專利名稱：調(diào)節(jié)視頻圖像對比度的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠調(diào)節(jié)視頻圖像的對比度電平的設(shè)備。
如那些熟悉本領(lǐng)域的人所知，一個強對比度的視頻圖像區(qū)域使組成和環(huán)繞它的細節(jié)不能被清晰地看見。那么就必須降低對比度電平，以使得細節(jié)再現(xiàn)。
例如，在電視屏幕上顯示視頻圖像的情況下，觀看者可以進行對比度電平的調(diào)整。在一個或多個圖像區(qū)域與圖像的其他部分相比過強的對比度情況下，觀看者可以由此進行對比度控制以便降低對比度。
對比度控制是借助于作用在電路上的調(diào)整參數(shù)來完成的，它使得亮度信號(Y)的電平，藍色差色度信號(CB)的電平和紅色差色度信號(CR)的電平同時被調(diào)整。用戶調(diào)整控制同時作用的結(jié)果使得圖像最黑的區(qū)域不再有這么強的對比度。組成這些最黑的區(qū)域的細節(jié)不再是可見的。
本發(fā)明沒有這些缺點。
本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備，它使視頻圖像的亮度信號(Y)和藍色差色度信號(CB)以及紅色差色度信號(CR)能夠轉(zhuǎn)換為紅(R)，綠(G)，藍(B)彩色信號。該設(shè)備包括一個轉(zhuǎn)換矩陣和借助于用戶調(diào)整控制使得亮度信號(Y)和藍色差色度信號(CB)以及紅色差色度信號(CR)的幅度被修改的裝置。該設(shè)備包括附加裝置，當(dāng)在轉(zhuǎn)換矩陣的輸出端具有最大值的紅(R)，綠(G)或藍(B)彩色信號達到等于白電平的x％的飽和值時它防止所述彩色信號可能超過所述飽和值。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在轉(zhuǎn)換矩陣輸出端具有最大值的彩色信息不能超過白電平值的70％。
然而，根據(jù)其他實施例其他的值也是可能的。
有益地是，根據(jù)本發(fā)明，對于大數(shù)值的亮度或紅或藍色差信號在對比度上的限制使得用戶可能避免了頻繁的對比度調(diào)整。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點通過閱讀參照附圖給出的優(yōu)選實施例而將是顯而易見的，附圖中
-

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)設(shè)備的第一個實施例；-圖2表示根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)設(shè)備的第二個實施例；-圖3表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的響應(yīng)曲線。
在所有圖中，相同的標(biāo)記表示相同的元件。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)設(shè)備的第一實施例。
根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)設(shè)備使得可能調(diào)整亮度分量Y和藍CB以及紅CR色差色度分量的電平，這些分量基于對由來自矩陣7的彩色信息項R，G，B之一假定的最大值的檢測，矩陣7的功能是轉(zhuǎn)換Y，CB，CR分量為R，G，B分量。
后文中用M(R，G，B)表示R，G，B的最大值，最大值的檢測采用一個“或”功能元件，標(biāo)記為8，它具有三個輸入端和一個輸出端。為了這個目的，每一個R，G，B彩色信息項施加到“或”功能元件的不同輸入端。“或”功能元件8由任何公知的裝置產(chǎn)生。例如，它可以是使用三個二極管產(chǎn)生的電路。
“或”功能元件的輸出端連接到比較器9的第一輸入端。所以值M(R，G，B)施加到比較器9的第一輸入端，它的第二輸入端接收一個來自乘法器10的電壓VT2。電壓VT2等于電壓VT1的k倍，k是用戶對比度調(diào)整參數(shù)而VT1是一個參考電壓，該值最好在工廠設(shè)定。根據(jù)本發(fā)明k最好在0.25和1之間。
比較器9輸出信號的變化經(jīng)由二極管D施加到一個積分電容器C的兩端。電阻器A與電容器C并聯(lián)安裝以保證電容器C放電。C和A的值被選擇使得在電容器C兩端的電壓S在至少一個視頻圖像幀的整個期間基本上恒定。作為非限定實例，電容器C可以為500nF的值而電阻器A的值為600kΩ。
在積分電容器C兩端得到的輸出電壓S施加到一個電壓/系數(shù)轉(zhuǎn)換電路11以產(chǎn)生一個調(diào)節(jié)系數(shù)ks。電壓/系數(shù)轉(zhuǎn)換電路11是以本身公知的方式產(chǎn)生的。因此這里沒有必要進行回顧。
調(diào)節(jié)系數(shù)ks同時施加到三個乘法器4，5，6的三個控制輸入端，它們在它們各自的輸入端接收來自三個對應(yīng)的乘法器1，2，3的信號k×Y，k×CB和k×CR，這里k是上面提到的用戶對比度調(diào)整參數(shù)。因此，施加在轉(zhuǎn)換矩陣輸入端的亮度，藍色差和紅色差信號分別等于ks×k×Y；ks×k×CB以及ks×k×CR根據(jù)本發(fā)明，系數(shù)ks最好是0.5和1之間的值。
有益地是，調(diào)節(jié)操作是在三個信號R，G或B中任何一個的基礎(chǔ)上完成的。
圖2展示了根據(jù)本發(fā)明調(diào)節(jié)設(shè)備的第二個實施例。
根據(jù)這第二個實施例，參考電壓VT1直接連接到比較器的第二輸入端，以及“或”功能元件8的輸出端連接到除法器12的輸入端，除法器12的輸出端連接到比較器的第一輸入端。除法器12由用戶對比度調(diào)整參數(shù)k控制。因此，除法器12的輸出電壓等于除法器12的輸入電壓除以值k。
圖2中電路的所有其他元件與圖1中描述的那些相同。因此，圖2描述的電路操作在原理上與圖1描述的相同。但是，就生產(chǎn)而論，圖1描述的電路具有不需要生產(chǎn)除法器的優(yōu)點。根據(jù)圖1描述的電路，用戶調(diào)節(jié)系數(shù)k分別施加到4個乘法器1，2，3，10。那么這四個乘法器最好是相同的，這樣避免了電路的復(fù)雜性。有益地是，k一方面對信號Y，CB，CR另一方面對信號M(R，G，B)的作用在最佳條件下是匹配的。
圖3是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的響應(yīng)曲線。
圖3包含三條曲線C1，C2和C3。曲線C1和C2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的響應(yīng)曲線。
曲線C1展示了當(dāng)沒有對比度電平調(diào)節(jié)時，值M(R，G，B)飽和的現(xiàn)象。
通過曲線C1在時間上的變化展示的對比度變化對應(yīng)于視頻圖像接收的一個實例。很清楚對應(yīng)于其他視頻圖像接收的實例任何其他類型的對比度變化都是可能的。根據(jù)曲線C1展示的實例，值M(R，G，B)從時刻t1的黑電平VB達到時刻t2的白電平VW，在時刻t2和t3之間保持為白電平，以及在時刻t3的白電平VW達到時刻t4的黑電平VB。
用實例方式，曲線C2展示了在黑電平VB和由用戶固定的飽和電平VS之間值M(R，G，B)的飽和曲線。
通過曲線C2在時間上的變化展示的對比度變化對應(yīng)于與曲線C1的那些相同的視頻圖像接收的條件。
飽和電平VS由用戶通過調(diào)節(jié)參數(shù)k來調(diào)節(jié)。如果圖像有高對比度區(qū)域，用戶就必須較大地降低對比度。因此電平VS可能是一個大大降低了值M(R，G，B)的一個電平。當(dāng)圖像不再有這些高對比度區(qū)域時，則用戶必須再次修改他的調(diào)節(jié)，以恢復(fù)對比度。對于那些對比度變化很大的圖像，則對于用戶來說修改許多次對比度是必要的。
根據(jù)本發(fā)明，借助于實例，曲線C3展示了在黑電平VB和飽和電平VT2之間的值M(R，G，B)的飽和曲線。
由實例的方式通過曲線C3在時間上的變化展示的對比度變化對應(yīng)于與曲線C1和C2的那些相同的視頻圖像接收條件。
無論用戶的調(diào)整為多少，值M(R，G，B)不會達到白電平VW的值。有益地是，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括諸如那些在圖1或2描述的，用于實現(xiàn)值M(R，G，B)的自動飽和的裝置，以便防止到達白電平。這個自動飽和值等于VT2。正如前面提到的，VT2的值對應(yīng)白電平VW的70％。有益地是，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，用戶不需要為了得到對比度變化使眼睛舒服的圖像而象現(xiàn)有技術(shù)一樣進行許多次的調(diào)整。
上面的描述是參考包含各種彩色信息項R，G，B的彩色視頻圖像而進行的。對那些熟悉本領(lǐng)域的人來說，在本發(fā)明應(yīng)用于黑白圖像的處理以及不再是彩色圖像的情況下，很明顯單詞“亮度信息”可以取代單詞“彩色信息”。
權(quán)利要求
1.一種使視頻圖像的亮度信號(Y)和藍色差色度信號(CB)以及紅色差色度信號(CR)能夠轉(zhuǎn)換為紅(R)，綠(G)和藍(B)彩色信號的設(shè)備，所述設(shè)備包括一個轉(zhuǎn)換矩陣(7)和使亮度信號(Y)和藍色差色度信號(CB)以及紅色差色度信號(CR)的幅度通過用戶調(diào)節(jié)參數(shù)(k)實現(xiàn)修改的裝置(1，2，3)，其特征在于它包含附加裝置(8，9，10，D，C，A，11)，當(dāng)在轉(zhuǎn)換設(shè)備輸出端具有最大值的彩色信號M(R，G，B)達到一個等于白電平(VW)的x％的飽和值(VT2)時附加裝置防止所述彩色信號會超過所述飽和值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于所述附加裝置包含一個具有三個輸入端和一個輸出端的“或”功能元件(8)，三個輸入端中的每一個連接到不同的彩色信號(R，G，B)，單元(9，10，12，D，C，A，11)，使得有可能在所述“或”功能元件(8)的輸出電壓的作用下產(chǎn)生一個調(diào)節(jié)系數(shù)(ks)，和三個乘法器(4，5，6)，由所述調(diào)節(jié)系數(shù)(ks)控制三個乘法器中的每一個，以分別調(diào)制亮度信號(Y)的幅度，藍色差色度信號(CB)的幅度和紅色差色度信號(CR)的幅度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于所述單元(9，10，12，D，C，A，11)包括一個具有第一輸入端，第二輸入端和一個輸出端的比較器(9)，比較器的第一輸入端連接到“或”功能元件(8)的輸出端，比較器的第二輸入端連接到乘法器(10)的輸出端，乘法器(10)由用戶調(diào)節(jié)參數(shù)(k)控制并且它的輸入端連接到一個參考電壓(VT1)。
4.如權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于所述單元(9，10，12，D，C，A，11)包括一個具有第一輸入端，第二輸入端和一個輸出端的比較器(9)，比較器的第一輸入端連接到由用戶調(diào)節(jié)參數(shù)(k)控制的除法器(12)的輸出端，所述除法器的輸入端連接到“或”功能元件(8)的輸出端，而比較器的第二輸入端連接到參考電壓(VT1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的設(shè)備，其特征在于用戶調(diào)節(jié)參數(shù)(k)具有在0.25和1之間的值，以及調(diào)節(jié)系數(shù)(ks)具有在0.5和1之間的值。
全文摘要
一種調(diào)節(jié)視頻圖像對比度的設(shè)備。本發(fā)明涉及使視頻圖像的亮度信號(Y)和色度信號(CB,CR)轉(zhuǎn)換為紅(R),綠(G)和藍(B)彩色信號的設(shè)備。該設(shè)備包括一個轉(zhuǎn)換矩陣和使亮度信號(Y)和藍色差色度信號(CB)以及紅色差色度信號(CR)的幅度通過用戶調(diào)整控制而修改的裝置。該設(shè)備包括附加裝置,防止在轉(zhuǎn)換矩陣輸出端具有最大值的彩色信號達到一個等于白電平的x%的飽和值時所述彩色信號會超過所述飽和值。x%最好等于70%。本發(fā)明應(yīng)用于電視機。
文檔編號H04N5/57GK1172396SQ97105498
公開日1998年2月4日 申請日期1997年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月7日
發(fā)明者庫諾·倫茲, 西格里德·豪澤 申請人:湯姆森多媒體公司