CN1809174A - 视频信号处理装置和视频信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
基于第一表创建第二表，其中，在第一表中，输入亮度信号(Y)的值对应于通过对输入亮度信号(Y)执行非线性校正处理获得的输出亮度信号(Y)的值，在第二表中，输入亮度信号(Y)的值对应于颜色校正信号的值，该颜色校正信号用于基于对输入亮度信号(Y)执行的非线性校正处理，来对输入颜色信号(Cb/Cr)执行振幅控制。基于第一表对输入亮度信号(Y)执行非线性校正处理，基于第二表对输入颜色信号(Cb/Cr)执行振幅控制。
Description
技术领域
本发明涉及分别用于对亮度信号和颜色信号执行校正处理的视频信号处理装置和视频信号处理方法的改进。
背景技术
众所周知，例如，在彩色电视广播接收器等中，对亮度信号执行用于灰度校正(gamma-correction，伽马校正)的非线性校正处理，根据亮度信号的变化量通过该非线性校正处理对颜色信号执行校正处理。
在日本专利申请公开出版物第2000-115799号中，披露了一种结构，其中，计算将输入到灰度校正电路的亮度信号与将从灰度校正电路输出的亮度信号之间的差值，以得出灰度校正导致的亮度信号的变化量，从而基于取决于该变化量的增益放大颜色信号。
然而，在上述出版物所描述的结构中需要有：减法器，用于计算灰度校正电路之前和之后的亮度信号之间的差值；放大器，用于输出数据，其中，颜色信号基于取决于减法器等的输出的增益被放大，这导致了电路结构复杂和庞大的问题。
发明内容
考虑到上述问题提出本发明，本发明的一个目的在于提供一种视频信号处理装置和视频信号处理方法，能够分别执行亮度信号和颜色信号所要求的校正处理，而且实现了具有简单结构的小尺寸电路。
根据本发明的一方面，提供了一种视频信号处理装置，包括：第一创建单元，用于创建第一表，在第一表中，输入亮度信号的值对应于通过对输入亮度信号执行非线性校正处理获得的输出亮度信号的值；第二创建单元，用于基于在第一创建单元中创建的第一表来创建第二表，在第二表中，输入亮度信号的值对应于颜色校正信号的值，颜色校正信号用于基于对输入亮度信号执行的非线性校正处理，来对输入颜色信号执行振幅控制；非线性校正单元，用于基于在第一创建单元中创建的第一表，对输入亮度信号执行非线性校正处理；以及颜色校正单元，用于基于在第二创建单元中创建的第二表，对输入颜色信号执行振幅控制。
根据本发明的另一方面，提供了一种视频信号处理方法，包括：第一步骤，创建第一表，在第一表中，输入亮度信号的值对应于通过对输入亮度信号执行非线性校正处理获得的输出亮度信号的值；第二步骤，基于在第一步骤中创建的第一表来创建第二表，在第二表中，输入亮度信号的值对应于颜色校正信号的值，颜色校正信号用于基于对输入亮度信号执行的非线性校正处理，对输入颜色信号执行振幅控制；以及第三步骤，基于在第一步骤中创建的第一表，对输入亮度信号执行非线性校正处理；以及基于在第二步骤中创建的第二表，对输入颜色信号执行振幅控制。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例，是用于说明电视广播接收器的视频信号处理系统的方框图；
图2是用于说明根据该实施例的电视广播接收器中的视频信号处理器的方框图；
图3是用于说明根据该实施例的电视广播接收器中的视频信号处理器中使用的信号校正单元的方框图；
图4是用于说明根据该实施例的电视广播接收器中使用的亮度非线性校正处理的LUT的视图；
图5是用于说明根据该实施例的电视广播接收器中使用的颜色校正处理的LUT的视图；
图6是用于说明根据该实施例的电视广播接收器中使用的亮度非线性校正特性和颜色增益特性的视图；
图7是用于说明根据该实施例的电视广播接收器的主要处理操作的流程图；以及
图8是用于说明根据该实施例的电视广播接收器上显示的亮度设置屏幕的一个实例的视图。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明根据本发明的一个实施例。图1示意性地示出了该实施例中所要说明的电视广播接收器11的视频信号处理系统。
即，数字电视广播接收器天线12接收的数字电视广播信号经由输入端子13被提供给频道选择解调单元14。该频道选择解调单元14从输入数字电视广播信号中选择期望频道(channel)的广播信号，然后解调所选信号，以将其输出至解码器15。
然后，该解码器15对从频道选择解调单元14输入的信号执行解码处理，从而分别生成数字亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr，并将它们输出至选择器16。
模拟电视广播接收器天线17接收的模拟电视广播信号经由输入端子18被提供给频道选择解调单元19。该频道选择解调单元19从输入的模拟电视广播信号中选择期望频道的广播信号，然后解调所选信号，以分别生成模拟亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr。
将该频道选择解调单元19生成的模拟亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr提供给A/D(模拟/数字)转换器20，在该转换器中，将这些信号转换成数字亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr，然后将它们输出至选择器16。
将提供给用于模拟视频信号的外部输入端子21的模拟亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr提供给A/D转换器22，在该转换器中，将这些信号转换成数字亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr，然后将它们输出至选择器16。此外，将提供给用于数字视频信号的外部输入端子23的数字亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr原样提供给选择器16。
此处，该选择器16从分别由解码器15、A/D转换器20、22、和外部输入端子23提供的数字亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr中选择一个，并将其提供给视频信号处理器24。
该视频信号处理器24(下面将详细描述)对输入的数字亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr执行预定信号处理，以生成R(红)、G(绿)、和B(蓝)信号。
将该视频信号处理器24生成的R、G、B信号提供给用于视频显示的视频显示器25。该视频显示器25采用例如由液晶显示器或等离子体显示器制成的平板显示器。
在包括上述各种接收操作的多种操作中，电视广播接收器11由控制器26整体控制。该控制器26是内部结合有CPU(中央处理器)等的微处理器，其从包括遥控器(未示出)的操作单元27接收操作信息，然后控制各个单元，以反映其操作内容。
在这种情况下，控制器26主要采用：ROM(只读存储器)28，其中存储有由CPU执行的控制程序；RAM(随机存取存储器)29，用于为CPU提供暂存区；以及非易失性存储器30，其中存储有多项设置信息和控制信息；等。
图2示出了视频信号处理器24的一个实例。即，将选择器16中选择的数字亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr经由输入端子31a、31b提供给隔行逐行(IP，interlace progressive)转换/缩放处理器32。
IP转换/缩放处理器32对用于在视频显示器25(由液晶显示器或等离子体显示器制成的平板显示器)上显示的输入亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr执行逐行转换处理和缩放处理，并将它们输出至增强处理器33。
增强处理器33对输入的亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr执行使垂直和水平急剧上升或改变锐度的增强处理，并将它们输出至信号校正单元34。
信号校正单元34对输入亮度信号Y执行用于灰度校正的非线性校正处理，并对颜色信号Cb/Cr执行振幅控制处理以及非线性校正处理，然后将它们输出至色空间转换器35。
色空间转换器35将输入的亮度信号Y和颜色信号Cb/Cr转换成RGB信号，然后将其输出至RGB灰度校正单元36。该RGB灰度校正单元36对输入的RGB信号执行白平衡调整，并对视频显示器25执行灰度校正处理，然后信号被输出至抖动处理器37。
抖动处理器37对输入的RGB信号执行压缩处理，为了增强表示，压缩处理将位数扩展了的高灰度位表示(high tone bitrepresentation)转换成对应于视频显示器25的低灰度位数，然后将它们经由输出端子38、39、和40输出至视频显示器25。
图3示出了信号校正单元34的一个实例。即，从增强处理器33输出的亮度信号Y经由输入端子41被提供给亮度非线性校正处理器42，以经受用于灰度校正的非线性校正处理，然后其经由输出端子43被输出至色空间转换器35。
此处，亮度非线性校正处理器42基于用于亮度非线性校正处理的查找表(LUT)，对亮度信号Y执行非线性校正处理。该用于亮度非线性校正处理的LUT是一种表，其中，如图4所示，当亮度信号Y是8位数据时，输入亮度信号Y可取0到255的256个值分别对应于与256个值对应的将被输出的亮度信号Y的值。
在亮度非线性校正处理器42中，假定输入亮度信号Y的值是地址，在用于亮度非线性校正处理的LUT上，对应于该输入地址值的值被作为已经经受了非线性校正处理的亮度信号Y输出。
尽管图4所示的用于亮度非线性校正处理的LUT示出了输入亮度信号Y的值和输出亮度信号Y的值对应于例如1∶1的特性，但是多种非线性特性可以通过改变每个值获得，例如将输出亮度信号Y的值转换成250，而在该处，输入亮度信号Y的值对应于254。
用于亮度非线性校正处理的LUT允许控制器26通过计算处理选择性地创建对应于多种特性的一个LUT。例如，控制器26可以基于用户的操作创建具有预定特性的LUT等，并经由控制端子44将其提供给亮度非线性校正处理器42。
另一方面，从增强处理器33输出的颜色信号Cb/Cr经由输入端子45被提供给乘法器46，以通过乘以从颜色信号校正单元47输出的颜色校正信号经受振幅控制处理，然后经由输出端子48被输出至色空间转换器35。
颜色信号校正单元47输出变成颜色增益的颜色校正信号，颜色增益用于基于颜色校正处理的LUT对颜色信号Cb/Cr执行振幅控制。用于颜色校正处理的LUT是一种表，其中，如图5所示，输入亮度信号Y可取的0到255的256个值对应于与这256个值对应应该分别输出的颜色校正信号的值。
在颜色信号校正单元47中，假定输入亮度信号Y的值是地址，则在用于颜色校正处理的LUT上，对应于该输入地址值的值被作为颜色校正信号输出。
此处，对应于输入亮度信号Y可取的256个值的颜色校正信号的值由控制器26计算为输入亮度信号的值与输出亮度信号的值之比，即，(输出亮度信号Y的值/输入亮度信号Y的值)。
在图5所示的用于颜色校正处理的LUT中，由于控制器26基于图4所示的用于亮度非线性校正处理的LUT来计算(输出亮度信号Y的值/输入亮度信号Y的值)，所以所有颜色校正信号的值均假定为1(即使输出和输入亮度信号Y的值均是0，也假定计算结果是1)。
换言之，当用于亮度非线性校正处理的LUT通过计算来创建时，控制器26计算(输出亮度信号Y的值/输入亮度信号Y的值)，从而容易地创建用于颜色校正处理的LUT。控制器26经由控制端子49将所创建的用于颜色校正处理的LUT提供给颜色信号校正单元47。
图6中的符号(a)表示由用于亮度非线性校正处理的LUT赋予亮度信号Y的非线性特性的一个实例。图6中的符号(b)表示与基于符号(a)所示的非线性特性生成的输入亮度信号Y相关的颜色校正信号的(颜色增益)特性。
由于可以通过(输出亮度信号Y的值/输入亮度信号Y的值)获取颜色校正信号，所以当输出亮度信号Y的值与输入亮度信号Y的值匹配时，结果值是1，从而原样输出输入颜色信号Cb/Cr。相反地，当(输出亮度信号Y的值/输入亮度信号Y的值)不是1时，计算值假定颜色校正信号(颜色增益)要乘以输入颜色信号Cb/Cr。
图7示出了信号校正单元34的主要处理操作的流程图。即，当该处理开始(步骤S1)时，控制器26在步骤S2检测到用户设置了用于视频显示器25的屏幕的亮度。
用户操作操作单元27，以在用于该设置的视频显示器25上显示如图8所示的亮度设置屏幕。“明亮”、“标准”、和“灰暗”这三项显示在该亮度设置屏幕上，通过操作单元27的光标键选择任意一项，并操作确定键，从而设置亮度。
当在该亮度设置屏幕上设置亮度时，在步骤S3中，控制器26创建用于亮度非线性校正处理的LUT，以通过计算获取对应于所设置的亮度的非线性特性，然后将其设置于亮度非线性校正处理器42中。
随后，在步骤S4中，控制器26通过从所创建的用于亮度非线性校正处理的LUT计算(输出亮度信号Y的值/输入亮度信号Y的值)，来创建用于颜色校正处理的LUT，然后将其设置于颜色信号校正单元47中。
在步骤S5中，控制器26执行所创建的用于颜色校正处理的LUT需要的微调，然后在步骤S6中，使信号校正单元34执行用于亮度信号Y的非线性校正处理和用于颜色信号Cb/Cr的振幅控制处理，然后结束该处理(步骤S7)。
根据上述实施例，控制器26创建用于亮度非线性校正处理的LUT，用于对亮度信号Y执行非线性校正处理，并且基于从自创建的用于亮度非线性校正处理的LUT的计算，创建用于颜色校正处理的LUT，用于对颜色信号Cb/Cr执行对应于亮度非线性校正处理的振幅控制处理。
换言之，设计成用于亮度非线性校正处理的LUT被用于对亮度信号Y执行非线性校正处理，而用于颜色校正处理的LUT被用于对颜色信号Cb/Cr执行振幅控制处理，从而利用通用处理器通过软件处理创建每个LUT。
因此，不同于常规情况，不再需要提供：减法器，用于计算灰度校正电路之前和之后亮度信号之间的差值；放大器，用于输出数据，其中，颜色信号基于取决于减法器的输出的增益被放大；等，从而实现了具有简单结构的小尺寸电路。此外，实际上，仅改变软件就可以解决处理内容的算法中的变化。
在上述实施例中描述了电视广播接收器11，但本实施例并不局限于此，还可以广泛地应用于例如STB(机顶盒)，或其他各种使用亮度信号和颜色信号的装置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种视频信号处理装置，其特征在于包括：
第一创建单元(26)，用于创建第一表，其中，输入亮度信号(Y)的值对应于通过对所述输入亮度信号(Y)执行非线性校正处理获得的输出亮度信号(Y)的值；
第二创建单元(26)，用于基于在所述第一创建单元(26)中创建的所述第一表来创建第二表，在所述第二表中，所述输入亮度信号(Y)的值对应于颜色校正信号的值，所述颜色校正信号用于基于对所述输入亮度信号(Y)执行的所述非线性校正处理，来对输入颜色信号(Cb/Cr)执行振幅控制；
非线性校正单元(42)，用于基于在所述第一创建单元(26)中创建的所述第一表来对所述输入亮度信号(Y)执行非线性校正处理；以及
颜色校正单元(46、47)，用于基于在所述第二创建单元(26)中创建的所述第二表来对所述输入颜色信号(Cb/Cr)执行振幅控制。
2.根据权利要求1所述的视频信号处理装置，其特征在于，所述第二创建单元(26)用于计算输入亮度信号(Y)的值与来自所述第一创建单元(26)中创建的所述第一表的输出亮度信号(Y)的值的比，并且用于获取对应于所述输入亮度信号(Y)的所述颜色校正信号。
3.根据权利要求1所述的视频信号处理装置，其特征在于，所述第二创建单元(26)用于从所述第一创建单元(26)中创建的所述第一表计算[输出亮度信号(Y)的值/输入亮度信号(Y)的值]的值，并且用于获取对应于所述输入亮度信号(Y)的所述颜色校正信号。
4.根据权利要求1所述的视频信号处理装置，其特征在于，所述第一创建单元(26)用于根据设置屏幕亮度来创建所述第一表。
5.根据权利要求1所述的视频信号处理装置，其特征在于，所述颜色校正单元(46、47)包括：
颜色信号校正单元(47)，用于基于所述第二表获取对应于所述输入亮度信号(Y)的所述颜色校正信号；以及
乘法器(46)，用于将从所述颜色信号校正单元(47)输出的颜色校正信号乘以所述输入颜色信号(Cb/Cr)。
6.一种视频信号处理方法，其特征在于包括：
第一步骤(26、S2、S3)，用于创建第一表，其中，输入亮度信号(Y)的值对应于通过对所述输入亮度信号(Y)执行非线性校正处理获得的输出亮度信号(Y)的值；
第二步骤(26、S4)，用于基于在所述第一步骤(26、S2、S3)中创建的所述第一表来创建第二表，其中，所述输入亮度信号(Y)的值对应于颜色校正信号的值，所述颜色校正信号用于基于对所述输入亮度信号(Y)执行的所述非线性校正处理，来对输入颜色信号(Cb/Cr)执行振幅控制；以及
第三步骤(34、S6)，用于基于在所述第一步骤(26、S2、S3)中创建的所述第一表对所述输入亮度信号(Y)执行非线性校正处理；以及基于在所述第二步骤(26、S4)中创建的所述第二表对所述输入颜色信号(Cb/Cr)执行振幅控制。
7.根据权利要求6所述的视频信号处理方法，其特征在于，所述第二步骤(26、S4)计算输入亮度信号(Y)的值与来自所述第一步骤(26、S2、S3)中创建的所述第一表的输出亮度信号(Y)的值之比，并且获取对应于所述输入亮度信号(Y)的所述颜色校正信号。
8.根据权利要求6所述的视频信号处理方法，其特征在于，所述第二步骤(26、S4)从所述第一步骤(26、S2、S3)中创建的所述第一表计算[输出亮度信号(Y)的值/输入亮度信号(Y)的值]的值，并且获取对应于所述输入亮度信号(Y)的所述颜色校正信号。
9.根据权利要求6所述的视频信号处理方法，其特征在于，所述第一步骤(26、S2、S3)根据设置屏幕亮度来创建所述第一表。
10.根据权利要求6所述的视频信号处理方法，其特征在于，所述第三步骤(34、S6)包括：
颜色校正信号获取步骤(47)，用于基于所述第二表获取对应于所述输入亮度信号(Y)的所述颜色校正信号；以及
乘法步骤(46)，用于将所述颜色校正信号获取步骤(47)中获取的颜色校正信号乘以所述输入颜色信号(Cb/Cr)。
11.一种广播接收器，其特征在于，包括：
接收单元(13、18)，用于接收广播信号；
生成单元(14、15、19)，用于从所述接收单元(13、18)接收的广播信号生成亮度信号(Y)和颜色信号(Cb/Cr)；
第一创建单元(26)，用于创建第一表，其中，在所述生成单元(14、15、19)中生成的亮度信号(Y)的值对应于通过对所述亮度信号(Y)执行非线性校正处理获取的亮度信号(Y)的值；
第二创建单元(26)，用于基于在所述第一创建单元(26)中创建的所述第一表创建第二表，在所述第二表中，所述亮度信号(Y)的值对应于颜色校正信号的值，所述颜色校正信号用于基于对所述亮度信号(Y)执行的非线性校正处理，来对所述生成单元(14、15、19)中生成的颜色信号(Cb/Cr)执行振幅控制；
非线性校正单元(42)，用于基于在所述第一创建单元(26)中创建的所述第一表来对在所述生成单元(14、15、19)中生成的亮度信号(Y)执行非线性校正处理；以及
颜色校正单元(46、47)，用于基于所述第二创建单元(26)中创建的所述第二表对所述生成单元(14、15、19)中生成的颜色信号(Cb/Cr)执行振幅控制。
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