CN1874524A - 改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理方法及装置，在对比度增强方面采用分段线性算法，局部和全局对比度都得到了很好的增强效果；针对色彩增强方面，采用可配置的二维查找表，并配置通过大量主观评测的非线性经验参数，使得色彩增强效果更加符合主观视觉感受。同时，本发明规定了一种特定的输入输出接口定义，按照此接口定义可以方便的实现此部分电路在液晶电视主板上的大量应用，并且通过此接口可以完成系统软件的在线升级，方便以后产品的维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种数字视频处理方法和装置，具体地说，是涉及一种可改善液晶电视机色彩和对比文的数字视频处理方法和装置。
背景技术
经济和技术的发展使平板显示越来越成为市场的主流，近年来，无论是实际市场表现、还是各方面的预测，都显示出平板显示正在高速的成长。而消费者对产品的选购也渐趋理性，对产品的品质提出了更高的要求。平板显示固有的一些技术缺陷受到重视，具体表现在色彩、对比度、响应速度、清晰度等方面。传统的改善液晶显示对比度增强算法是基于全局的直方图拉伸，某些特定区域增强效果不佳；目前的色彩增强电路不灵活，增强效果不能完全符合人们的主观视觉感受。
发明内容
本发明为了解决现有技术中液晶电视机色彩和对比度增强效果不佳的问题，提供了一种新型的改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理方法及装置，通过对液晶电视色彩和对比度改善算法的研究，并利用可编程逻辑器件进行实现，最终达到了改善液晶电视整机主观效果的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理方法，包括以下步骤：
a)将数字RGB信号变换成YUV信号，Y信号送入对比度优化单元，UV信号送入色彩优化单元；
b)所述的对比度优化单元对输入的亮度Y信号的灰度值分布进行分段统计，根据分段的亮度值分布特性，进行分段的对比度增强校正处理；
c)所述的色彩优化单元通过一个可配置的二维查找表的数值设定对输入的UV色度信号进行非线性优化处理；
d)输出处理后的亮、色度信号。
作为对上述技术方案的进一步限定，所述的对比度优化单元把0-255的亮度等级分为16段，把输入的一帧视频信号的亮度进行统计，统计出亮度值分段的统计值分布特性，区分出亮度值主要集中在哪几个段内，对于亮度值集中的区域，相应地增加对比度，对于亮度值不集中的区域，相应把对比度减小，最终使整个画面在各种亮度等级下都能显示层次清晰的图像。
所述的色彩优化单元将UV信号送入二维查找表单元中进行查表，所述二维查找表的参数数值是通过主观评测获得的经验参值，采用所述参数数值对输入的色度UV信号进行非线性优化，然后再进行色度的补偿处理，以调整白衡的变化，进而改善显示图像的色彩效果。
本发明进一步提出了一种改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理装置，包括：
输入接口单元，接收来自数字处理电路的RGB信号；
视频信号转换单元，将输入的数字RGB信号变换成YUV信号；
对比度优化单元，对变换后的亮度Y信号的灰度值分布进行分段统计，根据分段的亮度值分布特性，进行分段的对比度增强校正处理；
色彩优化单元，通过一个可配置的二维查找表的数值设定对变换后的UV色度信号进行非线性优化处理；
输出接口单元，输出处理后的亮、色度信号。
作为对上述技术方案的进一步限定，在所述的对比度优化单元中包含有亮度分段统计单元、分段进行对比度校正单元和数字视频存储器。所述的亮度分段统计单元把0-255的亮度等级分为16段，把输入的一帧视频信号的亮度进行统计，统计出亮度值分段的统计值分布特性，区分出亮度值主要集中在哪几个段内；所述的分段进行对比度校正单元对于亮度值集中的区域相应地增加对比度，对于亮度值不集中的区域，相应把对比度减小，最终使整个画面在各种亮度等级下都能显示层次清晰的图像；所述的数字视频存储器存放亮度统计信息和待处理的视频信号数据。
在所述的色彩优化单元中包含有二维查找表单元、色度补偿单元和数字视频存储器。所述的二维查找表单元将UV信号送入二维查找表单元中进行查表，所述二维查找表的参数数值是通过主观评测获得的经验参值，并采用所述参数数值对输入的色度UV信号进行非线性优化；色度补偿单元对优化后的色度信号进行补偿处理，以调整白衡的变化，进而改善显示图像的色彩效果；所述的数字视频存储器缓存待处理的视频数据和中间值。
作为对上述技术方案的又进一步限定，在所述的输入接口单元中包含有数字R、G、B信号输入接口、同步信号输入接口、I2C总线接口和电源接口。在所述的输出接口单元中包含有数字R、G、B信号输出接口和同步信号输出。所述输入和输出的数字R、G、B信号均为标准的24bit数字信号。
作为对上述技术方案的再进一步限定，所述的数字视频处理装置通过其输入接口单元连接液晶电视机的数字处理电路，通过其输出接口单元连接显示格式变化电路，进而连接显示模块；在所述的数字视频处理装置中，色彩、对比度优化模块采用可变成逻辑处理器件组合实现或采用综合视频处理芯片实现。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明在对比度增强方面采用分段线性算法，局部和全局对比度都得到了很好的增强效果；针对色彩增强方面，采用可配置的二维查找表，并配置通过大量主观评测的非线性经验参数，使得色彩增强效果更加符合主观视觉感受。同时，本发明规定了一种特定的输入输出接口定义，按照此接口定义可以方便的实现此部分电路在液晶电视主板上的大量应用，并且通过此接口可以完成系统软件的在线升级，方便以后产品的维护。
附图说明
图1是本发明的整机原理框图；
图2是色彩优化单元的原理图；
图3是对比度优化单元的原理图；
图4是输入、输出接口单元的原理图；
图5是本发明的数字视频处理装置在液晶电视整机中的连接原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明主要涉及三方面内容：1、色彩优化方法；2、对比对优化方法；3、输入输出标准接口。其整机框图参见图1所示。
图1中，整机电路板通过输入信号标准接口与液晶电视机的电路模块相配合，通过I2C总线进行控制，同时送入标准的24bit数字视频信号和同步信号。核心部分负责信号的处理，依次通过色彩优化部件和对比度优化部件进行色彩增强和对比度增强处理；视频存储器用来缓存待处理的视频数据和中间值。经过色彩增强处理后的色度信号和对比度增强处理后的亮度信号经过输出信号标准接口送入后级处理器件进行后续处理。
色彩优化单元的工作原理图参见图2所示。通过输入信号标准接口输入的数字RGB信号首先统一变换成为YUV信号，UV部分的信号包含了图像中彩色部分，UV信号的处理是通过一个二维的色度空间来进行，针对特定的输入信号，通过一个可配置的二维查找表的数值设定对输入的色度信号进行非线性优化。二维查找表的参数数值是通过大量主观评测获得的经验参值，将UV信号送入查找表单元中进行查表优化，然后送入色度补偿单元中进行补偿处理，以调整白衡的变化，最后输出到输出信号标准接口单元，最终实现显示图像色彩效果的改善。
对比度优化单元的工作原理图参见图3所示。输入的数字视频RGB信号转换成为YUV信号，Y信号是亮度信号，首先进行分段的亮度值统计，一般把0-255的亮度等级分为16段，把输入的一帧视频信号的亮度进行统计，统计出亮度值分段的统计值分布特性，区分出亮度值主要集中在哪几个段内，对于亮度值集中的区域，相应地增加对比度，对于亮度值不集中的区域，相应把对比度减小，最终使整个画面在各种亮度等级下都能显示层次清晰的图像。数字视频存储器用于存放亮度统计信息和待处理的视频信号数据。
本发明的色彩、对比度优化处理可通过可编程逻辑器件PLD组合实现或采用综合视频处理芯片实现。在采用可编程逻辑器件PLD实现时，需要规定一个输入输出信号接口标准，这样，我们可以方便的在液晶电视的机芯电路中应用，而不会带来混乱。
图4是输入输出信号标准接口电路的原理图，从图中可以看到，液晶电视主机芯电路通过标准的I2C总线来控制可编程逻辑器件PLD，并通过输入信号标准接口输入标准的24bit RGB数字信号、同步信号Hsync、Vsync、CLK、DE和电源。数字视频信号经过处理后，通过输出信号标准接口实现与后级电路的匹配。在所述的输出信号标准接口上设置有标准的24bit RGB数字信号输出端和Hsync、Vsync、CLK、DE同步信号输出端。本发明的数字视频处理装置规定了一种特定的输入输出接口定义，确定了输入输出信号的格式、数据宽度、控制信号和控制接口，按照此接口定义可以方便的实现此部分电路在液晶电视上的大量应用，并对日后系统软件的在线升级和产品的维护带来方便。
图5是本发明的数字视频处理装置在液晶电视整机中的连接原理框图，一般增加在机芯电路信号处理的后级。色度和亮度优化部分集成在一个可编程逻辑器件PLD中，输入标准的24bit数字信号，输出标准的24bit信号，这样可以做到最大的通用性和易用性。
整机开始工作后，首先系统提供电源给数字视频处理模块，使其处于正常工作状态，然后通过I2C总线对处理装置进行读写控制，使其工作起来，整机机芯的输出信号采用标准的24bit RGB形式，与相应的同步信号一起送给处理模块。在处理模块中，对输入的数字视频信号进行色彩和对比度的校正，最终输出我们需要的图像信号，输出的视频信号采用标准的24bit形式，经过后级的输出信号格式电路转换成我们需要的格式送给液晶屏，实现整机效果的改善。
如上所述，在液晶电视机中增加上述的色彩和对比度优化单元，使液晶电视整机效果得到了很大的改善，进而提高了液晶电视机的整机性能，满足了用户的需要。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)将数字RGB信号变换成YUV信号，Y信号送入对比度优化单元，UV信号送入色彩优化单元；
b)所述的对比度优化单元对输入的亮度Y信号的灰度值分布进行分段统计，根据分段的亮度值分布特性，进行分段的对比度增强校正处理；
c)所述的色彩优化单元通过一个可配置的二维查找表的数值设定对输入的UV色度信号进行非线性优化处理；
d)输出处理后的亮、色度信号。
2.根据权利要求1所述的改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理方法，其特征在于：所述的对比度优化单元把0-255的亮度等级分为16段，把输入的一帧视频信号的亮度进行统计，统计出亮度值分段的统计值分布特性，区分出亮度值主要集中在哪几个段内，对于亮度值集中的区域，相应地增加对比度，对于亮度值不集中的区域，相应把对比度减小，最终使整个画面在各种亮度等级下都能显示层次清晰的图像。
3.根据权利要求1或2所述的改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理方法，其特征在于：所述的色彩优化单元将UV信号送入二维查找表单元中进行查表，所述二维查找表的参数数值是通过主观评测获得的经验参值，采用所述参数数值对输入的色度UV信号进行非线性优化，然后再进行色度的补偿处理，以调整白衡的变化，进而改善显示图像的色彩效果。
4.一种改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理装置，其特征在于：包括
输入接口单元，接收来自数字处理电路的RGB信号；
视频信号转换单元，将输入的数字RGB信号变换成YUV信号；
对比度优化单元，对变换后的亮度Y信号的灰度值分布进行分段统计，根据分段的亮度值分布特性，进行分段的对比度增强校正处理；
色彩优化单元，通过一个可配置的二维查找表的数值设定对变换后的UV色度信号进行非线性优化处理；
输出接口单元，输出处理后的亮、色度信号。
5.根据权利要求4所述的改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理装置，其特征在于：在所述的对比度优化单元中包含有亮度分段统计单元、分段进行对比度校正单元和数字视频存储器；所述的亮度分段统计单元把0-255的亮度等级分为16段，把输入的一帧视频信号的亮度进行统计，统计出亮度值分段的统计值分布特性，区分出亮度值主要集中在哪几个段内；所述的分段进行对比度校正单元对于亮度值集中的区域相应地增加对比度，对于亮度值不集中的区域，相应把对比度减小，最终使整个画面在各种亮度等级下都能显示层次清晰的图像；所述的数字视频存储器存放亮度统计信息和待处理的视频信号数据。
6.根据权利要求4或5所述的改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理装置，其特征在于：在所述的色彩优化单元中包含有二维查找表单元、色度补偿单元和数字视频存储器；所述的二维查找表单元将UV信号送入二维查找表单元中进行查表，所述二维查找表的参数数值是通过主观评测获得的经验参值，并采用所述参数数值对输入的色度UV信号进行非线性优化；色度补偿单元对优化后的色度信号进行补偿处理，以调整白衡的变化，进而改善显示图像的色彩效果；所述的数字视频存储器缓存待处理的视频数据和中间值。
7.根据权利要求6所述的改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理装置，其特征在于：在所述的输入接口单元中包含有数字R、G、B信号输入接口、同步信号输入接口、I2C总线接口和电源接口。
8.根据权利要求6或7所述的改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理装置，其特征在于：在所述的输出接口单元中包含有数字R、G、B信号输出接口和同步信号输出。
9.根据权利要求8所述的改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理装置，其特征在于：所述输入和输出的数字R、G、B信号均为标准的24bit数字信号。
10.根据权利要求9所述的改善液晶电视机色彩对比度的数字视频处理装置，其特征在于：所述的数字视频处理装置通过其输入接口单元连接液晶电视机的数字处理电路，通过其输出接口单元连接显示格式变化电路，进而连接显示模块；在所述的数字视频处理装置中，色彩、对比度优化模块采用可变成逻辑处理器件组合实现或采用综合视频处理芯片实现。
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2006
- 2006-06-19 CN CN 200610045053 patent/CN1874524A/zh active Pending
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