CN1642291B - 显示设备的彩色再现装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示设备的彩色再现装置和方法，即使显示装置的彩色再现色域不同于信号源的彩色再现色域，其也能够再现与从信号源发送的颜色相同的颜色。该彩色再现装置包括：摄像机反向伽马修正单元，其用于从信号源接收视频信号，并通过对输入的视频信号执行摄像机反向伽马修正，将视频信号转换为具有线性特性的视频信号；矩阵修正单元，其用于对具有线性特性的视频信号执行矩阵修正；显示伽马修正单元，其用于对经过矩阵修正的视频信号执行显示伽马修正；以及孟塞尔色调修正单元，其用于相对于经过显示伽马修正的视频信号，根据在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异，修正在从信号源发送的颜色和通过显示设备再现的颜色之间的差异。

Description

显示设备的彩色再现装置和方法

技术领域

本发明一般涉及一种显示设备，并且特别涉及用于显示设备的彩色再现装置和方法，即使显示装置的彩色再现色域(gamut)和信号源的不同，该装置也能够再现与从信号源发送的颜色相同的颜色。

背景技术

总的来说，相比人们可以感知的自然颜色，图像拾取设备或显示设备可以拾取或再现有限范围的颜色。这种能够被拾取或再现的颜色范围被称为显示设备的彩色再现色域。

如果显示设备的彩色再现色域和图像拾取设备的彩色再现色域相同，则该显示设备可以再现和由图像拾取设备拾取的颜色相同的颜色。但是，如果显示设备的彩色再现色域不同于图像拾取设备的色域，则显示设备不能再现和由图像拾取设备拾取的颜色相同的颜色。

具体的说，如果信号源的彩色再现色域不同于显示设备的彩色再现色域，显示设备从它自己的彩色再现色域中选择并再现对应于来自信号源的颜色的颜色。当以这种方式再现颜色时，在孟塞尔(Munsell)色度表色系统中再现的颜色不同于信号源的颜色。

下面将参考图1进行更加详细的解释，图1示出了在孟塞尔色度表色系统中根据彩色再现色域的改变而改变的颜色状态。在图1中，随着彩色再现色域改变，基于它们的灰度和亮度指示具有相同相位的颜色的轨迹，比如“jap.girl”，“白肉色(white flesh tone)”，“黄色”等。

如图1所示，即使颜色具有相同相位，比如“jap.girl”、“白肉色”、“黄色”等的颜色的密度和亮度随着彩色再现色域的改变而改变。就是说，如果彩色再现色域被改变，即使多个颜色具有相同相位，在孟塞尔色度表色系统中它们也表现得不同。

图2是示出了现有显示设备的结构的框图。

根据图2的现有显示设备，A/V(音频/视频)输入单元100和A/V切换单元102从外部信号源接收A/V信号，并且将其中之一提供给3-D(三维)梳状滤波器104。3-D梳状滤波器104将A/V信号分为亮度和色彩(Y/C)信号，并且将分开的亮度和色彩(Y/C)信号提供给NTSC解码器106。NTSC解码器106将亮度和色彩(Y/C)信号转换为亮度和色度(YUV)信号，并且将亮度和色度(YUV)信号提供给视频及同步处理器108。

视频及同步处理器108根据输入信号的种类执行输入信号的矩阵转换，并且将NTSC信号或A/V信号旁路到ADC(模数转换器)110。该ADC110将视频及同步处理器108的输出信号转换为数字信号，并且将数字信号提供给视频处理器112。视频处理器112将输入的YUV信号转换为RGB信号，并且将RGB信号提供给摄像机反向伽马修正单元(camera inverse gamma correction unit)114。摄像机反向伽马修正单元114接收被从控制单元122加到信号源的伽马信息，并且使用预先存储在存储器单元124中的伽马转换表执行RGB信号的摄像机反向伽马修正。经过上述反向伽马修正的RGB信号具有线性特性。

矩阵修正单元116补偿因为在发射机侧标准监视器的荧光物质和显示设备的荧光物质之间的坐标差异发生的色度误差，并且补偿因为在发射机侧基准白色和接收机侧基准白色之间的差值发生的色度误差。

显示伽马修正单元118从控制单元122接收关于显示设备的信息，并且使用预先存储在存储器单元124中的伽马修正表执行适于显示设备的伽马修正。之后将经过显示伽马修正的视频信号通过视频输出单元120输出。

如上所述，现有显示装置具有的缺点在于它仅根据图像拾取设备或显示设备的特性执行伽马修正，但是根本不考虑再现的颜色因为在显示设备的彩色再现色域和信号源的彩色信号色域之间的差异而变得和信号源的颜色不同的问题。

发明内容

本发明涉及显示设备的彩色再现装置和方法，其基本上避免了因为现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种显示设备的彩色再现装置和方法，即使显示设备的彩色再现色域不同于信号源的彩色再现色域，该装置也能够再现与从信号源发送的颜色相同的彩色。

为实现这些和其它目的和优点，并根据本发明的目的，如在这里具体地和广泛地描述的，提供了一种显示设备的彩色再现装置，其包括：摄像机反向伽马修正单元，其用于从信号源接收视频信号并通过执行输入的视频信号的摄像机反向伽马修正，将视频信号转换为具有线性特性的视频信号；矩阵修正单元，其用于执行具有线性特性的视频信号的矩阵修正；显示伽马修正单元，其用于执行经过矩阵修正的视频信号的显示伽马修正；以及孟塞尔色调修正单元，其用于相对于经过显示伽马修正的视频信号，根据在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异，修正在从信号源发送的颜色和通过显示设备再现的颜色之间的差异。

优选的，该彩色再现装置进一步包括存储器单元，其用于存储用于摄像机反向伽马修正的反向伽马修正表和用于显示伽马修正的伽马修正表；以及控制单元，其用于根据输入视频信号提供反向伽马修正表给摄像机反向伽马修正单元，并且根据显示设备提供伽马修正表给显示伽马修正单元。

优选的，孟塞尔色调修正单元是转换颜色的相位的转换矩阵，以修正在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异。

在本发明的另一方面中，提供了一种显示设备的彩色再现装置，其包括：摄像机反向伽马修正单元，其用于从信号源接收视频信号，并使用用于摄像机反向伽马修正的反向伽马修正表执行输入的视频信号的摄像机反向伽马修正；矩阵修正单元，其用于执行经过反向伽马修正的视频信号的矩阵修正；显示伽马修正单元，其用于使用用于显示伽马修正的伽马修正表执行经过矩阵修正的视频信号的显示伽马修正；以及孟塞尔色调修正单元，其用于根据在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异，修正经过显示伽马修正的视频信号，使得从信号源发送的颜色和通过显示设备再现的颜色相同。

优选的，孟塞尔色调修正单元使用转换矩阵修正彩色，以修正在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差值。

在本发明的再一方面中，提供了一种显示设备的彩色再现方法，其包括步骤：从信号源接收视频信号并通过执行输入的视频信号的摄像机反向伽马修正，将视频信号转换为具有线性特性的视频信号；执行具有线性特性的视频信号的矩阵修正；执行经过矩阵修正的视频信号的显示伽马修正；以及相对于经过显示伽马修正的视频信号，根据在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异，修正在从信号源发送的颜色和通过显示设备再现的颜色之间的差异。

优选的，该彩色再现方法进一步包括步骤：存储用于摄像机反向伽马修正的反向伽马修正表和用于显示伽马修正的伽马修正表，其中根据输入视频信号使用反向伽马修正表执行输入视频信号的摄像机反向伽马修正，并且根据显示设备使用伽马修正表执行视频信号的显示伽马修正。

优选的，根据在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异，修正在从信号源发送的颜色和通过显示设备再现的颜色之间的差异的步骤是通过用于转换颜色的相位的转换矩阵来执行的。

本发明的其它优点、目的和特征将在随后的说明中部分地描述，经过以下检验或从本发明的实践中学习，上述优点、目的和特征对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。本发明的目的和优点可以如所附说明书及其权利要求书和附图中所特别指出的来实现和获得。

附图说明

附图是为了能进一步了解本发明而包含的，并且被纳入本说明书中构成本说明书的一部分，这些附图示出了本发明的实施例，并用于与本说明书一起对本发明的原理进行说明。在附图中：

图1是示出了根据孟塞尔色度表色系统中的彩色再现色域的改变而改变的颜色状态；

图2是示出了现有显示装置的结构的框图；并且

图3是示出了根据本发明优选实施例的显示装置的结构的框图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的优选实施例，在附图中示出了其实例。

图3是示出了根据本发明优选实施例的显示装置的结构的框图。

A/V(音频/视频)输入单元200和A/V切换单元202从外部信号源接收A/V信号，并且将其中之一提供给3-D(三维)梳状滤波器204。该3-D梳状滤波器204将A/V信号分为亮度和彩色(Y/C)信号，并且将分开的亮度和彩色(Y/C)信号提供给NTSC解码器206。该NTSC解码器206将亮度和彩色(Y/C)信号转换为亮度和色度(YUV)信号，并且将亮度和色度(YUV)信号提供给视频及同步处理器208。

视频及同步处理器208根据输入信号的种类执行输入信号的矩阵转换，并且将NTSC信号或A/V信号旁路到ADC(模数转换器)210.该ADC210将视频及同步处理器208的输出信号转换为数字信号，并且将数字信号提供给视频处理器212.视频处理器212将输入的YUV信号转换为RGB信号，并且将RGB信号提供给摄像机反向伽马修正单元214.摄像机反向伽马修正单元214接收从控制单元224加到信号源的伽马信息，并且使用预先存储在存储器单元226中的伽马转换表执行RGB信号的摄像机反向伽马修正.

矩阵修正单元216补偿因为在发射机侧标准监视器的荧光物质和显示设备的荧光物质之间的坐标差值发生的色度误差，并且补偿因为在发射机侧基准白色和接收机侧基准白色之间的差值发生的色度误差。

显示伽马修正单元218从控制单元224接收关于显示设备的信息，并且使用预先存储在存储器单元226中的伽马修正表执行适于显示设备的伽马修正。

然后将经过显示伽马修正的视频信号输入到孟塞尔色调修正单元220。

孟塞尔色调修正单元220修正视频信号，使得能够基于孟塞尔系统的相等色调和相等色度轨迹再现与从发射机侧发送的颜色相同的颜色。

现在，将更加详细的解释孟塞尔色调修正单元220的特性。

孟塞尔色调修正单元220使用如公式1表示的转换矩阵修正颜色。

【公式1】

$\left[\begin{array}{c}G\\ B\\ R\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}M1& M2& M3\\ M4& M5& M6\\ M7& M8& M9\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Y\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right]$

通过在如公式1所示的将Y、Cb、Cr的彩色系统转换为G、B、R的彩色系统的转换矩阵中合适地调整用于转换颜色的相位的系数M1-M9，可以修正视频信号，使得能够基于孟塞尔系统的相等色调和相等色度轨迹再现与从发射机侧发送的颜色相同的颜色。

可通过实验确定系数M1-M9为由其再现的颜色等于来自信号源的颜色的值。

将由孟塞尔色调修正单元220转换的视频信号通过视频输出单元222输出。

如上所述，本发明具有的优点在于即使显示装置的彩色再现色域不同于信号源的彩色再现色域，该显示装置也能够再现与从信号源发射的颜色相同的颜色。

前面所述的实施例和优点仅是示范性的，不解释为对本发明的限制。本公开的内容可容易地应用于其他类型的装置。本发明的说明书是说明性的，并不限制权利要求书的范围。对本领域的技术人员来说，许多替换、修改和变动都是显而易见的。

Claims (14)

1.一种显示设备的彩色再现装置，其包括：

摄像机反向伽马修正单元，其用于从信号源接收视频信号，并通过对输入的视频信号执行摄像机反向伽马修正，将视频信号转换为具有线性特性的视频信号；

矩阵修正单元，其用于对具有线性特性的视频信号执行矩阵修正；

显示伽马修正单元，其用于对经过矩阵修正的视频信号执行显示伽马修正；以及

孟塞尔色调修正单元，其用于相对于经过显示伽马修正的视频信号，根据在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异，修正在从信号源发送的颜色和通过显示设备再现的颜色之间的差异。

2.如权利要求1所述的彩色再现装置，其进一步包括：

存储器单元，其用于存储用于摄像机反向伽马修正的反向伽马修正表和用于显示伽马修正的伽马修正表；以及

控制单元，其用于根据输入视频信号提供反向伽马修正表到摄像机反向伽马修正单元，并且根据显示设备提供伽马修正表到显示伽马修正单元。

3.如权利要求1所述的彩色再现装置，其中，该孟塞尔色调修正单元使用转换矩阵修正颜色，以便修正在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异。

4.如权利要求3所述的彩色再现装置，其中，该转换矩阵由下面公式表示：

$\left[\begin{array}{c}G\\ B\\ R\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}M1& M2& M3\\ M4& M5& M6\\ M7& M8& M9\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Y\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right]$

并且通过在将Y、Cb、Cr的彩色系统转换为G、B、R的彩色系统的转换矩阵中适当地调整转换颜色的相位的系数M1-M9，该孟塞尔色调修正单元修正该视频信号，使得能够基于孟塞尔色度表色系统的相等色调和相等色度轨迹再现与从发射机侧发送的颜色相同的颜色。

5.如权利要求4所述的彩色再现装置，其中，该系数M1-M9被确定为通过其再现的颜色等于来自信号源的颜色的值。

6.一种显示设备的彩色再现装置，其包括：

摄像机反向伽马修正单元，其用于从信号源接收视频信号，并使用用于摄像机反向伽马修正的反向伽马修正表，执行输入的视频信号的摄像机反向伽马修正；

矩阵修正单元，其用于执行经过反向伽马修正的视频信号的矩阵修正；

显示伽马修正单元，其用于使用用于显示伽马修正的伽马修正表执行经过矩阵修正的视频信号的显示伽马修正；以及

孟塞尔色调修正单元，其用于根据在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异，修正经过显示伽马修正的视频信号，使得通过显示设备再现与从信号源发送的颜色相同的颜色。

7.如权利要求6所述的彩色再现装置，其中，该孟塞尔色调修正单元使用转换矩阵修正彩色，以便修正在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差值。

8.如权利要求7所述的彩色再现装置，其中，该转换矩阵由下面公式表示：

$\left[\begin{array}{c}G\\ B\\ R\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}M1& M2& M3\\ M4& M5& M6\\ M7& M8& M9\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Y\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right]$

并且通过在将Y、Cb、Cr的彩色系统转换为G、B、R的彩色系统的转换矩阵中适当地调整转换颜色的相位的系数M1-M9，该孟塞尔色调修正单元修正该视频信号，使得能够基于孟塞尔色度表色系统的相等色调和相等色度轨迹再现与从发射机侧发送的颜色相同的颜色。

9.如权利要求8所述的彩色再现装置，其中，该系数M1-M9被确定为通过其再现的颜色等于来自信号源的颜色的值。

10.一种用于显示设备的彩色再现方法，其包括步骤：

从信号源接收视频信号并通过执行输入的视频信号的摄像机反向伽马修正，将视频信号转换为具有线性特性的视频信号；

执行具有线性特性的视频信号的矩阵修正；

执行经过矩阵修正的视频信号的显示伽马修正；

相对于经过显示伽马修正的视频信号，根据在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异，修正在从信号源发送的颜色和通过显示设备再现的颜色之间的差异。

11.如权利要求10所述的彩色再现方法，进一步包括步骤：

存储用于摄像机反向伽马修正的反向伽马修正表和用于显示伽马修正的伽马修正表；

其中根据输入视频信号使用反向伽马修正表对输入视频信号进行摄像机反向伽马修正，并且根据显示设备使用伽马修正表执行视频信号的显示伽马修正。

12.如权利要求10所述的彩色再现方法，其中，该根据在信号源和显示设备之间的彩色再现色域差异，修正在从信号源发送的颜色和通过显示设备再现的颜色之间的差异的步骤是通过用于转换颜色的相位的转换矩阵来执行的。

13.如权利要求12所述的彩色再现方法，其中，该转换矩阵由下面公式表示：

$\left[\begin{array}{c}G\\ B\\ R\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}M1& M2& M3\\ M4& M5& M6\\ M7& M8& M9\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Y\\ \mathrm{Cb}\\ \mathrm{Cr}\end{array}\right]$

并且通过在将Y、Cb、Cr的彩色系统转换为G、B、R的彩色系统的转换矩阵中适当地调整转换颜色的相位的系数M1-M9，修正视频信号使得能够基于孟塞尔色度表色系统的相等色调和相等色度轨迹再现与从发射机侧发送的颜色相同的颜色。

14.如权利要求13所述的彩色再现方法，其中，该系数M1-M9被确定为通过其再现的颜色等于来自信号源的颜色的值。

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