专利名称：彩色图像的饱和度纠正的制作方法
技术领域：
本发明总的说来涉及视频处理，并且更具体地，涉及一种修正彩色输出信号中存在的负值的饱和度纠正方法。
在诸如国家电视制式委员会(NTSC)和逐行倒相制式(PAL)的彩色电视系统中，YUV域用于视频传输。这意味着视频信息通过亮度信号和色度信号传输。亮度信号提供亮度信息而色度信号提供色彩信息。亮度信号由γ校正的红、绿和蓝色信号按下述产生Y＝0.299R′+0.587G′+0.114B′ (1)色度信号由色差信号构成，其结合亮度信号产生用于产生彩色图像的红、绿和蓝彩色信号。这些色差信号按下述来表示亮度信号和γ校正的红、绿和蓝彩色信号之间的差U＝0.492(B′-Y)V＝0.877(R′-Y)(2)彩色电视中的饱和度控制基于相对于亮度信号的色差信号的放大。YUV域中执行的饱和度控制有时导致色彩放大到不能正确地再生。在一种情况下，这是由于RGB彩色输出信号中的一个被限幅在最高电平所导致的。然而，通常对于非常明亮的色彩来说这是一个问题。
更常见的是输出RGB彩色信号会具有负值。在饱和度控制中，仅仅色差信号U、V被放大而亮度信号Y没有。因此，在从YUV到RGB域的转换中，输出RGB彩色信号中的一个会具有负值。即使是在中等亮度级，这也会发生。由于负值不能显示，因此该值将被显示器限幅。该限幅在视觉上导致错误的色调或暗淡的色彩。在彩色图像显示器中，对于所有色彩来说这不会是问题。然而，对于黄色来说暗淡尤其明显。
考虑到以上所述，本发明是针对饱和度纠正的方法的。该方法包括将亮度信号和至少一个色差信号转换为彩色信号。检测彩色信号是否具有负值。反转彩色信号以产生校正值。此外，向亮度信号添加校正值。
在一些实例中，转换步骤包括将亮度信号和两个色差信号转换为RGB彩色信号。此外，要么采用RGB彩色信号中的最小值，要么仅仅选择B彩色信号。
在其它实例中，转换步骤包括依比例决定至少一个色差信号以产生依比例决定的色差信号。此外，将依比例决定的色差信号和亮度信号的负值相加。
现在参考附图，其中类似的参考数字表示对应的部分
图1是示出根据本发明的饱和度纠正的一个实例的图；图2是示出根据本发明的饱和度纠正的另一个实例的图；图3是示出根据本发明的饱和度纠正的另一个实例的图；图4是示出根据本发明的饱和度纠正的另一个实例的图；图5是示出非线性曲线的一个实例的图；图6是示出根据本发明的装置的一个实例的图。
如前所述，YUV域中执行的饱和度控制会导致RGB彩色输出信号具有负值。由于负值不能显示，因此这会导致色彩在显示的图像中在视觉上似乎是暗淡的。对于黄色来说这种暗淡尤其明显。为了修正这种黯淡，本发明使用饱和度纠正，其检测这些负值，然后向亮度信号添加这些检测的值的正值。
根据本发明的饱和度纠正的一个实例在图1中示出。在步骤2中，亮度信号Yin和两个色差信号Uin、Vin转换为RGB彩色信号。这种转换可以根据下述执行R＝Y+1.140VG＝Y-0.394U-0.581VB＝Y+2.032U (3)在步骤4中，采用RGB彩色信号的最小值。因此，将选中具有最低值的RGB彩色信号。如果RGB彩色信号中的一个正好是负值，那么就选择该特殊值。
在步骤6中，检测通过步骤4提供的RGB彩色信号是否具有负值。在这个实例中，如果输入值大于零(0)，那么这通过将输出信号限幅来实现。例如，如果输入值是二十(20)，那么输出值就是零(0)。如果输入值是负二十(-20)，那么输出值就是负二十(-20)。用这种方法，仅仅具有负值的RGB彩色信号被传递以便进一步处理。
在步骤8中，由步骤6提供的RGB彩色信号被反转。因此，检测为具有负值的RGB彩色信号将转换为正值。
从图1可以看出，非线性调节步骤10被围在虚线框中。这表示这个特征可以或者不必包括在根据本发明的饱和度纠正中。如果它不被包括，则反转8的输出直接提供给相加步骤12。如果它被包括，则反转8的输出将根据在步骤10中的非线性曲线来调节。这将防止检测为负值的RGB彩色信号的值过大，其会在显示彩色图像时导致过度纠正。因此，非线性调节步骤12充当了避免这种过度纠正的软限幅器。非线性曲线的一个实例将在下面关于图5来描述。
在步骤12中，由步骤8或者10提供的RGB彩色值添加到亮度信号Yn以产生输出亮度信号Yout。例如，如果蓝色信号检测为具有负值，那么它的正值将添加到亮度信号Yn以产生输出亮度信号Yout。因此，通过将输出信号Yout、Uout、Vout转换为RGB彩色信号产生的蓝色信号将不是负值。因此，将在显示的图像中防止对由蓝色信号产生的色彩例如黄色的限幅。
根据本发明的饱和度纠正的另一实例在图2中示出。可以看出，除了不采用RGB彩色信号的最小值外，这个实例和图1的实例是一样的。代替地，仅仅选中B彩色信号用于进一步的处理。如前所述，由于彩色信号具有负值而引起的暗淡在黄色方面更加明显。由于B彩色信号产生黄色，因此仅仅处理B彩色信号会更加有效。
操作期间，图2的实例将接着进行和关于图1所描述的相同的操作，只是仅仅处理B彩色信号。在步骤2中，亮度Yin和两个色差信号Uin、Yin转换为RGB彩色信号。在步骤4中，选中B彩色信号，并且接着检测任何B彩色信号是否具有负值。图2的实例将与先前关于图1的实例所描述的一样进一步处理B彩色信号。因此，不必要再进一步描述。
根据本发明的饱和度纠正的另一实例在图3中示出。在这个实例中，三个输入信号Yin、Uin、Vin不转换为三个RGB信号。代替地，亮度信号Yin和其中一个差信号Uin用于产生负B彩色信号。这种转换通过步骤14、16完成。由于这允许使用更简单的电路，所以这可提供实施根据本发明的饱和度纠正的更加有效的方式。
在步骤14中，其中一个差信号Uin按照B′-Y的形式依比例决定。例如，如果Uin与等式2中的相同，那么Uin将除以因子“0.492”。在步骤16中，亮度信号Yin和依比例决定14的输出两个负值相加。这产生B彩色信号的负值。如上所述，步骤14、16将亮度信号Yin和其中一个差信号Uin转换为B彩色信号。此外，作为步骤16的结果，B彩色信号也被反转。由于不需要如先前实例中一样的另一反转步骤，这进一步简化了这个实例。
在步骤18中，检测B彩色信号最初是否具有负值。在这个实例中，如果输入值小于或等于零(0)，那么这通过将输出信号限幅来实现。例如，如果B彩色信号最初具有值二十(20)，那么相加16的输出将是负二十(-20)，并且步骤18的输出将是零(0)。如果B彩色信号最初具有值负二十(-20)，那么相加16的输出将是二十(20)，并且步骤18的输出将是零(0)。用这种方法，仅仅最初具有负值的B彩色信号被传递以便进一步处理。
可以看出，图3的余下部分和另外两个实例中的相同。类似地，这个实例也可以包括非线性调节步骤10。如同在其它实例中一样，非线性调节步骤根据非线性曲线改变检测为负值的B彩色信号以防止过度纠正。
类似地，图3的实例也包括相加步骤12，用于将来自步骤18或者10的B彩色信号的值加到亮度信号Yn以产生亮度信号Yout。如同在其它实施例中一样，当输出信号Yout、Uout、Vout转换为将要显示的RGB彩色信号时，这为检测为负值的B彩色信号提供了纠正。
根据本发明的饱和度纠正的另一实例在图4中示出。可以看出，在这个实例中使用了差信号Cbin、Crin。除了在数字域中依比例决定外，这些差信号Cbin、Crin类似于Uin、Vin。在这个实例中，我们假定差信号Cbin、Crin用2的补码形式表示。因此，图4的实例除依比例决定14之外进行与图3的实例相同的操作。在这个实例中，差信号Cbin除以诸如值“0.564”的常数因子。作为依比例决定14的结果，差信号Cbin处于B′-Y的形式。
任何用于非线性调节步骤的非线性曲线的一个实例在图5中示出。如前所述，如果被包括，则非线性调节步骤根据非线性曲线来调节被加到亮度信号Yn上的彩色信号的值以防止过度的饱和度。在这个实例中，对于在0-48范围内的值，被加到亮度信号Yn的值将除以二分之一。此外，对于大于四十八(48)的值，添加到亮度信号Yn的值将是二十四(24)。然而，应当注意，图5所示的非线性曲线仅仅是实例。因此，其它非线性曲线也被考虑。例如，倾斜线的斜度可以更改。此外，平的部分的幅度也可以更改。
根据本发明的装置的一个实例在图6中示出。作为实例，该装置可以表示电视机、机顶盒、个人计算机、打印机或光记录装置，诸如数字录像机或DVD，以及这些及其它装置的部分或者组合。该装置包括处理器14、存储器16、总线18以及一个或多个输入/输出装置20。在该装置是电视机或计算机的情况下，它还包括显示器22。
输入/输出装置20、处理器14以及存储器16通过总线18进行通信。输入信号Yin、Uin、Vin根据存储在存储器16中的一个或多个软件程序来处理，并且由处理器14来执行以产生输出彩色信号Ro′Go′Bo′。这些输出彩色信号Ro′Go′Bo′可以存储在存储器16中，或者发送给显示器22以产生彩色图像。
特别地，存储在存储器14中的软件程序可以包括一个或多个图1-4的饱和度纠正方法。此外，存储在存储器14中的软件程序还可以包括其它视频信号处理算法，诸如饱和度控制。在这个实施例中，饱和度纠正方法与其它算法一起通过由处理器14执行的计算机可读取代码来实施。此外，该代码存储在存储器16中。在其它实施例中，可以用硬件电路来代替或者结合软件指令来实施本发明。
尽管以上已经根据具体的实例描述了本发明，但是应当理解的是，本发明并不旨在被约束或限制于这里公开的实例。因此，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的本发明的各种结构和修改。
权利要求
1.一种饱和度纠正方法，包括步骤将亮度信号和至少一个色差信号转换为彩色信号(2或14、16)；检测彩色信号是否具有负值(6或18)；反转彩色信号以产生纠正值(8或16)；以及将纠正值加到亮度信号上(12)。
2.如权利要求1的方法，其进一步包括根据非线性曲线调节纠正值(10)。
3.如权利要求1的方法，其中转换步骤包括将亮度信号和两个色差信号转换为RGB彩色信号(2)。
4.如权利要求3的方法，其进一步包括采取RGB彩色信号的最小值(4)。
5.如权利要求3的方法，其进一步包括选择B彩色信号。
6.如权利要求1的方法，其中该转换步骤包括依比例决定该至少一个色差信号(14)以产生依比例决定的色差信号；以及将依比例决定的色差信号以及亮度信号两个负值相加(16)。
7.一种用于执行饱和度纠正的装置，包括用于将亮度信号以及至少一个色差信号转换为彩色信号(2或14、16)的装置；用于检测彩色信号是否具有负值(6或18)的装置；用于反转彩色信号以产生纠正值(8或16)的装置；以及用于将纠正值加到亮度信号上(12)的装置。
8.如权利要求7的装置，其进一步包括用于根据非线性曲线调节纠正值(10)的装置。
9.如权利要求7的装置，其中转换装置包括用于将亮度信号和两个色差信号转换为RGB彩色信号(2)的装置。
10.如权利要求9的装置，其进一步包括用于采取RGB彩色信号的最小值(4)的装置。
11.如权利要求9的装置，其进一步包括用于选择B彩色信号的装置。
12.如权利要求7的装置，其中该转换装置包括用于依比例决定该至少一个色差信号(14)以产生依比例决定的色差信号的装置；以及用于将依比例决定的色差信号以及亮度信号两个负值相加(16)的装置。
13.一种存储介质，包括用于执行饱和度纠正的代码，该代码包括用于将亮度信号和至少一个色差信号转换为彩色信号(2或14、16)的代码；用于检测彩色信号是否具有负值(6或18)的代码；用于反转彩色信号以产生纠正值(8或16)的代码；以及用于将纠正值加到亮度信号上(12)的代码。
14.如权利要求13的存储介质，其进一步包括用于根据非线性曲线调节纠正值(10)的代码。
15.如权利要求13的存储介质，其中转换代码包括用于将亮度信号和两个色差信号转换为RGB彩色信号(2)的代码。
16.如权利要求15的存储介质，其进一步包括用于采取RGB彩色信号的最小值(4)的代码。
17.如权利要求15的存储介质，其进一步包括用于选择B彩色信号的代码。
18.如权利要求13的存储介质，其中该转换步骤包括用于依比例决定该至少一个色差信号(14)以产生依比例决定的色差信号的代码；以及用于将依比例决定的色差信号以及亮度信号两个负值相加(16)的代码。
全文摘要
本发明涉及一种饱和度纠正的方法。该方法包括将亮度信号和至少一个色差信号转换为彩色信号。检测彩色信号是否具有负值。反转彩色信号以产生纠正值。另外，向亮度信号添加该纠正值。
文档编号H04N9/67GK1857010SQ200480027290
公开日2006年11月1日 申请日期2004年9月20日 优先权日2003年9月22日
发明者M·尼乌文赫伊津 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司