專利名稱：：色彩空間轉(zhuǎn)換電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明系有關(guān)于色彩空間轉(zhuǎn)換(colorspaceconversion)，尤指一種色彩空間轉(zhuǎn)換電路及方法。
背景技術(shù)：
：YCbCr與sRGB(standardRGB)為常用的標(biāo)準(zhǔn)色彩空間，在實(shí)際應(yīng)用上，舉例來說，影像裝置(如數(shù)字?jǐn)z影機(jī)或DVD播放器等)可輸出YCbCr格式之視訊訊號至顯示裝置(如數(shù)字電視等)，顯示裝置再將其轉(zhuǎn)換為sRGB格式，以進(jìn)行顯示。在CCIRRecommendation601規(guī)格中，Y(明度)、Cb及Cr(彩度)各以8個位來編碼，其中Y的范圍為16235，Cb、Cr的范圍各為16240。在將YCbCr色彩空間轉(zhuǎn)換為sRGB色彩空間時，利用以下的轉(zhuǎn)換公式可得知紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色⑶分量的范圍分別為O1，以8位來表示即為O255的范圍。由于消費(fèi)者對視覺效果的要求日益提高，YCbCr色彩空間漸不敷使用，于是近年來，以YCbCr色彩空間為基礎(chǔ)，發(fā)展出xvYcc(extendedVideoYCC，或稱為χ.v.Color)色彩空間，其色域?yàn)樵璝CbCr色彩空間的約1.8倍大，以提供更豐富的色彩表現(xiàn)。在xvYcc色彩空間中，若同樣以8位來編碼，則Y、Cb及Cr的范圍各可擴(kuò)大為1254。若依照前述之轉(zhuǎn)換公式對此擴(kuò)大的范圍進(jìn)行轉(zhuǎn)換，則R、G、B分量的范圍也分別擴(kuò)大為-17.46277，如圖1所示。然而，超出O255的部分，即-17.46O以及255277的部分，并無法以8位表示。習(xí)知技藝系將-17.46O的部分皆舍棄而視為0，255277的部分皆舍棄而視為255，使得xvYcc色彩空間之寬廣色域無法在sRGB色彩空間中充分表現(xiàn)，而無法提升視覺效
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明之一目的，在于提供一種色彩空間轉(zhuǎn)換電路及方法，可在執(zhí)行xvYcc色彩空間至sRGB色彩空間的轉(zhuǎn)換時，以簡化的電路設(shè)計(jì)，將超出sRGB色彩空間的部分，壓縮至sRGB色彩空間內(nèi)，以提升視覺效果。本發(fā)明提供一種色彩空間轉(zhuǎn)換電路，用以將一像素訊號從第一色彩空間轉(zhuǎn)換至第二色彩空間，第二色彩空間具有至少一色彩空間維度。該色彩空間轉(zhuǎn)換電路包含轉(zhuǎn)換單元，用以產(chǎn)生像素訊號在該色彩空間維度上之像素分量，并于像素分量位于一壓縮區(qū)間時，對像素分量進(jìn)行壓縮以輸出壓縮像素分量；其中，壓縮像素分量不超出第二色彩空間在該色彩空間維度上之涵蓋范圍。本發(fā)明另提供一種色彩空間轉(zhuǎn)換方法，包含下列步驟接收一屬于第一色彩空間之像素訊號；產(chǎn)生像素訊號在第二色彩空間之色彩空間維度上之像素分量；以及當(dāng)像素分量位于一壓縮區(qū)間時，對像素分量進(jìn)行壓縮以輸出壓縮像素分量，其中壓縮像素分量不超出第二色彩空間在其色彩空間維度上之涵蓋范圍。圖1系顯示YCbCr色彩空間與xvYcc色彩空間之相對大小的示意圖。圖2系本發(fā)明之色彩空間轉(zhuǎn)換電路之一實(shí)施例的方塊圖。圖3系顯示圖2之轉(zhuǎn)換單元如何進(jìn)行壓縮動作的示意圖。圖4系本發(fā)明之色彩空間轉(zhuǎn)換方法之一實(shí)施例的流程圖。圖中，20是色彩空間轉(zhuǎn)換電路，21,22是緩存器，23是轉(zhuǎn)換單元，24是緩存單元，4145是色彩空間轉(zhuǎn)換方法之一實(shí)施例的流程步驟。具體實(shí)施例方式圖2系本發(fā)明之色彩空間轉(zhuǎn)換電路20之一實(shí)施例的方塊圖，包含一緩存單元24及一轉(zhuǎn)換單元23。色彩空間轉(zhuǎn)換電路20可執(zhí)行xvYcc色彩空間(下文簡稱xvYcc)至sRGB色彩空間(下文簡稱sRGB)的轉(zhuǎn)換。sRGB具有三個色彩空間維度，即紅色、綠色、藍(lán)色維度。sRGB在每個維度皆有一涵蓋范圍，該涵蓋范圍具有一下限值與一上限值(下文分別稱為第一下限值與第一上限值)，若以8位來表示，分別為0與255。在將xvYcc轉(zhuǎn)換至sRGB時，xvYcc在紅色、綠色、藍(lán)色維度上亦各具一下限值及一上限值(下文分別稱為第二下限值與第二上限值)，若以8位表示，分別為-17.46與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。緩存單元24可包含緩存器21與22。緩存器21儲存第一臨界值及第一斜率，緩存器22儲存第二臨界值及第二斜率，第一臨界值大于第二臨界值。緩存器21、22所儲存的這些參數(shù)可依實(shí)際需要來進(jìn)行調(diào)整。轉(zhuǎn)換單元23耦接至緩存器21、22，可依據(jù)緩存器21、22所儲存之參數(shù)值，將一屬于xvYcc之輸入像素訊號，轉(zhuǎn)換為屬于sRGB的輸出像素訊號后輸出。在這個轉(zhuǎn)換過程中，轉(zhuǎn)換單元23先將輸入像素訊號轉(zhuǎn)換為sRGB之各個色彩空間維度上之像素分量，即紅色分量、綠色分量及藍(lán)色分量。接著，轉(zhuǎn)換單元23判斷每一像素分量的大小是否位于壓縮區(qū)間，若是，則進(jìn)行壓縮；否則，不進(jìn)行壓縮。換言之，壓縮區(qū)間代表需進(jìn)行壓縮之像素值區(qū)間。于此實(shí)施例中，壓縮區(qū)間包含下限與上限分別為第一臨界值與第二上限值的像素值區(qū)間，以及下限與上限分別為第二下限值與第二臨界值的像素值區(qū)間。因此，壓縮區(qū)間的大小可藉由改變第一臨界值或第二臨界值來調(diào)整。當(dāng)任一像素分量(如紅色分量)大于第一臨界值且不大于第二上限值(如xvYcc在紅色維度上之上限值)時，轉(zhuǎn)換單元23對該像素分量執(zhí)行第一壓縮動作以輸出第一壓縮像素分量，使得第一壓縮像素分量不高于第一上限值(如sRGB在紅色維度上之上限值)，且第一壓縮像素分量與該像素分量間為具有第一斜率之線性關(guān)系；當(dāng)任一像素分量小于第二臨界值且不小于第二下限值時，轉(zhuǎn)換單元23對該像素分量執(zhí)行第二壓縮動作以輸出第二壓縮像素分量，使得第二壓縮像素分量不低于第一下限值，且第二壓縮像素分量與該像素分量為具有第二斜率之線性關(guān)系；另一方面，轉(zhuǎn)換單元23對介于第一臨界值與第二臨界值間之任一像素分量，則不執(zhí)行任何壓縮動作，直接輸出該像素分量。因此，在轉(zhuǎn)換單元23所輸出之輸出像素訊號中，紅色、綠色及藍(lán)色分量皆在sRGB的色域范圍內(nèi)。圖3系顯示轉(zhuǎn)換單元23如何進(jìn)行壓縮動作的示意圖，其中，輸入像素分量為圖2之輸入像素訊號所轉(zhuǎn)換之紅色、綠色及藍(lán)色分量其中之一，輸出像素分量為圖2之輸出像素訊號所包含之紅色、綠色及藍(lán)色分量其中之一。在圖3中，當(dāng)輸入像素分量大于第一臨界值且不大于第二上限值，或者，小于第二臨界值且不小于第二下限值時，會被壓縮以產(chǎn)生輸出像素分量，如此，原本超過sRGB色域范圍之像素分量即可壓縮在sRGB色域范圍內(nèi)，以顯現(xiàn)不同層次的色彩，而不會被當(dāng)成同一色彩來處理。舉例來說，260與270(皆超過255的上限)的紅色分量，在經(jīng)過壓縮處理后，會呈現(xiàn)不同層次的紅色，而不會都被當(dāng)成255的紅色來顯示。圖3顯示了兩種壓縮方式，于此實(shí)施例中，一為曲線壓縮(curvecompression)，另一為線性壓縮(linearcompression)。較佳地，曲線壓縮依據(jù)Gamma曲線所產(chǎn)生，以符合人眼的視覺?；蛘撸诒景l(fā)明之色彩空間轉(zhuǎn)換電路20中，以線性壓縮的方式來逼近曲線壓縮，如此可降低電路成本，并達(dá)到與曲線壓縮非常近似的視覺效果。于此實(shí)施例中，在第一臨界值與第二上限值間之斜線，其斜率為第一斜率，前述第一壓縮動作即依據(jù)第一斜率來執(zhí)行線性壓縮，亦即輸出像素分量(即第一壓縮像素分量)=(輸入像素分量-第一臨界值)X第一斜率+第一臨界值式(1)在第二臨界值與第二下限值間之斜線，其斜率為第二斜率，前述第二壓縮動作即依據(jù)第二斜率來執(zhí)行線性壓縮，亦即輸出像素分量(即第二壓縮像素分量)=(輸入像素分量_第二臨界值)X第二斜率+第二臨界值式(2)式(1)可視為在第一臨界值與第二上限值間執(zhí)行線性內(nèi)插(linearinterpolation)，式(2)可視為在第二臨界值與第二下限值間執(zhí)行線性內(nèi)插。較佳地，轉(zhuǎn)換電路23包含內(nèi)插電路(圖未顯示)，用以執(zhí)行式⑴與式⑵之線性內(nèi)插運(yùn)算。式(1)中，當(dāng)輸入像素分量與第一壓縮像素分量分別為第二上限值及第一上限值時，若第一臨界值為已知，則第一斜率可藉由將第一臨界值、第一上限值及第二上限值代入式(1)而推導(dǎo)產(chǎn)生；若第一斜率為已知，則第一臨界值可藉由將第一斜率、第一上限值及第二上限值代入式(1)而推導(dǎo)產(chǎn)生。同理，式(2)中，當(dāng)輸入像素分量與第二壓縮像素分量分別為第二下限值及第一下限值時，若第二臨界值為已知，則第二斜率可藉由將第二臨界值、第一下限值及第二下限值代入式(2)而推導(dǎo)產(chǎn)生；若第二斜率為已知，則第二臨界值可藉由將第二斜率、第一下限值及第二下限值代入式(2)而推導(dǎo)產(chǎn)生。因此，在此種情形下，緩存器21僅需儲存第一臨界值與第一斜率兩者其一，而緩存器22僅需儲存第二臨界值與第二斜率兩者其一，未儲存者可由推導(dǎo)產(chǎn)生，如此可節(jié)省記憶空間。在另一具體實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換單元23包含一查詢表(lookuptable，圖未顯示)，用以儲存輸入像素分量及對應(yīng)之輸出像素分量，其中，當(dāng)輸入像素分量大于第一臨界值且不大于第二上限值時，對應(yīng)之輸出像素分量為第一壓縮像素分量；當(dāng)輸入像素分量小于第二臨界值且不小于第二下限值時，對應(yīng)之輸出像素分量為第二壓縮像素分量；當(dāng)輸入像素分量介于第一臨界值與第二臨界值時，對應(yīng)之輸出像素分量即為原本之輸入像素分量。因此，轉(zhuǎn)換單元23可依據(jù)該查詢表，快速地執(zhí)行第一壓縮動作與第二壓縮動作。較佳地，對于xvYcc之輸入像素訊號經(jīng)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生之紅色、綠色及藍(lán)色分量，轉(zhuǎn)換單元23可分別使用不同的臨界值與斜率，來執(zhí)行前述之線性壓縮。這些不同的臨界值與斜率，可儲存于緩存器21、22中。由于高清晰度多媒體接口(High-definitionMultimediaInterface，HDMI)在其1.3版本的規(guī)格中開始支持xvYcc，本發(fā)明之色彩空間轉(zhuǎn)換電路20可適用于HDMI接收器，用以將HDMI接收器所接收之xvYcc格式的訊號，轉(zhuǎn)換為sRGB格式的訊號，在顯示裝置如數(shù)字電視上顯示。圖4系本發(fā)明之色彩空間轉(zhuǎn)換方法之一實(shí)施例的流程圖，用于第一色彩空間至第二色彩空間之轉(zhuǎn)換。該方法包含下列步驟步驟41接收一屬于第一色彩空間之像素訊號。步驟42產(chǎn)生該像素訊號在第二色彩空間之各色彩空間維度上之像素分量。步驟43當(dāng)任一色彩空間維度上之像素分量大于第一臨界值且不大于該像素分量之上限值時，對該像素分量執(zhí)行第一壓縮動作以輸出第一壓縮像素分量，其中第一壓縮像素分量不高于第二色彩空間在該色彩空間維度上之上限值，且第一壓縮像素分量與該像素分量間為具有第一斜率之線性關(guān)系。步驟44當(dāng)任一色彩空間維度上之像素分量小于第二臨界值且不小于該像素分量之下限值時，對該像素分量執(zhí)行第二壓縮動作以輸出第二壓縮像素分量，其中第二壓縮像素分量不低于第二色彩空間在該色彩空間維度上之下限值，且第二壓縮像素分量與該像素分量間為具有第二斜率之線性關(guān)系。步驟45當(dāng)任一色彩空間維度上之像素分量介于第一臨界值與第二臨界值之間時，直接輸出該像素分量。前述步驟中，第一臨界值大于第二臨界值；任一色彩空間維度上之像素分量的上限值大于第二色彩空間在該色彩空間維度上之上限值；任一色彩空間維度上之像素分量的下限值小于第二色彩空間在該色彩空間維度上之下限值。較佳地，第一色彩空間為xvYcc色彩空間，第二色彩空間為sRGB色彩空間，其包含紅色、綠色及藍(lán)色維度等三個色彩空間維度。圖4之色彩空間轉(zhuǎn)換方法可施用于HDMI接收ο較佳地，步驟4345系依據(jù)一查詢表執(zhí)行。該查詢表預(yù)先儲存步驟42所產(chǎn)生之不同大小的像素分量及步驟4345所對應(yīng)輸出之像素分量，即第一壓縮像素分量、第二壓縮像素分量或未經(jīng)壓縮之原像素分量，如此可加快步驟4345的執(zhí)行速度。以上所述系利用較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明之范圍。凡熟知此項(xiàng)技藝人士皆能明了，可根據(jù)以上實(shí)施例之揭示而做出諸多可能變化，仍不脫離本發(fā)明之精神和范圍。權(quán)利要求一種色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包含一轉(zhuǎn)換單元，用以將一像素訊號從一第一色彩空間轉(zhuǎn)換至一第二色彩空間，該第二色彩空間具有至少一色彩空間維度；其中，該轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生該像素訊號在該色彩空間維度上之一像素分量，并于該像素分量位于一壓縮區(qū)間時，對該像素分量進(jìn)行壓縮以輸出一壓縮像素分量，使得該壓縮像素分量不超出該第二色彩空間在該色彩空間維度上之一涵蓋范圍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，當(dāng)該像素分量位于該壓縮區(qū)間外時，該轉(zhuǎn)換單元直接輸出該像素分量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該轉(zhuǎn)換單元包含一查詢表，用以儲存該像素分量及對應(yīng)之該壓縮像素分量；該轉(zhuǎn)換單元依據(jù)該查詢表對該像素分量進(jìn)行壓縮。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該壓縮像素分量與該像素分量間為一線性關(guān)系。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，更包含一緩存單元，耦接至該轉(zhuǎn)換單元，用以儲存該線性關(guān)系之一斜率。6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該壓縮區(qū)間之下限與上限分別為一第一臨界值與該像素分量之一上限值，該壓縮像素分量不高于該涵蓋范圍之一上限值。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該像素分量之該上限值大于該涵蓋范圍之該上限值。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該壓縮像素分量系依據(jù)該像素分量、該第一臨界值及該線性關(guān)系之一斜率而決定。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，更包含一緩存單元，耦接至該轉(zhuǎn)換單元，用以儲存該第一臨界值。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該線性關(guān)系之一斜率系依據(jù)該第一臨界值、該像素分量之該上限值及該涵蓋范圍之該上限值而決定。11.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該壓縮區(qū)間之上限與下限分別為一第二臨界值與該像素分量之一下限值，該壓縮像素分量不低于該涵蓋范圍之一下限值。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該像素分量之該下限值小于該涵蓋范圍之該下限值。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該壓縮像素分量系依據(jù)該像素分量、該第二臨界值及該線性關(guān)系之一斜率而決定。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，更包含一緩存單元，耦接至該轉(zhuǎn)換單元，用以儲存該第二臨界值。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該線性關(guān)系之一斜率系依據(jù)該第二臨界值、該像素分量之該下限值及該涵蓋范圍之該下限值而決定。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該第一色彩空間為xvYcc色彩空間，該第二色彩空間為sRGB色彩空間。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的色彩空間轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，該色彩空間轉(zhuǎn)換電路系實(shí)施于一高清晰度多媒體接口(HDMI)接收器中。18.一種色彩空間轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包含接收一屬于一第一色彩空間之像素訊號；將該像素訊號從該第一色彩空間轉(zhuǎn)換至一第二色彩空間以產(chǎn)生該第二色彩空間之一色彩空間維度上之一像素分量；以及當(dāng)該像素分量位于一壓縮區(qū)間時，對該像素分量進(jìn)行壓縮以輸出一壓縮像素分量，使得該壓縮像素分量不超出該第二色彩空間在該色彩空間維度上之一涵蓋范圍。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的色彩空間轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該壓縮步驟系依據(jù)一查詢表執(zhí)行，其中該查詢表儲存該像素分量及對應(yīng)之該壓縮像素分量。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的色彩空間轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該壓縮區(qū)間之下限與上限分別為一第一臨界值與該像素分量之一上限值，該壓縮像素分量不高于該涵蓋范圍之一上限值。全文摘要本發(fā)明涉及一種色彩空間轉(zhuǎn)換電路及方法，可在執(zhí)行xvYcc色彩空間至sRGB色彩空間的轉(zhuǎn)換時，以簡化的電路設(shè)計(jì)，將超出sRGB色彩空間的部分，壓縮至sRGB色彩空間內(nèi)，以提升視覺效果。色彩空間轉(zhuǎn)換電路包含轉(zhuǎn)換單元。轉(zhuǎn)換單元可將一像素訊號從xvYcc色彩空間轉(zhuǎn)換至sRGB色彩空間。在轉(zhuǎn)換過程中，轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生像素訊號在sRGB色彩空間之各色彩空間維度上之像素分量，當(dāng)任一像素分量位于壓縮區(qū)間時，轉(zhuǎn)換單元對該像素分量進(jìn)行壓縮以輸出一壓縮像素分量。該壓縮像素分量不超出sRGB色彩空間在對應(yīng)色彩空間維度上之涵蓋范圍。文檔編號H04N9/64GK101873502SQ200910106780公開日2010年10月27日申請日期2009年4月24日優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日發(fā)明者蔡孟哲申請人:晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司;晨星半導(dǎo)體股份有限公司