[发明专利]信号修正方法及其电路及图像信号修正方法及其电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用以修正信号的乘法器运算方法及其电路，且特别是涉及一种合并乘法器运算方法及其电路，可正确输出修正后的信号，以及运用该信号修正方法的图像信号修正方法及其电路。

背景技术

在数字图像信号的处理上，依照算法实做成的图像处理集成电路(Integrated Circuits，IC)中，常会利用乘法器(Multiplier)来进行信号的乘法运算。举例来说，一般在数字相机(Digital Camera)内的图像处理集成电路中，数字图像信号都会经过几个图像信号的处理流程，如图1所示。

请参照图1，主要是说明图像处理集成电路内部的处理流程示意图。当数字相机中，属于传感器模拟前端(Sensor Analog Front End)的模拟/数字转换器将图像传感器所输出的感测信号由模拟转为数字的红色绿色与蓝色(R、G、B)三原色信号后，接着便由图像处理集成电路进行图像的处理。例如图1所示的白平衡增益(White Balance Gain)修正程序102、传感器光电特性校正(Inverse Optical Electronic Conversion Function)程序104、滤色阵列内插(Color Filter Array Interpolation)106、色彩校正(ColorCorrection)108、色域转换(Color Space Transform)110以及伽马校正(GammaCorrection)112，最后得到需要的图像信号I_m，其中，色域转换110就是将R、G、B三原色信号转换为一个亮度信号Y以及二个彩度信号Cb、Cr。

一般而言，根据不同的算法，上述处理流程的前后顺序关系会有所不同，项目也可能有所增减。然而，在上述处理程序中，例如白平衡增益修正102、色彩校正108、或是色域转换110等等，这些处理程序都需要乘法器进行乘法运算。但由于各家厂商为了节省图像处理集成电路的成本，会将前后级的乘法器做合并，例如将白平衡增益修正102与色彩校正108处理程序所使用到的乘法器进行合并，如图2所示，或将色彩校正108与色域转换110处理程序所使用到的乘法器进行合并，如图3所示，甚至是将白平衡增益修正102、色彩校正108以及色域转换110三者所使用到的乘法器都进行合并，如图4所示。图2、图3、图4皆为处理程序的乘法器合并示意图。

然而，若只有单纯地将前后级所使用到的乘法器进行合并而没有配套的做法，会造成许多问题。其中最主要的问题在于，若有超过值域的数值(不合理的数值)输入整个表达式子里，那么最后得到运算的结果产生溢出的情况，也就是出现错误的数值。在实际的现象上，可观察到这些错误的数值，会使得图像的高亮度区出现异常颜色，导致整个图像的品质下降，此情况将在底下详细说明。

请参照图5，是说明一般的乘法电路。一般的乘法电路是乘法器502根据输入信号IN与另一信号A二者的值进行乘法运算，并藉由输出钳位电路504限制输出结果OUT的值域。而此输出钳位电路504通常根据输出结果OUT的位数而有着固定的最大钳位值。举例来说，若输出OUT的位数为8位(bits)，那么最大钳位值就为255；若输出OUT的位数为10位，则最大钳位值就为1023。然而当乘法器合并之后，若还是采取图5所示的旧乘法电路，而没有做对应的修正，便会产生非预期的数值。

以下以8位的输出位数以及白平衡增益修正与色彩校正二者做实际的例子来说明。若考虑在上述二者的乘法器尚未进行合并的状况下进行白平衡增益修正，就数学表达式而言：