专利名称：图像校正电路、图像校正方法、和图像显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有对图像信号执行校正处理的功能的图像校正电路、图像校正方法和图像显示器。
背景技术：
诸如电视接收器(电视)、VTR(磁带录像机)、数字照相机、电视摄影机、或打印机的设备典型地具有对输入图像进行图像质量校正，然后输出该输入图像的图像处理功能(例如，诸如亮度或对比度控制的亮度校正功能，以及轮廓校正)。对输入图像数据进行的亮度校正主要被有效地应用于全黑和低对比度的图像或模糊图像。
另一方面，例如为了使显示的图像鲜艳，除了上述对输入图像数据进行的亮度校正之外，通常还执行对输入图像数据的颜色校正。更具体地，例如，在家用电器卖场的货架上陈列的电视中，为了容易地使显示的图像鲜艳，使用把颜色增益提高至大于1的技术以便把颜色增益设置为足够高的值。
此外，作为与这种亮度校正和这种颜色校正相关的技术，例如，在日本未审专利申请出版物No.2000-156871中，提出了一种图像处理方法，其中根据对输入图像数据的亮度校正(对比度改善处理)的量执行对该输入图像数据的颜色校正。
发明内容
然而，在日本未审专利申请出版物No.2000-156871中，未示出该图像处理方法的具体配置，因此没有公开根据亮度校正量恰当地实现自适应颜色校正的技术。
在对比度改善处理中，通常，γ曲线被校正为以便在输入/输出特性增大的方向上变陡峭，从而存在颜色相应变得更加暗淡的趋势。因此，根据亮度校正量执行自适应颜色校正；然而，如上所述，为了使在家用电器卖场货架上陈列的电视上的颜色鲜艳，要避免颜色变得暗淡，因此，颜色向颜色增益更大的方向上校正，即更强力地校正。当该趋势过强时，预期在暗图像中的颜色变得过于鲜艳，例如肤色白的人的脸变红，因此图像会显得不自然。
此外，为了执行自适应颜色校正，需要添加合适的电路，因而电路复杂度或电路尺寸增加也是个问题。
考虑到前述问题，期望提供一种能够根据亮度校正量容易地实现自适应颜色校正的图像校正电路、图像校正方法、和图像显示器。
此外，期望提供一种能够获得自然图像的图像校正电路、图像校正方法、和图像显示器。
根据本发明的一个实施例，提供了一种图像校正电路，该电路包括用于对输入图像数据执行亮度校正的亮度校正部；以及用于根据下列公式对输入图像数据执行自适应颜色校正的颜色校正部Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]其中Cout表示颜色校正后的色度信号，Cin表示颜色校正前的色度信号，M表示作为固定正值的自适应颜色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部进行的亮度校正的总量，L表示满足L＜(Ymax/2)的固定正值，且Ymax表示输入图像数据的最大亮度。
根据本发明的一个实施例，提供了一种图像校正方法，该方法包括如下步骤对输入图像数据执行亮度校正；以及根据上述公式对输入图像数据执行自适应颜色校正。
根据本发明的一个实施例，提供一种图像显示器，包括用于对输入图像数据执行亮度校正的亮度校正部；用于根据上述公式对输入图像数据执行自适应颜色校正的颜色校正部；以及用于基于对其执行了亮度校正和自适应颜色校正的输入图像数据而显示图像的显示部。
在根据本发明实施例的图像校正电路、图像校正方法、和图像显示器中，基于上述公式执行颜色校正，从而实现根据亮度校正总量ΔY对输入图像数据执行的自适应颜色校正。此外，例如，即使在ΔY比必需值大的情况下，颜色校正后的色度信号Cout可通过固定值L和自适应颜色校正因子M而避免变得过大。进一步，用来除ΔY的分母是固定值L，因此可以防止电路复杂。
在根据本发明实施例的图像校正电路中，当根据上述公式执行自适应颜色校正时，上述颜色校正部优选通过穿过点(Ymax，A)和点(L+β，B)的限制直线来限制上述值(ΔY/L)，该限制直线根据通过输入图像数据的亮度Y的倒数表示的函数(1/Y)的曲线图来定义其中A表示比在最大亮度Ymax处的函数值(1/Ymax)大并且比在亮度L处的函数值(1/L)小的值，即，满足[(1/Ymax)＜A＜(1/L)]的值，β表示一个正、负或0的固定值，而B表示比在亮度(L+β)处的函数值[1/(L+β)]大的值，即，满足[B＞1/(L+β)]的值。在这种配置中，值(ΔY/L)被上述限制直线进行限制，从而根据输入图像数据的亮度值Y执行颜色校正。因此，在高亮度一侧的区域内，(ΔY/L)被设置成适当的值，并且能够更加有效地避免颜色校正后的色度信号Cout变得过大。
在根据本发明实施例的图像校正电路、图像校正方法、或图像显示器中，基于上述公式执行颜色校正，从而可以执行根据亮度校正总量ΔY的对输入图像数据的自适应颜色校正，并且能够避免颜色校正后的色度信号Cout变得过大。此外，用来除ΔY的分母是固定值L，从而可以实现简单电路而无需使电路变复杂。因此，可以容易地实现基于亮度校正量的自适应颜色校正，并且可以获得自然的图像。
本发明的其它及进一步的目标、特征和优点将从下列描述中显得更加完整。
图1是示出了根据本发明第一实施例的图像显示器的整体配置的电路方框图；图2是用于描述γ校正电路进行的对比度改善处理的曲线图；图3是示出了在图1中所示的自适应颜色增益因子产生部件的详细配置的电路方框图；图4是示出了根据本发明第二实施例的自适应颜色增益因子产生部件的配置的电路方框图；图5是用于描述产生限制直线的方法的示例的曲线图；图6是用于描述通过如图5所示的限制直线进行的限制操作的曲线图；图7是用于描述产生限制直线的方法的一种修正的曲线图；以及图8是用于描述通过如图7所示的限制直线进行的限制操作的曲线图。
具体实施例方式
在下面将参考附图详细描述优选实施例。
图1示出了根据本发明第一实施例的图像显示器的整体配置。该图像显示器包括图像处理功能部件，该图像处理功能部件包括调谐器11、Y/C分离电路12、色度解码器13、开关14、亮度校正部件2、和颜色校正部件3，该图像显示器还包括图像显示功能部件，该图像显示功能部件包括矩阵电路41、驱动器42、和显示器5。根据本发明第一实施例的图像校正电路和图像校正方法通过根据本实施例的图像显示器实施，因此它们也将在下面描述。
输入到该图像显示器的图像信号除了来自电视(电视机)的电视信号，还可以是来自VCR(录像机)，DVD(数字多用途盘)等的输出。从多种介质获得图像信息并显示与每个介质相对应的图像对于现在的电视机和个人计算机(PC)来说已变得很常用了。
调谐器11接收并解调来自电视的电视信号，并且把该电视信号作为复合视频脉冲信号(CVBS)输出。
Y/C分离电路12把来自调谐器11的复合视频脉冲信号或来自VCR或DVD1的复合视频脉冲信号分成亮度信号Y1和色度信号C1以输出它们。
色度解码器13把Y/C分离电路12分离的亮度信号Y1和色度信号C1作为包含亮度信号Y1以及色差信号U1和V1的YUV信号(Y1，U1，V1)而输出。
该YUV信号是数字图像的图像数据以及与在二维图像上的位置对应的一组像素值。亮度信号Y表示亮度级别，具有在100％白色的白色级别和黑色级别之间的幅度值。此外，100％的白色图像信号以表示图像信号相对比率的所谓IRE(无线电工程师协会)为单位是100(IRE)。黑色级别是0IRE。另一方面，色差信号U和V分别对应于通过从蓝色(B)中减去亮度信号Y而产生的信号B-Y，以及通过从红色(R)中减去亮度信号Y而产生的信号R-Y，并且当信号U和V与亮度信号Y相组合时，可以示出颜色(颜色相位、色度饱和度、亮度)。
开关14切换来自多种介质的YUV信号(在这种情况下，YUV信号(Y1，U1，V1)和来自DVD2的YUV信号(Y2，U2，V2))以把所选信号作为YUV信号(Yin，Uin，Vin)输出。
亮度校正部件2对从开关14输出的YUV信号(Yin，Uin，Vin)的亮度信号Yin执行预定的亮度校正处理，并且在根据本实施例的图像显示器中，亮度校正部件2包括对亮度信号Yin执行预定的对比度改善处理的γ校正电路21。
γ校正电路21通过使用如上所述在每个图像帧中自适应产生的输入/输出特性曲线(γ曲线)，对亮度信号Yin执行对比度改善处理。更具体地，例如，在每个图像帧中获取亮度信号Yin的亮度直方图分布(未示出)，并根据所获取的亮度直方图分布，在每个图像帧中自适应地确定γ曲线的亮度增益。然后，例如，如图2所示，在每个亮度级别确定的亮度增益(例如，在图中的亮度校正量ΔY1和ΔY2)被加到参考输入/输出特性线γ0上以产生自适应的γ曲线γ1，其中γ0表示输入亮度信号Yin＝输出亮度信号Yout，并且输入亮度信号Yin的对比度由γ曲线γ1控制，γ曲线γ1被设置为使得根据亮度直方图分布的频率，对比度在该分布集中的亮度级别周围变大，从而对比度改善处理被有效的执行。这样，亮度校正处理(对比度改善处理)之后的亮度信号(输出亮度信号Yout)被输出到将在后面描述的矩阵电路41中。此外，亮度校正处理中的亮度校正量ΔY被输出到将在后面描述的颜色校正部件3中的自适应颜色增益因子产生部件321中。
颜色校正部件3对从开关14输出的YUV信号(Yin，Uin，Vin)的色差信号Uin和Vin执行预定的颜色校正处理，并且包括CTI(彩色瞬态改善)电路31、作为执行下述自适应颜色校正的部件的自适应颜色校正部件32、以及作为通过把用户颜色增益因子K用作在每个图像质量模式(例如，用于临街显示或客厅的图像质量模式)下统一设置的颜色增益或根据用户喜好执行颜色校正的部件的一对乘法器33A和33B。
当色差信号Uin和Vin的幅度很大时，例如当显示彩条图像的时候，CTI电路31是改善彩色瞬态的有效电路。
自适应颜色校正部件32根据从亮度校正部件2(γ校正电路21)提供的亮度校正量ΔY执行颜色校正，并且包括产生这种自适应颜色校正的增益因子Gain1(ΔY)的自适应颜色增益因子产生部件321、以及作为根据产生的自适应颜色校正增益因子Gain1(ΔY)执行自适应颜色校正的部件的一对乘法器322A和322B。
图3是自适应颜色增益因子产生部件321的详细电路方框图。自适应颜色增益因子产生部件321包括比特移位电路321A、乘法器321B、和加法器321C。
比特移位电路321A是把从亮度校正部件2(γ校正电路21)提供的亮度校正量ΔY移位n比特(n固定的正整数值)并输出值(ΔY/L)(即，在这种情况下，L＝2n)的电路。更具体地，在比特移位电路321A中，例如，在亮度信号Yin是256级信号的情况下(在最大亮度Ymax＝256的情况下)，建立了0＜2n＜128(＝Ymax/2)。
乘法器321B用满足0＜M≤3的自适应颜色校正幅度M乘来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)，并输出一个值[M×(ΔY/L)]。此外，加法器321C在值[M×(ΔY/L)]上加“1”，并输出一个值[1+M×(ΔY/L)]。
在具有这种配置的自适应颜色增益因子产生部件321中，根据提供的亮度校正量ΔY，自适应地生成基于该亮度校正量ΔY的自适应颜色校正增益因子(它是亮度校正量ΔY的函数)Gain1(ΔY)＝[1+M×(ΔY/L)]。
重新参考图1，乘法器322A和322B是根据亮度校正量ΔY，通过把从CTI电路31输出的色差信号Uout11和Vout11与在自适应颜色增益因子产生部件321中产生的自适应颜色校正增益因子Gain1(ΔY)相乘来执行自适应颜色校正的部件。
此外，乘法器33A和33B是通过把从乘法器322A和322B输出的色差信号Uout12和Vout12乘以预定的固定用户颜色增益因子K来执行统一颜色校正的部件。由乘法器33A和33B进行颜色校正后的色差信号Uout和Vout被输出到将在下面描述的矩阵电路41中。
在具有这种配置的整个颜色校正部件3中，对来自CTI电路31的输入色差信号Uout11和Vout11执行通过下列公式(11)和(12)表示的颜色校正，并且校正后的色差信号Uout11和Vout11作为输出色差信号Uout和Vout被输出。换句话说，通过自适应颜色校正幅度M来执行基于亮度校正量ΔY的自适应颜色校正(由乘以Gain1(ΔY)＝[1+M×(ΔY/L)]表示)，并且执行通过用户设置的统一颜色校正(由乘以用户颜色增益因子K表示)。在一些情况中，在公式(11)和(12)中，K×Uout11×Gain1(ΔY)或K×Vout11×Gain1(ΔY)可乘以其它因子。
Uout＝K×Uout11×Gain1(ΔY)＝K×Uout11×[1+M×(ΔY/L)]…(11)Vout＝K×Vout11×Gain1(ΔY)
＝K×Vout11×[1+M×(ΔY/L)]…(12)然后，矩阵电路41从亮度信号(输出亮度信号Yout)以及色差信号Uout和Vout再现RGB信号，并把再现的RGB信号(Rout，Gout，Bout)输出到驱动器42中，其中亮度校正部件2对该亮度信号执行了亮度校正(对比度改善处理)，颜色校正部件32对该色差信号执行了颜色校正。
驱动器42根据从矩阵电路41输出的RGB信号(Rout，Gout，Bout)产生显示器5的驱动信号，并把该驱动信号输出到显示器5中。
显示器5根据从驱动器42输出的驱动信号，基于亮度校正和颜色校正后的YUV信号(Yout，Uout，Vout)而显示图像。显示器5可以是任何种类的显示设备。例如使用CRT(阴极射线管)51、LCD(液晶显示器)52、PDP(等离子显示板；未示出)等等。
在这种情况下，γ校正电路21和自适应颜色校正部件32对应于本发明中的“图像校正电路”的具体示例，并且γ校正电路21对应于本发明中的“亮度校正部”的具体示例，而自适应颜色校正部件32对应于本发明中“颜色校正部”的具体示例。此外，色差信号Uout11和Vout11对应于本发明中“颜色校正前的色度信号Cin”的具体示例，而色差信号Uout12和Vout12对应于本发明中“颜色校正后的色度信号Cout”的具体示例。
下面，将参考图1至3在下面描述根据本实施例的图像显示器的操作。
首先，输入到该图像显示器的图像信号被解调成YUV信号。更具体地，来自电视的电视信号被调谐器11解调成一个复合视频脉冲信号，并且一个复合视频脉冲信号从VCR或DVD1直接输入到该图像显示器中。然后，复合视频脉冲信号在Y/C分离电路12中被分离成亮度信号Y1和色度信号C1，接着亮度信号Y1和色度信号C1在色度解码器13中被解码成YUV信号(Y1，U1，V1)。另一方面，YUV信号(Y2，U2，V2)从DVD2被直接输入到该图像显示器中。
下面，在开关14中，YUV信号(Y1，U1，V1)或YUV信号(Y2，U2，V2)被选择作为YUV信号(Yin，Uin，Vin)输出。然后，YUV信号(Yin，Uin，Vin)的亮度信号Yin被输出到亮度校正部件2中的γ校正电路21中，而色差信号Uin和Vin则被输出到颜色校正部件3中的CTI电路31中。
在这种情况下，在γ校正电路21中，根据从开关14输出的亮度信号Yin，在每个图像帧中获取作为直方图分布的亮度分布，并且根据该亮度直方图分布，在每个图像帧中自适应地确定γ曲线的亮度增益。然后，根据每个亮度级别通过亮度增益(例如，亮度校正量ΔY1和ΔY2)产生自适应γ曲线γ1，而通过使用γ曲线γ1控制输入亮度信号Yin的对比度，以执行对比度改善处理。以这种方式由γ校正部件21进行亮度校正处理(对比度改善处理)之后的输出亮度信号Yout被输出到矩阵电路41中。
另一方面，在颜色校正部件3中，执行下面的颜色校正处理。
首先，在CTI电路31中，当色差信号的幅度较大时，例如，在显示彩条图像时，对从开关14输出的色差信号Uin和Vin执行诸如彩色瞬态改善的颜色校正。
下面，在自适应颜色校正部件32中，首先，在自适应颜色增益因子产生部件321中，根据从γ校正电路21提供的亮度校正量ΔY，自适应地产生基于该亮度校正量ΔY的自适应颜色校正增益因子Gain1(ΔY)＝[1+M×(ΔY/L)]。
下面，在乘法器322A和322B中，色差信号Uout11和Vout11被乘以所产生的自适应颜色校正增益因子Gain1(ΔY)，从而执行基于亮度校正量ΔY的自适应颜色校正。此外，在乘法器33A和33B中，通过乘法器322A和322B进行自适应颜色校正后的色差信号Uout12和Vout12被乘以预定的固定用户颜色增益因子K，从而执行统一的颜色校正。因此，在颜色校正部件32中执行由上述公式(11)和(12)表示的自适应颜色校正和统一颜色校正，并且颜色校正后的色差信号Uout和Vout被输出到矩阵电路41。
然后，在矩阵电路41中，通过亮度校正部件2进行亮度校正(对比度改善处理)后的亮度信号(输出亮度信号Yout)和通过颜色校正部件32进行颜色校正(自适应颜色校正和统一颜色校正)后的色差信号Uout和Vout被再现为RGB信号(Rout，Gout，Bout)，并且在驱动器42中，驱动信号根据该RGB信号(Rout，Gout，Bout)而产生，然后基于该驱动信号，在显示器5上显示图像。
在根据本实施例的图像显示器中，基于上述公式(11)和(12)执行颜色校正，因此执行根据对输入亮度信号Yin的亮度校正量ΔY的自适应颜色校正。
此外，例如，即使在亮度校正量ΔY比必需值大的情况下，可通过作为用来除ΔY的分母的固定值L和满足0＜M≤3的自适应颜色校正幅度M，来避免颜色校正后的色差信号Uout和Vout变得过大。进一步，例如，即使在用户颜色增益因子K比必需值大的情况下，例如，当M被设置成诸如M≥0.5的大的量时，通过该用户颜色增益因子K进行的统一颜色校正的程度被降低，而通过自适应颜色校正增益因子Gain1(ΔY)＝[1+M×(ΔY/L)]进行的自适应颜色校正的程度被增加。因此，还是在这种情况下，颜色校正后的色差信号Uout和Vout可被避免变得过大。
此外，如上所述，统一颜色校正的程度和自适应颜色校正的程度可取决于用户颜色增益因子K的值(统一颜色校正幅度)和自适应颜色校正幅度M的值之间的关系任意设置，因此颜色校正的自由度通过这些值来改善。
进一步，用来除亮度校正量ΔY的分母L是固定值，因此防止了由这种自适应颜色校正的附加电路(在自适应颜色校正部件32中的比特移位电路321A、乘法器321B、322A和322B、以及加法器321C)引起的电路复杂度。
如上所述，在本实施例中，在颜色校正部件3内，执行基于上述公式(11)和(12)的颜色校正，从而可以执行根据亮度校正量ΔY的对输入亮度信号Yin进行的自适应颜色校正。此外，用来除亮度校正量ΔY的分母是固定值L，从而可实现简单的电路而无需复杂化该电路。因此，可以容易地实现基于亮度校正量ΔY的自适应颜色校正。
进一步，通过作为用来除ΔY的分母的固定值L和满足0＜M≤3的自适应颜色校正幅度M，用户颜色增益因子K可以是接近1的值，从而颜色校正后的色差信号Uout和Vout可被避免变得过大。因此，当用户颜色增益因子K是接近1的值时，诸如肤色白的人的脸显得发红，或由于暗图像中过于鲜艳的颜色而显示不自然的图像的问题可被避免，并且可以获得一幅自然的、鲜艳的、且高彩色的图像。
接下来，将在下面描述本发明的第二实施例。根据该实施例的图像显示器通过根据第一实施例的图像显示器中的颜色校正部件3中的预定直线(将在后面描述的限制直线61和62)来限制自适应颜色增益因子[1+M×(ΔY/L)]的(ΔY/L)。更具体地，在自适应颜色校正部件32中，代替自适应颜色增益因子产生部件321，包括自适应颜色增益因子产生部件324。同样的元件用与第一实施例相同的附图标记来表示，并且不再进一步描述。
图4示出了该实施例中的自适应颜色增益因子产生部件324的电路方框图。除了在自适应颜色增益因子产生部件321中的比特移位电路321A、乘法器321B、和加法器321C之外，自适应颜色增益因子产生部件324还包括在比特移位电路321A和乘法器321B之间的减法器321E和选择器321F，还包括产生预定限制直线以提供给减法器321E和选择器321F的限制直线产生电路321D。
限制直线产生电路321D产生用于限制来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)的限制直线。减法器321E用从来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)中减去由限制直线确定的值，然后选择器321F选择并输出来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)和基于减法器321E的减法输出值通过限制直线确定的值中的任一个，更具体地，取决于该减法输出值是正还是负。在这种配置中，在减法器321E和选择器321F中，当来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)和由限制直线确定的值被进行比较，并且输出值(ΔY/L)小于由限制直线确定的值时，输出值(ΔY/L)被输出，而当输出值(ΔY/L)大于由限制直线确定的值时，由限制直线确定的值被输出，从而，来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)被限制为由限制直线确定的值或更小的值。来自选择器321F的受限输出值(以下称为Lim(ΔY/L))被乘法器321B乘以自适应颜色校正幅度M，并且加法器321C使该乘法值加“1”，该结果作为自适应颜色校正增益因子Gain2(ΔY)＝[1+M×Lim(ΔY/L)]被输出到乘法器322A和322B中。
参考图5至8，将在下面详细描述本实施例中产生限制直线的方法以及通过该限制直线进行的限制操作。图5和7示出了通过限制直线产生电路321D产生限制直线的方法。图6和8示出了通过在图5和7中产生的限制直线限制来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)的操作。在这些图中，水平轴表示输入亮度信号Yin，而垂直轴表示输入亮度信号Yin的函数值f(Yin)。此外，在图5和7中，亮度校正量ΔY3和ΔY4表示在γ校正电路21中的具体亮度校正量(γ变化量)。
首先，在由γ校正电路21进行的亮度校正(对比度改善处理)中，在低亮度区域(Y值很小的区域)，对比度的改善效果是大的(如图2所示，当亮度校正量ΔY1是负值时，绝对值很大)。因此，在这种情况下的亮度校正量ΔY1通过如图5所示的函数f(Yin)＝(1/Yin)归一化，并且自适应颜色校正增益因子基于值(ΔY1/Yin)而产生的情况下，值(ΔY1/Yin)变得非常大，因此自适应颜色校正增益因子变得过大，从而不能获得自然的图像。因此，在输入亮度信号Yin的低亮度区域中，期望当产生自适应颜色校正增益因子时，亮度校正量ΔY通过固定亮度L归一化(如图5所示的函数f(Yin)＝(1/L))，并且使用值(ΔY/L)，就像在第一实施例中描述的自适应颜色校正增益Gain1(ΔY)的情况下一样。这也根据图像质量的主观评价而被证实。
另一方面，在高亮度区域，基于图像质量的主观评价，期望亮度校正量ΔY像在上述函数f(Yin)＝(1/Yin)的情况中那样根据输入亮度信号Yin进行归一化，并且自适应颜色校正增益因子根据值(ΔY/Yin)而产生。
因此，在整个亮度区域中，在特定亮度校正量是例如ΔY3的情况下，期望亮度校正量ΔY通过图5中表示为P1的直线和曲线进行归一化，以产生自适应颜色校正增益因子；然而，在这种配置中，自适应颜色增益因子产生部件的电路变得复杂，并且电路尺寸被增大。在第一实施例中，不管输入亮度信号Yin如何，在整个亮度区域中，亮度校正量ΔY通过作为固定值的函数f(Yin)＝(1/L)来归一化，并且基于此，产生自适应颜色校正增益因子Gain1(ΔY)＝[1+M×(ΔY/L)]。因此，自适应颜色增益因子产生部件321的配置被简化，并且如图5所示，在低亮度区域中，值(ΔY3/L)的直线与由P1表示的直线相匹配，因此它是理想的；然而，在高亮度区域，如P21所示，值(ΔY3/L)的直线大于由P1表示的曲线，因此该自适应颜色校正增益因子过大。
因此，在根据第二实施例的自适应颜色增益因子产生部件324中，通过限制直线产生部件321D产生相对如图5所示的输入亮度信号Yin具有负梯度的限制直线61，并且使用减法器321E和选择器321F，来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)(例如，(ΔY3/L))被限制为小于或等于该限制直线61的值的值。在高亮度区域，在第一实施例中，例如，如P21所示，在由P1表示的曲线上的点和值(ΔY3/L)的直线上的点之间的差值很大，因此，与由P1表示的曲线的情况相比，该自适应颜色校正增益因子变得过大。另一方面，在第二实施例中，例如，如P61所示，在由P1表示的曲线上的点和限制直线61上的点之间的差值相对较小，因此，与由P1表示的曲线的情况相比，该自适应颜色校正增益因子被有效地避免变得过大。
更具体地，例如，如图5所示，基于函数f(Yin)＝(1/Yin)的曲线图中的两点P31和P41，限制直线61是穿过两点P32和P42的直线，并且两点P32和P42的坐标分别用下列公式(13)和(14)表示。在公式中，A表示大于最大亮度Ymax的函数值(1/Ymax)而小于固定值L的值，即，满足[(1/Ymax)＜A＜L]的值，B1表示大于亮度的函数值(1/L)的值，即，满足L[B1＞(1/L)]的值，α是正，负或0的固定值，而ΔX是固定的正值。当α为正时，限制直线61的梯度变得更加负(该直线容易地变得陡峭)，因此α最好是一个正值。
P32的坐标(Ymax，A)＝(Ymax，(1/Ymax)+ΔX) …(13)P42的坐标(L，B1)＝(L，(1/L)+(ΔX+α)) …(14)此外，更典型地，像如图7所示的限制直线62的情况一样，以具有自由度β的亮度(L+β)的点P43为基础，限制直线可以是穿过点P44而不是穿过限制直线61上的点42的直线。换句话说，点P44的坐标由下列公式(15)表示，而B2表示大于亮度(L+β)的函数值[1/(L+β)]的值，即，满足[B2＞1/(L+β)]的值。还是在这种情况下，在高亮度区域，在第一实施例中，例如，如P22所示，在由P1表示的曲线上的点和值(ΔY4/L)的直线上的点之间的差值很大，因而，与由P1表示的曲线的情况相比，该自适应颜色校正增益因子变得过大。另一方面，在该实施例中，例如，如P62所示，在由P1表示的曲线上的点和限制直线62上的点之间的差值相对较小，从而，与由P1表示的曲线的情况相比，该自适应颜色校正增益因子可被有效避免变得过大。
P44的坐标(L，B2)＝((L+β)，[1/(L+β)]+(ΔX+α)) …(15)在这种情况下，在限制直线62的梯度为k1的条件下，限制直线62是通过两点P32和P44的直线，因此限制直线62可用下列公式(16)和(17)表示，而梯度k1由来自公式(16)和(17)的公式(18)确定，最终，限制直线62由公式(19)表示。
f(Yin)-[1/(L十β)+(ΔX+α)]＝k1×[Yin-(L+β)] …(16)f(Yin)-[(1/Ymax)十ΔX]＝k1×(Yin-Ymax) …(17)k1＝[f(Yin)-((1/Ymax)+ΔX)]/(Yin-Ymax) …(18)[(L+β)-Ymax]×f(Yin)＝[(1/(L+β)+(ΔX+α))-((1/Ymax)+ΔX)]×Yin-Ymax×[1/(L+β)+(ΔX+α)]+[(1/Ymax)+ΔX]×(L+β)…(19)以这种方式在自适应颜色增益因子产生部件324内产生的限制直线61和62中的值与来自减法器321E和选择器321F中的比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)进行比较，并作为自适应颜色校正增益因子Gain2(ΔY)＝[1+M×Lim(ΔY/L)]而被最终输出到乘法器322A和322B中。更具体地，当值(ΔY/L)比限制直线61和62确定的值小时，值(ΔY/L)照原样输出，而当值(ΔY/L)比限制直线61和62确定的值大时，限制直线61和62确定的值被输出，从而来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)被限制为小于或等于限制直线确定的值。
图6和8示出了基于图5和7所示的限制直线61和62，来自比特移位电路321A的输出值(ΔY3/L)和(ΔY4/L)的极限值f(Yin)＝Lim(ΔY3/L)，Lim(ΔY4/L)。在图6中，在比与f(Yin)＝Lim(ΔY3/L)上的点P51对应的亮度Yt1低的亮度一侧上的区域YL1内，输出值(ΔY3/L)小于限制直线61，因此建立了Lim(ΔY3/L)＝(ΔY3/L)，但是另一方面，在比亮度Yt1高的亮度一侧上的区域YH1内，输出值(ΔY3/L)大于限制直线61，因此建立了Lim(ΔY3/L)＝(限制直线61确定的值)。同样地，在图8中，在比与f(Yin)＝Lim(ΔY4/L)上的点P52对应的亮度Yt2低的亮度一侧上的区域YL2内，输出值(ΔY4/L)小于限制直线62，因此建立了Lim(ΔY4/L)＝(ΔY4/L)，但是在比亮度Yt2高的亮度一侧上的区域YH2内，输出值(ΔY4/L)大于限制直线62，因此建立了Lim(ΔY4/L)＝(限制直线62确定的值)。
这样，在该实施例中，来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)通过上述限制直线61和62进行限制，因此根据输入亮度信号Yin执行颜色校正。因此，例如，在比亮度Yt1和亮度Yt2高的亮度一侧上的区域YH1和YH2内，输出值(ΔY/L)被设置为适当的值(限制直线61和62确定的值)，并且输出值(ΔY/L)就像图中的直线P1一样被改变，因而颜色校正后的色差信号Uout和Vout可被有效避免变得过大。
如上所述，在该实施例中，限制直线61和62在限制直线产生电路321D中被产生，并且来自比特移位电路321A的输出值(ΔY/L)在减法器321E和选择器321F中被限制，因此输出值(ΔY/L)在高亮度区域可被设置为一个适当的值，并且颜色校正后的色差信号Uout和Vout可被有效避免变得过大。因此，与第一实施例相比，可以保持更自然的颜色增强，并且显示的图像可被进一步改善。
此外，无需乘法器、除法器等，输出值(ΔY/L)通过穿过两点的限制直线61和62以及减法器321E和选择器321F进行限制，因而限制直线可容易地产生，并且输出值(ΔY/L)可容易地被限制。从而，无需复杂化自适应颜色增益因子产生部件324的电路，可以实现简单的电路。因此，还是在该实施例中，可容易地实现基于亮度校正量ΔY的自适应颜色校正。
在该实施例中，如图5和7所示，描述了基于通过把ΔX或(ΔX+α)加到函数f(Yin)＝(1/Yin)的图形上的两点而确定的两个点产生限制直线61和62的情况；然而，就像将在下面描述的那样，例如，可根据通过把曲线图上的两点乘以ΔZ(固定正值)确定的两个点来产生限制直线。换句话说，在这种情况下的两点为P35和P45的条件下，这些点的坐标由下列公式(20)和(21)表示。
P35的坐标(Ymax，A5)＝(Ymax，(1/Ymax)×ΔZ)…(20)P45的坐标(L+β，B5)＝((L+β)，1/(L+β)×ΔZ) …(21)此外，在这种情况下限制直线的梯度为k2的条件下，通过乘以ΔZ确定的两个点由下列公式(22)和(23)表示，而梯度k2由下面的来自公式(22)和(23)的公式(24)确定，最终该限制直线由公式(25)表示。在这种配置中，可以获得与该实施例中相同的效果。
f(Yin)-[ΔZ/(L+β)]＝k2×[Yin-(L+β)]…(22)f(Yin)-(ΔZ/Ymax)＝k2×(Yin-Ymax)…(23)k2＝[f(Yin)-(ΔZ/Ymax)]/(Yin-Ymax) …(24)[Ymax-(L+β)]×f(Yin)＝[(1/Ymax)-1/(L+β)]×ΔZ×Yin+Ymax×ΔZ×[1/(L十β)]-ΔZ×(L+β)×(1/Ymax)…(25)
参考第一实施例和第二实施例描述了本发明；然而，本发明并不限于此，并可进行各种修正。
例如，在上述实施例中，描述了亮度校正部件2包括Y校正电路21的情况；然而，亮度校正部件2的配置并不限于此，亮度校正部件2可以包括另一种用于亮度校正的电路，例如，DCT(直流传输速率传递，direct current transmission rate transfer)电路或锐化电路(sharpness circuit)，从而可以根据多个亮度校正电路中的亮度校正量的总量ΔYtotal而执行在上述实施例中描述的自适应颜色校正。在这种配置中，可以获得与上述实施例中相同的效果。
此外，在上述实施例中，描述了颜色校正部件3包括CTI电路31的情况；然而，颜色校正部件3的配置并不限于此，在一些情况下，颜色校正部件3可能并不包含CTI电路31。
进一步，在上述实施例中，描述了值(ΔY/L)由比特移位电路321A产生的情况(L＝2n的情况)；然而，例如，值(ΔY/L)可由用诸如L＝2n+2n-1+2n-2+2n-3+…的公式表示的包含多个比特移位电路的组合电路产生。
本领域的技术人员应该理解，只要在附加的权利要求及其等价物的范围内，可取决于设计要求和其它因素发生各种修正，组合，子组合、和替换。
权利要求
1.一种图像校正电路，包括用于对输入图像数据执行亮度校正的亮度校正部；以及用于根据下列公式(1)对输入图像数据执行自适应颜色校正的颜色校正部Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]…(1)其中Cout表示颜色校正后的色度信号，Cin表示颜色校正前的色度信号，M表示作为固定正值的自适应颜色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部进行的亮度校正的总量，L表示满足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示输入图像数据的最大亮度。
2.根据权利要求1所述的图像校正电路，其中所述颜色校正部在执行基于公式(1)的自适应颜色校正时，通过穿过点(Ymax，A)和点(L+β，B)的限制直线来限制值(ΔY/L)，该限制直线根据由输入图像数据亮度Y的倒数表示的函数(1/Y)的曲线图来定义；其中A表示比在最大亮度Ymax处的函数值(1/Ymax)大且比在亮度L处的函数值(1/L)小的值，即，满足[(1/Ymax)＜A＜(1/L)]的值，β表示正，负或0的固定值，并且B表示比在亮度(L+β)处的函数值[1/(L+β)]大的值，即，满足[B＞1/(L+β)]的值。
3.根据权利要求2所述的图像校正电路，其中满足下列公式(2)和(3)A＝(1/Ymax)+ΔX …(2)B＝[1/(L+β)]+(ΔX+α)…(3)其中α表示正，负或0的固定值，且ΔX表示固定的正值。
4.根据权利要求2所述的图像校正电路，其中满足下列公式(4)和(5)A＝(1/Ymax)×ΔZ …(4)B＝[1/(L+β)]×ΔZ…(5)其中ΔZ表示固定的正值。
5.根据权利要求1所述的图像校正电路，其中满足下列公式(6)和(7)Cout∝K×Cin×[1+M×(ΔY/L)] …(6)0＜M≤3 …(7)其中K表示作为固定正值的用户颜色增益因子。
6.一种图像校正方法，包括步骤对输入图像数据执行亮度校正；以及根据下列公式对输入图像数据执行自适应颜色校正Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]其中Cout表示颜色校正后的色度信号，Cin表示颜色校正前的色度信号，M表示作为固定正值的自适应颜色校正幅度，ΔY表示亮度校正的总量，L表示满足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示输入图像数据的最大亮度。
7.一种图像显示器，包括用于对输入图像数据执行亮度校正的亮度校正部；用于根据下列公式对输入图像数据执行自适应颜色校正的颜色校正部；以及用于根据执行了亮度校正和自适应颜色校正的输入图像数据而显示图像的显示部Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]其中Cout表示颜色校正后的色度信号，Cin表示颜色校正前的色度信号，M表示作为固定正值的自适应颜色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部进行的亮度校正的总量，L表示满足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示输入图像数据的最大亮度。
8.一种图像校正电路，包括对输入图像数据执行亮度校正的亮度校正部件；以及根据下列公式对输入图像数据执行自适应颜色校正的颜色校正部件Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]其中Cout表示颜色校正后的色度信号，Cin表示颜色校正前的色度信号，M表示作为固定正值的自适应颜色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部件进行的亮度校正的总量，L表示满足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示输入图像数据的最大亮度。
9.一种图像显示器，包括对输入图像数据执行亮度校正的亮度校正部件；根据下列公式对输入图像数据执行自适应颜色校正的颜色校正部件；以及根据执行了亮度校正和自适应颜色校正的输入图像数据而显示图像的显示部件Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]其中Cout表示颜色校正后的色度信号，Cin表示颜色校正前的色度信号，M表示作为固定正值的自适应颜色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部件进行的亮度校正的总量，L表示满足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示输入图像数据的最大亮度。
全文摘要
本发明涉及一种图像校正电路、图像校正方法、和图像显示器，其提供一种能够根据亮度校正量容易地实现自适应颜色校正的图像校正电路。本发明提供一种图像校正电路，包括用于对输入图像数据执行亮度校正的亮度校正部；以及用于根据下列公式(1)对输入图像数据执行自适应颜色校正的颜色校正部Cout∝Cin×[1+M×(ΔY/L)]…(1)其中Cout表示颜色校正后的色度信号，Cin表示颜色校正前的色度信号，M表示作为固定正值的自适应颜色校正幅度，ΔY表示由所述亮度校正部进行的亮度校正的总量，L表示满足L＜(Ymax/2)的固定正值，而Ymax表示输入图像数据的最大亮度。
文档编号G09G5/02GK101079251SQ20071010427
公开日2007年11月28日 申请日期2007年5月23日 优先权日2006年5月23日
发明者原田茂, 小林一仁, 土地佳史, 堤朋纪 申请人:索尼株式会社