DE102004001890B4

DE102004001890B4 - Digitaler automatischer Weißausgleich

Info

Publication number: DE102004001890B4
Application number: DE102004001890A
Authority: DE
Inventors: Hyung Man Park; Won Tae Yongin Choi; Yeon Cheol Suwon Lee; Kang Ju Suwon Kim; Boo Dong Suwon Kwak; Sang Hyun Suwon Park
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2024-01-15
Also published as: US20050122408A1; KR100513342B1; KR20050053864A; JP3784806B2; JP2005167956A; CN1625267A; DE102004001890A1; CN100350804C; US7319483B2

Abstract

Digitales automatisches Weißausgleichsgerät, umfassend:
einen Timing-Controller (510) zum Empfangen eines vertikalen Synchronisationssignals und eines horizontalen Synchronisationssignals eines in das Gerät eingegebenen Bildes und Erzeugen eines Zeitsteuersignals;
einen RGB-Multiplizierer (520) zum Multiplizieren von in das Gerät eingegebenen RGB-Bilddaten mit erhaltenen RGB-Verstärkungen, die jeweils RGB-Kanälen entsprechen;
eine erste YCbCr-Mittelwerteinheit (530) zum Konvertieren von in das Gerät eingegebenen RGB-Bilddaten in YCbCr-Bilddaten, und anschließendes Erhalten erster YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg aus diesen YCbCr-Bilddaten;
eine zweite YCbCr-Mittelwerteinheit (540) zum Konvertieren ausgegebener RGB-Bilddaten ausgegeben von dem RGB-Multiplizierer (520), in YCbCr-Bilddaten, und anschließendes Erhalten zweiter YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg aus diesen YCbCr-Bilddaten; und
einen RGB-Verstärkungs-Controller (550) zum Vergleichen der zweiten YCbCr-Mittelwerte mit festgelegten YCbCr-Zielmittelwerten, gemäß dem Zeitsteuersignal des Timing-Controllers (510) und Erhalten von RGB-Verstärkungen, die jeweils den Kanälen entsprechen, auf der Basis der ersten YCbCr-Mittelwerte, gemäß dem verglichenen Ergebnis, und anschließendes zur Verfügung Stellen der erhaltenen RGB-Verstärkungen an den RGB-Multiplizierer...

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein digitales Weißausgleichsgerät, das bei tragbaren Bildsystemen wie Kamerahandys einsetzbar ist, insbesondere betrifft die Erfindung ein digitales automatisches Weißausgleichsgerät, das in ein digitales Verarbeitungsverfahren implementiert ist und das einen Grauweltalgorithmus (grey world algorithm) verwendet, sodass eine Echtzeitverarbeitung ohne einen separaten Speicher oder einen Hochleistungsprozessor möglich ist, wobei das Gerät unabhängig von einem Bildsensor betrieben wird, sodass die Bilddaten mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden können.
Beschreibung des Standes der Technik
Der Begriff „Weißausgleich" bezieht sich im Allgemeinen auf die Fähigkeit einer Kamera wie einer TV-Kamera, ihren Farbausgleich auf der Basis der weißen Farbe anzupassen, wenn ein Bild aufgenommen wird. Das Licht hat eine spezifische Farbeigenschaft, die als „Farbtemperatur" bezeichnet und in Kelvin (K) ausgedrückt wird. Auch wenn eine Bildszene wie eine Landschaft, die von einem Betrachter gesehen wird, von Licht mit jeglicher Farbtemperatur beleuchtet wird, passen Menschen automatisch ihre Farbempfindlichkeit an, sodass keine Unterschiede bei der Farberkennung entstehen. Eine TV-Kamera oder eine Filmkamera wird jedoch stark von der Farbtemperatur beeinflusst, da die Farbtemperatur sich direkt in der Farbe widerspiegelt.
Wenn der Himmel klar ist, wird beispielsweise der gesamte Bildschirm als blau wahrgenommen, da Sonnenlicht eine hohe Farbtemperatur hat. Bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang wird der gesamte Schirm als rot wahrgenommen, da die Farbtemperatur zu dieser Zeit niedrig ist. Wenn die Kamera ein Bild unter diesen Verhältnissen aufnimmt, ohne eine Bildverarbeitung vorzunehmen, wird da durch das Problem verursacht, dass der gesamte Schirm einmal blau und im anderen Fall rot wahrgenommen wird. Um ein derartiges Problem zu beseitigen, wird vor der Bildaufnahme Licht, das von einer Lichtquelle emittiert wird, von einem weißen Papier od. dgl. reflektiert, und das projizierte Bild des reflektierten Lichts wird betrachtet, um eine RGB-Farbausgleichsanpassung durchzuführen, um eine schöne weiße Farbe zu erhalten. RGB bedeutet rot, grün und blau. Da die meisten Modelle der in eine Kamera integrierten Videobandrekorder (VTR) eine automatische Weißausgleichsfunktion haben, wird eine derartige Farbausgleichsanpassung automatisch in der Kamera durchgeführt.
In jüngster Zeit gibt es eine steigende Nachfrage nach Kamerahandys, deren Bildqualität so hoch wie bei einer Digitalkamera sein soll. Ebenso besteht Bedarf an einem Bildverarbeitungs-IC, der für Kamerahandys geeignet ist. Der Weißausgleich ist eine der Bildverarbeitungsmethoden um ein Bild mit hoher Qualität zu erzielen. Wenn ein Bild mit einem CMOS- oder CCD-Bildsensor bei Beleuchtungsbedingungen mit unterschiedlichen Farbtemperaturen aufgenommen worden ist, sind die roten, grünen und blauen Komponenten des aufgenommenen Bildes zur Seite hin verschoben, da die weiße Farbe nicht gut erkannt wird. Dieses führt dazu, dass der Farbton des Bildes gestört ist. Der Weißausgleich dient dazu, den gestörten Farbton zu kompensieren. Dementsprechend ist das Gerät für den Weißausgleich essentiell für Kamerahandys, die eine hohe Bildqualität erfordern.
1 ist eine grafische Darstellung und zeigt ein allgemeines zweidimensionales Cb-Cr-Farbkoordinatensystem.
Von den vielen Verfahren zur Durchführung eines automatischen Weißausgleichs basiert die am einfachsten und am leichtesten zu implementierende auf einem Grau-Welt-Algorithmus (grey world algorithm). Unter der Annahme, dass der Durchschnitt der Farbdifferenzkomponenten aller Pixel eines Bildes grau ist, erhält man mit dem Grau-Welt-Algorithmus Pixelverstärkungen für den Weißausgleich, das heißt die Koeffizienten für den Weißausgleich. In dem RGB-Farbkoordinatensystem ist grau als „R = G = B" definiert.
Wenn die Pixeltiefe eines Bildes beispielsweise 8 Bit beträgt, hat jede der Komponenten der Farbdifferenz „Cb und Cr" einen Wert von 128 in „einer RGB-zu-YcbCr-Farbkoordinatentransformationsgleichung", die durch die nachfolgende Gleichung ausgedrückt wird, die in der Norm ITU-R BT.601 empfohlen wird. Dementsprechend kann der Weißausgleich implementiert werden durch Einstellen der Verstärkung jedes Pixels, um den Abstand „d" des durchschnittlichen Farbdifferenzwertes von einem Weißausgleichspunkt (Cb = Cr = 128) zu minimieren, wie in 1 gezeigt ist. Gleichung 1:
Es gibt zwei wichtige herkömmliche Verfahren zum Einstellen der Pixelverstärkung für den automatischen Weißausgleich. Eine ist eine analoge Verstärkungseinstellungsmethode, und die andere ist eine digitale Bildverarbeitungsmethode. Diese wird nun unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
2 ist ein Blockdiagramm und zeigt die Konfiguration eines herkömmlichen analogen Signalprozessors, der einen Weißausgleich auf analogem Weg durchführt.
Wie in dieser Figur gezeigt ist, umfasst der analoge Bildsignalprozessor zum Durchführen des analogen Weißausgleichs einen analogen Signalprozessor 22, einen RGB-zu-YCbCr-Konverter 23, eine Cb & Cr-Mittelwerteinheit 24 und einen RGB-Verstärkungs-Controller 25. Die Mittelwerteinheit 24 dient zur Bildung des Mittelwerts der Farbdifferenzkomponenten Cb & Cr. Der analoge Signalprozessor 22 nimmt ein Bild eines Subjekts auf, das durch eine Linse 21 einfällt und führt eine Signalverarbeitung bei dem aufgenommenen Bild durch. Der RGB-zu-YCbCr- Konverter 23 wandelt ein analoges RGB-Signal, das von dem analogen Signalprozessor 22 empfangen worden ist, in ein YCbCr-Signal um. Die Cb & Cr-Mittelwerteinheit 24 liefert den Mittelwert von Farbdifferenzsignalen der YCbCr-Signale, die von dem RGB-zu-YcbCr-Konverter 23 empfangen worden sind. Der RGB-Verstärkungs-Controller 25 liefert eine RGB-Verstärkung auf der Basis der Signale der Cb & Cr-Mittelwerteinheit 24, und gibt die erhaltene RGB-Verstärkung an den analogen Signalprozessor 23 aus.
Der analoge Signalprozessor 22 umfasst eine Fotozelle 22a, einen analogen RGB-Verstärker 22b, und einen A/D-Konverter 22c. Die Fotozelle 22a nimmt ein durch die Linse 21 einfallendes Bild auf. Der analoge RGB-Verstärker 22b justiert die Verstärkung eines Bildsignals von der Fotozelle 22a auf eine Verstärkung, die durch den RGB-Verstärkungs-Controller 25 gesetzt wird. Der A/D-Konverter 22c gibt ein Signal von dem analogen RGB-Verstärker 22b aus, nachdem es zu einem digitalen Signal umgewandelt worden ist.
Wenn man sich ansieht, wie ein solcher herkömmlicher Bildsignalprozessor den Weißausgleich auf analoge weise durchführt, erkennt man, dass ein Rückkopplungssystem verwendet wird, sodass die Verstärkung für jeden der RGB-Kanäle in dem Sensor geregelt wird, bis der Durchschnitt der Farbdifferenzkomponenten berechnet ist und somit der Weißausgleich abgeschlossen ist.
Ein solches herkömmliches analoges Weißausgleichverfahren weist den Vorteil auf, dass eine relativ genaue Durchführung möglich ist, da die analoge Verstärkung geregelt wird, allerdings weist das Verfahren auch die nachfolgenden Probleme auf, wenn der Sensor keinen Port hat zum Regeln der analogen Verstärkung oder wenn in dem Sensor keine Regelfunktion für die Verstärkung eingebettet ist, ist ein solches herkömmliches Verfahren nicht anwendbar, und die Implementierung dieses Verfahrens ist auch dann schwierig, wenn die Verstärkungseigenschaften des analogen Verstärkers nicht richtig bekannt sind.
3 ist ein Blockdiagramm und zeigt einen herkömmlichen Bildsignalprozessor, der einen Weißausgleich auf digitalem Weg durchführt.
Der herkömmliche Bildsignalprozessor, der in 3 gezeigt ist, führt einen digitalen Weißausgleich durch. Dieser Prozessor verwendet ein anderes Verfahren im Vergleich zu dem von 2 um einen automatischen Weißausgleich durchzuführen. Anders ausgedrückt ist ein Weißausgleichsausgleichsalgorithmus programmiert und ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder ein Mikrocontroller wird verwendet um den automatischen Weißausgleich zu implementieren.
Ein solcher herkömmlicher Bildsignalprozessor zum Durchführen des Weißausgleichs auf digitalem Weg umfasst eine Bildsensoreinheit 32, einen digitalen Hochleistungssignalprozessor (oder Mikrocontroller) 33, und einen Speicher 34, wie in 3 gezeigt ist. Die Bildsensoreinheit 32 nimmt ein Bild eines Subjekts auf, das durch eine Linse 31 einfällt. Der digitale Hochleistungssignalprozessor 33 regelt die Verstärkung eines Bildsignals von der Bildsensoreinheit 32. Der Speicher 34 speichert temporäre Bilddaten und ein Programm für die Echtzeitbildverarbeitung in dem digitalen Signalprozessor 33.
Um eine Bildsucherfunktion einer Kamera zu implementieren ist eine Bildrate von 30 Bildern/Sekunde oder mehr erforderlich bei einem Bild mit 300.000 Pixeln oder mehr, wobei eine Bildrate von wenigstens 15 Bildern/Sekunde erforderlich ist für ein Bild mit einer Million Pixeln oder mehr. Um eine solch hohe Bildrate zu realisieren, ist ein digitaler Hochleistungssignalprozessor oder ein Mikrocomputer, der bei hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann, erforderlich, wie in 3 gezeigt ist, und ein Zusatzspeicher kann ebenso erforderlich sein, wenn die Umstände es erfordern.
Ein solches herkömmliches digitales Verarbeitungsverfahren weist den Vorteil auf, dass der Algorithmus durch ein Programm implementiert werden kann, wodurch sich die Flexibilität des Systems erhöht, da ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder ein Mikrocomputer benutzt wird. Das herkömmliche digitale Verarbeitungsprogramm weist jedoch den Nachteil auf, dass es für die Anwendung bei Systemen wie tragbaren Bildsystemen umfassend ein Kamerahandy nicht geeignet ist, bei denen geringere Abmessungen und ein geringer Stromverbrauch erforderlich ist, ferner erhöht sich der Systempreis, da ein hochpreisiger Prozessor benutzt wird.

In der WO 99/63479 A1 wird ein Weißabgleich mittels eines globalen Weißpunktes beschrieben. Dazu werden Pixelkomponentenwerte eines Bildes mit bestimmten Eigenschaften ausgewählt, anschließend wird der globale Weißpunkt bestimmt, der globale Weißpunkt besteht aus einer Mehrzahl von Weißwerten, wobei jeder Weißwert einem der zuvor festgelegten Pixelkomponentenwerte zugeordnet ist.

In der US 4,736,241 A wird eine Weißabgleich-Einstellvorrichtung für den automatischen Weißabgleich einer Farbvideokamera beschrieben, bei der einem Verstärker Rot- und Blau-Signale von Farbkomponentensignalen geliefert werden, die durch Verarbeiten von Ausgangssignalen der Bildaufnahmevorrichtung erzeugt worden sind. Zur Steuerung der Verstärker der Rot- und Blau-Farbkomponenten wird eine Rückkopplungsschleife benutzt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der geschilderten Probleme gemacht und es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein automatisches digitales Weißausgleichsgerät zu schaffen, das einfach bei einem digitalen Verarbeitungsverfahren implementiert werden kann, das einen Grau-Welt-Algorithmus verwendet, sodass eine Echtzeitverarbeitung möglich ist, ohne dass ein separater Speicher oder ein Hochleistungsprozessor benötigt wird, und das unabhängig von einem Bildsensor betrieben wird, sodass Bilddaten mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden können.

Erfindungsgemäß werden die oben genannten und weitere Ziele erreicht durch die Schaffung eines digitalen automatischen Weißausgleichsgeräts, umfassend: einen Timing-Controller für den Empfang eines vertikalen Synchronisationssignals und eines horizontalen Synchronisationssignals eines eingegebenen Bildes, das in das Gerät eingegeben worden ist, Erzeugen eines Zeitsteuersignals; einen RGB-Multiplizierer zum Multiplizieren eingegebener RGB-Bilddaten, die in das Gerät eingegeben worden sind durch empfangene RGB-Verstärkungen, die jeweils den RGB-Kanälen entsprechen; eine erste YCbCr-Mittelwerteinheit zum Konvertieren eingegebener RGB-Bilddaten, die in das Gerät zu YCbCr-Bilddaten eingegeben worden sind, und anschließendes Erhalten erster YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg dieser YCbCr-Bilddaten; eine zweiten YCbCr-Mittelwerteinheit zum Konvertieren ausgegebener RGB-Bilddaten, ausgegeben von dem RGB-Multiplizierer zu YCbCr-Bilddaten, und anschließendes Erhalten zweiter YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg dieser YCbCr-Bilddaten; einen RGB-Verstärkungscontroller zum Vergleichen der zweiten YCbCr-Mittelwerte mit festgelegten Ziel-YCbCr-Mittelwerten, gemäß dem Zeitsteuersignal von dem Timing-Controller, und Erhalten von RGB-Verstärkungen, die den jeweiligen Kanälen entsprechen, auf der Grundlage der ersten YCbCr-Mittelwerte, gemäß dem vergli chenen Ergebnis, und anschließendes zur Verfügung Stellen der erhaltenen RGB-Verstärkungen an den RGB-Multiplizierer.

Kurze Beschreibung der Figuren

Die oben genannten und weitere Ziele und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert, in denen:

1 ist eine grafische Darstellung und zeigt ein allgemeines zweidimensionales Cb-Cr-Farbkoordinatensystem;

2 ist ein Blockdiagramm und zeigt die Konfiguration eines herkömmlichen Bildsignalprozessors der den Weißausgleich auf herkömmlichem Weg durchführt;

3 ist ein Blockdiagramm und zeigt einen herkömmlichen Bildsignalprozessor der den Weißausgleich digital durchführt;

4 ist ein Blockdiagramm und zeigt die Konfiguration eines Bildsignalverarbeitungsgeräts bei dem die vorliegende Erfindung implementiert ist;

5 ist ein Blockdiagramm und zeigt die Konfiguration eines digitalen automatischen Weißausgleichsgeräts gemäß der Erfindung;

6 ist ein Flussdiagramm und zeigt das gesamte Betriebsverfahren des Weißausgleichsgeräts gemäß der Erfindung;

7 ist ein Flussdiagramm und zeigt das detaillierte Betriebsverfahren des Weißausgleichsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;

8a, 8b und 8c, sind grafische Darstellungen und zeigen den gemessenen YCbCr- Mittelwert über der RGB-Verstärkung, eine grafische Darstellung der RGB-Verstärkung über dem gemessenen YCbCr-Mittelwert, und eine grafische Darstellung der Weißausgleichssuche; und

9 zeigt eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Verarbeitungsschritte gemäß der Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben oder ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, auch wenn sie in verschiedenen Zeichnungen dargestellt sind.
4 ist ein Blockdiagramm und zeigt die Konfiguration eines Bildsignalverarbeitungsgeräts, bei dem die vorliegende Erfindung implementiert ist.
Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist das Bildsignalverarbeitungsgerät, bei dem die vorliegende Erfindung implementiert ist, aus einer Bildsensoreinheit 42 und einem Bildsignalprozessor 43 zusammengesetzt. Die Bildsensoreinheit 42 nimmt ein Bild eines Subjekts auf, das durch eine Linse 41 einfällt. Der Bildsignalprozessor 43 verarbeitet Bilddaten, die von der Bildsensoreinheit 42 empfangen werden. Ein digitales automatisches Weißausgleichsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem Bildsignalprozessor 43 enthalten, um den Weißausgleich für ein Bild durchzuführen.
5 ist ein Blockdiagramm und zeigt den Aufbau eines digitalen automatischen Weißausgleichsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in dieser Figur gezeigt ist, umfasst das digitale automatische Weißausgleichsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung einen Timing-Controller 510, der ein Zeitsteuersignal gibt, einen RGB-Multiplizierer 520, eine erste YCbCr-Mittelwerteinheit 530, eine zweite YCbCr-Mittelwerteinheit 540, und einen RGB- Verstärkungs-Controller 550. Der Timing-Controller 510 empfängt ein eingegebenes vertikales Synchronisationssignal Vsync und ein eingegebenes horizontales Synchronisationssignal Hsync, die in das digitale automatische Weißausgleichsgerät eingegeben werden, und produziert ein Zeitsteuersignal (Timing Control Signal). Der RGB-Multiplizierer 520 multipliziert eingegebene RGB-Bilddaten (R-Eingabe, G-Eingabe und B-Eingabe) mit den jeweiligen RGB-Verstärkungen, die jeweils den RGB-Kanälen entsprechen, die von dem RGB-Verstärkungs-Controller 550 empfangen werden, und gibt die resultierenden RGB-Bilddaten (R-Ausgang, G-Ausgang und B-Ausgang) aus. Die erste YCbCr-Mittelwerteinheit 530 konvertiert die eingegebenen RGB-Bilddaten zu YCbCr-Bilddaten, und erhält erste YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg aus diesen YCbCr-Bilddaten. Die zweite YCbCr-Mittelwerteinheit 540 konvertiert die ausgegebenen RGB-Bilddaten von dem RGB-Multiplizierer 520 zu YCbCr-Bilddaten, und erhält dann zweite YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg aus diesen YCbCr-Bilddaten. Dem Zeitsteuersignal des Timing-Controllers 510 vergleicht der RGB-Verstärkungscontroller 550 die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg mit festgelegten Ziel-Mittelwerten-YCbCr TY, TCb und TCr. Gemäß dem verglichenen Ergebnis erhält der RGB-Verstärkungs-Controller 550 Verstärkungen Rg, Gg und Bg, die jeweils den RGB-Kanälen entsprechen, auf der Basis der ersten YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg, und stellt die erhaltenen Verstärkungen Rg, Gg und Bg dann dem RGB-Multiplizierer 520 zur Verfügung.
Die erste YCbCr-Mittelwerteinheit 530 umfasst einen ersten RGB-zu-YCbCr-Konverter 532 und einen ersten YCbCr-Mittelwertbilder 534. Der erste RGB-zu-YCbCr-Konverter 532 konvertiert die eingegebenen RGB-Bilddaten in YCbCr-Bilddaten. Der erste YCbCr-Mittelwertbilder 534 liefert erste YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg aus den YCbCr-Bilddaten des ersten RGB-zu-YCbCr-Konverters 532.
Die zweite YCbCr-Mittelwerteinheit 540 umfasst einen zweiten RGB-zu-YCbCr-Konverter 542 und einen zweiten YCbCr-Mittelwertbilder 544. Der zweite RGB-zu-YCbCr-Konverter 542 konvertiert die ausgegebenen RGB-Bilddaten in YCbCr-Bilddaten. Der zweiten YCbCr-Mittelwertbilder 544 liefert zweite YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg aus den YCbCr-Bilddaten des zweiten Y2avg, Cb2avg und Cr2avg aus den YCbCr-Bilddaten des zweiten RGB-zu-YCbCr-Konverters 542.
Der RGB-Verstärkungs-Controller 550 hat vorgewählte grobe, feine und gesperrte Bereiche. Falls die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg innerhalb der groben oder feinen Bereiche liegen, berechnet der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die RGB-Verstärkungen Rg, Gg und Bg nochmals, die jeweils den RGB-Kanälen entsprechen, und stellt sie dem RGB-Multiplizierer 520 zur Verfügung. Andererseits, falls die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg innerhalb des gesperrten Bereichs liegen, stellt der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die vorherigen RGB-Verstärkungen Rg, Gg und Bg, die jeweils den RGB-Kanälen entsprechen, dem RGB-Multiplizierer 520 zur Verfügung.
Zusätzlich ändert der RGB-Verstärkungs-Controller 550 Y/Cb/Cr in den Schritten SY, SCb und SCr, die weiter unten beschrieben werden, auf der Basis eines festgelegten groben Schrittes, falls die. zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg innerhalb des groben Bereichs sind. Anders ausgedrückt vergleicht der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg mit den Zielmittelwerten für YCbCr TY, TCb und TCr und verändert Y/Cb/Cr in den Schritten SY, SCb und SCr durch Addieren oder Subtrahieren des groben Schrittes zu oder von Y/Cb/Cr in den Schritten SY, SCb und SCr auf der Basis des verglichenen Ergebnisses. Anschließend berechnet der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die RGB-Verstärkungen Rg, Gg und Bg, die den jeweiligen RGB-Kanälen entsprechen, auf der Basis der geänderten Y/Cb/Cr in den Schritten SY, SCb und SCr, der ersten YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg und der Zielmittelwerte YCbCr TY, TCb und TCr.
Andererseits ändert der RGB-Verstärkungs-Controller 550 Y/Cb/Cr in den Schritten SY, SCb und SCr auf der Basis eines festgelegten feinen Schrittes, falls die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg innerhalb des feinen Bereichs liegen. Anders ausgedrückt vergleicht der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg mit den Zielmittelwerten YCbCr TY, TCb und TCr, und vereinbart Y/Cb/Cr in den Schritten SY, SCb und SCr durch Addieren oder Subtrahieren des feinen Schrittes zu oder von Y/Cb/Cr in den Schritten SY, SCb und SCr auf der Basis des verglichenen Ergebnisses. Anschließend berechnet der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die RGB-Verstärkungen RG, Gg und Bg, die den jeweiligen RGB-Kanälen entsprechen, auf der Basis der geänderten Y/Cb/Cr in den Schritten SY, SCb und SCr, der ersten YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg und der Zielmittelwerte YCbCr TY, TCb und TCr.
Es wird bevorzugt, dass der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die RGB-Verstärkungen Rg, Gg und Bg, die den jeweiligen RGB-Kanälen entsprechen, auf der Basis einer festgelegten A/D-Umwandlungsauflösung (2^N-1) berechnet, wenn man die A/D-Umwandlungsauflösung (Pixeltiefe = N) berücksichtigt, und auf der Basis der geänderten Y/Cb/Cr mit den Schritten SY, SCb und SCr, den ersten YCbCr-Mittelwerten Y1avg, Cb1avg und Cr1avg und den Zielmittelwerten YCbCr TY, TCb und TCr.
Unterschiedliche Betriebsweisen des RGB-Verstärkungs-Controllers 550 werden ausgewählt, abhängig davon ob „RGB-Verstärkung ein oder aus" gesetzt ist gemäß der Auswahl eines Benutzers. Falls die RGB-Verstärkung „ein" gesetzt ist, berechnet der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die RGB-Verstärkungen RG, Gg, Bg wieder und stellt sie dem RGB-Multiplizierer 520 zur Verfügung. Im Gegensatz dazu, falls die RGB-Verstärkung „aus" gesetzt ist, stellt der RGB-Verstärkungs-Controller 550 festgelegte RGB-Grundverstärkungen dem RGB-Multiplizierer 520 zur Verfügung.
Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung der Betriebsweisen und Vorteile der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen gegeben.
Die vorliegende Erfindung schafft ein digitales automatisches Weißausgleichsgerät, das bei tragbaren Bildsystemen wie Kamerahandys einsetzbar ist, das einfach in ein digitales Verarbeitungsverfahren implementierbar ist und einen Grau-Welt-Algorithmus verwendet, sodass eine Echtzeitverarbeitung möglich ist ohne dass ein separater Speicher oder ein Hochleistungsprozessor benötigt wird, und das auch unabhängig von einem Bildsensor betreibbar ist, sodass Bilddaten bei hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden können. Ein solches digitales automatisches Weißausgleichsgerät wird nun unter Bezugnahme auf die 4 bis 9 beschrieben.
Ein Bildsignalprozessor 43, bei dem das digitale automatische Ausgleichsgerät gemäß der Erfindung eingesetzt wird, umfasst einen Linienpuffer 43a, einen ersten Bildprozessor 43b, ein Weißausgleichsgerät 43c, einen zweiten Bildprozessor 43d und einen Ausgabeformatierer 43e. Dieses Ausgabebild hat im Allgemeinen die Form YCbCr.
Die ersten und zweiten Bildprozessoren 43b und 43d führen eine Bildverarbeitung und ein Upgrade durch, umfassend Interpolation, Farbraumumwandlung, Gammakorrektur, Rauschreduzierung, Farbe/Sättigung, Helligkeit/Kontrast, Histogrammausgleich, od. dgl. Zusätzlich, um einen Grau-Welt-Algorithmus für den Weißausgleich bei einem eingegebenen Videobild zu implementieren und somit einen automatischen Weißausgleich in Echtzeit durchzuführen, wird eine Folge von Verarbeitungsschritten, die in den 6 und 7 dargestellt sind, durchgeführt, um einen Zielwert oder einen optimalen Wert für die RGB-Verstärkung für den Weißausgleich zu finden.
Bezug nehmend auf 5 empfängt der Timing-Controller 510 des digitalen Weißausgleichsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung ein vertikales Synchronisationssignal Vsync und ein horizontales Synchronisationssignal Hsync eines eingegebenen Bildes, und produziert ein Zeitsteuersignal zum Steuern der Betriebszeit aller Bestandteile, aus denen das Gerät besteht.
Der RGB-Multiplizierern 520 gemäß der vorliegenden Erfindung multipliziert eingegebene RGB-Bilddaten mit den jeweiligen RGB-Verstärkungen die den jeweiligen RGB-Kanälen entsprechen und gibt die resultierenden RGB-Bilddaten aus. Der RGB-Mulitplizierer 520 empfängt die RGB-Verstärkungen von dem RGB-Verstärkungs-Controller 550, der weiter unten beschrieben wird.
Die erste YCbCr-Mittelwerteinheit 530 gemäß der vorliegenden Erfindung wandelt eingegebene RGB-Bilddaten in YCbCr-Bilddaten um, und erhält erste YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg dieser YCbCr-Bilddaten. Im Detail wandelt der erste RGB-zu-YCbCr-Konverter 532 in der ersten YCbCr-Mittelwerteinheit 530 die eingegebenen RGB-Bilddaten in YCbCr-Bilddaten um und gibt sie an den ersten YCbCr-Mittelwertbilder 534 aus. Anschließend liefert der erste YCbCr-Mittelwertbilder 534 erste YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg der YCbCr-Bilddaten, die empfangen worden sind von dem ersten RGB-zu-YCbCr-Konverter 532, und stellt die erhaltenen ersten YCbCr-Mittelwerte dem RGB-Verstärkungs-Controller 550 zur Verfügung.
Auf dieselbe Weise wie die erste YCbCr-Mittelwerteinheit 530 arbeitet, konvertiert die zweite YCbCr-Mittelwerteinheit 540 ausgegebene RGB-Bilddaten von dem RGB-Multiplizierer 520 in YCbCr-Bilddaten, und liefert dann zweite YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg aus diesen YCbCr-Bilddaten. Im Detail wandelt der zweite RGB-zu-YCbCr-Konverter 542 in der zweiten YCbCr-Mittelwerteinheit 540 die ausgegebenen RGB-Bilddaten in YCbCr-Bilddaten um, und gibt diese an den zweiten YCbCr-Mittelwertbilder 544 aus. Anschließend liefert der zweite YCbCr-Mittelwertbilder 544 zweite YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg von dem YCbCr-Bild, das von dem zweiten RGB-zu-YCbCr-Konverter 532 erhalten wurde, und stellt die erhaltenen zweiten YCbCr-Mittelwerte dem RGB-Verstärkungs-Controller 550 zur Verfügung.
Wie oben beschrieben wurde liest jede der ersten und zweiten YCbCr-Mittelwerteinheiten 530 und 540 kontinuierlich Bilddaten und akkumuliert Bilddaten bis alle Bilddaten eines Bildes gelesen sind (S61–S64), wie in 6 gezeigt ist. Wenn alle Bilddaten eines Bildes gelesen worden sind, erhält jede der ersten und zweiten YCbCr-Mittelwerteinheiten 530 und 540 einen Mittelwert von allen gelesenen Bilddaten (S65).
Anschließend vergleicht der RGB-Verstärkungs-Controller 550 gemäß dem Zeitsteuersignal von dem Timing-Controller 510 die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg mit festgelegten Zielmittelwerten YCbCr TY, TCb und TCr. Gemäß dem verglichenen Ergebnis liefert der RGB-Verstärkungs-Controller 550 RGB-Verstärkungen Rg, Gg und Bg, die den jeweiligen RGB-Kanälen entsprechen, auf der Basis der ersten YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg, und stellt die erhaltenen RGB-Verstärkungen Rg, Gg und Bg dem RGB-Multiplizierer 520 zur Verfügung. Anschließend multipliziert der RGB-Multiplizierer 520 die eingegebenen RGB-Bilddaten mit den RGB-Verstärkungen Rg, Gg und Bg, die von dem RGB-Verstärkungs-Controller 550 erhalten worden sind, und gibt die resultierenden RGB-Bilddaten aus, wie oben beschrieben wurde.
Nun wird der Betrieb des RGB-Verstärkungs-Controllers 550 detailliert beschrieben.
Wie in den 5 bis 7 gezeigt ist, wurden Y/Cb/Cr mit den Schritten SY, Scb und SCr, „N" in der A/D-Umwandlungsauflösung (2^N-1) und die RGB-Verstärkungen, Rg, Gg und Bg im voraus in dem RGB-Verstärkungs-Controller 550 (S71) gesetzt. Anschließend wurde ein grober Schritt, ein feiner Schritt, die Werte „a", „b", „c" und „d", die die Grenzen des groben, feinen und gesperrten Bereiches gesetzt, um die Bereiche festzulegen, ferner wurden Zielmittelwerte YCbCr TY, TCb und TCr gesetzt (S72). Wenn die YCbCr-Mittelwerte in die groben, feinen und gesperrten Bereiche eingeteilt sind, entsprechen die Grenzen der groben, feinen und gesperrten Bereiche den Werten „a", „b", „c" oder „d".
Anschließend werden die ersten YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg und die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg, die jeweils bei der ersten YCbCr-Mittelwerteinheit 530 und der zweiten YCbCr-Mittelwerteinheit 540 erhalten werden, in den RGB-Verstärkungs-Controller 550 (S73) eingegeben.
Anschließend bestimmt der RGB-Verstärkungs-Controller 550, ob die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg innerhalb des groben Bereichs liegen, ob sie innerhalb des feinen Bereichs liegen und ob sie innerhalb des gesperrten Bereichs liegen (S74). Falls das festgelegte Ergebnis ergibt, dass die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg innerhalb des groben oder feinen Bereichs liegen, berechnet der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die RGB-Verstärkung Rg, Gg und Bg nochmal und macht ein Update, die den jeweiligen RGB-Kanälen entsprechen (S75-S79), und stellt sie dem RGB-Multiplizierer 520 zur Verfügung.
Der RGB-Verstärkungs-Controller 550 bestimmt die Y/Cb/Cr-Schritte SY, SCb und SCr auf die folgende Weise.
Bezug nehmend auf 7 verändert der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die Y/Cb/Cr-Schritte SY, SCb und SCr auf der Basis eines festgelegten groben Schrittes, falls die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg innerhalb des groben Bereichs sind. Anders ausgedrückt vergleicht der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg mit den Zielmittelwerten YCbCr TY, TCb und TCr, und verändert die Y/Cb/Cr-Schritte SY, SCb und SCr durch Addieren oder Subtrahieren des groben Schrittes zu oder von den Y/Cb/Cr-Schritten SY, SCb und SCr auf der Basis des verglichenen Ergebnisses (S76).
Andererseits verändert der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die Y/Cb/Cr-Schritte SY, SCB und SCr auf der Basis eines festgelegten feinen Schrittes falls die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg innerhalb des feinen Bereichs liegen, wie in 7 gezeigt ist. Anders ausgedrückt vergleicht der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die zweiten YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg mit den Zielmittelwerten YCbCr TY, TCb und TCr, und verändert die Y/Cb/Cr-Schritte SY, SCb und SCr durch Addieren oder Subtrahieren des feinen Schrittes zu oder von den Y/Cb/Cr-Schritten SY, SCb und SCr auf der Basis des verglichenen Ergebnisses (S77).
Der grobe Schritt bezieht sich auf eine Schrittgröße zum Erreichen (oder zum Suchen nach) eines Zielwertes für den Weißausgleich aus dem groben Bereich, wohingegen der feine Schritt sich auf eine Schrittgröße zum Erreichen (oder zum Suchen nach) des Zielwertes für den Weißausgleich aus dem feinen Bereich bezieht.
Die YCbCr-Zielmittelwerte TY, TCb und TCr sind Zielwerte für den Weißausgleich entsprechend den Kanälen Y, Cb und Cr.
Nach der Festlegung der Y/Cb/Cr-Schritte SY, SCb und SCr berechnet der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die RGB-Verstärkungen Rg, Gg und Bg die den jeweiligen Kanälen entsprechen, wie durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird, basierend auf einer festgelegten A/D-Umwandlungsauflösung (2^N-1 ), den geänderten Y/Cb/Cr-Schritten SY, SCb und SCr, den ersten YCbCr-Mittelwerten Y1avg, Cb1avg und Cr1avg, und den YCbCr-Zielmittelwerten TY, TCb und TCr. Gleichung 2:
Der RGB-Verstärkungs-Controller 550 führt einen Update der vorherigen RGB-Verstärkungen mit den RGB-Verstärkungen, die durch Gleichung 2 berechnet worden sind, durch, und gibt die RGB-Verstärkungen nach dem Update an den RGB-Multiplizierer 520 aus.
Andererseits werden unterschiedliche Betriebsarten des RGB-Verstärkungs-Controllers 550 gemäß der Erfindung ausgewählt, in Abhängigkeit davon, ob „RGB-Verstärkung ein oder aus" gesetzt ist. Anders ausgedrückt, falls RGB-Verstärkung „ein" gesetzt ist, berechnet der RGB-Verstärkungs-Controller 550 die RGB-Verstärkungen Rg, Gg, Bg noch mal und stellt sie dem RGB-Multiplizierer 520 zur Verfügung. Andererseits, falls die RGB-Verstärkung „aus" gesetzt ist, stellt der RGB-Verstärkung-Controller 550 dem Multiplizierer 520 festgelegte RGB-Grundverstärkungen zur Verfügung.
Die 8a, 8b und 8c sind grafische Darstellungen und zeigen die RGB-Verstärkung über dem gemessenen YCbCr-Mittelwert, eine grafische Darstellung der RGB-Verstärkung über dem gemessenen YCbCr-Mittelwert, und eine Suchkurve für den Weißausgleich. Diese grafischen Darstellungen zeigen Kurven A und B um das Konzept des Suchalgorithmus für die Koeffizienten des Weißausgleichs darzustellen, das in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, wobei ein eingegebenes Bild eine Pixeltiefe (N: Pixeltiefe) in dem Bereich von 0 bis 2^N-1 hat.
Die gemessenen YCbCr-Durchschnittswerte werden im Wesentlichen in fünf Bereiche eingeteilt (zwei grobe Bereiche, zwei feine Bereiche und ein gesperrter Bereich), abhängig davon wie weit die gemessenen YCbCr-Durchschnittswerte von dem Zielwert entfernt sind. Die Breite eines jeden Bereichs hat sowohl einen Einfluss auf die Qualität eines ausgegebenen Weißausgleichsbilds als auch auf die Geschwindigkeit zum Erreichen des optimalen Weißausgleichswerts.
In den groben Bereichen, die weit von dem Zielwert für den Weißausgleich entfernt sind, ist der Schritt zum Erreichen des Zielwertes in den fünf Bereichen, die in den 8a bis 8c gezeigt sind, größer gewählt. Im Gegensatz dazu ist der Schritt in den feinen Bereichen, die näher bei dem Zielwert liegen, zum Erreichen des Zielwertes kleiner gewählt. In dem gesperrten Bereich, der dem Zielwert am nächsten ist, wird der Suchalgorithmus für den Weißausgleich gestoppt und die RGB-Verstärkungen, die auf ein eingegebenes Bild anzuwenden sind, bleiben unverändert. Die Schrittgrößen sind einstellbare gesetzte Werte, die benutzt werden, wenn die RGB-Verstärkungen berechnet werden. Die Werte für die YCbCr-Zielmittelwerte TY, TCb und TCr und die Werte für „a", „b", „c" und „d" zum Einteilen der Bereiche, wie in den 8a bis 8c gezeigt ist, sind ebenso einstellbare gesetzte Werte. Im Allgemeinen wird ein gewünschter Weißausgleichslevel innerhalb von 3–4 Bildern erreicht, nachdem die Bildeingabe begonnen hat.
8a ist eine grafische Darstellung des gemessenen YCbCr-Mittelwertes und der RGB-Verstärkung. 8b ist eine grafische Darstellung des gemessenen YCbCr-Mittelwertes und der RGB-Verstärkung, und 8c ist ein Suchgraph für den Weißausgleich.
In dem Graph von 8a zeigt die Kurve A den funktionalen Zusammenhang des YCbCr-Pixelmittelwertes mit der RGB-Verstärkung (das heißt die Verstärkung ist f (Mittelwert)). Anders ausgedrückt stellt die Funktion f RGB-Verstärkungen (G1–G3) dar, die auf das nächste Bild angewendet werden, wenn ein Videobild Bild per Bild eingegeben wird, und die YCbCr-Pixelmittelwerte (M1–M3) des aktuellen Bildes werden erhalten.
In der graphischen Darstellung von 8b zeigt die Kurve B den funktionalen Zusammenhang der RGB-Verstärkung mit dem YCbCr-Pixelmittelwert (der Mittelwert = g (Verstärkung)). Die Funktion g stellt die erwarteten YCbCr-Mittelwerte (M2–M4) des nächsten Bildes dar, wenn die RGB-Verstärkungen (G1–G3) auf jedes Pixel des aktuellen Bildes angewendet werden.
Bezug nehmend auf die 8a bis 8c, unter der Annahme, dass ein Bild, dessen YCbCr-Mittelwert M1 ist, eingegeben wird, wird der Suchalgorithmus für den Weißausgleich nachfolgend detailliert beschrieben. Beispielsweise beträgt eine RGB-Verstärkung, die einem Mittelwert M1 entspricht, „G1 = YCbCr (M1)" aus Kurve A. Wenn die RGB-Verstärkung G1 auf das eingegebene Bild angewendet wird, wird ein YCbCr-Mittelwert „M2 = g (G1)" aus Kurve B erhalten. Der Level des Weißausgleichs des Bildes, das durch ein solches Verfahren erhalten wird, ist in der Nähe des Zielwertes aber nicht auf dem gewünschten Niveau, und somit wird eine neue RGB-Verstärkung auf dieselbe Weise nochmals gesucht.
Wenn eine neue RGB-Verstärkung (G2 = f (M2)) auf die Kurve A angewendet wird, wird ein YCbCr-Pixelmittelwert (M3 = g (G2)) aus Kurve B erhalten. Falls eine neue RGB-Verstärkung (G3 = f (M3)) auf dieselbe Weise angewendet wird, wird das Bild in der Folge geändert, sodass es einen YCbCr-Pixelmittelwert (M4 = g (G3)) hat. Auf eine solche Weise nähert sich der YCbCr-Pixelmittelwert des Bildes näher und näher an den Zielwert an.
Eine solche Folge von Prozessen verbessert allmählich den Weißausgleichslevel des Bildes, was in 8c durch „A-B-C-D-E-F" dargestellt wird.
9 zeigt eine Darstellung des zeitlichen Ablaufs gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein Zeitdiagramm für jede Funktion des Betriebs des RGB-Verstärkungs-Controllers. Aus 9 ist ersichtlich, dass eine für das aktuelle Bild errechnete RGB-Verstärkung auf das nächste Bild angewendet wird, und die Berechnung der RGB-Verstärkung wird während einer vertikalen Austastlücke zwischen Bildern durchgeführt.
Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, dass ein digitales automatisches Weißausgleichsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile aufweist. Es ist möglich, das digitale automatische Weißausgleichsgerät zu geringen Kosten zu implementieren, ohne dass ein separater Speicher oder ein Hochleistungsprozessor erforderlich ist. Zusätzlich kann das Gerät auf eine relativ kleine Größe oder Fläche implementiert werden, da es eine einfache Hardwarestruktur besitzt. Da das Gerät ein digitales Bildverarbeitungsverfahren verwendet, kann es unabhängig von einem Bildsensor betrieben werden, ohne einen separaten Betrieb des Sensors wie eine analoge Verstärkungsregelung. Ferner, da eine Echtzeitverarbeitung von Bilddaten durchgeführt wird, kann eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung des eingegebenen Bildes durchgeführt werden, sodass eine Weißausgleichsberechnung in Echtzeit ohne einen Speicher durchgeführt werden kann, wenn eine Bildvorschaufunktion wie eine Suchbildfunktion benutzt wird.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung für Darstellungszwecke offenbart wurden, ist es für einen Fachmann auf dem Gebiet klar, dass vielfältige Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne den Schutzbereich der Erfindungen zu verlassen, der durch die Patentansprüche festgelegt wird.

Claims

Digitales automatisches Weißausgleichsgerät, umfassend: einen Timing-Controller (510) zum Empfangen eines vertikalen Synchronisationssignals und eines horizontalen Synchronisationssignals eines in das Gerät eingegebenen Bildes und Erzeugen eines Zeitsteuersignals; einen RGB-Multiplizierer (520) zum Multiplizieren von in das Gerät eingegebenen RGB-Bilddaten mit erhaltenen RGB-Verstärkungen, die jeweils RGB-Kanälen entsprechen; eine erste YCbCr-Mittelwerteinheit (530) zum Konvertieren von in das Gerät eingegebenen RGB-Bilddaten in YCbCr-Bilddaten, und anschließendes Erhalten erster YCbCr-Mittelwerte Y1avg, Cb1avg und Cr1avg aus diesen YCbCr-Bilddaten; eine zweite YCbCr-Mittelwerteinheit (540) zum Konvertieren ausgegebener RGB-Bilddaten ausgegeben von dem RGB-Multiplizierer (520), in YCbCr-Bilddaten, und anschließendes Erhalten zweiter YCbCr-Mittelwerte Y2avg, Cb2avg und Cr2avg aus diesen YCbCr-Bilddaten; und einen RGB-Verstärkungs-Controller (550) zum Vergleichen der zweiten YCbCr-Mittelwerte mit festgelegten YCbCr-Zielmittelwerten, gemäß dem Zeitsteuersignal des Timing-Controllers (510) und Erhalten von RGB-Verstärkungen, die jeweils den Kanälen entsprechen, auf der Basis der ersten YCbCr-Mittelwerte, gemäß dem verglichenen Ergebnis, und anschließendes zur Verfügung Stellen der erhaltenen RGB-Verstärkungen an den RGB-Multiplizierer (520).
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste YCbCr-Mittelwerteinheit (530) umfasst: einen ersten RGB-zu-YCbCr-Konverter (532) zum Umwandeln der eingegebenen RGB-Bilddaten in YCbCr-Bilddaten; und einen ersten YCbCr-Mittelwertbilder (534) zum Erhalten erster YCbCr-Mittelwerte aus den YCbCr-Bilddaten des ersten RGB-zu-YCbCr-Konverters (532).
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite YCbCr-Mittelwerteinheit (540) umfasst: einen zweiten RGB-zu-YCbCr-Konverter (542) zum Umwandeln der eingegebenen RGB-Bilddaten in YCbCr-Bilddaten; und einen zweiten YCbCr-Mittelwertbilder (544) zum Erhalten zweiter YCbCr-Mittelwerte aus den YCbCr-Bilddaten des zweiten RGB-zu-YCbCr-Konverters (542).
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Betriebsarten des RGB-Verstärkungs-Controllers (550) auswählbar sind in Abhängigkeit davon ob die RGB-Verstärkung ein- oder ausgeschaltet ist, wobei, falls die RGB-Verstärkung eingeschaltet ist, der RGB-Verstärkungs-Controller (550) RGB-Verstärkungen berechnet und zur Verfügung stellt, und, falls die RGB-Verstärkung ausgeschaltet ist, der RGB-Verstärkungs-Controller (550) festgelegte RGB-Grundverstärkungen liefert.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der RGB-Verstärkungs-Controller (550) festgelegte grobe, feine und gesperrte Bereiche hat, und falls die zweiten YCbCr-Mittelwerte innerhalb der groben oder feinen Bereiche sind, der RGB-Verstärkungs-Controller (550) RGB-Verstärkungen gemäß den jeweiligen Kanälen berechnet und dem RGB-Multiplizierer (520) zur Verfügung stellt, und andernfalls, falls die zweiten YCbCr-Mittelwerte innerhalb des gesperrten Bereiches liegen, der RGB-Verstärkungs-Controller (550) vorherige RGB-Verstärkungen dem RGB-Multiplizierer (520) zur Verfügung stellt, entsprechend den jeweiligen Kanälen.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass falls die zweiten YCbCr-Mittelwerte innerhalb des groben Bereiches liegen, der RGB-Verstärkungs-Controller (550) Y/Cb/Cr-Schritte auf der Basis eines festgelegten groben Schrittes verändert und anschließend die RGB-Verstärkungen berechnet, entsprechend den jeweiligen Kanälen, auf der Basis der geänderten Y/Cb/Cr-Schritte, der ersten YCbCr-Mittelwerte und der YCbCr-Zielmittelwerte.
Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der RGB-Verstärkungs-Controller (550) die zweiten YCbCr-Mittelwerte mit den YCbCr-Zielmittelwerten vergleicht, und die Y/Cb/Cr-Schritte durch Addieren oder Subtrahieren des groben Schrittes zu oder von den Y/Cb/Cr-Schritten auf der Basis des verglichenen Ergebnisses verändert, und anschließend die RGB-Verstärkung jeweils entsprechend den Kanälen, auf der Basis der veränderten Y/Cb/Cr-Schritte, der ersten YCbCr-Mittelwerte, und der YCbCr-Zielmittelwerte berechnet.
Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der RGB-Verstärkungs-Controller (550) die RGB-Verstärkungen auf der Basis einer festgelegten A/D-Umwandlungsauflösung (2^N-1 ), der geänderten Y/Cb/Cr-Schritte, der ersten YCbCr-Mittelwerte und der YCbCr-Zielmittelwerte berechnet.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass falls die zweiten YCbCr-Mittelwerte innerhalb des feinen Bereiches sind, der RGB-Verstärkungs-Controller (550) die Y/Cb/Cr-Schritte auf der Basis eines festgelegten feinen Schrittes ändert, und anschließend die RGB-Verstärkungen berechnet, die den jeweiligen Kanälen entsprechen, auf der Basis der geänderten Y/Cb/Cr-Schritte, der ersten YCbCr-Mittelwerte und der YCbCr-Zielmittelwerte.
Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der RGB-Verstärkungs-Controller (550) die zweiten YCbCr-Mittelwerte mit den YCbCr-Zielmittelwerten vergleicht, und die Y/Cb/Cr-Schritte durch Addieren oder Subtrahieren des feinen Schrittes zu oder von den Y/Cb/Cr-Schritten auf der Basis des verglichenen Ergebnisses ändert, und anschließend die RGB-Verstärkungen berechnet, entsprechend den jeweiligen Kanälen, auf der Basis der geänderten Y/Cb/Cr-Schritte, der ersten YCbCr-Mittelwerte, und der YCbCr-Zielmittelwerte.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der RGB-Verstärkungs-Controller (550) die RGB-Verstärkungen auf der Basis einer festgelegten A/D-Umwandlungsauflösung (2^N-1) berechnet, der geänderten Y/Cb/Cr-Schritte, der ersten YCbCr-Mittelwerte, und der YCbCr-Zielmittelwerte.