专利名称：：色彩空间转换电路及方法
技术领域：
：本发明系有关于色彩空间转换(colorspaceconversion)，尤指一种色彩空间转换电路及方法。
背景技术：
：YCbCr与sRGB(standardRGB)为常用的标准色彩空间，在实际应用上，举例来说，影像装置(如数字摄影机或DVD播放器等)可输出YCbCr格式之视讯讯号至显示装置(如数字电视等)，显示装置再将其转换为sRGB格式，以进行显示。在CCIRRecommendation601规格中，Y(明度)、Cb及Cr(彩度)各以8个位来编码，其中Y的范围为16235，Cb、Cr的范围各为16240。在将YCbCr色彩空间转换为sRGB色彩空间时，利用以下的转换公式可得知红色(R)、绿色(G)、蓝色⑶分量的范围分别为O1，以8位来表示即为O255的范围。由于消费者对视觉效果的要求日益提高，YCbCr色彩空间渐不敷使用，于是近年来，以YCbCr色彩空间为基础，发展出xvYcc(extendedVideoYCC，或称为χ.v.Color)色彩空间，其色域为原YCbCr色彩空间的约1.8倍大，以提供更丰富的色彩表现。在xvYcc色彩空间中，若同样以8位来编码，则Y、Cb及Cr的范围各可扩大为1254。若依照前述之转换公式对此扩大的范围进行转换，则R、G、B分量的范围也分别扩大为-17.46277，如图1所示。然而，超出O255的部分，即-17.46O以及255277的部分，并无法以8位表示。习知技艺系将-17.46O的部分皆舍弃而视为0，255277的部分皆舍弃而视为255，使得xvYcc色彩空间之宽广色域无法在sRGB色彩空间中充分表现，而无法提升视觉效
发明内容有鉴于此，本发明之一目的，在于提供一种色彩空间转换电路及方法，可在执行xvYcc色彩空间至sRGB色彩空间的转换时，以简化的电路设计，将超出sRGB色彩空间的部分，压缩至sRGB色彩空间内，以提升视觉效果。本发明提供一种色彩空间转换电路，用以将一像素讯号从第一色彩空间转换至第二色彩空间，第二色彩空间具有至少一色彩空间维度。该色彩空间转换电路包含转换单元，用以产生像素讯号在该色彩空间维度上之像素分量，并于像素分量位于一压缩区间时，对像素分量进行压缩以输出压缩像素分量；其中，压缩像素分量不超出第二色彩空间在该色彩空间维度上之涵盖范围。本发明另提供一种色彩空间转换方法，包含下列步骤接收一属于第一色彩空间之像素讯号；产生像素讯号在第二色彩空间之色彩空间维度上之像素分量；以及当像素分量位于一压缩区间时，对像素分量进行压缩以输出压缩像素分量，其中压缩像素分量不超出第二色彩空间在其色彩空间维度上之涵盖范围。图1系显示YCbCr色彩空间与xvYcc色彩空间之相对大小的示意图。图2系本发明之色彩空间转换电路之一实施例的方块图。图3系显示图2之转换单元如何进行压缩动作的示意图。图4系本发明之色彩空间转换方法之一实施例的流程图。图中，20是色彩空间转换电路，21,22是缓存器，23是转换单元，24是缓存单元，4145是色彩空间转换方法之一实施例的流程步骤。具体实施例方式图2系本发明之色彩空间转换电路20之一实施例的方块图，包含一缓存单元24及一转换单元23。色彩空间转换电路20可执行xvYcc色彩空间(下文简称xvYcc)至sRGB色彩空间(下文简称sRGB)的转换。sRGB具有三个色彩空间维度，即红色、绿色、蓝色维度。sRGB在每个维度皆有一涵盖范围，该涵盖范围具有一下限值与一上限值(下文分别称为第一下限值与第一上限值)，若以8位来表示，分别为0与255。在将xvYcc转换至sRGB时，xvYcc在红色、绿色、蓝色维度上亦各具一下限值及一上限值(下文分别称为第二下限值与第二上限值)，若以8位表示，分别为-17.46与277。因此，第二下限值小于第一下限值，第二上限值大于第一上限值。缓存单元24可包含缓存器21与22。缓存器21储存第一临界值及第一斜率，缓存器22储存第二临界值及第二斜率，第一临界值大于第二临界值。缓存器21、22所储存的这些参数可依实际需要来进行调整。转换单元23耦接至缓存器21、22，可依据缓存器21、22所储存之参数值，将一属于xvYcc之输入像素讯号，转换为属于sRGB的输出像素讯号后输出。在这个转换过程中，转换单元23先将输入像素讯号转换为sRGB之各个色彩空间维度上之像素分量，即红色分量、绿色分量及蓝色分量。接着，转换单元23判断每一像素分量的大小是否位于压缩区间，若是，则进行压缩；否则，不进行压缩。换言之，压缩区间代表需进行压缩之像素值区间。于此实施例中，压缩区间包含下限与上限分别为第一临界值与第二上限值的像素值区间，以及下限与上限分别为第二下限值与第二临界值的像素值区间。因此，压缩区间的大小可藉由改变第一临界值或第二临界值来调整。当任一像素分量(如红色分量)大于第一临界值且不大于第二上限值(如xvYcc在红色维度上之上限值)时，转换单元23对该像素分量执行第一压缩动作以输出第一压缩像素分量，使得第一压缩像素分量不高于第一上限值(如sRGB在红色维度上之上限值)，且第一压缩像素分量与该像素分量间为具有第一斜率之线性关系；当任一像素分量小于第二临界值且不小于第二下限值时，转换单元23对该像素分量执行第二压缩动作以输出第二压缩像素分量，使得第二压缩像素分量不低于第一下限值，且第二压缩像素分量与该像素分量为具有第二斜率之线性关系；另一方面，转换单元23对介于第一临界值与第二临界值间之任一像素分量，则不执行任何压缩动作，直接输出该像素分量。因此，在转换单元23所输出之输出像素讯号中，红色、绿色及蓝色分量皆在sRGB的色域范围内。图3系显示转换单元23如何进行压缩动作的示意图，其中，输入像素分量为图2之输入像素讯号所转换之红色、绿色及蓝色分量其中之一，输出像素分量为图2之输出像素讯号所包含之红色、绿色及蓝色分量其中之一。在图3中，当输入像素分量大于第一临界值且不大于第二上限值，或者，小于第二临界值且不小于第二下限值时，会被压缩以产生输出像素分量，如此，原本超过sRGB色域范围之像素分量即可压缩在sRGB色域范围内，以显现不同层次的色彩，而不会被当成同一色彩来处理。举例来说，260与270(皆超过255的上限)的红色分量，在经过压缩处理后，会呈现不同层次的红色，而不会都被当成255的红色来显示。图3显示了两种压缩方式，于此实施例中，一为曲线压缩(curvecompression)，另一为线性压缩(linearcompression)。较佳地，曲线压缩依据Gamma曲线所产生，以符合人眼的视觉。或者，在本发明之色彩空间转换电路20中，以线性压缩的方式来逼近曲线压缩，如此可降低电路成本，并达到与曲线压缩非常近似的视觉效果。于此实施例中，在第一临界值与第二上限值间之斜线，其斜率为第一斜率，前述第一压缩动作即依据第一斜率来执行线性压缩，亦即输出像素分量(即第一压缩像素分量)=(输入像素分量-第一临界值)X第一斜率+第一临界值式(1)在第二临界值与第二下限值间之斜线，其斜率为第二斜率，前述第二压缩动作即依据第二斜率来执行线性压缩，亦即输出像素分量(即第二压缩像素分量)=(输入像素分量_第二临界值)X第二斜率+第二临界值式(2)式(1)可视为在第一临界值与第二上限值间执行线性内插(linearinterpolation)，式(2)可视为在第二临界值与第二下限值间执行线性内插。较佳地，转换电路23包含内插电路(图未显示)，用以执行式⑴与式⑵之线性内插运算。式(1)中，当输入像素分量与第一压缩像素分量分别为第二上限值及第一上限值时，若第一临界值为已知，则第一斜率可藉由将第一临界值、第一上限值及第二上限值代入式(1)而推导产生；若第一斜率为已知，则第一临界值可藉由将第一斜率、第一上限值及第二上限值代入式(1)而推导产生。同理，式(2)中，当输入像素分量与第二压缩像素分量分别为第二下限值及第一下限值时，若第二临界值为已知，则第二斜率可藉由将第二临界值、第一下限值及第二下限值代入式(2)而推导产生；若第二斜率为已知，则第二临界值可藉由将第二斜率、第一下限值及第二下限值代入式(2)而推导产生。因此，在此种情形下，缓存器21仅需储存第一临界值与第一斜率两者其一，而缓存器22仅需储存第二临界值与第二斜率两者其一，未储存者可由推导产生，如此可节省记忆空间。在另一具体实施例中，转换单元23包含一查询表(lookuptable，图未显示)，用以储存输入像素分量及对应之输出像素分量，其中，当输入像素分量大于第一临界值且不大于第二上限值时，对应之输出像素分量为第一压缩像素分量；当输入像素分量小于第二临界值且不小于第二下限值时，对应之输出像素分量为第二压缩像素分量；当输入像素分量介于第一临界值与第二临界值时，对应之输出像素分量即为原本之输入像素分量。因此，转换单元23可依据该查询表，快速地执行第一压缩动作与第二压缩动作。较佳地，对于xvYcc之输入像素讯号经转换所产生之红色、绿色及蓝色分量，转换单元23可分别使用不同的临界值与斜率，来执行前述之线性压缩。这些不同的临界值与斜率，可储存于缓存器21、22中。由于高清晰度多媒体接口(High-definitionMultimediaInterface，HDMI)在其1.3版本的规格中开始支持xvYcc，本发明之色彩空间转换电路20可适用于HDMI接收器，用以将HDMI接收器所接收之xvYcc格式的讯号，转换为sRGB格式的讯号，在显示装置如数字电视上显示。图4系本发明之色彩空间转换方法之一实施例的流程图，用于第一色彩空间至第二色彩空间之转换。该方法包含下列步骤步骤41接收一属于第一色彩空间之像素讯号。步骤42产生该像素讯号在第二色彩空间之各色彩空间维度上之像素分量。步骤43当任一色彩空间维度上之像素分量大于第一临界值且不大于该像素分量之上限值时，对该像素分量执行第一压缩动作以输出第一压缩像素分量，其中第一压缩像素分量不高于第二色彩空间在该色彩空间维度上之上限值，且第一压缩像素分量与该像素分量间为具有第一斜率之线性关系。步骤44当任一色彩空间维度上之像素分量小于第二临界值且不小于该像素分量之下限值时，对该像素分量执行第二压缩动作以输出第二压缩像素分量，其中第二压缩像素分量不低于第二色彩空间在该色彩空间维度上之下限值，且第二压缩像素分量与该像素分量间为具有第二斜率之线性关系。步骤45当任一色彩空间维度上之像素分量介于第一临界值与第二临界值之间时，直接输出该像素分量。前述步骤中，第一临界值大于第二临界值；任一色彩空间维度上之像素分量的上限值大于第二色彩空间在该色彩空间维度上之上限值；任一色彩空间维度上之像素分量的下限值小于第二色彩空间在该色彩空间维度上之下限值。较佳地，第一色彩空间为xvYcc色彩空间，第二色彩空间为sRGB色彩空间，其包含红色、绿色及蓝色维度等三个色彩空间维度。图4之色彩空间转换方法可施用于HDMI接收ο较佳地，步骤4345系依据一查询表执行。该查询表预先储存步骤42所产生之不同大小的像素分量及步骤4345所对应输出之像素分量，即第一压缩像素分量、第二压缩像素分量或未经压缩之原像素分量，如此可加快步骤4345的执行速度。以上所述系利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明之范围。凡熟知此项技艺人士皆能明了，可根据以上实施例之揭示而做出诸多可能变化，仍不脱离本发明之精神和范围。权利要求一种色彩空间转换电路，其特征在于，包含一转换单元，用以将一像素讯号从一第一色彩空间转换至一第二色彩空间，该第二色彩空间具有至少一色彩空间维度；其中，该转换单元产生该像素讯号在该色彩空间维度上之一像素分量，并于该像素分量位于一压缩区间时，对该像素分量进行压缩以输出一压缩像素分量，使得该压缩像素分量不超出该第二色彩空间在该色彩空间维度上之一涵盖范围。2.根据权利要求1所述的色彩空间转换电路，其特征在于，当该像素分量位于该压缩区间外时，该转换单元直接输出该像素分量。3.根据权利要求1所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该转换单元包含一查询表，用以储存该像素分量及对应之该压缩像素分量；该转换单元依据该查询表对该像素分量进行压缩。4.根据权利要求1所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该压缩像素分量与该像素分量间为一线性关系。5.根据权利要求4所述的色彩空间转换电路，其特征在于，更包含一缓存单元，耦接至该转换单元，用以储存该线性关系之一斜率。6.根据权利要求1或4所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该压缩区间之下限与上限分别为一第一临界值与该像素分量之一上限值，该压缩像素分量不高于该涵盖范围之一上限值。7.根据权利要求6所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该像素分量之该上限值大于该涵盖范围之该上限值。8.根据权利要求6所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该压缩像素分量系依据该像素分量、该第一临界值及该线性关系之一斜率而决定。9.根据权利要求6所述的色彩空间转换电路，其特征在于，更包含一缓存单元，耦接至该转换单元，用以储存该第一临界值。10.根据权利要求6所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该线性关系之一斜率系依据该第一临界值、该像素分量之该上限值及该涵盖范围之该上限值而决定。11.根据权利要求1或4所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该压缩区间之上限与下限分别为一第二临界值与该像素分量之一下限值，该压缩像素分量不低于该涵盖范围之一下限值。12.根据权利要求11所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该像素分量之该下限值小于该涵盖范围之该下限值。13.根据权利要求11所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该压缩像素分量系依据该像素分量、该第二临界值及该线性关系之一斜率而决定。14.根据权利要求11所述的色彩空间转换电路，其特征在于，更包含一缓存单元，耦接至该转换单元，用以储存该第二临界值。15.根据权利要求11所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该线性关系之一斜率系依据该第二临界值、该像素分量之该下限值及该涵盖范围之该下限值而决定。16.根据权利要求1所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该第一色彩空间为xvYcc色彩空间，该第二色彩空间为sRGB色彩空间。17.根据权利要求16所述的色彩空间转换电路，其特征在于，该色彩空间转换电路系实施于一高清晰度多媒体接口(HDMI)接收器中。18.一种色彩空间转换方法，其特征在于，包含接收一属于一第一色彩空间之像素讯号；将该像素讯号从该第一色彩空间转换至一第二色彩空间以产生该第二色彩空间之一色彩空间维度上之一像素分量；以及当该像素分量位于一压缩区间时，对该像素分量进行压缩以输出一压缩像素分量，使得该压缩像素分量不超出该第二色彩空间在该色彩空间维度上之一涵盖范围。19.根据权利要求18所述的色彩空间转换方法，其特征在于，该压缩步骤系依据一查询表执行，其中该查询表储存该像素分量及对应之该压缩像素分量。20.根据权利要求18所述的色彩空间转换方法，其特征在于，该压缩区间之下限与上限分别为一第一临界值与该像素分量之一上限值，该压缩像素分量不高于该涵盖范围之一上限值。全文摘要本发明涉及一种色彩空间转换电路及方法，可在执行xvYcc色彩空间至sRGB色彩空间的转换时，以简化的电路设计，将超出sRGB色彩空间的部分，压缩至sRGB色彩空间内，以提升视觉效果。色彩空间转换电路包含转换单元。转换单元可将一像素讯号从xvYcc色彩空间转换至sRGB色彩空间。在转换过程中，转换单元产生像素讯号在sRGB色彩空间之各色彩空间维度上之像素分量，当任一像素分量位于压缩区间时，转换单元对该像素分量进行压缩以输出一压缩像素分量。该压缩像素分量不超出sRGB色彩空间在对应色彩空间维度上之涵盖范围。文档编号H04N9/64GK101873502SQ200910106780公开日2010年10月27日申请日期2009年4月24日优先权日2009年4月24日发明者蔡孟哲申请人:晨星软件研发(深圳)有限公司;晨星半导体股份有限公司