專利名稱：一種對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置的制作方法
本申請(qǐng)是第94101514.9的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種色彩空間轉(zhuǎn)換(COLOR SPACE CONVER-SION)的裝置，特別是涉及一種以對(duì)稱編碼的方式實(shí)現(xiàn)自然顏色空間R、G、B與輝度/色度(LUMINANCE/CHRO-MI-NACE)空間Y、Cb、Cr兩相互轉(zhuǎn)換的裝置。
R、G、B與Y、Cb、Cr色彩空間轉(zhuǎn)換主要是應(yīng)用于數(shù)位影像壓縮(COMPRESSION)的前端處理(PREPROCESSING)及其解壓縮(DECOMPRESSION)的后端處理(POST PROCESSING)過程，由于R、G、B廣泛使用于取像器材如掃描器和攝影機(jī)，以及顯像器材，如電腦顯示器和視訊監(jiān)視器等的色彩空間，然而對(duì)稱數(shù)位影像壓縮而言，用于所有標(biāo)準(zhǔn)化演算法的色彩空間卻是CCIR 601定義的Y、Cb、Cr空間(容后再述)，因此，一影像由取像至壓縮之間必需將色彩空間由R、G、B轉(zhuǎn)換為Y、Cb、Cr空間，此乃是數(shù)位影像壓縮前端處理的一環(huán)，而解壓縮至顯像之間也往往需進(jìn)行后端處理，其中一環(huán)便是將色彩空間由Y、Cb、Cr轉(zhuǎn)換為R、G、B空間。
前述的CCTR 601，其中CCIR是國際無線電咨詢委員會(huì)(Con-sultative committee of International Radio)的縮寫，而601是其發(fā)布的一推薦文號(hào)，在CCIR 601中，定義了R、G、B與Y、Cb、Cr色彩空間轉(zhuǎn)換的方式。
根據(jù)CCIR 601的定義，輝度Y(LUMINANCE)、色度Cb、Cr(CHROMIN ANCE)三個(gè)編碼元素中輝度Y有220量化電平(QUANTIZATION LEVEL)，其數(shù)值是從16至235，16表示黑色電平(BLACK LEVEL)，235表示白色電平峰值(PEAK WHITELEVEL)，而色度Cb、Cr則各有225量化電平，數(shù)值均從16至240，其中以128表示無色電平。如欲使一自然顏色的R、G、B組成化為上述的Y、Cb、Cr編碼，需將R、G、B三原色也量化為220等間隔電平，其數(shù)值均從16至235，其中16表示最淡，而235表示最濃，如此，R、G、B與Y、Cb、Cr兩色彩空間的組成元素均以8位表示其量化數(shù)值，兩者的轉(zhuǎn)換關(guān)系即如CCIR 601的方程組所示YCb-128Cr-128=0.2990.5870.114-0.173-0.3380.5110.511-0.428-0.083RGB....(1)]]>上述方程組(1)表示R、G、B至Y、Cb、Cr的轉(zhuǎn)換關(guān)系，至于Y、Cb、Cr至R、G、B的轉(zhuǎn)換關(guān)系可由方程組(1)的系數(shù)矩陣計(jì)算出逆矩陣而得RGB≤1-0.0011.3701-0.336-0.69811.7330.001·YCb-128Cr-128......(2)]]>以往的R、G、B與Y、Cb、Cr色彩空間轉(zhuǎn)換器即根據(jù)上述方程組(1)、(2)，再利用硬件的設(shè)計(jì)，例如乘法器等，然而因乘法器構(gòu)造復(fù)雜，于體積電路設(shè)計(jì)上頗占面積，且雖以完整測(cè)試，而全編碼色彩檢視表的設(shè)計(jì)方式雖具有①規(guī)則的構(gòu)造、②緊密集積及③易于測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)，但以往均只有單向轉(zhuǎn)換的功能，而無法作變向的轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的主要目的，是在于提供一種可將彩色空間R、G、B轉(zhuǎn)換為輝度Y、色度Cb、Cr空間，及可以將輝度Y、色度Cb、Cr空間轉(zhuǎn)換為彩色空間R、G、B的一種可作變向轉(zhuǎn)換的以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置。
本發(fā)明的次要目的，是在于提供一種硬件構(gòu)較簡單的可將輝度Y、色度Cb、Cr空間轉(zhuǎn)換為彩色空間R、G、B的以對(duì)稱編碼，實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置。
本發(fā)明的主要特征在于以奇函數(shù)(ODD FUNCTION)對(duì)稱的方式編碼，僅取各色彩分量(COMPONENT)的正值或負(fù)值為編碼值，使編碼表得以減半，而在編碼值輸出時(shí)回復(fù)其原有極性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置，其用以遂行彩色空間R、G、B至輝度Y、色度Cb、Cr空間以及輝度Y、色度Cb、Cr空間至彩色空間R、G、B的雙向轉(zhuǎn)換，包括-第一色彩檢視表，其存放原始空間第一色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量的編碼值；-第二色彩檢視表，其存放原始空間第一色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第二色彩分量的編碼值；-第三色彩檢視表，其存放原始空間第一色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量的編碼值；-第四色彩檢視表，其存放原始空間第二色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量的編碼值；-第五色彩檢視表，其存放原始空間第二色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第二色彩分量的編碼值；-第六色彩檢視表，其存放原始空間第二色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量的編碼值；-第七色彩檢視表，其存放原始空間第三色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量的編碼值；
-第八色彩檢視表，其存放原始空間第三色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第二色彩分量的編碼值；-第九色彩檢視表，其存放原始空間第三色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量的編碼值；-第一輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第一色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第一色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第二輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第二色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第一色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第三輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第三色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第一色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第四輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第四色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第二色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第五輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第五色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第二色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第六輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第六色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第七輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第七色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第八輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第八色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第九輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第九色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第一對(duì)稱地址解碼器，其用以產(chǎn)生原始空間第一色彩分量所對(duì)應(yīng)第一、第二及第三色彩檢視表共用的字元地址；-第二對(duì)稱地址解碼器，其用以產(chǎn)生原始空間第二色彩分量所對(duì)應(yīng)第四、第五及第六色彩檢視表共用的字元地址；-第三對(duì)稱地址解碼器，其用以產(chǎn)生原始空間第三色彩分量所對(duì)應(yīng)第七、第八及第九色彩檢視表共用的字元地址；-第一加法器，其用以對(duì)上述第一及第四輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第二加法器，其用以對(duì)上述第一及第七輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；
-第三加法器，其用以對(duì)上述第二及第五輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第四加法器，其用以對(duì)上述第三及第八輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第五加法器，其用以對(duì)上述第三及第六輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第六加法器，其用以對(duì)上述第五及第九輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第一補(bǔ)償及限制電路，其對(duì)上述第二加法器的輸出進(jìn)行常數(shù)128補(bǔ)償及值域限制，輸出轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量；-第二補(bǔ)償及限制電路，其對(duì)上述第四加法器的輸出進(jìn)行常數(shù)128補(bǔ)償及值域限制，輸出轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量；-第三補(bǔ)償及限制電路，其對(duì)上述第六加法器的輸出進(jìn)行常數(shù)128補(bǔ)償及值域限制，輸出轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量。
本發(fā)明還提出了一種以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置，用以遂行輝度Y、色度Cb、Cr空間至彩色空間R、G、B的單向轉(zhuǎn)換，其特征是，其包括-第一色彩檢視表，其存入Cb分量對(duì)應(yīng)于G分量的編碼值；-第二色彩檢視表，其存入Cb分量對(duì)應(yīng)于G分量的編碼值；-第三色彩檢視表，其存入Cr分量對(duì)應(yīng)于G分量的編碼值；
-第四色彩檢視表，其存入Cr分量對(duì)應(yīng)于G分量的編碼值；-第一輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第一色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在Cb分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第二輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第二色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在Cb分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第三輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第三色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在Cb分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第四輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第四色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在Cb分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第一對(duì)稱地址解碼器，其用以產(chǎn)生Cb分量所對(duì)稱的第一及第二色彩檢視表共用的字元地址；-第二對(duì)稱地址解碼器，其用以產(chǎn)生Cr分量所對(duì)稱的第三及第四色彩檢視表共用的字元地址；-第一加法器，其用以對(duì)Y分量量化數(shù)值及上述第三輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第二加法器，其用以對(duì)上述第一及第四輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；
-第三加法器，其用以對(duì)Y分量量化數(shù)值及前述第二加法器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第四加法器，其用以對(duì)Y分量量化數(shù)值及前述第二加法器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第一限制電路，其對(duì)上述第一加法器的輸出進(jìn)行值域限制，輸出R分量的量化數(shù)值；-第二限制電路，其對(duì)上述第三加法器的輸出進(jìn)行值域限制，輸出G分量的量化數(shù)值；-第三限制電路，其對(duì)上述第四加法器的輸出進(jìn)行值域限制，輸出B分量的量化數(shù)值。
下面結(jié)構(gòu)附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明

圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)對(duì)稱編碼演算法的方框圖。
圖2是圖1的對(duì)稱地址解碼器的方框圖。
圖3是圖1的輸出極性控制器的方框圖。
圖4是組合原始空間三色彩分量為轉(zhuǎn)換空間任一色彩分量的方框圖。
圖5是本發(fā)明較佳實(shí)施例的方框圖。
圖6是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例方框圖。
表一是本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)稱編碼演算法的表列形式。
依據(jù)前述方程組(1)及(2)，可分別將其轉(zhuǎn)換為YCbCr=0.2990.5870.114-0.173-0.3380.5110.511-0.428-0.083R-126G-128B-128+128128128....(3)]]>及RGB=1-0.0021.3701-0.336-0.69811.7330.001Y-128Cb-128Cr-128+128128128....(4)]]>
上述兩方程組(3)、(4)可綜合表示為3POn＝∑Cnm(PIm-128)+128，n＝1，2，3(5)m＝1其中將PIm、POn及Cnm分別定義為PIm，其所構(gòu)成的色彩空間定義為原始空間(ORIGINALSPACE)，所以PIm稱為原始空間的色彩分量(COMPONENT)，在此其可代表Y、Cb、Cr或R、G、B。
POn，其所構(gòu)成為轉(zhuǎn)換后的色彩空間，定義為轉(zhuǎn)換空間(CON-VERTED SPACE)，所以POn稱為轉(zhuǎn)換空間的色彩分量，在此其可代表R、G、B或Y、Cb、Cr。
Cnm，因?yàn)橐陨仙士臻g所組成的元素PIm或POn稱為各空間的色彩分量(COMPONENT)，所以Cnm為轉(zhuǎn)換空間第n色彩分量對(duì)應(yīng)于原始空間第m色彩分量的系數(shù)。
在本案實(shí)施例中，當(dāng)P01、P02、P03、分別代表YCbCr空間的Y、Cb、Cr分量時(shí)，則PI1，PI2、PI3分別代表RGB空間的R、G、B分量，相反的，當(dāng)P01、P02、P03、分別代表RGB空間的R、G、B分量時(shí)，則PI1、PI2、PI3分別代表YCbCr空間的Y、Cb、Cr分量。
由上述方程組(5)可知，轉(zhuǎn)換空間任何一色彩分量POn是由原始空間三色彩分量的線性組合再加一常數(shù)128補(bǔ)償而成，且原始空間每一色彩分量PIm在轉(zhuǎn)換關(guān)系中均以常數(shù)128為中心，呈奇函數(shù)(Odd function)對(duì)稱分布，即每一對(duì)離128等距離的數(shù)值均形成絕對(duì)值相等而正負(fù)符號(hào)相異的對(duì)稱關(guān)系，因此，以8位表示的PIm數(shù)值除了0及128之外，其余1、2、3、、、127與、129、130、131、255，共254個(gè)數(shù)值分別一一對(duì)稱，其中1與255對(duì)稱，2與254對(duì)稱，余此類推。
利用此一特征，僅取絕對(duì)值|PIm-128|及其對(duì)應(yīng)系數(shù)Cnm的乘積以2的補(bǔ)碼表示法進(jìn)行編碼，雖然CCIR 601有其量化區(qū)間的限制，本發(fā)明仍提供所有8位可能數(shù)值的編碼，因而上述254個(gè)呈奇函數(shù)對(duì)稱的數(shù)值乃形成127個(gè)編碼值，剩余的0也需占一個(gè)編碼值，而128因使編碼值固定為0，故不予編碼，只在輸出時(shí)強(qiáng)迫其輸出值為0，因此，共需128個(gè)編碼值，此相對(duì)于以往全編碼方法(即將全部數(shù)值全部一一編碼的方法)，確可使編碼表縮減一半，且為了配合編碼表減半的定址模式，必須將前述對(duì)稱的PIm數(shù)值映至同一編碼地址，剩余的0需映至其編碼地址，128也需映至與0相同的地址，此即PIm數(shù)值產(chǎn)生的對(duì)稱地址(SYMMETRICALADDRESS)，以供編碼定址之用，使每兩對(duì)稱的PIm數(shù)值皆對(duì)映至同一編碼值，而在輸出時(shí)，回復(fù)Cnm(PIm-128)相對(duì)于Cnm|PIm-128|的極性，凡PIm小于128均進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)，其大于128則維持同極性，而當(dāng)PIm等于128時(shí)，則強(qiáng)迫輸出值為0，此即對(duì)稱碼的方法。
請(qǐng)參考圖1所示，是本發(fā)明一較佳實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)對(duì)稱編碼演算法的方框圖，其包含一色彩檢視表1，一對(duì)稱地址解碼器2及一輸出極性控制器3，其中色彩檢視表1，其存放原始空間色彩分量PIm對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間色彩分量POn的編碼Cnm|PIm-128|，為一具有128字元的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，可依R、G、B至Y、Cb、Cr轉(zhuǎn)換或Y、Cb、Cr至R、G、B轉(zhuǎn)換程式規(guī)則其對(duì)應(yīng)的編碼值。
對(duì)稱地址解碼器2，是用以產(chǎn)生上述色彩檢視表1的字元地址，其詳細(xì)內(nèi)部請(qǐng)參考圖2所示，其包括①每一可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器21a及②地址解碼器22a；其中①第一可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器21a是利用PIm數(shù)值的最高位PIm7為致能信號(hào)，控制其余7個(gè)較低位PIm6、PIm5、PIm4、、、PIm0是否執(zhí)行2的補(bǔ)碼運(yùn)算，以產(chǎn)生7位元的對(duì)稱地址，供上述色彩檢視表1定址之用，當(dāng)PIm7＝0時(shí)，啟動(dòng)2的補(bǔ)碼運(yùn)算，輸入PIm6、PIm5、PIm4、、、PIm0的2的補(bǔ)碼，當(dāng)PIm7＝1時(shí)，直接通過PIm6、PIm5、PIm4、、、PIm0的值，如此，即可使PIm數(shù)值兩兩對(duì)應(yīng)于一相同地址，如表一所示、②而地址解碼器22是將上述第一可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器21a輸出的對(duì)稱地址解碼為Am0、Am1、Am2、、、Am127共128條地址線。
輸出極性控制器3，其置于上述色彩檢視表1的輸出端，用以回復(fù)其編碼值的原有極性，而當(dāng)PIm＝128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0，其詳細(xì)內(nèi)部請(qǐng)參考圖3所示，其包括①一第二可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器31a，②-128檢測(cè)器32a，及③一輸出遮蔽電路33a；其中①第二可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器31a與上述第一可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器21a同步動(dòng)作，也利用PIm7為致能信號(hào)，控制上述色彩檢視表1輸出的編碼值是否執(zhí)行2的補(bǔ)碼運(yùn)算，當(dāng)PIm7＝0時(shí)則為是，而當(dāng)PIm7＝1時(shí)則為否，也如表一所示、②128檢測(cè)器32a是利用Am0及PIm7兩信號(hào)檢測(cè)PIm數(shù)值為128的狀況，如為是，則輸出一禁制信號(hào)。③輸出遮蔽電路33a是由上述128檢測(cè)器32a輸出的禁制信號(hào)控制是否遮蔽上述第二可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器31a的輸出，如為是，即PIm＝128時(shí)，則強(qiáng)迫其輸出為0，否則，直接通過上述第二可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器31a的輸出碼至輸出端。
請(qǐng)參考圖4所示，組合原始空間三色彩分量為轉(zhuǎn)換空間任一色彩分量的構(gòu)造方框圖，包括①三個(gè)如圖1所示的對(duì)稱編碼基本構(gòu)造S1、S2、S3，②二加法器4、5以及③補(bǔ)償及限制電路6，其中①三對(duì)稱編碼基本構(gòu)造S1、S2、S3，分別對(duì)應(yīng)于原始空間三色彩分量PI1、PI2、PI3，提供三色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間色彩分量POn所需的對(duì)稱編碼實(shí)施裝置；②二加法器4、5是用以對(duì)上述三對(duì)稱編碼基本構(gòu)造的輸出數(shù)碼執(zhí)行串加運(yùn)算，其中第一加法器4是將來自PI1、PI2二分量的輸出數(shù)碼先行相加，其和再與來自PI3分量的輸出數(shù)碼第二加法器4相加；③而補(bǔ)償及限制電路6是對(duì)上述第二加法器5的輸出進(jìn)行常數(shù)128補(bǔ)償及值域限制，將轉(zhuǎn)換空間色彩分量POn的數(shù)值局限于8位的范圍，即0與255之間，因而補(bǔ)償后的POn數(shù)值如超過255，則限定于255，如是負(fù)數(shù)，則限定于0，此乃為防止串加運(yùn)算可能造成的值域溢出(OVERELOW)而設(shè)計(jì)。
請(qǐng)參考圖5所示，是將圖4中轉(zhuǎn)換空間色彩分量POn展開為P01、P02、P03狀態(tài)，為本發(fā)明以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的方法及裝置的一較佳實(shí)施例，其包括①九個(gè)如圖1所示的色彩檢視表，主要用來分別存放原始空間與轉(zhuǎn)換空間各對(duì)應(yīng)色彩分量的編碼值；其分別為，第一色彩檢視表11，其是存放原始空間第一色彩分量PI1對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量PO1的編碼值；第二色彩檢視表12，其是存放原始空間第一色彩分量PI1對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第二色彩分量PO2的編碼值；第三色彩檢視表13，其是存放原始空間第一色彩分量PI1對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量PO3的編碼值；第四色彩檢視表14，其是存放原始空間第二色彩分量PI2對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量PO1的編碼值；第五色彩檢視表15，其是存放原始空間第二色彩分量PI2對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第二色彩分量PO2的編碼值；第六色彩檢視表16，其是存放原始空間第二色彩分量PI2對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量PO3的編碼值；第七色彩檢視表17，其是存放原始空間第三色彩分量PI3對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量PO1的編碼值；第八色彩檢視表18，其是存放原始空間第三色彩分量PI3對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第二色彩分量PO2的編碼值；第九色彩檢視表19，其是存放原始空間第三色彩分量PI2對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量PO3的編碼值。
②九個(gè)如圖1所示的輸出極性控制器，其是分別跟隨上述九個(gè)色彩檢視表，用以回復(fù)其編碼值的原有極性，且當(dāng)原始空間色彩分量的數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；其分別為，第一輸出極性控制器31，是用以回復(fù)上述第一色彩檢視表11輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第一色彩分量PI1的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；第二輸出極性控制器32，是用以回復(fù)上述第二色彩檢視表12輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第一色彩分量PI1的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；第三輸出極性控制器33，是用以回復(fù)上述第三色彩檢視表13輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第一色彩分量PI1的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；第四輸出極性控制器34，是用以回復(fù)上述第四色彩檢視表14輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第二色彩分量PI2的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；第五輸出極性控制器35，是用以回復(fù)上述第五色彩檢視表15輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量PI2的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；第六輸出極性控制器36，其是用以回復(fù)上述第六色彩檢視表16輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第二色彩分量PI2的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；第七輸出極性控制器37，其是用以回復(fù)上述第七色彩檢視表17輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量PI3的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；第八輸出極性控制器38，其是用以回復(fù)上述第八色彩檢視表18輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量PI3的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；第九輸出極性控制器39，其是用以回復(fù)上述第七色彩檢視表19輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量PI3的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0。
③三個(gè)如圖1所示的對(duì)稱地址解碼器，其是分別對(duì)應(yīng)于原始空間三色彩分量，用以產(chǎn)生各分量所有對(duì)應(yīng)色彩檢視表共用的字元地址；其分別為第一對(duì)稱地址解碼器21，其用以產(chǎn)生原始空間第一色彩分量PI1所對(duì)應(yīng)第一、第二及第三色彩檢視表11、12、13共用的字元位址；第二對(duì)稱地址解碼器22，其用以產(chǎn)生原始空間第二色彩分量PI2所對(duì)應(yīng)第四、第五及第六色彩檢視表14、15、16共用的字元地址；第三對(duì)稱地址解碼器23，其用以產(chǎn)生原始空間第三色彩分量PI3所對(duì)應(yīng)第七、第八及第九色彩檢視表17、18、19共用的字元地址。
④六個(gè)如圖4所示的加法器，其是兩兩相串聯(lián)，分別對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間三色彩分量，用以串加各分量來自原始空間三對(duì)應(yīng)色彩分量的輸出碼；其分別為，第一加法器41，其用以對(duì)上述第一及第四輸出極性控制器31、34的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；第二加法器42，其用以對(duì)上述第一加法器41及第七輸出極性控制器37的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；第三加法器43，其用以對(duì)上述第一及第五輸出極性控制器32、35的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；第四加法器44，其用以對(duì)上述第三加法器43及第八輸出極性控制器38的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；第五加法器45，其用以對(duì)上述第三及第六輸出極性控制器33、36的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；第六加法器46，其用以對(duì)上述第一及第五加法器45及第九輸出極性控制器39的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算。
⑤以及三個(gè)如圖4所示的補(bǔ)償及限制電路，其分別對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間三色彩分量，用以對(duì)上述串加運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行128補(bǔ)償及值域限制；其分別為第一補(bǔ)償及限制電路61，其對(duì)上述第二加法器42的輸出進(jìn)行常數(shù)128補(bǔ)償及值域限制，輸出轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量PO1；第二補(bǔ)償及限制電路62，其對(duì)上述第四加法器44的輸出進(jìn)行常數(shù)128補(bǔ)償及值域限制，輸出轉(zhuǎn)換空間第二色彩分量PO2；第三補(bǔ)償及限制電路63，其對(duì)上述第六加法器46的輸出進(jìn)行常數(shù)128補(bǔ)償及值域限制，輸出轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量PO3。
上述所組成的電路可遂行R、G、B至Y、Cb、Cr或Y、Cb、Cr至R、G、B雙向轉(zhuǎn)換；當(dāng)進(jìn)行R、G、B至Y、Cb、Cr轉(zhuǎn)換時(shí)，上述九個(gè)色彩檢視表必須依據(jù)方程組(3)程式規(guī)劃其編碼值，而當(dāng)進(jìn)行Y、Cb、Cr至R、G、B轉(zhuǎn)換時(shí)，前述9個(gè)色彩檢視表則依據(jù)方程組(4)程式規(guī)劃其編碼值，若上述所組成的電路應(yīng)用于單向轉(zhuǎn)換的環(huán)境，則色彩檢視表可以使用只讀存儲(chǔ)裝置，能夠方便操作且縮小體積電路的面積，而尤為甚，當(dāng)僅應(yīng)用于Y、Cb、Cr至R、G、B單向轉(zhuǎn)換時(shí)，可依方程組(2)簡化其構(gòu)造，此時(shí)Y分量對(duì)應(yīng)于R、G、B三分量的系數(shù)均為1，故不需編碼，且Cb分量對(duì)應(yīng)于R分量及Cr分量對(duì)應(yīng)于B分量的系數(shù)均微乎其微，可以忽略，也不需編碼，因此只需對(duì)Cb及Cr二分量進(jìn)行對(duì)稱編碼，且二各僅使用二個(gè)編碼表，分別是Cb分量對(duì)應(yīng)于G、B二分量以及Cr分量對(duì)應(yīng)于R、G二分量。而當(dāng)Y、Cb、Cr三分量線性組合成為R、G、B三分量的后，也不需加以常數(shù)補(bǔ)償，而直接限制其值域于0至255的范圍即可，其實(shí)施裝置如圖6所示。
圖6是本發(fā)明的一簡化實(shí)施例，用以遂行Y、Cb、Cr至R、G、B單向轉(zhuǎn)換為目的，其包括四個(gè)色彩檢視表101至104，分別存放Cb分量對(duì)應(yīng)于G分量，Cb分量對(duì)應(yīng)B分量，Cr分量對(duì)應(yīng)于R分量，以及Cr分量對(duì)應(yīng)于G分量的編碼值。
四個(gè)輸出極性控制器301至304，其分別跟隨上述四色彩檢視表，用以回復(fù)其編碼值的原有極性，且當(dāng)對(duì)應(yīng)的Cb或Cr分量數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0。
兩個(gè)對(duì)稱地址解碼器201、202，其分別對(duì)應(yīng)于Cb及Cr分量，用以產(chǎn)生各分量所有對(duì)應(yīng)色彩檢視表共用的字元地址。
四個(gè)加法器401至404，其中加法器401對(duì)應(yīng)于R分量，用以執(zhí)行其對(duì)應(yīng)Cr分量的輸出數(shù)碼與Y分量數(shù)值的加法運(yùn)算，加法器402、403二對(duì)應(yīng)于G分量，其兩相串加用以串聯(lián)其來自對(duì)應(yīng)Cb、Cr二分量的輸出數(shù)碼與Y分量數(shù)值，加法器404對(duì)應(yīng)于B分量，用以執(zhí)行其對(duì)應(yīng)Cb分量的輸出數(shù)值與Y分量數(shù)值的加法運(yùn)算。以及三個(gè)限制電路71至73，其如圖4所示的補(bǔ)償及限制電路6的限制電路部份，分別對(duì)應(yīng)于R、G、B三分量，作為輸出值域限制之用。
本發(fā)明，提供一種可將彩色空間R、G、B轉(zhuǎn)換為輝度Y、色度Cb、Cr空間，及可以將輝度Y、色度Cb、Cr空間轉(zhuǎn)換為彩色空間R、G、B的一種可作雙向轉(zhuǎn)換的以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的方法及裝置；及提供一種硬件構(gòu)造較簡單的可將輝度Y、色度Cb、Cr空間轉(zhuǎn)換為彩色空間R、G、B的以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置。
綜上所述，本發(fā)明以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的方法及裝置，確可達(dá)到預(yù)期的目的。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置，其用以遂行彩色空間R、G、B至輝度Y、色度Cb、Cr空間以及輝度Y、色度Cb、Cr空間至彩色空間R、G、B的雙向轉(zhuǎn)換，包括-第一色彩檢視表，其存放原始空間第一色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量的編碼值；-第二色彩檢視表，其存放原始空間第一色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第二色彩分量的編碼值；-第三色彩檢視表，其存放原始空間第一色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量的編碼值；-第四色彩檢視表，其存放原始空間第二色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量的編碼值；-第五色彩檢視表，其存放原始空間第二色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第二色彩分量的編碼值；-第六色彩檢視表，其存放原始空間第二色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量的編碼值；-第七色彩檢視表，其存放原始空間第三色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量的編碼值；-第八色彩檢視表，其存放原始空間第三色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第二色彩分量的編碼值；-第九色彩檢視表，其存放原始空間第三色彩分量對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量的編碼值；-第一輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第一色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第一色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；—第二輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第二色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第一色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第三輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第三色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第一色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第四輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第四色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第二色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第五輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第五色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第二色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第六輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第六色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第七輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第七色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第八輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第八色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；—第九輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第九色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在原始空間第三色彩分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第一對(duì)稱地址解碼器，其用以產(chǎn)生原始空間第一色彩分量所對(duì)應(yīng)第一、第二及第三色彩檢視表共用的字元地址；-第二對(duì)稱地址解碼器，其用以產(chǎn)生原始空間第二色彩分量所對(duì)應(yīng)第四、第五及第六色彩檢視表共用的字元地址；-第三對(duì)稱地址解碼器，其用以產(chǎn)生原始空間第三色彩分量所對(duì)應(yīng)第七、第八及第九色彩檢視表共用的字元地址；-第一加法器，其用以對(duì)上述第一及第四輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第二加法器，其用以對(duì)上述第一及第七輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第三加法器，其用以對(duì)上述第二及第五輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第四加法器，其用以對(duì)上述第三及第八輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第五加法器，其用以對(duì)上述第三及第六輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第六加法器，其用以對(duì)上述第五及第九輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第一補(bǔ)償及限制電路，其對(duì)上述第二加法器的輸出進(jìn)行常數(shù)128補(bǔ)償及值域限制，輸出轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量；—第二補(bǔ)償及限制電路，其對(duì)上述第四加法器的輸出進(jìn)行常數(shù)128補(bǔ)償及值域限制，輸出轉(zhuǎn)換空間第一色彩分量；—第三補(bǔ)償及限制電路，其對(duì)上述第六加法器的輸出進(jìn)行常數(shù)128補(bǔ)償及值域限制，輸出轉(zhuǎn)換空間第三色彩分量；
2.如權(quán)利要求1所述的以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置，其特征是每一色彩檢視表，其是一具有128字元的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其可依R、G、B至Y、Cb、Cr或Y、Cb、Cr至R、G、B轉(zhuǎn)換程式規(guī)則其對(duì)應(yīng)的編碼值，以遂行雙向轉(zhuǎn)換。
3.如權(quán)利要求1所述的以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置，其特征是每一對(duì)稱地址解碼器包括-可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器，其利用原始空間色彩分量量化數(shù)值的最高位，控制其余7個(gè)較低位是否執(zhí)行2的補(bǔ)碼運(yùn)算，輸出一7位的對(duì)稱地址，以作為其對(duì)應(yīng)色彩檢視表定址之用；以及-地址解碼器，其將上述可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器輸出的7位元對(duì)稱地址解碼為128條地址線。
4.如權(quán)利要求1所述的以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置，其特征是每一輸出極性控制器包括-可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器，其是利用原始空間色彩分量量化數(shù)值的最高位，控制各對(duì)應(yīng)色彩檢視表輸出的編碼值是否執(zhí)行2的補(bǔ)碼運(yùn)算，以回復(fù)編碼值的原有極性；-128檢測(cè)器，其檢測(cè)原始空間色彩分量的量化數(shù)值是否為128，如為是，則輸出一禁制信號(hào)；以及-輸出遮蔽電路，其由上述128檢測(cè)器輸出的禁制信號(hào)控制是否遮蔽上述可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器的輸出，如為是，則強(qiáng)迫其輸出為0，否則，直接通過上述可控制2的補(bǔ)碼產(chǎn)生器的輸出碼至輸出端。
5.一種以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置，用以遂行輝度Y、色度Cb、Cr空間至彩色空間R、G、B的單向轉(zhuǎn)換，其特征是，其包括-第一色彩檢視表，其存入Cb分量對(duì)應(yīng)于G分量的編碼值；-第二色彩檢視表，其存入Cb分量對(duì)應(yīng)于B分量的編碼值；-第三色彩檢視表，其存入Cr分量對(duì)應(yīng)于R分量的編碼值；-第四色彩檢視表，其存入Cr分量對(duì)應(yīng)于G分量的編碼值；-第一輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第一色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在Cb分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第二輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第二色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在Cb分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第三輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第三色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在Cb分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第四輸出極性控制器，其用以回復(fù)上述第四色彩檢視表輸出編碼值的原有極性，并在Cb分量的量化數(shù)值為128時(shí)，強(qiáng)迫輸出為0；-第一對(duì)稱地址解碼器，其用以產(chǎn)生Cb分量所對(duì)稱的第一及第二色彩檢視表共用的字元地址；-第二對(duì)稱地址解碼器，其用以產(chǎn)生Cr分量所對(duì)稱的第三及第四色彩檢視表共用的字元地址；-第一加法器，其用以對(duì)Y分量量化數(shù)值及上述第三輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第二加法器，其用以對(duì)上述第一及第四輸出極性控制器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第三加法器，其用以對(duì)Y分量量化數(shù)值及前述第二加法器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第四加法器，其用以對(duì)Y分量量化數(shù)值及前述第二加法器的輸出執(zhí)行加法運(yùn)算；-第一限制電路，其對(duì)上述第一加法器的輸出進(jìn)行值域限制，輸出R分量的量化數(shù)值；-第二限制電路，其對(duì)上述第三加法器的輸出進(jìn)行值域限制，輸出G分量的量化數(shù)值；-第三限制電路，其對(duì)上述第四加法器的輸出進(jìn)行值域限制，輸出B分量的量化數(shù)值。
全文摘要
一種以對(duì)稱編碼實(shí)現(xiàn)色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置,其特征在于以奇函數(shù)(ODD FUNCTION)對(duì)稱的方式編碼,僅取各色彩分量(COMPONENT)的正值或負(fù)值為編碼值,使編碼表得以減半,而在編碼值輸出時(shí)回復(fù)其原有極性;借此可實(shí)現(xiàn)自然顏色空間R、G、B與輝度/色度(LUMINANCE/CHROMIN－ ANCE)空間Y、Cb、Cr兩相互轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)H04N9/64GK1262584SQ99123280
公開日2000年8月9日 申請(qǐng)日期1999年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月1日
發(fā)明者徐榮富 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司