专利名称：画面信号处理器和画面信号处理方法
技术领域：
本发明涉及画面信号处理器和画面信号处理方法的改进，该处理器根据非线性校正处理所带来的亮度信号改变量对色彩信号执行幅度校正处理。
背景技术：
如已知的那样，平板类大屏幕显示器在最近一些年已经得到了发展，并且已经投入到彩色电视广播接收器等等的实际使用中。于是，在这种大屏幕显示器中，对画面信号的亮度分量执行非线性校正处理，以便能够清楚地显示显示图像，使得根据非线性校正处理之前和之后的亮度信号之间幅度电平的比值校正色彩信号的幅度电平。
然而，在对色彩信号的幅度校正处理中，在非线性校正处理在例如亮度信号的幅度电平升高的方向上执行的情况中检测不到特别的缺点。另一方面，如果非线性校正处理在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行，则出现色彩变暗的现象。例如，产生这样的现象，即在显示例如苹果的红色等等时图像的鲜亮度(vividness)被破坏。
例如，日本专利申请KOKAI No.2000-115799公开了一种配置，其中计算输入到伽马校正电路的亮度信号和从伽马校正电路输出的亮度信号之间的差，以确定通过伽马校正带来的亮度信号的变化量，使得以对应于变化量的增益统一地放大色差信号，以控制其色度。因此，产生了上述现象。
发明内容
本发明是考虑到这些情况而做出的。本发明的一个目的是提供一种能够对色彩信号执行幅度校正处理的画面信号处理器和画面信号处理方法，使得可以抑制亮度的黑暗部分和明亮部分中色彩的变暗和黑色点(stain)，以便以清楚色彩提供图像显示。
根据本发明的一个方面，提供了一种画面信号处理器，该处理器包括对应于其中在亮度信号的幅度电平升高的方向上执行非线性校正处理的情况预先设置的第一表格，该第一表格被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号的幅度电平对应于第一系数；对应于其中在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行非线性校正处理的情况预先设置的第二表格，该第二表格被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号的幅度电平对应于第二系数；确定单元，被配置来基于非线性校正处理前之的亮度信号而确定在亮度信号的幅度电平升高的方向上还是在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行非线性校正处理；以及色彩校正单元，被配置为在确定单元确定在亮度信号的幅度电平升高的方向上执行非线性校正处理时，基于从第一表格读取的第一系数对色彩信号执行幅度电平校正处理，并且被配置为在确定单元确定在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行非线性校正处理时，基于从第二表格读取的第二系数对色彩信号执行幅度电平校正处理。
根据本发明的另一个方面，提供一种通过一种设备进行的画面信号处理方法，其中该设备包括对应于其中在亮度信号的幅度电平升高的方向上执行非线性校正处理的情况预先设置的第一表格，该第一表格被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号的幅度电平对应于第一系数；对应于其中在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行非线性校正处理的情况预先设置的第二表格，该第二表格被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号的幅度电平对应于第二系数；该方法包括以下步骤第一步，基于非线性校正处理之前和之后的亮度信号而确定非线性校正处理是在亮度信号的幅度电平升高的方向上还是在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行；第二步，当在第一步中确定非线性校正处理是在亮度信号的幅度电平升高的方向上执行时，基于从第一表格读取的第一系数对色彩信号执行幅度电平校正处理；第三步，当在第一步中确定非线性校正处理是在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行时，基于从第二表格读取的第二系数对色彩信号执行幅度电平校正处理。
图1是显示本发明一个实施例的框图，该框图被显示用于解释电视广播接收器的画面信号处理系统；图2是用于详细解释该实施例中电视广播接收器的画面信号处理单元的框图；图3是用于详细解释该实施例中画面信号处理器的信号校正单元的框图；图4是用于解释该实施例中信号校正单元中的色彩信号校正单元的一个实例的框图。
图5是用于解释该实施例中色彩信号校正单元的正面加权模板(positive side wight template)的特征的图示；图6是用于解释该实施例中色彩信号校正单元的负面加权模板的特征的图示；图7是用于解释该实施例中色彩信号校正单元的处理操作的流程图；图8是用于解释该实施例中信号校正单元的色彩信号校正单元的另一实例的框图；图9是用于解释该实施例中色彩信号校正单元的正面加权模板的特征的图示；图10是用于解释该实施例中色彩信号校正单元的负面加权模板的特征的图示；图11是用于解释该实施例中色彩信号校正单元的处理操作的流程图；图12是显示来解释该实施例中信号校正单元的亮度非线性校正处理单元的一个实例的框图；图13是显示来解释该实施例中亮度非线性校正处理单元的处理操作的流程图；图14是显示来解释该实施例中由亮度非线性校正处理单元所获得的一帧的直方图的图示；图15是显示来解释该实施例中赋予亮度非线性校正处理单元的转换参数的图示；图16是显示来解释该实施例中赋予亮度非线性校正处理单元的转换参数的细节的图示；图17是显示来解释基于转换参数在所述实施例中由亮度非线性校正处理单元执行的程度转换处理的图示；图18是显示来解释在所述实施例中由亮度非线性校正处理单元执行的非线性校正处理的图示。
具体实施例方式
以下，将参考附图来说明本发明的一个实施例。图1示意性地显示了在本实施例中解释的电视广播接收器11的画面信号处理系统。
也就是说，被用于接收数字电视广播的天线12所接收的数字电视广播信号经由输入端13被提供到调谐解调器单元14。调谐解调器单元14从输入数字电视广播信号中调谐期望信道的广播信号，并解调被调谐信号以便输出该信号到解码器15。
然后，解码器15通过对来自调谐解调器单元14的信号输入执行解码处理而分别产生数字亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr，并输出数字亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr到选择器16。
此外，由用于接收模拟电视广播的天线17所接收的模拟电视广播信号经由输入端18被提供到调谐解调器单元19。调谐解调器单元19从输入模拟电视广播信号中调谐期望信道的广播信号，并解调该被调谐的信号以便分别产生模拟亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr。
然后，在调谐解调器单元19中所产生的模拟亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr被输入到A/D(模拟/数字)转换器单元20，以便被转换成数字亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr，数字亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr被输出到选择器16。
此外，在被提供到用于模拟画面信号的外部输入端21的模拟亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr被提供到A/D转换器单元22以便转换成数字亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr之后，数字亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr被输出到选择器16。此外，被提供到用于数字画面信号的外部外侧输入端23的数字亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr被原样提供到选择器16。
这里，选择器16选择分别来自解码器15、A/D转换器单元20、22和外部输入端23的任何一个数字亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr，并将选定的信号提供到画面信号处理单元24。
虽然细节随后描述，但是画面信号处理单元24通过对输入数字亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr执行预定信号处理而产生R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)信号。
然后，画面信号处理单元24所产生的R、G和B信号被提供给图像显示单元25以便提供图像显示。例如，由液晶显示器、等离子显示器等构成的平板显示器被采用为图像显示单元25。
这里，电视广播接收器11的各种操作-包括上述各种接收操作-统一由控制单元26控制。控制单元26是包括中央处理单元(CPU)等等的微处理器。控制单元26从操作单元27-包括远程控制器(未示出)-接收操作信息，以便以反映其操作内容的方式分别控制每个单元。
在这种情况中，控制单元26主要使用其中存储有由CPU执行的控制程序的只读存储器(ROM)28、为CPU提供工作区域的随机存取存储器(RAM)29、和存储各种设置信息、控制信息等等的非易失性存储器30。
图2显示了画面信号处理单元24的一个例子。也就是说，选择器16所选择的数字亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr经由输入端31a和31b被提供给IP(隔行顺序interlace progressive)转换/缩放处理单元32。
IP转换/缩放处理单元32对输入亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr执行顺序转换处理和缩放处理，以便在图像显示单元25(由液晶显示器、平板显示器等等构成的平板显示器)上提供显示，单元32将输入亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr输出到增强器处理单元33。
增强器处理单元33对于输入亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr在垂直和水平方向上提供更陡的上升，或者执行增强处理以改变其锐度以便输出信号到信号校正单元34。
信号校正单元34对于输入亮度信号Y采用非线性校正处理用于灰度校正(gradation correction)，并对色彩信号Cb/Cr应用幅度控制处理以及非线性校正处理，以便输出信号到色彩空间转换器单元35。
色彩空间转换器单元35将输入亮度信号Y和色彩信号Cb/Cr转换为R、G和B信号，以便输出到RGB伽马校正单元36。RGB伽马校正单元36对输入R、G和B信号进行白平衡调整，并对于图像显示单元25应用伽马校正处理以便输出信号到混色(dither)处理单元37。
然后，混色处理单元37对输入R、G和B信号执行压缩处理，然后经由输出信号38、39和40输出信号到图像显示单元25。压缩处理将比特数量被延伸到其中以提高表达性的高灰度比特表达变换为对应于图像显示单元25的低灰度比特数量。
图3显示了信号校正单元34的一个实例。也就是说，从增强器处理单元33所输出的亮度信号Y经由输入端41被提供到亮度非线性校正处理单元42，并受到非线性校正处理用于灰度校正。随后，信号经由输出端43被输出到色彩空间转换器单元35。
这里，虽然细节将在以下介绍，但是亮度非线性校正处理单元42基于经由控制端44从控制单元26所提供的转换参数建立用于亮度非线性校正处理的查询表(LUT)，并基于LUT对亮度信号Y应用非线性校正处理。
此外，从增强器处理单元33所输出的色彩信号Cb/Cr经由输入端45被提供到乘法器46，使得乘以色彩信号校正单元47所输出的色彩校正系数，以便执行幅度控制处理。其后，信号经由输出端48被输出到色彩空间转换器单元35。
虽然细节随后描述，但是色彩信号校正单元47基于亮度非线性校正处理单元42之前和之后的亮度信号Y相对于经由控制端49从控制单元26所提供的色彩校正初始模板的电平变化执行校正处理。因此，提供用于对色彩信号Cb/Cr执行幅度控制的色彩增益的色彩校正系数被产生以便输出到乘法器46。
图4显示了信号校正单元47的一个实例。也就是说，非线性校正处理单元42的非线性校正处理之前的亮度信号Din通过输入端47a1，然后被分别提供到除法器单元47b1、正面加权模板47c1、负面加权模板47d1、校正单元47e1和0确定单元47f1。
亮度非线性校正处理单元42的非线性校正处理之后的亮度信号Dout经由输入端47g1被提供到除法器单元47b1。除法器单元47b1用输入亮度信号Dout除以亮度信号Din。更具体而言，执行Dout/Din的计算，以便计算亮度信号输入/输出比。
然后，亮度信号输入/输出比-即除法器单元47b1的计算结果-被分别提供到正面加权处理单元47h1、负面加权处理单元47i1、和选择器控制单元47j1。如果对于这些单元中的正面加权处理单元47h1，输入亮度信号输入/输出比大于或等于1，也就是说，如果在亮度信号的幅度电平增加的方向上执行非线性校正处理，则通过使用正面加权模板47c1来执行正面加权处理。
更具体而言，对应于亮度信号输入/输出比大于或等于1的情况，预先设置正面加权模板47c1。正面加权模板47c1是表格参数，其中亮度信号Din的幅度电平以及加权系数彼此对应。正面加权处理单元47h1从正面加权模板47c1读取对应于亮度信号Din的幅度电平的加权系数，将亮度信号输入/输出比乘以所读取的加权系数，并输出所获得的值到选择器47k1的一个输入端。
此外，如果输入亮度信号输入/输出比小于1，也就是说，如果非线性校正处理是在亮度信号的幅度电平降低的方向上被执行，则负面加权处理单元47i1使用负面加权模板47d1执行负面加权处理。
更具体而言，对应于亮度信号输入/输出比小于1的情况，负面加权模板47d1被预先设置。负面加权模板47d1是表格参数，其中亮度信号Din的幅度电平以及加权系数彼此对应。负面加权处理单元47i1从负面加权模板47d1读取对应于亮度信号Din的幅度电平的加权系数，将亮度信号输入/输出比乘以所读取的加权系数，并输出所获得的值到选择器47k1的另一个输入端。
选择器47k1被选择器控制单元47j1控制。也就是说，当输入亮度信号输入/输出比大于等于1时，选择器控制单元47j1控制选择器47k1，使得正面加权处理单元47h1的输出被提供到校正单元47e1。另一方面，当亮度信号输入/输出比小于1时，选择器控制单元47j1控制选择器47k1，使得负面加权处理单元47i1的输出被提供到校正单元47e1。
用于色彩校正处理的初始模板经由控制端49和控制端47l1被从控制单元26提供到校正单元47e1。初始模板被预先设置，以执行对于色彩信号的基本校正处理，并且初始模板是表格参数，其中亮度信号Din的幅度电平和对应于色彩信号的参考校正值互相对应。
校正单元47e1从初始模板中读取对应于亮度信号Din的幅度电平的参考校正值，并且通过将来自选择器47k1的输出加到所读取的参考校正值而建立色彩校正系数。然后，校正单元47e1经由输出端47ml输出校正系数到乘法器46。
附带地，如果作为分母的亮度信号Din的幅度在计算亮度信号输入/输出比的时候变成0，则0确定单元47f1准备用于执行除法过程。也就是说，如果0确定单元47f1检测到亮度信号的幅度电平变成0，则0确定单元47f1控制正面和负面加权处理单元47h1和47i1，使得执行与亮度信号输入/输出比为1的情况相同的运算。
这里，图5显示了亮度信号Din的幅度电平和正面加权模板47c1中的加权系数之间的关系的一个例子。也就是说，在正面加权模板47c1中，提供一个特征，使得加权系数与亮度信号Din的幅度电平的放大成比例地被放大。
另一方面，图6显示了亮度信号Din的幅度电平和负面加权模板47d1中的加权系数之间的关系的一个例子。也就是说，在负面加权模板47d1中，提供一个特征，使得加权系数基本上是不变的，而与亮度信号Din的幅度电平无关。
如此，用于为色彩信号提供幅度校正处理的加权系数在亮度信号输入/输出比大于等于1的情况-即非线性校正处理是在亮度信号的幅度电平增加的方向上执行-和亮度信号输入/输出比小于1的情况-即非线性校正处理是在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行-之间是不同的。
图7是流程图，其中图4所示的色彩信号校正单元47的处理操作被概括。当开始处理时(步骤S7a)，在步骤S7b，除法器单元47b1获取亮度非线性校正处理单元42的非线性校正处理之前和之后的亮度信号Din和Dout。
随后，在步骤S7c中，0确定单元47f1确定亮度信号Din的幅度电平是否为0。当确定亮度信号Din的幅度电平不为0(NO)时，除法器单元47b1在步骤S7d中计算亮度信号输入/输出比A＝Dout/Din。另一方面，当确定亮度信号Din的幅度电平为0(YES)时，在步骤S7e中，0确定单元47f1对于正面和负面加权处理单元47h1和47i1设置亮度信号输入/输出比A＝1。
然后，在步骤S7d或步骤S7e之后，正面和负面加权处理单元47h1和47i1在步骤S7f中分别确定亮度信号输入/输出比是否大于等于1。
这里，当确定亮度信号输入/输出比小于1(NO)时，在步骤S7g中，负面加权处理单元47i1从负面加权模板47d1中读取对应于亮度信号Din的幅度电平的加权系数，并在步骤S7h中将亮度信号输入/输出比A乘以所读取的加权系数。此时，计算结果被表示为符号B。
另一方面，当确定亮度信号输入/输出比大于等于1(YES)时，在步骤S7i中，正面加权处理单元47h1从正面加权模板47c1中读取对应于亮度信号Din的幅度电平的加权系数，并在步骤S7j中将亮度信号输入/输出比A乘以所读取的加权系数。此时，计算结果被表示为符号B。
在步骤S7h或步骤S7j之后，在步骤S7k，校正单元47e1从初始模板中读取对应于亮度信号Din的幅度电平的参考校正值C。在步骤S71中，在步骤S7h或步骤S7j中所获取的乘法结果被加到所读取的参考校正值C以便建立色彩校正系数D。
随后，乘法器46在步骤S7m中将色彩信号Cb/Cr与色彩校正系数D相乘以便结束处理(在步骤S7n中)。结果，执行对于色彩信号Cb/Cr的幅度校正处理。
在图4所示的色彩信号校正单元47中，正面加权模板47c1和负面加权模板47d1被准备。加权系数对于非线性校正处理在亮度信号的幅度电平增加的方向上执行的情况和非线性校正处理在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行的情况是不同的。因此，可以对色彩信号执行幅度校正处理，使得通过抑制亮度的黑暗部分和明亮部分中色彩的变暗和黑色点，可以以清楚色彩提供图像显示。
图8显示了色彩信号校正单元47的另一例子。更具体而言，亮度非线性校正处理单元42执行非线性校正处理之前的亮度信号Din通过输入端47a2，然后被分别提供到减法器单元47b2、正面加权模板47c2、负面加权模板47d2和校正单元47e2。
此外，亮度非线性校正处理单元42的非线性校正处理之后的亮度信号Dout经由输入端4792被提供到减法器单元47b2。减法器单元47b2将亮度信号Din从输入亮度信号Dout中减去。也就是说，执行Dout-Din计算，以便计算亮度信号输入/输出差。
然后，亮度信号输入/输出差-即减法器单元47b2的计算结果-被分别提供到正面加权处理单元47h2、负面加权处理单元47i2、和选择器控制单元47j2。在这些单元中，在输入亮度信号输入/输出差大于等于0，也就是说，非线性校正处理是在亮度信号的幅度电平增加的方向上执行的情况中，正面加权处理单元47h2通过使用正面加权模板47c2执行正面加权处理。
也就是说，如果亮度信号输入/输出差大于等于0，则正面加权模板47c2被预先设置，并且正面加权模板47c2是表格参数，其中亮度信号Din的幅度电平以及加权系数彼此对应。然后，正面加权处理单元47h2从正面加权模板47c2读取对应于亮度信号Din的幅度电平的加权系数，将亮度信号输入/输出差乘以所读取的加权系数，并输出所获得的值到选择器47k2的一个输入端。
此外，在输入亮度信号输入/输出差小于0，即非线性校正处理是在亮度信号的幅度电平降低的方向上被执行的情况中，加权处理单元47i2使用负面加权模板47d2执行负面加权处理。
也就是说，对应于亮度信号输入/输出差小于0的情况，负面加权模板47d2被预先设置，并且负面加权模板47d2是表格参数，其中亮度信号Din的幅度电平以及加权系数彼此对应。负面加权处理单元47i2从负面加权模板47d2读取对应于亮度信号Din的幅度电平的加权系数，将亮度信号输入/输出差乘以所读取的加权系数，并输出所获得的值到选择器47k2的另一个输入端。
选择器47k2被选择器控制单元47j21控制。更具体而言，当输入亮度信号输入/输出差大于等于0时，选择器控制单元47j2控制选择器47k2，使得正面加权处理单元47h2的输出被提供到校正单元47e2。另一方面，当输入亮度信号输入/输出差小于0时，选择器控制单元47j2控制选择器47k2，使得负面加权处理单元47i2的输出被提供到校正单元47e2。
用于色彩校正处理的初始模板经由控制端49和控制端4712被从控制单元26提供到校正单元47e2。初始模板被预先设置，用于执行对于色彩信号的基本校正处理，并且初始模板是表格参数，其中亮度信号Din的幅度电平和对于色彩信号的参考校正值互相对应。
然后，校正单元47e2从初始模板中读取对应于亮度信号Din的幅度电平的参考校正值，并且将来自选择器47k2的输出加到参考校正值，以建立色彩校正系数。校正单元47e2将色彩校正系数经由输出端47m2输出到乘法器46。
这里，图9显示了亮度信号Din的幅度电平和正面加权模板47c2中的加权系数之间的关系的一个例子。也就是说，在正面加权模板47c2中，提供一个特征，使得加权系数与亮度信号Din的幅度电平的增加成比例地变小。
另一方面，图10显示了亮度信号Din的幅度电平和负面加权模板47d2中的加权系数之间的关系的一个例子。也就是说，在负面加权模板47d2中，提供一个特征，使得加权系数基本上是不变的，而不管亮度信号Din的幅度电平。
如此，用于对色彩信号提供幅度校正处理的加权系数在亮度信号输入/输出差大于等于0的情况-即非线性校正处理是在亮度信号的幅度电平增加的方向上执行的情况-和亮度信号输入/输出差小于0的情况-即非线性校正处理是在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行的情况-之间是不同的。
图11是流程图，其中概括图8所示的色彩信号校正单元47的处理操作。更具体而言，当开始处理时(步骤S11a)，在步骤S11b中，减法器单元47b2获取亮度非线性校正处理单元42所进行的非线性校正处理之前和之后的亮度信号Din和Dout。在步骤S11c中，减法器单元47b2计算亮度信号输入/输出差A＝Dout-Din。
然后，在步骤S11d中，正面和负面加权处理单元47h2和47i2分别确定亮度信号输入/输出差A是否大于等于0。当确定亮度信号输入/输出差小于0(NO)时，在步骤S11e中，负面加权处理单元47i2从负面加权模板47d2中读取对应于亮度信号Din的幅度电平的加权系数，并在步骤S11f中将亮度信号输入/输出差A乘以所读取的加权系数。此时的计算结果被表示为符号B。
另一方面，当在步骤S11d中确定亮度信号输入/输出差A大于等于0(YES)时，正面加权处理单元47h2从正面加权模板47c2中读取对应于亮度信号Din的幅度电平的加权系数，并在步骤S11h中将亮度信号输入/输出差A乘以所读取的加权系数。此时的乘法结果被表示为符号B。
在步骤S11f或步骤S11h之后，在步骤S11i中，校正单元47e2从初始模板中读取对应于亮度信号Din的幅度电平的参考校正值C。在步骤S11j中，在步骤S11f中或在步骤S11h中所获取的乘法结果B被加到所读取的参考校正值C，以建立色彩校正系数D。
随后，乘法器46在步骤S11k中将色彩信号Cb/Cr与色彩校正系数D相乘，以结束处理(在步骤S111中)。结果，执行对于色彩信号Cb/Cr的幅度校正处理。
在图8所示的色彩信号校正单元47中，可以获得与图4所示的色彩信号校正单元47相同的优点。此外，不需要在亮度信号Din的幅度电平为0的情况中对除法采取措施。通过仅仅上述处理，可以简化电路配置。然而，用于将亮度信号输入/输出差A转换成亮度信号输入/输出比的系数根据亮度非线性校正处理前的亮度信号Din改变。因此，需要考虑在正面和负面加权模板47c2和47d2中给出的表格参数中的系数的变化。
这里，图12示出了亮度非线性校正处理单元42的一个例子。更具体而言，被提供到输入端41的亮度信号Y通过输入端42a，然后被提供到非线性校正处理单元42b并被提供到直方图数据采集单元42c。在这些单元中，直方图数据采集单元42c为一帧部分对输入亮度信号在每个亮度电平上获取直方图数据。
直方图数据采集单元42c所获取的直方图数据被提供到程度转换器单元42d。程度转换器单元42d基于经由控制端44和42e从控制单元26提供的并且能够在直方图数据上在每个亮度电平上被指定的转换参数执行程度转换处理。然后，程度转换器单元42d输出数据到LUT建立单元42f。
LUT建立单元42f在程度转换之后基于输入直方图数据为亮度非线性校正处理准备LUT，并输出LUT到非线性校正处理单元42b。然后，非线性校正准备单元42b基于LUT对输入亮度信号执行非线性校正处理，以将其经由输出端42g和43输出到色彩空间转换单元35。
图13是流程图，其中概括了通过亮度非线性校正处理单元42对亮度信号Y所执行的非线性校正处理的一个实例。也就是说，当开始处理时(步骤S13a)，直方图数据采集单元42c在步骤S13b中获取对于亮度的直方图数据。
通过为一帧部分对画面信号检测每个像素的亮度电平并对对应于每个亮度电平的像素数量进行计数而获取直方图数据。在这种情况中，亮度电平的分辨率可以以充分精细的方式被设置。例如，如果输入信号电平是8比特，则在获取直方图数据时的亮度电平的分辨率被设置为8比特。
图14显示了如上所述获取的一帧部分的亮度的直方图数据的一个例子。在这种情况中，亮度电平的分辨率被设置为8比特(0到255)。换句话说，以对应于从0到255的256个亮度电平的数量获取像素。结果，当所有各个亮度电平的像素数量被相加时，其总和等于由输入画面信号所处理的一帧部分中的像素数量。
随后，程度转换器单元42d在步骤S13c中基于从控制器26所提供的转换参数对所获取的直方图数据执行程度转换器处理。转换参数分别为图15所示的亮度电平0到255的每一个对输入直方图数据调整输出直方图数据。
图16显示了对于亮度电平0的转换参数的一个例子。因为直方图数据的数量在该转换参数中非常大，因此以相等的间隔绘制输入直方图数据，使得只有对应于所绘制的输入直方图数据位置IN0到IN6的输出直方图数据OUT0到OUT6被调整。各个输出直方图数据OUT0到OUT6通过使用直线连接数据而被处理。
这里，基于上述转换参数对图14所示的直方图数据进行程度转换处理，使得程度转换例如如图17所示那样被执行。随后，LUT建立单元42f从受到程度转换的直方图数据中计算数据总量，即，对应于来自画面信号的基座电平的100％幅度范围的像素总量。
然后，LUT建立单元42f在步骤S13e中设置表示100％幅度的转换值，并将步骤S13c中受到程度转换的直方图数据与系数相乘，使得在步骤S13d中所获取的数据总量落在来自画面信号的基座电平的100％幅度的范围之内。
随后，在步骤S13f中，LUT建立单元42f累计并添加被乘以来自低亮度电平的系数的程度转换后的直方图数据，使得亮度输入/输出转换参数，即，亮度非线性校正处理的LUT被建立。
然后，在步骤S13g中，LUT建立单元42f设置基座电平，以调整数据。在步骤S13h中，非线性校正处理单元42b基于LUT对亮度信号Y执行非线性校正处理，并结束处理(步骤S13i中)。图18显示了赋予具有用于亮度非线性校正处理的LUT的画面信号Y的非线性特征的一个例子。
在上述亮度处理单元42中，通过转换参数执行程度转换处理，其中转换参数支持分别将直方图数据指定到亮度电平。结果，对亮度的灰度校正处理的控制范围可以灵活地变化，并且可以进行适合于实际使用的亮度控制。
附带地，用于对直方图数据执行程度转换处理的转换参数并不限于一种类型。例如，预先在非易失性存储器30中准备对应于例如标准模式和电影模式的多种参数，由此允许用户设置和选择对应于该模式的辉度。
本发明并不限于上述实施例。在实际使用阶段，组成元件可以在不背离本发明本质的范围内被不同地修改以实现。此外，可以通过适当地组合实施例中所公开的多个组成元件来作出各种发明。例如，可以从实施例所示的所有组成元件中删除几个组成元件。此外，根据不同实施例的组成元件可以被适当地组合。
权利要求
1.一种画面信号处理器，所述画面信号处理器包括对应于非线性校正处理在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行的情况而预先设置的第一表格(47c1，47c2)，其中所述第一表格被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平对应于第一系数；对应于非线性校正处理在亮度信号的幅度电平降低的方向上执行的情况而预先设置的第二表格(47d1，47d2)，其中所述第二表格被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平对应于第二系数；确定单元(47b1，47b2)，被配置来基于非线性校正处理之前和之后的亮度信号(Din，Dout)而确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上还是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行；以及色彩校正单元(47e1，47h1到47k1，47e2，47h2到47k2)，被配置为当所述确定单元(47b1，47b2)确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行时，基于从所述第一表格(47c1，47c2)所读取的第一系数对色彩信号(Cb/Cr)执行幅度电平校正处理；以及当所述确定单元(47b1，47b2)确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行时，基于从所述第二表格(47d1，47d2)所读取的第二系数对色彩信号(Cb/Cr)执行幅度电平校正处理。
2.如权利要求1所述的画面信号处理器，其特征在于，所述色彩校正单元(47e1，47h1到47k1，47e2，47h2到47k2)包括第三表格，被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平对应于用于校正色彩信号(Cb/Cr)的幅度的参考校正值；校正单元(47e1，47h1到47k1，47e2，47h2到47k2)，被配置为当所述确定单元(47b1，47b2)确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行时，通过基于从所述第一表格(47c1，47c2)中所读取的对应于非线性校正处理之前亮度信号(Din)的幅度电平的第一系数来校正从所述第三表格中所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的参考校正值而建立色彩校正系数；以及当所述确定单元(47b1，47b2)确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行时，通过基于从所述第二表格(47d1，47d2)中所读取的对应于非线性校正处理之前亮度信号(Din)的幅度电平的第二系数来校正从所述第三表格中所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的参考校正值而建立色彩校正系数；以及计算单元(46)，被配置来将色彩信号(Cb/Cr)乘以由所述校正单元(47e1，47h1到47k1，47e2，47h2到47k2)所建立的色彩校正系数。
3.如权利要求1所述的画面信号处理器，其特征在于，所述确定单元(47b1)被配置来基于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平与非线性校正处理之后的亮度信号(Dout)的幅度电平之间的比来确定非线性校正是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行还是非线性校正是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行。
4.如权利要求3所述的画面信号处理器，其特征在于，所述色彩校正单元(47e1，47h1到47k1)包括第一处理单元(47h1)，被配置来对从所述第一表格中所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的第一系数以及非线性校正处理之前和之后的亮度信号(Din，Dout)的幅度电平比执行计算处理；第二处理单元(47i1)，被配置来对从所述第二表格(47d1)中所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的第二系数以及非线性校正处理之前和之后的亮度信号(Din，Dout)的幅度电平比执行计算处理；第三表格，被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平对应于用于校正色彩信号(Cb/Cr)的幅度的参考校正值；建立单元(47e1，47j1，47k1)，被配置为当所述确定单元(47b1)确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行时，通过计算所述第一处理单元(47h1)的输出和从所述第三表格所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的参考校正值建立色彩校正系数；以及当所述确定单元(47b1)确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行时，通过计算所述第二处理单元(47i1)的输出和从所述第三表格所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的参考校正值建立色彩校正系数；和计算单元(46)，被配置来将色彩信号(Cb/Cr)乘以从所述建立单元(47e1，47j1，47k1)输出的色彩校正系数。
5.如权利要求3所述的画面信号处理器，其特征在于，所述确定单元(47b1)被配置来对于在计算非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平和非线性校正处理之后的亮度信号(Dout)的幅度电平的比时设定分母为0的幅度电平，输出预先设置值作为确定结果。
6.如权利要求1所述的画面信号处理器，其特征在于，所述确定单元(47b2)基于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平和非线性校正处理之后的亮度信号(Dout)的幅度电平之间的差确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行还是非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行。
7.如权利要求6所述的画面信号处理器，其特征在于，所述色彩校正单元(47e2，47h2到47k2)包括第一处理单元(47h2)，被配置来对从所述第一表格中所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的第一系数以及非线性校正处理之前和之后的亮度信号(Din，Dout)幅度电平之差执行计算处理；第二处理单元(47i2)，被配置来对从所述第二表格(47c2)中所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的第二系数以及非线性校正处理之前和之后的亮度信号(Din，Dout)之间的幅度电平之差执行计算处理；第三表格，被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平对应于用于校正色彩信号(Cb/Cr)的幅度的参考校正值；建立单元(47e2，47j2，47k2)，被配置为当所述确定单元(47b2)确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行时，通过计算所述第一处理单元(47h2)的输出和从所述第三表格所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的参考校正值而建立色彩校正系数；以及当所述确定单元(47b2)确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行时，通过计算所述第二处理单元(47i2)的输出和从所述第三表格所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的参考校正值而建立色彩校正系数；和计算单元(46)，被配置来将色彩信号(Cb/Cr)乘以从所述建立单元(47e2，47j2，47k2)输出的色彩校正系数。
8.一种图像显示设备，其特征在于，包括非线性校正处理单元(42)，被配置来执行对亮度信号(Y)的非线性校正处理；对应于非线性校正处理单元(42)在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行非线性校正处理的情况而预先设置的第一表格(47c1，47c2)，其中所述第一表格被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平对应于第一系数；对应于非线性校正处理单元(42)在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行非线性校正处理的情况而预先设置的第二表格(47d1，47d2)，其中所述第二表格被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平对应于第二系数；确定单元(47b1，47b2)，被配置来基于非线性校正处理之前和之后的亮度信号(Din，Dout)而确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行还是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行；色彩校正单元(47e1，47h1到47k1，47e2，47h2到47k2)，被配置为当所述确定单元(47b1，47b2)确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行时，基于从所述第一表格(47c1，47c2)所读取的第一系数对色彩信号(Cb/Cr)执行幅度电平校正处理；以及当所述确定单元(47b1，47b2)确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行时，基于从所述第二表格(47d1，47d2)所读取的第二系数对色彩信号(Cb/Cr)执行幅度电平校正处理；和显示单元(25)，被配置来基于已经由所述色彩校正单元(47e1，47h1到47k1，47e2，47h2到47k2)对其执行幅度校正处理的色彩信号以及已经由所述非线性校正处理单元(42)对其执行非线性校正处理的亮度信号(Y)来执行图像显示。
9.一种通过设备(11)执行的画面信号处理方法，其中所述设备(11)包括对应于非线性校正处理在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行的情况而预先设置的第一表格(47c1，47c2)，其中所述第一表格被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平对应于第一系数；对应于非线性校正处理在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行的情况而预先设置的第二表格(47d1，47d2)，其中所述第二表格被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平对应于第二系数；所述方法包括第一步(S7d，S7f，S11c，S11d)，基于非线性校正处理之前和之后的亮度信号(Din，Dout)而确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行还是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行；第二步(S7i到S7m，S11g到S11k)，当在第一步(S7d，S7f，S11c，S11d)中确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行时，基于从所述第一表格(47c1，47c2)所读取的第一系数对色彩信号(Cb/Cr)执行幅度电平校正处理；以及第三步(S7g，S7h，S7k到S7m，S11e，S11f，S11i到S11k)，当在第一步(S7d，S7f，S11c，S11d)中确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行时，基于从所述第二表格(47d1，47d2)所读取的第二系数对色彩信号(Cb/Cr)执行幅度电平校正处理。
10.如权利要求9所述的画面信号处理方法，其特征在于，第一步(S7d，S7f，S11c，S11d)基于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平和非线性校正处理之后的亮度信号(Dout)的幅度电平之间的比和差中任何一个来确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行还是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行。
11.如权利要求9所述的画面信号处理方法，其特征在于，还提供第三表格，其被配置来使非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平对应于用于校正色彩信号(Cb/Cr)的幅度的参考校正值；当在第一步(S7d，S7f，S11c，S11d)中确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行时，第二步(S7i到S7m，S11g到S11k)通过基于从所述第一表格(47c1，47c2)中所读取的对应于非线性校正处理之前亮度信号(Din)的幅度电平的第一系数校正从所述第三表格中所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的参考校正值而建立色彩校正系数，并将色彩信号(Cb/Cr)乘以所建立的色彩校正系数；以及当在第一步(S7d，S7f，S11c，S11d)中确定非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行时，第三步(S7g，S7h，S7k到S7m，S11e，S11f，S11i到S11k)通过基于从所述第二表格(47d1，47d2)中所读取的对应于非线性校正处理之前亮度信号(Din)的幅度电平的第二系数校正从所述第三表格中所读取的对应于非线性校正处理之前的亮度信号(Din)的幅度电平的参考校正值而建立色彩校正系数，并将色彩信号(Cb/Cr)乘以所建立的色彩校正系数。
全文摘要
在非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平增加的方向上执行的情况中，基于从对应于这种情况而预先准备的第一表格(47c1)中所读取的第一系数对色彩信号(Cb/Cr)执行幅度电平校正处理。在非线性校正处理是在亮度信号(Y)的幅度电平降低的方向上执行的情况中，基于从对应于这种情况而预先准备的第二表格(47d1)中所读取的第二系数对色彩信号(Cb/Cr)执行幅度电平校正处理。
文档编号H04N9/77GK1905686SQ20061011000
公开日2007年1月31日 申请日期2006年7月28日 优先权日2005年7月29日
发明者宮沢弘俊 申请人:株式会社东芝