УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ ВИДЕО Российский патент 2013 года по МПК H04N9/64 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству отображения видео, содержащему дисплей с широкой цветовой гаммой, имеющий более широкий диапазон воспроизведения цветов, чем диапазон стандарта sRGB.

Уровень техники

Традиционное и обычное устройство отображения видео содержит дисплей (далее в данном документе называемый "дисплеем со стандартной цветовой гаммой"), который может отображать видео в цветах в диапазоне воспроизведения цветов, соответствующего стандарту sRGB (стандартный RGB), национальному стандарту IEC (Международная электротехническая комиссия). В отличие от этого современное устройство отображения видео, в частности жидкокристаллическое устройство отображения, реализует картинку более высокого качества, имеющую более широкий представляемый диапазон цветов, чем традиционное устройство.

Например, когда вводится видеосигнал, соответствующий стандарту sRGB, и когда отображение видео выполняется непосредственно с помощью видеосигнала, жидкокристаллическое устройство отображения, имеющее фоновую подсветку, которая имеет СИД высокой чистоты цвета в цветах светового излучения в качестве источника света, и жидкокристаллическую панель (например, дисплей), освещаемую фоновой подсветкой, отображает видео в цветах в диапазоне воспроизведения цветов (далее в данном документе именуемом "расширенным диапазоном воспроизведения цветов"), более широком, чем диапазон стандарта sRGB. Такой дисплей (далее в данном документе именуемый "дисплеем с широкой цветовой гаммой") способен отображать более яркие цвета (с более высокой насыщенностью цвета), чем дисплей со стандартной цветовой гаммой.

Фиг.2 показывает случай, когда осуществление отображения видео основано на видеосигнале, соответствующем стандарту sRGB. Чертеж показывает, на графике цветности диапазон CS1 воспроизведения цвета, отображенный на дисплее со стандартной цветовой гаммой, и диапазон CS2 воспроизведения цвета, отображенный на дисплее с широкой цветовой гаммой.

На фиг.2 позиции трех точек P1r, P1g и P1b в диапазоне CS1 воспроизведения цветов дисплея со стандартной цветовой гаммой показывают красный, зеленый и синий цвет самой высокой насыщенности в диапазоне CS1 воспроизведения цветов соответственно. Аналогичным образом, позиции трех точек P2r, P2g и P2b в диапазоне CS2 воспроизведения цветов дисплея с широкой цветовой гаммой показывают красный, зеленый и синий цвет самой высокой насыщенности в диапазоне CS2 воспроизведения цветов соответственно.

Как показано на фиг.2, диапазон CS2 воспроизведения цветов шире, чем диапазон CS1 воспроизведения цветов, и дисплей с широкой цветовой гаммой, следовательно, способен отображать цвета, имеющие более высокую насыщенность, чем у дисплея со стандартной цветовой гаммой.

А также, на фиг.2, прямая линия L1r (линия одинакового оттенка красного) показана с помощью толстой прерывистой линии, которая представляет диапазон цветов одинакового оттенка от ахроматических цветов (позиция точки Pw) самой низкой насыщенности до красного цвета (позиция точки P1r) самой высокой насыщенности в стандартном диапазоне CS1 воспроизведения цветов. Аналогичным образом, прямая линия L2r (линия одинакового оттенка красного) показана с помощью толстой прерывистой линии, которая представляет диапазон цветов одинакового оттенка от ахроматических цветов (позиция точки Pw) самой низкой насыщенности до красного цвета (позиция точки P2r) самой высокой насыщенности в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов.

Кроме того, фиг.2 показывает сплошные линии: L0r, L0g, L0b, L0c, L0m и L0y для красного, зеленого, синего, голубого, пурпурного и желтого цветов соответственно, которые представляют диапазон цветов одинаковых оттенков, визуально воспринимаемых как имеющие одинаковый оттенок от ахроматических цветов до каждого цвета (хроматический цвет). Вкратце, сплошные линии L0r, L0g, L0b, L0c, L0m и L0y представляют линии одинакового оттенка каждого цвета: красного, зеленого, синего, голубого, пурпурного и желтого. Линии L01, L0g, L0b, L0c, L0m и L0y визуально одинаковых оттенков каждого цвета, показанные на фиг.2, также описываются в непатентной литературе 1.

Здесь описывается оттенок красного.

Фиг.3 показывает, в приближении, линии одинакового оттенка красного L1r и L2r в стандартном диапазоне CS1 воспроизведения цветов и в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов соответственно и линию визуально одинакового оттенка красного L0r.

Как показано на фиг.3, линия визуально одинакового оттенка красного L0r имеет форму кривой в направлении, имеющем выпуклую форму рядом с оттенком желтого.

Линия L1 одинакового оттенка красного в стандартном диапазоне CS1 воспроизведения цветов является прямой линией, однако близко напоминает линию визуально одинакового оттенка красного L0r. Следовательно, когда отображение видео на основе видеосигнала, соответствующего стандарту sRGB, осуществляется на дисплее со стандартной цветовой гаммой, относительно красноватого видео, значение сигнала одинакового оттенка воспроизводится посредством цветов, имеющими приблизительно идентичный оттенок от ахроматических цветов (позиция точки Pw) до цвета самой высокой насыщенности (позиция точки P1r). Однако диапазон CS1 воспроизведения цветов дисплея со стандартной цветовой гаммой является узким, и, таким образом, не хватает яркости воспроизведения красного, имеющего высокую насыщенность. Кроме того, для видеосигнала, соответствующего стандартам, отличным от стандарта sRGB (например, стандарт sYCC), отображение видео может сопровождаться вводом видеосигнала в дисплей, имеющий такой же диапазон воспроизведения цвета, что и диапазон стандарта, так что красный цвет одинакового оттенка отображается основным цветом.

Дополнительно, линия L1r одинакового оттенка красного в стандартном диапазоне CS1 воспроизведения цветов имеет красный самой высокой насыщенности (позиция P2r), которая близко напоминает визуальный красный высокой насыщенности.

Следовательно, когда воспроизведение видео на основе видеосигнала, соответствующего стандарту sRGB, проводится на дисплее с широкой цветовой гаммой, относительно красного, имеющего очень высокую насыщенность, основной цвет, который указывает видеосигнал, воспроизводится в видео очень ярко.

Патентная литература 1: японская нерассмотренная патентная публикация № H08-130655

Непатентная литература 1: G. Wyszecki и W.S. Stiles, "Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae", 2-е издание, Нью-Йорк, John Wiley & Sons Inc., 2000 г., с. 447.

Сущность изобретения

Проблема, которая должна быть решена изобретением

Однако линия L1r одинакового оттенка красного в стандартном диапазоне CS1 воспроизведения цветов является прямой линией и, в части средней насыщенности, имеет большой интервал относительно линии визуально одинакового оттенка красного L0r. Следовательно, когда отображение видео на основе видеосигнала, соответствующего стандарту sRGB, проводится на дисплее с широкой цветовой гаммой, относительно красного, имеющего среднюю насыщенность, визуальный оттенок в значительной степени смещается от красного самой высокой насыщенности, вызывая отображение слегка пурпурного цвета в видео (далее в данном документе называется "проблемой смещения оттенка").

Кроме того, как может быть видно из патентной литературы 1, процесс сжатия цветовой гаммы может выполняться в видеосигнале, так что отображаемые цвета дисплея с широкой цветовой гаммой попадают из диапазона цветов расширенного диапазона CS2 воспроизведения цветов в диапазон цветов стандартного диапазона CS1 воспроизведения цветов.

Однако выполнение процесса сжатия цветовой гаммы в видеосигнале вызывает проблему неполного использования дисплея с широкой цветовой гаммой, способного отображать яркий красный цвет, имеющий высокую насыщенность. Вышеуказанная проблема также возникает, когда диапазон воспроизведения цветов стандарта, которому соответствует входной видеосигнал, более узкий, чем диапазон воспроизведения цветов дисплея с широкой цветовой гаммой (расширенный диапазон CS2 воспроизведения цветов).

Соответственно, настоящее изобретение было реализовано на основе вышеописанных обстоятельств, и его целью является предоставление устройства отображения видео для того, чтобы при выполнении отображения видео с помощью дисплея с широкой цветовой гаммой на основе видеосигнала, соответствующего стандарту, имеющему более узкий диапазон воспроизведения цветов, чем диапазон дисплея с широкой цветовой гаммой, полностью использовать дисплей с широкой цветовой гаммой, который может отображать яркий цвет, имеющий высокую насыщенность, в то же время разрешая проблему смещения оттенка при отображении красного, имеющего среднюю насыщенность.

Средство решения проблемы

Чтобы достигать вышеуказанной цели, устройство отображения видео согласно настоящему изобретению содержит дисплей с широкой цветовой гаммой, имеющий расширенный диапазон воспроизведения цветов, поскольку диапазон воспроизведения цветов шире, чем диапазон стандарта sRGB, и корректирует входной видеосигнал, соответствующий стандарту (например, стандарту sRGB, стандарту sYCC и т.п.), имеющему более узкий диапазон воспроизведения цветов, чем расширенный диапазон воспроизведения цветов, с тем чтобы вводить его в дисплей с широкой цветовой гаммой. Устройство отображения видео содержит компоненты, показанные далее (1).

(1) средство корректировки для корректировки значения входного видеосигнала, показывающего цвет в предварительно определенном целевом диапазоне корректировки цветов, частично включающем в себя опорный диапазон оттенков красного в качестве части насыщенности центральной точки в диапазоне цветов одинакового оттенка, расположенного в диапазоне от ахроматических цветов, имеющих самую низкую насыщенность, до красного цвета, имеющего самую высокую насыщенность в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, или в качестве части насыщенности центрального предварительно установленного диапазона и не включающего в себя красный, имеющий самую высокую насыщенность в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, так что оттенок значения сигнала может изменяться на оттенок, сходный с желтым в расширенном диапазоне воспроизведения цветов. В таком случае средство корректировки выполняет корректировку так, что оттенок из опорного диапазона оттенков красного может быть изменен, чтобы находиться в диапазоне от ахроматических цветов, имеющих самую низкую насыщенность в диапазоне воспроизведения цветов стандарта, которому соответствует входной видеосигнал, до оттенка красного, имеющего самую высокую насыщенность. А также, средство корректировки сигнала выполняет корректировку так, что степень изменения оттенка в оттенок, сходный с желтым, может быть меньше в цвете, имеющем большое расстояние от опорного диапазона оттенков красного в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, чем в цвете, имеющем расстояние, близкое к нему.

Кроме того, примером типичного дисплея с широкой цветовой гаммой является жидкокристаллическая панель, освещаемая фоновой подсветкой, имеющей СИД в качестве источника света.

Кроме того, опорным диапазоном оттенков красного является, например, часть насыщенности, с представляющую приблизительно одну пятую центра в диапазоне цветов одинакового оттенка от ахроматических цветов, имеющих самую низкую насыщенность, до красного цвета, имеющего самую высокую насыщенность в расширенном диапазоне воспроизведения цвета.

Опорный диапазон оттенков красного показывает красный цвет, имеющий среднюю насыщенность в расширенном диапазоне воспроизведения цветов.

Средство корректировки сигнала корректирует значение сигнала опорного диапазона оттенков красного во входном видеосигнале, чтобы соответствовать значению сигнала, показывающего красный цвет, имеющий среднюю насыщенность в диапазоне воспроизведения цветов стандарта, которому соответствует входной видеосигнал, так что его оттенок может изменяться на оттенок, сходный с желтым. Это позволяет отображаемому красному цвету, имеющему среднюю насыщенность на дисплее с широкой цветовой гаммой, быть очень похожим на отображаемый красный цвет, имеющий среднюю насыщенность на дисплее со стандартной цветовой гаммой, т.е. на цвет на линии визуально одинакового оттенка красного (L0r на фиг.2 и 3), и, таким образом, решать проблему смещения оттенка.

С другой стороны, что касается входного видеосигнала, средство корректировки сигнала не корректирует значение сигнала красного цвета, имеющего самую высокую насыщенность в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, и, с другой стороны, проводит корректировку оттенка так, что степень изменения оттенка в оттенок, сходный с желтым, может быть меньше в цвете, имеющем большое расстояние от опорного диапазона оттенков красного в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, чем в цвете, имеющем расстояние, близкое к нему. Следовательно, до/после корректировки значения сигнала однородность цветопередачи (градация) может быть гарантирована, и в то же время яркий красный цвет, имеющий высокую насыщенность, отображается как есть без эффектов сжатия цветовой гаммы. В результате, дисплей с широкой цветовой гаммой, который может отображать яркий красный цвет, имеющий высокую насыщенность, может быть полноценно использован.

Согласно настоящему изобретению при выполнении отображения видео с помощью дисплея с широкой цветовой гаммой на основе видеосигнала, соответствующего стандарту (стандарту sRGB и т.п.), имеющему более узкий диапазон воспроизведения цветов, чем диапазон дисплея с широкой цветовой гаммой, дисплей с широкой цветовой гаммой, который может отображать яркий красный цвет, имеющий высокую насыщенность, может быть использован полностью, в то же время решая проблему смещения оттенка при отображении красного, имеющего среднюю насыщенность.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - это блок-схема, показывающая общую структуру жидкокристаллического устройства X отображения в качестве примера устройства отображения видео согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - это вид, показывающий диапазон воспроизведения цветов, который может отображаться на дисплее со стандартной цветовой гаммой, и диапазон воспроизведения цветов, который может отображаться на дисплее с широкой цветовой гаммой, на графике цветности u' v' при выполнении отображения видео на основе видеосигнала, соответствующего стандарту sRGB.

Фиг.3 - это укрупненный вид, показывающий линии одинакового оттенка красного в стандартном диапазоне воспроизведения цветов и расширенном диапазоне воспроизведения цветов соответственно и линию визуально одинакового оттенка красного.

Фиг.4 - это вид, показывающий первый пример опорного диапазона оттенков красного в качестве цели корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения в системе координат u' v'.

Фиг.5 - это вид, показывающий первый пример изменения оттенка, формируемого посредством корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения в системе координат u' v'.

Фиг.6 показывает первый пример целевого диапазона корректировки цветов в качестве цели корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения, при просмотре с направления, ортогонального оси Y в системе координат Ycbcr.

Фиг.7 - это вид, показывающий второй пример опорного диапазона оттенков красного в качестве цели корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения в системе координат u' v'.

Фиг.8 - это вид, показывающий второй пример изменения оттенка, формируемого посредством корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения в системе координат u' v'.

Фиг.9 показывает второй пример целевого диапазона корректировки цветов в качестве цели корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения, при просмотре с направления, ортогонального оси Y в системе координат Ycbcr.

Описание символов

X… жидкокристаллическое устройство отображения

1… блок ввода видеосигнала

2… схема обработки видео

3… схема управления жидкими кристаллами

4… жидкокристаллическая панель

5… схема возбуждения СИД

6… фоновая СИД-подсветка

7… схема управления подсветкой

8… главная схема управления

81… MPU

82… EEPROM

Ax… целевой диапазон корректировки цветов

Ay… опорный диапазон оттенков красного

Оптимальный режим осуществления изобретения

Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания, где они рассматриваются вместе с сопровождающими чертежами. Дополнительно, следующий вариант осуществления является просто примером настоящего изобретения, который не должен ограничивать технические рамки настоящего изобретения.

Фиг.1 - это блок-схема, показывающая общую структуру жидкокристаллического устройства X отображения в качестве примера устройства отображения видео согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг.2 - это вид, показывающий диапазон воспроизведения цветов, отображаемый на дисплее со стандартной цветовой гаммой, и диапазон воспроизведения цветов, отображаемый на дисплее с широкой цветовой гаммой, на графике цветности u' v' при выполнении отображения видео на основе видеосигнала, соответствующего стандарту sRGB; фиг.3 - это укрупненный вид, показывающий линии одинакового оттенка красного в стандартном диапазоне воспроизведения цветов и расширенном диапазоне воспроизведения цветов соответственно и линию визуально одинакового оттенка красного; фиг.4 - это вид, показывающий первый пример опорного диапазона оттенков красного в качестве цели корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения в системе координат u' v'; фиг.5 - это вид, показывающий первый пример изменения оттенка, формируемого посредством корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения в системе координат u' v'; фиг.6 показывает первый пример целевого диапазона корректировки цветов в качестве цели корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения, при просмотре с направления, ортогонального оси Y в системе координат Ycbcr; фиг.7 - это вид, показывающий второй пример опорного диапазона оттенков красного в качестве цели корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения в системе координат u' v'; фиг.8 - это вид, показывающий второй пример изменения оттенка, формируемого посредством корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения в системе координат u' v'; фиг.9 показывает второй пример целевого диапазона корректировки цветов в качестве цели корректировки оттенка в жидкокристаллическом устройстве X отображения, при просмотре с направления, ортогонального оси Y в системе координат Ycbcr.

Сначала, конфигурация жидкокристаллического устройства X отображения в качестве примера устройства отображения видео согласно варианту осуществления настоящего изобретения описывается со ссылкой на блок-схему, показанную на фиг.1.

Как может быть видно из фиг.1, жидкокристаллическое устройство X отображения включает в себя блок 1 ввода видеосигнала, схему 2 обработки видео, схему 3 управления жидкими кристаллами, жидкокристаллическую панель 4, схему 5 возбуждения СИД, фоновую СИД-подсветку 6, схему 7 управления подсветкой и главную схему 8 управления и т.п.

Фоновая СИД-подсветка 6, имеющая СИД в качестве источника света, освещает жидкокристаллическую панель 4. Множество СИД выстроены в ряд со стороны задней поверхности жидкокристаллической панели 4, отображающей видео, являясь источником света, состоящим из белого СИД или множества СИД трех RGB-цветов (три СИД).

Жидкокристаллическая панель 4, освещаемая фоновой СИД-подсветкой 6, является примером дисплея с широкой цветовой гаммой и служит для того, чтобы, при вводе входного видеосигнала, соответствующего стандарту sRGB в схему 3 управления жидкими кристаллами через блок 1 ввода видеосигнала и схему 2 обработки видео, отображать видео в цветах в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов, более широком, чем диапазон воспроизведения цветов стандарта sRGB (стандартный диапазон CS1 воспроизведения цветов на фиг.2). Кроме того, фоновая подсветка, имеющая источник света, отличный от СИД, может быть применена.

Блок 1 ввода видеосигнала является интерфейсом для ввода видеосигнала. В дальнейшем в этом документе видеосигнал, вводимый через блок 1 ввода видеосигнала, называется "входным видеосигналом".

Схема 2 обработки видео выполняет различную обработку сигнала на основе входного видеосигнала.

Например, схема 2 обработки видео корректирует значение входного видеосигнала в соответствии с командной от главной схемы 8 управления.

В частности, при приеме команды для работы в описываемом ниже "стандартном режиме" от главной схемы 8 управления схема 2 обработки видео проводит сжатие цветовой гаммы во входной видеосигнал. Этот процесс сжатия цветовой гаммы выполняется, как видно, например, из патентной литературы 1, для корректировки входного видеосигнала, так что отображаемые цвета жидкокристаллической панели 4 (дисплея с широкой цветовой гаммой) попадают из диапазона цветов расширенного диапазона CS2 воспроизведения цветов в диапазон цветов стандартного диапазона CS1 воспроизведения цветов. Это позволяет видео на основе входного видеосигнала, соответствующего стандарту sRGB, отображаться на жидкокристаллической панели 4 в цветах по существу таких же, что и отображаемые цвета на традиционном дисплее со стандартной цветовой гаммой. Конкретные детали процесса сжатия цветовой гаммы опущены в данном описании.

Кроме того, при приеме команды для работы в описываемом ниже "ярком режиме" от главной схемы 8 управления схема 2 обработки видео выполняет процесс корректировки оттенка для корректировки оттенка цвета, указанного входным видеосигналом, корректируя значение входного видеосигнала. Детали процесса корректировки оттенка описываются ниже.

Кроме того, схема 2 обработки видео последовательно формирует сигнал кадра, показывающий яркость видео (градацию пикселя) каждого основного цвета (R, G и B) в каждом пикселе, который составляет изображение одного кадра в движущемся изображении, на основе входного видеосигнала для одного кадра или целевого видеосигнала отображения для одного кадра в качестве сигнала, полученного посредством проведения процесса корректировки оттенка во входном видеосигнале, и отправляет сигнал кадра схеме 3 управления жидкими кристаллами.

Дополнительно, каждый раз, когда вводится входной видеосигнал для одного кадра, схема 2 обработки видео вычисляет средний уровень яркости (так называемый APL: средняя яркость изображения), относящийся к входному видеосигналу, в качестве опорного значения яркости видео (уровня градации) в целевом видеосигнале отображения и отправляет вычисленный результат схеме 7 управления подсветкой. Средний уровень яркости является взвешенным средним значением яркости видео (уровня градации) каждого основного цвета (R, G и B) в каждом пикселе в целевом видеосигнале отображения для одного кадра.

Схема 3 управления жидкими кристаллами на основе сигнала кадра, последовательно передаваемого от схемы 2 обработки видео в предварительно определенном цикле, последовательно отображает видео для одного кадра (изображение в одном кадре), соответствующее сигналу кадра, на жидкокристаллической панели 4.

Более конкретно, схема 3 управления жидкими кристаллами подает сигнал градации, имеющий напряжение (напряжение градации) в соответствии с уровнем градации (может называться уровнем яркости) каждого основного цвета (R, G и B), на жидкокристаллический элемент в каждом пикселе, предусмотренном на жидкокристаллической панели отображения. Это позволяет жидкокристаллической панели 4 отображать видео (движущееся изображение) на основе входного видеосигнала.

Схема 7 управления подсветкой определяет яркость каждого СИД в фоновой СИД-подсветке 6 на основе среднего уровня яркости, определенного (вычисленного) схемой 2 обработки видео. Кроме того, схема 7 управления подсветкой выбирает опорное значение (например, скважность сигнала в ШИМ-преобразователе) подаваемого напряжения для каждого СИД в фоновой СИД-подсветке 6 в соответствии с определенной яркостью и устанавливает (выводит) опорное значение в схему 5 возбуждения СИД.

Схема 5 возбуждения СИД подает электрическую энергию в соответствии с опорным значением, установленным схемой 7 управления подсветкой, каждому СИД в фоновой СИД-подсветке 6. Это регулирует яркость фоновой СИД-подсветки 6 до яркости, определенной схемой 7 управления подсветкой.

Дополнительно, схема 2 обработки видео и схема 7 управления подсветкой реализуются, например, посредством FPGA и ASIC и т.п.

Схема 5 возбуждения СИД регулирует подаваемую мощность для каждого СИД в фоновой СИД-подсветке 6 согласно команде управления от схемы 7 управления подсветкой. Например, схема 5 возбуждения СИД регулирует подаваемую мощность для каждого СИД посредством ШИМ-преобразователя. Или схема 5 возбуждения СИД может выполнять управление подсветкой каждого СИД, регулируя уровень напряжения постоянного тока (DC).

Главная схема 8 управления содержит MPU 81 в качестве средства вычисления и EEPROM 82 в качестве энергонезависимой памяти, и MPU 81 выполняет программы управления, сохраненные в ROM (не показано) с тем чтобы выполнять процесс управления каждым компонентом в жидкокристаллическом устройстве X отображения.

Например, в главной схеме 8 управления MPU 81 выполняет процесс переключения режимов отображения видео в соответствии с операцией ввода через удаленного оператора, не показан. Здесь, режим отображения видео - это режим работы схемы 2 обработки видео.

Более конкретно, MPU 81 выполняет процесс переключения между стандартным режимом и ярким режимом как двумя режимами отображения видео в соответствии с операцией ввода. Затем команда для работы в переключенном режиме отображения ввода выводится из MPU 81 в схему 2 обработки видео.

В стандартном режиме процесс сжатия цветовой гаммы предусмотрен для входного видеосигнала, соответствующего стандарту sRGB, так что отображаемые цвета на жидкокристаллической панели 4 (дисплее с широкой цветовой гаммой) попадают из диапазона цветов расширенного диапазона CS2 воспроизведения цветов в диапазон цветов стандартного диапазона CS1 воспроизведения цветов, показанный на фиг.2.

С другой стороны, в ярком режиме процесс корректировки оттенка выполняется для коррекции оттенка цвета, указанного входным видеосигналом. В этом режиме, корректируя значение входного видеосигнала, соответствующего стандарту sRGB, разрешается изменение цвета в красноватых цветах, имеющих средние насыщенности в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов.

Далее, со ссылкой на фиг.4-6, описывается процесс корректировки оттенка, выполняемый в ярком режиме. Фиг.4 и 5 показывают диапазоны цветов в графиках u' v' цветности, а фиг.6 показывает диапазон цветов в системе координат Ycbcr (цветовом пространстве Ycbcr). Плоскость u'-v' в графике цветности u' v' соответствует плоскости Cb-Cr в системе координат Ycbcr. Дополнительно, фиг.6 и 9 показывают видеосигналы, соответствующие стандарту BT.601 Международного союза по телекоммуникациям (ITU).

Схема 2 обработки видео выполняет процесс корректировки оттенка на основе части (далее в данном документе именуемой опорным диапазоном Ay оттенков красного), имеющей насыщенность центрального предварительно определенного диапазона в диапазоне цветов одинакового оттенка от ахроматических цветов, имеющих самую низкую насыщенность (цвета в позиции Pw на фиг.4-6) до красного цвета, имеющего самую высокую насыщенность (цвет позиции P2y на фиг.4-6) в расширенном диапазоне воспроизведения цветов.

Кроме того, целью процесса корректировки оттенка схемы 2 обработки видео является значение входного видеосигнала, указывающее цвета в диапазоне (далее в данном документе называемом "целевым диапазоном Ax корректировки цветов"), частично включающем в себя опорный диапазон Ay оттенков красного, но не включающий в себя ахроматические цвета, имеющие самую низкую насыщенность, и красный цвет, имеющий самую высокую насыщенность в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов.

В EEPROM 82 в схеме 8 управления предварительно записываются информация d1, идентифицирующая целевой диапазон корректировки цветов, в качестве информации для идентификации целевого диапазона Ax корректировки цветов, и информация d2, идентифицирующая целевой диапазон корректировки цветов, в качестве информации для идентификации опорного диапазона Ay оттенков красного, включенного в целевой диапазон Ax корректировки цветов.

Как показано на фиг.4, опорный диапазон Ay оттенков красного является центральной частью, имеющей насыщенность в предварительно определенном диапазоне в диапазоне цветов одинакового оттенка от ахроматических цветов (цветов в позиции Pw), имеющих самую низкую насыщенность, до красного цвета, имеющего самую высокую насыщенность (цвет в позиции P2r) в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов. Опорный диапазон Ay оттенков красного включает в себя цвета (цвета в позиции Pc) в части насыщенности rc в центральной точке в диапазоне цветов одинакового оттенка от ахроматических цветов (цветов в позиции Pw), имеющих самую низкую насыщенность, до красного цвета, имеющего самую высокую насыщенность (цвет в позиции P2r) в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов.

На фиг.6 опорный диапазон Ay оттенков красного показан как диапазон в диапазоне цветов одинакового оттенка красного, проходящий на основе центральной части Pc насыщенности в качестве центральной части, имеющей насыщенность rc, от цвета, имеющего насыщенность ниже на -rw, до цвета, имеющего насыщенность выше на +rw. Дополнительно, ширина rw насыщенности является предварительно определенной константой.

Другими словами, самая низкая насыщенность в опорном диапазоне Ay оттенков красного равна rs0=rc-rw, тогда как самая высокая насыщенность там же re0=rc+rw.

Например, опорный диапазон Ay оттенков красного является диапазоном из части, учитывающей одну пятую насыщенности в центре в диапазоне цветов одинакового оттенка от ахроматических цветов (цветов в позиции Pw), имеющих самую низкую насыщенность, до красного цвета (цвета в позиции P2r), имеющего самую высокую насыщенность в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов (центральное разделение в диапазоне цветов одинакового оттенка, одинаково разделенных на пять частей в направлении насыщенности). В таком случае ширина rw насыщенности равна одной десятой полной насыщенности.

Опорный диапазон Ay оттенков красного, показанный на фиг.4, является просто примером, и его ширина в направлении насыщенности может быть шире или уже.

Дополнительно, как показано на фиг.6, целевым диапазоном Ax корректировки цветов, частично включающим в себя опорный диапазон Ay оттенков красного, является диапазон оттенков внутри (за исключением пограничной линии) диапазона от первого оттенка (оттенка, имеющего угол ts полярных координат в плоскости Cb-Cr) в стороне, более близкой к синему цвету (или, можно сказать, в стороне, более близкой к пурпурному), чем к оттенку красного, до второго оттенка (оттенка, имеющего угол te полярных координат в плоскости Cb-Cr) в стороне, скорее более близкой к желтому цвету, чем к оттенку красного.

Также, угловая разница ∆t полярных координат первого оттенка и второго оттенка относительно оттенка красного (оттенка в направлении оси Cr) устанавливается одинаковой.

Диапазон насыщенности и диапазон яркости в целевом диапазоне Ax корректировки цветов являются диапазоном, исключающим ахроматические цвета, имеющие самую низкую насыщенность (цвета в позиции Pw), и красный цвет, имеющий самую высокую насыщенность (цвет в позиции P2r), из полного диапазона значений насыщенности и яркости, которые можно получить, соответственно.

Далее в данном документе описывается конкретный пример процесса корректировки оттенка схемы 2 обработки видео.

Сначала, схема 2 обработки видео вычисляет полярные координаты (r in, t in) для идентификации насыщенности и оттенка на плоскости Cb-Cr входного видеосигнала на основе значений Cb и Cr входного видеосигнала (Cb in, Cr in). Полярные координаты (r in, t in) могут быть вычислены на основе известного алгоритма Cordic (цифровой компьютер поворота системы координат).

Далее, схема 2 обработки видео, на основе следующей формулы (A1), вычисляет отклонения (∆r in, ∆t in) цветов (r in, t in) входного видеосигнала в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов по сравнению с опорным диапазоном Ay оттенков красного.

[Формула 1]

если r in < r s0 то Δr in= r s0 - r in
если r in > r е0 то Δr in= r in - r е0
иначе Δr in=0
если - 0,5≤(t c - t in) ≤ 0.5 то Δt in=|t c - t in|
иначе Δt in=1,0-|t c - t in|

В формуле (А1)

Δr in: отклонение насыщенности входного видеосигнала по сравнению с цветами в опорном диапазоне оттенков красного;

Δt in: отклонение оттенка входного видеосигнала по сравнению с цветами в опорном диапазоне оттенков красного;

r in: полярные координаты насыщенности входного видеосигнала на плоскости Cb-Cr;

t in: полярные координаты оттенка входного видеосигнала плоскости Cb-Cr:

rs0: полярные координаты самой низкой насыщенности в опорном диапазоне оттенков красного на плоскости Cb-Cr;

rе0: полярные координаты самой высокой насыщенности в опорном диапазоне оттенков красного на плоскости Cb-Cr;

tс: полярные координаты оттенка в опорном диапазоне оттенков красного на плоскости Cb-Cr.

Кроме того, схема 2 обработки видео вычисляет весовой коэффициент Wrt корректировки оттенка на основе следующей формулы (A2).

[Формула 2]

Wrt=[1,0-(Δr in / Δr max)]×[1,0-(Δt in / Δr max)] (A2)

Wrt: весовой коэффициент корректировки оттенка;

Δr in: отклонение насыщенности входного видеосигнала по сравнению с цветами в опорном диапазоне оттенков красного;

Δt in: отклонение оттенка входного видеосигнала по сравнению с цветами в опорном диапазоне оттенков красного;

Δr max: максимальное значение Δr in, которое может быть использовано;

Δt max: максимальное значение Δt in, которое может быть использовано.

Затем, схема 2 обработки видео вычисляет значения Cb и Cr (Cb out, Cr out) после корректировки оттенка входного видеосигнала на основе следующей формулы (A3).

[Формула 3]

C b out
={C b in × cos(Wrt × k hue)}-{ C r in × sin(Wrt × k hue)}
C r out
={C b in × sin(Wrt × k hue)}+{ C r in × cos(Wrt × k hue)}

В формуле (А3)

Cb in: Cb - значение входного видеосигнала;

Cr in: Cr - значение входного видеосигнала;

Cb out: Cb - значение после процесса корректировки оттенка;

Cr out: Cr - значение после процесса корректировки оттенка;

Wrt: весовой коэффициент корректировки оттенка;

k hue: коэффициент компенсации ранее установленного оттенка;

(угол корректировки от оттенка красного в расширенном цветовом пространстве к оттенку красного в стандартном цветовом пространстве).

С помощью корректировки оттенка на основе формул (A1)-(A3) значение сигнала входного видеосигнала, показывающего цвета в целевом диапазоне Ax корректировки цветов, частично включающем в себя опорный диапазон Ay оттенков красного, корректируется, так что оттенок значения сигнала может изменяться на оттенок, близкий к желтому в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов. Вкратце, значение входного видеосигнала, показывающего цвета в целевом диапазоне Ax корректировки цветов, корректируется, так что оттенок сдвигается в направлении по часовой стрелке, при просмотре с направления Y-оси в диапазоне воспроизведения Ycbcr-цветов.

Также, при корректировке оттенка значение сигнала корректируется, так что оттенок в опорном диапазоне Ay оттенков красного может изменяться на оттенок (оттенок на линии L1r одинаковых оттенков), расположенный в диапазоне от ахроматических цветов, имеющих самую низкую насыщенность (позиция точки Pw), до красного, имеющего самую высокую насыщенность (позиция точки P1r) на линии одинаковых оттенков красного в диапазоне воспроизведения цветов, соответствующем стандарту sRGB (стандартный диапазон CS1 воспроизведения цветов).

Это позволяет отображаемому красному цвету, имеющему среднюю насыщенность на жидкокристаллической панели 4 (дисплее с широкой цветовой гаммой), быть похожим на отображаемый красный цвет, имеющий среднюю насыщенность на традиционном и обычном дисплее со стандартной цветовой гаммой, т.е. цвет на линии визуально одинакового оттенка красного (линия L0r на фиг.2 и 3), таким образом, разрешая проблему смещения оттенка.

Дополнительно, с помощью корректировки оттенка входного видеосигнала на основе формул (A1)-(A3) значение сигнала красного, имеющего самую высокую насыщенность в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов (цвет в позиции Pr2), не корректируется.

Кроме того, с помощью весового коэффициента Wrt корректировки оттенка на основе формулы (A2), степень изменения оттенка в оттенок, сходный с желтым, может быть меньше в цвете, имеющем большое расстояние от опорного диапазона Ay оттенков красного в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов, чем в цвете, имеющем расстояние, близкое к нему. Следовательно, до/после корректировки значения сигнала однородность цветопередачи (градация) может быть гарантирована, в то же время яркий красный цвет, имеющий высокую насыщенность, отображается как есть без эффектов сжатия цветовой гаммы. В результате, жидкокристаллическая панель 4 в системе с фоновой СИД-подсветкой в качестве дисплея с широкой цветовой гаммой, который способен отображать яркий красный, имеющий высокую насыщенность, может быть полностью использована.

Опорный диапазон Ay оттенков красного в вышеупомянутом варианте осуществления является диапазоном цветов, имеющим предварительно определенную ширину (2×rw) насыщенности.

В ответ может быть предложен вариант осуществления (далее в данном документе называемый вторым примером), в котором опорный диапазон Ay оттенков красного может не иметь ширины насыщенности.

Фиг.7 является видом, показывающим второй пример опорного диапазона Ay оттенков красного в качестве цели корректировки оттенка в системе координат u' v'. Фиг.8 является видом, показывающим второй пример изменения оттенка, формируемого посредством корректировки оттенка в системе координат u' v'. Фиг.9 показывает второй пример целевого диапазона корректировки цветов в качестве цели корректировки оттенка, при просмотре с направления, ортогонального оси Y в системе координат Ycbcr.

Во втором примере, показанном на фиг.7-9, опорный диапазон Ay оттенков красного является частью Pc, имеющей насыщенность rc центральной точки в диапазоне цветов одинакового оттенка от ахроматических цветов (цветов позиции Pw на фиг.7-9), имеющих самую низкую насыщенность, до красного, имеющего самую высокую насыщенность (цвет в позиции P2y на фиг.7-9) в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов.

На фиг.9 опорный диапазон Ay оттенков красного иллюстрируется как точка, однако фактически он является диапазоном цветов, имеющим предварительно заданный диапазон в направлении яркости (направление Y-оси).

В примере 2 схема 2 обработки видео выполняет процесс корректировки оттенка, например следующим способом.

Как и в вышеописанном варианте осуществления, схема 2 обработки видео сначала вычисляет полярные координаты (r in, t in) для идентификации насыщенности и оттенка на плоскости Cb-Cr входного видеосигнала на основе значений Cb и Cr входного видеосигнала (Cb in, Cr in).

Далее, схема 2 обработки видео вычисляет, на основе следующей формулы (B1), отклонения (∆r in, ∆t in) цветов (r in, t in) входного видеосигнала в расширенном диапазоне CS2 воспроизведения цветов по сравнению с опорным диапазоном Ay оттенков красного.

[Формула 4]

Δr in= |r с - r in|
если -0,5≤(t c - t in) ≤ 0.5 то Δt in=|t c-t in|
иначе Δt in=1,0-|t c-t in|

В формуле (В1)

Δr in: отклонение насыщенности входного видеосигнала по сравнению с цветами в опорном диапазоне оттенков красного;

Δt in: отклонение оттенка входного видеосигнала по сравнению с цветами в опорном диапазоне оттенков красного;

r in: полярные координаты насыщенности входного видеосигнала на плоскости Cb-Cr:

t in: полярные координаты оттенка входного видеосигнала плоскости Cb-Cr;

rс: полярные координаты насыщенности в опорном диапазоне оттенков красного на плоскости Cb-Cr;

tс: полярные координаты оттенка в опорном диапазоне оттенков красного на плоскости Cb-Cr.

Кроме того, схема 2 обработки видео вычисляет весовой коэффициент Wrt корректировки оттенка, применяя отклонения (∆r in, ∆t in), вычисленные на основе формулы (A1), в формуле (A2).

Затем, схема 2 обработки видео вычисляет значения Cb и Cr (Cb out, Cr out) после корректировки оттенка входного видеосигнала на основе формулы (A3).

С помощью корректировки оттенка на основе вышеописанных формул (B1), (A2) и (A3) может быть достигнут тот же эффект, что и в вышеупомянутом варианте осуществления.

Настоящее изобретение применимо к устройству отображения видео.

Изобретение относится к устройствам отображения. Техническим результатом является предоставление устройства отображения видео, способного отображать видео с помощью дисплея с широкой цветовой гаммой на основе видеосигнала, соответствующего стандарту, имеющему более узкий диапазон воспроизведения цветов, чем диапазон дисплея с широкой цветовой гаммой, т.е. полностью использовать дисплей с широкой цветовой гаммой, который может отображать яркий цвет, имеющий высокую насыщенность, в то же время разрешая проблему смещения оттенка при отображении красного, имеющего среднюю насыщенность. Результат достигается тем, что схема обработки изображения корректирует цвет в предварительно определенном диапазоне цветов, чтобы он был скорректирован так, что частично включает в себя опорный диапазон оттенков красного, расположенный в центральной части диапазона цветов постоянного оттенка, расположенного от ахроматического цвета, который является цветом самой низкой насыщенности в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, до красного цвета, имеющего самую высокую насыщенность цвета в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, и он не включает в себя красный цвет, имеющий самую высокую насыщенность цвета в расширенном диапазоне воспроизведения цветов. В этот момент схема обработки изображения корректирует вышеупомянутый цвет так, что его оттенок изменяется на оттенок, расположенный ближе к желтому цвету в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, а также оттенок из опорного диапазона оттенков красного изменяется на оттенок красного цвета в диапазоне воспроизведения цветов стандарта sRGB, и еще дополнительно, величина, на которую изменяется оттенок на оттенок, расположенный ближе к желтому цвету, меньше для цвета, расположенного дальше от опорного диапазона оттенков красного в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, чем для цвета, расположенного ближе к опорному диапазону оттенков красного в расширенном диапазоне воспроизведения цветов. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство отображения видео, содержащее дисплей с широкой цветовой гаммой, имеющий расширенный диапазон воспроизведения цветов в качестве диапазона воспроизведения цветов, более широкий, чем диапазон воспроизведения цветов стандарта sRGB, и корректирующее входной видеосигнал, соответствующий стандарту, имеющему более узкий диапазон воспроизведения цветов, чем расширенный диапазон воспроизведения цветов, с тем, чтобы вводить его в дисплей с широкой цветовой гаммой,
устройство отображения видео имеет средство корректировки для корректировки значения входного видеосигнала, показывающего цвет, в предварительно определенном целевом диапазоне корректировки цветов, частично включающем в себя опорный диапазон оттенков красного в качестве части насыщенности центральной точки в диапазоне цветов одинакового оттенка, расположенного в диапазоне от ахроматических цветов, имеющих самую низкую насыщенность, до красного цвета, имеющего самую высокую насыщенность в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, или в качестве части насыщенности центрального предварительно установленного диапазона, но не включающего в себя красный, имеющий самую высокую насыщенность в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, так что оттенок значения сигнала может изменяться на оттенок, сходный с желтым в расширенном диапазоне воспроизведения цветов,
при этом оттенок из опорного диапазона оттенков красного может быть изменен, чтобы находиться в диапазоне от ахроматических цветов, имеющих самую низкую насыщенность в диапазоне воспроизведения цветов стандарта, которому соответствует входной видеосигнал, до оттенка красного, имеющего самую высокую насыщенность, и
так, что степень изменения оттенка в оттенок, сходный с желтым, может быть меньше в цвете, имеющем большое расстояние от опорного диапазона оттенков красного в расширенном диапазоне воспроизведения цветов, чем в цвете, имеющем расстояние, близкое к нему.

2. Устройство отображения видео по п.1, в котором дисплей с широкой цветовой гаммой является жидкокристаллической панелью, освещаемой фоновой подсветкой, имеющей СИД в качестве источника света.

3. Устройство отображения видео по любому из пп.1 и 2, в котором опорный диапазон оттенков красного является диапазоном насыщенности, составляющим приблизительно одну пятую от центра в диапазоне цветов одинакового оттенка от ахроматических цветов, имеющих самую низкую насыщенность, до красного, имеющего самую высокую насыщенность в расширенном диапазоне воспроизведения цветов.