視頻信號處理裝置、視頻信號處理方法，以及電腦程式的製作方法
2023-06-09 02:19:16
專利名稱：視頻信號處理裝置、視頻信號處理方法，以及電腦程式的製作方法
技術領域：
本公開涉及一種用於處理由左眼視頻信號和右眼視頻信號形成的立體視頻的視頻信號處理裝置、視頻信號處理方法和電腦程式，並且具體地涉及一種用於校正立體視頻的圖像質量的視頻信號 處理裝置、視頻信號處理方法，和電腦程式。
背景技術：
通過利用左眼和右眼的視差來顯示視頻，可以向觀察者呈現三維表現的立體視頻。在一種呈現立體視頻的技術中，觀察者佩戴具有特殊光學特性的眼鏡，並且呈現具有左眼和右眼之間的視差的圖像。例如，時分立體視頻顯示系統包括以時分方式顯示多個不同視頻的顯示裝置和視頻觀察者佩戴的快門眼鏡的組合。該顯示裝置以極短的周期在屏幕上顯示左眼視頻和右眼視頻，並且同時，與左眼視頻的周期和右眼視頻的周期同步地、分開為左眼和右眼提供視頻。另一方面，在觀察者佩戴的快門眼鏡中，當正顯示左眼視頻時，快門眼鏡的左眼部分讓光線通過，而其右眼部分遮蔽光線。此外，當正顯示右眼視頻時，快門眼鏡的右眼部分讓光線通過，而其左眼部分遮蔽光線。電視機、VTR(磁帶錄像機)、數字相機、電視攝像機、印表機等等具有輸出其圖像質量被校正的輸入圖像的圖像處理功能(例如，調節光線和暗度以及對比度並且執行邊緣校正的功能)。該圖像處理功能被有效地主要應用於具有低對比度的整體上是黑暗的圖像和具有模糊細節的圖像。此外，在上述的立體視頻顯示系統中，由於通常通過兩個相機來拍攝左眼視頻和右眼視頻，所以校正由於相機的位置引起的鏡頭的亮度和失真、光量的差異和其他，使得在左側和右側顯示相同的視頻。另外，關於左視頻和右視頻的每一個來校正圖像質量。在圖像質量校正中，通常通過校正表示所謂的伽馬特性的伽馬曲線來執行對比度調節。例如，使用表示輸入圖像的亮度分布的直方圖分布的方法包括三個處理檢測輸入圖像的亮度分布的直方圖，基於該直方圖計算伽馬曲線，以及使用該伽馬曲線來校正輸入圖像。當圖像處理功能被應用於上述的立體視頻時，如果在左眼視頻信號和右眼視頻信號兩個上按原樣執行圖像質量校正，則處理量是巨大的。此外，如果對於左眼視頻信號和右眼視頻信號中的每一個的處理結果不同，則這可能不利地造成閃爍。另外，為分開檢測左眼視頻信號和右眼視頻信號的性能，快速地進行該檢測，這是因為長的檢測時間可能不利地使得難以對運動圖像的現場廣播應用圖像處理功能。例如，已經建議一種立體視頻信號處理裝置，其中檢測左視頻和右視頻的每一個的直方圖並且校正一個視頻信號，以便減少其間的差(例如，參見日本未審查專利申請公開No. 2007-151125)。然而，在該處理裝置中，由於在左視頻信號和右視頻信號二者上執行伽馬控制(注意一個被校正)，所以處理量是巨大的
發明內容
期望提供一種能夠利用少量的處理來快速地校正立體視頻的圖像質量的優異的視頻信號處理裝置、視頻信號處理方法和電腦程式。還期望提供一種能夠利用少量的處理快速地對左眼視頻信號和右眼視頻信號的每一個執行對比度處理的優異的視頻信號處理裝置、視頻信號處理方法和電腦程式。根據本公開的第一實施例，一種視頻信號處理裝置，包括直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號和右眼視頻信號中任一個的亮度分布的直方圖；伽馬曲線計算單元，基於由直方圖檢測單元檢測的直方圖計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。根據本公開的第二實施例，一種視頻信號處理裝置，包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化單元， 對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖；伽馬曲線計算單元，基於最小化單元處理的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。根據本公開的第三實施例，一種視頻信號處理裝置，包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；平均化單元， 對左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖進行加權平均；伽馬曲線計算單元，基於由平均化單元進行加權平均的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。根據本公開的第四實施例，一種視頻信號處理裝置，包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化單元， 對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖；平均化單元，對左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖進行加權平均；選擇單元，選擇從左眼視頻信號直方圖檢測單元、最小化單元，和平均化單元輸出的直方圖中的任一個；伽馬曲線計算單元，基於由選擇單元選擇的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。根據本公開的第五實施例，一種視頻信號處理方法，包括直方圖檢測步驟，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號和右眼視頻信號中任一個的亮度分布的直方圖；伽馬曲線計算步驟，基於在直方圖檢測步驟中檢測的直方圖計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出步驟，基於由伽馬曲線計算步驟中計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。根據本公開的第六實施例，一種視頻信號處理方法，包括左眼視頻信號直方圖檢測步驟，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測步驟，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化步驟，對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測步驟和右眼視頻信號直方圖檢測步驟中檢測的直方圖；伽馬曲線計算步驟，基於最小化步驟中處理的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出步驟，基於由伽馬曲線計算步驟中計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。根據本公開的第七實施例，一種視頻信號處理方法，包括左眼視頻信號直方圖檢測步驟，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測步驟，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；平均化步驟， 對左眼視頻信號直方圖檢測步驟和右眼視頻信號直方圖檢測步驟中檢測的直方圖進行加權平均；伽馬曲線計算步驟，基於由平均化步驟中加權平均的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出步驟，基於由伽馬曲線計算步驟中計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。 根據本公開的第八實施例，一種視頻信號處理方法，包括左眼視頻信號直方圖檢測步驟，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測步驟，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化步驟， 對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測步驟和右眼視頻信號直方圖檢測步驟中檢測的直方圖；平均化步驟，對左眼視頻信號直方圖檢測步驟和右眼視頻信號直方圖檢測步驟中檢測的直方圖進行加權平均；選擇步驟，選擇從左眼視頻信號直方圖檢測步驟、最小化步驟，和平均化步驟中輸出的直方圖中的任一個；伽馬曲線計算步驟，基於由選擇步驟中選擇的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出步驟，基於由伽馬曲線計算步驟中計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。根據本公開的第九實施例，一種以計算機可讀格式描述的、使得在計算機上處理立體視頻信號的電腦程式，促使計算機起到以下單元的作用，所述單元包括直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測左眼視頻信號和右眼視頻信號中任一個的亮度分布的直方圖；伽馬曲線計算單元，基於由直方圖檢測單元檢測的直方圖計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。根據本公開的第十實施例，一種以計算機可讀格式描述的、使得在計算機上處理立體視頻信號的電腦程式，促使計算機起到以下單元的作用，所述單元包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化單元，對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖；伽馬曲線計算單元，基於最小化單元處理的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。根據本公開的第十一實施例，一種以計算機可讀格式描述的、使得在計算機上處理立體視頻信號的電腦程式，促使計算機起到以下單元的作用，所述單元包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；平均化單元，對左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖進行加權平均；伽馬曲線計算單元，基於由平均化單元進行加權平均的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。根據本公開的第十二實施例，一種以計算機可讀格式描述的、使得在計算機上處理立體視頻信號的電腦程式，促使計算機起到以下單元的作用，所述單元包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化單元，對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖；平均化單元，對左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖進行加權平均；選擇單元，選擇從左眼視頻信號直方圖檢測單元、 最小化單元，和平均化單元輸出的直方圖中的任一個；伽馬曲線計算單元，基於由選擇單元選擇的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。將根據本公開的第九到第十二實施例的電腦程式被限定為在用於在計算機上執行預定處理的計算機可讀格式中進行描述。換言之，將根據本公開的第九到第十二實施例中的任一個的電腦程式安裝到計算機上，在該計算機上提供協作操作，並且可以獲得根據本公開的第一到第四實施例的視頻信號處理裝置的操作和效果。根據本公開的實施例，可以提供一種能夠利用少量處理對左眼視頻信號和右眼視頻信號的每一個快速執行對比度處理的優異的視頻信號處理裝置、視頻信號處理方法，以及電腦程式。根據本公開的第一、第五和第九實施例，僅僅執行一次用於左和右視頻兩個的對比度校正的伽馬曲線的計算，由此減少處理量。此外，僅僅通過將直方圖檢測時段消減一半，可以利用二維視頻信號的相同的處理進行左眼視頻信號和右眼視頻信號二者的對比度校正。另外，由於左眼視頻和右眼視頻之間的性能差異是輕微的，所以將直方圖檢測時段消減一半的有害影響小。根據本公開的第二、第六和第十實施例，通過將左眼和右眼視頻信號的亮度分布的直方圖最小化，可以通過忽略遮擋區域的亮度分布並且僅僅使用左眼和右眼二者共同的直方圖信息來計算伽馬曲線。根據本公開的第三、第七和第十一實施例，即使當左眼視頻信號和右眼視頻信號之間的性能差異大時，對從左眼視頻信號和右眼視頻信號檢測的亮度分布的直方圖進行加權平均，由此減少性能差異的影響。根據本公開的第四、第八和第十二實施例，例如，當期望縮短直方圖檢測時段時， 可以選擇來自左眼視頻信號直方圖檢測單元的輸出，當期望消除遮擋區域的影響時，可以選擇來自最小化單元的輸出，而當期望減少左眼和右眼視頻信號之間的性能差異時，可以選擇來自平均化單元的輸出。從基於以下描述的本公開的實施例的更詳細的描述和附圖中，本公開的實施例的其他特徵和優點將變得清楚，
圖1是一種可應用本公開的實施例的立體視頻顯示系統的結構示意圖；圖2是描繪在L子幀時段中控制快門眼鏡的操作的圖；圖3是描繪在R子幀時段中控制快門眼鏡的操作的圖；圖4A是描述用於對比度校正的算法的圖；圖4B是描述用於對比度校正的算法的圖；圖5A是描述用於對比度校正的算法的圖；圖5B是描述用於對比度校正的算法的圖；圖6A是描述用於對比度校正的算法的圖；圖6B是描述用於對比度校正的算法的圖；圖7A是描述用於對比度校正的算法的圖；圖7B是描述用於對比度校正的算法的圖；圖8是根據本公開的實施例的用於對比度校正的功能結構的框圖；圖9是用於圖8中描繪的功能塊中的對比度校正的時序圖；圖10是根據本公開的另一實施例的用於對比度校正的功能結構的框圖；圖11是用於圖10中描繪的功能塊中的對比度校正的時序圖；圖12是根據本公開的又一實施例的用於對比度校正的功能結構的框圖；以及圖13是根據本公開的又一實施例的用於對比度校正的功能結構的框圖。
具體實施例方式參照附圖，以下詳細描述本公開的實施例。圖1示意性地描繪了一種可以應用本公開的實施例的立體視頻顯示系統1的結構。立體視頻顯示系統1包括液晶顯示器10，用於以極短的周期對左眼視頻L和右眼視頻R進行交替的屏幕顯示；以及觀察者頭部佩戴的快門眼鏡20。液晶顯示器10包括液晶顯示面板11、背光12、視頻信號處理單元13、控制快門眼鏡20的快門機構的開/關定時的快門控制單元14、定時控制單元15、背光控制單元16， 以及數據驅動器17和柵極驅動器18。在本實施例中，液晶顯示器10基於輸入視頻信號Din 顯示和輸出視頻，所述輸入視頻信號Din包括其間具有視差的右眼視頻信號Dk和左眼視頻信號隊。液晶顯示面板11例如是其中為每個像素安排TFT的有源矩陣類型。背光12是向液晶顯示面板11發射光的光源。基於從背光控制單元16提供的控制信號CTLb來控制背光12，以便以時分方式在發光(發射光)操作和不發光(lighting-out)操作之間切換。例如，可以使用LED(發光二極體)或CCFL(冷陰極螢光燈)作為背光12。然而， 當使用CCFL時，餘輝易於發生，並且餘輝特性對於RGB的每個顏色不同。由此，在下文中， 為了便於描述，假定使用具有低餘輝的LED作為背光12。 液晶顯示面板11具有整體以矩陣布置的多個像素，並且基於從數據驅動器17供應的視頻電壓，根據從柵極驅動器18供應的驅動信號來調製從背光12發射的光，由此基於輸入視頻信號Din顯示視頻。在本實施例中，液晶顯示面板11在預定周期(諸如一個幀時段)中以時分方式交替地顯示基於右眼視頻信號Dk的右眼視頻R和基於左眼視頻信號隊的左眼視頻L。
視頻信號處理單元13基於輸入視頻信號Din控制在液晶顯示面板11寫入右眼視頻信號Dk和左眼視頻信號^的順序(即，顯示的順序)，由此對液晶顯示面板11生成視頻信號。在本實施例中，視頻信號處理單元13在一個幀時段從輸入視頻信號Din生成其中交替布置左眼視頻信號^和右眼視頻信號Dk的視頻信號Dl。注意，在下文中，在一個幀時段中，顯示左眼視頻L的時段被稱為L子幀時段，而顯示右眼視頻R的時段被稱為R子幀時段。此外，對於左眼視頻和右眼視頻，視頻信號處理單元13校正由於鏡頭或相機位置的亮度或者失真引起的光量的差異，使得在左側和右側顯示相同的視頻。此外，對於左眼視頻和右眼視頻的每一個，視頻信號處理單元13校正圖像質量，諸如調節光線和暗度以及對比度並且執行邊緣校正。定時控制單元15控制柵極驅動器18和數據驅動器17的驅動定時，並且還將從視頻信號處理單元13供應的視頻信號Dl供應給數據驅動器17。定時控制單元15可以對視頻信號Dl執行過驅動處理。根據定時控制單元15的定時控制，柵極驅動器18沿柵極線依序驅動液晶顯示面板11中的各個像素。基於從定時控制單元15供應的視頻信號D1，數據驅動器17向液晶顯示面板11的每個像素供應視頻電壓。具體地，數據驅動器17對視頻信號Dl執行D/A轉換以生成對應於該視頻電壓的模擬視頻信號，並且將該模擬視頻信號輸出給每個像素。與用於輸出右眼視頻信號Dk和左眼視頻信號^的每一個的視頻信號處理單元13 的輸出定時相對應，快門控制單元14向快門眼鏡20輸出用於控制在打開和關閉左和右快門機構之間進行切換的定時控制信號CTL。液晶顯示器10的觀察者(未在圖1中具體示出)佩戴快門眼鏡用於允許立體觀看。快門眼鏡20具有左眼透鏡21L和右眼透鏡21R。左眼透鏡21L和右眼透鏡21R每一個具有其中布置的用於遮蔽光的開口的光遮蔽快門(未示出)。光遮蔽快門例如包括液晶快門。利用從快門控制單元14供應的控制信號CTL來控制該光遮蔽快門中的光遮蔽功能的有效狀態(即，關閉狀態)和無效狀態(即，打開狀態)。快門控制單元14控制快門眼鏡20的光遮蔽快門，使得與左眼視頻L和右眼視頻R 的每個顯示時段對應地，在左眼透鏡21L和右眼透鏡21R中的每一個中交替地切換打開狀態和關閉狀態。具體地，執行控制使得在L子幀時段中左眼透鏡21L的光遮蔽快門被設置為打開狀態而右眼透鏡21R的光遮蔽快門被設置為關閉狀態，以及在R子幀時段中右眼透鏡21R的光遮蔽快門被設置為打開狀態而左眼透鏡21L的光遮蔽快門被設置為關閉狀態。圖2描繪了 L子幀時段中快門眼鏡20的控制操作。如所描繪的，在L子幀時段中，利用來自快門控制單元14的控制信號CTL，左眼透鏡21L的快門被設置為打開狀態，而右眼透鏡21R的快門被設置為關閉狀態，由此僅僅讓基於左眼視頻L的顯示光LL通過左眼透鏡21L。圖3還描繪了 R子幀時段中快門眼鏡20的控制操作。如所描繪的，在R子幀時段中，利用來自快門控制單元14的控制信號CTL，右眼透鏡21R的快門被設置為打開狀態， 而左眼透鏡21L的快門被設置為關閉狀態，由此僅僅讓基於右眼視頻R的顯示光RR通過右眼透鏡21R。在圖1描繪的立體視頻顯示系統1中，如上所述，對於左眼視頻和右眼視頻中的每一個，視頻信號處理單元13校正圖像質量，諸如調節光線和暗度以及對比度並且執行邊緣校正。在圖像質量校正中，通常通過校正表示所謂的伽馬特性的伽馬曲線來執行對比度調節。例如，使用表示輸入圖像的亮度分布的直方圖分布的方法包括三個處理檢測輸入圖像的亮度分布的直方圖，基於該直方圖計算伽馬曲線，以及使用該伽馬曲線來校正輸入圖
像。 如圖4A所描繪的，當輸入圖像的亮度分布均勻時，由直線來表示伽馬曲線，如圖 4B中的LlOl所表示的，其中輸入和輸出匹配。作為對照，如圖5A所示，當輸入圖像的亮度分布處於低亮度區域時(黑色等級區域)，如圖5B所描繪的，由L102取代LlOl來表示伽馬曲線。相反，如圖6A所描繪的，當輸入圖像的亮度分布處於高亮度區域時(白色等級區域)，如在圖6B中所描繪的，由L103取代LlOl來表示伽馬曲線。此外，如圖7A所描繪的， 當輸入圖像的亮度分布處於中間亮度區域時，如在圖7B中所描繪的，由L104取代LlOl來表示伽馬曲線。可以從例如在亮度等級(水平軸)方向上對輸入圖像的亮度分布進行積分的算術運算來獲得伽馬曲線。在對比度校正的情況下，在高亮度頻率分布的亮度分量優先的情況下執行對比度中的改進。注意到，在校正伽馬曲線時為每個亮度等級所設置的校正量的程度被稱為增益。當對左眼視頻信號和右眼視頻信號兩個單獨地執行圖像質量校正(諸如對比度校正)時，處理量是巨大的。其中，伽馬曲線的計算耗費了大量處理。由於通常通過兩個相機來拍攝左眼視頻和右眼視頻，所以視頻信號之間的性能差異可能引起關於鏡頭的亮度和失真以及由於相機的位置的光量的差異的問題。然而，關於對比度，左眼視頻和右眼視頻之間的性能差異可能是輕微的。因此，本發明人建議一種方法，該方法基於檢測來自左眼視頻和右眼視頻中的僅僅一個的亮度分布的直方圖的結果來計算伽馬曲線，並且將檢測結果應用於左眼視頻和右眼視頻這二者來執行對比度校正。對左眼視頻和右眼視頻兩個的對比度校正的伽馬曲線計算僅僅執行一次，由此減少了處理量。僅僅通過將直方圖檢測時段消減一半，可以利用用於二維視頻信號的相同處理來進行左眼視頻信號和右眼視頻信號二者的對比度校正。圖8描繪了本發明人建議的、一種使用左眼和右眼視頻信號中的僅僅一個來對立體視頻進行對比度校正的功能結構。圖8中描繪的功能塊81到83例如以視頻信號處理單元13來實現。左眼視頻信號直方圖檢測單元81在立體視頻信號中接收左眼視頻信號的輸入， 以檢測亮度分布的直方圖。然而，取代左眼視頻信號，可以檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖。伽馬曲線計算單元82從直方圖的檢測結果中計算伽馬曲線。以上已經參照圖4A 到圖7B描述了計算伽馬曲線的算法。例如，可以基於在亮度等級(水平軸)方向上對亮度分布的直方圖進行積分的結果來獲得伽馬曲線。在接收到立體視頻的左眼視頻信號和右眼視頻信號的輸入時，伽馬曲線輸出單元 83根據由伽馬曲線計算單元82計算的伽馬曲線，將每個視頻信號的亮度等級進行轉換以用於輸出。圖9是何時在圖8中描繪的功能塊中執行對比度校正的時序圖。如所描繪的，在輸入左眼視頻幀LO的時段上，左眼視頻信號直方圖檢測單元81檢測亮度分布的直方圖。隨後，在輸入右眼視頻幀RO的時段中，伽馬曲線計算單元82從直方圖檢測結果中計算要用於左眼和右眼視頻幀LO和RO的伽馬曲線Y0。然後，使用所獲得的伽馬曲線Y0，伽馬曲線輸出單元83對左眼視頻幀Ll和右眼視頻幀RO執行對比度校正。根據圖8中描繪的對比度校正，對左和右視頻兩個僅僅執行一次用於對比度校正的伽馬曲線計算，由此減少了處理量。此外，僅僅通過將直方圖檢測時段消減一半，可以利用用於二維視頻信號的相同的處理來對左眼視頻信號和右眼視頻信號二者進行對比度校正。另外，由於左眼視頻和右眼視頻之間的性能差異是輕微的，所以將直方圖檢測時段消減一半的有害影響小。圖10描繪一種通過對左眼和右眼視頻信號二者執行直方圖檢測但是僅僅執行一次伽馬曲線計算的、用於立體視頻的對比度校正的功能結構。圖10中描繪的功能塊101至 105以例如視頻信號處理單元13實現。左眼視頻信號直方圖檢測單元101在立體視頻信號中接收左眼視頻信號的輸入以檢測亮度分布的直方圖。此外，右眼視頻信號直方圖檢測單元102接收右眼視頻信號的輸入以檢測亮度分布的直方圖。在從左眼視頻信號直方圖檢測單元101和右眼視頻信號直方圖檢測單元102接收到檢測的亮度分布的直方圖的每一個時，最小化單元103最小化每個亮度等級的頻率分布。伽馬曲線計算單元104從最小化的直方圖的檢測結果中計算伽馬曲線。以上已經參照圖4A到圖7B描述了計算伽馬曲線的算法。例如，可以基於在亮度等級(水平軸)方向上對亮度分布的直方圖進行積分的結果來獲得伽馬曲線。在接收到立體視頻的左眼視頻信號和右眼視頻信號的輸入時，伽馬曲線輸出單元 105根據由伽馬曲線計算單元104計算的伽馬曲線，將每個視頻信號的亮度等級進行轉換以用於輸出。立體視頻具有可以僅僅處於左眼視頻信號和右眼視頻信號中的一個的遮擋 (occlusion)區域，也就是說，可以僅僅通過一隻眼睛觀看的遮擋區域。該遮擋區域可以造成雙目並視視野競爭(retinal rivalry)，但是其在對比度校正中不重要。根據圖10描繪的對比度校正，通過在最小化單元103處最小化左眼和右眼視頻信號的亮度分布的直方圖，可以通過忽略遮擋區域的亮度分布並且僅僅使用對左眼和右眼二者共同的直方圖信息來計算伽馬曲線。圖11是何時在圖10所描繪的功能塊中執行對比度校正的時序圖。如所描繪的，在輸入左眼視頻幀LO的時段上，左眼視頻信號直方圖檢測單元101檢測亮度分布的直方圖。 隨後，在輸入右眼視頻幀RO的時段上，右眼視頻信號直方圖檢測單元102檢測亮度分布的直方圖。在輸入視頻幀RO和Ll的時段中，針對每個亮度等級，最小化單元103最小化左眼和右眼視頻信號的亮度分布的直方圖的每一個。此外，伽馬曲線計算單元104從檢測最小化的直方圖的結果中計算要用於左眼和右眼視頻幀LO和RO的伽馬曲線Y0。然後，使用所獲得的伽馬曲線Y 0，伽馬曲線輸出單元105對右眼視頻幀Rl和左眼視頻幀L2執行對比度校正。根據圖10描繪的對比度校正，僅僅執行一次對左眼和右眼視頻兩個的對比度校正的伽馬曲線的計算，由此減少了處理量。
圖12描繪了一種通過對左眼和右眼視頻信號二者執行直方圖檢測但是僅僅執行一次伽馬曲線計算的、用於立體視頻的對比度校正的功能結構。圖12中描繪的功能塊121 至125以例如視頻信號處理單元13實現。左眼視頻信號直方圖檢測單元121在立體視頻信號中接收左眼視頻信號的輸入以檢測亮度分布的直方圖。此外，右眼視頻信號直方圖檢測單元122接收右眼視頻信號的輸入以檢測亮度分布的直方圖 。在從左眼視頻信號直方圖檢測單元121和右眼視頻信號直方圖檢測單元122接收到檢測的亮度分布的直方圖的每一個時，平均化單元123針對每個亮度等級計算頻率分布的加權平均。伽馬曲線計算單元124從最小化的直方圖的檢測結果中計算伽馬曲線。以上已經參照圖4A到圖7B描述了計算伽馬曲線的算法。例如，可以基於在亮度等級(水平軸)方向上對亮度分布的直方圖進行積分的結果來獲得伽馬曲線。在接收到立體視頻的左眼視頻信號和右眼視頻信號的輸入時，伽馬曲線輸出單元 125根據由伽馬曲線計算單元124計算的伽馬曲線，將每個視頻信號的亮度等級進行轉換以用於輸出。即使當左眼視頻信號和右眼視頻信號之間的性能差異大，也對從左眼視頻信號直方圖檢測單元121和右眼視頻信號直方圖檢測單元122檢測的亮度分布的直方圖進行加權平均，由此減少性能差異的影響。已經關於立體視頻的對比度校正描述了圖8、10和12中描繪的三個示例，並且其分別具有小處理量、消除遮擋的影響，以及減少左眼和右眼視頻信號之間的性能差異的效果。由此，可以如在圖13中描繪的組合這三種處理方法。圖13中描繪的功能塊131到137 例如以視頻信號處理單元13來實現。左眼視頻信號直方圖檢測單元131在立體視頻信號中接收左眼視頻信號的輸入以檢測亮度分布的直方圖。此外，右眼視頻信號直方圖檢測單元132接收右眼視頻信號的輸入以檢測亮度分布的直方圖。在從左眼視頻信號直方圖檢測單元131和右眼視頻信號直方圖檢測單元132接收到檢測的亮度分布的直方圖的每一個時，最小化單元133對每個亮度等級最小化頻率分布。在從左眼視頻信號直方圖檢測單元131和右眼視頻信號直方圖檢測單元132接收到檢測的亮度分布的直方圖的每一個時，平均化單元134針對每個亮度等級計算頻率分布的加權平均。選擇單元135從來自左眼視頻信號直方圖檢測單元131、最小化單元133，和平均化單元134中的輸出中，選擇要輸入到伽馬曲線計算單元136的直方圖。例如，當期望縮短直方圖檢測時段時，選擇單元135選擇來自左眼視頻信號直方圖檢測單元131的輸出，當期望消除遮擋區域的影響時，選擇來自最小化單元133的輸出，當減少左眼和右眼視頻信號之間的性能差異時，選擇來自平均化單元134的輸出。選擇單元135根據例如在立體視頻顯示系統1中包括的操作切換或者從遙控器 (未示出)接收的遙控信號，確定來自左眼視頻信號直方圖檢測單元131、最小化單元133 和平均化單元134的輸出的任一個。可替換地，可以通過服務工程師的維護來進行選擇單元135處的選擇切換。伽馬曲線計算單元136使用由選擇單元135選擇的直方圖來計算伽馬曲線。以上已經參照圖4A到圖7B描述了計算伽馬曲線的算法。例如，可以基於在亮度等級(水平軸) 方向上對亮度分布的直方圖進行積分的結果來獲得伽馬曲線。在接收到立體視頻的左眼視頻信號和右眼視頻信號的輸入時，伽馬曲線輸出單元 137根據由伽馬曲線計算單元136計算的伽馬曲線，將每個視頻信號的亮度等級進行轉換以用於輸出。本公開包含了 2010年5月觀日向日本專利局提交的日本優先權專利申請JP 2010-122336中公開內容有關的主題，在此通過引用併入其全部內容。本領域技術人員應理解，依賴於設計要求和其它因素，可以出現各種修改、組合、 子組合以及變更，只要它們在所附的權利要求書或其等效物的範圍內。
權利要求
1.一種視頻信號處理裝置，包括直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號和右眼視頻信號中任一個的亮度分布的直方圖；伽馬曲線計算單元，基於由直方圖檢測單元檢測的直方圖計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
2.一種視頻信號處理裝置，包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化單元，對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖；伽馬曲線計算單元，基於由最小化單元處理的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
3.一種視頻信號處理裝置，包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；平均化單元，對左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖進行加權平均；伽馬曲線計算單元，基於由平均化單元進行加權平均的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
4.一種視頻信號處理裝置，包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化單元，對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖；平均化單元，對左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖進行加權平均；選擇單元，選擇從左眼視頻信號直方圖檢測單元、最小化單元，和平均化單元輸出的直方圖中的任一個；伽馬曲線計算單元，基於由選擇單元選擇的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
5.一種視頻信號處理方法，包括直方圖檢測步驟，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號和右眼視頻信號中任一個的亮度分布的直方圖；伽馬曲線計算步驟，基於在直方圖檢測步驟中檢測的直方圖計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出步驟，基於在伽馬曲線計算步驟中計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
6.一種視頻信號處理方法，包括左眼視頻信號直方圖檢測步驟，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測步驟，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化步驟，對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測步驟和右眼視頻信號直方圖檢測步驟中檢測的直方圖；伽馬曲線計算步驟，基於最小化步驟中處理的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出步驟，基於在伽馬曲線計算步驟中計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
7.一種視頻信號處理方法，包括左眼視頻信號直方圖檢測步驟，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測步驟，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；平均化步驟，對左眼視頻信號直方圖檢測步驟和右眼視頻信號直方圖檢測步驟中檢測的直方圖進行加權平均；伽馬曲線計算步驟，基於在平均化步驟中加權平均的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出步驟，基於在伽馬曲線計算步驟中計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
8.一種視頻信號處理方法，包括左眼視頻信號直方圖檢測步驟，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測步驟，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化步驟，對每個亮度等級，最小化在左眼視頻信號直方圖檢測步驟和右眼視頻信號直方圖檢測步驟中檢測的直方圖；平均化步驟，對在左眼視頻信號直方圖檢測步驟和右眼視頻信號直方圖檢測步驟中檢測的直方圖進行加權平均；選擇步驟，選擇在左眼視頻信號直方圖檢測步驟、最小化步驟和平均化步驟中輸出的直方圖中的任一個；伽馬曲線計算步驟，基於在選擇步驟中選擇的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出步驟，基於在伽馬曲線計算步驟中計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
9.一種以計算機可讀格式描述的、使得在計算機上處理立體視頻信號的電腦程式， 該電腦程式促使計算機起到以下單元的作用，所述單元包括直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號和右眼視頻信號中任一個的亮度分布的直方圖；伽馬曲線計算單元，基於由直方圖檢測單元檢測的直方圖計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
10.一種以計算機可讀格式描述的、使得在計算機上處理立體視頻信號的電腦程式， 該電腦程式促使計算機起到以下單元的作用，所述單元包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化單元，對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖；伽馬曲線計算單元，基於由最小化單元處理的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
11.一種以計算機可讀格式描述的、使得在計算機上處理立體視頻信號的電腦程式， 該電腦程式促使計算機起到以下單元的作用，所述單元包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；平均化單元，對左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖進行加權平均；伽馬曲線計算單元，基於由平均化單元進行加權平均的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
12.—種以計算機可讀格式描述的、使得在計算機上處理立體視頻信號的電腦程式， 該電腦程式促使計算機起到以下單元的作用，所述單元包括左眼視頻信號直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號的亮度分布的直方圖；右眼視頻信號直方圖檢測單元，在立體視頻信號中檢測右眼視頻信號的亮度分布的直方圖；最小化單元，對每個亮度等級，最小化左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖；平均化單元，對左眼視頻信號直方圖檢測單元和右眼視頻信號直方圖檢測單元檢測的直方圖進行加權平均；選擇單元，選擇從左眼視頻信號直方圖檢測單元、最小化單元，和平均化單元輸出的直方圖中的任一個；伽馬曲線計算單元，基於由選擇單元選擇的直方圖，計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
全文摘要
一種視頻信號處理裝置、視頻信號處理方法，以及電腦程式。該視頻信號處理裝置包括直方圖檢測單元，在輸入的立體視頻信號中檢測左眼視頻信號和右眼視頻信號中任一個的亮度分布的直方圖；伽馬曲線計算單元，基於由直方圖檢測單元檢測的直方圖計算伽馬曲線；以及伽馬曲線輸出單元，基於由伽馬曲線計算單元計算的伽馬曲線來校正左眼視頻信號和右眼視頻信號。
文檔編號G09G3/36GK102263969SQ201110141920
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月30日 優先權日2010年5月28日
發明者原田茂 申請人:索尼公司