專利名稱：邊緣消色差電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)信號處理的邊緣消色差電路和方法，尤其涉及一種使用單板圖象拾取元件的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)信號處理中除去圖像邊緣偽色的邊緣消色差電路和方法。
背景技術(shù)：
按照慣例，在使用單板圖象拾取元件的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)中，隨著攝像機(jī)的畫面質(zhì)量的提高，使出現(xiàn)在圖像邊緣的偽色成為不能忽視的問題。因此，要求抑制偽色以獲得高畫質(zhì)。
為了滿足該要求，例如，在日本實(shí)用新型公開號為NO.070773/1998名稱為“消色差邊緣處理電路”已經(jīng)公開了，建議抑制亮度信號的邊緣部分的色信號的幅度從而抑制圖像邊緣的偽色。
圖6表示以上指定的文件中公開的消色差邊緣處理電路的通常的結(jié)構(gòu)。參照圖6，示出的消色差邊緣處理電路包括圖像傳感器(CCD)45，放大器(AMP)46、52和53，自動(dòng)增益控制和γ變換電路(AGC/γ)47，低通濾波器(LPF)48和49，帶通濾波器(BPF)50，邊緣提取電路51，色分離電路54，白平衡(WB)電路55，色度調(diào)制電路56，YC混合電路57和輸出端58。
圖像傳感器45的輸出經(jīng)過放大器46和自動(dòng)增益控制和γ變換電路47獲得增益控制和γ校正。自動(dòng)增益控制和γ變換電路47的輸出由低通濾波器48限制頻帶從而轉(zhuǎn)換為包括很多高頻成分的亮度信號YH，并且由低通濾波器49限制頻帶從而轉(zhuǎn)換為不包括很多高頻成分的亮度信號YL。而且，自動(dòng)增益控制和γ變換電路47的輸出被帶通濾波器50限制頻帶。帶通濾波器50的輸出被色分離電路54轉(zhuǎn)換為色信號R和B。
色信號R和B以及不包括很多高頻成分的亮度信號YL通過白平衡電路55進(jìn)行色平衡和算術(shù)操作，從而它們將分別轉(zhuǎn)換為色差信號R-Y和B-Y。色差信號R-Y和B-Y由色度調(diào)制電路56轉(zhuǎn)換為視頻信號的色度信號再輸入到放大器53。其間，不包括很多高頻成分的亮度信號YH被邊緣提取電路51轉(zhuǎn)換為邊緣信號，邊緣信號被放大器52整形并輸入到放大器53。放大器53執(zhí)行色度信號的增益控制，從而當(dāng)邊緣信號的數(shù)量減小時(shí)可以增加色度信號的幅度，并且當(dāng)邊緣信號的數(shù)量增加時(shí)可以減小色度信號的幅度。
照這樣，在以上指出的文件中公開的消色差電路邊緣處理電路從包括相當(dāng)小數(shù)量的高頻成分的亮度成分中提取邊緣成分并用提取出的信號執(zhí)行色度信號的增益控制來抑制偽色。
然而，在以上提到的文件中公開的消色差邊緣處理電路中，因?yàn)閷ι刃盘柕脑鲆婵刂剖峭ㄟ^亮度的邊緣信號執(zhí)行的，所以對已經(jīng)執(zhí)行了γ校正的的具有非線性特征的信號執(zhí)行處理。因此，當(dāng)信號最終恢復(fù)為圖像時(shí)，消色差邊緣處理電路有圖象被不自然地抑制的問題。
而且，色差信號被用來分界的地方，色度信號必須被解碼回到色差信號。如果色度信號是NTSC系統(tǒng)的色度信號，則由于色差信號受到低通濾波器和帶通濾波器的頻帶限制，消色差邊緣處理電路有另一個(gè)色信號帶寬消失和分辨率惡化的問題。
而且，因?yàn)楫?dāng)邊緣信號的電平高時(shí)增益降低的特征轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾拥奶卣?，所以消色差邊緣處理電路還有應(yīng)用數(shù)字信號處理時(shí)要求電路規(guī)模大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種邊緣消色差電路和方法，通過它可以消除輸出圖像的彩色，同時(shí)保持亮度，不使輸出圖像不自然并不增大電路規(guī)模。
為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明，采用通常用作數(shù)字?jǐn)z像機(jī)信號處理的電路的多路化信號的電路，并且在執(zhí)行γ校正之前處理具有線性特征的信號。
特別是，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種邊緣消色差電路，包括用于在γ校正處理為亮度信號前把從輸入端組輸入的第一色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號的亮度信號轉(zhuǎn)換裝置，用于對亮度信號和第一色信號進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算以獲得色差信號的第一減法器，用于從亮度信號中檢測邊緣信號的邊緣檢測器，用于把邊緣信號轉(zhuǎn)換為絕對值的絕對值運(yùn)算裝置，用于把來自絕對值運(yùn)算裝置的絕對值和從輸入端組輸入的第一系數(shù)信號相乘以控制值的增益的第一乘法器，用于從控制的增益值和從輸入端組輸入的限制電平設(shè)定信號獲得第二輸出系數(shù)的電平限制裝置，用于把第二輸出系數(shù)和從第一減法器輸出的色差信號相乘的第二乘法器，和用于算術(shù)運(yùn)算第二乘法器相乘的結(jié)果和第一色信號以獲得從邊緣消色差電路輸出的第二色信號的第二減法器。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種邊緣消色差電路，包括用于在執(zhí)行γ校正前可轉(zhuǎn)換地輸出從輸入端組輸入的第一色信號和第二色信號的轉(zhuǎn)換裝置，用于將從轉(zhuǎn)換裝置可轉(zhuǎn)換地輸入的第一色信號或第二色信號亮度信號轉(zhuǎn)換為亮度信號的亮度轉(zhuǎn)換裝置，用于算術(shù)運(yùn)算亮度信號和從轉(zhuǎn)換裝置可轉(zhuǎn)換地輸入的第一色信號或第二色信號以獲得色差信號的第一減法器，用于提取從第一減法器獲得的色差信號的第一取樣保持裝置，用于提取從亮度信號轉(zhuǎn)換裝置輸出的亮度信號的第二取樣保持裝置，用于從第二取樣保持裝置提取的亮度信號中檢測邊緣信號的邊緣檢測裝置，用于把邊緣信號轉(zhuǎn)換為絕對值的絕對值運(yùn)算裝置，用于將來自絕對值運(yùn)算裝置的絕對值和從輸入端組輸入第一系數(shù)信號相乘來控制值的增益的第一乘法器，用于獲得控制增益的值的第二輸出系數(shù)以及從輸入端組輸入的限制電平設(shè)定信號的電平限制裝置，用于將第二輸出系數(shù)和從第一取樣保持裝置提取的色差信號相乘的第二乘法器，用于算術(shù)運(yùn)算第二乘法器相乘的結(jié)果和從轉(zhuǎn)換裝置可轉(zhuǎn)換輸入的第一色信號或第二色信號以獲得第三色信號的第二減法器，用于從第一取樣保持裝置的輸出提取色差信號的第三取樣保持裝置，和用于提取從第二取樣保持裝置的輸出提取亮度信號成分的第四取樣保持裝置。
在兩種邊緣消色差電路中，邊緣檢測裝置中可以包括用于將來自亮度信號轉(zhuǎn)換裝置的亮度信號延遲單位時(shí)間并輸出延遲后的亮度信號的延遲裝置，和用于算術(shù)操作來自延遲裝置的延遲后的亮度信號和亮度信號以產(chǎn)生邊緣檢測信號并輸出邊緣檢測信號的第三減法器。
在兩種邊緣消色差電路中，輸出端組包括輸入R信號的第一端口，輸入B信號的第二端口，輸入G信號的第三端口，輸入第一系數(shù)信號的第四端口和輸入限制電平設(shè)定信號的第五端口。
按照本發(fā)明的第四方面，提供一種邊緣消色差電路，包括第一到第五輸入端口，亮度信號運(yùn)算裝置，第一到第六減法器，第一到第四乘法器，邊緣檢測裝置，絕對值運(yùn)算裝置，電平限制裝置，和第一到第三輸出端口，第一到第三輸入端口分別被連接到亮度信號運(yùn)算裝置的R信號輸入、G信號輸入和B信號輸入、第一到第三減法器的被減數(shù)輸入和第四到第六減法器的被減數(shù)輸入，亮度信號運(yùn)算裝置的輸出被連接到第一到第三減法器的被減數(shù)輸入和邊緣檢測裝置的輸入，第一到第三減法器的輸出端分別被輸入到第一到第三乘法器的第一輸入端，邊緣檢測裝置的輸出端被連接到絕對值運(yùn)算裝置的輸入端，絕對值運(yùn)算裝置的輸出端被連接到第四乘法器的第一輸入端，第四輸入端被連接到第四乘法器的第二輸入端，第四乘法器的輸出被連接到電平限制裝置的輸入，第五輸入端口被連接到電平限制裝置的限制電平輸入，電平限制裝置的輸出被連接到第一到第三乘法器的第二輸入，第一到第三乘法器的輸出分別連接到第四到第六減法器的減數(shù)輸入端，第四到第六減法器的輸出分別連接到第一到第三端口。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種邊緣消色差電路，包括第一到第五輸入端口，亮度信號運(yùn)算裝置，第一到第六減法器，第一到第四乘法器，邊緣檢測裝置，絕對值運(yùn)算裝置，電平限制裝置，第一到第三2-輸入轉(zhuǎn)換裝置，第一到第八取樣保持裝置，和第一到第七輸出端，第一到第三2-輸入裝換裝置分別具有輸入來自第一到第三輸入端的第一色信號的第一端口和輸入來自第四到第六減法器的第二色信號的第二端口，第一到第三2-輸入轉(zhuǎn)換裝置交替地把第一色信號和第二色信號分別輸出到亮度信號轉(zhuǎn)換裝置和第一到第三減法器，亮度信號轉(zhuǎn)換裝置交替地把通過從第一色信號轉(zhuǎn)換獲得的第一亮度信號和通過從第二色信號轉(zhuǎn)換獲得的第二亮度信號輸出到第一到第三減法器和第四取樣保持裝置的，第一到第三減法器算術(shù)運(yùn)算第一色信號和第一亮度信號或第二色信號和第二亮度信號以產(chǎn)生被輸出到第一到第三取樣保持裝置的第一色差信號或第二色差信號，第四取樣保持裝置將從亮度信號轉(zhuǎn)換裝置輸出的亮度信號輸出到邊緣檢測裝置和第八取樣保持裝置，邊緣檢測裝置檢測來自亮度信號的邊緣信號和向絕對值運(yùn)算裝置輸出邊緣信號，絕對值運(yùn)算裝置轉(zhuǎn)換邊緣信號為絕對值和向第一乘法器輸出絕對值，第一乘法器輸出通過算術(shù)運(yùn)算來自絕對值運(yùn)算裝置的絕對值和從第四輸入端輸入到電平限制裝置的第一輸出系數(shù)獲得的值，電平限制裝置通過來自第一乘法器的值和從第五輸入端輸入的電平限制設(shè)定信號計(jì)算第二輸出系數(shù)并向第二到第四乘法器輸出第二輸出系數(shù)，第二到第四乘法器分別算術(shù)運(yùn)算第二輸出系數(shù)和從第一到第三取樣保持裝置輸出的第一色差信號或第二色差信號將算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果輸出第四到第六減法器，第四到第六減法器分別算術(shù)運(yùn)算第二到第四乘法器的輸出和第一色信號或第二色信號以產(chǎn)生第三色信號并向第一到第三輸出端輸出第三色信號，第五到第七取樣保持裝置分別從第二到第四取樣保持裝置的輸出提取色差信號并向第五到第七輸出端輸出色差信號，第八取樣保持裝置從第四取樣保持裝置的輸出提取亮度信號成分并向第四輸出端輸出亮度信號成分。
邊緣消色差電路都可以這樣構(gòu)造，從而邊緣檢測裝置包括一個(gè)輸入端，單位時(shí)間延遲裝置，減法器，和一個(gè)輸出端，并且輸入端被連接到單位時(shí)間延遲裝置的一個(gè)輸入和減法器的一個(gè)輸出，而單位時(shí)間延遲裝置的輸出被連接到減法器的另一個(gè)輸入，減法器的一個(gè)輸出被連接到輸出端。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種邊緣消色差裝置的邊緣消色差方法，包括在γ校正處理為亮度信號之前轉(zhuǎn)換從邊緣消色差裝置的輸入端組輸入的RGB信號的亮度信號轉(zhuǎn)換步驟，算術(shù)運(yùn)算亮度信號和RGB信號以獲得色差信號的第一減法步驟，從亮度信號中檢測邊緣信號的邊緣信號檢測步驟，把邊緣信號轉(zhuǎn)換為絕對值的絕對值運(yùn)算步驟，將絕對值和從輸入端組輸入的第一系數(shù)信號相乘以控制值的增益的第一乘法步驟，從控制后的增益值和從輸入端組輸入的限制電平設(shè)定信號獲得第二輸出系數(shù)的電平限制步驟，把第二輸出系數(shù)和第一減法步驟獲得的色差信號相乘的第二乘法步驟，和算術(shù)運(yùn)算第二乘法步驟相乘的結(jié)果和RGB信號以獲得第二色信號從邊緣消色差裝置輸出的第二減法步驟。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種邊緣消色差裝置的邊緣消色差方法，包括在γ校正處理之前可轉(zhuǎn)換地輸出從邊緣消色差裝置的輸入端組輸入的第一色信號的轉(zhuǎn)換步驟，把由轉(zhuǎn)換步驟可轉(zhuǎn)換地輸入的第一色信號或第二色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號的亮度信號轉(zhuǎn)換步驟，算術(shù)運(yùn)算亮度信號和由轉(zhuǎn)換步驟可轉(zhuǎn)換地輸入的第一色信號或第二色信號以獲得色差信號的第一減法步驟，提取由第一減法步驟獲得的色差信號的第一取樣保持步驟，提取由亮度信號轉(zhuǎn)換步驟輸出的亮度信號的第二取樣保持步驟，從第一取樣保持步驟提取的亮度信號中檢測邊緣信號的邊緣檢測步驟，把邊緣信號轉(zhuǎn)換為絕對值的絕對值運(yùn)算步驟，把絕對值和從輸入端組輸入的第一系數(shù)信號相乘以調(diào)整值的增益的第一乘法步驟，從控制后的增益值和從輸入端組輸入的限制電平設(shè)定信號獲得第二輸出系數(shù)的電平限制步驟，把第二輸出系數(shù)和第一取樣保持步驟提取的色差信號相乘的第二乘法步驟，算術(shù)運(yùn)算第二乘法步驟相乘的結(jié)果和由轉(zhuǎn)換步驟可轉(zhuǎn)換地輸入的第一色信號或第二色信號以獲得第三色信號的第二減法步驟，從第一取樣保持步驟的輸出提取色差信號的第三取樣保持步驟，和從第二取樣保持步驟的輸出提取亮度信號成分的第四取樣保持步驟。
在兩種邊緣消色差方法中，邊緣檢測步驟可以包括以單位時(shí)間延遲由亮度信號轉(zhuǎn)換步驟獲得的亮度信號并輸出延遲后的亮度信號的延遲步驟，和算術(shù)運(yùn)算由延遲步驟延遲后的亮度信號和亮度信號以產(chǎn)生邊緣檢測信號并輸出邊緣檢測信號的第三減法步驟。
在按照本發(fā)明的邊緣消色差電路中，第一色信號或R、G、B信號在受到γ校正處理之前被轉(zhuǎn)換為亮度信號，從亮度信號中檢測邊緣信號。邊緣信號轉(zhuǎn)換為絕對值，并且絕對值的增益被控制。而且，邊緣信號的電平被限制以確定輸出系數(shù)α，并且計(jì)算后的輸出系數(shù)α和色差信號被算術(shù)運(yùn)算。隨后，算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果和原始輸入的R、G、B信號被算術(shù)運(yùn)算。
用邊緣消色差電路，如果亮度信號的邊緣成分增加并且輸出系數(shù)α接近1，則所有的電路的輸出端都輸出亮度信號，但是如果亮度信號降低并且輸出系數(shù)α接近0，則電路的R、G、B輸出象它們原來一樣被輸出。因此，邊緣消色差電路的優(yōu)點(diǎn)在于，如果亮度信號的邊緣增加，則R、G、B之間的差和亮度信號降低，因此再生的顏色變亮并且偽色被抑制。
而且，因?yàn)閳?zhí)行邊緣部分的消色不需要為信號提供快速的變化，圖像會(huì)看起來自然。
而且，因?yàn)閳?zhí)行邊緣部分的消色并且不使用除法器或倒數(shù)算術(shù)運(yùn)算單元來構(gòu)成電路不會(huì)給圖像帶來不自然，能夠減小電路規(guī)模。
而且，因?yàn)閿?shù)字?jǐn)z像機(jī)必要的電路被用作一個(gè)成分，考慮電路規(guī)模的重點(diǎn)不在于通過電路的再利用施加于系統(tǒng)。
通過與附圖聯(lián)系一起的隨后的說明和權(quán)利要求，本發(fā)明以上和其他的目的、特征和改進(jìn)將變得明顯，在附圖中相同的部分或部件用相同的附圖標(biāo)記表示。


圖1是表示本發(fā)明中應(yīng)用的邊緣消色差電路的總的構(gòu)造的框圖；圖2是表示圖1所示的邊緣檢測電路的總的構(gòu)成的框圖；圖3是說明圖1的邊緣消色差電路的操作的實(shí)施例的時(shí)序圖；圖4是表示本發(fā)明應(yīng)用的另一個(gè)邊緣消色差電路的總的結(jié)構(gòu)的框圖；圖5是說明圖4的邊緣消色差電路的操作的實(shí)施例的時(shí)序圖；圖6是表示傳統(tǒng)的邊緣消色差電路的總的構(gòu)成的框圖。
實(shí)施例說明第一實(shí)施例參照圖1，示出了本發(fā)明中應(yīng)用的邊緣消色差電路的總的構(gòu)成。示出的邊緣消色差電路包括輸入端1到5，輸出端6到8，亮度信號運(yùn)算矩陣電路9，邊緣檢測電路10，絕對值運(yùn)算電路11，電平限制電路12，乘法電路13到16，和減法電路17到22。
分別從輸入端1到3輸入的色信號R、G、B被提供到亮度信號運(yùn)算矩陣電路9，通過它色信號被轉(zhuǎn)換為亮度信號Y。亮度信號運(yùn)算矩陣電路9的輸出被減法電路17到19處理，通過這些電路亮度信號被轉(zhuǎn)換為色差信號，即分別是R-Y信號、G-Y信號和B-Y信號。其間，由亮度信號運(yùn)算矩陣電路9確定的亮度信號Y由邊緣檢測電路10轉(zhuǎn)換為邊緣信號ΔY。
邊緣信號ΔY由絕對值運(yùn)算電路11轉(zhuǎn)換為絕對值|ΔY|。絕對值|ΔY|被從輸入端4輸入的系數(shù)信號β通過乘法電路16相乘產(chǎn)生信號|β|。信號|β|用從輸入端5輸入的限制電平設(shè)定信號ε通過電平限制電路12限制電平，從而獲得輸出系數(shù)α。
輸出系數(shù)α用色差信號R-Y、G-Y、B-Y算術(shù)運(yùn)算，從而分別被轉(zhuǎn)換為輸出信號α(R-Y)、α(G-Y)、α(B-Y)。通過轉(zhuǎn)換獲得的輸出信號α(R-Y)、α(G-Y)、α(B-Y)用從輸入端1到3輸入的色信號R、G、B通過減法電路20到22算術(shù)運(yùn)算，從而被轉(zhuǎn)換為信號R-α(R-Y)、G-α(G-Y)、B-α(B-Y)。信號R-α(R-Y)、G-α(G-Y)、B-α(B-Y)分別被提供到輸出端6到8，并作為色信號輸出。
圖2表示圖1的邊緣消色差電路的總的結(jié)構(gòu)。參照圖2，示出的邊緣檢測電路10包括輸入端101，延遲電路102，加法電路103，和輸出端104。
從輸入端101輸入的信號以單位時(shí)間由延遲電路102延遲。延遲電路102的輸出信號和來自輸入端101的輸入信號被減法電路103算術(shù)運(yùn)算，并且結(jié)果信號從輸出端104輸出。輸入到輸入端101的亮度信號Y受到上述由邊緣檢測電路10執(zhí)行的處理，并且在隨后的階段中邊緣信號(ΔY)輸出到絕對值運(yùn)算電路11。
已經(jīng)注意到由于圖1所示的亮度信號運(yùn)算矩陣電路9、絕對值運(yùn)算電路11、電平限制電路12等電路是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，并目這些電路的結(jié)構(gòu)不直接與本發(fā)明相關(guān)，它們的詳細(xì)構(gòu)造在這里被忽略。
圖3是說明按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的邊緣消色差電路的運(yùn)算的實(shí)施例的時(shí)序圖。參照圖3，色信號R、G、B分別從輸入端1到3輸入。輸入信號由亮度信號運(yùn)算矩陣電路9轉(zhuǎn)換為亮度信號Y，并且主要的不同由邊緣檢測電路10取出形成邊緣信號ΔY。接著，如果邊緣信號ΔY為負(fù)值，則該負(fù)值被絕對值運(yùn)算電路11改變?yōu)檎?，結(jié)果是其作為絕對值|ΔY|輸出。接著，通過乘法電路16絕對值|ΔY|乘以系數(shù)信號β，并且由相乘獲得的值被電平限制電路12依據(jù)限制電平設(shè)定信號ε受到電平調(diào)整以獲得輸出系數(shù)α。
減法電路17到19算術(shù)運(yùn)算從輸入端1到3輸入的R、G、B信號和被亮度信號運(yùn)算矩陣電路9通過轉(zhuǎn)換獲得的亮度信號Y并輸出色差信號R-Y、G-Y、B-Y。乘法電路13到15算術(shù)運(yùn)算電平限制電路12的輸出的輸出系數(shù)α和減法電路17到19的輸出R-Y、G-Y、B-Y，以分別獲得信號α(R-Y)、α(G-Y)、α(B-Y)。減法電路20到22算述運(yùn)算減法電路17到19輸出的R-Y、G-Y、B-Y和從輸入端1到3輸入的R、G、B信號以分別獲得值R-α(R-Y)、G-α(G-Y)、B-α(B-Y)。數(shù)值從輸出端6到8輸出。
從電平限制電路12輸出的輸出系數(shù)α展示出按照邊緣信號的數(shù)量的連續(xù)變化，并且如果限制電平被設(shè)為1(ε＝1)，則輸出系數(shù)α假定值的范圍從0到1。當(dāng)α為0時(shí)，向邊緣消色差電路輸入的信號象它們原來一樣被輸出，但當(dāng)α為1時(shí)，所有的輸入R、G、B信號成為亮度信號Y并表示消色差的彩色。
因?yàn)榱炼刃盘栐趫D像的邊緣部分以這種方式連續(xù)地被轉(zhuǎn)換為消色差的彩色，結(jié)果圖像看起來更自然。而且，邊緣消色差電路展示出由于不使用除法器、倒數(shù)算術(shù)運(yùn)算電路等類似電路等類似電路元件因而電路規(guī)模不增加的效果。
第二實(shí)施例圖4表示本發(fā)明申請的另一個(gè)邊緣消色差電路的總的構(gòu)成。按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的邊緣消色差電路具有與上述的第一實(shí)施例相同的基本結(jié)構(gòu)，但是不同之處在于亮度信號運(yùn)算矩陣9和減法電路17到19被再利用來改變從R、G、B到Y(jié)、R-Y、G-Y和B-Y信號的輸出。
參照圖4，按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的邊緣消色差電路包括輸入端1到5，輸出端6到8和37到40，亮度信號運(yùn)算矩陣電路9，邊緣檢測電路10，絕對值運(yùn)算電路11，電平限制電路12，乘法電路13到16，減法電路17到22，2-輸入轉(zhuǎn)換電路27到29，和取樣保持(S/H)電路30到36和41。
來自輸入端1到3的色信號R、G、B分別被輸入到2-輸入轉(zhuǎn)換電路27到29的第一輸入，并且減法器20到22的輸出色信號R、G、B′分別被輸入到2-輸入轉(zhuǎn)換電路27到29的另一個(gè)或第二輸入。輸入信號R、G、B或R′、G′、B′被交替地輸入分別作為來自2-輸入轉(zhuǎn)換電路27到29的信號Rs、Gs和Bs。
輸出Rs、Gs和Bs分別被連接到亮度信號運(yùn)算矩陣9的R、G、B輸入和減法電路17到19的第一輸入。減法電路17到19的輸出分別被連接到取樣保持電路30到32。
輸入到亮度信號運(yùn)算矩陣電路9的信號Rs、Gs和Bs被轉(zhuǎn)換為亮度信號Ys。作為亮度信號Ys，通過從R、G、B信號轉(zhuǎn)換獲得的Ys信號和通過從R′、G′、B′轉(zhuǎn)換獲得的Y′s信號通過2-輸入轉(zhuǎn)換電路27到29的轉(zhuǎn)換操作被交替地輸出。
亮度信號運(yùn)算矩陣電路9的輸出通過減法電路17到19與色信號R、G、B進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算處理，從而分別被轉(zhuǎn)換為色差信號Rs-Ys、Gs-Ys、Bs-Ys。作為色差信號，R-Y信號、G-Y信號和B-Y信號和R′-Y′信號、G′-Y′信號和B′-Y′信號分別被2-輸入轉(zhuǎn)換電路27到29交替地輸出。從由亮度信號運(yùn)算矩陣電路9確定的亮度信號Y或Y′中，用取樣保持電路33提取Y信號或Y′信號，并且Y信號或Y′信號被邊緣檢測電路10轉(zhuǎn)換為邊緣信號ΔY或ΔY′。
而且，Y信號成分由取樣保持電路41從亮度信號Ys中提取。Y信號成分從輸出端37輸出。邊緣信號ΔY被絕對值運(yùn)算電路11轉(zhuǎn)換為絕對值|ΔY|。
由絕對值運(yùn)算電路11獲得的絕對值|ΔY|由乘法電路16乘以從輸入端4輸入的系數(shù)信號β得出信號β|ΔY|。該信號β|ΔY|用從輸入端5輸入的限制電平設(shè)定信號γ限制電平從而獲得輸出系數(shù)α。輸出系數(shù)α由乘法電路13到15與取樣保持電路30到32從色差信號中通過提取獲得的R-Y、G-Y、B-Y信號進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，這些色差信號已經(jīng)通過減法電路17到19用算術(shù)運(yùn)算獲得，從而這些信號被轉(zhuǎn)換為α(R-Y)、α(G-Y)、α(B-Y)。
乘法電路13到15的輸出信號α(R-Y)、α(G-Y)、α(B-Y)與來自輸入端1到3的色信號R、G、B用減法電路20到22進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，從而將它們分別被轉(zhuǎn)換為信號R-α(R-Y)、R-α(G-Y)、R-α(B-Y)。信號R-α(R-Y)、R-α(G-Y)、R-α(B-Y)被作為R′、G′、B′信號分別輸出到輸出端6到8并且也輸出到2-輸入轉(zhuǎn)換電路27到29的其他或第二輸入端。
其間，從由取樣保持電路30到32提取的色差信號中，由取樣保持電路30到32和取樣保持電路34到36分別提取R′-Y′信號、G′-Y′信號和B′-Y′信號。R′-Y′信號、G′-Y′信號和B′-Y′信號分別被輸出到輸出端38到40。
圖5說明了圖4的邊緣消色差電路的運(yùn)算的實(shí)施例。該運(yùn)算與圖3中描述的圖1的邊緣消色差電路的運(yùn)算不同，其中示出了關(guān)于2-輸入轉(zhuǎn)換電路27到29的輸出信號Rs、Gs、Bs被用作輸入獲得的亮度信號Ys的波形和取樣保持電路30到32的輸出信號RY、G-Y、B-Y和R′-Y′、G′-Y′、B′-Y′。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例已經(jīng)用特定的術(shù)語被描述，但是這樣的描述僅是為了說明的目的，并且可以理解不背離權(quán)利要求的宗旨和范圍本發(fā)明可以作出改動(dòng)和變化。
權(quán)利要求
1.一種邊緣消色差電路，包括用于在γ校正處理為亮度信號前把從輸入端組輸入的第一色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號的亮度信號轉(zhuǎn)換裝置；用于對亮度信號和第一色信號進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算以獲得色差信號的第一減法器；用于從亮度信號中檢測邊緣信號的邊緣檢測器；用于把邊緣信號轉(zhuǎn)換為絕對值的絕對值運(yùn)算裝置；用于把來自絕對值運(yùn)算裝置的絕對值和從輸入端組輸入的第一系數(shù)信號相乘以控制值的增益的第一乘法器；用于從控制的增益值和從所述的輸入端組輸入的限制電平設(shè)定信號獲得第二輸出系數(shù)的電平限制裝置；用于把第二輸出系數(shù)和從所述的第一減法器輸出的色差信號相乘的第二乘法器；和用于算術(shù)運(yùn)算所述的第二乘法器相乘的結(jié)果和第一色信號以獲得從邊緣消色差電路輸出的第二色信號的第二減法器。
2.如權(quán)利要求1所述的邊緣消色差電路，其特征在于，所述邊緣檢測裝置包括用于以單位時(shí)間延遲來自亮度信號轉(zhuǎn)換裝置的亮度信號并輸出延遲后的亮度信號的延遲裝置；和用于算術(shù)操作來自所述的延遲裝置的延遲后的亮度信號和亮度信號以產(chǎn)生邊緣檢測信號并輸出邊緣檢測信號的第三減法器。
3.如權(quán)利要求1所述的邊緣消色差電路，其特征在于，所述輸入端組包括輸入R信號的第一端口；輸入B信號的第二端口；輸入G信號的第三端口；輸入第一系數(shù)信號的第四端口；和輸入限制電平設(shè)定信號的第五端口。
4.一種邊緣消色差電路，包括用于在執(zhí)行γ校正前可轉(zhuǎn)換地輸出從輸入端組輸入的第一色信號和第二色信號的轉(zhuǎn)換裝置；用于把從所述的轉(zhuǎn)換裝置可轉(zhuǎn)換地輸入的第一色信號或第二色信號亮度信號轉(zhuǎn)換為亮度信號的轉(zhuǎn)換裝置；用于算術(shù)運(yùn)算亮度信號和從所述的轉(zhuǎn)換裝置可轉(zhuǎn)換地輸入的第一色信號或第二色信號以獲得色差信號的第一減法器；用于提取從所述的第一減法器獲得的色差信號的第一取樣保持裝置；用于提取從所述的亮度信號轉(zhuǎn)換裝置輸出的亮度信號的第二取樣保持裝置；用于由所述的第二取樣保持裝置提取的亮度信號中檢測邊緣信號的邊緣檢測裝置；用于把邊緣信號轉(zhuǎn)換為絕對值的絕對值運(yùn)算裝置；用于將來自所述的絕對值運(yùn)算裝置的絕對值和從所述的輸入端組輸入第一系數(shù)信號相乘來控制值的增益的第一乘法器；用于將第二輸出系數(shù)和由所述的第一取樣保持裝置提取的色差信號相乘的第二乘法器；用于算術(shù)運(yùn)算第二乘法器相乘的結(jié)果和從所述的轉(zhuǎn)換裝置可轉(zhuǎn)換輸入的第一色信號或第二色信號運(yùn)算以獲得第三色信號的第二減法器；用于從所述的第一取樣保持裝置的輸出提取色差信號的第三取樣保持裝置；和用于提取從所述的第二取樣保持裝置的輸出提取亮度信號成分的第四取樣保持裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的邊緣消色差電路，其特征在于，所述邊緣檢測裝置包括用于以單位時(shí)間延遲來自亮度信號轉(zhuǎn)換裝置的亮度信號并輸出延遲后的亮度信號的延遲裝置；和用于算術(shù)操作來自所述的延遲裝置的延遲后的亮度信號和亮度信號以產(chǎn)生邊緣檢測信號并輸出邊緣檢測信號的第三減法器。
6.如權(quán)利要求4所述的邊緣消色差電路，其特征在于，所述輸入端組包括輸入R信號的第一端口；輸入B信號的第二端口；輸入G信號的第三端口；輸入第一系數(shù)信號的第四端口；和輸入限制電平設(shè)定信號的第五端口。
7.一種邊緣消色差電路，包括第一到第五輸入端口，亮度信號運(yùn)算裝置，第一到第六減法器，第一到第四乘法器，邊緣檢測裝置，絕對值運(yùn)算裝置，電平限制裝置，和第一到第三輸出端口；所述第一到第三輸入端口分別被連接到所述的亮度信號運(yùn)算裝置的R信號輸入、G信號輸入和B信號輸入，所述第一到第三減法器的被減數(shù)輸入和所述第四到第六減法器的被減數(shù)輸入；所述亮度信號運(yùn)算裝置的輸出被連接到所述第一到第三減法器的被減數(shù)輸入和所述邊緣檢測裝置的輸入；所述第一到第三減法器的輸出分別被輸入到所述第一到第三乘法器的第一輸入端；所述邊緣檢測裝置的輸出端被連接到所述絕對值運(yùn)算裝置的輸入端；所述的絕對值運(yùn)算裝置的輸出端被連接到所述的第四乘法器的第一輸入端；所述的第四輸入端被連接到第四乘法器的第二輸入；所述的第四乘法器的輸出被連接到所述的電平限制裝置的輸入；所述的第五輸入端口被連接到所述的電平限制裝置的限制電平輸入；所述的電平限制裝置的輸出被連接到所述的第一到第三乘法器的第二輸入；所述第一到第三乘法器的輸出分別連接到所述的第四到第六減法器的減數(shù)輸入的；所述第四到第六減法器的輸出分別連接到所述的第一到第三端口。
8.如權(quán)利要求7所述的邊緣消色差電路，其特征在于，所述邊緣檢測裝置包括一個(gè)輸入端，單位時(shí)間延遲裝置，減法器，和一個(gè)輸出端，并且所述的輸出端被連接到所述單位時(shí)間延遲裝置的一個(gè)輸入和所述減法器的一個(gè)輸出，而所述單位時(shí)間延遲裝置的輸出被連接到所述減法器的另一個(gè)輸入，所述減法器的一個(gè)輸出被連接到所述輸出端。
9.一種邊緣消色差電路，包括第一到第五輸入端口，亮度信號運(yùn)算裝置，第一到第六減法器，第一到第四乘法器，邊緣檢測裝置，絕對值運(yùn)算裝置，電平限制裝置，第一到第三2-輸入轉(zhuǎn)換裝置，第一到第八取樣保持裝置，和第一到第七輸出端；所述第一到第三2-輸入裝換裝置分別具有輸入來自所述第一到第三輸入端的第一色信號的第一端口和輸入來自所述第四到第六減法器的第二色信號的第二端口；所述第一到第三2-輸入轉(zhuǎn)換裝置的輸出交替地把第一色信號和第二色信號分別輸出到所述亮度信號轉(zhuǎn)換裝置和所述第一到第三減法器；所述亮度信號轉(zhuǎn)換裝置交替地把通過從第一色信號轉(zhuǎn)換獲得的第一亮度信號和通過從第二色信號轉(zhuǎn)換獲得的第二亮度信號輸出到所述的第一到第三減法器和所述第四取樣保持裝置；所述第一到第三減法器算術(shù)運(yùn)算第一色信號和第一亮度信號或第二色信號和第二亮度信號以產(chǎn)生被輸出到第一到第三取樣保持裝置的第一色差信號或第二色差信號；所述第四取樣保持裝置輸出從所述亮度信號轉(zhuǎn)換裝置輸出到所述邊緣檢測裝置和所述第八取樣保持裝置的亮度信號；所述邊緣檢測裝置檢測來自亮度信號的邊緣信號和向絕對值運(yùn)算裝置輸出邊緣信號；所述絕對值運(yùn)算裝置轉(zhuǎn)換邊緣信號為絕對值并向第一乘法器輸出絕對值；所述第一乘法器輸出來自所述的絕對值運(yùn)算裝置通過算術(shù)運(yùn)算獲得的絕對值和從所述的第四輸入端輸入到所述電平限制裝置的第一輸出系數(shù)；所述電平限制裝置通過來自所述第一乘法器的值和從所述第五輸入端輸入的電平限制設(shè)定信號計(jì)算第二輸出系數(shù)并向第二到第四乘法器輸出第二輸出系數(shù)；所述第二到第四乘法器分別算術(shù)運(yùn)算第二輸出系數(shù)和從所述第一到第三取樣保持裝置輸出的第一色差信號或第二色差信號并將算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果輸出到第四到第六減法器；所述第四到第六減法器算術(shù)運(yùn)算所述的第二到第四乘法器的輸出和第一色信號或第二色信號以產(chǎn)生第三色信號并分別向所述的第一到第三輸出端輸出第三色信號；所述第五到第七取樣保持裝置分別從所述第二到第四取樣保持裝置的輸出提取色差信號并向所述第五到第七輸出端輸出色差信號；所述第八取樣保持裝置從第四取樣保持裝置的輸出提取亮度信號成分并向第四輸出端輸出亮度信號成分。
10.如權(quán)利要求9所述的邊緣消色差電路，其特征在于，所述邊緣檢測裝置包括一個(gè)輸入端，單位時(shí)間延遲裝置，減法器，和一個(gè)輸出端，并且所述輸出端被連接到所述的單位時(shí)間延遲裝置的一個(gè)輸入和所述減法器的一個(gè)輸出，而所述的單位時(shí)間延遲裝置的輸出被連接到所述減法器的另一個(gè)輸入，所述減法器的一個(gè)輸出被連接到所述輸出端。
11.一種用于邊緣消色差裝置的邊緣消色差方法，包括在γ校正處理亮度信號之前轉(zhuǎn)換從所述的邊緣消色差裝置的輸入端組輸入的RGB信號的亮度信號轉(zhuǎn)換步驟；算術(shù)運(yùn)算亮度信號和RGB信號以獲得色差信號的第一減法步驟；從亮度信號中檢測邊緣信號的邊緣信號檢測步驟；把邊緣信號轉(zhuǎn)換為絕對值的絕對值運(yùn)算步驟；將絕對值和從輸入端組輸入的第一系數(shù)信號相乘以控制值的增益的第一乘法步驟；從控制后的增益值和從輸入端組輸入的限制電平設(shè)定信號獲得第二輸出系數(shù)的電平限制步驟；把第二輸出系數(shù)和第一減法步驟獲得的色差信號相乘的第二乘法步驟；和算術(shù)運(yùn)算第二乘法步驟相乘的結(jié)果和RGB信號以獲得第二色信號從邊緣消色差裝置輸出的第二減法步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的邊緣消色差方法，其特征在于，邊緣檢測步驟包括以單位時(shí)間延遲由亮度信號轉(zhuǎn)換步驟獲得的亮度信號并輸出延遲后的亮度信號的延遲步驟；和算術(shù)運(yùn)算由延遲步驟延遲后的亮度信號和亮度信號以產(chǎn)生邊緣檢測信號并輸出邊緣檢測信號的第三減法步驟。
13.一種用于邊緣消色差裝置的邊緣消色差方法，包括在γ校正處理之前可轉(zhuǎn)換地輸出從所述的邊緣消色差裝置的輸入端組輸入的第一色信號的轉(zhuǎn)換步驟；把由轉(zhuǎn)換步驟可轉(zhuǎn)換地輸入的第一色信號或第二色信號轉(zhuǎn)換為亮度信號的亮度信號轉(zhuǎn)換步驟；算術(shù)運(yùn)算亮度信號和由轉(zhuǎn)換步驟可轉(zhuǎn)換地輸入的第一色信號或第二色信號以獲得色差信號的第一減法步驟；提取由第一減法步驟獲得的色差信號的第一取樣保持步驟；提取由亮度信號轉(zhuǎn)換步驟輸出的亮度信號的第二取樣保持步驟；從第一取樣保持步驟提取的亮度信號中檢測邊緣信號的邊緣檢測步驟；把邊緣信號轉(zhuǎn)換為絕對值的絕對值運(yùn)算步驟；把絕對值和從輸入端輸入的第一系數(shù)信號相乘以調(diào)整值的增益的第一乘法步驟；從控制后的增益值和從輸入端組輸入的限制電平設(shè)定信號獲得第二輸出系數(shù)的電平限制步驟；把第二輸出系數(shù)和第一取樣保持步驟提取的色差信號相乘的第二乘法步驟；算術(shù)運(yùn)算第二乘法步驟相乘的結(jié)果和由轉(zhuǎn)換步驟可轉(zhuǎn)換地輸入的第一色信號或第二色信號以獲得第三色信號的第二減法步驟；從第一取樣保持步驟的輸出提取色差信號的第三取樣保持步驟；和從第二取樣保持步驟的輸出提取亮度信號成分的第四取樣保持步驟。
14.如權(quán)利要求13所述的邊緣消色差方法，其特征在于，邊緣檢測步驟包括以單位時(shí)間延遲由亮度信號轉(zhuǎn)換步驟獲得的亮度信號并輸出延遲后的亮度信號的延遲步驟；和算術(shù)運(yùn)算由延遲步驟延遲后的亮度信號和亮度信號以產(chǎn)生邊緣檢測信號并輸出邊緣檢測信號的第三減法步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字?jǐn)z像機(jī)信號處理中的邊緣消色差電路和方法,在γ校正之前執(zhí)行具有線性特征的信號以在保持亮度的同時(shí)抑制邊緣部分的顏色成分。邊緣消色差電路包括用于在執(zhí)行γ校正之前轉(zhuǎn)換R、G、B信號為亮度信號的亮度信號運(yùn)算矩陣電路,用于從亮度信號中提取邊緣信號的邊緣檢測電路,用于把邊緣信號轉(zhuǎn)換為絕對值的絕對值運(yùn)算電路,用于控制絕對值的增益的乘法器,用于從R、G、B信號和亮度信號中獲得色差信號的減法器,用于把色差信號和輸出系數(shù)相乘的乘法器,用于算術(shù)運(yùn)算相乘的結(jié)果和R、G、B信號以獲得R′、G′、B′色信號。邊緣消色差電路能夠在不對信號提供快速的變化的情況下執(zhí)行圖像邊緣的消色差。
文檔編號H04N9/70GK1359239SQ01145460
公開日2002年7月17日 申請日期2001年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月5日
發(fā)明者二河秀光 申請人:日本電氣株式會(huì)社