ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВИДЕОСИГНАЛА, УСТРОЙСТВО ВИДЕОДИСПЛЕЯ И СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА
VIDEO CONVERTER, VIDEO DISPLAY AND VIDEO CONVERSION METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к преобразователям видеосигнала и способу преобразования видеосигнала, составленного из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может иметь сигнальное значение в пределах расширенного диапазона, частично включающем в себя предписанный диапазон выходной мощности в видеосигнал, составленный из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может иметь значение в пределах диапазона выходной мощности, так же как и устройство видеодисплея, содержащее преобразователь видеосигнала. Кроме того, расширенный диапазон означает, что диапазон выходной мощности расширен, и является более широким, чем диапазон выходной мощности.
Уровень техники
В устройстве видеодисплея, таком как телевизионный приемник, элемент видеодисплея, такой как жидкокристаллический дисплей, производит видеоизображение на основе видеосигнала (в дальнейшем называемого "видеосигналом вторичной стороны"), составленного из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB). Как правило, в отношении сигнала яркости основных цветов (RGB) в видеосигналах вторичной стороны, его значения сигнала, вкратце, значение яркости сигнала каждого из красного, зеленого и синего, нормализовано в пределах диапазона выходной мощности (как например, от 0 до 255 или от 0 до 1) от предварительно определенного значения нижнего предела (в дальнейшем называемого "выходным значением нижнего предела") до верхнего значения предела, превосходящего значение нижнего предела (в дальнейшем называемого "выходным значением верхнего предела"). Здесь, цвет, который выражен комбинацией значений сигналов яркости основных цветов (RGB) в пределах диапазона выходной мощности, является цветом в цветовой гамме, производимом элементом видеодисплея. Кроме того, производимая цветовая гамма, то есть производимый элементом видеодисплея, известна как область цветового репродуцирования или диапазон цветового репродуцирования элемента видеодисплея. Кроме того, в настоящем описании термины "производимые" и "отображаемые" означают одно и то же.
Когда цветовая гамма, которую возможно отобразить видеосигналом первичной стороны, согласуется с цветовой гаммой, который возможно произвести элементом видеодисплея, видеосигнал первичной стороны может использоваться как видеосигнал вторичной стороны. Это позволяет зрительному цвету, соответствующему видеосигналу первичной стороны, отображаться на элементе видеодисплея. Кроме того, видеосигнал первичной стороны представляет собой видеосигнал, предназначенный для ввода в устройство видеодисплея (в дальнейшем называемый "входным видеосигналом"), или видеосигнал, полученный путем воздействия на входной видеосигнал известной преобразовательной обработкой цветовой гаммы.
С другой стороны, как в случае, когда цветовая гамма, которую возможно отобразить видеосигналом первичной стороны, более широка, чем цветовая гамма элемента видеодисплея, когда цветовая гамма, которую возможно отобразить видеосигналом первичной стороны, за пределами цветовой гаммы, которую возможно произвести элементом видеодисплея, сигнальное значение видеосигнала первичной стороны может получать значение за пределами диапазона выходной мощности. Поэтому видеосигнал первичной стороны не может использоваться как видеосигнал вторичной стороны.
Например, есть случай, когда диапазон значения яркости трех основных цветов в видеосигнале соответствует цветовой гамме элемента видеодисплея, вкратце, диапазон выходной мощности составляет от 0 до 1, тогда как сигнальное значение видеосигнала первичной стороны может быть отрицательным или более 1. В таком случае необходимо преобразовать видеосигнал первичной стороны в видеосигнал вторичной стороны, составленный из сигнальных значений в пределах диапазона выходной мощности. Подобным состоянием, требующим такого преобразования, например, является видеосигнал первичной стороны, представляющий собой видеосигнал, соответствующий стандарту IEC 61966-2-4 (обычно известному как "xvYCC стандарт") и IEC 61966-2-1, тогда как видеосигнал вторичной стороны может быть видеосигналом, соответствующим стандарту ITU-R BT.709.
Здесь, поскольку способ преобразования сигнала, когда сигнальное значение видеосигнала первичной стороны выходит за пределы диапазона выходной мощности, видеосигнал вторичной стороны может быть преобразован с помощью ограничения («клиппинга») сигнального значения видеосигнала первичной стороны в диапазоне выходной мощности. Клиппинг-обработка представляет собой самый легкий способ преобразования сигнала и также именуется «ограничивающей обработкой».
Кроме того, патентный документ - японская нерассмотренная патентная заявка № H09-98298 - раскрывает уровень техники, заключающийся в том, что цветовая гамма выходной системы является более узкой, чем входной системы, причем цветовая гамма входной системы разделена на области в двумерной плоскости осветления и насыщения, и затем сжатие цветовой гаммы, вкратце, сжатие сигнальных значений проводится с помощью установки цветовой фазовой постоянной в каждой разделенной области. Кроме того, цветовая гамма выходной системы соответствует цветовой гамме элемента видеодисплея, в то время как цветовая гамма входной системы соответствует цветовой гамме видеосигнала первичной стороны.
Однако для преобразования видеосигнала первичной стороны в видеосигнал вторичной стороны с помощью «клиппинга» существует ряд проблем, таких как приведенные ниже. Таким образом, так как все сигнальные значения видеосигнала первичной стороны, которые превышают диапазон выходной мощности, заменены выходным значением нижнего предела или выходным значением более высокого предела, однородность цветопередачи в видеосигнале первичной стороны серьезно ослабевает, одним словом, возникает ошибка градации.
С другой стороны, как можно заметить из упомянутого патентного документа, для преобразования видеосигнала первичной стороны в видеосигнал вторичной стороны сжатием цветовой гаммы существуют проблемы, такие как приведенные ниже. Таким образом, даже когда видеосигнал первичной стороны отображает цвет в пределах цветовой гаммы элемента видеодисплея, вкратце, даже когда сигнальное значение видеосигнала первичной стороны находится в пределах диапазона выходной мощности, видеосигнал может быть преобразован в видеосигнал различных цветов, хотя однородность цветопередачи может быть обеспечена. Это вызывает проблему в том смысле, что исходный цвет, который должен отображать входящий видеосигнал, не может быть воспроизведен (отображен) точно. Кроме того, в обработке, показанной в упомянутом патентном документе, видеосигнал обрабатывается как данные по двумерной плоскости осветления и насыщения. Обработка, показанная в Патентном документе для того, чтобы провести сжатие цветовой гаммы, такая как сохранение цветовой фазы постоянной, таким образом, превращается в арифметическую обработку с использованием тригонометрической функции, связанную с высокой арифметической нагрузкой.
В результате, настоящее изобретение было реализовано на основе вышеупомянутых обстоятельств, а также учитывая задачу настоящего изобретения, заключающуюся в обеспечении преобразователя видеосигнала, способа преобразования видеосигнала и устройства видеодисплея, которые способны точно воспроизвести (отобразить) исходный цвет, который должен отображать данный видеосигнал, когда цветовая гамма данного видеосигнала, соответствующего видеосигналу первичной стороны, не согласуется с цветовой гаммой, производимой элементом видеодисплея, и, таким образом, видеосигнал преобразовывается в видеосигнал, отображающий цвет в пределах цветовой гаммы элемента видеодисплея, и когда данный видеосигнал отображает цвет в пределах цветовой гаммы элемента видеодисплея, и кроме того, способны гарантировать однородность цветопередачи, т.е. способны предотвратить ошибку градации, когда данный видеосигнал отображает цвет в области за пределами цветовой гаммы элемента видеодисплея, и в то же время способны выполнить преобразовательную обработку сигнала при низкой арифметической нагрузке.
Раскрытие изобретения
Преобразователь видеосигнала в соответствии с настоящим изобретением является устройством для преобразования видеосигнала (в дальнейшем называемого "основным видеосигналом"), составленного из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может получать сигнальное значение, находящееся в пределах расширенного диапазона, частично включающего в себя диапазон выходной мощности от предварительно определенного выходного значения нижнего предела до выходного значения верхнего предела, во вторичный видеосигнал. Вторичный видеосигнал представляет собой видеосигнал, предназначенный для ввода в предписанный элемент видеодисплея и составленный из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может получать значение в пределах диапазона выходной мощности. И также преобразователь видеосигнала в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения включает в себя каждый компонент, показанный в следующих разделах (1-1) и (1-2).
(1-1) Вычислитель промежуточных значений яркости для вычисления промежуточных значений яркости каждого основного цвета (RGB), которые получены с помощью применения значений яркости сигналов каждого основного цвета (RGB) в основном видеосигнале в следующих формулах (A1) и (A2).
Однако Smin представляет собой выходное значение нижнего предела (значение нижнего предела каждого сигнала яркости во вторичном видеосигнале); Xr, Xg и Xb представляют собой соответственно значение яркости сигнала (R), значение яркости сигнала (G) и значение яркости сигнала (B) в основном видеосигнале; c, m, y, Xr', Xg', и Xb' являются переменными; k является постоянной величиной (0<k); и Lr, Lg и Lb соответственно являются промежуточным значением яркости R, промежуточным значением яркости G, и промежуточным значением яркости B.
(1-2) вторичный элемент выработки видеосигнала для выработки вторичного видеосигнала, составленного из сигналов значений в пределах диапазона выходной мощности, преобразованных из промежуточных значений яркости каждого из основных цветов (RGB) в соответствии с предварительно определенным правилом преобразования, когда промежуточные значения яркости каждого основного цвета (RGB) включают в себя значение, большее, чем выходное значение верхнего предела; вторичный видеосигнал, составленный из сигналов промежуточных значений яркости каждого основного цвета (RGB), когда промежуточные значения яркости каждого из основных цветов (RGB) не включают в себя значение, большее, чем выходное значение верхнего предела.
Здесь, когда вторичный видеосигнал представляет собой видеосигнал, составленный из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может получать сигнальное значение в пределах диапазона выходной мощности как нормализованного диапазона значения от 0 до 1, основной видеосигнал представляет собой видеосигнал, составленный из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может получать сигнальное значение в пределах расширенного диапазона, как диапазона нормализованного значения от отрицательной величины до значения больше 1. В этом случае формула (A1) может быть заменена следующей формулой (A1'), поскольку выходное значение нижнего предела и выходное значение верхнего предела являются соответственно 0 и 1. Формула (A1') является одним примером формулы (A1).
Кроме того, настоящее изобретение не требует в обязательном порядке вычисления промежуточных значений яркости каждого основного цвета (RGB) в соответствии с формулами (A1) и (A2), и вычисление промежуточных значений яркости каждого основного цвета (RGB) может быть проведено с помощью выполнения обработки, подходящей для получения эквивалента результата для одной обработки в соответствии с формулами (A1) и (A2). Например, вычисление промежуточных значений яркости каждого основного цвета (RGB) может быть достигнуто путем выполнения обработки для вычисления сигнального значения на основе других арифметических выражений, подходящих для получения эквивалента результата для одной обработки для вычисления сигнального значения в соответствии с формулами (A1) и (A2), или преобразовательной обработки сигнала на основе предписанной таблицы сигнальных значений.
И также основной видеосигнал представляет собой сигнал после преобразования цветовой гаммы, отвечающий за цветовую гамму, отображаемую элементом видеодисплея, т.е. отвечающий за производимую цветовую гамму. Следовательно, когда сигнальное значение основного видеосигнала находится в пределах диапазона выходной мощности, исходный цвет, который должен отображать основной видеосигнал, точно воспроизводится элементом видеодисплея, если основной видеосигнал используется как вторичный видеосигнал, являясь по сути таковым.
Кроме того, как предварительно определенное правило преобразования для вторичных элементов произведения видеосигналов, например, может использоваться правило в любом из следующих пунктов (3) или (4).
(3) Для того чтобы заменить наибольшее значение в промежуточных значениях яркости выходным значением верхнего предела, и в то же время, сжимая другие промежуточные значения яркости, основанные на коэффициенте сжатия, определенном в соответствии с наибольшим значением в промежуточных значениях яркости.
(4) Для того чтобы сжать все промежуточные значения яркости каждого основного цвета (RGB) согласно соотношению между шириной диапазона значений от выходного значения нижнего предела к наибольшему значению промежуточных значений яркости каждого основного цвета (RGB) и шириной диапазона выходной мощности.
Ниже описана преобразовательная обработка видеосигнала в соответствии с настоящим изобретением. В следующем описании "уровень градации" является значением, полученным с помощью вычитания выходного значения нижнего предела (Smin) из сигнального значения яркости (сигнальные значения Xr, Xg и Xb) каждого основного цвета (RGB). И также, когда выходное значение нижнего предела равно 0 (Smin=0), сигнальное значение (значение яркости) и уровень градации каждого основного цвета (RGB) являются тем же значением.
В настоящем изобретении, когда сигнальные значения (Xr, Xg и Xb) в основном видеосигнале находятся в пределах диапазона выходной мощности, основной видеосигнал становится вторичным видеосигналом, таким, какой он есть. Вкратце, в формулах (A1) и (A2) промежуточные значения яркости представляют собой Lr=Xr, Lg=Xg и Lb=Xg, и эти значения, такие, какие они есть, становятся сигнальными значениями яркости основных цветов (RGB) во вторичном видеосигнале.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, когда уровень градации основного цвета в основном видеосигнале является отрицательным уровнем, вкратце, когда сигнальные значения Xr, Xg и Xb меньше, чем выходное значение нижнего предела Smin, уровень градации (отрицательный уровень) заменен положительными уровнями градации двух других основных цветов, имеющих уровень в соответствии с его величиной (абсолютной величиной). Например, когда диапазон выходной мощности от 0 до 1 и когда значение яркости сигнала R в основном видеосигнале -0.1, средства вычисления средней яркости заменяют отрицательный уровень градации (-0.1-0=-0.1) сигнала яркости R положительными уровнями градации (kc: однако, c=0-(-0.1), k является постоянной положительной величиной) двух основных цветов (G и B) в соответствии с его величиной. Это означает, что отрицательный уровень градации (-c) основного цвета R заменен положительным уровнем градации (c) циана, как комплементарного цвета основного цвета R, и далее, положительный уровень градации (c) циана преобразуется в положительные уровни градации (kc) каждого из двух других основных цветов (G и B) посредством аддитивной цветовой смеси.
Кроме того, в настоящем изобретении, когда все средние сигнальные значения каждого основного цвета (RGB) равны или меньше, чем выходное значение верхнего предела, эти значения, такие, какие есть, становятся сигнальными значениями вторичного видеосигнала. Средние сигнальные значения в этом случае представляют собой эквивалент значениям вторичного видеосигнала. Поэтому термин "промежуточное значение яркости", возможно, означает сигнальное значение, вычисленное с помощью технологии преобразования сигнала от основного видеосигнала во вторичный видеосигнал, однако, когда все средние сигнальные значения каждого основного цвета (RGB) равны или меньше, чем выходное значение верхнего предела, термин "промежуточное значение яркости" легко заменяется "сигнальным значением вторичного видеосигнала".
Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением, когда сигнальные значения (Xr, Xg и Xb) в основном видеосигнале находятся в пределах диапазона выходной мощности, основной видеосигнал становится вторичным видеосигналом, какой он есть, и таким образом, исходный цвет, который должен отображать основной видеосигнал, может быть точно воспроизведен (выражен) элементом видеодисплея.
И также, в соответствии с настоящим изобретением, когда каждое значение сигналов яркости трех основных цветов в основном видеосигнале меньше, чем выходное значение нижнего предела, т.е. когда уровень градации отрицательный, то отрицательный уровень градации существующего основного цвета, в соответствии с его величиной, другими словами, в соответствии с абсолютной величиной отрицательного уровня градации, заменяется положительными уровнями градации двух других основных цветов. В соответствии с настоящим изобретением для этого, даже когда основной видеосигнал включает в себя сигнальное значение, имеющее отрицательный уровень градации, вкратце, даже когда одно или более из каждого сигнального значения RGB ниже выходного значения нижнего предела, цвет согласно комбинации тех уровней градации (комбинации каждого уровня основных цветов (RGB)) может быть произведен (показан) элементами дисплея. Кроме того, в таком случае, если промежуточное значение яркости не превышает выходного значения верхнего предела, однородность цветопередачи в области за пределами цветовой гаммы элемента видеодисплея может быть обеспечена. В дополнение, способность обеспечивать однородность цветопередачи означает способность к предотвращению ошибки градации. Кроме того, преобразовательная обработка видеосигналов, в соответствии с настоящим изобретением, может быть реализована простыми четырьмя арифметическими операциями, при низкой арифметической сложности, на основе значений сигнала каждого основного цвета (RGB).
Однако редко имеет место ситуация, когда относительно каждого сигнала трех основных цветов промежуточные значения яркости Lr, Lg и Lb каждого основного цвета (RGB), полученного путем замены отрицательного уровня градации положительными уровнями градации сигналов двух других основных цветов, могут превзойти выходное значение верхнего предела. В таком случае промежуточное значение яркости может быть сжато, чтобы произвести вторичный видеосигнал в соответствии с правилами в (3) и (4). Выполнение этого гарантирует в области за пределами цветовой гаммы элемента видеодисплея однородность цветопередачи в области за пределами цветовой гаммы элемента видеодисплея. Вкратце, ошибка градации может быть предотвращена.
Особенно, когда вторичный видеосигнал произведен с помощью сжатия промежуточного значения яркости в соответствии с правилом в (4), цветовой баланс, т.е. цветовая фаза между тремя основными цветами во временном значении яркости, может быть поддержана также во вторичном видеосигнале.
Кроме того, когда постоянная k равна 1 в формуле (A2), как будет описано, выражения цветовой фазы цвета основного видеосигнала и выражения цветовой фазы цвета промежуточных значений яркости могут соответствовать друг другу. Кроме того, в таком случае, когда выражения исходного цвета основного видеосигнала представляют собой цвет за пределами цветовой гаммы элемента видеодисплея, цвет будет приблизительно тем же, поскольку исходный цвет может быть произведен элементом видеодисплея.
В изобретении, описанном выше, когда сигналы яркости трех основных цветов в основном видеосигнале включают в себя два или более сигнала, меньших, чем выходное значение нижнего предела, отрицательные уровни градации каждого из этих двух или более основных цветов заменены положительными уровнями градации двух других основных цветов в соответствии с его величиной. Кроме того, то, что значение яркости сигнала меньше, чем выходное значение нижнего предела означает, что уровень градации отрицательный. И также величина уровня градации подразумевает абсолютную величину уровня.
Тем не менее, в отношении только минимального значения среди множества значений в основных видеосигналах, меньших, чем выходное значение нижнего предела, в фазе, когда проводилась обработка для замены отрицательного уровня градации положительными уровнями градации двух других основных цветов, не может быть больше основного цвета, имеющего отрицательный уровень градации. В таком случае, в отношении значения, кроме минимального значения среди множества значений в основном видеосигнале, меньшем, чем выходное значение нижнего предела, нет никакой необходимости делать пункт выполнения обработки замены для замены отрицательного уровня градации положительными уровнями градации двух других основных цветов.
Кроме того, в фазе, когда проводилась обработка для замены отрицательного уровня градации положительными уровнями градации двух других основных цветов, только в отношении к двум наименьшим значениям среди этих трех значений в основном видеосигнале, меньшем, чем выходное значение нижнего предела, не может быть больше основного цвета, имеющего отрицательный уровень градации. Точно так же в таком случае нет никакой необходимости выполнять обработку замены для того, чтобы заменить отрицательный уровень градации положительными уровнями градации двух других основных цветов ко всем отрицательным уровням градации каждых трех основных цветов.
Соответственно, преобразователь видеосигнала согласно второму аспекту настоящего изобретения включает в себя каждый компонент, описанный в следующих формулах (2-1) и (2-2).
(2-1) Вычислитель промежуточных значений яркости, который вычисляет промежуточные значения яркости каждого основного цвета (RGB), который проводит преобразовательную обработку первого комплементарного цвета, предназначен для установки выходного значения нижнего предела к сигнальному значению основного цвета, имеющего минимальное основное сигнальное значение, когда минимальное основное сигнальное значение, как минимальное значение среди сигнальных значений яркости каждого основного цвета (RGB) в основном видеосигнале, является меньшим, чем выходное значение нижнего предела, и в то же время предназначен для установки значения, полученного путем суммирования комплементарного положительного значения, пропорционального разнице между выходным значением нижнего предела и минимальным основным сигнальным значением с сигнальными значениями двух основных цветов, кроме основного минимального сигнального значения в основном видеосигнале.
(2-2) Вторичный элемент выработки видеосигнала для выработки вторичного видеосигнала, составленного из сигналов значений, полученных с помощью преобразования промежуточных значений яркости каждого из основных цветов (RGB) в значения, находящиеся в пределах диапазона выходной мощности, в соответствии с предварительно определенным правилом преобразования, когда промежуточные значения яркости каждого из основных цветов (RGB) включают в себя значение, большее, чем выходное значение верхнего предела; вторичного видеосигнала, составленного из сигналов промежуточных значений яркости каждого основного цвета (RGB), если промежуточные значения яркости каждого из основных цветов (RGB) не включают в себя значение, большее, чем выходное значение верхнего предела.
(2-2) является тем же самым, что и (1-2) в преобразователе видеосигнала в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
Кроме того, вычислитель промежуточных значений яркости может выполнять обработку, описанную в (2-1a) или (2-1b).
(2-1a) Вычислитель промежуточных значений яркости вычисляет промежуточные значения яркости каждого из основных цветов (RGB), вводя, в дополнение к преобразовательной обработке первого комплементарного цвета, преобразовательная обработка второго комплементарного цвета, как будет описано ниже, когда минимальное преобразованное сигнальное значение комплементарного цвета, как минимальное значение среди описанных позже первых преобразованных сигнальных значений комплементарного цвета, будет меньше, чем выходное значение нижнего предела.
Кроме того, комплементарное сигнальное значение первого комплементарного цвета представляет собой сигнальное значение каждого основного цвета (RGB), полученное с помощью преобразовательной обработки первого комплементарного цвета.
Кроме того, преобразовательная обработка второго комплементарного цвета предназначена для установки выходного значения нижнего предела для сигнального значения основного цвета, имеющего преобразованное сигнальное значение первого комплементарного цвета, и в то же время, в отношении сигнальных значений двух других цветов, для установки значения, полученного путем суммирования комплементарного положительного значения, пропорционального разнице между выходным значением нижнего предела и посткомплементарным минимальным преобразованным сигнальным значением первого цвета, с сигнальными значениями двух основных цветов, кроме минимального преобразованного сигнального значения первого комплементарного цвета в преобразованных сигнальных значениях первых комплементарных цветов.
(2-1b) Вычислитель промежуточных значений яркости вычисляет промежуточные значения яркости каждого из основных цветов (RGB), вводя, в дополнение к преобразовательной обработке первого комплементарного цвета и преобразовательной обработке второго комплементарного цвета, комплементарную преобразовательную обработку третьего цвета, как будет описано ниже, когда минимальное преобразованное сигнальное значение второго комплементарного цвета, как минимальное значение среди описанных ниже комплементарных сигнальных значений второго комплементарного цвета, является меньшим, чем выходное значение нижнего предела.
Кроме того, комплементарное сигнальное значение второго комплементарного цвета представляет собой сигнальное значение каждого из основных цветов (RGB), полученных с помощью преобразовательной обработки второго комплементарного цвета.
Кроме того, преобразовательная обработка третьего комплементарного цвета предназначена для установки выходного значения нижнего предела для сигнального значения основного цвета, имеющего минимальное преобразованное сигнальное значение второго комплементарного цвета, и в то же время, в отношении сигнальных значений двух других цветов, для установки значения, полученного путем суммирования комплементарного положительного значения, пропорционального разнице между выходным значением нижнего предела и минимальным преобразованным сигнальным значением второго комплементарного цвета, с сигнальными значениями двух основных цветов, за исключением минимального преобразованного сигнального значения второго комплементарного цвета в преобразованных сигнальных значениях второго комплементарного цвета.
Преобразователь видеосигнала согласно второму аспекту настоящего изобретения может избежать ненужного увеличения промежуточных значений яркости каждого из основных цветов (RGB). В результате изменение (увеличение) яркости (светлоты) видео, вызванное преобразованием сигнала от основного видеосигнала до вторичного видеосигнала, может быть сведено к минимуму.
Кроме того, в состоянии, в котором преобразователь видеосигнала согласно второму аспекту настоящего изобретения проводит преобразовательную обработку третьего комплементарного цвета, как показано в вышеупомянутом 2-1b, в конце концов, результаты, полученные преобразователем видеосигнала, в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, и преобразователем видеосигнала, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, являются одинаковыми.
Как пример основного видеосигнала может быть рассмотрен видеосигнал, подчиняющийся стандарту IEC 61966-2-4, или IEC 61966-2-1, а также упомянутый видеосигнал, который был подвергнут гамма-обработке. IEC обозначает Международную Комиссию по Электротехнике, а стандарт IEC 61966-2-4 является так называемым новым международным стандартом для расширенного цветового пространства для киноизображдения: xvYCC.
С другой стороны, как пример вторичного видеосигнала или вторичного видеосигнала, подвергнутого гамма-обработке, можно рассмотреть видеосигнал, соответствующий стандарту ITU-R BT.709 или ITU-R BT.601-5. ITU обозначает Международный Союз Телекоммуникаций.
Кроме того, настоящее изобретение может также рассматриваться как устройство видеодисплея, включающее в себя преобразователь видеосигнала согласно настоящему изобретению, описанному выше, и элемент видеодисплея для отображения видеоизображения на основе вторичного видеосигнала, произведенного преобразователем видеосигнала.
И также настоящее изобретение может также рассматриваться как способ преобразования видеосигнала, в котором обработка, проводимая каждым средством в преобразователе видеосигнала, в соответствии с настоящим изобретением, описанным выше, проводится процессором. Кроме того, процессор может определяться как арифметическое средство или компьютер.
В соответствии с настоящим изобретением, когда сигнальные значения (Xr, Xg и Xb) основного видеосигнала находятся в пределах диапазона выходной мощности, основной видеосигнал становится вторичным видеосигналом, таким, какой он есть, и таким образом, исходный цвет, который должен отображать основной видеосигнал, может быть точно произведен (отображен) элементом видеодисплея. Кроме того, «в пределах диапазона выходной мощности» означает в пределах диапазона, в котором можно получить сигнальное значение вторичного видеосигнала, предназначенное для ввода в элемент видеодисплея.
И также, в соответствии с настоящим изобретением, когда основной видеосигнал представляет собой сигнал, показывающий цвет в области за пределами цветовой гаммы элемента видеодисплея, и когда, по меньшей мере, уровень градации сигнала отрицательный, однородность цветопередачи в области за пределами цветовой гаммы элемента видеодисплея часто может обеспечиваться. Кроме того, обеспечивать однородность цветопередачи означает обеспечивать возможность предотвращения ошибок градации. Особенно, когда коэффициент k (постоянная величина) в формуле (A2) равен 1, цветовая фаза цвета, выраженного основным видеосигналом (исходным видеосигналом), и цвет, выраженный вторичным видеосигналом, могут соответствовать друг другу. В результате, когда исходный цвет, который отображает основной видеосигнал, является цветом, находящимся за пределами цветовой гаммы элемента видеодисплея, цвет приблизительно тот же самый, поскольку исходный цвет может быть произведен элементом видеодисплея.
Кроме того, преобразовательная обработка видеосигналов в соответствии с настоящим изобретением может быть реализована простыми четырьмя арифметическими операциями, то есть простой арифметической операцией низкой нагрузки, основанной на значениях сигнала каждого основного цвета (RGB), и, таким образом, может быть выполнена процессором с относительно низкими рабочими характеристиками.
Краткое описание чертежей
ФИГ. 1 представляет собой блок-схему, показывающую общую конфигурацию главной части устройства Z видеодисплея в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
ФИГ. 2 представляет собой вид, показывающий общую конфигурацию главной части устройства Z' видеодисплея, как разновидность устройства Z видеодисплея;
ФИГ. 3 представляет собой концептуальную схему, векторно выражающую, что элемент регулирования сигнального диапазона устройства Z видеодисплея заменяет отрицательный уровень градации основного цвета «B» положительными уровнями градации двух других основных цветов;
ФИГ. 4 представляет собой вид, выражающий в диаграмме цветностей конкретный пример (первый пример) репродуктивного цвета видеосигнала;
ФИГ. 5 представляет собой вид, выражающий в диаграмме цветностей конкретный пример (второй пример) репродуктивного цвета видеосигнала;
ФИГ. 6 представляет собой вид, выражающий в диаграмме цветностей конкретный пример (третий пример) репродуктивного цвета видеосигнала;
ФИГ. 7 представляет собой вид, выражающий в диаграмме цветностей конкретный пример (четвертый пример) репродуктивного цвета видеосигнала.
Осуществление изобретения
В дальнейшем со ссылкой на чертежи вариант осуществления настоящего изобретения объяснен для того, чтобы обеспечить достаточное понимание изобретения. Кроме того, вариант осуществления представляет собой простой пример реализации настоящего изобретения и не имеет своей целью ограничение технического объема настоящего изобретения.
ФИГ. 1 представляет собой блок-схему, показывающую общую конфигурацию главной части устройства Z видеодисплея в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; ФИГ. 2 представляет собой вид, показывающий общую конфигурацию главной части устройства Z' видеодисплея как разновидность устройства Z видеодисплея; ФИГ. 3 представляет собой концептуальную схему, векторно выражающую, что элемент регулирования сигнального диапазона устройства Z видеодисплея заменяет отрицательный уровень градации основного цвета «B» с положительными уровнями градации двух других основных цветов; и ФИГ. 4-7 являются изображениями, отображающими в конкретных примерах диаграммы цветностей (сначала к четвертым примерам) репродуктивных цветов видеосигналов.
Устройство видеодисплея Z, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, включает в себя, как показано на ФИГ. 1, дисплей 5, как элемент видеодисплея и преобразователь Q видеосигнала. Преобразователь Q видеосигнала является преобразователем для преобразования входящего видеосигнала в сигнал RGB, который будет поставляться в дисплей 5.
Дисплей 5 является устройством, таким как жидкокристаллический дисплей или электронно-лучевая трубка, в которое направляется видеосигнал, составленный из сигналов яркости (сигнал R, сигнал G и сигнал B) каждого основного цвета (RGB), и производит видеоизображение на основе входящего видеосигнала. Видеосигнал (сигнал RGB), предназначенный для ввода в дисплей 5, является видеосигналом, составленным из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может получать значение в пределах диапазона (в дальнейшем называемого "выходным диапазоном W") от предварительно определенного выходного значения нижнего предела Smin, до выходного значения верхнего предела Smax. Этот видеосигнал в дальнейшем называется как "нелинейный вторичный видеосигнал V2". Кроме того, Smin меньше, чем Smax. Кроме того, видеосигнал, вводимый в дисплей 5, и сигнал RGB соответствуют, например, стандартам ITU-R BT.709 и ITU-R BT.601-5. Кроме того, нелинейный вторичный видеосигнал V2' является видеосигналом, полученным путем нормализации сигнального значения (значения яркости каждого из сигнала красного, зеленого и синего) в пределах выходного диапазона W (например, от 0 до 255 или от 0 до 1), чтобы соответствовать цвету в цветовой гамме, производимой на дисплее 5.
Видеосигнал, выражаемый из цветовой гаммы, более расширенной, чем цветовая гамма, производимая дисплеем 5, вводится в устройство видеодисплея Z. Этот видеосигнал в дальнейшем обозначается как "входящий видеосигнал V0".
Преобразователь Q видеосигнала проводит обработку для преобразования видеосигнала V0, вводимого извне, в нелинейный основной видеосигнал V1', как видеосигнал, составленный из сигналов яркости каждого сигнала RGB (основные цвета: RGB), и в то же время преобразования нелинейного основного видеосигнала V1' в нелинейный вторичный видеосигнал V2' для ввода в дисплей 5. Здесь, нелинейный вторичный видеосигнал V2' является видеосигналом, составленным из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может получать значения в пределах выходного диапазона W.
Кроме того, преобразователь Q видеосигнала выполнен таким образом, что включает в себя средства записи, такие как ROM, которые представляют собой схему цифровой обработки данных или цифровой элемент, такой как, например, DSP (процессор цифрового сигнала) и ASIC (специализированная прикладная схема), в котором записаны арифметический процессор и программа, предусмотренная процессором, и периферийные устройства, такие как RAM. Элемент 1 выработки сигнала RGB, элемент 2 гамма-обработки первичной стороны, элемент 3 регулирования сигнального диапазона и элемент 4 гамма-обработки вторичной стороны, как соответствующий компонент преобразователя видеосигнала Q, реализованы процессором, который выполняет программу, соответствующую каждой обработке.
Кроме того, каждый компонент, содержащийся в преобразователе Q видеосигнала, управляет доставкой и приемом сигнального значения так, что компонент последующей стадии считывает и обращается к сигнальному значению, записанному в память компонентом предварительной стадии. Сигнальное значение, записываемое в память, является результатом обработки сигнала, проводимой каждым компонентом.
Далее будут описаны обработка элемента 1 выработки сигнала RGB, элемента 2 гамма-обработки первичной стороны, элемента 3 регулирования сигнального диапазона и элемента 4 гамма-обработки вторичной стороны в преобразователе Q видеосигнала.
Элемент 1 выработки сигнала RGB проводит обработку для преобразования входного видеосигнала V0, вводимого извне, в нелинейный основной видеосигнал V1', как видеосигнал, составленный из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB). Преобразовательная обработка в нелинейный основной видеосигнал V1' представляет собой обработку для выработки сигнала RGB.
Входной видеосигнал V0 представляет собой видеосигнал, такой как сигнал YUV или сигнал Ycbcr, соответствующий стандарту IEC 61966-2-4 или IEC 61966-2-1, и его цветовая гамма более расширена, чем цветовая гамма, которую возможно отобразить (воспроизвести) на дисплее 5.
Поскольку цветовая гамма, которую можно выразить входящим видеосигналом V0, более расширена, чем цветовая гамма дисплея 5, т.е. чем цветовая гамма, которую можно выразить входным видеосигналом V0, нелинейный основной видеосигнал V1' становится сигналом RGB, который может получать сигнальное значение в расширенном диапазоне W', частично включающем в себя диапазон выходной мощности W. Здесь, диапазон выходной мощности W находится в промежутке от выходного значения нижнего предела Smin до выходного значения верхнего предела Smax. Кроме того, сигнал RGB представляет собой видеосигнал, составленный из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB).
Кроме того, в стандартах IEC 61966-2-4 и IEC 61966-2-1 предписано правило преобразования, другими словами, формула преобразования для преобразования сигнала YUV и сигнала Ycbcr, соответствующего каждому стандарту, в сигнал RGB, соответствующий тому же самому стандарту. Элемент 1 выработки сигнала RGB проводит преобразовательную обработку сигнала в соответствии с правилом. Поэтому, когда входящий видеосигнал V0 представляет собой видеосигнал, такой как сигнал YUV и сигнал Ycbcr, соответствующий стандарту IEC 61966-2-4 или IEC 61966-2-1, нелинейный основной видеосигнал V1 становится сигналом RGB, также соответствующим стандарту IEC 61966-2-4 или IEC 61966-2-1.
Нелинейный основной видеосигнал V1' и нелинейный вторичный видеосигнал V2' являются видеосигналами, имеющими нелинейную взаимозависимость между значением сигнала, как значением градации ее яркости и яркости действующего цвета, соответствующей сигнальному значению. В дальнейшем, относительно каждого нелинейного основного видеосигнала V1' и нелинейного вторичного видеосигнала V2', сигнал, откорректированный таким образом, чтобы иметь линейную взаимозависимость между значением сигнала и яркостью действующего цвета, соответствующую сигнальному значению, упоминается соответственно как "линейный основной видеосигнал V1" и "линейный вторичный видеосигнал V2".
Элемент 2 гамма-обработки первичной стороны выполняет обработку для преобразования нелинейного основного видеосигнала V1' в линейный основной видеосигнал V1, обеспечивая известную гамма-обработку нелинейного основного видеосигнала V1'. Кроме того, гамма-обработка также называется гамма-коррекционной обработкой. Как правило, элемент 2 гамма-обработки первичной стороны обеспечивает гамма-обработку в соответствии с кривой гамма-распределения, имеющей гамма-значение 1/2.2. Линейный основной видеосигнал V1 представляет собой также видеосигнал сигнального значения, которое может получать значение в пределах расширенного диапазона W'. Кроме того, таблица преобразования сигнала или формула преобразования, к которой обращается элемент 2 гамма-обработки первичной стороны для преобразования из нелинейного основного видеосигнала V1' в линейный основной видеосигнал V1, записана ранее в памяти (такой как ROM), содержащейся в преобразователе Q видеосигнала.
Кроме того, элемент 3 регулирования сигнального диапазона проводит обработку для преобразования линейного основного видеосигнала V1, составленного из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может получать сигнальное значение в расширенном диапазоне W', частично включающем в себя диапазон выходной мощности W в линейный вторичный видеосигнал V2, составленный из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может получать значение в диапазоне выходной мощности W. Далее будет описано проведение обработки элементом 3 регулирования диапазона сигнала.
Сначала элемент 3 регулирования сигнального диапазона вычисляет промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), которые могут быть получены, задавая сигнальные значения яркости (Xr, Xg и Xb) каждого основного цвета (RGB) в основном линейном видеосигнале V1 в следующих формулах (A1) и (A2). Элемент 3 регулирования сигнального диапазона для проведения вычислений является одним примером вычислителя промежуточных значений яркости. Кроме того, в преобразователе Q видеосигнала сигнальные значения яркости (Xr, Xg и Xb) основных цветов (RGB) в "основном видеосигнале" в формулах (A1) и (A2) являются сигнальными значениями яркости каждого основного цвета (RGB) в основном линейном видеосигнале V1.
В формулах (A1) и (A2):
Smin - выходное значение нижнего предела (значение нижнего предела каждого сигнала яркости во вторичном видеосигнале)
Значение Xr - значение сигнала яркости R в основном видеосигнале
Значение Xg - значение сигнала яркости G в основном видеосигнале
Значение Xb - значение сигнала яркости B в основном видеосигнале
c, m, y, Xr', Xg', Xb' - переменные
k - постоянная (однако, o<k)
Lr-R промежуточное значение яркости
Lg-G промежуточное значение яркости
Lb-B промежуточное значение яркости
Может иметь место случай, когда нелинейный вторичный видеосигнал V2' и линейный вторичный видеосигнал V2 представляют собой видеосигнал, составленный из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может получать сигнальное значение в диапазоне (один пример диапазона выходной мощности W) между 0 и 1, как нормализованное значение. В таком случае нелинейный основной видеосигнал V1' и линейный основной видеосигнал V1 представляют собой видеосигнал, составленный из сигналов яркости каждого основного цвета (RGB), который может получать сигнальное значение в диапазоне (один пример расширенного диапазона W') между отрицательной величиной и значением, большим, чем 1, как нормализованное значение. Кроме того, в этом случае, выходное значение нижнего предела, которое Smin равно 0, и выходное значение верхнего предела - Smax, и поэтому формула (A1) может быть заменена следующей формулой (A1'). Формула (A1') является примером формулы (A1).
В формулах (A1') и (A2):
Значение Xr - значение сигнала яркости R в основном видеосигнале
Значение Xg - значение сигнала яркости G в основном видеосигнале
Значение Xb - значение сигнала яркости B в основном видеосигнале
c, m, y, Xr', Xg', Xb' - переменные
k - постоянная (однако, o<k)
Lr-R промежуточное значение яркости
Lg-G промежуточное значение яркости
Lb-B промежуточное значение яркости
Более того, элемент 3 регулирования сигнального диапазона генерирует линейный вторичный видеосигнал V2, основанный на промежуточных значениях яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), когда промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) включают в себя значение, большее, чем выходное значение верхнего предела Smax, другими словами, когда удовлетворяется одно или более из трех условий: "Lr> Smax", "Lg> Smax", и "Lb> Smax". Этот линейный вторичный видеосигнал V2 является сигналом значения, полученного путем преобразования промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (GRB) в значения в пределах диапазона выходной мощности W в соответствии с предварительно определенным вторичным правилом преобразования. Элемент 3 регулирования сигнального диапазона для проведения этой обработки является одним примером вторичного элемента производства видеосигналов.
Здесь, как предварительно определенное вторичное правило преобразования, например, может быть правило преобразования в соответствии со следующей формулой (B1). Кроме того, в существующем преобразователе Q видеосигнала значения (Yr, Yg и Yb) сигналов яркости основных цветов (RGB) во "вторичном видеосигнале" в формуле (B1) являются значениями сигналов яркости каждого основного цвета (RGB) в линейном вторичном видеосигнале V2.
В формуле (B1):
Smin - выходное значение нижнего предела (значение нижнего предела каждого сигнала яркости во вторичном видеосигнале)
Значение верхнего предела Smax=нижнее (значение верхнего предела каждого сигнала яркости во вторичном видеосигнале),
Lr-R промежуточное значение яркости
Lg-G промежуточное значение яркости
Lb-B промежуточное значение яркости
Значение Yr - значение сигнала яркости R во вторичном видеосигнале
Значение Yg - значение сигнала яркости G во вторичном видеосигнале
Значение Yb - значение сигнала яркости B во вторичном видеосигнале
В формуле (B1) показано правило для линейного сжатия всех промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) под влиянием соотношения ширины (Smax-Smin) диапазона выходной мощности W к ширине (Lmax-Smin) диапазона от выходного значения нижнего предела Smin к максимальному значению Lmax в промежуточных значениях яркости каждого основного цвета (RGB).
Правило преобразования, основанное на формуле (B1), является одним примером правила для замены максимального значения "Lmax" среди промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) выходным значением верхнего предела Smax, и кроме того, сжимая другие промежуточные значения яркости, основанные на коэффициенте сжатия, выбранным в соответствии с величиной максимального значения "Lmax" среди промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb). Кроме того, коэффициент сжатия в правиле преобразования, на основе формулы (B1), представляет собой соотношение ширины (Smax-Smin) диапазона выходной мощности W к ширине (Lmax-Smin) из выходного значения нижнего предела S к максимальному значению Lmax в промежуточных значениях яркости.
Кроме вышеупомянутого способа вычисления (способа нахождения) коэффициента сжатия, например, может использоваться способ вычисления коэффициента сжатия, на основе квадратичной функции, экспоненциальной функции или им подобной, упомянутый коэффициент сжатия, асимптотически приближающийся к предписанному значению конвергенции (значению, большему, чем 0, и меньшему, чем 1) от 1 с разницей (Lmax-Smax) между максимальным значением Lmax в промежуточных значениях яркости и увеличенными выходными значениями верхнего предела Smax. Промежуточное значение яркости, кроме максимального значения «Lmax» среди промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), умножено на коэффициент сжатия, определенный так, как описано выше, таким образом, сжимая сигнальное значение (значение яркости).
Кроме того, в качестве вторичного правила преобразования может использоваться правило преобразования, основанное на следующей формуле (B2). Также в существующем преобразователе Q видеосигнала значения (Yr, Yg и Yb) сигналов яркости основных цветов (RGB) во "вторичном видеосигнале" в формуле (B2) являются значениями сигналов яркости каждого основного цвета (RGB) в линейном вторичном видеосигнале V2.
В формуле (B2):
Значение верхнего предела Smax=нижнее (значение верхнего предела каждого сигнала яркости во вторичном видеосигнале),
Lr-R промежуточное значение яркости,
Lg-G промежуточное значение яркости,
Lb-B промежуточное значение яркости,
Значение Yr - значение сигнала яркости R во вторичном видеосигнале,
Значение Yg - значение сигнала яркости G во вторичном видеосигнале,
Значение Yb - значение сигнала яркости B во вторичном видеосигнале.
Формула (B2) иллюстрирует клиппинг-обработку для замены значений среди промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), больших, чем выходное значение верхнего предела Smax, выходным значением верхнего предела Smax. Тем не менее, когда используется данная клиппинг-обработка, однородность цветопередачи вторичного линейного видеосигнала V2 ухудшается.
С другой стороны, когда промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) не включают в себя значение, большее, чем выходное значение верхнего предела Smax, вкратце, когда условия: "Lr≤Smax", "Lg≤Smax", и "Lb≤Smax" выполняются, элемент 3 регулирования сигнального диапазона производит линейный вторичный видеосигнал V2, составленный из промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB). Элемент 3 регулирования сигнального диапазона для проведения этой обработки является одним примером вторичных элементов произведения видеосигналов. Вкратце, когда условия: "Lr≤Smax", "Lg≤Smax", и "Lb≤Smax" выполняются, элемент 3 регулирования сигнального диапазона производит линейный вторичный видеосигнал V2, имеющий промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) непосредственно как сигнальные значения (Yr, Yg и Yb).
Линейный вторичный видеосигнал V2, произведенный элементом 3 регулирования диапазона сигнала упомянутым выше образом, является сигналом со своими сигнальными значениями (Yr, Yg и Yb), способным находиться в пределах диапазона выходной мощности W1.
Кроме того, элемент 4 гамма-обработки вторичной стороны преобразует линейный вторичный видеосигнал V2 в нелинейный вторичный видеосигнал V2', подвергая известной гамма-обработке линейный вторичный видеосигнал V2, произведенный элементом 3 регулирования диапазона сигнала. Этот нелинейный вторичный видеосигнал V2' составлен из сигналов яркости каждого из красного, зеленого и синего. Как правило, элемент 4 гамма-обработки вторичной стороны гамма проводит обработку в соответствии с кривой гамма-распределения, имеющей гамма значение 2.2 (обратное число гамма значения в элементе 2 гамма-обработки первичной стороны). Нелинейный вторичный видеосигнал V2', произведенный элементом 4 гамма-обработки вторичной стороны, также становится сигналом, имеющим сигнальные значения (Yr, Yg и Yb) в пределах диапазона выходной мощности W1. Тогда дисплей 5 отображает видеоизображение на основе нелинейного вторичного видеосигнала V2', выведенного из элемента 4 гамма-обработки вторичной стороны.
Далее будет описана преобразовательная обработка видеосигнала, использующая преобразователь Q видеосигнала. Кроме того, в следующем описании значение, полученное путем вычитания выходного значения нижнего предела (Smin) из сигнальных значений яркости (Xr, Xg и Xb) каждого основного цвета (RGB), именуется "уровнем градации".
Когда сигнальные значения (Xr, Xg и Xb) линейного основного видеосигнала V1 находятся в пределах диапазона выходной мощности W, преобразователь Q видеосигнала расценивает линейный основной видеосигнал V1 как линейный вторичный видеосигнал V2, таким, какой он есть. Вкратце, в формулах (A1) и (A2), в промежуточных значениях яркости Lr=Xr, Lg=Xg и Lb=Xg, и промежуточные значения яркости, такие, какие есть, становятся значениями (Yr, Yg и Yb) сигнала яркости основных цветов (RGB) в линейном вторичном видеосигнале V2.
И также, когда уровень градации основного цвета в основном линейном видеосигнале V1 отрицательный, другими словами, когда любое из сигнальных значений Xr, Xg и Xb меньше, чем выходное значение нижнего предела Smin, преобразователь Q видеосигнала немедленно заменяет отрицательный уровень градации положительными уровнями градации двух других основных цветов, имеющих уровень, соответствующий его величине (абсолютной величине). Например, когда диапазон выходной мощности от 0 до 1 и когда значение Xr сигнала яркости R в основном линейном видеосигнале V1 равно -0.1, элемент 3 регулирования сигнального диапазона заменяет отрицательный уровень градации -0.1 Xr сигнала яркости R положительными уровнями градации (kc) двух основных цветов (G и B), в соответствии с его величиной. Однако формула вычисления для отрицательного уровня градации -0,1 представляет собой "-0.1-0" и "c=0-(-0.1)", где k является постоянной величиной. Это означает, что отрицательный уровень градации "-c" основного цвета R заменен положительным уровнем градации "c" циана, как комплементарного цвета основного цвета R, и далее положительный уровень градации "c" циана преобразован в положительные уровни градации "kc" каждого из двух других основных цветов (G и B), посредством аддитивной цветовой смеси.
Точно так же, когда диапазон выходной мощности от 0 до 1 и когда значение Xg сигнала яркости Г в основном линейном видеосигнале V1 равно -0.1, элемент 3 регулирования сигнального диапазона заменяет отрицательный уровень градации -0,1 Xg сигнала яркости G положительными уровнями градации "km" двух других основных цветов (R и B), в соответствии с его величиной. Однако формула вычисления для отрицательного уровня градации -0,1 представляет собой "-0.1-0" и "m=0-(-0.1)", где k является постоянной величиной. Это означает, что отрицательный уровень градации (-m) основного цвета G заменен положительным уровнем градации (m) маджента, как комплементарного цвета для основного цвета G, и далее положительный уровень градации (m) маджента преобразован в положительные уровни градации (km) каждого из двух других основных цветов (R и B) посредством аддитивной цветовой смеси.
Точно так же, когда диапазон выходной мощности равен от 0 до 1 и когда значение Xb сигнала яркости B в основном линейном видеосигнале V1 равно -0.1, элемент 3 регулирования сигнального диапазона заменяет отрицательный уровень градации -0.1 Xb сигнала яркости B положительными уровнями градации "ky" двух других основных цветов (R и G), в соответствии с его величиной. Однако формула вычисления для отрицательного уровня градации -0,1 представляет собой "-0.1-0" и "y=0-(-0.1)", где k является постоянной величиной. Это означает, что отрицательный уровень градации "-y" основного цвета «B» заменен положительным уровнем градации "y" маджента, как комплементарного цвета основного цвета «B», и далее положительный уровень градации "y" маджента преобразован в положительные уровни градации "ky" каждого из двух других основных цветов (R и G) посредством аддитивной цветовой смеси.
ФИГ. 3 представляет собой концептуальную схему, векторно выражающую, что элемент 3 регулирования сигнального диапазона заменяет отрицательный уровень градации основного цвета «B» положительными уровнями градации каждого из двух других основных цветов (R, G). На ФИГ. 3 стрелки в шести направлениях указывают оси координат основных цветов «R», «G» и «B» и их комплементарных цветов: циан (C), маджента (M) и желтый (Y).
Как показано на ФИГ. 3, когда уровень градации "Xb-Smin" основного цвета «B» в основном линейном видеосигнале V1 отрицательный, элемент 3 регулирования сигнального диапазона заменяет отрицательный уровень градации положительным уровнем градации "y" желтого, как комплементарного цвета основного цвета «B», и далее положительный уровень градации "y" желтого цвета заменен положительными уровнями градации "ky" каждого из двух других основных цветов (R и G) посредством аддитивной цветовой смеси. Кроме того, в примере, показанном на ФИГ. 3, k=1.
ФИГ. 4-7 являются изображениями, отображающими на конкретных примерах xy-диаграмм цветностей репродуктивных цветов видеосигналов. И также, на ФИГ. 4-7, участок обозначен структурой сплошной линией и внутри нее, цветовая гамма, производимая дисплеем 5 как так называемая, высоко четкая индикация, вкратце, цветовая гамма вторичного линейного видеосигнала V2 и нелинейного вторичного видеосигнала V2', в то время как участок, обозначенный пунктирной линией и внутри нее, является цветовой гаммой схемы цветностей CIE1931. На ФИГ. 4-7 диапазон выходной мощности равен от 0 до 1, "Smin=0", и "Smax=1".
Кроме того, формула преобразования для преобразования из сигнальных значений основных цветов (RGB) в значения координат x и y в диаграмме цветностей является следующей формулой (E1), которая предписана в IEC 61966-2-4. Кроме того, RGB в формуле
(E1) - значения яркости каждого основного цвета (RGB), в то время как x и y - значения координат в xy-диаграмме цветностей.
Кроме того, в обработке элемента 3 регулирования диапазона сигнала, постоянная k в формуле (A2), предположительно, равна 0.5, и вторичное правило преобразования, предположительно, представляет собой правило преобразования, на основе формулы (B1).
На ФИГ. 4 координата a1 первого цвета представляет собой координату, когда сигнальные значения (RGB) в видеосигнале являются сигнальными значениями (0.027397, 0, и -0.803228), включая отрицательную величину. И также координата a2 второго цвета представляет собой координату, во время, когда сигнальные значения (RGB) в видеосигнале являются сигнальными значениями (0.027397, 0, и -0.100000), включая отрицательную величину. Кроме того, координаты b1 и b2 представляют собой координаты цветов, полученные путем преобразования сигнальных значений в видеосигнале, указывающем каждые первые и вторые цвета, в сигнальные значения, лежащие в пределах диапазона выходной мощности W, посредством клиппинг-обработки. Кроме того, координаты c1 и c2 представляют собой координаты цветов, полученные элементом 3 регулирования диапазона сигнала путем преобразования сигнальных значений основным линейным видеосигналом V1, как видеосигналом, указывающим каждый первый и второй цвета, в сигнальные значения, лежащие в пределах диапазона выходной мощности W.
Как можно заметить по ФИГ. 4, клиппинг-обработка преобразовывает первый цвет (координату a1) и второй цвет (координату a2), отличные друг от друга, в тот же самый цвет (те же самые координаты b1 и b2) в пределах цветовой гаммы дисплея 5, посредством преобразования сигнала. С другой стороны, как можно заметить по ФИГ. 4, обработка элемента 3 регулирования диапазона сигнала преобразует первый цвет (координата a1) и второй цвет (координата a2), отличные друг от друга, в различные цвета (координаты c1 и c2, отличные друг от друга) в пределах цветовой гамма дисплея 5, посредством преобразования сигнала.
И, кроме того, на ФИГ. 5, координата a3 третьего цвета представляет собой координату, во время, когда сигнальные значения (RGB) в видеосигнале являются сигнальными значениями (-0.6647, 1.1739, и 0.0241), включая отрицательную величину и значение, большее чем 1. Кроме того, координата a4 четвертого цвета представляет собой координату, во время, когда сигнальные значения (RGB) в видеосигнале являются сигнальными значениями (-0.3, 1.1739, и 0.0241), включая отрицательную величину и значение, большее чем 1. И также координаты b3 и b4 представляют собой координаты цветов, полученные путем преобразования сигнальных значений в видеосигнале, указывающем каждый третий и четвертый цвет, в сигнальные значения, лежащие в пределах диапазона выходной мощности W, посредством клиппинг-обработки. Кроме того, координаты c3 и c4 представляют собой координаты цветов, полученные элементом 3 регулирования диапазона сигнала путем преобразования сигнальных значений в основном линейном видеосигнале V1, указывающем каждый третий и четвертый цвет, в сигнальные значения, лежащие в пределах диапазона выходной мощности W.
Как можно заметить также по ФИГ. 5, клиппинг-обработка преобразовывает третий цвет (координата a3) и четвертый цвет (координата a4), отличные друг от друга, в тот же самый цвет (те же самые координаты b3 и b4) в пределах цветовой гаммы дисплея 5, посредством преобразования сигнала. С другой стороны, как можно заметить по ФИГ. 5, обработка элемента 3 регулирования диапазона сигнала преобразует третий цвет (координата a3) и четвертый цвет (координата a4), отличные друг от друга, в различные цвета (координаты c3 и c4, отличные друг от друга) в пределах цветовой гаммы дисплея 5, посредством преобразования сигнала.
И кроме того, на ФИГ. 6, координата a5 пятого цвета представляет собой координату, во время, когда сигнальные значения (RGB) в видеосигнале являются сигнальными значениями (2.0, 0.8, и 0.7), включая одно значение, большее чем 1. Кроме того, координата a6 шестого цвета представляет собой координату, во время, когда сигнальные значения (RGB) в видеосигнале являются сигнальными значениями (1.3, 0.8, и 0.7), включая одно значение, большее чем 1. Кроме того, координаты b5 и b6 представляют собой координаты цветов, полученные путем преобразования сигнальных значений в видеосигнале, указывающем каждую пятую часть и шестые цвета в сигнальные значения, лежащие в пределах диапазона выходной мощности W, посредством клиппинг-обработки. Кроме того, координаты c5 и c6 представляют собой координаты цветов, полученные элементом 3 регулирования диапазона сигнала путем преобразования сигнальных значений в основном линейном видеосигнале V1, указывающем каждый пятый и шестой цвета, в сигнальные значения, лежащие в пределах диапазона выходной мощности W.
Как можно заметить также по ФИГ. 6, клиппинг-обработка преобразовывает пятый и шестой цвета, отличные друг от друга, в тот же самый цвет (те же самые координаты b5 и b6) в пределах цветовой гаммы дисплея 5, посредством преобразования сигнала. С другой стороны, как можно заметить по ФИГ. 6, обработка элемента 3 регулирования диапазона сигнала преобразует пятый цвет и шестой цвет, отличные друг от друга, в различные цвета (координаты c5 и c6, отличные друг от друга) в пределах цветовой гаммы дисплея 5, посредством преобразования сигнала.
И также, на ФИГ. 7, координата a7 седьмого цвета представляет собой координату, во время, когда сигнальные значения (RGB) в видеосигнале являются сигнальными значениями (0.7, -0.5 и -0.8), включая две отрицательные величины. И также координата a8 восьмого цвета представляет собой координату, во время, когда сигнальные значения (RGB) в видеосигнале являются сигнальными значениями (0.5,-0.5, и -0.8), включая две отрицательные величины. Кроме того, координаты b7 и b8 представляют собой координаты цветов, полученные путем преобразования сигнальных значений в видеосигнале, указывающем каждый седьмой и восьмой цвета, в сигнальные значения, лежащие в пределах диапазона выходной мощности W, посредством клиппинг-обработки. Кроме того, координаты c7 и c8 представляют собой координаты цветов, полученные элементом 3 регулирования диапазона сигнала путем преобразования сигнальных значений в основном линейном видеосигнале V1, указывающем каждый седьмой и восьмой цвета, в сигнальные значения, лежащие в пределах диапазона выходной мощности W.
Как можно заметить также по ФИГ. 7, клиппинг-обработка преобразовывает седьмой цвет (координата a7) и восьмой цвет (координата a8), отличные друг от друга, в тот же самый цвет (те же самые координаты b7 и b8) в пределах цветовой гаммы дисплея 5, посредством преобразования сигнала. С другой стороны, как можно заметить по ФИГ. 7, обработка элемента 3 регулирования диапазона сигнала преобразует седьмой цвет (координата a7) и восьмой цвет (координата a8), отличные друг от друга, в различные цвета (координаты c7 и c8, отличные друг от друга) в пределах цветовой гаммы дисплея 5 посредством преобразования сигнала.
Как показано на ФИГ. 4-7, даже когда линейный основной видеосигнал V1 является сигналом, указывающим цвет за пределами цветовой гаммы дисплея 5, устройство видеодисплея Z может отобразить на дисплее 5 цвет видеосигнала альтернативным цветом. Кроме того, цвет отображения дисплея 5 меняется в соответствии с изменением сигнального значения линейного основного видеосигнала V1, так чтобы могла быть обеспечена однородность цветопередачи цвета показа дисплея 5. Вкратце, может быть предотвращена ошибка градации.
Далее будет описана зависимость между цветовой фазой линейного основного видеосигнала V1 и одним из вторичных линейных видеосигналов V2.
Зависимость между сигнальными значениями (Xr, Xg и Xb) RGB сигнала в основном линейном видеосигнале V1, когда выходное значение нижнего предела Smin равно 0, и сигналом Ycbcr, соответствующим сигналу RGB, выражена в следующей формуле (C1). Кроме того, сигнал Ycber является сигналом, составленным комбинацией значения яркости Y, цветовым различием Cb основного цвета «B» и цветовым различием Cr основного цвета R.
Однако Y является значением яркости основного видеосигнала (сигнал YCbCr), Cb является цветовым различием основного цвета «B» в основном видеосигнале (сигнал YCbCr), Cr является цветовым различием основного цвета R в основном видеосигнале (сигнал YCbCr) C1, C2, и C3 являются предварительно определенными постоянными величинами.
Согласно формуле (C1) соотношение сигнальных значений Cr/Cb обоих цветовых различий в сигнале Ycbcr, соответствующем основному линейному видеосигналу V1, выражено в следующей формуле (C2).
С другой стороны, зависимость между сигнальными значениями (Yr, Yg и Yb) RGB сигнала в линейном вторичном видеосигнале V2, когда выходное значение нижнего предела Smin равно 0, и сигналом Ycbcr, соответствующим сигналу RGB, выражена в следующей формуле (D1). Кроме того, сигнал Ycbcr представляет собой сигнал, составленный из
комбинации значения яркости Y', цветового различия Cb' основного цвета «B» и цветового различия Cr' основного цвета R.
Однако значение яркости Y' основного видеосигнала (сигнала YCbCr) Cb' является цветовым различием основного цвета «B» в основном видеосигнале (сигнале YCbCr), Cr' является цветовым различием основного цвета R в основном видеосигнале (сигнале YCbCr) C1, C2, и C3 являются предварительно определенными постоянными величинами.
Здесь рассматривается состояние, когда только сигнальное значение Xb основного цвета «B» в основном линейном видеосигнале V1 меньше, чем выходное значение нижнего предела Smin, в то время как сигнальные значения Xr и Xb двух других основных цветов (R и G) и промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) основных цветов (RGB) находятся в пределах диапазона выходной мощности W. Здесь сигнальные значения Xr и Xb и промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) не превосходят выходное значение верхнего предела Smax. В этом случае, следующая формула (D2) может быть получена из формул (A1) и (A2).
Введя формулу (D2) в формулу (D1), получим следующую формулу (D3).
Согласно этой формуле (D3) соотношение сигнальных значений Cr/Cb обоих цветовых различий в сигнале Ycbcr, соответствующем вторичному линейному видеосигналу V2, выражено в следующей формуле (C4).
Как известно, когда соотношения сигнальных значений цветового различия (Cr/Cb и Cr' и Cb') двух сигналов Ycbcr находятся в соответствии, цвета, выраженные каждым из этих двух сигналов Ycbcr, имеют одинаковую цветовую фазу. Здесь предпочтительно, чтобы постоянная k была равна, по меньшей мере, 1, так чтобы Cr/Cb согласно формуле (C2) и Cr'/Cb', согласно формуле (D4), находились в соответствии. Что касается вышеупомянутого соответствия цветовой фазы, то оно также остается тем же самым, даже когда комбинация сигнальных значений основных цветов (RGB) в основном линейном видеосигнале V1 различна.
Соответственно, когда постоянная k равна 1 в формуле (A2), во многих случаях, когда промежуточные значения яркости Lr, Lg и Lb не превышают выходное значение верхнего предела Smax, цветовая фаза цвета, обозначенного видеосигналом, может быть поддержана и до и после преобразования сигнала элементом 3 регулирования диапазона сигнала. Это позволяет, когда исходный цвет отображений линейного основного видеосигнала V1 представляет собой цвет, лежащий за пределами цветовой гаммы дисплея 5, формировать на дисплее 5 приблизительно такой же цвет, как и исходный цвет.
И также цветовая фаза может быть поддержана и до и после преобразования сигнала, на основе формулы (B1), в силу неизменного соотношения значений яркости основных цветов (RGB). Следовательно, когда постоянная k в формуле (A2) предположительно равна 1, и вторичное правило преобразования предположительно используется как правило преобразования, на основе формулы (B1), цветовая фаза цвета, выраженного видеосигналом до и после преобразования сигнала элементом 3 регулирования диапазона сигнала, т.е. до и после установки диапазона сигнальных значений, может совпадать.
Как показано выше, согласно устройству видеодисплея Z, когда сигнальные значения (Xr, Xg и Xb) в основном линейном видеосигнале V1 лежат в пределах диапазона выходной мощности W, линейный основной видеосигнал V1 становится непосредственно вторичным линейным видеосигналом V2. Поэтому исходный цвет нелинейного основного видеосигнала V1' и отображение линейного основного видеосигнала V1 точно производится дисплеем 5.
Кроме того, в устройстве видеодисплея Z относительно каждого из сигналов яркости трех основных цветов в основном линейном видеосигнале V1, когда значения (Xr, Xg и Xb) меньше, чем выходное значение нижнего предела Smin, т.е. когда уровень градации отрицательный, отрицательный уровень градации существующего основного цвета меняется положительными уровнями градации двух других основных цветов, в соответствии с его абсолютной величиной. Следовательно, согласно устройству видеодисплея Z, когда нелинейный основной видеосигнал V1' и линейный основной видеосигнал V1 сигнал, указывающий цвет в участке за пределами цветовой гаммы дисплея 5, и когда, по меньшей мере, уровень градации сигнала отрицательный, во многих случаях, когда промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) не превышают выходное значение верхнего предела Smax, может быть обеспечена однородность цветопередачи в участке за пределами цветовой гаммы дисплея 5. То есть может быть предотвращена ошибка градации. Особенно, когда постоянная k равна 1 в формуле (A2) и когда исходный цвет отображения линейного основного видеосигнала V1 является цветом, лежащим за пределами цветовой гаммы дисплея 5, цвет, имеющий цветовую фазу, такую же, как и исходный цвет, может быть сформирован дисплее 5. Кроме того, выполнения преобразовательной обработка видеосигналов преобразователем видеосигнала Q могут быть реализованы простыми четырьмя арифметическими операциями, основанными на значениях сигнала каждого основного цвета (RGB).
Однако промежуточные значения яркости Lr, Lg и Lb каждого основного цвета (RGB) могут редко превышать выходное значение верхнего предела. В таком случае, когда линейный вторичный видеосигнал V2 произведен путем сжатия промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb), в соответствии с формулой (B1), цветовая фаза линейного основного видеосигнала V1 также может поддерживаться в линейном вторичном видеосигнале V2 на участке, находящемся за пределами цветовой гаммы дисплея 5.
Относительно двух видеосигналов до и после преобразования сигнала, как упомянуто выше, цветовая гамма может быть сжата, когда сигнал цветового различия соответствует соотношению Cr/Cb во время отображения исходного видеосигнала, с сигналом Ycbcr и сигналом цветового различия соотношения Cr'/Cb', во время отображения преобразованного видеосигнала, так что цветовая фаза может поддерживаться. Однако в отношении сигнала Ycbcr для выполнения сжатия цветовой гаммы, чтобы обеспечить результат Cr/Cb=Cr'/Cb', например, для следующей процедуры необходимо вычислить преобразованный видеосигнал.
Для начала θ, предположительно, задано как θ=arctan (Cr/Cb)=arctan(Cr'/Cb'), и в отношении ее цветовой фазы θ, цветовая гамма определена на основе формулы (D1) таким образом, чтобы сигнальные значения RGB не превышали диапазон выходной мощности. Тогда цвет в пределах указанной цветовой гаммы, т.е. цвет отображения преобразованного сигнала Ycbcr определен в соответствии с предварительно определенным правилом.
Тем не менее, во время проведения преобразовательной обработки сигнала в процессе, описанном выше, необходимо выполнять операцию сложной тригонометрической функции и операцию решения двойного линейного уравнения, увеличивая, таким образом, арифметическую сложность.
С другой стороны, согласно преобразователю Q видеосигнала, простая обработка оценки условий наряду с четырьмя арифметическими операциями, как показано в формулах (A1), (A2), (B1) и (B2), позволяет выполнить преобразовательную обработку сигнала низкой арифметической сложности.
Затем, в соответствии со ссылкой на блок-схему, показанную на ФИГ. 2, описано устройство Z' видеодисплея, как прикладной пример устройства Z видеодисплея. Кроме того, компоненты на ФИГ. 2, такие же, как и устройства Z видеодисплея, показанные на ФИГ. 1, приведены с теми же номерами.
В преобразователе Q видеосигнала, в устройстве видеодисплея Z, основной видеосигнал перед установкой диапазона сигнальных значений, перед преобразованием сигнала, представляет собой линейный видеосигнал (линейный основной видеосигнал V1), который является таким, что нелинейный основной видеосигнал V1', как видеосигнал, соответствующий стандартам IEC 61966-2-4 и IEC 61966-2-1, подвергнут гамма-обработке элементом 2 гамма-обработки основной стороны.
Более того, в преобразователе Q видеосигнала вторичный видеосигнал, после регулирования его диапазона сигнальных значений, представляет собой линейный видеосигнал, другими словами, линейный вторичный видеосигнал V2, поскольку нелинейный сигнал, полученный с помощью упомянутой гамма-обработки видеосигнала элементом 4 гамма-обработки вторичной стороны, т.е. нелинейный вторичный видеосигнал V2' является видеосигналом, соответствующим стандартам, таким как ITU-R BT.709 и ITU-R BT.601-5.
Это предотвращает ухудшение качества картинки, которое могло бы произойти, когда нелинейный видеосигнал подвергался линейной обработке, даже когда формулы (A2) и (B1) используются как простая линейная формула для преобразования сигнала.
С другой стороны, устройство Z' видеодисплея содержит, на месте преобразователя видеосигнала Q в устройстве видеодисплея Z, преобразователь Q′ видеосигнала, в котором элемент 2 гамма-обработки первичной стороны и элемент гамма-обработки вторичной стороны 3 устранены из преобразователя видеосигнала Q. Вкратце, преобразователь Q′ видеосигнала содержит элемент 1 выработки сигнала RGB и элемент 3 регулирования диапазона сигнала.
Элемент 3 регулирования сигнального диапазона в преобразователе Q′ видеосигнала сначала вычисляет промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB). Здесь промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) являются значением яркости каждого основного цвета (RGB), которые могут быть получены использованием (назначением) сигнальных значений яркости каждого основного цвета (RGB) в нелинейном основном видеосигнале V1', формируемом элементом выработки сигнала RGB 1 в формулах (A1) и (A2). Кроме того, преобразователь Q′ видеосигнала для проведения этой обработки является одним примером вычислителя промежуточных значений яркости. Кроме того, в преобразователе Q′ видеосигнала сигнальные значения яркости (Xr, Xg и Xb) основных цветов (RGB) в "основном видеосигнале" в формулах (A1) и (A2) являются сигнальными значениями яркости каждого основного цвета (RGB) в нелинейном основном видеосигнале V1'.
Более того, элемент 3 регулирования сигнального диапазона в преобразователе Q′ видеосигнала производит нелинейный вторичный видеосигнал V2' (один пример вторичного элемента производства видеосигнала), когда промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) включают в себя значение, большее, чем выходное значение верхнего предела Smax, другими словами, когда выполняется одно или более из трех условий: "Lr>Smax", "Lg>Smax" и "Lb>Smax". Нелинейный вторичный видеосигнал V2', произведенный здесь, является сигналом значения, полученного путем преобразования промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) в значения, находящиеся в пределах диапазона выходной мощности W посредством правила вторичного преобразования.
Здесь, в качестве предварительно определенного вторичного правила преобразования, например, могут быть правила преобразования в соответствии со следующими формулами (B1) и (B2). Кроме того, в преобразователе Q′ видеосигнала сигнальные значения яркости (Yr, Yg и Yb) основных цветов (RGB) во "вторичном видеосигнале" в соответствии с формулами (B1) и (B2) являются сигнальными значениями яркости каждого основного цвета (RGB) в нелинейном вторичном видеосигнале V2'.
Как уже упомянуто, в преобразователе Q′ видеосигнала основной видеосигнал перед установкой диапазона его сигнальных значений представляет собой видеосигнал, соответствующий стандартам IEC 61966-2-4 и IEC 61966-2-1, вкратце, является нелинейным основным видеосигналом V1'.
Более того, в преобразователе Q′ видеосигнала нелинейный вторичный видеосигнал V2', как вторичный видеосигнал после установки диапазона его сигнальных значений, является видеосигналом, соответствующим стандартам, таким как ITU-R BT.709 и ITU-R BT.601-5.
Подобно преобразователю Q видеосигнала, когда преобразование сигнала выполнено с помощью линейной формулы, такой как формулы (A1) и (B1) в нелинейном основном видеосигнале V1', ухудшения качества картинки нельзя избежать полностью, однако, может получиться эффект большого уменьшения арифметической сложности с пропуском двух гамма-обработок. Такой преобразователь Q′ видеосигнала, как и устройство Z' видеодисплея, содержащее его, является одним примером варианта осуществления этого изобретения.
Обработка для проведения вычислений вышеупомянутой формулы (A1) или (A1') и формулы (A2) является обработкой для проведения замены и дополнения, как показано ниже, когда один или более сигнальных значений яркости (Xr, Xg и Xb) каждого основного цвета (RGB) в основном видеосигнале, включая минимальное значение, меньше, чем выходное значение нижнего предела Smin. Вкратце, обработка замены нужна для того, чтобы заменить сигнальное значение, меньшее, чем выходное значение нижнего предела Smin в основном видеосигнале, выходным значением нижнего предела Smin. Также обработка дополнения нужна для того, чтобы суммировать комплементарное положительное значение, пропорциональное разнице между выходным значением нижнего предела Smin и значением сигнала, меньшим, чем упомянутое выходное значение нижнего предела Smin, с сигнальными значениями двух других основных цветов, отличных от сигнальных значений, меньших, чем упомянутое выходное значение нижнего предела Smin в основном видеосигнале. Здесь, коэффициентом пропорциональности является k. Эта обработка представляет собой преобразовательную обработку для замены, если уровень градации цвета отрицательный, отрицательного уровня градации положительным уровнем градации цветового комплементарного цвета. В дальнейшем, такая обработка именуется как "комплементарная цветовая преобразовательная обработка".
И затем, в вышеупомянутом варианте осуществления, когда сигнальные значения яркости трех основных цветов в основном видеосигнале включают в себя два или более сигнала, имеющих значение, меньшее, чем выходное значение нижнего предела, т.е. имеют отрицательный уровень градации, комплементарная цветовая преобразовательная обработка выполняется для каждого из двух или более основных цветов.
Однако проведение комплементарной цветовой преобразовательной обработки только для минимального значения среди множества значений, имеющих отрицательные уровни градации в основном видеосигнале, может вызвать отсутствие существования основных цветов, имеющих отрицательный уровень градации. В таком случае, в отношении цвета, кроме цвета отрицательного уровня градации, нет необходимости проводить комплементарную цветовую преобразовательную обработку для отрицательного уровня градации.
Кроме того, когда уровни градации всех трех основных цветов основного видеосигнала отрицательны, комплементарная цветовая преобразовательная обработка выполняется только для двух основных цветов, имеющих меньшие уровни градации, и когда нет основного цвета отрицательного уровня градации, точно так же нет необходимости выполнять комплементарную цветовую преобразовательную обработку для всех трех основных цветов.
Здесь, элемент 3 регулирования сигнального диапазона в преобразователе Q видеосигнала может выполнять обработку на этапах от S1 до S3, как будет описано ниже, когда сигнальные значения яркости (Xr, Xg и Xb) каждого основного цвета (RGB) в основном видеосигнале включают в себя значение, меньшее, чем выходное значение нижнего предела Smin.
[Этап S1]
Установить выходное значение нижнего предела Smin для сигнального значения цвета, имеющего минимальное основное сигнальное значение Xmin, когда минимальное основное сигнальное значение Xmin, как минимальное значение среди всех сигнальных значений (Xr, Xg и Xb), в основном видеосигнале меньше, чем выходное значение нижнего предела Smin. Более того, выполнить обработку для установки сигнальных значений, полученных путем суммирования комплементарного положительного значения {k х (Smin-Xmin)}, пропорционального разнице между выходным значением нижнего предела Smin и минимальным основным сигнальным значением Xmin, с сигнальным значением двух цветов, отличных от основного минимального сигнального значения Xmin в основном видеосигнале, как сигнальные значения двух других цветов, так чтобы промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого из основных цветов (RGB) могли быть вычислены (один пример временной обработки для вычисления значения яркости). В дальнейшем, обработка, выполняемая на этом этапе S1, именуется преобразовательной обработкой первого комплементарного цвета. Формула, выражающая обработку на этапе S1, является следующей формулой (F1).
В формуле (F1):
Smin - выходное значение нижнего предела (значение нижнего предела каждого сигнала яркости во вторичном видеосигнале)
Значение Xr - значение сигнала яркости R в основном видеосигнале
Значение Xg - значение сигнала яркости G в основном видеосигнале
Значение Xb - значение сигнала яркости B в основном видеосигнале
c, m, y, Xr', Xg', Xb', Xmin - переменные
k - постоянная (однако, o<k)
Lr-R промежуточное значение яркости
Lg-G промежуточное значение яркости
Lb-B промежуточное значение яркости
Далее описан пример обработки для вычисления промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) на основе формулы (F1).
Например, когда минимальное основное сигнальное значение Xmin, как минимальное значение среди всех сигнальных значений (Xr, Xg и Xb) в основном видеосигнале, равно Xg, вкратце, когда "Xmin=Xg", результаты вычисления промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого из основных цветов (RGB), на основе формулы (F1), будут следующие.
Когда минимальное значение Xg среди всех сигнальных значений (Xr, Xg и Xb) в основном видеосигнале меньше, чем выходное значение нижнего предела Smin, выходное значение нижнего предела Smin, установлено как промежуточное значение яркости Lg, как сигнальное значение цвета G, имеющего минимальное основное сигнальное значение.
Более того, сигнальные значения, полученные путем суммирования комплементарного положительного значения {k×m (однако, m=Smin-Xmin)}, пропорционального разнице между выходным значением нижнего предела Smin и минимальным основным сигнальным значением Xg (=Xmin), с сигнальным значением Xr и Xb двух цветов, отличных от основного минимального сигнального значения Xr в основном видеосигнале, установлены как промежуточные значения яркости Lr и Lb двух других цветов R и B.
Упомянутое выше не отличается, даже если зависимость величин сигнального значения каждого цвета различна.
Когда промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), полученные обработкой на этапе S1, не включают в себя значение, меньшее, чем выходное значение нижнего предела Smin, выполняется обработка для производства вторичного видеосигнала, основанная на вышеупомянутых промежуточных значениях яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB). Т.е. обработка выполняется по обстоятельствам, вне зависимости от того, включают ли в себя промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) значение, большее, чем выходное значение верхнего предела Smax.
[Этап S2]
С другой стороны, после обработки первым комплементарным цветовым преобразованием (S1), когда минимальное значение L1min среди сигнальных значений L11, L12 и L13 каждого основного цвета (RGB), полученных обработкой, являются меньше, чем выходное значение нижнего предела Smin, элемент 3 регулирования сигнального диапазона выполняет преобразовательную обработку второго комплементарного цвета, как будет описано ниже. В дальнейшем, сигнальные значения, L1, L12, и L13 именуются первыми преобразованными комплементарными цветовыми сигнальными значениями, и минимальное среди них значение L1min именуется первым минимальным преобразованным комплементарным цветовым сигнальным значением.
Преобразовательная обработка второго комплементарного цвета устанавливает выходное значение нижнего предела Smin для сигнальных значений цвета, имеющего минимальное преобразованное сигнальное значение L1min комплементарного цвета, и в то же время устанавливает значение для сигнальных значений двух других цветов, упомянутое значение, полученное путем суммирования комплементарного положительного значения {k х (Smin-L1min)}, пропорционального разнице между выходным значением нижнего предела Smin и первым минимальным преобразованным комплементарным цветовым сигнальным значением L1min, с сигнальными значениями двух цветов, отличных от минимального преобразованного сигнального значения L1min комплементарного цвета среди преобразованных сигнальных значений L11, L12 и L13 первого комплементарного цвета, полученных преобразовательной обработкой первого комплементарного цвета (S1). Это выполнение преобразовательной обработки второго комплементарного цвета находит промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB). Эта обработка вычисления является одним примером обработки для вычисления временных значений яркости.
Следующая формула (F2) показывает ряд обработки этапа S1 и этот этап S2.
В формуле (F2):
Smin - выходное значение нижнего предела (значение нижнего предела каждого сигнала яркости во вторичном видеосигнале)
Значение Xr - значение сигнала яркости R в основном видеосигнале
Значение Xg - значение сигнала яркости G в основном видеосигнале
Значение Xb - значение сигнала яркости B в основном видеосигнале
c, c1, m, m1, y, y1, Xr', Xg', Xb' - переменные
L1r, L1r', L1g, L1g', L1b, L1b', Xmin, L1min - переменные
k - постоянная (однако, o <k)
Lr-R промежуточное значение яркости
Lg-G промежуточное значение яркости
Lb-B промежуточное значение яркости
Кроме того, L1r, L1g и L1b в формуле (F2) соответствуют Lr, Lg и Lb в формуле (F1).
Далее описан один пример обработки для вычисления промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), на основе формулы (2).
Например, когда минимальное значение L1min среди преобразованных сигнальных значений L1r, L1g и Lb первого комплементарного цвета каждого основного цвета (RGB), полученного преобразовательной обработкой первого комплементарного цвета, является красным значением сигнала L1r, результат вычисления промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждых основных цветов (RGB), на основе формулы (F2), следующий.
В этом случае выходное значение нижнего предела Smin установлено для красного промежуточного значения яркости Lr, такое же, как и для цвета минимального преобразованного сигнального значения L1min первого комплементарного цвета.
Кроме того, сигнальные значения, которые являются такими, что комплементарное положительное значение {k×c1 (однако, c1=Smin-L1r)} пропорционально разнице между выходным значением нижнего предела Smin и преобразованным минимальным сигнальным значением L1r (=L1min) первого комплементарного красного цвета, суммировано с упомянутым сигнальным значением первого комплементарного цвета L1g и L1b двух цветов, отличных от минимального преобразованного сигнального значения первого комплементарного цвета L1r, установлены для промежуточных значений яркости Lg и Lb каждого из двух других цветов G и B.
Упомянутое выше не отличается, даже если зависимость величин сигнального значения каждого цвета различна.
Когда промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), полученные обработкой на этапе S2, не включают в себя значение, меньшее, чем выходное значение нижнего предела Smin, обработка для производства вторичного видеосигнала, основанного на вышеупомянутых промежуточных значениях яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), выполняется. Т.е. выполняется обработка, по обстоятельствам, в зависимости от того, содержат ли промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) значение, большее, чем выходное значение верхнего предела Smax.
[Этап S3]
С другой стороны, после преобразовательной обработки первого комплементарного цвета (S1) и преобразовательной обработки второго комплементарного цвета (S2), когда минимальное значение L2min среди сигнальных значений L21, L22 и L23 каждого основного цвета (RGB), полученного этой обработкой, меньше, чем выходное значение нижнего предела Smin, элемент 3 регулирования сигнального диапазона выполняет преобразовательную обработку третьего комплементарного цвета так, как будет описано ниже. В дальнейшем, сигнальные значения L21, L22 и L23 называются преобразованными сигнальными значениями второго комплементарного цвета, и минимальное среди них значение L2min называется минимальным преобразованным сигнальным значением второго комплементарного цвета.
Преобразовательная обработка третьего комплементарного цвета устанавливает выходное значение нижнего предела Smin для сигнальных значений цвета, имеющего минимальное преобразованное сигнальное значение L2min второго комплементарного цвета, и в то же время устанавливает значение для сигнальных значений двух других цветов, упомянутое значение, полученное путем суммирования комплементарного положительного значения {k х (Smin-L2min)}, пропорционального разнице между выходным значением нижнего предела Smin и минимальным преобразованным сигнальным значением L2min второго комплементарного цвета L2min, с сигнальными значениями двух цветов, отличных от минимального преобразованного сигнального значения L2min второго комплементарного цвета среди преобразованных сигнальных значений второго комплементарного цвета L21, L22 и L23, полученных преобразовательной обработкой (S2) второго комплементарного цвета. Это выполнение преобразовательной обработки третьего комплементарного цвета находит промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB). Эта обработка вычисления является одним примером обработки для вычисления промежуточных значений яркости.
Следующая формула (F3) показывает серию обработок этапов S1, S2 и S3.
В формуле (F3):
Smin - выходное значение нижнего предела (значение нижнего предела каждого сигнала яркости во вторичном видеосигнале)
Значение Xr - значение сигнала яркости R в основном видеосигнале
Значение Xg - значение сигнала яркости G в основном видеосигнале
Значение Xb - значение сигнала яркости B в основном видеосигнале
c, c1, m, m1, y, y1, Xr', Xg', Xb' - переменные
L1r, L1r', L1g, L1g', L1b, L1b', Xmin, L1min - переменные
L2r, L2r', L2g, L2g', L2b, L2b', L2min - переменные
k - постоянная (однако, o <k)
Lr-R промежуточное значение яркости
Lg-G промежуточное значение яркости
Lb-B промежуточное значение яркости
Кроме того, L1r, L1g и L1b в формуле (F3) соответствуют Lr, Lg и Lby в формуле (F1), в то время как L2r, L2g, и L2b в формуле (F3) соответствуют Lr, Lg и Lby в формуле (F2).
Далее описан один пример обработки для вычисления промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), на основе формулы (F3).
Например, когда минимальное значение L2min среди преобразованных сигнальных значений второго комплементарного цвета L2r, L2g, и L2b каждого основного цвета (RGB), полученного с помощью преобразовательной обработки второго комплементарного цвета, является синим значением сигнала L1b, результат вычисления промежуточных значений яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), на основе формулы (F3), следующий.
В этом случае выходное значение нижнего предела Smin установлено для синего временного значения Lba яркости, такое же, как для цвета минимального преобразованного сигнального значения L2min второго комплементарного цвета.
Кроме того, сигнальные значения, полученные путем суммирования комплементарного значения {k×y2 (однако, y2=Smin-L2b)}, пропорционального разнице между выходным значением нижнего предела Smin, и синим минимальным преобразованным сигнальным значением L2b (=L2min) второго комплементарного цвета, с преобразованными сигнальными значениями L2g и L2b второго комплементарого цвета двух цветов, отличных от минимального преобразованного сигнального значения L2r второго комплементарного цвета, установлены для промежуточных значений яркости Lr и Lg каждого из двух других цветов R и G.
Упомянутое выше не отличается, даже если зависимость величин сигнального значения каждого цвета различна.
Когда промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB), полученного обработкой на этапе S3, не включают в себя значение, меньшее, чем выходное значение нижнего предела Smin, выполняется обработка для производства вторичного видеосигнала, основанного на вышеупомянутых промежуточных значениях яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB). Т.е. обработка выполняется по обстоятельствам, вне зависимости от того, включают ли в себя промежуточные значения яркости (Lr, Lg и Lb) каждого основного цвета (RGB) значение, большее, чем выходное значение верхнего предела Smax.
Кроме того, следующие формулы (F1'), (F2') и (F3') соответственно соответствуют формулам (F1), (F2), и (F3), когда диапазон выходной мощности от 0 до 1 (Smin=0 и Smax=1) и когда каждое сигнальное значение (Xr, Xg и Xb) в основном видеосигнале нормализовано в соответствии с вышеупомянутым диапазоном выходной мощности от 0 до 1.
В формуле (F1'):
Значение Xr - значение сигнала яркости R в основном видеосигнале
Значение Xg - значение сигнала яркости G в основном видеосигнале
Значение Xb - значение сигнала яркости B в основном видеосигнале
c, c1, m, m1, y, y1, Xr', Xg', Xb' - переменные
L1r, L1r', L1g, L1g', L1b, L1b', Xmin, L1min - переменные
k - постоянная (однако, o<k)
Lr-R промежуточное значение яркости
Lg-G промежуточное значение яркости
Lb-B промежуточное значение яркости
В формуле (F2'):
Значение Xr - значение сигнала яркости R в основном видеосигнале
Значение Xg - значение сигнала яркости G в основном видеосигнале
Значение Xb - значение сигнала яркости B в основном видеосигнале
c, c1, m, m1, y, y1, Xr', Xg', Xb' - переменные
L1r, L1r', L1g, L1g', L1b, L1b', Xmin, L1min - переменные
k - постоянная (однако, o<k)
Lr-R промежуточное значение яркости
Lg-G промежуточное значение яркости
Lb-B промежуточное значение яркости
В формуле (F3'):
Значение Xr - значение сигнала яркости R в основном видеосигнале
Значение Xg - значение сигнала яркости G в основном видеосигнале
Значение Xb - значение сигнала яркости B в основном видеосигнале
c, c1, m, m1, y, y1, Xr', Xg', Xb' - переменные
L1r, L1r', L1g, L1g', L1b, L1b', Xmin, L1min - переменные
L2r, L2r', L2g, L2g', L2b, L2b', L2min - переменные
k - постоянная (однако, o <k)
Lr - R промежуточное значение яркости
Lg - G промежуточное значение яркости
Lb - B промежуточное значение яркости
Согласно вышеупомянутой обработке промежуточные значения яркости каждого основного цвета (RGB) предохранены от увеличения без необходимости. В результате изменение (увеличение) яркости (светлости) видео, вызванное преобразованием сигнала от основного видеосигнала до вторичного видеосигнала, может быть сведено к минимуму.
Кроме того, в состоянии, в котором преобразователь Q видеосигнала проводит обработку на этапе S3, может быть получен тот же самый сигнал обработки, на основе формул (A1) или (A1') и (A2).
Кроме того, когда преобразованные сигнальные значения L11, L12 и L13 первого комплементарного цвета, полученные преобразовательной обработкой первого комплементарного цвета (S1), включают в себя значение, меньшее, чем выходное значение нижнего предела Smin, может быть выполнена клиппинг-обработка для замены значений выходным значением нижнего предела Smin, для того чтобы провести обработку для производства вторичного видеосигнала. В таком случае не проводится преобразовательная обработка второго комплементарного цвета (S2) и преобразовательная обработка третьего комплементарного цвета (S3).
Точно так же, когда преобразованные сигнальные значения L21, L22 и L23 второго комплементарного цвета, полученные преобразовательной обработкой второго комплементарного цвета (S2), включают в себя значение, меньшее, чем выходное значение нижнего предела Smin, может быть выполнена клиппинг-обработка для замены значений выходным значением нижнего предела Smin, для того чтобы провести обработку для производства вторичного видеосигнала. В таком случае не проводится преобразовательная обработка третьего комплементарного цвета (S3).
Настоящее изобретение может применяться для преобразователя сигналов и устройства видеодисплея, содержащего его для того, чтобы преобразовывать видеосигнал первичной стороны в видеосигнал вторичной стороны так, чтобы его сигнальное значение могло находиться в пределах предписанного диапазона.