[发明专利]宽色域数字电视信号的兼容传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字电视技术、宽色域技术，尤其涉及宽色域数字电视信号的兼容传输方法。

背景技术

随着现代色度学研究和数字电视(DTV)的发展，一方面深化了对自然界颜色以及视觉生理和心理对色刺激感受的认知，另一方面摄录设备、传输系统和显示设备也已能采集、记录、处理和重现宽色域静止图像和视频运动图像，宽色域高清晰度电视(HDTV)节目的制作、传输和重显也已成为可能。

鉴于此，1998年，国际电信联盟(ITU)制定了《未来电视和图像系统的国际统一色度和相关特性》建议书ITU-R BT.1361。ITU-R BT.1361将Pointer先生根据众多实测数据提出的Pointer物体表面色色域作为宽色域视频的目标色域，近似认为该色域囊括了自然界存在、人眼可感知的绝大部分色彩。

Pointer色域由大量实测数据中筛选出的576种不同亮度(明度)、不同色调(色相)和相应最大饱和度(彩度)的真实物体表面色界定，是“最大的”“真实表面色色域”。Pointer色域可用多种方式描述，其中包括电视系统常用的CIE1976L*u*v*三维色空间表征。Pointer色域将这些颜色的亮度均匀分为16个亮度级，每个亮度平面又按等色相角间隔划分为36种色调，共576个颜色。

2006年，国际电工委员会(IEC)又制订了《彩色管理——面向视频应用的扩展色域YCC彩色空间——xvYCC》建议书CIE 61966-2-4(xvYCC)。CIE 61966-2-4不再限定基色信号幅度范围，采用中心对称的γ校正特性，量化级可用范围放宽到1～254。满足此建议的显示器能显示的色彩约是目前sRGB色域的1.8倍。

然而宽色域HDTV信号难以在ITU-R BT.709建议书规范的现行常规色域HDTV传输系统传送。基于ITU-R BT.709三基色和标准白构建的常规色域HDTV系统，色域只约达视觉可感知色域的33.3％。

由于一定历史时期内，将DTV系统更换成宽色域HDTV系统并不现实，使得在ITU-RBT.709现行常规色域HDTV传输系统内，寻求传输宽色域HDTV信号的原理和方法，成为亟待解决的问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于，提供一种宽色域电视信号的导出、编码、传输和重建方法。采用该方法可在不改变现有常规色域数字电视传输设备前提下，传输自然界存在、视觉可感知的宽色域图像和视频信号，供各种终端显示设备重显更加丰富，更加饱和的颜色。并且拓宽常规色域数字电视系统兼容传输和重显图像和视频的色域，同时增强抗干扰能力。本发明采用的技术方案是宽色域数字电视信号的兼容传输方法，包括下列步骤：

依次按光电转换特性、模拟亮度和色差信号编码方程、数字亮度和色差信号编码方程中的公式，对归一化基色信号进行γ校正、编码和量化，得到兼容传输的宽色域数字电视信号。

光电转换特性：

本发明在发端，采用下式所示光电转换特性，式中，E_R、E_G和E_B为数字电视系统由红、绿、蓝三基色，按相加混色原理，配比各种颜色所需三基色信号电压值，仍采用ITU-RBT.709三基色坐标和基准白，为扩大色域并与国际标准兼容，采用的光电转换特性为CIE61966-2-4规范的γ校正函数，来对显示器件的非线性电光转换特性预校正，校正后的基色信号为式下式中的E′_R、E′_G和E′_B：