专利名称：伽马校正的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据显示设备的亮度与光转换特性(transfercharacteristic)转换第一视频信号的像素值成为第二视频信号的对应像素值的方法。
本发明还涉及一种图像处理单元，用于根据显示设备的亮度与光转换特性转换第一视频信号的像素值成为第二视频信号的对应像素值。
本发明还涉及一种图像处理设备，它包括一个用于接收第一视频信号的接收单元；和这样的一个图像处理单元。
背景技术：
近来，大量新的显示原理从对于电视屏幕的研究中涌现出来，这些电视屏幕具有传统的阴极射线管(CRT)不可能满足的性质。具体来说，液晶显示器(LCD)、等离子体显示平板(PDP)、和有机发光二极管(OLED)提供的特征是完美的几何状态、小的深度、和/或低的功耗。
除了这些有利的性质以外，新的显示屏幕还具有不同的亮度与光的转换性，即亮度与光的特性。阴极射线管通常表示出一个指数的亮度与光的特性，称之为伽马曲线。这个亮度与光的特性通常近似地表示为I＝Y2.8(1)这里的Y是亮度信号，I是来自屏幕的光输出(照度)。新的显示设备的亮度与光的特性可能是从线性关系(PDP)到复杂的非线性关系(对于LCD为S曲线)中的任何一种关系。为了补偿这些不同的亮度与光的特性，一个图像处理单元可能成为视频路径中的一个部分。
现在出现了一个令人不愉快的难题，这个难题是由所有已知的显示设备的性质产生的它们在空间上至少是一维不连续的。传统的阴极射线管在垂直方向上是空间不连续的，利用换位扫描(transposedscan)的阴极射线管在水平方向上是空间不连续的，所有的矩阵显示器在水平和垂直的两个方向上都是空间不连续的。显示器的这种不连续性特性产生的结果是，比不连续的像素结构的间距还要精细的空间图形引起混叠现象，即，比显示设备的尼奎斯特频率高的频谱分量才能折返回来并且导致较粗糙的但更加可见的图形。只有达到显示设备的尼奎斯特频率的频率才能正确地显示出来。
在一般情况下，非线性操作将引起谐波。这就意味着，在显示设备的亮度与光的非线性转换当中，还要产生谐波。如果这些产生的谐波高于显示设备的尼奎斯特频率，则这些谐波要折返回来并且在屏幕上引起扰动的低频图形。
防止出现混叠现象的策略是，低通滤波视频信号，使其成为低通滤波的视频信号，从而使通过借助于具有非线性的亮度与光的特性的显示设备显示低通视频信号产生的高次谐波低于显示设备的尼奎斯特频率。这个低通滤波的结果是减小了图像的细节。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种在本文开始段描述的那种方法，用于以预先确定的对比度分布来显示画面同时又能防止在高度细致的纹理结构中出现的混叠现象。
为了实现本发明的目的，本发明的方法包括对于第一视频信号进行频带分割，使其成为第一高频信号和第一低频信号；根据第一转换函数(transfer function)将第一高频信号转换成第二高频信号；根据与第一转换函数不同的第二转换函数将第一低频信号转换成第二低频信号；将第二高频信号和第二低频信号组合成第二视频信号。
例如使用一个所谓的频带分割滤波器可将第一视频信号分割成第一高频信号和第一低频信号。第一低频信号基本上包括低于显示设备的尼奎斯特频率的1/2或1/3的频谱分量，并第一高频信号基本上包括分别高于显示设备的尼奎斯特频率的1/2和1/3的频谱分量。显示设备的尼奎斯特频率是通过显示设备的分辨率确定的。第一高频信号处理成即转换成第二高频信号基本上是通过混叠现象预防的要求确定的。第一低频信号处理成为第二低频信号几乎不能通过混叠现象预防的要求确定。与此相反，第一低频信号处理成为第二低频信号可能由显示一个画面的要求确定，显示一个画面基本上对应于被俘获的一个场景，即，画面看上去很自然。作为替换方案，第一低频信号处理成为第二低频信号可能由利用相当高的对比度显示一个画面的要求确定，这个对比度可能甚至比原始图像的对比度还要高。因此，一个优点是可以满足多个要求。
优选地，第一和第二转换函数是借助于对应的查找表(LUT)实现的，每个查找表都包括输入值到对应的输出值的映象。查找表可以包括从亮度值到亮度值或者从红、绿、蓝原色分量(RGB)到红、绿、蓝原色分量(RGB)的映象。
在按照本发明的方法的一个实施例中，第一转换函数基本上等于显示设备的亮度与光转换特性的倒数。在这种情况下，第一转换函数和显示设备的亮度与光转换特性的连续性(或组合)基本上是线性的。按照本发明的这个实施例的优点是，可以防止产生从屏幕折返回来扰动输出的低频图形的谐波。如果在视频路径中从产生到显示几乎没有任何预先校正，那么，这个实施例就具有特殊的意义。这就是例如当图像是基于计算机动画时的情况。
在按照本发明的方法的另一个实施例中，第一转换函数基本上等于在第一视频信号起源的视频源中的预校正函数与显示设备的亮度与光转换特性的组合的倒数(inverse)。在这种情况下，预校正函数(例如照相机的伽马校正)、第一转换函数和显示设备的亮度与光转换特性的连续性即组合基本上是线性的。如果在视频路径中从产生图像到显示图像存在预校正，这个实施例具有特别的重要性。这就是例如借助于视频照相机俘获图像并且按照电视广播标准如CCIR Rec.709发送所说图像的情况。预校正通常应用于与阴极射线管的亮度与光的特性匹配。这种类型的预校正的副作用是改善从俘获图像到显示图像的视频路径的信号噪声比。
下面，讨论低频的转换。
在按照本发明的方法的一个实施例中，第二转换函数是基于第一视频信号的。在希望非线性地重新标度图像中的灰度水平时，如直方图均衡、黑色扩展或自动消隐、如此等等，这个实施例是特别有益的。
在按照本发明的方法的另一个实施例中，第二转换函数基本上等于在第一视频信号起源的视频源中预校正函数的倒数。在这种情况下，预校正函数(例如照相机的伽马校正)和第二转换函数的连续性基本上是线性的。如果从产生到显示的视频路径中存在预校正，这个实施例是特别重要的。
在按照本发明的方法的另一个实施例中，第二转换函数是基于观众所要求的预先确定的对比度增强。不同的观众对于对比度分布经常有不同的爱好。某些观众喜欢在图像的暗区(即对应于低亮度值)有相对较大的对比度，而另一些观众则喜欢在图像的亮区(即对应于高亮度值)有相对较大的对比度。而另外还有一些人则喜欢在所有的图像区具有适度的对比度。周围环境的光的数量对于在显示设备上的图像的外观是相对重要的。用户对于各种各样的环境光条件可能具有不同的爱好。
按照本发明的方法的一个实施例包括对于第一视频信号进行分割，使其成为第一水平高频信号、第一垂直高频信号和第一低频信号；根据第一转换函数将第一水平高频信号转换成第二水平高频信号；根据不同于第一转换函数的第三转换函数将第一垂直高频信号转换成第二垂直高频信号；将第二水平高频信号、第二垂直高频信号和第二低频信号组合成第二视频信号。
除了将第一视频信号分割成高频和低频分量以外，还将这个视频信号分割成垂直和水平分量。要指出的是，一个视频信号代表的是两维图像。这就意味着，例如，在图像的行上的像素之间的相互关系对应于水平信号，在图像的列上的像素之间的相互关系对应于垂直信号。可以先从水平分离出垂直而后再从低频分离出高频，但是作为可替换方案，也可以先从低频分离出高频而后再从水平分离出垂直。其结果是可以获得3个或4个视频信号。在一般情况下，在每个视频信号上施加一个独立的转换函数。任选地，两个视频信号的转换函数可以相互相等。按照本发明的这个实施例的优点是，如果显示设备的垂直和水平分辨率彼此不同，则可以实现从亮度到光的最佳转换。在这种情况下，显示设备的水平和垂直尼奎斯特频率也是不同的。
本发明的另一个目的是提供一种在本文开始段描述的那种图像处理单元，用于以预先确定的对比度分布显示画面同时防止在高度细致的纹理结构中出现混叠现象。
为了实现这个目的，所说的图像处理单元包括频带分割滤波器，用于对于第一视频信号进行频带分割，使其成为第一高频信号和第一低频信号；第一像素值转换单元，用于根据第一转换函数将第一高频信号转换成第二高频信号；第二像素值转换单元，用于根据与第一转换函数不同的第二转换函数将第一低频信号转换成第二低频信号；组合单元，用于将第二高频信号和第二低频信号组合成第二视频信号。
本发明的下一个目的是提供一种在本文开始段描述的那种图像处理设备，用于以预先确定的对比度分布显示画面同时防止在高度细致的纹理结构中出现混叠现象。
为了实现这个目的，所说的图像处理设备的图像处理单元包括频带分割滤波器，用于对于第一视频信号进行频带分割，使其成为第一高频信号和第一低频信号；第一像素值转换单元，用于根据第一转换函数将第一高频信号转换成第二高频信号；第二像素值转换单元，用于根据与第一转换函数不同的第二转换函数将第一低频信号转换成第二低频信号；组合单元，用于将第二高频信号和第二低频信号组合成第二视频信号。
任选地，图像处理设备包括显示设备，用于根据第二视频信号显示图像。作为可替换方案，图像处理设备不包括可选的显示设备，但向确实包括显示设备的一个装置提供第二视频信号。
方法的改进以及其中方法的变化对应于其中所述的图像处理单元以及所述的图像处理设备的改进和变化。
参照如下的附图以及下面要描述的实施方案和实施例，按照本发明的方法、图像处理单元和图像处理设备的这些和其它方面都将变得显而易见并将表示按照本发明的方法、图像处理单元和图像处理设备的这些和其它方面，其中图1示意地表示一个阴极射线管的亮度与光的特性；图2示意地表示伽马校正函数；图3示意地表示图像处理单元的一个实施例；图4A示意地表示在一个两维的频率域中的4个部分；图4B示意地表示图像处理单元的一个实施例，对于这个图像处理单元进行设计，使其可以按不同方式处理水平分量和垂直分量；图4C示意地表示图像处理单元的可替换的实施例，对于这个图像处理单元进行设计，使其可以按不同方式处理水平分量和垂直分量；图5示意地表示图像处理设备的一个实施例；图6示意地表示非线性操作对于信号的影响。
在所有的附图中，使用相同的标号代表类似的部件。
具体实施例方式
通过一个物理设备产生的光的强度通常不是所加信号的线性函数。常规的阴极射线管对于电压的响应是幂定律在显示器的表面产生的强度近似地是所加电压的2.8次方。这个乘方函数的幂指数的数值统称之为伽马。为了实现正确的强度复制，必须对于这种非线性进行补偿。
人的视觉对于强度有一个非均匀的感觉响应。如果要将强度编码成小的步长数目，如256，那么，为了最有效地在感觉上利用可以利用的代码，必须按照感觉的特性将这些代码分配给这些强度。在帧缓冲卡上的一个典型的8比特的数字模拟转换器中，黑色在代码0，白色在代码255。
图1示意地表示一个阴极射线管的亮度与光的特性。x轴对应于视频信号的归一化数值。在一般情况下，提供给阴极射线管的视频信号的电压范围是0-700毫伏。y轴对应于照度数值的归一化值，即光的强度。在一般情况下，由阴极射线管产生的照度数值范围是从100烛光/米2到300烛光/米2。
图2示意地表示伽马校正函数。在一个视频系统中，通过伽马校正将线性的光强度转换成非线性的视频信号，所说的伽玛校正通常在照相机中进行。这种转换通常在电的范围内进行，即，将输入信号转换成输出信号。图2的x轴对应于输入信号的归一化值，y轴对应于输出信号的归一化值。
图3示意地表示按照本发明的图像处理单元300的一个实施例。在输入连接器310为图像处理单元300提供第一视频信号Video1，图像处理单元300在输出连接器312提供第二视频信号Video2，输出连接器312与一个显示设备连接。对于图像处理单元300进行安排，使其可以根据这个显示设备的亮度与光转换特性将第一视频信号Video1的像素值转换成第二视频信号Video2的对应像素值。图像处理单元300的目的是处理第一视频信号，以使在显示设备上不会出现扰动的混叠假像，同时又使显示设备上画面的对比度调整为观众的爱好。
图像处理单元300包括频带分割滤波器302，用于对于第一视频信号Video1进行频带分割，使其成为第一高频信号HF1和第一低频信号LF1；第一像素值转换单元304，用于根据第一转换函数将第一高频信号HF1转换成第二高频信号HF2；第二像素值转换单元306，用于根据与第一转换函数不同的第二转换函数将第一低频信号LF1转换成第二低频信号LF2；组合单元308，用于将第二高频信号HF2和第二低频信号LF2组合成第二视频信号Video2。这个组合单元308可以是一个加法器，将这个加法器安排成能够将第二高频信号HF2和第二低频信号LF2所代表的图像的对应的像素值相加。优选地，第一像素值转换单元304和第二像素值转换单元306是借助于对应的查找表实现的。这些查找表的各个项目分别对应于第一高频信号HF1和第一低频信号LF1的可能的数值。这些查找表存储的数值分别对应于第二高频信号HF2和第二低频信号LF2的可能数值。
下面给出某些可能的第一和第二转换函数的例子。这些第一和第二转换函数与显示设备的类型有关，或更加具体地说与显示设备的亮度与光转换特性有关。除此之外，第一和第二转换函数还和从图像的产生到图像的显示的视频路径中的任选的预校正有关，并且与观众对于对比度的喜好有关。
假定与图像处理单元300相连的显示设备是具有线性的亮度与光转换特性的等离子体显示平板(PDP)，并且假定第一视频信号代表电视广播信号，所说的电视广播信号是通过俘获图像的摄像机进行了伽马校正。在这种情况下，第一转换函数对应于显示设备的亮度与光转换特性的倒数一条线性曲线，第二转换函数对应于伽玛校正的倒数一条非线性的曲线，即，幂函数。
假定与图像处理单元300相连的显示设备是具有非线性的例如S形状的亮度与光转换特性的液晶显示器，并且假定第一视频信号代表电视广播信号，所说的电视广播信号是通过俘获图像的摄像机进行了伽玛校正。在这种情况下，第一转换函数对应于伽玛函数和显示设备的亮度与光转换特性的组合的倒数一条非线性曲线。第二转换函数对应于伽玛校正的倒数一条非线性的曲线，即，幂函数。
假定与图像处理单元300相连的显示设备是具有线性的亮度与光转换特性的等离子体显示平板，并且假定第一视频信号代表未加预校正的计算机产生的信号。在这种情况下，第一转换函数对应于显示设备的亮度与光转换特性的倒数一条线性曲线。第二转换函数对应于对比度修改曲线一条非线性的曲线，例如，幂函数。使用这种对比度修改曲线的理由可能是由于期望的和实际周围环境光条件存在差异。在交换计算机图像当中极少会考虑到周围环境发光的问题。如果在暗光环境中产生图像并且将这个图像发送到明亮环境中的观众，接收者将会发现对比度过大。在这种情况下，可以应用一个指数约为1/1.1或1/1.2幂函数来校正这个明亮的环境。
假定与图像处理单元300相连的显示设备是具有非线性的例如S形状的亮度与光转换特性的液晶显示器，并且假定第一视频信号代表未加预校正的计算机产生的信号。在这种情况下，第一转换函数对应于显示设备的亮度与光转换特性的倒数一条非线性曲线(镜像的S形状)。第二转换函数可能是一线性的曲线。作为可替换方案，第二转换函数可以是如以上所述的非线性的对比度修改曲线。
优选地，在显示之前的最后一个处理阶段，例如在图像重定尺寸(确定比例)之后，应该进行视频信号的高频部分的非线性处理，而对于低频部分的非线性处理链中的位置则存在更大的自由度。如果需要把数字信号转换成模拟信号(DAC)，则优选的作法是，在DAC之后不加任何后置滤波器，因为这会消除在高频路径中产生的谐波，以补偿显示设备的非线性的亮度与光转换特性。
可以使用一个处理器来实现频带分割滤波器302、第一像素值转换单元304、第二像素值转换单元306和和组合单元308。通常，这些功能是在一个软件程序产品的控制下执行的。在执行期间，通常，将所说的软件程序产品装入一个存储器(如RAM)并且从这里执行。程序可以从后台存储器(如ROM、硬盘、或者磁和/或光的存储器)装入，或者经过网络(如因特网)装入。任选地，应用特定集成电路提供公开的功能。
应当指出的是，处理步骤的顺序可能与以上所述的不同。任选地，首先利用第一预先确定的转换函数转换输入的视频信号，然后进行滤波，而后再利用第二预先确定的转换函数进行转换。通过这样作，还可以实现对于视频信号的频率相关的修改，以补偿在光域中引起混叠现象的显示设备的亮度与光转换特性。
本发明给出的方案所解决的问题，也会出现在这样的情况下当所用的显示设备也是阴极射线管类型时，为了应用阴极射线管对视频信号已进行了预校正(伽马校正)，。伽玛校正通常是在数字化之前的摄像机的模拟信号路径中实现的。由于在模拟数字转换器的前面存在抗混叠滤波器，所以只能校正水平低频信号，尽管也可能对垂直高频信号进行校正。较高水平频率的谐波不能通过抗混叠滤波器。对于常规(即水平的)扫描的阴极射线管，只在垂直域中显示是不连续的，这不成问题，因为对于高的垂直频率进行了预校正。然而，如果阴极射线管在水平域是不连续的，例如如果所用的阴极射线管具有换位扫描的这种情况发生，那么，因为谐波丢失就要发生混叠现象。显然，对于矩阵显示，在水平方和垂直方向都存在问题，并且在垂直和水平域中与预校正的失配很可能是不同的。
图4A示意地表示在一个两维的频率域中的4个部分。x轴对应于水平方向的频率，y轴对应于垂直方向的频率。可以区分下述的4个部分LL在两维频率域的这个部分中的分量具有相对低的水平方向频率和相对低的垂直方向频率；LH在两维频率域的这个部分中的分量具有相对高的水平方向频率和相对低的垂直方向频率；
HL在两维频率域的这个部分中的分量具有相对低的水平方向频率和相对高的垂直方向频率；HH在两维频率域的这个部分中的分量具有相对高的水平方向频率和相对高的垂直方向频率。
在图4B和图4C中使用上述提供的定义。
图4B示意地表示图像处理单元400的一个实施例，对于这个实施例进行设计，使其可以按照不同的方式处理水平分量和垂直分量。在输入连接器310为图像处理单元400提供第一视频信号Video1，图像处理单元400在输出连接器312提供第二视频信号Video2，输出连接器312连接到显示设备。对图像处理单元400进行安排，使其可以根据显示设备的亮度与光转换特性将第一视频信号Video1的像素值转换成第二视频信号Video2的对应的像素值。图像处理单元400的目的在于处理第一视频信号，以便在显示设备上不会出现扰动的混叠假像，同时使显示设备上的画面的对比度调整为观众的口味。图像处理单元400的操作如以下所述。
借助于水平低通滤波器402对第一视频信号Video1进行滤波，产生包括LL1和HL1分量的一个信号。借助于垂直低通滤波器404对这个信号进行滤波，产生只包括LL1分量的一个信号。通过从包括LL1和HL1分量的信号中扣除只包括LL1分量的一个信号，获得包括HL1分量的一个信号。这种扣除是借助于减法单元410实现的。
还要借助于垂直低通滤波器406对第一视频信号Video1进行滤波，产生包括LL1和LH1分量的一个信号。借助于水平低通滤波器408对这个信号进行滤波，产生只包括LL1分量的一个信号。通过从包括LL1和LH1分量的信号中扣除只包括LL1分量的一个信号，得到只包括LH1分量的一个信号。这种扣除是借助于减法单元416实现的。
通过从第一视频信号Video1扣除包括LL1分量的信号、包括HL1分量的信号和包括LH1分量的信号，得到包括HH1分量的一个信号。这种扣除是借助于减法单元412实现的。
借助于像素值转换单元Tr1将包括LL1分量的信号转换成包括LL2分量的信号。借助于像素值转换单元Tr2将包括HL1分量的信号转换成包括HL2分量的信号。借助于像素值转换单元Tr3将包括LH1分量的信号转换成包括LH2分量的信号。借助于像素值转换单元Tr4将包括HH1分量的信号转换成包括HH2分量的信号。
借助于组合单元414，将包括LL2分量的信号、包括HL2分量的信号、包括LH2分量的信号和包括HH2分量的信号组合成第二视频信号Video2。
任选地，某些转换函数互相相等。
图4C示意地表示图像处理单元的可替换的实施例，对这个实施例进行设计，使其可以按照不同的方式处理水平分量和垂直分量。在输入连接器310为图像处理单元401提供第一视频信号Video1，图像处理单元401在输出连接器312提供第二视频信号Video2，输出连接器312连接到显示设备。对图像处理单元401进行安排，使其可以根据显示设备的亮度与光转换特性将第一视频信号Video1的像素值转换成第二视频信号Video2的对应像素值。图像处理单元401的目的在于处理第一视频信号，以便在显示设备上不会出现扰动的混叠假像，同时使显示设备上的画面的对比度调整为观众的口味。图像处理单元401的操作如以下所述。
借助于水平低通滤波器402对第一视频信号Video1进行滤波，产生包括LL1和HL1分量的一个信号。借助于垂直低通滤波器404对这个信号进行滤波，产生只包括LL1分量的一个信号。通过从包括LL1和HL1分量的信号扣除只包括LL1分量的一个信号，得到包括HL1分量的一个信号。这种扣除是借助于减法单元410实现的。
借助于像素值转换单元Tr1将包括LL1分量的信号转换成包括LL2分量的信号。借助于像素值转换单元Tr2将包括HL1分量的信号转换成包括HL2分量的信号。
借助于组合单元418，将包括LL2分量的信号和包括HL2分量的信号组合成提供给垂直低通滤波器406的信号。这个垂直低通滤波器406的输出是包括LL2和LH1分量的信号。借助于水平低通滤波器408对这个信号进行滤波，产生只包括LL2分量的信号。通过从包括LL2和LH1分量的信号中扣除只包括LL2分量的信号，获得包括LH1分量的一个信号。这种扣除是借助于减法单元416实现的。借助于像素值转换单元Tr4将包括LH1分量的信号转换成包括LH3分量的信号。
借助于组合单元420，将包括LL2分量的信号和包括LH3分量的信号组合成第二视频信号Video2。
任选地，某些转换函数互相相等。
图5示意地表示按照本发明的图像处理设备500的一个实施例，包括接收装置502，用于接收代表输入图像的信号，这个信号可以是经过天线或电缆接收的广播信号，还可以是来自一个存储设备的信号，例如VCR(盒式录像机)或者是数字通用盘(DVD)，在输入连接器510处提供该信号；关于图3或图4描述的图像处理单元504；和用于显示图像处理单元504的输出图像的显示设备506。
图像处理设备500例如可以是电视。作为可替换方案，图像处理设备500不包括任选的显示设备506，而是向一个确实包括一个显示设备506的设备提供输出图像。图像处理设备500还可以是例如机顶盒、卫星调谐器、VCR播放器、DVD播放器或记录器。任选地，图像处理设备500包括存储装置，如硬盘，或者用于在可移动介质上的存储的装置，如光盘。图像处理设备500还可以是由电视影片演播室或广播电台使用的系统。图像处理设备500还可以是计算机，如个人计算机。可以借助于计算机来进行关于参照附图描述的视频处理，但是作为可替换方案，这种处理还可以包括在显示设备中，即监视器。
图6示意地表示非线性操作对于信号的影响。图6示意地说明了本发明。假定有一个显示设备，这个设备具有非线性的亮度与光转换特性。进而，假定有一个第一视频信号602，第一视频信号602包括频率为fin的一个频率分量，这个频率只比这个显示设备的尼奎斯特频率低fNyquist-fin＝ε，其中ε相当小。如果将这个第一视频信号602提供给显示设备，则在显示设备上可以观察到混叠现象。当检查到已转换的信号604的时候，就可以明白这一点。这个已转换的信号604是借助于利用转换函数转换第一视频信号602而从第一视频信号602导出的，这个转换函数应与这个显示设备的非线性的亮度与光转换特性类似。这个已转换的信号604包括高于第一视频信号602的频率分量的频率fin的频率分量，因为这个曲线的斜率比第一视频信号602的正弦波的斜率陡峭。
如果直接将第一视频信号602提供给显示设备可能发生混叠现象，为了对于这个混叠现象进行补偿，现在要通过转换函数612对第一视频信号进行预补偿，从而可以产生预补偿的视频信号606。应当指出的是，通过这种预补偿，还可以引入高于显示设备的尼奎斯特频率的高频分量。如果向具有非线性亮度与光转换特性的显示设备提供这个预补偿的视频信号606，就实现了所得的最终的信号608，所得的最终的信号基本上对应于第一视频信号602。这就意味着，几乎不存在可导致混叠现象的任何频率分量。
应当指出的是，上述的实施例表示的不是对于本发明的限制，在本领域的普通技术人员能够设计出可替换的实施例而不会偏离所附的权利要求书的范围。在权利要求书中，放在两个括号中的任何标号不被构成是对于权利要求的限制。术语“包括”并不排除没有列在权利要求中的元件或步骤的存在。放在元件前面的术语“一个”并不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括几个不同元件的硬件实施，并且可以借助于适当编程的计算机实施。在列举几个装置的单元权利要求中，几个这样的装置可以通过一个和具有相同项目的硬件实施。
权利要求
1.根据显示设备的亮度与光转换特性将第一视频信号的像素值转换成第二视频信号的对应像素值的方法，包括对第一视频信号进行频带分割，使其成为第一高频信号和第一低频信号；根据第一转换函数将第一高频信号转换成第二高频信号；根据与第一转换函数不同的第二转换函数将第一低频信号转换成第二低频信号；将第二高频信号和第二低频信号组合成第二视频信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第一转换函数基本上等于显示设备的亮度与光转换特性的倒数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第一转换函数基本上等于第一视频信号起源的视频源中的预校正函数和显示设备的亮度与光转换特性的组合的倒数。
4.根据以上权利要求中任何一个所述的方法，其特征在于第二转换函数基于第一视频信号。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于第二转换函数基本上等于第一视频信号起源的视频源中的预校正函数的倒数。
6.根据以上权利要求中任何一个所述的方法，其特征在于第二转换函数基于观众要求的预先确定的对比度增强。
7.根据以上权利要求中任何一个所述的方法，其特征在于包括对第一视频信号进行分割，使其成为第一水平高频信号、第一垂直高频信号和第一低频信号；根据第一转换函数将第一水平高频信号转换成第二水平高频信号；根据不同于第一转换函数的第三转换函数将第一垂直高频信号转换成第二垂直高频信号；将第二水平高频信号、第二垂直高频信号和第二低频信号组合成第二视频信号。
8.一种根据显示设备的亮度与光转换特性将第一视频信号的像素值转换成第二视频信号的对应像素值的图像处理单元，包括频带分割滤波器，用于对第一视频信号进行频带分割，使其成为第一高频信号和第一低频信号；第一像素值转换单元，用于根据第一转换函数将第一高频信号转换成第二高频信号；第二像素值转换单元，用于根据与第一转换函数不同的第二转换函数将第一低频信号转换成第二低频信号；组合单元，用于将第二高频信号和第二低频信号组合成第二视频信号。
9.一种图像处理设备，包括一个接收单元，用于接收第一视频信号；和如权利要求7所述的图像处理单元。
10.根据权利要求8所述的图像处理设备，其特征在于包括显示设备，用于根据第二视频信号显示图像。
11.一种包括根据权利要求10所述的图像处理设备的电视。
12.根据权利要求10所述的图像处理设备，其特征在于图像处理设备是一个与计算机相连的监视器。
全文摘要
公开了一种根据显示设备的亮度与光转换特性将第一视频信号(Video1)的像素值转换成第二视频信号(Video2)的对应像素值的图像处理单元(300)。图像处理单元(300)包括频带分割滤波器(302)，用于对第一视频信号(Video1)进行频带分割，使其成为第一高频信号(HF1)和第一低频信号(LF1)；第一像素值转换单元(304)，用于根据第一转换函数将第一高频信号(HF1)转换成第二高频信号(HF2)；第二像素值转换单元，用于根据与第一转换函数不同的第二转换函数将第一低频信号(LF1)转换成第二低频信号(LF2)；组合单元(308)，用于将第二高频信号(HF2)和第二低频信号(LF2)组合成第二视频信号(Video2)。
文档编号H04N5/202GK1720718SQ200380105285
公开日2006年1月11日 申请日期2003年11月6日 优先权日2002年12月6日
发明者G·德哈安 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司