[发明专利]处理信号方法和信号处理装置

说明书

本发明涉及处理表示彩色视频图象的信号采样以产生法定彩色版本图象的方法。而且，本发明涉及用于处理表示彩色视频图象的信号采样以产生法定彩色版本图象的装置。

彩虹的颜色是公知的，其对应于具有由人眼可看见的波长范围的光，能够通过红，绿和蓝三色组合来表示。由于这个原因，彩色电视和视频图象可以通过分离图象的红，绿和蓝分量和在图象内空间分离取样点处取样这些分量而产生。例如，彩色电视摄像机安装有分色单元，其将在摄像机视场内形成的图象颜色分离成红，绿和蓝分量。根据图象的行列分离，图象的每一个红，绿和蓝分量被在两维上取样。每行在规则移动取样点上取样以产生若干表示产生图象之行列分离的行的采样。对于本领域技术人员来说，这些取样点作为象素是公知的。每一个采样表示构成图象之一个象素的一个红，绿和蓝分量。

使用彩色视频显示单元，通过分离表示象素红，绿和蓝分量的信号采样并将每个分别馈送到三图象发生器之一个上，彩色图象可以从该信号采样中重新产生。每个图象发生器工作为附加在彩色屏上的红，绿和蓝三色之一个以行列方式重建图象的版本。通过在对应于彩色图象取样的象素位置的屏上位置产生每个象素的红，绿和蓝分量，可以重新产生该彩色图象。由于每个象素都包括红，绿和蓝分量，这些分量的相对强度产生了混合的红，绿和蓝光，其表示了在图象对应点上的颜色。因此，红，绿和蓝分量的混合能够再现任何原始彩色图象的颜色，其可以是彩虹的任何颜色。所以，三图象发生器的合成效果将再现表示了在电视摄像机视场内形成的彩色图象之彩色图象的版本。

将彩色图象表示成红，绿和蓝信号采样为以某种方式传输、记录和再现该彩色图象提供了便利。但是，为了减小传递该彩色图象必须要传输的信息量，已知的电视传输技术和视频图象记录技术将红，绿和蓝信号变换成彩色差分信号，其通常是由亮度和第一及第二色度信号构成。例如，亮度信号是将象素的红，绿和蓝信号分量合成为表示象素位置图象的光相对强度的单一分量而形成。第一色度信号是通过在亮度信号和红色信号之间形成差分而产生，第二色度信号是通过在亮度信号和蓝色信号之间的差分而形成的。

彩色差分信号格式是信号格式的一个例子，其形成了信号空间，其中能够表示彩色视频图象的象素，但不能直接用产生彩色视频图象的红，绿和蓝分量对应。结果，表示彩色差分空间中象素的所有彩色差分信号分量的值并不对应于由彩色图象的红，绿和蓝分量形成的信号空间内的象素。例如，如果亮度分量是其最小值0，则两个色度信号分量的任何非零值将导致不落在红，绿和蓝彩色基准空间内的信号值。类似地，如果亮度分量是其对应于白光的最大值，则两个色度信号的任何非零值也将不落在红，绿和蓝彩色基准空间内。

不落在红，绿和蓝彩色基准空间内的任何颜色都是非法颜色。对于彩色基准信号的例子，导致不落在红，绿和蓝彩色基准空间内之值的彩色差分信号三分量的任何组合都将是非法值。当彩色图象作为例如彩色差分信号传输或处理时，能够产生这种非法的彩色值。例如，视频信号常常以这种格式处理以产生诸如彩色冲洗效果(color washeffects)的视频效果。结果，能够产生三色基准空间分量值，它们是红，绿和蓝基准空间内的非法值。如果这些非法彩色值在彩色图象中显示，产生的颜色将不与该图象正确部分相匹配。再现图象的彩色视频显示单元可以将彩色值严格限制在能够显示分量的最大值，非法象素可以以不可预测的方式再现或处理。

在1987年12月Research Department，Engineering Division，of the British Broadcast Corporation的V G Devereux的题目为“Limiting of YUV Digital Video Signals”的文章中，公开了一种将YUV彩色差分信号形式的非法彩色象素变换成关于红，绿和蓝(GB)彩色基准空间的合法彩色象素的方法。为了将对应的红，绿和蓝彩色基准空间中的象素变换成合法象素，该方法彼此之间相对地改变在YUV彩色差分空间中的象素分量。

综合上述，可以认为，为了可靠地将图象的非法彩色象素变换成合法彩色象素，提供一种处理彩色视频图象的方法是一种通用的要求。