專利名稱：圖象轉(zhuǎn)換裝置和圖象轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把從計算機(jī)輸出的視頻信號轉(zhuǎn)換成電視信號的圖象轉(zhuǎn)換裝置和圖象轉(zhuǎn)換方法。
最近，在計算機(jī)領(lǐng)域中對于象個人計算機(jī)這樣的機(jī)器而言，有可能使用三維顯示來顯示一個游戲和一個CG(計算機(jī)圖形)，而同時和處理器的處理速度的改進(jìn)和圖象芯片的性能相兼容。還考慮到由于IC集成度的改進(jìn)使得個人計算機(jī)的價格已經(jīng)降低從而在未來計算機(jī)進(jìn)一步滲透到家庭。
但是，由于接到這種計算機(jī)的CRT顯示單元在制造上的局限性，難于在使得CRT顯示單元在做得更薄和更大以及降低價格方面取得明顯的進(jìn)步。所以，傳統(tǒng)上是將計算機(jī)連接到家庭使用的大屏幕的電視接收機(jī)，以便使用三維顯示在大屏幕上快速顯示游戲和CG圖象。在此情況中，有必要在計算機(jī)的RGB輸出端和電視接收機(jī)的視頻信號輸入端之間放置一個圖象轉(zhuǎn)換裝置，把從計算機(jī)輸出的視頻信號(模擬的RGB信號)轉(zhuǎn)換成電視信號(復(fù)合NTSC信號、PAL信號、分離的Y/C信號)。
為了這些信號的轉(zhuǎn)換，除去RGB信號被轉(zhuǎn)換成YUV信號(而且是一個YIQ信號)并將視頻信號的掃描方法從非隔行掃描轉(zhuǎn)換成隔行掃描之外，該圖象轉(zhuǎn)換裝置還必須執(zhí)行各種操作。
就是說，該CRT顯示單元和電視接收機(jī)的不同不僅在掃描頻率上而且在掃描方式上，即該CRT顯示單元執(zhí)行的是欠掃描(圖象顯示在窄于屏幕的范圍中)而電視裝置執(zhí)行的是過掃描(圖象的顯示范圍大于該屏幕)。因此，該圖象轉(zhuǎn)換裝置對原本被輸出用于CRT顯示單元的視頻信號必須施加一種對掃描頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換的操作和把圖象減低并放大到換算操作。而且，當(dāng)視頻信號的掃描方式被從非隔行掃描轉(zhuǎn)換成隔行掃描時，垂直頻率的1/2頻率成分會因此產(chǎn)生閃爍，其中的在電視接收機(jī)的屏幕中產(chǎn)生高頻閃爍光點。因此，為了防止出現(xiàn)這種閃爍，圖象轉(zhuǎn)換裝置必須事先實施一種減低高頻成分的平滑濾波操作，在把掃描方式從非隔行掃描轉(zhuǎn)換成隔行掃描方式之前，將把這種成分轉(zhuǎn)回到視頻信號。
圖5是表示傳統(tǒng)的具有執(zhí)行這種操作的運(yùn)算電路圖象轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖5中，圖象轉(zhuǎn)換裝置設(shè)置有從計算機(jī)(沒示出)側(cè)順序連接的A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器50、RGB矩陣轉(zhuǎn)換電路51、行存儲器52、運(yùn)算電路53和視頻編碼器54以及接到所有部分的定時產(chǎn)生電路55。
A/D轉(zhuǎn)換器50的電路把從沒示出的計算機(jī)輸出的RGB模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。順便說一下當(dāng)直接從沒示出的計算機(jī)輸出數(shù)字信號時，該A/D轉(zhuǎn)換器50被省略。
RGB矩陣轉(zhuǎn)換電路51是獲得YUV信號或YIQ信號的一個電路，根據(jù)針對在象素中每一個RGB亮度值的一個預(yù)定操作系數(shù)，對于從A/D轉(zhuǎn)換器50接收的每一個彩色數(shù)字視頻信號的象素施加矩陣操作。
行存儲器52是一個存儲器，存儲幾行(在此的“1行”表示一個水平同步周期的視頻信號)的數(shù)據(jù)(YIQ信號)，并起到一個延遲線的作用。
運(yùn)算電路53一次從行存儲器52讀出幾行的數(shù)據(jù)(YIQ信號)，并對于這些數(shù)據(jù)執(zhí)行換算操作和濾波操作。
視頻編碼器54通過改變每一行的次序把由運(yùn)算電路53處理的數(shù)據(jù)(YIQ信號)的掃描方式轉(zhuǎn)換成隔行掃描的方式，并通過執(zhí)行預(yù)定的合成處理將視頻信號轉(zhuǎn)換成電視信號，例如復(fù)合NTSC信號或PAL信號。隨后，視頻編碼器54把電視信號輸入到?jīng)]示出的電視接收機(jī)的視頻信號輸入端，以便把由沒示出的計算機(jī)處理過的圖象顯示在電視機(jī)的屏幕上。
定時產(chǎn)生電路55產(chǎn)生針對電視信號(例如水平同步信號、垂直同步信號和彩色調(diào)制基準(zhǔn)信號)的預(yù)定的定時信號，并控制行存儲器52。
但是，在傳統(tǒng)的圖象轉(zhuǎn)換裝置中的運(yùn)算電路53執(zhí)行的各種運(yùn)算操作是以簡單線性的操作，沒有考慮CRT的亮度特性(γ特性)。所以，傳統(tǒng)的圖象轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生下列的潛在的問題。
換句話說，做為電視接收機(jī)的顯示單元的最通用的CRT具有下面的表達(dá)式(1)的非線性的亮度特性(γ特性)，所以，有可能使得亮度正比于輸入信號的電平。
a=Kbγ…(1)其中的“a”是亮度，“K”和特定的不同裝置相關(guān)的比例常量，而“b”是輸入電壓。所以，圖2中示出的校正(γ校正)事先加到廣播的信號，以便使得反向的γ特性的反作用于CRT的亮度特性(γ特性)。C′=c1/γ…(2)其中的“c”是涉及到從計算機(jī)輸出的RGB模擬信號的幾乎比于CRT的每一個色彩R、G、B亮度的電壓，并且是正比于涉及到電視信號的在CRT上的圖象原亮度的特性。而且，c′是涉及到模擬RGB信號的從計算機(jī)輸出的實際輸出的RGB彩色信號的每一個的電壓值，而且是涉及到電視信號的彩色調(diào)制之前一個RGB信號的電壓。該“γ”值在NTSC的情況下的設(shè)置的基準(zhǔn)值是2.2，而在PAL的情況下的設(shè)置的基準(zhǔn)值是2.8。
在傳統(tǒng)的圖象轉(zhuǎn)換裝置中，實際上被γ校正的視頻信號被輸入到運(yùn)算電路53中。但是，在傳統(tǒng)圖象轉(zhuǎn)換裝置中的運(yùn)算電路53對于視頻信號僅實施線性操作，通過γ校正提供非線性特性。因此，信號的變化率與通過線性操作而顯示在電視機(jī)顯示單元上的圖象中的亮度的變化率并不相互一致。
例如，在圖3(a)和(b)中，假設(shè)在運(yùn)算電路53中對于亮度信號Y的平滑濾波操作輸入脈沖響應(yīng)是(1/4,1/2,1/4)。在此情況中，當(dāng)γ校正的亮度信號Y輸入到圖6(a)中的運(yùn)算電路53中時，該運(yùn)算電路53把在一行中的象素的亮度值設(shè)置成1/2·Y(=0.5)并將1/4·Y(=0.25)加到彼此垂直相鄰的象素亮度值的每一個。當(dāng)經(jīng)過這樣濾波的亮度信號Y被輸入到電視接收機(jī)中時，由于電視接收機(jī)的γ特性，顯示單元上的亮度是由公式(1)所表示的。就是說，在γ=2.8(PAL)的條件下，對于亮度信號Y來說，A=0.52.8=0.14(其中，特性常數(shù)K=1)…(3)并且對于每一個垂直象素的附加亮度是，
A=0.252.8=0.02(其中，特性常數(shù)K=1)…(4)如上所述，在電視接收機(jī)的顯示單元上，在所要處理的行中的象素的亮度值和彼此垂直相鄰的象素的亮度值并不和(1/4,1/2,1/4)相一致(參考圖6)，所以，導(dǎo)致信號的響應(yīng)失真。
從傳統(tǒng)的圖象轉(zhuǎn)換裝置存在的這種問題的角度出發(fā)，本發(fā)明的目的是提高圖象轉(zhuǎn)換裝置和圖象轉(zhuǎn)換方法，通過把線性操作實施到從計算機(jī)輸出的視頻信號上，而能夠使得在電視接收機(jī)的顯示單元上的亮度變化率和按照線性操作的變化率一致。
為了解決上述的問題，本發(fā)明引入下列的方案。
本發(fā)明的圖象轉(zhuǎn)換裝置的第一方案是把從計算機(jī)輸出的視頻信號轉(zhuǎn)換成能夠被顯示在電視接收機(jī)上的電視信號的圖象轉(zhuǎn)換裝置。所述的裝置包括第一校正電路，抵消從計算機(jī)輸出的視頻信號中的反相的亮度特性；線性運(yùn)算電路，對于從第一校正電路輸出的視頻信號執(zhí)行預(yù)定的線性操作；和第二校正電路，使得從該線性運(yùn)算電路輸出的視頻信號具有抵消電視接收機(jī)的亮度特性的一個反相亮度特性。
利用這樣的一個結(jié)構(gòu)，根據(jù)被期望作為視頻信號輸出點的顯示單元的亮度特性，從計算機(jī)輸出的視頻信號被提供抵消這種亮度特性的預(yù)定的反相亮度特性，第一校正電路消除在該視頻信號中的預(yù)定反相亮度特性。所以，從第一校正電路輸出的視頻信號的亮度值變成正線性地比于該視頻信號的原來亮度值的信號。該線性運(yùn)算電路把各種線性運(yùn)算處理用于從第一校正電路輸出的視頻信號。同時，將要被處理的視頻信號具有線性的特性，所以，在線性操作之后的視頻信號的亮度值也變成線性地正比于屬于原本視頻信號的圖象的原始亮度值。根據(jù)連接到圖象轉(zhuǎn)換裝置的電視接收機(jī)的亮度特性，第二校正電路使得從線性運(yùn)算電路輸出的視頻信號具有抵消這一亮度特性的預(yù)定的反相亮度特性。從該第二校正電路輸出的視頻信號被輸入到電視接收機(jī)中。該電視接收機(jī)帶有這種亮度特性，因此當(dāng)根據(jù)該視頻信號顯示一幅圖象時，該顯示的圖象的亮度變成線性地正比于是原本視頻信號的圖象的原始亮度值。
從計算機(jī)輸出的視頻信號可以是模擬信號或者是數(shù)字信號。相似地，第一校正電路、線性運(yùn)算電路和第二校正電路可以是模擬電路和數(shù)字電路。當(dāng)視頻信號是一個模擬信號而每一個電路是數(shù)字電路時，可以將一個A/D(模擬-數(shù)字)轉(zhuǎn)換器接在第一校正電路的前級。另一方面，當(dāng)視頻信號是數(shù)字信號而每一個電路是模擬電路的情況下，可以將一個D/A(數(shù)字-模擬)轉(zhuǎn)換器接到第一校正電路前級。
從計算機(jī)輸出的視頻信號可以是一個單色的視頻信號，也可以是一個彩色視頻信號。當(dāng)視頻信號是一個彩色視頻信號時，該第一校正電路、線性運(yùn)算電路和第二校正電路可以針對每一種顏色的視頻信號而配備。隨后，一個RGB-RUV轉(zhuǎn)換電路被接到針對每一種顏色而配備的第二校正電路的后置級，并且能夠產(chǎn)生一個電視信號，例如復(fù)合NTSC信號、PAL信號和分離的Y/C信號。
當(dāng)圖象轉(zhuǎn)換裝置帶有掃描方式轉(zhuǎn)換電路把視頻信號的掃描方式從非隔行掃描轉(zhuǎn)換成隔行掃描時，在線性運(yùn)算電路執(zhí)行線性運(yùn)算處理的同時，希望執(zhí)行抵消造垂直頻率的1/2頻率成分中的噪聲的平滑濾波處理。作為線性處理的另一個例子，存在把顯示在電視接收機(jī)的顯示屏幕上的圖象在水平或垂直方向上放大或減小的線性運(yùn)算處理。
圖象轉(zhuǎn)換裝置的第二個方案包括一個掃描方式轉(zhuǎn)換電路，把從第二校正電路輸出的視頻信號的掃描方式從非隔行方式改變成一個隔行方式，并且規(guī)定，線性運(yùn)算電路對于視頻信號實施的線性運(yùn)算過程在垂直方向上平滑一個圖象。
圖象轉(zhuǎn)換裝置的第三個方案是以具體的線性運(yùn)算電路表示的，對于視頻信號實施線性運(yùn)算處理，用于在垂直和水平方向上減小和放大電視接收機(jī)顯示的圖象。
圖象轉(zhuǎn)換裝置的第四方案規(guī)定，從計算機(jī)輸出的視頻信號包括紅、綠、藍(lán)視頻信號，第一校正電路線性運(yùn)算電路和第二校正電路是針對紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個提供，并且裝置還包括一個轉(zhuǎn)換電路，根據(jù)從第二校正電路輸出的紅、綠、藍(lán)信號的每一個輸出一個亮度信號和一個色差信號。
根據(jù)本發(fā)明的的第五個方案是把從計算機(jī)輸出的視頻信號轉(zhuǎn)換成能夠由一個電視接收機(jī)顯示的視頻信號的方法，該方法包括步驟抵消從計算機(jī)輸出的視頻信號中的反相的亮度特性的步驟；對于反相亮度特性被抵消的視頻信號執(zhí)行預(yù)定的線性操作的步驟；和使得視頻信號具有抵消電視接收機(jī)的亮度特性的一個反相亮度特性的步驟。
利用該方法，根據(jù)被期望作為視頻信號輸出點的顯示單元的亮度特性，從計算機(jī)輸出的視頻信號被等效于具有抵消這種亮度特性的預(yù)定的反相亮度特性，因此抵消反相亮度特性的處理實施在視頻信號上。所以，視頻信號的亮度值變成正線性地比于該視頻信號的原來亮度值的信號。隨后，各種線性運(yùn)算處理用于反相亮度特性消除的視頻信號。這時，將要被處理的視頻信號具有線性的特性，所以，在線性操作之后的視頻信號的亮度值也變成線性地正比于屬于原本視頻信號的圖象的原始亮度值。根據(jù)連接到圖象轉(zhuǎn)換裝置的電視接收機(jī)的亮度特性，在線性運(yùn)算處理之后，抵消這一亮度特性的預(yù)定的反相亮度特性被加到視頻信號。被加有預(yù)定反相亮度特性的的視頻信號被輸入到電視接收機(jī)中。該電視接收機(jī)帶有這種亮度特性，因此當(dāng)根據(jù)該視頻信號顯示一幅圖象時，該顯示的圖象的亮度變成線性地正比于是原本視頻信號的圖象的原始亮度值。
本發(fā)明的其他的目標(biāo)和優(yōu)點將隨著對于結(jié)合附圖的詳細(xì)的討論而變得顯見。


圖1是本發(fā)明的示意圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的的實施例的圖象轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的示意框圖；圖3(a)和3(b)是表示由每一個線性運(yùn)算電路執(zhí)行的平滑濾波處理的示意圖；圖4(a)到4(e)是說明圖象轉(zhuǎn)換裝置的工作的示意圖；圖5是表示傳統(tǒng)的圖象轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；和圖6(a)和6(b)是表示根據(jù)傳統(tǒng)的圖象轉(zhuǎn)換裝置的在一個顯示單元上的輸入信號和亮度信號之間的關(guān)系的示意圖。
下面將參考附圖對于根據(jù)本發(fā)明的實施例進(jìn)行具體的解釋。
首先，概述本發(fā)明。
本發(fā)明的圖象轉(zhuǎn)換裝置把從計算機(jī)輸出的視頻信號轉(zhuǎn)換成能夠由電視接收機(jī)顯示的一個電視信號。如圖1所示，該圖象轉(zhuǎn)換裝置帶有第一γ校正電路100，將一個γ校正處理實施到從計算機(jī)輸出的視頻信號，以便倒相在視頻信號中的反相的γ特性；線性運(yùn)算電路101，對于從第一γ校正電路100輸出的視頻信號實施預(yù)定的線性運(yùn)算處理；和102，對于從線性運(yùn)算電路101輸出的視頻信號進(jìn)行γ校正處理，以便提供具有抵消電視接收機(jī)的γ特性的反相γ特性的視頻信號。
利用這種結(jié)構(gòu)，從計算機(jī)輸出的視頻信號被事先帶有和顯示單元的γ特性相一致的一個預(yù)定的反相γ特性，該顯示單元被原本地作為視頻信號的輸出點，以便倒相該γ特性。第一γ校正電路100對于視頻信號實施抵消這種反相γ特性的一個γ校正處理。所以，從第一γ校正電路100輸出的視頻信號的亮度值變成線性地正比于視頻信號的原始亮度值。隨后，線性運(yùn)算電路101對于從第一γ校正電路100輸出的視頻信號實施各種線性處理。此時，由于所要處理的視頻信號具有線性的特性，所以在線性運(yùn)算處理之后的視頻信號的亮度值變?yōu)榫€性地正比于視頻信號的原本圖象的原始亮度值。根據(jù)連接到計算機(jī)的電視接收機(jī)的γ特性，102把γ校正處理實施于從線性運(yùn)算電路101輸出的視頻信號，以便給出抵消該γ特性的預(yù)定的反相γ特性。
從102輸出的視頻信號被輸入到電視接收機(jī)中。該電視接收機(jī)具有上述的γ特性，因此當(dāng)根據(jù)該視頻信號進(jìn)行顯示的時，顯示的圖象亮度變成線性地正比于是視頻信號的原本的圖象的原始亮度值。
隨后說明本發(fā)明的實施例。
圖2是表示本發(fā)明圖象轉(zhuǎn)換裝置2的實施例框圖，連接在計算機(jī)1的數(shù)字RGB輸出端和電視接收機(jī)3的視頻輸入端之間。在本實施例中，亮度值由8比特(0～225)表示的每一種顏色的數(shù)字視頻信號從計算機(jī)的數(shù)字RGB輸出端輸出。每一種顏色的數(shù)字視頻信號事先被帶有抵消CRT顯示單元的亮度特性(γ特性，γ=2)的一個反相γ特性，該CTR接到該計算機(jī)1但是沒示出。假設(shè)該接收機(jī)使用的是PAL制式，則顯示單元因此具有γ=2.8(γ特性)的亮度特性，并且一個模擬視頻信號(PAL)信號從該視頻輸入端輸入。
實施例的圖象轉(zhuǎn)換裝置2如圖2中所示，帶有接收從計算機(jī)1的數(shù)字RGB端輸出的R信號(紅視頻信號)的R第一γ校正電路21a接收從計算機(jī)1的數(shù)字RGB端輸出的G信號(綠視頻信號)的G第一γ校正電路21b和接收從計算機(jī)1的數(shù)字RGB端輸出的B信號(藍(lán)視頻信號)的B第一γ校正電路21c。其中，R第一γ校正電路21a接到R線性運(yùn)算電路22a,G第一γ校正電路21b接到G線性運(yùn)算電路22b,B第一γ校正電路21c接到B線性運(yùn)算電路22c。而且，R線性運(yùn)算電路22a接到R第二γ校正電路23a,G線性運(yùn)算電路22b接到G第二γ校正電路23b,B線性運(yùn)算電路22c接到B第二γ校正電路23c。R第二γ校正電路23a、G第二γ校正電路23b和B第二γ校正電路23c都接到一個RGB矩陣轉(zhuǎn)換電路24。該RGB矩陣轉(zhuǎn)換電路24接到視頻編碼器25，并且該視頻編碼器25接到D/A轉(zhuǎn)換器26。
每一個第一γ校正電路21都對每種顏色的輸入數(shù)字視頻信號實施非線性轉(zhuǎn)換(第一γ校正處理)，該校正處理等效于將要連接到計算機(jī)的沒有示出的CRT顯示單元的亮度特性(γ特性)，以便倒相在輸入數(shù)字視頻信號中的反相的γ特性。實際上，每一個第一γ校正電路21都通過以最大亮度值(255)對于每一個亮度值進(jìn)行的劃分對每一個顏色的輸入的數(shù)字視頻信號(輸入數(shù)據(jù))中的亮度值進(jìn)行規(guī)一劃，并且根據(jù)公式(1)(其中的γ=2.0,K=1023)對規(guī)一化的值實施非線性轉(zhuǎn)換。就是說，對于輸入數(shù)字視頻信號(輸入數(shù)據(jù))執(zhí)行根據(jù)下面公式(5)的操作，從而得到輸出數(shù)據(jù)。
輸出數(shù)據(jù)=(輸入數(shù)據(jù)/255)2.0X1023…(5)作為這種操作的結(jié)果，在輸入數(shù)據(jù)被直接輸入到該CRT顯示單元的情況下，輸出數(shù)據(jù)的值變成正比于在沒有示出的CRT顯示單元上的圖象的亮度。而且，為了輸出該輸出數(shù)據(jù)，每一個第一γ校正電路21的輸出端是一個10比特并行的終端。
每一個線性運(yùn)算電路22都施實各種處理，把在計算機(jī)1中產(chǎn)生的圖象顯示在電視接收機(jī)3的顯示單元上，例如對于接到每一個第一γ校正電路21的輸出在視頻和垂直方向上的執(zhí)行的一個換算處理(一種降低和放大圖象的處理)和圖3所示的一種濾波處理。圖3示出的是一種平滑濾波，其中的脈沖響應(yīng)是(1/4,1/2,1/4)。此外，每一個線性運(yùn)算電路22帶有行存儲器，保持該視頻信號幾行的時間，以供在垂直方向上的處理所用。
每一個第二γ校正電路23對從與之連接的每一個線性運(yùn)算電路22發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性的轉(zhuǎn)換(第二γ校正運(yùn)算處理)，以便提供具有抵消在電視接收機(jī)3中的顯示單元上的亮度特性(γ特性)的反相γ特性的數(shù)據(jù)。實際上，每一個第二γ校正電路23都通過消除來自輸入數(shù)據(jù)的比例常數(shù)K的成分來規(guī)劃每一種顏色的輸入數(shù)據(jù)，并根據(jù)上述的公式(2)對于規(guī)劃的數(shù)據(jù)實施非線性轉(zhuǎn)換，并隨后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)定值(0-255)。就是說，對于輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行根據(jù)下列公式(6)的操作，從而獲得輸出數(shù)據(jù)(每一種顏色的亮度信號)。
輸出數(shù)據(jù)=(輸入數(shù)據(jù)/1023)1/2.8X255…(5)此外，為了輸入這些輸入數(shù)據(jù)，每一個第二γ校正電路23的輸入端是一個10比特的并行終端。
根據(jù)下列的公式(7),RGB矩陣轉(zhuǎn)換電路24對于從每一個第二γ校正電路23輸入的每一個彩色亮度信號實施矩陣操作，從而輸出一個亮度信號Y、一個色差信號U(R-Y)和色差信號V(B-Y)。+0.30+0.59+0.11+0.70-0.59-0.11-0.30-0.59-0.89RGB=YUV...(7)]]>視頻編碼器25對于從RGB矩陣轉(zhuǎn)換電路24分別輸出的亮度信號Y和色差信號U和V進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮铣?，從而產(chǎn)生一個數(shù)字的PAL信號。
D/A轉(zhuǎn)換器26把作為數(shù)字信號行從視頻編碼器25輸出的電視信號(數(shù)字PAL信號)轉(zhuǎn)換成一個模擬信號，并將該模擬信號輸出到電視接收機(jī)3。
隨后，根據(jù)圖4(a)-4(b)解釋根據(jù)這一實施例的圖象轉(zhuǎn)換裝置的操作的過程。假設(shè)針對在計算機(jī)中產(chǎn)生圖象的原來亮度該計算機(jī)輸出一個具有非線性反相γ特性(1/γ，其中的γ=2)的數(shù)字視頻信號，如圖4(a)所示。在此情況中，每一個第一γ校正電路21對于每一個顏色的數(shù)字視頻信號進(jìn)行根據(jù)公式(5)的操作。例如，當(dāng)對應(yīng)于輸入的R、G、B數(shù)字信號的亮度值的所有的數(shù)字值是255時，上述公式(5)的計算結(jié)果是通過下式(8)計算。
輸出數(shù)據(jù)=(255/255)2.0×1023=1023…(8)結(jié)果是如圖4(b)所示，每一個第一γ校正電路21的輸出數(shù)據(jù)線性地對應(yīng)于原始的亮度值。
每一個線性運(yùn)算電路22對于來自每一個第一γ校正電路21的輸出數(shù)據(jù)實施平滑濾波運(yùn)算處理，以便使得脈沖響應(yīng)變成(1/4,1/2,1/4)。結(jié)果是，數(shù)據(jù)變成(256,512,256)的一個信號行。值“512”被保持為在所要處理的行上的象素的亮度值，而值“256”是分別為相鄰于所要處理的行的上和下行上的象素的亮度值。作為平滑濾波運(yùn)算處理的結(jié)果(線性運(yùn)算處理)，每一個第一γ校正電路21的輸出數(shù)據(jù)中保持線性對應(yīng)于如圖4(c)所示的原始亮度值的狀態(tài)。
根據(jù)上述的公式(6)，每一個第二γ校正電路23都對于從每一個線性運(yùn)算電路22輸出的數(shù)據(jù)實施操作，即以具有值“512”的數(shù)據(jù)對應(yīng)于在將要處理的行上的象素的亮度值，而以具有值“256”的數(shù)據(jù)對應(yīng)于和將要處理的行上下相鄰的行上的象素的亮度值。操作的結(jié)果在公式(9)和公式(10)中示出。
輸出數(shù)據(jù)(將要處理的行)=(512/1023)1/2.8×255=199…(9)輸出數(shù)據(jù)(相鄰行)=(256/1023)1/2.8×255=155…(10)這種操作的結(jié)果是，如圖4(b)所示，每一個第一γ校正電路21的輸出數(shù)據(jù)非線性地對應(yīng)于原始的亮度值。
RGB矩陣轉(zhuǎn)換電路24執(zhí)行根據(jù)公式(7)的轉(zhuǎn)換。如上所述，當(dāng)著RGB視頻信號的所有亮度值都是彼此相等時，在轉(zhuǎn)換之后的亮度信號Y的值變?yōu)榈刃в谠诰仃囎儞Q之前的R、G、B視頻信號的每一個的亮度值。
從RGB矩陣轉(zhuǎn)換電路24輸出的信號Y、U、V由視頻編碼器25組合成個數(shù)字PAL信號，并被D/A轉(zhuǎn)換器26轉(zhuǎn)換成一個模擬信號，隨后，輸入到電視接收機(jī)3的視頻輸入端。
電視接收機(jī)3的顯示單元顯示根據(jù)輸入的PAL信號的圖象。此時，顯示單元具有γ等于2.8的亮度特性，所以，顯示單元根據(jù)將要被處理的行的亮度信號Y(=199D,其中D是在A/D轉(zhuǎn)換器中的比例常數(shù)，并被設(shè)置為1)和相鄰行的亮度信號Y(=155D)，以上述的公式(1)相關(guān)的亮度顯示一個圖象。此外，假設(shè)在公式(1)中的比例常數(shù)k是1。
亮度(將要處理的行)=k·1992.8=2730000…(11)亮度(相鄰行)=k·1552.8=1360000…(12)結(jié)果是，顯示在電視接收機(jī)3的顯示單元上的圖象的亮度，如圖4(e)所示，線性地對應(yīng)于原始的亮度值。
而且，如同從公式(11)和(12)中所理解到的那樣，涉及到在電視接收機(jī)的顯示單元上顯示的圖象，將要處理的行的亮度(=2730000)和垂直相鄰于該將要處理的行的亮度(=1360000)遵循于在每一個線性運(yùn)算電路22中的平滑濾波的脈沖特性的比例(1/4,1/2,1/4)。因此，本實施例中的圖象轉(zhuǎn)換裝置中，有可能獲得期望的亮度特性，因此不出現(xiàn)信號失真的情況。
如上所述，根據(jù)本實施例，通過對于從計算機(jī)輸出的視頻信號的線性操作，有可能使得在電視接收機(jī)的顯示單元上的亮度變化率與根據(jù)該線性操作的變化率相吻合。
此外，在本實施例中，從計算機(jī)輸出的視頻信號是在圖象轉(zhuǎn)換裝置中處理。但是本發(fā)明不局限于本實施例，等效于圖象轉(zhuǎn)換裝置的電路能夠在計算機(jī)中使用，并且該電路能夠?qū)τ谠谟嬎銠C(jī)中的視頻信號實施圖象轉(zhuǎn)換處理。
至此已經(jīng)描述了本發(fā)明，很明顯，本發(fā)明能夠以多種形式進(jìn)行改變。在所附的權(quán)利要求范圍內(nèi)的這種改變不被視為脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)，并且所有的這種修正對于本專業(yè)的技術(shù)人員是顯然的。
權(quán)利要求
1．一種圖象轉(zhuǎn)換裝置，把從計算機(jī)輸出的視頻信號轉(zhuǎn)換成能夠被電視接收機(jī)顯示的電視信號，該裝置包括第一校正電路，抵消從計算機(jī)輸出的視頻信號中的反相的亮度特性；線性運(yùn)算電路，對于從第一校正電路輸出的視頻信號執(zhí)行預(yù)定的線性操作；和第二校正電路，使得從該線性運(yùn)算電路輸出的視頻信號具有抵消電視接收機(jī)的亮度特性的一個反相亮度特性。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象轉(zhuǎn)換裝置，還包括一個掃描方式改變電路，把從第二校正電路輸出的視頻信號的掃描方式從非隔行方式改變成隔行方式，其中所述的線性運(yùn)算電路對于視頻信號實施在垂直方向上進(jìn)行平滑的線性運(yùn)算處理。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象轉(zhuǎn)換裝置，其中所述的線性運(yùn)算電路對視頻信號實施線性運(yùn)算處理，用于在垂直和水平方向上減小和放大由電視接收機(jī)顯示的圖象。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象轉(zhuǎn)換裝置，其中從計算機(jī)輸出的視頻信號中包括紅、綠、藍(lán)信號；其中所述的第一校正電路、所述的線性運(yùn)算電路和所述的第二校正電路針對紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個提供；并且其中所述的裝置還包括轉(zhuǎn)換電路，根據(jù)從第二校正電路輸出的紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個，輸出一個亮度信號和一個色差信號。
5．一種圖像轉(zhuǎn)換方法，把從計算機(jī)輸出的視頻信號轉(zhuǎn)換成電視接收機(jī)可以顯示的電視信號，該方法包括步驟抵消從計算機(jī)輸出的視頻信號中的反相的亮度特性的步驟；對于其中的反相亮度特性已經(jīng)被抵消的視頻信號執(zhí)行預(yù)定的線性操作的步驟；和對于已經(jīng)執(zhí)行了預(yù)定的線性操作的視頻信號提供抵消電視接收機(jī)的亮度特性的另一種反向亮度特性的步驟。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖象轉(zhuǎn)換方法，還包括把具有另一種反向亮度特性的視頻信號的掃描方式從非隔行方式改變成隔行方式的步驟，其中所述的線性運(yùn)算電路對于視頻信號實施在垂直方向上進(jìn)行平滑濾波的線性運(yùn)算處理。
7．根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖象轉(zhuǎn)換方法，其中所述的預(yù)定的線性運(yùn)算處理，用于在垂直和水平方向上減小和放大由電視接收機(jī)顯示的圖象。
8．根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖象轉(zhuǎn)換方法，其中從計算機(jī)輸出的視頻信號中包括紅、綠、藍(lán)信號；其中在紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個中的反相亮度特性被抵消；針對其中的反相亮度特性被抵消的對該紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個執(zhí)行預(yù)定的線性操作；并且被執(zhí)行了預(yù)定線性操作的紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個被提供對電視接收機(jī)的亮度特性進(jìn)行抵消的另一種反相亮度特性；并且其中所述的方法還包括根據(jù)具有另一個反相亮度特性的紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個，輸出一個亮度信號和一個色差信號的步驟。
9．一種圖象轉(zhuǎn)換裝置，把輸出的第一視頻信號轉(zhuǎn)換成電視信號，所述裝置包括抵消在該第一視頻信號中的反相亮度特性的第一校正電路；對于從該第一校正電路輸出的第二視頻信號執(zhí)行預(yù)定的線性操作的線性運(yùn)算電路；和對于從該線性運(yùn)算電路輸出的第三視頻信號提供抵消電視機(jī)的亮度特性的另一個反相亮度特性的第二校正電路。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖象轉(zhuǎn)換裝置，還包括一個掃描方式改變電路，把從第二校正電路輸出的視頻信號的掃描方式從非隔行方式改變成隔行方式，其中所述的線性運(yùn)算電路對于第二視頻信號實施在垂直方向上進(jìn)行平滑濾波的線性運(yùn)算處理。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖象轉(zhuǎn)換裝置，其中所述的線性運(yùn)算電路對于該第二視頻信號實施線性運(yùn)算處理，用于在垂直和水平方向上減小和放大圖象。
12．根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖象轉(zhuǎn)換裝置，其中第一視頻信號包括紅、綠、藍(lán)信號；其中所述的第一校正電路、所述的線性運(yùn)算電路和所述的第二校正電路針對該紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個提供；并且其中所述的裝置還包括轉(zhuǎn)換電路，根據(jù)從第二校正電路輸出的紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個，輸出一個亮度信號和一個色差信號。
13．根據(jù)權(quán)利要求9-12所述的圖象轉(zhuǎn)換裝置，其中所述的電視信號能夠被電視接收機(jī)顯示。
14．根據(jù)權(quán)利要求9-12所述的圖象轉(zhuǎn)換裝置，其中所述的第一信號是由計算機(jī)產(chǎn)生或輸出的視頻信號。
15．一種把第一視頻信號轉(zhuǎn)換成電視信號的圖象轉(zhuǎn)換方法，所述的方法包括抵消在該第一視頻信號中的反相亮度特性的步驟；對于已經(jīng)沒有反相亮度特性的第二視頻信號執(zhí)行預(yù)定的線性操作的步驟；和對執(zhí)行了予定線性操作的第三視頻信號提供抵消電視的亮度特性的反相亮度特性的步驟。
16．一種把輸出的第一視頻信號轉(zhuǎn)換成電視信號的圖象轉(zhuǎn)換方法，所述的方法包括抵消在該第一視頻信號中的反相亮度特性的步驟；對于已經(jīng)沒有反相亮度特性的第二視頻信號執(zhí)行預(yù)定的線性操作的步驟；和對執(zhí)行了予定線性操作的第三視頻信號提供抵消電視亮度特性的另一個反相亮度特性的步驟。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖象轉(zhuǎn)換方法，還包括把第三視頻信號的掃描方式從非隔行方式改變成隔行方式的步驟，其中所述的預(yù)定線性操作是在垂直方向上進(jìn)行圖象平滑濾波的線性運(yùn)算處理。
18．根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖象轉(zhuǎn)換方法，其中所述的線性運(yùn)算操作是在垂直和水平方向上減小和放大一個圖象的線性運(yùn)算處理。
19．根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖象轉(zhuǎn)換方法，其中第一視頻信號包括紅、綠、藍(lán)信號；其中紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個中的反相亮度特性被抵消；對于沒有反相亮度特性的紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個執(zhí)行預(yù)定的線性操作；并且被實施預(yù)定線性操作的紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個被提供有抵消電視接收機(jī)的亮度特性的另一個反相亮度特性；并且其中所述的方法還包括根據(jù)具有另一個反相亮度特性的紅、綠、藍(lán)視頻信號的每一個而輸出一個亮度信號和一個色差信號的步驟。
20．根據(jù)權(quán)利要求16-19所述的圖象轉(zhuǎn)換方法，其中所述的電視信號能夠被電視接收機(jī)顯示。
21．根據(jù)權(quán)利要求16-19所述的圖象轉(zhuǎn)換裝置，其中所述的第一視頻信號是由計算機(jī)產(chǎn)生或輸出的視頻信號。
全文摘要
一種圖象轉(zhuǎn)換裝置,可將電視顯示單元的亮度變化率與根據(jù)線性操作的變化率相吻合,這種線性操作是對計算機(jī)輸出的視頻信號的,第一γ校正電路接收計算機(jī)輸出的視頻信號。該信號將輸入到CRT顯示單元,所以,被提供與CRT相反的γ特性。第一γ校正電路對視頻信號進(jìn)行γ校正操作,去除視頻信號中的γ特性。線性運(yùn)算電路對第一γ校正電路輸出的信號進(jìn)行線性操作。第二γ校正電路對其輸出的信號實施γ操作,以提供抵消電視接收機(jī)的陰極射線管的γ特性的反相γ特性。
文檔編號G09G5/391GK1217622SQ9810955
公開日1999年5月26日 申請日期1998年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月11日
發(fā)明者高山昭憲 申請人:富士通株式會社