專利名稱：影像信號格式的轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像處理方法，更為具體地說，涉及利用事先計算出來的查尋表，將像素的輝度(Y)及色差(Cr，Cb)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三原色(RGB)，從而能夠減少轉(zhuǎn)換影像信號時復雜的計算量的影像信號格式轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)：
利用畫像數(shù)據(jù)的YCrCb格式的影像處理系統(tǒng)是MPEG影像處理系統(tǒng)。其不利用RGB格式，而利用YCrCb格式是為了提高壓縮效率。
由于人們的視覺對R，G，B的反應(yīng)敏感度互不相同，將其轉(zhuǎn)換為輝度成份(或輝度信號)Y和色差成份(或色差信號)Cr，Cb，利用人們的視覺特征，執(zhí)行壓縮。
實際上，在MPEG中，輝度成份和色差成份的取樣比率互不相同，根據(jù)不同的輝度成份和色差成份的取樣比率，劃分為4:2:0，4:2:2，4:4:4格式。
利用人們在視覺上具有相對不太敏感的色差成份的特點，為刪除這些色差信息，4:2:0格式將色差成份向橫、縱方向都減少一半進行取樣。向橫向方向減少一半進行的取樣為4:2:2格式，以與輝度相同的比率對色差成份進行的取樣被叫做4:4:4格式。
將以這樣多種格式進行取樣的影像信號編碼傳輸時，接收方將接收到的影像信號解碼，將YCrCb(4:2:0或是4:2:2)格式的影像信號轉(zhuǎn)換為RGB格式后輸出到畫面上。
上述RGB格式是在類似于陰極射線管(Cathode Ray TubeCRT)或液晶顯示器(Liquid Crystal DisplayLCD)等影像顯示器裝置上生成彩色圖像或影像時使用的以光的三原色分離彩色圖像信號并傳播的方式。
上述YCrCb格式是將影像信號按照水平、豎直同步信號輝度(Y)和彩色圖像信號劃分并處理的方式。Cr代表綠色系色差成份，Cb代表紅色系色差成份。
RGB格式為表現(xiàn)彩色圖像，至少需要3個彩色圖像分離資料，雖然需要很大存儲容量，但由于能適應(yīng)原來影像顯示器裝置所使用的表現(xiàn)方式，所以彩色圖像分離及傳播的效果很好。
相反，YCrCb格式與RGB相比，彩色圖像分離及傳播效果雖差，但卻具有以少量的彩色圖像信息就能夠表現(xiàn)大量彩色圖像的優(yōu)點。
幾乎所有的圖形卡片在做基本數(shù)據(jù)處理時都用YCrCb方式。一般情況下，不僅類似于電荷耦合裝置攝像機(charge-coupled deviceCCD)或CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)-透鏡的數(shù)字影像獲取裝置，像MPEG(Moving Picture Experts GroupStandards)1，2，4或H.261，263，26L等標準的錄像機解碼中也使用YCrCb格式進行輸出。
所以，在數(shù)字影像制品中，為在CRT或LCD中顯示從攝像機或錄像機解碼輸出的YCrCb格式數(shù)據(jù)，必須將彩色格式轉(zhuǎn)換為RGB格式像素數(shù)據(jù)。
彩色模式轉(zhuǎn)換以求解YCrCb格式與RGB格式間的關(guān)系數(shù)學式的方式進行。彩色模式轉(zhuǎn)換的數(shù)學式在自然視覺系統(tǒng)中，根據(jù)人們的視覺對紅色(R)，綠色(G)，藍色(B)值的適應(yīng)程度對加權(quán)值進行分配，由于分配方法不同，存在多種數(shù)學式。
其中，可以使用的有4至5種數(shù)學式。尤其如下所示的一種定義。
數(shù)學式1
R＝1.164*(Y-16)+1.973*(Cb-128) G＝1.164*(Y-16)-0.534*(Cb-128)-0.213*(Cr-128) B＝1.164*(Y-16)+2.115*(Cb-128) (這里，根據(jù)加權(quán)值實現(xiàn)方法的不同，其值會有細微的差別。) 利用上述數(shù)學式1，可以通過硬件的乘法器和加法器求出R，G，B的值。即，分別通過2個乘法器和1個加法器求出R和G成份值，通過3個乘法器和2個加法器求出G成份值。
MPEG ISO/IEC 13818-2Section 6.3.6中記載了在便攜式終端的彩色轉(zhuǎn)換中以整數(shù)轉(zhuǎn)換<數(shù)學式1>的加權(quán)值的方法。
根據(jù)轉(zhuǎn)換與上述相同的輝度和色差信號的RGB轉(zhuǎn)換方式，求出16比特的R，G，B的值時，對其進行編輯以8比特表現(xiàn)。
但是，在手機中，以16比特RGB5-6-5格式作為影像格式來顯示影像，因此，對被編輯的數(shù)據(jù)執(zhí)行16比特RGB5-6-5格式化。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)條件下編輯R，G，B數(shù)據(jù)并對其進行格式化過程的說明示意圖。
如圖1所示，以16比特單位分別計算R，G，B值時，對其執(zhí)行8比特單位的格式化。
將R，G，B色差信號以16比特單位在8比特的0-255范圍內(nèi)進行編輯。
但是，最近手機的液晶顯示屏中體現(xiàn)的R，G，B格式，常使用R為5比特，G為6比特，B為5比特的格式。
其原因是，若要將R，G，B以8比特體現(xiàn)，體積小的手機需要處理的數(shù)據(jù)量會變大。
另外，若對上述所有R，G，B以8比特進行處理，用于處理的存儲器，CPU等硬件的構(gòu)成會變大，手機的體積和重量也就會變大。
上述R，G，B格式中，G與R和B不同，是6比特格式，這是由于人們的視覺對G顏色較為敏感，所以G格式以較高像素體現(xiàn)。而剩下的R和B顏色成份不太敏感的顏色則以5比特體現(xiàn)。
但是，在上述<數(shù)學式1>顏色模式轉(zhuǎn)換運算過程中，求出R，G和B值并將求得的16比特以8比特編輯后，對其執(zhí)行RGB5-6-5格式化，這在像手機這樣較小的裝置中執(zhí)行是很困難的。
在手機的微處理器中處理如此多的運算量，存在負擔大、處理效率低的缺點。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在類似手機的移動裝置上使用的R，G，B16比特5-6-5格式中，事先對R，B格式制成查尋表，以此提供能夠減少運算量，提高處理效率的影像信號格式轉(zhuǎn)換方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的影像信號格式的轉(zhuǎn)換方法涉及一種將輝度(Y)及色差(Cr，Cb)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三原色(RGB)的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于包括以下幾個步驟 將上述輝度(Y)及色差(Cr，Cb)信號除以一定的值，求出在RGB轉(zhuǎn)換中所需變量值并作成查尋表； 從上述事先計算出的查尋表中求出變量值中R和B值，以單獨的計算方法求出G值； 將通過上述計算所得的值按RGB順序合成，由輝度和色差信號得出轉(zhuǎn)換后的RGB的值； 這里，其特征在于，將16比特的上述輝度和色差信號轉(zhuǎn)換為5比特-6比特-5比特RGB格式的方法中，為在上述RGB轉(zhuǎn)換中求出所要求的變量值，用來除上述輝度(Y)及色差(Cr，Cb)信號的一定的值，是輝度(Y)及色差(Cr，Cb)信號的比特與需要轉(zhuǎn)換的RGB比特間的適當?shù)牟钪怠?br> 其特征還在于，在用一定的值來除上述色差(Cr，Cb)信號之前，以包含多個色差的值為中心進行映射，由上述輝度(Y)及色差(Cr，Cb)值求出RGB轉(zhuǎn)換值時，G值以單獨的格式進行編輯和格式化，在轉(zhuǎn)換中求出要求比特的G值。
同時，其特征還在于，上述變量值R值為輝度(Y)和色差(Cb)的函數(shù)，B值為輝度(Y)和色差(Cr)的函數(shù)，將分別求出的值在表中表示，當上述變量值中R值和B值為5比特格式時，32(25)*32(25)＝1024種求得的變量值全部在表中顯示，由上述輝度和色差求得RGB轉(zhuǎn)換值時，上述R值和B值不必進行編輯和格式化運算，從事先算好的查尋表中即可求出。
依據(jù)本發(fā)明，在類似手機的移動裝置上使用的R，G，B16比特5-6-5格式中，由于對R，B格式事先制成查尋表，使得運算量減小，可以提高處理效率。
本發(fā)明，將從16比特值得到的R，G，B的輝度信號編輯為0-255(8比特)，再對其進行適合于手機顯示屏的16比特R(5)-G(6)-B(5)格式化處理，以此提供降低復雜化程度的影像信號格式轉(zhuǎn)換方法。
上述<數(shù)學式1>詳解如下， R＝1.164*Y+1.793*Cb-(1.164*16+1.793*128) G＝1.164*Y-0.534*Cb-0.213*Cr-(1.164*16-0.534*128-0.213*128) B＝1.164*Y+2.115*Cr-(1.164*16+2.115*128) 在上述數(shù)學式中，括號里的數(shù)為常數(shù)，R運算中使用的Cb和B運算中使用的Cr為0。
因此，R是Y(輝度)和Cr(色差)的函數(shù)，B是Y(輝度)和Cb(色差)的函數(shù)。
另外，16比特RGB5-6-5格式中，G為6比特解像度，R和B為5比特解像度。所以，最后得到的結(jié)果不是R和B(8解像度)，將這個值編輯后得到的是8(23)除以5(25＝32)比特解像度R′和B′。(以下為數(shù)學式2和數(shù)學式3) 如上述數(shù)學式，在最終需要的16比特RGB5-6-5格式中，R′和B′是8/Y，Cr/8和Y/8，Cb/8的函數(shù)。Y，Cb，Cr全是8比特解像度，值的范圍在0-255之間。
但是，這樣除以8的值變?yōu)?比特解像度，可能的范圍縮小到0-31的32種。
R′和B′分別有32(25)*32(25)＝1024種值。
由于32*32＝1024的大小不是很大，可以不根據(jù)實際情況進行運算，事先算出1024種值制成如圖3的表，按照輸入的Y和Cb，Cr值，能夠從恰當?shù)闹付ㄖ笖?shù)表中直接得出R′和B′的值。
以上述R，B的最終式為基準，直接代入本發(fā)明中事先制好的表中，求得R和B的格式化值，可以使運算量減小。
如上所述，本發(fā)明在類似手機的移動裝置上使用的R，G，B16比特5-6-5格式中，對于R和B，事先制成查尋表，可以減少運算量，提高處理效率。



圖1是現(xiàn)有技術(shù)條件下編輯R，G，B數(shù)據(jù)以及格式化過程的說明示意圖。
圖2是本發(fā)明中對R，G，B數(shù)據(jù)進行格式化的過程的說明示意圖。
圖3是本發(fā)明中事先計算出的R，B查尋表示意圖。

具體實施例方式 以下將參照附圖對本發(fā)明較為理想的實施例進行詳細的說明。
圖2是本發(fā)明中對R，G，B數(shù)據(jù)進行格式化的過程說明示意圖。
如圖2所示，為求出對輝度(Y)和色差(Cr，Cb)信號進行如圖2和圖3的格式化最終值R′＝R/8，B′＝B/8，將Y和Cr，Cb以3比特(8)格式化(下面是數(shù)學式2和數(shù)學式3) 符合手機顯示屏的格式化值RGB5-6-5比特中R′(5比特)和B′(5比特)共同包含Y/8，由此求出輝度信號除以8(23)Y′的值。(S301) 此時，對于色差信號(Cr，Cb)，為使色彩體現(xiàn)更鮮明，在除以8之前，使用C-Table(Cr)，C-Table(Cb)進行映射操作，求出Cr′和Cb′的值。(如圖3所示) 其理由是，色差信號是影響用戶視覺要素中最大的要素，分為主加色差和附加色差，主要是為使視覺中包含更多色差信號。
如上所述，色差信號Cr，Cb分別以C-Table(Cr)，C-Table(Cb)映射時，將其除以8，求出Cr″，Cb″值。(S303，S304，S306，S307) 這樣，求得了Y′和Cr″，Cb″的值后，將R′和B′與事先制成的查尋表相對照，求出5比特的R′和B′值。
但是，對于G，如數(shù)學式1中所示，由于將Y，Cr，Cb轉(zhuǎn)換為變量函數(shù)，所以，根據(jù)數(shù)學式求出16比特的G值(S310)，利用該值進行以8比特向0-255劃分的編輯(S311)。
以上述8比特編輯時，6比特的手機顯示器對其進行RGB映射。(S312) 如上所述，在得出RGB5-6-5比特格式的情況下，由于將R′值和B′值的位置配置在G值的左右兩側(cè)，所以可以直接從輝度(Y)和色差值中求出被轉(zhuǎn)換后的RGB的值。(S315) 在本發(fā)明中，將16比特的RGB格式化為適用于手機的RGB5-6-5格式時，R，B值是根據(jù)Y和Cb及Y和Cr而求得的，因此事先計算出該值并制成查尋表后，依據(jù)Y，Cb，Cr，可以直接求出R值和B值，使計算簡化。
圖3是本發(fā)明中事先計算出的R，B的查尋表示意圖。
如圖3所示，在適用于手機顯示屏的格式化了的RGB5-6-5格式中，R′(5比特)和B′(5比特)共同包含Y/8，所以可求出輝度信號除以8(23)的Y′的值。
此時，對于色差信號(Cr，Cb)，為使色彩體現(xiàn)更加鮮明，進行除以8的處理，在無條件除以8的情況下，對0-255中具有128值的多個色差信號(Cr，Cb)施加影響。
因此，本發(fā)明中，在將色差信號除以8之前，在128值附近進行更加細致的映射，可以防止色差誤差的產(chǎn)生。
詳見圖3，以128為基準，向上下區(qū)域進行更加細致的映射，以128為基準，在接近0-100或255區(qū)域進行更寬的映射。
這樣，單純地以除以8，不算出5比特的RGB值，顯示圖像時，用戶感知到的色差信息中就包含了更多的對彩色圖像影響較大的值中128區(qū)域的值。
本發(fā)明中，對16比特的RGB信號進行編輯和格式化時，R和B值通過規(guī)定出輝度和色差兩個變量點，事先將輝度和色差的R和B值制成查尋表，具有減少運算量的優(yōu)點。
如上所述，參照上述實施例，詳細地進行了說明以及圖示，但本發(fā)明并不僅限于此。在不偏離本項發(fā)明的基本技術(shù)思想范圍內(nèi)，具有本領(lǐng)域的常規(guī)知識的人員可以在不偏離本發(fā)明所提權(quán)利要求的范圍內(nèi)，進行其他多樣的變更以及修改。
權(quán)利要求
1、一種影像信號的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括以下步驟
將輝度(Y)及色差(Cr，Cb)信號除以一定的值，求出在RGB轉(zhuǎn)換中所要求的變量值，作成查尋表；
從上述事先計算出的查尋表中求出變量值R和B值，以單獨的計算方法求出G值；
將通過上述計算所得的值按RGB順序合成，從輝度和色差信號中得出轉(zhuǎn)換后的RGB的值。
2、如權(quán)利要求1所述的影像信號的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，
將16比特上述輝度及色差信號轉(zhuǎn)換為5比特-6比特-5比特RGB格式。
3、如權(quán)利要求1所述的影像信號的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，
在上述RGB的轉(zhuǎn)換中，為得到所要求的變量值，用來除上述輝度(Y)值及色差(Cr，Cb)信號的一定的值，是在上述輝度(Y)值及色差(Cr，Cb)信號的比特與需要轉(zhuǎn)換的RGB比特間的適當?shù)牟钪怠?br> 4、如權(quán)利要求1所述的影像信號的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，
在用一定的值來除上述色差(Cr，Cb)信號之前，以包含有多個色差的值為中心，進行映射操作。
5、如權(quán)利要求1所述的影像信號的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，
從上述輝度(Y)及色差(Cr，Cb)值中求出RGB轉(zhuǎn)換值時，G值以單獨的格式進行編輯和格式化，在轉(zhuǎn)換中求出要求的比特的G值。
6、如權(quán)利要求1所述的影像信號的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，
上述變量值R值為輝度(Y)和色差(Cb)的函數(shù)，B值為輝度(Y)和色差(Cr)的函數(shù)，分別將可以求出的值全部列在表中。
7、如權(quán)利要求6所述的影像信號的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，
當上述變量值中R值和B值為5比特格式時，有32(25)*32(25)＝1024種求得的變量值全部顯示在表中。
8、如權(quán)利要求1所述的影像信號的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，
從上述輝度和色差中求得RGB轉(zhuǎn)換值時，上述R值和B值不必進行編輯和格式化運算，從事先算好的查尋表中即可求出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用事先計算出來的查尋表，將像素的輝度(Y)及色差(Cr，Cb)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三原色(RGB)，從而減少轉(zhuǎn)換影像信號時復雜的計算量的影像信號格式轉(zhuǎn)換方法。本發(fā)明公開的將輝度(Y)及色差(Cr，Cb)值變換為三原色(RGB)的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于包括以下步驟將上述輝度(Y)及色差(Cr，Cb)信號除以一定的值，在RGB轉(zhuǎn)換中求出所要求的變量值并作成查尋表；從上述事先計算出的查尋表中求出變量值R和B值，以單獨的計算方法求出G值；將通過上述計算所得的值按RGB順序合成，從輝度和色差信號中得出轉(zhuǎn)換了的RGB的值。
文檔編號H04N9/64GK101102517SQ200610086328
公開日2008年1月9日 申請日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者尹度鉉 申請人:樂金電子(昆山)電腦有限公司