CN101141654A - 图像处理设备、显示设备和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

一种图像处理设备，包括：彩色提取部分，接收图像信号并从所接收的图像信号提取彩色信号；和转换部分，检测所述彩色信号的像素的饱和度，确定所述像素的所述饱和度是高于还是低于基准饱和度，如果所述像素的所述饱和度高于所述基准饱和度，则基于转换函数增加所述像素的所述饱和度，并且如果所述像素的所述饱和度低于所述基准饱和度，则基于所述转换函数减少所述像素的所述饱和度。

Description

图像处理设备、显示设备和图像处理方法

技术领域

与本发明相符的设备和方法涉及图像处理，更具体地，涉及能够校正彩色图像信号的图像处理。

背景技术

通常，显示设备，诸如计算机监视器或电视机(TV)，接收来自电台的广播信号或者来自外部图像信号源(诸如，录像机(VTR)、数字多函数盘(DVD)播放器等)的图像信号，并基于接收的广播信号或图像信号显示图像。

图像信号具有多种形式的格式，诸如，合成信号、S-视频信号(或Y/C信号)、分量信号等。

在这些信号中，广泛用于输出高图像质量的图像信号的分量信号被划分成亮度信号(Y信号)和两个不同颜色的信号(R-Y和B-Y、或Cb和Cr、或Pb和Pr)。

另一方面，当模拟分量信号被输入显示设备时，显示设备中提供的A/D转换器将输入模拟分量信号转换成数字图像信号用于图像的显示。

现有技术图像处理设备将图像信号分离成Y(亮度)信号和C(彩色)信号，并执行噪声降低操作以减少在Y信号和C信号的每个信号中包含的噪声。

当不考虑彩色信号的饱和度而集中去除彩色信号的噪声或者去除亮度信号中包括的噪声时，或者当图像信号被转换成将要输出到显示设备的数字信号时，在具有低灰度级的信号被产生并被处理的同时，该信号含有不期望的噪声，这导致彩色特性的失真。

特别地，如果用户增加图像信号的彩色分量，具有低灰度级的噪声也随着彩色分量而增加，这导致具有低灰度级的彩色信号的彩色特性的失真。

发明内容

因此，本发明的一方面提供一种图像处理设备、包括该图像处理设备的显示设备和图像处理方法，该图像处理设备能够降低在具有低灰度级的彩色信号中包括的噪声，并通过降低彩色信号的低饱和度和增加彩色信号的高饱和度而增加具有高灰度级的彩色信号的饱和度。

本发明的上述和/或其他方面可以通过提供一种图像处理设备来实现，该图像处理设备包括：彩色提取部分，接收图像信号并从接收的图像信号提取彩色信号；和转换部分，检测彩色信号的像素的饱和度，确定像素的饱和度是高于还是低于基准饱和度，如果像素的饱和度高于基准饱和度，则基于转换函数增加像素的饱和度，并且如果像素的饱和度低于基准饱和度，则基于转换函数降低像素的饱和度。

转换函数可将特定值加到检测的像素的饱和度或者从检测的像素的饱和度减去特定值。

本发明的上述和/或其他方面也可通过提供一种处理图像信号并在显示部分上显示图像的显示设备实现，该显示设备包括：图像处理设备，从图像信号提取彩色信号并检测彩色信号的像素的饱和度，确定像素的饱和度是高于还是低于基准饱和度，如果像素的饱和度高于基准饱和度则基于转换函数增加像素的饱和度，并且如果像素的饱和度低于基准饱和度则基于转换函数降低像素的饱和度；信号处理部分；和控制器，控制所述信号处理部分处理和显示图像信号。

转换函数可将特定值加到检测的像素的饱和度或者从检测的像素的饱和度减去特定值。

显示设备可进一步包括存储一个或多个转换函数的存储部分。

控制器可控制图像处理部分生成允许用户选择在存储部分中存储的转换函数之一的选择屏幕，并在分离的显示部分上显示所生成的选择屏幕。

控制器可控制所述信号处理部分生成设置屏幕，其允许用户设定转换函数基准饱和度，设定转换函数的最小值和最大值，该最小值和最大值分别对应于如果最小输入饱和度值小于所述设定转换函数基准饱和度则将要减少的最小输入饱和度值和如果最大输入饱和度高于设定的转换函数基准饱和度则将要增加的最大输入饱和度值，并在显示部分上显示生成的设置屏幕。

控制器可控制所述信号处理部分生成设置屏幕，其允许用户选择转换函数的基准饱和度，并在显示部分上显示所生成的设置屏幕。

本发明的前述和/或其他方面也可以通过提供一种图像处理方法来实现，该方法包括：接收图像信号并从接收的图像信号提取彩色信号；检测彩色信号的像素的饱和度；确定像素的饱和度是高于还是低于基准饱和度；并且如果所述饱和度高于或低于基准饱和度，则基于转换函数改变像素的饱和度。

像素的饱和度的改变可包括：如果像素的饱和度高于基准饱和度，则基于转换函数增加像素的饱和度；和如果像素的饱和度低于基准饱和度，则基于转换函数降低像素的饱和度。

转换函数可将特定值加到检测的像素的饱和度或从检测的像素的饱和度减去特定值。

附图说明

通过结合附图根据示例性实施例的如下描述，本发明的以上和/或其他方面将变得更为明显和更易于理解：

图1是根据本发明的示例性实施例的图像处理设备的控制方框图；

图2是根据本发明的示例性实施例的显示设备的控制方框图；

图3A是显示根据本发明的示例性实施例的转换函数的示例性视图；

图3B是显示根据本发明的示例性实施例的转换函数的示例性视图；

图4是显示根据本发明的示例性实施例的设置屏幕的示例性视图；

图5是说明根据本发明的示例性实施例的图像处理方法的流程图；和

图6是说明根据本发明的示例性实施例的显示设备的图像处理方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的示例性实施例，其示例说明于附图中。

如图1所示，根据本发明的示例性实施例的图像处理设备100包括彩色提取部分110和转换部分120。

彩色提取部分110从输入图像信号提取彩色信号。这里，输入图像信号可包括包含彩色(C)信号和亮度(Y)信号的S-信号(或Y/C信号)以及分量信号。

在这个示例性实施例中，在图像处理设备100中，彩色提取部分110从包括彩色信号和亮度信号的图像信号中仅提取彩色信号，并将所提取的彩色信号施加到转换部分120，其将在随后描述。

转换部分120确定从彩色提取部分110提取的彩色信号的饱和度，并基于预设转换函数校正所确定的饱和度。

这里，饱和度代表在图像信号中包含的彩色信号的每个像素的色浓度。在这个示例性实施例中，图像处理设备100的转换部分120增加所述饱和度以改善图像信号的图像质量。

这里使用的转换函数表示用于改善图像质量的、彩色信号的每个像素的校正的饱和度。

在这个示例性实施例中，基于在转换部分120中存储的预定转换函数，转换部分120将彩色信号的每个像素的原始饱和度与基准饱和度进行比较，以确定原始饱和度是低还是高，如果原始饱和度低则从原始饱和度减去预定值，并且如果原始饱和度高则将预定值加入原始饱和度。

在这个示例性实施例中，转换部分120基于图3A中所示的F1、F2和F3转换函数之一校正输入饱和度。

特别地，例如，对于输出具有与输入饱和度相同等级的饱和度的F函数，F1转换函数将小于基准饱和度50的输入饱和度降低A’，并将大于基准饱和度50的输入饱和度增加A。

在这个示例性实施例中，对于255的RGB彩色，基准饱和度50可被设置为128，该128是0和255之间的中间值。因此，转换部分120通过基于F1转换函数将低于128的输入饱和度降低A’来校正饱和度。另一方面，转换部分120通过基于F1转换函数将高于128的输入饱和度增加A来校正饱和度。

虽然利用诸如这个示例性实施例中的F1转换函数的转换函数来进行说明，但可利用其中输出饱和度被与输入饱和度相应地设定的表来校正饱和度。

图2是根据本发明的示例性实施例的显示设备的控制方框图。

如图2所示，根据本发明的示例性实施例的显示设备包括：图像处理设备100、信号处理部分300、显示部分400和控制这些组件的控制器600。

图像处理设备100校正通过信号输入部分200输入的图像信号，如上所述。在这个示例性实施例中，图像输入部分200可包括解码外部输入的图像信号的解码器。

信号处理部分300可包括调节通过信号输入部分200输入的图像信号的亮度、分辨率等的定标器(scaler)。在这个示例性实施例中，信号处理部分300具有定标器以处理信号输入部分200中解码的图像信号。在这个示例性实施例中，定标器处理所输入图像信号的亮度、分辨率等，并将处理结果输出到显示部分400。

另一方面，在图像处理设备100中可改变解码的图像信号的饱和度，然后，具有改变的饱和度的图像信号被施加到信号处理部分300。

显示部分400可包括液晶显示(LCD)模块、等离子体显示板(PDP)模块、电致发光(EL)、和能够基于从图像处理设备100输出的图像信号显示图像的其他显示模块的任何一个。

在示例性实施例中，显示设备可进一步包括存储部分700。

图像处理设备100用来校正图像信号的饱和度的转换函数被存储在存储部分700中。在这个示例性实施例中，在显示设备的制造期间预设转换函数，或者产生不同饱和度校正值的多个转换函数可被存储在存储部分700。

例如，如图3A所示，具有各个转换宽度A和A’、B和B’以及C和C’的不同转换函数F1、F2和F3可被存储在存储部分700。

在这些转换函数中，F1转换函数是通过将大于基准饱和度的饱和度增加A并且将小于基准饱和度的饱和度减少A’来校正像素的饱和度的函数。

F2转换函数是通过将大于基准饱和度的饱和度增加B并且将小于基准饱和度的饱和度减少B’来校正像素的饱和度的函数。F3转换函数是通过将大于基准饱和度的饱和度增加C并且将小于基准饱和度的饱和度减少C’来校正饱和度的函数。

在这个示例性实施例中，用户通过用户输入部分500选择F1、F2和F3转换函数的一个。

在这种情况下，控制器600控制信号处理部分300来生成选择屏幕，该选择屏幕允许用户选择转换函数之一，并在显示部分400上显示所述选择屏幕。所述选择屏幕可具有图3A所示的图形形状或具有用转换函数的饱和度转换率A-A’、B-B’和C-C’指示的图表形状。

在这种情况下，当用户通过诸如在显示设备或单独的遥控器中提供的按键的用户输入部分500来选择转换函数之一，控制器600将所选的转换函数发送到其中所选的转换函数被设定的图像处理设备100。图像处理设备100基于设定的转换函数校正彩色信号的饱和度。

另一方面，如图3B所示，图像处理设备100可被配置成对于预定范围的输入饱和度不进行饱和度校正。

例如，对于输入饱和度的0到10的M部分和90到100的N部分，图像处理设备100可被配置为输出具有与输入饱和度相同等级的输出饱和度，而不利用转换函数校正所述输入饱和度。

在这种情况下，饱和度不被校正的部分，诸如M部分和N部分，可在显示设备制造期间被设定或者由用户任意设定。

另一方面，如图4所示，控制器600生成设置屏幕以允许用户选择通过用户输入部分500设定的转换函数的基准饱和度和对于输入饱和度的校正饱和度的灰度级，并控制信号处理部分300在显示部分400上显示所生成的设置屏幕。

在这个示例性实施例中，如果在图像处理设备100中255的RGB彩色的饱和度被标准化为100，基准饱和度被设定为0和100之间的中间饱和度50。

此外，用户可通过所述设置屏幕来设定最大饱和度以增加具有大于基准饱和度的饱和度的像素，以及设定最小饱和度以减少具有小于基准饱和度的饱和度的像素。当用户选择所述最大饱和度和所述最小饱和度时，与最大饱和度和最小饱和度相对应的转换函数被设定并存储在存储部分700。

在这个示例性实施例中，信号处理部分300可在控制器600的控制下生成具有值0到100的条形的设置屏幕，并使得所生成的设置屏幕作为OSD屏幕在显示部分400上。在这种情况下，用户可利用遥控器的频道数(channelnumber)和音量键(+/-)或者在显示设备中提供的按键来设定所述最小饱和度和所述最大饱和度。

另一方面，用户可通过用户输入部分500来增加或减少彩色信号的色调。例如，当用户增加彩色信号的色调时，转换函数在正方向上利用相同的基准值移动。

在下文中，将参考附图描述根据本发明的示例性实施例的图像处理设备的操作。

图5是根据本发明的示例性实施例的图像处理方法的流程图。

首先，当在操作S1图像信号被输入时，在操作S3彩色提取部分110从输入图像信号提取彩色信号。此时，从外部输入的解码和分离的图像信号或者在定标器中处理的图像信号可被输入到彩色提取部分110。

接着，在操作S5，转换部分120将用于每个像素的输入饱和度与预定基准饱和度进行比较。如果输入饱和度大于基准饱和度，则在操作S7转换部分120基于预设的转换函数增加所述输入饱和度以补偿输出饱和度。相反，如果所述输入饱和度小于所述基准饱和度，则在操作S9转换部分120基于所述预设转换函数减少所述输入饱和度以补偿所述输出饱和度。

图6是说明根据本发明的示例性实施例的显示设备的图像处理方法的流程图。

首先，在操作S1当图像信号被输入时，在操作S2所述图像信号被分离成亮度(Y)信号和彩色(C)信号，并且在操作S5将彩色信号的每个像素的输入饱和度和基准饱和度进行比较。如果所述输入饱和度大于所述基准饱和度，则在操作S7基于预设转换函数将特定值加入到所述输入饱和度。相反，如果所述输入饱和度小于所述基准饱和度，则在操作S9基于预设转换函数从所述输入饱和度减去预定值。

在操作S11，具有如上校正的饱和度的彩色信号与所述亮度信号混合，然后在操作S13，彩色信号和亮度信号的混合被输出到显示部分400。

因此，即使用于增加或减少将要输出到显示部分400的图像信号的彩色，也可能输出具有通过相应于所述基准饱和度将低饱和度减少特定值和将高饱和度增加特定值而校正的饱和度的图像信号。

从上述描述中显然，本发明提供一种图像处理设备、包括所述图像处理设备的显示设备和图像处理方法，所述图像处理设备能够减少在具有低灰度级的彩色信号中包括的噪声，并通过减少彩色信号的低饱和度和增加彩色信号的高饱和度来增加具有高灰度级的彩色信号的饱和度，而与亮度级无关。

尽管已经示出和描述了本发明的一些示例性实施例，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和原理的情况下，可以对这些示例性实施例进行各种修改，本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。

Claims (11)

1.一种图像处理设备，包括：

彩色提取部分，接收图像信号并从所接收的图像信号提取彩色信号；和

转换部分，检测所述彩色信号的像素的饱和度，确定所述像素的所述饱和度是高于还是低于基准饱和度，如果所述像素的所述饱和度高于所述基准饱和度，则基于转换函数增加所述像素的所述饱和度，并且如果所述像素的所述饱和度低于所述基准饱和度，则基于所述转换函数减少所述像素的所述饱和度。

2.如权利要求1所述的图像处理设备，其中所述转换函数将特定值加到所检测的所述像素的饱和度中，或者从所检测的所述像素的饱和度减去特定值。

3.一种处理图像信号并在显示部分显示图像的显示设备，该显示设备包括：

图像处理设备，从图像信号提取彩色信号，并检测所述彩色信号的像素的饱和度，确定所述像素的所述饱和度是高于还是低于基准饱和度，如果所述像素的所述饱和度高于所述基准饱和度，则基于转换函数增加所述像素的所述饱和度，并且如果所述像素的所述饱和度低于所述基准饱和度，则基于转换函数减少所述像素的所述饱和度；

信号处理部分；以及

控制器，控制所述信号处理部分处理并显示所述图像信号。

4.如权利要求3所述的显示设备，其中所述转换函数将特定值加到所检测的所述像素的饱和度中，或者从所检测的所述像素的饱和度减去特定值。

5.如权利要求3所述的显示设备，还包括存储一个或多个转换函数的存储部分。

6.如权利要求5所述的显示设备，其中所述控制器控制所述信号处理部分生成一选择屏幕，该选择屏幕允许用户选择在存储部分中存储的所述转换函数之一，并在单独的显示部分上显示所生成的选择屏幕。

7.如权利要求5所述的显示设备，其中所述控制器控制所述信号处理部分生成一设置屏幕，该设置屏幕允许用户设定转换函数基准饱和度、所述转换函数的最小值和最大值，该最小值和最大值分别对应于如果输入饱和度值小于设定的转换函数基准饱和度则将要减少的最小输入饱和度值以及如果输入饱和度值高于设定的转换函数基准饱和度则将要增加的最大输入饱和度值，并在所述显示部分上显示所生成的设置屏幕。

8.如权利要求3所述的显示设备，其中所述控制器控制所述信号处理部分生成一设置屏幕，该设置屏幕允许用户选择所述转换函数的所述基准饱和度，并在所述显示部分上显示所生成的设置屏幕。

9.一种图像处理方法，包括：

接收图像信号并从所接收的图像信号提取彩色信号；

检测所述彩色信号的像素的饱和度；

确定所述像素的所述饱和度是高于还是低于基准饱和度；和

如果所述饱和度高于或低于所述基准饱和度，则基于转换函数改变所述像素的所述饱和度。

10.如权利要求9所述的图像处理方法，其中改变所述像素的所述饱和度包括：如果所述像素的所述饱和度高于所述基准饱和度，则基于所述转换函数增加所述像素的所述饱和度，以及如果所述像素的所述饱和度低于所述基准饱和度，则基于所述转换函数减少所述像素的所述饱和度。

11.如权利要求10所述的图像处理方法，其中所述转换函数将特定值加到所检测的所述像素的饱和度中或从所检测的所述像素的饱和度减去特定值。

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