視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備和方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年9月20日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080042084. 5、發(fā)明名稱為"最 小化亮度信號(hào)和色差信號(hào)之間的串?dāng)_的視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備和方法"的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案 申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 示例實(shí)施例涉及一種產(chǎn)生視頻信號(hào)的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法可維持亮度信號(hào) 而不管色差信號(hào)的改變。
【背景技術(shù)】
[0003] 亮度信號(hào)表示指示無(wú)色分量的亮度的信號(hào)，色差信號(hào)表示指示黃藍(lán)色度分量的相 對(duì)數(shù)量的信號(hào)以及指示紅綠色度分量的相對(duì)數(shù)量的信號(hào)。當(dāng)亮度信號(hào)包括色差信息而色差 信號(hào)包括亮度信息時(shí)，串?dāng)_可存在于色差信號(hào)和亮度信號(hào)之間。串?dāng)_可存在于根據(jù)在現(xiàn)有 標(biāo)準(zhǔn)（例如，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU)-RBT. 709)中定義的方案產(chǎn)生的色差信號(hào)和亮度信號(hào)之 間。串?dāng)_的原因可以如下：
[0004] 首先，不管用于形成特定色溫白色的紅、綠、藍(lán)（RGB)原色的亮度混合比率是否可 需要應(yīng)用于線性RGB信號(hào)，亮度混合比率都被應(yīng)用于非線性RGB信號(hào)?；诋a(chǎn)生的非線性 RGB信號(hào)的總和來(lái)產(chǎn)生亮度信號(hào)。因此，串?dāng)_可存在于色差信號(hào)和亮度信號(hào)之間。
[0005] 其次，由于基于非線性RGB信號(hào)與基于非線性RGB信號(hào)的總和產(chǎn)生的亮度信號(hào)之 間的差來(lái)產(chǎn)生色差信號(hào)，因此串?dāng)_可存在于色差信號(hào)和亮度信號(hào)之間。
[0006] 因此，具有相同亮度的兩種顏色可具有不同的亮度信號(hào)。亮度和亮度信號(hào)差可具 有取決于顏色的依賴特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 可通過(guò)提供一種產(chǎn)生視頻信號(hào)的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)前述和/或其他方面，該設(shè)備包括： 亮度信號(hào)產(chǎn)生器，使用非線性Y信號(hào)和非線性XYZ信號(hào)的和之一來(lái)產(chǎn)生亮度信號(hào)A;色差信 號(hào)產(chǎn)生器，從非線性XYZ信號(hào)產(chǎn)生色差信號(hào)以最大化亮度信號(hào)A和黃藍(lán)色差信號(hào)CYB的組 合、亮度信號(hào)A和紅綠色差信號(hào)CRe的組合、以及黃藍(lán)色差信號(hào)CYB和紅綠色差信號(hào)CRe的組 合的解相關(guān)特性。
[0008] 可通過(guò)提供一種產(chǎn)生視頻信號(hào)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)前述和/或其他方面，該方法包括： 由至少一個(gè)處理裝置使用非線性Y信號(hào)以及非線性XYZ信號(hào)的和中的一個(gè)來(lái)產(chǎn)生亮度信號(hào) A;由至少一個(gè)處理裝置從非線性XYZ信號(hào)產(chǎn)生色差信號(hào)，以最大化亮度信號(hào)A和黃藍(lán)色差 信號(hào)CYB的組合、亮度信號(hào)A和紅綠色差信號(hào)CRe的組合、以及黃藍(lán)色差信號(hào)CYB和紅綠色差 信號(hào)CRe的組合的解相關(guān)特性。
[0009] 可通過(guò)提供一種產(chǎn)生視頻信號(hào)的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)前述和/或其他方面，該設(shè)備包括： 線性亮度信號(hào)產(chǎn)生器，使用關(guān)于輸入圖像的線性RGB信號(hào)來(lái)產(chǎn)生線性亮度信號(hào)；亮度信號(hào) 轉(zhuǎn)換器，將線性亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換為非線性亮度信號(hào)；RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換器，將線性RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換為 非線性RGB信號(hào)；色差信號(hào)產(chǎn)生器，使用線性亮度信號(hào)和非線性亮度信號(hào)中的一個(gè)亮度信 號(hào)以及線性RGB信號(hào)和非線性RGB信號(hào)之一中的至少兩個(gè)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生色差信號(hào)。
[0010] 可通過(guò)提供一種處理視頻信號(hào)的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)前述和/或其他方面，該設(shè)備包括： 亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換器，將非線性亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性亮度信號(hào)；非線性信號(hào)產(chǎn)生器，使用非線性 色差信號(hào)來(lái)產(chǎn)生非線性RGB信號(hào)中的至少兩個(gè)非線性信號(hào)；RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換器，將至少兩個(gè)非 線性信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性RGB信號(hào)中的至少兩個(gè)線性信號(hào)；線性RGB信號(hào)產(chǎn)生器，使用線性亮度 信號(hào)以及線性RGB信號(hào)中的至少兩個(gè)線性信號(hào)來(lái)產(chǎn)生線性RGB信號(hào)的完整集合。
[0011] 可通過(guò)提供一種產(chǎn)生視頻信號(hào)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)前述和/或其他方面，該方法包括： 由至少一個(gè)處理裝置使用關(guān)于輸入圖像的線性RGB信號(hào)來(lái)產(chǎn)生線性亮度信號(hào)；由至少一個(gè) 處理裝置將線性亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換為非線性亮度信號(hào)；由至少一個(gè)處理裝置將線性RGB信號(hào)轉(zhuǎn) 換為非線性RGB信號(hào)；由至少一個(gè)處理裝置使用線性亮度信號(hào)和非線性亮度信號(hào)中的一個(gè) 亮度信號(hào)以及線性RGB信號(hào)和非線性RGB信號(hào)之一中的至少兩個(gè)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生色差信號(hào)。
[0012] 可通過(guò)提供一種處理視頻信號(hào)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)前述和/或其他方面，該方法包括： 由至少一個(gè)處理裝置將非線性亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性亮度信號(hào)；由至少一個(gè)處理裝置使用非 線性色差信號(hào)來(lái)產(chǎn)生非線性RGB信號(hào)中的至少兩個(gè)非線性信號(hào)；由至少一個(gè)處理裝置將至 少兩個(gè)非線性信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性RGB信號(hào)中的至少兩個(gè)線性信號(hào)；由至少一個(gè)處理裝置使用 線性亮度信號(hào)以及線性RGB信號(hào)中的至少兩個(gè)線性信號(hào)來(lái)產(chǎn)生線性RGB信號(hào)。
[0013] 示例實(shí)施例可包括這樣一種視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備和方法，即使由于為了減小色差信 息量的子采樣造成色差信號(hào)改變，該視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備和方法也可產(chǎn)生具有亮度信號(hào)的視 頻信號(hào)。
[0014] 示例性實(shí)施例還可包括這樣一種視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備和方法，該視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備 和方法可通過(guò)分離XYZ信號(hào)來(lái)產(chǎn)生具有最大解相關(guān)特性的色差信號(hào)和亮度信號(hào)，在XYZ信 號(hào)中，響應(yīng)于視覺(jué)波長(zhǎng)帶的長(zhǎng)波長(zhǎng)、中波長(zhǎng)和短波長(zhǎng)，反映人類的視覺(jué)敏感特性。
[0015] 示例性實(shí)施例還可包括這樣一種視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備和方法，該視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備 和方法可使用非線性Y信號(hào)來(lái)產(chǎn)生亮度信號(hào)，隨后從非線性XYZ信號(hào)產(chǎn)生色差信號(hào)，以最大 化亮度信號(hào)和色差信號(hào)之間的解相關(guān)特性。
[0016] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的另一方面，提供了包括控制至少一個(gè)處理裝置執(zhí)行一個(gè) 或多個(gè)實(shí)施例的方法的計(jì)算機(jī)可讀指令的至少一個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
[0017] 將在接下來(lái)的描述中部分闡述實(shí)施例另外的方面，還有一部分通過(guò)描述將是清楚 的，或者可以經(jīng)過(guò)本公開的實(shí)施而得知。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述，這些和/或其他方面將變得清楚和更易 于理解，其中：
[0019] 圖1示出根據(jù)示例實(shí)施例的最小化亮度信號(hào)和色差信號(hào)之間的串?dāng)_的視頻信號(hào) 產(chǎn)生設(shè)備的示例；
[0020] 圖2示出根據(jù)示例實(shí)施例的彩色匹配函數(shù)的示例；
[0021] 圖3示出圖1的亮度/色差信號(hào)產(chǎn)生器的配置；
[0022] 圖4示出根據(jù)示例實(shí)施例的Y信號(hào)和X信號(hào)之間的相關(guān)性；
[0023] 圖5示出根據(jù)示例實(shí)施例的X信號(hào)和Z信號(hào)之間的相關(guān)性；
[0024] 圖6示出根據(jù)示例實(shí)施例的Y信號(hào)和Z信號(hào)之間的相關(guān)性；
[0025] 圖7示出根據(jù)示例實(shí)施例的當(dāng)使用亮度信號(hào)和色差信號(hào)來(lái)改變色差信號(hào)時(shí)在亮 度信息不存在顯著改變的情況；
[0026]圖8示出根據(jù)示例實(shí)施例的最小化亮度信號(hào)和色差信號(hào)之間的串?dāng)_的視頻信號(hào) 產(chǎn)生方法；
[0027] 圖9示出根據(jù)示例實(shí)施例的視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備的配置；
[0028] 圖10不出根據(jù)不例實(shí)施例的產(chǎn)生視頻信號(hào)的第一不例；
[0029] 圖11示出根據(jù)示例實(shí)施例的產(chǎn)生視頻信號(hào)的第二示例；
[0030] 圖12示出根據(jù)示例實(shí)施例的視頻信號(hào)處理設(shè)備的配置；
[0031] 圖13示出根據(jù)示例實(shí)施例的產(chǎn)生結(jié)果圖像的第一示例；
[0032] 圖14示出根據(jù)示例實(shí)施例的產(chǎn)生結(jié)果圖像的第二示例；
[0033] 圖15示出根據(jù)示例實(shí)施例的在視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備中執(zhí)行的子采樣的示例；
[0034] 圖16示出根據(jù)示例實(shí)施例的產(chǎn)生視頻信號(hào)的方法；
[0035] 圖17示出根據(jù)示例實(shí)施例的處理視頻信號(hào)的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 現(xiàn)在將對(duì)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)參考，其示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終標(biāo)識(shí) 相同的元件。以下通過(guò)參照附圖描述實(shí)施例以解釋本公開。
[0037]圖1示出根據(jù)示例實(shí)施例的最小化亮度信號(hào)和色差信號(hào)之間的串?dāng)_的視頻信號(hào) 產(chǎn)生設(shè)備100的示例。
[0038] 參照?qǐng)D1，視頻信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備100可包括圖像捕獲單元110、色彩信號(hào)產(chǎn)生器120、 非線性信號(hào)轉(zhuǎn)換器130、亮度/色差信號(hào)產(chǎn)生器140、數(shù)字化單元150和壓縮單元160。
[0039] 圖像捕獲單元110可捕獲圖像，并輸出關(guān)于捕獲的圖像的紅、綠、藍(lán)（RGB)信號(hào)。
[0040] 色彩信號(hào)產(chǎn)生器120可使用彩色匹配函數(shù)將RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換為XYZ信號(hào)，并輸出轉(zhuǎn) 換為XYZ信號(hào)的色彩信號(hào)。特別地，色彩信號(hào)產(chǎn)生器120可輸出從彩色匹配函數(shù)計(jì)算的三 色值XYZ信號(hào)，該彩色匹配函數(shù)在RGB信號(hào)中反映人類對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)、中波長(zhǎng)和短波長(zhǎng)的敏感 特性。例如，如圖2所示，色彩信號(hào)產(chǎn)生器120可通過(guò)在波長(zhǎng)區(qū)域中使用國(guó)際照明委員會(huì) (CIE) 1931彩色匹配函數(shù)區(qū)分RGB信號(hào)來(lái)計(jì)算XYZ信號(hào)。
[0041] 非線性信號(hào)轉(zhuǎn)換器130可將XYZ信號(hào)轉(zhuǎn)換為非線性XYZ信號(hào)。特別地，非線性信號(hào) 轉(zhuǎn)換器130可通過(guò)應(yīng)用用于將線性信號(hào)轉(zhuǎn)換為非線性信號(hào)的線性非線性信號(hào)轉(zhuǎn)換函數(shù)來(lái) 將作為線性信號(hào)的XYZ信號(hào)轉(zhuǎn)換為非線性XYZ信號(hào)。例如，非線性信號(hào)轉(zhuǎn)換器130可通過(guò) 歸一化來(lái)將YZ信號(hào)轉(zhuǎn)換為信號(hào)，并且可使用由等式1表達(dá)的函數(shù)來(lái)將已轉(zhuǎn)換的 信號(hào)轉(zhuǎn)換為非線性X/Y/Z/信號(hào)。
[0042] 【等式1】
[0043]
[0044] 其中，S表示XXZ肩號(hào)。
[0045] 亮度/色差信號(hào)產(chǎn)生器140可使用非線性XYZ信號(hào)來(lái)產(chǎn)生亮度信號(hào)A和色差信 號(hào)。具體地講，亮度/色差信號(hào)產(chǎn)生器140可根據(jù)使用非線性XYZ信號(hào)得到的亮度/色差 (ACYBCRe)信號(hào)產(chǎn)生矩陣來(lái)產(chǎn)生亮度信號(hào)A和色差信號(hào)（例如，黃藍(lán)色差信號(hào)CYB和紅綠色差 信號(hào)CJ，以最大化亮度信號(hào)A、黃藍(lán)色差信號(hào)CYB和紅綠色差信號(hào)CRe之間的組合的解相關(guān) 特性。這里，黃藍(lán)色差信號(hào)CYB表示指示黃色和藍(lán)色之間的相對(duì)數(shù)量的色差信號(hào)，紅綠色差 信號(hào)CRe表示指示紅色和綠色之間的相對(duì)數(shù)量的色差信號(hào)。例如，亮度/色差信號(hào)產(chǎn)生器 140可使用由等式2表達(dá)的矩陣來(lái)將非線性〃X/Y/Z/信號(hào)轉(zhuǎn)換為亮度信號(hào)A和色差信號(hào)。
[0046][等式2]
[0047
[0048] 圖2示出根據(jù)示例實(shí)施例的彩色匹配函數(shù)的示例。
[0049] 在圖2中顯示的彩色匹配函數(shù)中，當(dāng)在反映關(guān)于長(zhǎng)波長(zhǎng)、中波長(zhǎng)和短波長(zhǎng)中的每 一個(gè)的敏感性的曲線X、Y和Z中的X與Y、X與Z以及Y與Z的每一個(gè)中的重疊區(qū)域比率被 計(jì)算時(shí)，XY:XZ:YZ= 1:0. 3:0. 2。因此，XY信號(hào)對(duì)顯示了最大的重疊區(qū)域比率。
[0050] 圖4示出根據(jù)示例實(shí)施例的Y信號(hào)和X信號(hào)之間的相關(guān)性。圖5示出根據(jù)示例實(shí) 施例的X信號(hào)和Z信號(hào)之間的相關(guān)性。圖6示出根據(jù)示例實(shí)施例的Y信號(hào)和Z信號(hào)之間的 相關(guān)性。
[0051] 參照?qǐng)D4至圖6,X信號(hào)和Y信號(hào)之間的相關(guān)性最大，Y信號(hào)和Z信號(hào)之間的