專利名稱：信號處理裝置和方法以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號處理裝置、信號處理方法和程序，具體涉及這樣的信號處理裝置、信號處理方法和程序，用于在圖像信號的處理中以比傳統(tǒng)的色域?qū)挼纳騺肀磉_(dá)顏色。
背景技術(shù)：
近些年來，圖像處理技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)在用于捕獲和記錄圖像的攝像機(jī)和用于顯示所捕獲的圖像的電視接收機(jī)中獲得了較高的圖像質(zhì)量，并且已經(jīng)使得現(xiàn)今的攝像機(jī)和電視接收機(jī)有可能再現(xiàn)比傳統(tǒng)的攝像機(jī)和電視接收機(jī)更清晰的圖像。
附圖1示出了包括攝像機(jī)和電視接收機(jī)的AV(視聽)系統(tǒng)。在圖1中，由攝像機(jī)1捕獲的圖像通過記錄介質(zhì)11或網(wǎng)絡(luò)12被提供到電視接收機(jī)2，電視接收機(jī)2顯示由攝像機(jī)1捕獲的圖像。
下面參照附圖的圖2和3來說明攝像機(jī)1和電視接收機(jī)2的細(xì)節(jié)。
圖2以方框圖形式而示出了在圖1中圖解的攝像機(jī)1的細(xì)節(jié)。攝像機(jī)1按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)(例如，ITU-R(國際電信聯(lián)盟無線電通信部門)BT(廣播業(yè)務(wù)(電視)).601(以下稱為BT.601)或ITU-R BT.709(以下稱為BT.709))而執(zhí)行其處理操作。在此假定攝像機(jī)1按照BT.709來執(zhí)行其處理操作。
在圖2中，攝像機(jī)1包括操作單元21、圖像捕獲單元22、模數(shù)轉(zhuǎn)換器23、基色轉(zhuǎn)換器24、彩色信號校正器25、光電變換器26、彩色信號轉(zhuǎn)換器27、編碼器28、控制器29、記錄器30和通信單元31。
當(dāng)用戶向攝像機(jī)1輸入各種命令時，操作操作單元21。操作單元21向執(zhí)行相應(yīng)的處理序列的塊提供表示由操作單元21的用戶的操作指示的處理序列的執(zhí)行的信號。例如，操作單元21向圖像捕獲單元22提供表示圖像的捕獲的信號，并且也向控制器29提供表示用以指示圖像捕獲單元22捕獲的信號的目的地的信號(以下稱為圖像信號)。
圖像捕獲單元22按照來自操作單元21的指令而開始或停止圖像捕獲處理。圖像捕獲單元22向模數(shù)轉(zhuǎn)換器23提供用于指示由圖像捕獲單元22捕獲的圖像的圖像信號，圖像捕獲單元22包括CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)成像器或CCD(電荷耦合器件)等，并且將彩色信號R、G、B(紅色、綠色、藍(lán)色)輸出為圖像信號。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器23將從圖像捕獲單元22提供的模擬彩色信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字彩色信號，并且向基色轉(zhuǎn)換器24提供所述數(shù)字彩色信號。從模數(shù)轉(zhuǎn)換器23向基色轉(zhuǎn)換器24提供的彩色信號R、G、B被稱為彩色信號Rorg、Gorg、Borg。
基色轉(zhuǎn)換器24將從模數(shù)轉(zhuǎn)換器23提供的彩色信號Rorg、Gorg、Borg轉(zhuǎn)換為基于在BT.709下的基色的彩色信號R709、G709、B709，并且向彩色信號校正器25提供所述彩色信號R709、G709、B709。具體上，基色轉(zhuǎn)換器24按照下面的等式(1)而將從模數(shù)轉(zhuǎn)換器23提供的彩色信號Rorg、Gorg、Borg轉(zhuǎn)換為基于在BT.709下的基色的R709、G709、B709R709G709B709=1.5968-0.63510.0383-0.14641.2259-0.0795-0.0141-0.10861.1227RorgGorgBorg---(1)]]>等式(1)的矩陣根據(jù)圖像捕獲單元22的基色點(diǎn)而不同。
彩色信號校正器25將從基色轉(zhuǎn)換器24提供的彩色信號R709、G709、B709校正為按照BT.709定義的數(shù)值范圍0-1.0的R709、G709、B709。具體上，彩色信號校正器25將小于0的彩色信號R709、G709、B709校正為0，即，對彩色信號R709、G709、B709限幅，并且將大于1.0的彩色信號R709、G709、B709校正為1.0，并且向光電變換器26提供所校正的彩色信號R709、G709、B709。假定數(shù)值范圍0-1.0的數(shù)值0、1.0分別是按照BT.709的彩色信號R709、G709、B709的最小值和最大值。
光電變換器26根據(jù)按照BT.709的光電變換器特性來將從彩色信號校正器25提供的彩色信號R709、G709、B709轉(zhuǎn)換為使用B.709的顯示機(jī)制的γ(發(fā)光亮度相對于圖像信號的非線性)而校正的彩色信號R’709、G’709、B’709，并且向彩色信號轉(zhuǎn)換器27提供所轉(zhuǎn)換的彩色信號R’709、G’709、B’709。
具體上，光電變換器26按照下面的等式(2)而將彩色信號R709、G709、B709轉(zhuǎn)換為彩色信號R’709、G’709、B’709，并且向彩色信號轉(zhuǎn)換器27提供所轉(zhuǎn)換的彩色信號R’709、G’709、B’709R’709＝1.099×(R709)0.45-0.099 0.018≤R709≤1.0
R’709＝4.5×R7090≤R709＜0.018(2)在按照BT.709的彩色信號R709的最小值到最大值的范圍，即，范圍0-1.0中，定義在彩色信號R709和彩色信號R’709之間的的光電變換器特性。也類似地定義在彩色信號G709和彩色信號G’709之間的的光電變換器特性和在彩色信號B709和彩色信號B’709之間的的光電變換器特性。
彩色信號轉(zhuǎn)換器27按照下面示出的等式(3)而將從光電變換器26提供的彩色信號R’709、G’709、B’709轉(zhuǎn)換為在BT.709下的亮度信號Y’709和色差信號Cb’709、Cr’709，并且向編碼器28提供亮度信號Y’709和色差信號Cb’709、Cr’709，其中每個以8比特表達(dá)。
Y′709Cb′709Cr′709=0.21260.71520.0722-0.1146-0.38540.50000.5000-0.4542-0.0458R′709G′709B′709---(3)]]>等式(3)的矩陣是對于在BT.709下的1125/60/2:1信號格式規(guī)定的矩陣。
按照BT.709，由彩色信號轉(zhuǎn)換器27按照等式(3)而產(chǎn)生的亮度信號Y’709具有在數(shù)值范圍0到1.0的值。由彩色信號轉(zhuǎn)換器27按照等式(3)而產(chǎn)生的色差信號Cb’709、Cr’709的每個具有在數(shù)值范圍-0.5到0.5中的值。
而且，彩色信號轉(zhuǎn)換器27向在整數(shù)范圍16到235——它小于可以以8比特表達(dá)的整數(shù)范圍0-255——中的整數(shù)值分配由彩色信號轉(zhuǎn)換器27按照等式(3)產(chǎn)生的在數(shù)值范圍0到1.0中的亮度信號Y’709，并且向編碼器28提供可以被分配到所述整數(shù)值的亮度信號Y’709來作為按照BT.709的亮度信號。彩色信號轉(zhuǎn)換器27向在整數(shù)范圍16到240——它小于可以以8比特表達(dá)的整數(shù)范圍0-255——中的整數(shù)值分配由彩色信號轉(zhuǎn)換器27按照等式(3)產(chǎn)生的在數(shù)值范圍-0.5到0.5中的每個色差信號Cb’709、Cr’709，并且向編碼器28提供被分配到所述整數(shù)值的亮度信號Y’709來作為按照BT.709的色差信號。
編碼器28按照諸如MPEG(運(yùn)動圖像專家組)之類的預(yù)定格式來編碼從彩色信號轉(zhuǎn)換器27提供的亮度信號Y’709和色差信號Cb’709、Cr’709——其中每個被以8比特表達(dá)，并且向控制器29提供產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)。
控制器29按照來自操作單元21的指令而向記錄器30或通信單元31提供從編碼器28提供的編碼數(shù)據(jù)。
記錄器30在圖1中所示的記錄介質(zhì)11中記錄從控制器29提供的編碼數(shù)據(jù)，通信單元31通過圖1中所示的網(wǎng)絡(luò)12來發(fā)送從控制器29提供的編碼數(shù)據(jù)。
圖3以方框圖形式示出了在圖1中所示的電視接收機(jī)2。電視接收機(jī)2按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)(例如BT.601或BT.709)而執(zhí)行其處理操作。在此假定電視接收機(jī)2按照BT.709來執(zhí)行其處理操作。
如圖3中所示，電視接收機(jī)2包括圖像信號輸入單元41、亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器42、固有γ特性校正器43、數(shù)模轉(zhuǎn)換器44和顯示機(jī)構(gòu)45。
圖像信號輸入單元41接收從記錄介質(zhì)11再現(xiàn)的或從網(wǎng)絡(luò)12傳送的編碼數(shù)據(jù)。圖像信號輸入單元41也按照諸如MPEG之類的預(yù)定格式來解碼被編碼的數(shù)據(jù)，并且向亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器42提供從解碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生的按照BT.709的亮度信號Y’709和色差信號Cb’709、Cr’709，其中每個被以8比特表達(dá)。
亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器42按照下面的等式(4)來將從圖像信號輸入單元41提供的亮度信號Y’709和色差信號Cb’709、Cr’709轉(zhuǎn)換為在BT.709下的彩色信號R’709、G’709、B’709，并且向固有γ特性校正器43提供所述彩色信號R’709、G’709、B’709。
R′709G′709B′709=1.00000.00001.57471.0000-0.1873-0.46821.00001.85560.0000Y′709Cb′709Cr′709---(4)]]>從圖像信號輸入單元41向亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器42提供的按照BT.709的亮度信號Y’709具有在可以以8比特表達(dá)的整數(shù)范圍16-235內(nèi)的整數(shù)值，如上所述。從圖像信號輸入單元41向亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器42提供的按照BT.709的色差信號Cb’709、Cr’709的每個具有在可以以8比特表達(dá)的整數(shù)范圍16-240中的整數(shù)值，如上所述。
亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器42將被提供到亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器42的、在整數(shù)范圍16-235的整數(shù)值的亮度信號Y’709設(shè)置為在數(shù)值范圍0到1.0中的值，并且也將在整數(shù)范圍16-240內(nèi)的整數(shù)值的色差信號Cb’709、Cr’709的每個設(shè)置為在數(shù)值范圍-0.5到0.5中的值。亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器42也按照等式(4)將在數(shù)值范圍0到1.0中表達(dá)的亮度信號Y’709和在數(shù)值范圍-0.5到0.5中表達(dá)的色差信號Cb’709、Cr’709表達(dá)為彩色信號R’709、G’709、B’709。
如果電視接收機(jī)2的顯示機(jī)構(gòu)45的γ特性與由BT.709的等式(2)表示的光電變換器特性(γ特性)不同，則固有γ特性校正器43將從亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器42提供的彩色信號R’709、G’709、B’709轉(zhuǎn)換為按照電視接收機(jī)2的顯示機(jī)構(gòu)45(CRT(陰極射線管)等)的固有γ特性的彩色信號R’709、G’709、B’709，并且向數(shù)模轉(zhuǎn)換器44提供所述彩色信號R’709、G’709、B’709。
如果電視接收機(jī)2的顯示機(jī)構(gòu)45的γ特性與BT.709的光電變換器特性相同，則不需要固有γ特性校正器43。
數(shù)模轉(zhuǎn)換器44將從固有γ特性校正器43提供的數(shù)字彩色信號R’709、G’709、B’709轉(zhuǎn)換為模擬彩色信號R’709、G’709、B’709，并且向顯示機(jī)構(gòu)45提供所述模擬彩色信號R’709、G’709、B’709。
顯示機(jī)構(gòu)45包括CRT等，并且根據(jù)從數(shù)模轉(zhuǎn)換器44提供的彩色信號R’709、G’709、B’709而顯示圖像。
在建議ITU-R BT.709-4中規(guī)定了在攝像機(jī)1和電視接收機(jī)2中處理的按照BT.709的彩色信號、亮度信號和色差信號。
附圖4示出了在CIE(國際照明委員會)比色系統(tǒng)中的基色和基準(zhǔn)白色的色度坐標(biāo)位置。

發(fā)明內(nèi)容
因?yàn)槿缟纤鲈跀z像機(jī)1和電視接收機(jī)2中按照BT.709的標(biāo)準(zhǔn)來處理彩色信號，因此攝像機(jī)1和電視接收機(jī)2不能表達(dá)不在BT.709下的顏色。
如果與BT.709無關(guān)地專門定義彩色信號、亮度信號和色差信號，則可以表達(dá)寬色域中的顏色。但是，難于處理在按照BT.709的電視接收機(jī)中專門定義的彩色信號、亮度信號和色差信號。
因此，本發(fā)明的目的是提供下述信號所述信號允許在比諸如BT.709的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)更寬的色域中的顏色，并且所述信號可以被按照這樣的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的裝置處理。
按照本發(fā)明，提供了一種第一信號處理裝置，它包括基色轉(zhuǎn)換單元，用于將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；特性轉(zhuǎn)換單元，用于按照在一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；彩色信號轉(zhuǎn)換單元，用于將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；以及，校正單元，用于將由所述彩色信號轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生的亮度信號校正為按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，并且將由所述彩色信號轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生的色差信號校正為在包含所述第一數(shù)值范圍的第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述色差信號被分配到在可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍中的整數(shù)值。
在第一信號處理裝置中，光電變換器特性相對于原點(diǎn)而點(diǎn)對稱。
在第一信號處理裝置中，所有的基色轉(zhuǎn)換單元、特性轉(zhuǎn)換單元和彩色信號轉(zhuǎn)換單元包括單個查找表。
按照本發(fā)明，提供了一種第一信號處理方法，它包括步驟將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照在一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；以及，將由轉(zhuǎn)換所述第三彩色信號的所述步驟產(chǎn)生的亮度信號校正為按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，并且將由轉(zhuǎn)換所述第三彩色信號的所述步驟產(chǎn)生的色差信號校正為包含第一數(shù)值范圍的第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述色差信號被分配到可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍中的整數(shù)值。
按照本發(fā)明，提供了第一程序，它使得計算機(jī)能夠執(zhí)行信號處理過程，所述信號處理過程包括步驟將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；以及，將由轉(zhuǎn)換所述第三彩色信號的所述步驟產(chǎn)生的亮度信號校正為按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，并且將由轉(zhuǎn)換所述第三彩色信號的所述步驟產(chǎn)生的色差信號校正為包含第一數(shù)值范圍的第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述色差信號被分配到可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍中的整數(shù)值。
按照本發(fā)明，提供了一種第二信號處理裝置，其中，亮度信號和色差信號包括通過下述處理而獲得的亮度信號和色差信號將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照在一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；以及，將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；其中，所述亮度信號包括按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，并且所述色差信號包括在包含所述第一數(shù)值范圍的第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述色差信號被分配到可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍中的整數(shù)值；其中，所述信號處理裝置包括亮度和色差信號轉(zhuǎn)換單元，用于將按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的所述亮度信號和在所述第二數(shù)值范圍內(nèi)的所述色差信號轉(zhuǎn)換為所述第三彩色信號；特性轉(zhuǎn)換單元，用于按照所述光電變換器特性而將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第二彩色信號；基色轉(zhuǎn)換單元，用于將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第一彩色信號；以及校正單元，用于將所述第一彩色信號轉(zhuǎn)換為可以被顯示圖像的顯示機(jī)構(gòu)顯示的數(shù)值范圍內(nèi)的信號。
在第二信號處理裝置中，光電變換器特性相對于原點(diǎn)而點(diǎn)對稱。
在第二信號處理裝置中，所有的亮度和色差信號轉(zhuǎn)換單元、特性轉(zhuǎn)換單元和基色轉(zhuǎn)換單元包括單個查找表。
按照本發(fā)明，提供了一種第二信號處理方法，其中，亮度信號和色差信號包括通過下述處理而獲得的亮度信號和色差信號將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照在一個數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；其中，所述亮度信號包括按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，而所述色差信號包括在第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述第二數(shù)值范圍包括所述第一數(shù)值范圍，所述色差信號被分配到可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍內(nèi)的整數(shù)值；其中，所述信號處理方法包括步驟將按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的所述亮度信號和在所述第二數(shù)值范圍內(nèi)的所述色差信號轉(zhuǎn)換為所述第三彩色信號；按照所述光電變換器特性而將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第二彩色信號；將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第一彩色信號；并且，將所述第一信號校正為可以由顯示圖像的顯示機(jī)構(gòu)顯示的數(shù)值范圍內(nèi)的信號。
按照本發(fā)明，提供了一種第二程序，用于使得計算機(jī)能夠執(zhí)行信號處理過程，其中，亮度信號和色差信號包括通過下述處理而獲得的亮度信號和色差信號將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照在一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；其中，所述亮度信號包括按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，而所述色差信號包括在第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述第二數(shù)值范圍包括所述第一數(shù)值范圍，所述色差信號被分配到可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍內(nèi)的整數(shù)值；其中，所述信號處理過程包括步驟將按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的所述亮度信號和在所述第二數(shù)值范圍內(nèi)的所述色差信號轉(zhuǎn)換為所述第三彩色信號；按照所述光電變換器特性而將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第二彩色信號；將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第一彩色信號；并且，將所述第一彩色信號校正為可以由顯示圖像的顯示機(jī)構(gòu)顯示的數(shù)值范圍內(nèi)的信號。
對于按照本發(fā)明的第一信號處理裝置、第一信號處理方法和第一程序，將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照在一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍。將第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；以及，將亮度信號校正為按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，并且將色差信號校正為包含第一數(shù)值范圍的第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述色差信號被分配到可以由多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍中的整數(shù)值。
對于按照本發(fā)明的第二信號處理裝置、第二信號處理方法和第二程序，亮度信號和色差信號包括通過下述處理而獲得的亮度信號和色差信號，即，通過將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照在一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；將第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號，其中，亮度信號包括按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，色差信號包括在第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述第二數(shù)值范圍包括第一數(shù)值范圍，所述色差信號被分配到在可以由多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍內(nèi)的整數(shù)值。將按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和在第二數(shù)值范圍內(nèi)的色差信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，按照光電變換器特性而將第三彩色信號轉(zhuǎn)換為第二彩色信號。將第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第一彩色信號；并且，將第一信號校正為可以由用于顯示圖像的顯示機(jī)構(gòu)顯示的數(shù)值范圍內(nèi)的信號。
按照本發(fā)明，可以通過可以按照諸如BT.709的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)而處理的信號來表達(dá)寬色域中的顏色。


圖1是傳統(tǒng)的AV系統(tǒng)的方框圖。
圖2是在圖1中的傳統(tǒng)AV系統(tǒng)的攝像機(jī)的方框圖。
圖3是在圖1中所示的傳統(tǒng)AV系統(tǒng)的電視接收機(jī)的方框圖。
圖4是示出按照ITU-R B.709的基色和基準(zhǔn)白色的圖。
圖5是示出按照各種標(biāo)準(zhǔn)的信號的信號電平和表示所述信號電平的整數(shù)值之間的關(guān)系的圖。
圖6是示出由本發(fā)明使用的光電變換器特性的圖。
圖7是示出由ITU-R B.709涵蓋的彩色空間和基于Munsell彩色級聯(lián)(cascade)的768個色彩和sRGB標(biāo)準(zhǔn)的彩色空間之間的關(guān)系的圖。
圖8是示出在基于按照本發(fā)明的亮度信號和色差信號、基于Munsell彩色級聯(lián)的768個色彩、在BT.709下的彩色信號的彩色空間和基于按照BT.709的亮度信號和色差信號的彩色空間之間的關(guān)系的圖。
圖9是示出在Cb’的方向上投影的圖8的關(guān)系的圖。
圖10是示出在由BT.709涵蓋的彩色空間和本發(fā)明的覆蓋范圍的圖。
圖11是按照本發(fā)明的AV系統(tǒng)的方框圖。
圖12是在圖11中所示的AV系統(tǒng)的攝像機(jī)的方框圖。
圖13是由圖12中所示的攝像機(jī)執(zhí)行的圖像捕獲和記錄處理的流程圖。
圖14是在圖11中所示的AV系統(tǒng)的電視接收機(jī)的方框圖。
圖15是由圖14所示的電視接收機(jī)執(zhí)行的圖像顯示處理的流程圖。
圖16是示出由圖12中所示的攝像機(jī)和在圖14中所示的電視接收機(jī)執(zhí)行的處理中的信號的流程的圖。
圖17是個人計算機(jī)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
在說明本發(fā)明的一個實(shí)施例之前，下面與按照國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)有彩色空間相比較而說明由本發(fā)明的實(shí)施例使用的彩色空間。
圖5示出了在按照國際標(biāo)準(zhǔn)的信號的信號電平和表示那些信號電平的整數(shù)值之間的關(guān)系。
按照由IEC(國際電工委員會)規(guī)定的彩色空間的sRGB標(biāo)準(zhǔn)，使用8比特來表達(dá)彩色信號R、G、B，并且范圍在0到1.0的彩色信號R、G、B的信號電平被分配到可以由8個比特表達(dá)的范圍在0到255的值。通過256(＝255-0+1)個等級來表示彩色信號R、G、B的每個。
按照靜止圖像的亮度信號和色差信號的sYCC標(biāo)準(zhǔn)，如同sRGB標(biāo)準(zhǔn)那樣使用8個比特來表達(dá)亮度信號，并且向可以由8個比特表達(dá)的范圍0-255的值分配范圍0到1.0的亮度信號Y的信號電平。通過256(＝255-0+1)個等級來表示亮度信號Y。
使用8個比特來表達(dá)色差信號Cb、Cr，并且向可以由8個比特表達(dá)的范圍0-255的值分配范圍-0.5到0.5的色差信號Cb、Cr的信號電平。通過256(＝255-0+1)個等級來表示色差信號Cb、Cr。
下面說明按照用于SDTV(標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視)的BT.601標(biāo)準(zhǔn)和用于HDTV(高清晰度電視)的BT.709標(biāo)準(zhǔn)的彩色信號、亮度信號和色差信號。
按照BT.709，使用8個比特來表達(dá)彩色信號R、G、B，并且向在小于可以由8個比特表達(dá)的范圍0-255的整數(shù)范圍16-235中的整數(shù)值分配范圍0到1.0的彩色信號R、G、B的信號電平。通過220(＝235-16+1)個等級來表示彩色信號R、G、B的每個。
按照BT.709，使用8個比特來表達(dá)亮度信號Y，并且向在小于可以由8個比特表達(dá)的范圍0-255的整數(shù)范圍16-235中的整數(shù)值分配范圍0到1.0的亮度信號Y的信號電平。亮度信號Y由220(＝235-16+1)個等級來表示。
按照BT.709，使用8個比特來表達(dá)色差信號Cb、Cr，并且向在小于可以由8個比特表達(dá)的范圍0-255的整數(shù)范圍16-240中的整數(shù)值分配范圍-0.5到0.5的色差信號Cb、Cr的信號電平。通過225(＝240-16+1)個等級來表示彩色信號Cb、Cr的每個。
如同BT.709那樣而規(guī)定按照BT.601的彩色信號、亮度信號和色差信號。按照BT.709和BT.601，不使用由用于表示信號的8個比特表達(dá)的范圍0-255的值的0和255。
下面說明按照本發(fā)明的彩色空間。
按照本發(fā)明，彩色空間基于給定標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展版本，其中，具有相應(yīng)的信號電平的信號被分配到小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍的整數(shù)范圍中的整數(shù)值，例如，BT.709，其中，向小于可以由8個比特表達(dá)的范圍0-255的整數(shù)范圍16-240中的整數(shù)值分配范圍-0.5到0.5的色差信號Cb、Cr。
具體上，按照本發(fā)明，如同BT.709那樣定義亮度信號Y。即，使用8個比特來表達(dá)亮度信號Y，并且向在小于可以由8個比特表達(dá)的范圍0-255的整數(shù)范圍16-235中的整數(shù)值分配范圍0到1.0的亮度信號Y的信號電平。因此，如同BT.709那樣通過220(＝235-16+1)個等級來表示具有范圍0-1.0的信號電平的亮度信號Y。
按照本發(fā)明，使用8個比特來表達(dá)色差信號Cb、Cr，并且如同BT.709那樣，向比可以由8個比特表達(dá)的范圍0-255小的整數(shù)范圍16-240中的整數(shù)值分配范圍-0.5到0.5的色差信號Cb、Cr的信號電平。
但是，色差信號Cb、Cr的信號電平被分配到的整數(shù)范圍被擴(kuò)展到1到254的整數(shù)范圍，它包含信號電平按照BT.709而分配到的整數(shù)范圍16-240。具體上，按照本發(fā)明，如同BT.709那樣，向從16到240的225(＝240-16+1)個等級的整數(shù)范圍分配范圍-0.5到0.5的色差信號Cb、Cr的每個，并且也向整數(shù)范圍1-15和整數(shù)范圍241-254分配整數(shù)范圍16-240的信號電平。
結(jié)果，向整數(shù)范圍1-254分配范圍-0.57到0.56的信號電平。因此，按照本發(fā)明，通過254(＝254-1+1)個等級來表示其信號電平在范圍-0.57到0.56的色差信號Cb、Cr。
如上所述，按照本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)其信號電平在范圍-0.57到0.56——其包括范圍-0.5到0.5的BT.709的色差信號Cb、Cr——的色差信號Cb、Cr。
因此，按照本發(fā)明，有可能表達(dá)比可以按照BT.709表達(dá)的顏色更寬的色域中的顏色。
相對于被分配到16-240的整數(shù)范圍的范圍-0.5到0.5的信號電平，按照本發(fā)明的亮度信號Y與按照BT.709的亮度信號Y相同，并且按照本發(fā)明的色差信號Cb、Cr與按照BT.709的色差信號Cb、Cr相同。因此，按照本發(fā)明的亮度信號Y和色差信號Cb、Cr可以被按照BT.709的裝置處理，并且可以用于顯示在可以由例如BT.709表達(dá)的色域中的圖像。
按照本發(fā)明，因?yàn)樯钚盘朇b、Cr可以具有在比范圍-0.5到0.5寬的范圍-0.57到0.56中的信號電平，因此，當(dāng)按照本發(fā)明的亮度信號Y和色差信號Cb、Cr被轉(zhuǎn)換為彩色信號R、G、B時，彩色信號R、G、B的信號電平可以具有在范圍0到1.0的之外的值，即，可以具有小于0的值(負(fù)值)或大于1的值。值0表示按照BT.709的彩色信號R、G、B的最小值，值1表示按照BT.709的彩色信號R、G、B的最大值。
如上所述，按照本發(fā)明，可以處理具有負(fù)值或超過1的值的彩色信號R、G、B，并且在這樣的彩色信號R、G、B和范圍0-1.0的亮度信號Y以及范圍-0.57到0.56的色差信號Cb、Cr之間執(zhí)行相互轉(zhuǎn)換。
當(dāng)捕獲圖像并且所述圖像的彩色信號R、G、B要被轉(zhuǎn)換為按照本發(fā)明的亮度信號Y和色差信號Cb、Cr時，如果按照本發(fā)明的亮度信號Y和色差信號Cb、Cr要被按照BT.709的裝置處理，則必須將要轉(zhuǎn)換為按照本發(fā)明的亮度信號Y和色差信號Cb、Cr的彩色信號R、G、B轉(zhuǎn)換為按照BT.709的顯示機(jī)制的光電變換器特性的彩色信號R、G、B(γ校正)。
按照BT.709，相對于彩色信號R、G、B可以具有的范圍0-1.0來定義光電變換器特性，但是不相對于負(fù)值或超過1.0的值來定義光電變換器特性。
因?yàn)橐D(zhuǎn)換為按照本發(fā)明的亮度信號Y和色差信號Cb、Cr的彩色信號R、G、B可以具有負(fù)值和超過1.0的值，因此必須確定光電變換器特性，根據(jù)該光電變換器特性來轉(zhuǎn)換可以具有負(fù)值和超過1.0的值的彩色信號R、G、B。
按照本發(fā)明，在BT.709下規(guī)定的光電變換器特性被應(yīng)用到在超過1.0的范圍中的輸入值。對于在負(fù)值的范圍中的輸入值，相對于原點(diǎn)而點(diǎn)對稱地擴(kuò)展在BT.709下規(guī)定的光電變換器特性，并且向那些負(fù)輸入值應(yīng)用所擴(kuò)展的光電變換器特性。
圖6示出了按照本發(fā)明使用的光電變換器特性。
圖6所示的按照本發(fā)明的光電變換器特性與按照BT.709的光電變換器特性相同，只要輸入信號(彩色信號R、G、B)在范圍0-1.0。
具體上，如在BT.709下所定義的那樣，按照等式(2)來表達(dá)其中輸入信號在范圍0-1.0的、圖6中所示的光電變換器特性的部分。
其中輸入信號在超過1.0的范圍的、圖6中所示的光電變換器特性的部分是按照等式(2)的范圍從0.018到1.0的擴(kuò)展。其中輸入信號在負(fù)值的范圍中的、圖6所示的光電變換器特性的部分是相對于原點(diǎn)而點(diǎn)對稱的、按照BT.709的光電變換器特性的擴(kuò)展。
因此，通過下面的等式(5)來表達(dá)按照本發(fā)明的光電變換器特性R’ex709＝1.099×(Rex709)0.45-0.099 0.018≤Rex709R’ex709＝4.5×Rex709-0.018≤Rex709＜0.018R’ex709＝-(1.099×(Rex709)0.45-0.099) Rex709＜-0.018(5)在等式(5)中，R表示在按照光電變換器特性轉(zhuǎn)換之前的彩色信號R，R’表示按照光電變換器特性而轉(zhuǎn)換后的彩色信號R。按照本發(fā)明，也根據(jù)等式(5)來轉(zhuǎn)換彩色信號G、B。
下面說明可以按照本發(fā)明來表達(dá)的顏色。
圖7示出了在由BT.709涵蓋的彩色空間和基于被稱為Munsell彩色級聯(lián)的高彩色飽和色度的768個色彩和sRGB標(biāo)準(zhǔn)的彩色空間之間的關(guān)系。
按照光電變換器特性和被轉(zhuǎn)換為亮度信號Y和色差信號Cb、Cr的所轉(zhuǎn)換彩色信號R、G、B來轉(zhuǎn)換彩色信號R、G、B。在圖7(而且在圖8和9)中，通過表示如此產(chǎn)生的亮度信號Y和色差信號Cb、Cr的三個軸來表達(dá)彩色空間。在圖7中，將亮度信號Y和色差信號Cb、Cr分別指示為亮度信號Y’和色差信號Cb’、Cr’，以便示出亮度信號Y和色差信號Cb、Cr對應(yīng)于按照光電變換器特性而轉(zhuǎn)換的彩色信號R、G、B。
在圖7中，標(biāo)記●表示Munsell彩色級聯(lián)的768個色彩，并且以網(wǎng)格模式的平行六面體的范圍表示由按照BT.709的顏色表達(dá)的顏色。在圖7中的長方體的范圍表示由按照BT.709的亮度信號和色差信號涵蓋的范圍。
按照BT.709的亮度和色差信號涵蓋按照sRGB標(biāo)準(zhǔn)的彩色空間，但是不能完全地覆蓋Munsell彩色級聯(lián)的768個色彩。
圖8示出了在基于按照本發(fā)明的亮度信號和色差信號、基于Munsell彩色級聯(lián)的768個色彩的彩色信號和在BT.709下的彩色信號的彩色空間與基于按照BT.709的亮度信號和色差信號的彩色空間之間的關(guān)系。
在圖8中，標(biāo)記●表示Munsell彩色級聯(lián)的768個色彩，以網(wǎng)格模式的平行六面體的范圍表示由按照BT.709的彩色信號表達(dá)的顏色。在圖8中的兩個長方體的內(nèi)部的那個表示由按照BT.709的亮度和色差信號涵蓋的范圍，外部的那個長方體表示由按照本發(fā)明的亮度和色差信號涵蓋的范圍。
圖9示出了在Cb’方向上投影的圖8的關(guān)系。
在圖9中，標(biāo)記●表示Munsell彩色級聯(lián)的768個色彩，并且以網(wǎng)格模式的平行六面體的范圍表示由按照BT.709的彩色信號表達(dá)的顏色。在圖9中的兩個長方體的內(nèi)部的那個表示由按照BT.709的亮度和色差信號涵蓋的范圍，外部長方體表示由按照本發(fā)明的亮度和色差信號涵蓋的范圍。
如圖8和9中所示，本發(fā)明完全地涵蓋了Munsell彩色級聯(lián)的768個色彩和在BT.709下的彩色信號的彩色空間。
圖10示出了在由BT.709和本發(fā)明涵蓋的彩色空間中的涵蓋范圍。
Munsell彩色級聯(lián)的768個色彩的表面區(qū)域的涵蓋范圍是在BT.709下的彩色信號的彩色空間中的55％，并且是在按照本發(fā)明的亮度和色差信號的彩色空間中的100％。
均勻的彩色空間的體積的涵蓋范圍(L*a*b)是在BT.709下的彩色信號的彩色空間中的61％，并且是在按照本發(fā)明的亮度和色差信號的彩色空間中的100％。
因此，按照本發(fā)明，可以涵蓋較寬的彩色空間，并且可以表達(dá)在較寬的色域中的顏色。
圖11以方框圖形式示出了按照本發(fā)明的AV系統(tǒng)。
如圖11中所示，AV系統(tǒng)包括攝像機(jī)60和電視接收機(jī)70。在圖11中，由攝像機(jī)60捕獲的圖像的信號通過記錄介質(zhì)11或網(wǎng)絡(luò)12而被提供到電視接收機(jī)70，電視接收機(jī)70顯示由攝像機(jī)60捕獲的圖像。
圖12以方框圖形式示出了在圖11中圖解的攝像機(jī)60的細(xì)節(jié)。通過相同的附圖標(biāo)號來表示與圖1中所示的攝像機(jī)1的那些相同的、在圖12中所示的攝像機(jī)60的那些部分，下面不詳細(xì)說明那些部分。
在圖12中，攝像機(jī)60包括操作單元21、圖像捕獲單元61、模數(shù)轉(zhuǎn)換器23、基色轉(zhuǎn)換器62、光電變換器63、彩色信號轉(zhuǎn)換器64、校正器64A、編碼器28、控制器29、記錄器30和通信單元31。
圖像捕獲單元61按照來自操作單元21的指令而啟動或停止圖像捕獲處理。圖像捕獲單元61向模數(shù)轉(zhuǎn)換器23提供用于指示所捕獲的圖像的圖像信號，圖像捕獲單元61包括CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)成像器或CCD(電荷耦合器件)等，并且將彩色信號R、G、B(紅色、綠色、藍(lán)色)輸出為圖像信號。
作為圖像捕獲單元61的CMOS成像器或CCD的基色點(diǎn)應(yīng)該位于比按照BT.709的基色點(diǎn)寬的色域中，以便傳送較寬色域的色彩。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器23將從圖像捕獲單元61提供的模擬彩色信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字彩色信號R、G、B，并且向基色轉(zhuǎn)換器62提供所述數(shù)字彩色信號R、G、B。從模數(shù)轉(zhuǎn)換器23向基色轉(zhuǎn)換器62提供的彩色信號R、G、B被稱為彩色信號Rex、Gex、Bex。
基色轉(zhuǎn)換器62將從模數(shù)轉(zhuǎn)換器23提供的彩色信號Rex、Gex、Bex轉(zhuǎn)換為基于在BT.709下的基色的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709，并且向光電變換器63提供所述彩色信號Rex709、Gex709、Bex709。具體上，基色轉(zhuǎn)換器62按照下面所示的等式(6)而將從模數(shù)轉(zhuǎn)換器23提供的彩色信號Rex、Gex、Bex轉(zhuǎn)換為基于在BT.709下的基色的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709
Rex709Gex709Bex709=1.5968-0.63510.0383-0.14641.2259-0.0795-0.0141-0.10861.1227RexGexBex---(6)]]>如果圖像捕獲單元61的基色點(diǎn)與BT.709的基色點(diǎn)不同，則通過基色轉(zhuǎn)換器62執(zhí)行的基色轉(zhuǎn)換而獲得的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709可以具有負(fù)值或超過1的值。
光電變換器63按照本發(fā)明的光電變換器特性而將從基色轉(zhuǎn)換器62提供的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709轉(zhuǎn)換為彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709，并且向彩色信號轉(zhuǎn)換器64提供所轉(zhuǎn)換的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709。
也就是，光電變換器63按照等式(5)而將從基色轉(zhuǎn)換器62提供的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709轉(zhuǎn)換為彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709，并且向彩色信號轉(zhuǎn)換器64提供所轉(zhuǎn)換的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709。
等式(5)是用于將彩色信號Rex709轉(zhuǎn)換為彩色信號R’ex709的等式。也如同彩色信號Rex709那樣，按照等式(5)來將彩色信號Gex709、Bex709分別轉(zhuǎn)換為彩色信號G’ex709、B’ex709。
由光電變換器63根據(jù)按照本發(fā)明的光電變換器特性而從彩色信號Rex709、Gex709、Bex709轉(zhuǎn)換的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709的范圍0到1.0與BT.709相同。
彩色信號轉(zhuǎn)換器64按照下面示出的等式(7)來將從光電變換器63提供的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709轉(zhuǎn)換為亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709。彩色信號轉(zhuǎn)換器64具有其中并入的校正器64A。校正器64A將亮度信號Y’ex709轉(zhuǎn)換為在按照本發(fā)明而定義的范圍0到1.0的數(shù)值范圍中的亮度信號，并且將色差信號Cb’ex709、Cr’ex709校正為在按照本發(fā)明而定義的數(shù)值范圍-0.57到0.56中的色差信號，并且向編碼器28提供所校正的亮度信號和所校正的色差信號。
Y′ex709Cb′ex709Cr′ex709=0.21260.71520.0722-0.1146-0.38540.50000.5000-0.4542-0.0458R′ex709G′ex709B′ex709---(7)]]>具體上，例如，彩色信號轉(zhuǎn)換器64的校正器64A將小于0的亮度信號Y’ex709校正為0，并且將大于1.0的亮度信號Y’ex709校正為1.0。校正器64A也將小于-0.57的色差信號Cb’ex709、Cr’ex709校正為-0.57，并且將大于0.56的色差信號Cb’ex709、Cr’ex709校正為0.56。校正器64A向在小于可以以8比特表達(dá)的整數(shù)范圍0-255的整數(shù)范圍16-235中的整數(shù)值分配所校正的亮度信號Y’ex709，并且向編碼器28提供被作為按照本發(fā)明的亮度信號而分配到所述整數(shù)值的亮度信號Y’ex709。校正器64A向在小于可以以8比特表達(dá)的整數(shù)范圍0-255的整數(shù)范圍1-254中的整數(shù)值分配所校正的色差信號Cb’ex709、Cr’ex709，并且向編碼器28提供被作為根據(jù)本發(fā)明的色差信號而分配到所述整數(shù)值的色差信號Cb’ex709、Cr’ex709。
下面參照圖13來說明由圖12中所示的攝像機(jī)60執(zhí)行的圖像捕獲和記錄處理。
操作單元21指令圖像捕獲單元61開始捕獲圖像，并且同時指令控制器29開始記錄所捕獲的圖像，即，控制記錄器30記錄所捕獲的圖像。以這種方式，開始圖像捕獲和記錄處理。
在圖13所示的步驟S1中，圖像捕獲單元61捕獲物體的圖像以獲得圖像信號，并且向模數(shù)轉(zhuǎn)換器23提供作為所述圖像信號的彩色信號R、G、B。然后控制進(jìn)行到步驟S2。
在步驟S2，模數(shù)轉(zhuǎn)換器23將從圖像捕獲單元61提供的模擬彩色信號R、G、B轉(zhuǎn)換為數(shù)字彩色信號R、G、B，并且向基色轉(zhuǎn)換器62提供所述數(shù)字彩色信號Rex、Gex、Bex。然后控制進(jìn)行到步驟S3。
在步驟S3中，基色轉(zhuǎn)換器62根據(jù)BT.709下的基色而將從模數(shù)轉(zhuǎn)換器23提供的彩色信號Rex、Gex、Bex轉(zhuǎn)換為彩色信號Rex709、Gex709、Bex709，并且向彩色信號轉(zhuǎn)換器63提供所轉(zhuǎn)換的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709。然后，控制進(jìn)行到步驟S4。
在步驟S4中，基色轉(zhuǎn)換器62根據(jù)按照本發(fā)明的光電變換器特性而將從模數(shù)轉(zhuǎn)換器23提供的彩色信號Rex、Gex、Bex轉(zhuǎn)換為彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709，并且向彩色信號轉(zhuǎn)換器64提供所轉(zhuǎn)換的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709。然后，控制進(jìn)行到步驟S5。
在步驟S5中，彩色信號轉(zhuǎn)換器64將從光電變換器63提供的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709轉(zhuǎn)換為按照本發(fā)明的亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709。然后，控制進(jìn)行到步驟S6。
在步驟S6，彩色信號轉(zhuǎn)換器64的校正器64A校正在步驟S5中產(chǎn)生的亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709的無效值。
具體上，校正器64A將亮度信號Y’ex709校正為在按照本發(fā)明而定義的數(shù)值范圍0-1.0中的亮度信號Y’ex709，并且將色差信號Cb’ex709、Cr’ex709校正為按照本發(fā)明而定義的數(shù)值范圍-0.57到0.56中的色差信號Cb’ex709、Cr’ex709。例如，校正器64A將小于0的亮度信號Y’ex709校正為0，并且將大于1.0的亮度信號Y’ex709校正為1.0。校正器64A也將小于-0.57的色差信號Cb’ex709、Cr’ex709校正為-0.57，并且將大于0.56的色差信號Cb’ex709、Cr’ex709校正為0.56。校正器64A使用參照圖5所述的8個比特來表達(dá)按照本發(fā)明的所校正的亮度信號Y’ex709和所校正的色差信號Cb’ex709、Cr’ex709，并且向編碼器28提供亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709。然后，控制進(jìn)行到步驟S7。
在步驟S7中，編碼器28按照諸如MPEG的預(yù)定格式來編碼從彩色信號轉(zhuǎn)換器64提供的亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709，并且向控制器29提供產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)。然后，控制進(jìn)行到步驟S8。
在步驟S8，控制器29向記錄器30提供從編碼器28提供的編碼數(shù)據(jù)。記錄器30在圖1中所示的記錄介質(zhì)11中記錄從控制器29提供的編碼數(shù)據(jù)?？刂迫缓筮M(jìn)行到步驟S9。
在步驟S9中，操作單元21確定是否有停止圖像捕獲和記錄處理的請求。
如果在步驟S9中判斷沒有停止圖像捕獲和記錄處理的請求，則控制回到步驟S1，以重復(fù)圖像捕獲和記錄處理。如果在步驟S9中判斷有停止圖像捕獲和記錄處理的請求，則操作單元21指令圖像捕獲單元61停止捕獲圖像，并且也指令控制器29停止記錄所捕獲的圖像。以這種方式，停止圖像捕獲和記錄處理。
圖14以方框圖形式示出了在圖1中所示的AV系統(tǒng)的電視接收機(jī)70。通過相同的附圖標(biāo)號來表示與在圖3中所示的電視接收機(jī)2的那些相同的、在圖14中所示的電視接收機(jī)70的那些部分，并且下面不詳細(xì)說明那些部分。
在圖14中，電視接收機(jī)70包括圖像信號輸入單元41、亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71、逆光電變換器72、基色轉(zhuǎn)換器73、彩色信號校正器74、固有γ特性校正器75、數(shù)模轉(zhuǎn)換器44和顯示機(jī)構(gòu)76。
亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71按照下面的等式(8)、根據(jù)光電變換器特性將從圖像信號輸入單元41提供的亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709轉(zhuǎn)換為彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709，并且向逆光電變換器72提供彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709R′ex709G′ex709B′ex709=1.00000.00001.57471.0000-0.1873-0.46821.00001.85560.0000Y′ex709Cb′ex709Cr′ex709---(8)]]>具體上，亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71將可以以8比特表達(dá)的整數(shù)范圍16-235中的整數(shù)值的亮度信號Y’ex709設(shè)置為在數(shù)值范圍0-1.0中的值，并且也將在可以由8比特表達(dá)的整數(shù)范圍1-254中的整數(shù)值的色差信號Cb’ex709、Cr’ex709的每個設(shè)置為在數(shù)值范圍-0.57到0.56中的值。亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71也按照等式(8)而將在數(shù)值范圍0-1.0中表達(dá)的亮度信號Y’ex709和在數(shù)值范圍-0.57到0.56中表達(dá)的色差信號Cb’ex709、Cr’ex709轉(zhuǎn)換為彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709。
逆光電變換器72按照本發(fā)明的光電變換器特性而轉(zhuǎn)換從亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71提供的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709。具體上，逆光電變換器72按照下面的等式(9)而將從亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71提供的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709轉(zhuǎn)換為彩色信號Rex709、Gex709、Bex709，并且向基色轉(zhuǎn)換器73提供彩色信號Rex709、Gex709、Bex709。
Rex709＝((R’ex709+0.099)1/0.45/1.099) 0.081≤R’ex709Rex709＝R’ex709/4.5-0.081≤R’ex709＜0.081Rex709＝-((R’ex709+0.099)1/0.45/1.099) R’ex709＜-0.081(9)具體上，逆光電變換器72對于從亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71提供的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709執(zhí)行作為由攝像機(jī)60的光電變換器63執(zhí)行的處理(見圖12)的逆的處理，由此將從亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71提供的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709轉(zhuǎn)換回在被攝像機(jī)60的光電變換器63轉(zhuǎn)換之前的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709。
等式(9)是用于將彩色信號R’ex709轉(zhuǎn)換為彩色信號Rex709的等式。如同彩色信號R’ex709那樣，也按照等式(9)來將彩色信號G’ex709、B’ex709分別轉(zhuǎn)換為彩色信號Gex709、Bex709。
彩色轉(zhuǎn)換器73將從逆光電變換器72提供的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709轉(zhuǎn)換為基于顯示機(jī)構(gòu)76的基色的彩色信號Rtv、Btv、Gtv，并且向彩色信號校正器74提供彩色信號Rtv、Btv、Gtv。具體上，基色轉(zhuǎn)換器73按照下面的等式(10)而將從逆光電變換器72提供的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709轉(zhuǎn)換為基于顯示機(jī)構(gòu)76的基色的彩色信號Rtv、Btv、GtvRtvGtvBtv=0.65750.34080.00170.07950.86210.05830.01590.08770.8964Rex709Gex709Bex709---(10)]]>彩色信號校正器74校正不能被顯示機(jī)構(gòu)76顯示的、從基色轉(zhuǎn)換器73提供的彩色信號Rtv、Btv、Gtv的那些，并且向固有γ特性校正器75提供所校正的彩色信號。具體上，如果從基色轉(zhuǎn)換器73提供的彩色信號Rtv、Btv、Gtv的信號電平不被包含在不能被顯示機(jī)構(gòu)76顯示的彩色信號的信號電平的范圍中，則彩色信號校正器74將彩色信號Rtv、Btv、Gtv校正為具有可以被顯示機(jī)構(gòu)76顯示的信號電平的彩色信號。
例如，如果被提供到彩色信號校正器74的彩色信號Rtv、Btv、Gtv具有負(fù)值，則彩色信號校正器74將彩色信號Rtv、Btv、Gtv校正為值0。
如果從基色轉(zhuǎn)換器73提供的彩色信號Rtv、Btv、Gtv的信號電平是不能被顯示機(jī)構(gòu)76顯示的彩色信號，則彩色信號校正器74可以將彩色信號Rtv、Btv、Gtv校正為可以由顯示機(jī)構(gòu)76顯示的色域中的、與彩色信號Rtv、Btv、Gtv具有最小色差的彩色信號。或者，彩色信號校正器74可以將彩色信號Rtv、Btv、Gtv校正為保持亮度但是具有較低的飽和度的彩色信號。
固有γ特性校正器75將從彩色信號校正器74提供的彩色信號Rtv、Btv、Gtv轉(zhuǎn)換為用于顯示機(jī)構(gòu)76的彩色信號R’tv、G’tv、B’tv，以便固有地校正在電視接收機(jī)70的顯示機(jī)構(gòu)76中的γ特性，并且向數(shù)模轉(zhuǎn)換器44提供彩色信號R’tv、G’tv、B’tv。
數(shù)模轉(zhuǎn)換器44將從固有γ特性校正器75提供的數(shù)字彩色信號R’tv、G’tv、B’tv轉(zhuǎn)換為模擬彩色信號R’tv、G’tv、B’tv，并且向顯示機(jī)構(gòu)76提供模擬彩色信號R’tv、G’tv、B’tv。
顯示機(jī)構(gòu)76包括CRT等，并且基于從數(shù)模轉(zhuǎn)換器44提供的彩色信號R’tv、G’tv、B’tv顯示圖像。按照本發(fā)明的顯示機(jī)構(gòu)76被布置來表達(dá)、即顯示在比圖3中所示的顯示機(jī)構(gòu)45更寬的色域中的顏色。
下面參照圖15來說明由圖14中所示的電視接收機(jī)70執(zhí)行的圖像顯示處理。
在圖15中所示的步驟S21中，圖像信號輸入單元41獲得圖像信號。圖像信號輸入單元41也按照例如MPEG而解碼所提供的編碼數(shù)據(jù)，并且向亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71提供從解碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生的亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709。然后，控制進(jìn)行到步驟S22。
在步驟S22，亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71按照等式(8)將從圖像信號輸入單元41提供的亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709轉(zhuǎn)換為彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709，并且向逆光電變換器72提供所述彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709。
在步驟S23中，逆光電變換器72按照等式(9)將從亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71提供的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709轉(zhuǎn)換為彩色信號Rex709、Gex709、Bex709，并且向基色轉(zhuǎn)換器73提供彩色信號Rex709、Gex709、Bex709。然后，控制進(jìn)行到步驟S24。
在步驟S24中，基色轉(zhuǎn)換器73將從逆光電變換器72提供的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709轉(zhuǎn)換為基于顯示機(jī)構(gòu)76的基色的彩色信號Rtv、Btv、Gtv，并且向彩色信號校正器74提供的彩色信號Rtv、Btv、Gtv。然后，控制進(jìn)行到步驟S25。
在步驟S25。彩色信號校正器74將不能被顯示機(jī)構(gòu)76顯示的、從基色轉(zhuǎn)換器73提供的彩色信號Rtv、Btv、Gtv的那些校正為可顯示的彩色信號，并且向固有γ特性校正器75提供所述可顯示的彩色信號。然后，控制進(jìn)行到步驟S26。
在步驟S26，固有γ特性校正器75按照在電視接收機(jī)70中固有的γ特性將從彩色信號校正器74提供的彩色信號Rtv、Gtv、Btv轉(zhuǎn)換為彩色信號R’tv、G’tv、B’tv，并且向數(shù)模轉(zhuǎn)換器44提供彩色信號R’tv、G’tv、B’tv。然后，控制進(jìn)行到步驟S27。
在步驟S27，數(shù)模轉(zhuǎn)換器44將從固有γ特性校正器75提供的數(shù)字彩色信號R’tv、G’tv、B’tv轉(zhuǎn)換為模擬彩色信號R’tv、G’tv、B’tv，并且向顯示機(jī)構(gòu)76提供所述模擬彩色信號R’tv、G’tv、B’tv。然后，控制進(jìn)行到步驟S28。
在步驟S28，顯示機(jī)構(gòu)76根據(jù)從數(shù)模轉(zhuǎn)換器44提供的彩色信號R’tv、G’tv、B’tv來顯示圖像。其后，控制返回步驟S21，以重復(fù)圖像顯示處理。
下面參照圖16來簡述直到由攝像機(jī)1捕獲的圖像被顯示機(jī)構(gòu)70顯示的信號的流程。在圖16中的箭頭表示諸如對于信號的轉(zhuǎn)換處理的處理。
攝像機(jī)1執(zhí)行處理81-83，并且電視接收機(jī)70執(zhí)行處理91-94。
由攝像機(jī)60的圖像捕獲單元61捕獲的圖像被模數(shù)轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換，并且作為基于圖像捕獲單元61的基色的彩色信號Rex、Gex、Bex被提供到基色轉(zhuǎn)換器62，基色轉(zhuǎn)換器62將所述彩色信號Rex、Gex、Bex轉(zhuǎn)換為基于在BT.709下的基色的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709(處理81)。
其后，光電變換器63按照本發(fā)明的光電變換器特性而將彩色信號Rex709、Gex709、Bex709轉(zhuǎn)換為彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709(處理82)。彩色信號轉(zhuǎn)換器64將彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709轉(zhuǎn)換為按照本發(fā)明的亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709(處理83)。編碼器28將亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709編碼為編碼數(shù)據(jù)，所述編碼數(shù)據(jù)被記錄器30記錄或通過網(wǎng)絡(luò)12被傳送。
在電視接收機(jī)70中，從攝像機(jī)60提供的編碼數(shù)據(jù)被解碼為按照本發(fā)明的亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709。所述亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709被亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71根據(jù)按照本發(fā)明的光電變換器特性而轉(zhuǎn)換為彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709(處理91)。具體上，所述亮度信號Y’ex709和色差信號Cb’ex709、Cr’ex709被轉(zhuǎn)換回由攝像60的光電變換器63產(chǎn)生的彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709。
其后，逆光電變換器72將彩色信號R’ex709、G’ex709、B’ex709轉(zhuǎn)換為由攝像機(jī)60的光電變換器63產(chǎn)生的、基于BT.709的基色的彩色信號Rex709、Gex709、Bex709。
所述彩色信號Rex709、Gex709、Bex709然后被基色轉(zhuǎn)換器73轉(zhuǎn)換為基于顯示機(jī)構(gòu)76的基色的彩色信號Rtv、Btv、Gtv(見圖14)(處理93)。
固有γ特性校正器75按照在電視接收機(jī)70中固有的γ特性將所述彩色信號Rtv、Btv、Gtv轉(zhuǎn)換為彩色信號R’tv、G’tv、B’tv(處理94)。顯示機(jī)構(gòu)76根據(jù)彩色信號R’tv、G’tv、B’tv來顯示圖像。
如上所述，攝像機(jī)60和電視接收機(jī)70可以根據(jù)從按照BT.709的那些值擴(kuò)展的色差信號Cb、Cr的有效數(shù)值(信號范圍)來再現(xiàn)不能按照BT.709來表達(dá)的寬色域中的顏色。
相對于從-0.5到0.5的范圍，由攝像機(jī)60捕獲的圖像的亮度信號Y符合BT.709，并且色差信號Cb、Cr也符合BT.709。因此，當(dāng)亮度信號Y和色差信號Cb、Cr被按照BT.709的電視機(jī)處理時，則可以通過按照BT.709的色域的電視接收機(jī)顯示圖像。
在攝像機(jī)60中，可以通過計算3×3矩陣的電路來實(shí)現(xiàn)基色轉(zhuǎn)換器62和彩色信號轉(zhuǎn)換器64的每個，并且可以通過一維LUT(查找表)來實(shí)現(xiàn)光電變換器63。也可以通過三維LUT來實(shí)現(xiàn)所有的基色轉(zhuǎn)換器62、光電變換器63和彩色信號轉(zhuǎn)換器64。
在電視接收機(jī)70中，可以通過計算3×3矩陣的電路來實(shí)現(xiàn)亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71和基色轉(zhuǎn)換器73的每個，并且可以通過一維LUT來實(shí)現(xiàn)逆光電變換器72和固有γ特性校正器75的每個。也可以通過三維LUT來實(shí)現(xiàn)所有的亮度和色差信號轉(zhuǎn)換器71、逆光電變換器72、基色轉(zhuǎn)換器73和固有γ特性校正器75的每個。
在本實(shí)施例中，提供按照本發(fā)明的光電變換器特性的負(fù)值的范圍作為相對于原點(diǎn)而點(diǎn)對稱的按照BT.709的光電變換器特性的擴(kuò)展。但是，按照本發(fā)明的光電變換器特性的負(fù)值的范圍不能被提供作為相對于原點(diǎn)而點(diǎn)對稱的按照BT.709的光電變換器特性的擴(kuò)展。而是，按照本發(fā)明的光電變換器特性的負(fù)值的范圍可以是例如按照ITU-R BT.1361的光電變換器特性的負(fù)值范圍的擴(kuò)展。
在本實(shí)施例中，本發(fā)明被應(yīng)用到BT.709的擴(kuò)展。但是，本發(fā)明也可應(yīng)用到諸如BT.601的其他標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展。但是，按照BT.601的擴(kuò)展，在信號轉(zhuǎn)換處理中使用的矩陣與按照本發(fā)明的實(shí)施例的矩陣不同。例如，由圖12所示的彩色信號轉(zhuǎn)換器64執(zhí)行的信號轉(zhuǎn)換處理使用下面的等式(11)來取代等式(7)Y′ex601Cb′ex601Cr′ex601=0.29900.58700.1140-0.1687-0.33130.50000.5000-0.4187-0.0813R′ex601G′ex601B′ex601---(11)]]>類似的擴(kuò)展可以被應(yīng)用到其他的標(biāo)準(zhǔn)，其中，將在特定數(shù)值范圍中的色差信號分配到小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍的整數(shù)范圍中的整數(shù)值。
上述的處理序列可以被硬件或軟件執(zhí)行。
如果通過軟件來執(zhí)行所述處理序列，則軟件程序被從記錄介質(zhì)下載到專用硬件的計算機(jī)或圖17所示的通用個人計算機(jī)100，通用個人計算機(jī)100根據(jù)其中安裝的程序而能夠執(zhí)行各種功能。
如圖17中所示，所述記錄介質(zhì)包括封裝介質(zhì)，諸如磁盤111(包括軟盤)、光盤112(包括CD-ROM(致密盤-只讀存儲器)、DVD(數(shù)字通用盤)、磁光盤113(包括MD(微型盤)(商標(biāo)))或半導(dǎo)體存儲器114，它被分布來與個人計算機(jī)100分離地向用戶提供程序；或存儲程序的ROM 102；或在記錄器109中并入的硬盤，它被并入在個人計算機(jī)100中而提供到用戶。
個人計算機(jī)100具有CPU 101，用于控制個人計算機(jī)100的整體操作。當(dāng)從用戶經(jīng)由總線104和輸入/輸出接口105通過具有鍵盤和鼠標(biāo)的輸入單元106來向CPU 101提供指令時，CPU 101執(zhí)行在ROM(只讀存儲器)102中存儲的程序?；蛘撸珻PU 101將從磁盤111、光盤112、磁光盤113或連接到驅(qū)動器110并且被安裝在記錄器109中的半導(dǎo)體存儲器114讀取的程序安裝到RAM(隨機(jī)存取存儲器)103中，并且執(zhí)行所安裝的程序。CPU 101向具有顯示器和揚(yáng)聲器的輸出單元107輸出通過執(zhí)行所述程序而獲得的數(shù)據(jù)。CPU 101從也具有調(diào)諧器、照像機(jī)和麥克風(fēng)的輸入單元106獲取數(shù)據(jù)。CPU 101也控制通信單元108以便與外部電路通信，并且與外部電路交換數(shù)據(jù)。
通信單元108可以執(zhí)行無線或有線通信或無線和有線通信兩者。通信單元108不限于任何通信處理。例如，通信單元108可以按照用于無線通信的諸如IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)802.11a或802.1b或藍(lán)牙之類的各種處理的任何一種來基于無線局域網(wǎng)(局域網(wǎng))工作。通信單元108也可以按照有線通信的諸如以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))、USB或IEEE1394之類的各種處理的任何一種來操作。
如果必要的話，用于執(zhí)行上述處理序列的程序可以經(jīng)由諸如路由器、調(diào)制解調(diào)器等的接口通過諸如局域網(wǎng)、因特網(wǎng)、數(shù)字衛(wèi)星廣播介質(zhì)之類的有線或無線通信介質(zhì)而被安裝到計算機(jī)中。
在本說明書中，用于描述在記錄介質(zhì)中存儲的程序的步驟不僅包括以步驟的順序按照時間而執(zhí)行的處理細(xì)節(jié)，而且包括并行或獨(dú)立地——而不是按照時間順序——執(zhí)行的處理細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種信號處理裝置，用于處理彩色信號并且輸出亮度信號和色差信號，包括基色轉(zhuǎn)換單元，用于將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；特性轉(zhuǎn)換單元，用于按照在一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；彩色信號轉(zhuǎn)換單元，用于將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；以及，校正單元，用于將由所述彩色信號轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生的亮度信號校正為按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，并且將由所述彩色信號轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生的色差信號校正為在包含所述第一數(shù)值范圍的第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述色差信號被分配到在可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍中的整數(shù)值。
2.按照權(quán)利要求1的信號處理裝置，其中，所述光電變換器特性相對于原點(diǎn)而點(diǎn)對稱。
3.按照權(quán)利要求1的信號處理裝置，其中，所有的所述基色轉(zhuǎn)換單元、所述特性轉(zhuǎn)換單元和所述彩色信號轉(zhuǎn)換單元包括單個查找表。
4.一種信號處理方法，所述方法由用于處理彩色信號并且輸出亮度信號和色差信號的信號處理裝置執(zhí)行，所述方法包括步驟將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照在一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；以及，將由轉(zhuǎn)換所述第三彩色信號的所述步驟產(chǎn)生的亮度信號校正為按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，并且將由轉(zhuǎn)換所述第三彩色信號的所述步驟產(chǎn)生的色差信號校正為包含第一數(shù)值范圍的第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述色差信號被分配到可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍中的整數(shù)值。
5.一種程序，其使得計算機(jī)能夠執(zhí)行信號處理過程，所述信號處理過程用于處理彩色信號和輸出亮度信號和色差信號，所述信號處理過程包括步驟將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；以及，將由轉(zhuǎn)換所述第三彩色信號的所述步驟產(chǎn)生的亮度信號校正為按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，并且將由轉(zhuǎn)換所述第三彩色信號的所述步驟產(chǎn)生的色差信號校正為包含第一數(shù)值范圍的第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述色差信號被分配到可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍中的整數(shù)值。
6.一種信號處理裝置，用于處理亮度信號和色差信號并輸出彩色信號，其中，所述亮度信號和所述色差信號包括通過下述處理而獲得的亮度信號和色差信號將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照在一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；以及，將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；其中，所述亮度信號包括按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，并且所述色差信號包括在包含所述第一數(shù)值范圍的第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述色差信號被分配到可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍中的整數(shù)值；其中，所述信號處理裝置包括亮度和色差信號轉(zhuǎn)換單元，用于將按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的所述亮度信號和在所述第二數(shù)值范圍內(nèi)的所述色差信號轉(zhuǎn)換為所述第三彩色信號；特性轉(zhuǎn)換單元，用于按照所述光電變換器特性而將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第二彩色信號；基色轉(zhuǎn)換單元，用于將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第一彩色信號；以及校正單元，用于將所述第一彩色信號轉(zhuǎn)換為可以被顯示圖像的顯示機(jī)構(gòu)顯示的數(shù)值范圍內(nèi)的信號。
7.按照權(quán)利要求6的信號處理裝置，其中，所述光電變換器特性相對于原點(diǎn)而點(diǎn)對稱。
8.按照權(quán)利要求6的信號處理裝置，其中，所有的所述亮度和色差信號轉(zhuǎn)換單元、所述特性轉(zhuǎn)換單元和所述基色轉(zhuǎn)換單元包括單個查找表。
9.一種信號處理方法，所述方法由用于處理亮度信號和色差信號且輸出彩色信號的信號處理裝置執(zhí)行，其中，所述亮度信號和所述色差信號包括通過下述處理而獲得的亮度信號和色差信號將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照在一個數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；其中，所述亮度信號包括按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，而所述色差信號包括在第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述第二數(shù)值范圍包括所述第一數(shù)值范圍，所述色差信號被分配到可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍內(nèi)的整數(shù)值；其中，所述信號處理方法包括步驟將按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的所述亮度信號和在所述第二數(shù)值范圍內(nèi)的所述色差信號轉(zhuǎn)換為所述第三彩色信號；按照所述光電變換器特性而將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第二彩色信號；將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第一彩色信號；并且，將所述第一信號校正為可以由顯示圖像的顯示機(jī)構(gòu)顯示的數(shù)值范圍內(nèi)的信號。
10.一種程序，用于使得計算機(jī)能夠執(zhí)行信號處理過程，所述信號處理過程用于處理亮度信號和色差信號且輸出彩色信號，其中，所述亮度信號和所述色差信號包括通過下述處理而獲得的亮度信號和色差信號將第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色的第二彩色信號，所述第一彩色信號具有在比按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基色點(diǎn)更寬的色域中的基色點(diǎn)，通過它們，具有第一數(shù)值范圍的色差信號被分配到在第一整數(shù)范圍中的整數(shù)值，所述第一整數(shù)范圍小于可以由多個比特表達(dá)的整數(shù)范圍；按照在一數(shù)值范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，所述數(shù)值范圍大于對應(yīng)于按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號和色差信號的彩色信號的數(shù)值范圍；將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號；其中，所述亮度信號包括按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的亮度信號，而所述色差信號包括在第二數(shù)值范圍中的色差信號，所述第二數(shù)值范圍包括所述第一數(shù)值范圍，所述色差信號被分配到可以由所述多個比特表達(dá)的第二數(shù)值范圍內(nèi)的整數(shù)值；其中，所述信號處理過程包括步驟將按照所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的所述亮度信號和在所述第二數(shù)值范圍內(nèi)的所述色差信號轉(zhuǎn)換為所述第三彩色信號；按照所述光電變換器特性而將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第二彩色信號；將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為所述第一彩色信號；并且，將所述第一彩色信號校正為可以由顯示圖像的顯示機(jī)構(gòu)顯示的數(shù)值范圍內(nèi)的信號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種信號處理器件和方法以及程序，其能夠提供可以表示在比規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)更寬的色域中的顏色、并且可以被符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的器件處理的信號。基色轉(zhuǎn)換單元(62)將在比BT.709基色點(diǎn)的更寬的色域中的基色點(diǎn)的第一彩色信號轉(zhuǎn)換為基于BT.709基色的第二彩色信號，而光電變換單元(63)按照在比0－1.0更寬的數(shù)字范圍中定義的光電變換器特性而將所述第二彩色信號轉(zhuǎn)換為第三彩色信號，并且可以被對應(yīng)于符合BT.709的亮度信號和色差信號的彩色信號提供。彩色信號轉(zhuǎn)換單元(64)將所述第三彩色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號和色差信號，并且其中并入的校正單元(64A)將色差信號校正為包括BT.709的－0.5到0.5的－0.57到0.56的色差信號，其是通過向包括BT.709的16－240的1－254的整數(shù)分配色差信號而表示的。本發(fā)明可以被應(yīng)用到例如攝像機(jī)。
文檔編號H04N9/04GK1843041SQ20058000093
公開日2006年10月4日 申請日期2005年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者石本光, 柿沼孝一郎, 中枝武弘, 松本達(dá)彥, 芳賀秀一, 瀧塚博志, 城地義樹, 加藤直哉, 山下洋, 大浦浩一, 小杉芳弘, 巖井順一, 上村和二, 久保田重夫, 森田秀雄 申請人:索尼株式會社