一个中央处理器137和一存储器139。中央处理器137用于控制反向γ校正器131、色度误差校正器133和γ校正器135，以及存储器139用于存储由中央处理器137控制提供的电视信号源信息和显示单元信息。

存储器139优选地用于存储电视信号源的信号信息和每一显示单元的显示单元信息。例如，如果电视信号源是NTSC信号，存储器139可以存储这个信号2.2的γ值和NTSC信号的基准白光坐标和荧光体坐标的信息。或者如果电视信号是PAL信号，存储器139可以存储这个信号2.8的γ值和PAL信号的基准白光坐标和荧光体坐标的信息。该显示信息至少可以包括每一显示单元的种类，每一显示单元的基准白光和荧光体的坐标信息，及γ值。

下面将描述上述配置的视频显示装置中的色彩重现校正。输入的电视信号被电视信号处理单元120处理，并变换为色彩信号R’、G’和B’。反向γ校正器131对基于电视信号源的变换后的色彩信号进行反向γ校正。因此，从反向γ校正器131输出的信号具有线性特征。

色度误差校正器133对具有线性特征的进行过反向γ校正的信号进行色度误差校正。这里，利用电视信号的基准白光坐标和荧光体坐标和相应显示单元的基准白光坐标和荧光体坐标对色度误差进行校正。γ校正器135根据相应的显示单元对进行过色度误差校正的信号进行γ校正。显示单元140对校正过的信号进行γ校正，从而显示有线性特征的信号。

图9是一个示意图，说明了当输入分量信号时依照本发明第三实施例的采用了色彩重现系统的视频显示装置。如图9所示，依照本发明第三实施例的视频显示装置可以包括：一个分量信号处理单元150，用于处理输入的分量信号以输出色彩信号(R’、G’、B’)；一个色彩重现校正系统160，用于利用分量信号源信息和显示装置信息校正色彩信号(R’、G’、B’)的色彩重现；以及一个显示装置140，用于显示色彩重现校正系统160校正过的色彩重现信号。这里，分量信号是指在分量信号产品中用分量信号源的基准白光和荧光体坐标调整过并γ校正过的信号。

如图2所示，分量信号处理单元150可以包括信号处理器20，视频/同步处理器21，以及模数转换器22和视频处理器23。

色彩重现校正系统160可以包括：一个用于依照分量信号源对色彩信号(R’、G’、B’)进行反向γ校正的反向γ校正器161，一个用于校正进行过反向γ校正的信号的色度误差的色度误差校正器163，一个用于依照显示装置对色度误差校正器163校正过的色度误差信号进行γ校正的γ校正器165，一个中央处理器167和一个存储器169。中央处理器167用于控制单元161、163和165，以及存储器169，用于存储由中央处理器167控制提供的分量信号源信息和显示装置信息。

此时，各个分量信号源的信号源信息和各个显示装置的显示装置信息存储在存储器169中。例如，如果分量信号源是DVD信号，则2.222的γ值(例如，参见表1的ITU-建议709)、DVD信号的基准白光和荧光体的坐标信息存储在存储器169中。显示装置信息至少可以包括显示装置的种类、显示装置的基准白光和荧光体的坐标信息及γ值。

下面将描述图9的视频显示装置的色彩重现校正方法。输入的分量信号被分量信号处理单元150变换为色彩信号(R’、G’、B’)，然后反向γ校正器161基于分量信号源对转变后的信号进行反向γ校正。因此，反向γ校正器161输出的信号有线性特征。

色度校正器163校正具有线性特征的进行过反向γ校正的信号的色度误差。此时，利用分量信号源的基准白光和荧光体坐标和相应显示装置的基准白光和荧光体坐标进行色度误差样正。

γ校正器165基于相应的显示装置对进行过色度误差校正的信号进行γ校正。显示装置140对进行过γ校正的信号进行γ校正，并显示有线性特征的视频。

图10是一个示意图，说明了输入PC信号时依照本发明第四实施例的采用色彩重现系统的视频显示装置。如图10所示，依照本发明第四实施例的视频显示装置可以包括：一个分量信号处理单元170，用于处理输入的PC信号以输出色彩信号(R’、G’、B’)；一个色彩重现校正系统180，用于利用PC信号源信息和显示装置信息校正色彩信号(R’、G’、B’)的色彩重现；以及一个显示装置140，用于显示在色彩重现校正系统180校正过的色彩重现信号。这里，分量信号是指在PC信号产品中经PC信号源的基准白光和荧光体坐标调整过并γ校正过的信号。

如图3所示，分量信号处理单元170可以包括：信号处理器30，视频/同步处理器31，模数转换器32和视频处理器33。

色彩重现校正系统180可以包括：一个用于依照PC信号源对色彩信号(R’、G’、B’)进行反向γ校正的反向γ校正器181，一个用于校正进行过反向γ校正的信号的色度误差的色度误差校正器183，一个用于依照显示装置对经色度误差校正器183校正过的色度误差信号进行γ校正的γ校正器185，一个中央处理器187和一个存储器189。中央处理器187用于控制单元181、183和185，以及存储器189用于存储由中央处理器187的控制提供的PC信号源信息和显示装置信息。

此时，将各个PC信号源的信号源信息和各个显示装置的显示装置信息存储在存储器189中。例如，如果PC信号源是PC信号，它的2.4的γ值(例如，参见表1的sRGB标准)、PC信号的基准白光和荧光体坐标信息可以存储在存储器189中。显示装置信息至少可以包括显示装置的种类，显示装置的基准白光和荧光体坐标信息及γ值。

下面将描述图10的视频显示装置的色彩重现校正方法。输入的PC信号被分量信号处理单元170变换成色彩信号(R’，G’，B’)，然后反向γ校正器181基于PC信号源对变换后的信号进行反向γ校正。因此，从反向γ校正器181输出的信号具有线性特征。

色度校正器183校正有线性特征的进行过反向γ校正的信号的色度误差。此时，利用PC信号源和相应显示装置的基准白光坐标和荧光体坐标进行色度误差校正。

γ校正器185基于相应的显示装置对进行过色度误差校正的信号进行γ校正。显示装置140对校正过的信号进行γ校正，及显示具有线性特征的视频。

本发明的优选实施例可以提供一种视频显示设备，即使输入多种信号源中的任何一种信号，该设备也能完成色彩重现校正。图11是一个示意图，说明了依照本发明第五实施例的输入多个信号源时采用色彩重现系统的视频显示设备。

如图11所示，依照本发明第五实施例的视频显示装置可以包括：频道开关410，用于从多个输入信号中的一个信号选择一个频道；信号处理单元420，用于处理所选择的信号；和色彩重现校正系统430，用于利用信号源信息和显示装置信息校正处理过的信号的色彩重现。显示装置450，用于通过输出单元440显示在色彩重现校正系统430校正过的信号。

切换频道开关410以从多个信号(例如，电视信号，分量信号，PC信号等等)中选择一个频道。频道开关410优选地由中央处理器437控制。换句话说，如上所述，中央处理器437识别一个用户选择的信号源，并促使频道开关410选择对应于用户选择的信号。例如，当中央处理器437识别的信号源为电视信号时，频道开关410选择对应于该电视信号的频道使所选择的电视信号输入到信号处理单元420。

信号处理单元420处理诸如电视信号、分量信号、PC信号等等的多个输入信号，然后把它们转变成色彩信号(R’，B’，G’)。因此，要求信号处理单元420包括所有图8中的电视信号处理单元120、图9中的分量信号处理单元150和图10中的PC信号处理单元170。

如图1所示，电视信号处理单元120可以包括：电视信号处理器10，A/V开关11，3D梳状滤光器12，解码器13，视频/同步处理器14，模数转换器15和视频处理器16。如图2所示，分量信号处理单元150可以包括：信号处理器20，视频/同步处理器21，模数转换器22和视频处理器23。同样如图3所示，PC信号处理单元170可以包括：PC信号处理器30，视频/同步处理器31，模数转换器32和视频处理器33。

将频道开关410提供的经频道开关选择的信号输入到信号处理单元420，并转变成色彩信号(R’，G’，B’)。

色彩重现校正系统430优选包括：一个用于利用对应信号源的γ信息对色彩信号(R’，G’，B’)进行反向γ校正的反向γ校正器431，一个用于校正进行过反向γ校正的信号的色度误差的色度误差校正器433，和一个用于利用显示装置的γ信息对色度误差校正器433校正过的色度误差信号进行γ校正的γ校正器435。中央处理器437可以控制单元410、431、433、435和440，以及存储器439可以存储由中央处理器437的控制提供的信号源信息和显示装置信息。

如上所述，在用户选择信号源模式的情况下，例如使用遥控器或OSD屏幕，中央处理器437识别所选择的使用该信号源模式的信号源。另外，输出单元440优选包括分别连接到各个显示装置的多个输出端口的端口1到端口N。此时，特定的显示装置可以分别连接到分配的相应输出端口1到端口N。例如，CRT、LCD和PDP可以分别连接到输出端口1、端口2和端口3。

因此，中央处理器437可以通过识别特定显示装置所连接的端口来检查所连接的显示装置。但是，本发明不规定为局限于此，也可以使用其它的显示装置识别方法和设备。

在多个显示装置分别连接到各个输出端口的端口1到端口N时，中央处理器437能够识别用户(例如，使用遥控器或OSD屏幕)选择的显示装置。色彩重现校正系统430利用所选择的显示装置的信息，从色彩重现校正系统430输出的信号能够显示在用户选择的显示装置450上。

中央处理器437利用核定的信号源和显示装置控制各个单元410、431、433、435和440。换句话说，中央处理器437能够向频道开关410提供核定的信号源以使频道开关410选择相应的频道。

基于核定的信号源，中央处理器437从存储器439读出相应信号源的γ信息，然后控制反向γ控制器431对它们进行反向γ校正。基于核定的信号源和核定的显示装置，中央处理器437从存储器439读出信号源信息和显示装置信息，然后控制色度误差校正器433以对它们进行色度误差校正。另外，基于核定的显示装置，中央处理器从存储器439读出相应显示装置的γ信息，然后控制γ校正器435对它们进行γ校正。

存储器439存储中央处理器用来控制单元410、431、433、435和440的信息。换句话说，存储器439存储信号源信息和显示装置信息。例如，各个信号源信息至少可以包括信号源的种类，信号源的γ信息，以及信号源的各个基准白光坐标和荧光体坐标。各个显示装置信息至少可以包括显示装置的种类，显示装置的γ信息，显示装置的各个基准白光坐标和荧光体坐标。显示装置可以包括CRT，CPT，CDT，LCD，PDP，FED等等。

现在将描述图11的视频显示装置的色彩重现方法。首先，将多个信号从外部(例如，发送端)输入到频道开关。此时，依照中央处理器437选中的信号源，频道开关被切换以选择多个信号中一个信号的对应频道。

将所选择的信号输入到信号处理单元420。信号处理单元420输出色彩信号(R’，G’，B’)。

将色彩信号输入到反向γ校正器431。然后，反向γ校正器431利用信号源的γ信息对色彩信号进行反向γ校正，从而输出有线性特征的信号。

色度校正器433校正具有线性特征的、反向γ校正过的信号的色度误差。此时，色度误差是基于信号源的基准白光和荧光体坐标和相应显示装置的基准白光和荧光体坐标进行校正的。

基于相应显示装置的γ信息，γ校正器435对进行过色度误差校正的信号进行γ校正。经过γ校正的信号通过输出单元440传输到相应的显示装置，并在其上显示有线性特征的视频。

因此，视频显示装置检查对应于输入信号的信号源，并通过反向γ校正生成有线性特征的信号。然后，视频显示装置校正在相应的信号源和选中的显示装置之间的色度误差。基于检查的显示装置的γ值对结果信号进行γ校正，从而改善了色彩重现效率和视频显示装置的可靠性。

图12是一个示意图，说明了依照本发明第六实施例的视频显示装置的结构。在第六实施例中，色彩重现校正可以用硬件实现。

如图12中所示，依照第六实施例的视频显示装置可以包括：频道开关410，用于选择多个输入信号中的一个信号所对应的频道；信号处理单元420，用于处理所选择的信号；以及多个反向γ校正器532、534和536，用于依照信号源对处理过的信号进行反向γ校正。第一开关540，用于从多个进行过反向γ校正的信号中选择信号源所对应的进行过反向γ校正的信号；和一个色度误差校正器550，用于利用信号源信息和显示装置信息校正第一开关540选择的信号的色度误差。多个γ校正器562、564和566能够依照显示装置的类型，对在色度误差校正器550校正过的色度误差信号进行γ校正。第二开关570，用于在多个进行过γ校正的信号中选择显示装置所对应的信号，和一个显示装置450，用于经输出单元440显示由第二开关570选择的信号。

视频显示装置还可以包括：中央处理器580，用于检查连接到当前输入的信号源的显示装置，并利用选中的信息控制各个单元410、540、550和440；和存储器590。该存储器590用于在中央处理器580的控制下，存储提供给色度误差校正器550的信号源信息和显示装置信息。

信号源信息可以至少包括信号源的种类、信号源的基准白光和荧光体坐标，以及显示装置信息，它可以至少包括显示装置的种类和显示装置的基准白光和荧光体坐标。当图11中的存储器439包含信号源的γ信息和显示装置的γ信息时，图12的存储器590不包括这些γ信息。原因在于γ信息是用硬件实现的，也就是多个反向γ校正器532、534和536和多个γ校正器562、564和566。

现在将描述图12中的视频显示装置的操作。首先，切换频道开关410以从依照中央处理器580提供的选中信号输入的输入信号中选择一个信号。信号处理单元420处理切换的信号以输出色彩信号(R’，B’，G’)。

将色彩信号输入到多个反向γ校正器532、534和536，并依照信号源的种类进行反向γ校正。此时，要求优选地为每一个对应种类的信号源提供多个反向γ校正器532、534和536。但本发明并不规定为局限于此。

进行过反向γ校正的信号被切换，以让第一开关540选择对应于信号源的信号。例如，在用户选择的信号是PC信号的情况下，中央处理器580识别这个PC信号，并把它提供给第一开关540。第一开关540被切换以选择与该识别的PC信号对应的进行过反向γ校正的信号。

色度误差校正器550利用从存储器590提供的信号源信息和显示装置信息校正切换的信号的色度误差。由色度误差校正器550校正过的色度误差信号被输入到多个γ校正器562、564和556，多个γ校正器562、564和556依照显示装置的类型执行γ校正。

将多个进行过γ校正的信号输入到第二开关570，以及切换第二开关570以选择对应于显示装置的信号。此时，显示装置是指与先前被中央处理器580检查过当前正在使用的输出单元连接的装置。

将由第二开关570切换过的信号经输出单元传输到显示装置450并在其上显示。如上所述，由于信号源和显示装置各自的γ信息是用硬件执行的而不是把信息存储在存储器中，因而可以降低存储器的容量。

如上所述，用于色彩校正的设备、方法及视频显示装置的优选实施例有各种有益效果。依照视频显示设备的优选实施例，在不同的信号源被用作输入源和不同的显示装置被用作输出装置的情况下，通过基于预先检查的信号源种类和显示装置的种类解决信号源和显示装置之间的基准白光和荧光体坐标的不一致，可以改善产品可靠性和增强重放的正确度。进一步，通过对输入的信号源和显示装置进行反向γ校正可以在相应的显示装置上显示有线性特征的视频。从而也可以减少或防止视频扭曲。

另外，对信号源的反向γ校正和对显示装置的γ校正可以用硬件实现从而降低了数据存储要求。依照本发明的优选实施例，无论输入何种信号源或使用何种显示装置，改善或最佳的色彩重现都是可能的并且可以改善产品的可靠性。

前述实施例和有益效果仅仅是示例性的，不能解释为对本发明的限制。本发明的教导可以容易地运用到其它类型的设备。本发明的描述规定为说明性的，并不限制权利要求的范围。对那些熟悉本领域的人，许多供选择的方法、修改和变化将是显而易见的。在权利要求中，方法加功能的条款规定为涵盖执行所述功能时在这里描述过的结构，并且不仅是结构的等效也包括等效的结构。

Claims (25)

1.一种色彩重现校正系统，包含一个γ校正电路，配置为依照信号源和显示装置对视频信号进行γ校正，

其中所述γ校正电路包括：

第一校正电路，其依照信号源的类型对输入视频信号进行反向γ校正；

色度误差校正器，其对由第一校正器进行过反向γ校正的信号进行色度误差校正；

第二校正电路，其依照显示装置对由色度误差校正器校正过的色度误差校正信号进行γ校正；以及

存储装置，其存储有信号源类型的反向γ信息、显示装置类型的γ信息和在信号源和显示装置之间的色度误差信息。

2.如权利要求1所述的色彩重现校正系统，其中进行过反向γ校正的信号具有线性特征。

3.如权利要求1所述的色彩重现校正系统，其中该信号源是由使用OSD屏幕的用户选择指定的，以及其中显示装置由显示装置到γ校正电路的连接来确定的。

4.如权利要求1所述的色彩重现校正系统，其中信号源包括电视广播信号、分量信号和PC信号中的其中至少一个，以及其中显示装置包括至少一个CRT、CDT、CPT、LCD、PDP、FED和投射机。

5.一种色彩重现校正系统，包括：

用于依照信号源的类型对输入的视频信号进行第一次γ校正的装置；

用于校正进行过γ校正的信号的色度误差的装置；

用于依照显示装置对进行过色度误差校正的信号进行第二次γ校正的装置，以及

用于存储信号源的类型的反向γ信息、显示装置的类型的γ信息、和信号源和显示装置之间的色度误差信息的装置。

6.如权利要求5所述的色彩重现校正系统，其中信号源是由用户使用OSD屏幕的选择来确定的，以及其中显示装置是由用户操作和指定身份信息中的至少一种来确定的。

7.如权利要求5所述的色彩重现校正系统，其中所述第一次γ校正是反向γ校正，以及其中进行过反向γ校正的信号具有线性特征。

8.如权利要求5所述的色彩重现校正系统，其中所述色度误差是指有关信号源的基准白光坐标值和有关显示装置的基准白光坐标值之间的差异。

9.如权利要求5所述的色彩重现校正系统，其中所述色度误差是指有关信号源的荧光体的坐标值和有关显示装置的荧光体的坐标值之间的差异。

10.如权利要求5所述的色彩重现校正系统，其中色度误差通过信号源和显示装置之间的矩阵变换来校正的。

11.如权利要求5所述的色彩重现校正系统，其中信号源包括电视广播信号、分量信号和PC信号中的至少一个，以及其中显示装置包括CRT、CDT、CPT、LCD、PDP、FED和投射机中的至少一个。

12.一种视频显示装置，包括：

第一单元，它处理发射端提供的输入信号以生成指定的视频信号；

γ校正单元，它通过利用信号源信息和显示装置信息修正视频信号的色彩重现；

显示单元，它连接到该γ校正单元，并配置为可显示修正后的色彩重现信号，以及

存储单元，其配置为存储信号源信息和显示装置信息；

其中所述信号源信息包括信号源的类型、每一信号源的γ信息、每一信号源的基准白光的规定值和荧光体的规定值。

13.如权利要求12所述的视频显示装置，进一步包括选择单元，它与第一单元前端连接，通过切换频道来选择发射端提供的对应的输入信号。

14.如权利要求12所述的视频显示装置，其中所述显示装置信息包括显示装置的类型、每一显示装置的γ信息、每一显示装置的基准白光的规定值和荧光体的规定值。

15.如权利要求12所述的视频显示装置，其中γ校正单元包括：

反向γ校正单元，它依照信号源信息修正指定的视频信号；

校正单元，它修正进行过反向γ修正的信号的色度误差；

γ校正单元，它依照显示装置信息修正进行过色度误差修正的信号。

16.一种视频显示装置，包括：

输入信号处理器，它修正从发射端提供的信号以生成预定的视频信号；

多个第一γ校正器，它依照信号源的类型对处理过的视频信号进行操作；

第一转换电路，使进行过第一次γ校正的信号与预定信号源类型对应的信号相关联；

误差校正电路，用于校正所述关联信号的色度误差；

多个第二γ校正器，它依照显示装置的类型对进行过色度误差校正的信号进行操作；

第二转换电路，它使进行过γ校正的信号与预定的显示装置类型对应的信号相关联；

存储装置，其存储有信号源类型的反向γ信息、显示装置类型的γ信息和在信号源和显示装置之间的色度误差信息；以及

显示器，它显示通过第二次转换相关联的信号。

17.如权利要求16所述的视频显示装置，进一步包括选择器，它和处理器前端连接，转换频道以选择从发射端提供的对应的输入信号。

18.如权利要求16所述的视频显示装置，其中预定的信号源类型是由用户操作、用户选择的信号源模式以及指定身份信息中的至少一种来选择的。

19.如权利要求16所述的视频显示装置，其中进行过反向γ校正的信号具有线性特征。

20.如权利要求16所述的视频显示装置，其中预定的显示装置类型是由与多个第二γ校正器连接的显示设备、用户操作以及指定的身份信息中的至少一种来确定的。

21.如权利要求16所述的视频显示装置，其中色度误差是由信号源类型和显示装置类型之间的矩阵变换来校正的。

22.一种色彩重现校正方法，包括：

存储信号源类型的反向γ信息、显示装置类型的γ信息和在信号源和显示装置之间的色度误差信息；

依照信号源的类型对输入视频信号进行第一次γ校正；

校正进行过第一次γ校正的信号的色度误差；

依照显示装置对进行过色度误差校正的信号进行第二次γ校正。

23.如权利要求22所述的色彩重现校正方法，其中色度误差由信号源和显示装置之间的指定转换来校正的。

24.一种视频显示方法，包括：

存储信号源类型的反向γ信息、显示装置类型的γ信息和在信号源和显示装置之间的色度误差信息；

处理从发射端提供的输入信号以生成预定的视频信号；

依照信号源的类型对处理过的视频信号进行第一次γ校正；

进行第一次选择，以从进行过第一次校正的γ信号中选择预定信号源对应的信号；

校正相对于所选信号的色度误差；

进行第二次选择，以从进行过色度和γ校正的信号中选择预定显示装置对应的信号；

显示由第二次选择所选定的信号。

25.如权利要求24所述的视频显示方法，进一步包括：

选择从发射端提供的输入信号对应的频道；以及

依照显示装置的类型对进行过色度误差校正的信号进行第二次γ校正。

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