CN103780887B - 一种视频信号处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频信号处理方法及装置，所述方法包括：接收输入的视频信号；判断所述视频信号的信号格式；根据所述视频信号及所述视频信号的信号格式，选取模板色彩空间矩阵；根据所述视频信号、所述视频信号的信号格式以及选取的所述模板色彩空间矩阵，转换所述视频信号的色彩空间。本发明实施例提供的一种视频信号处理方法及装置，在进行视频信号色彩空间转换时，通过根据接收视频信号的信号格式，选取相应的模板色彩空间矩阵，并根据选取到的模板色彩空间矩阵，将视频信号的源色彩空间转换到目标色彩空间，从而减少了视频信号在转换过程中的色彩失真。

Description

一种视频信号处理方法及装置

技术领域

本发明涉及视频显示技术，尤其涉及一种视频信号处理方法及装置。

背景技术

随着视频技术日新月异的发展，新的视频技术被应用到上下变换器中，从目前主流的上下变换器应用及评测结果可以看到，各个厂家的上下变换器在图像处理方面由于用到的视频处理芯片和视频处理算法上的差异，对变换后的视频图像也有一定的影响。

现有技术中，视频信号在上下变换器中的处理过程如下：接收到的串行视频信号首先通过FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编辑逻辑门阵列)转换成并行视频信号，并发送到视频处理芯片中，视频处理芯片接收到并行信号后，对视频信号进行去隔行、图像的缩放与增强、AFD(ActiveFormatDescription，活动图像格式描述符)信息处理、YUV(“Y”表示明亮度Luminance或Luma，也就是灰阶值；而“U”和“V”表示色度Chrominance或Chroma，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色)色彩空间到RGB(RedGreenBlue，红绿蓝)色彩空间的转换，然后将处理后的并行视频信号发送到FPGA，FPGA将接收到的并行视频信号转化为串行视频信号，并对所述串行视频信号进行RGB色彩空间到YUV色彩空间的转换，然后输出处理后的串行视频信号。

现有技术中，在视频处理的RGB色彩空间与YUV色彩空间转换过程中，没有经过色彩空间矩阵校正或者色彩空间校正矩阵没有根据不同的视频信号格式做不同的处理，从而使得输出的视频图像色彩存在失真。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种视频信号处理方法及装置，来减少输出视频信号的色彩失真。

一方面，本发明实施例提供了一种视频信号处理方法，所述方法包括：

接收输入的视频信号；

判断所述视频信号的信号格式；

根据所述视频信号及所述视频信号的信号格式，选取模板色彩空间矩阵，所述模板色彩空间矩阵为预先根据所述信号格式下红、绿、蓝三种模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间，计算得到的所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；

根据所述视频信号、所述视频信号的信号格式以及选取的所述模板色彩空间矩阵，转换所述视频信号的色彩空间。

进一步的，根据所述信号格式下红、绿、蓝三种模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间，计算所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵，包括：

分别接收所述信号格式下的红、绿、蓝模板视频信号；

在每次接收到模板视频信号后，根据当前接收到的模板视频信号的信号格式，建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系；

根据建立的各对应关系，计算所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵，作为模板色彩空间矩阵。

进一步的，根据当前接收到的模板视频信号的信号格式，建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系，包括：

在源色彩空间为YUV色彩空间，目标色彩空间为RGB色彩空间时，采用以下公式1建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式1： $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；或者，

在源色彩空间为RGB色彩空间，目标色彩空间为YUV色彩空间时，采用以下公式2建立所述模板视频信号源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式2： $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵。

进一步的，根据所述视频信号、所述视频信号的信号格式以及选取的所述模板色彩空间矩阵，转换所述视频信号的色彩空间，包括：

将所述视频信号的色彩空间对应的空间矩阵与获取到的所述信号格式对应的模板色彩空间矩阵相叠加，得到所述视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵。

进一步的，所述信号格式为：标清480i信号、标清576i信号或高清信号。

另一方面，本发明还提供了一种视频信号处理装置，所述装置包括：

第一接收单元，用于接收输入的视频信号；

判断单元，用于判断所述视频信号的信号格式；

选取单元，用于根据所述视频信号及所述视频信号的信号格式，选取模板色彩空间矩阵，所述模板色彩空间矩阵为预先根据所述信号格式下红、绿、蓝三种模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间，计算得到的所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；

转换单元，用于根据所述视频信号、所述视频信号的信号格式以及选取的所述模板色彩空间矩阵，转换所述视频信号的色彩空间。

进一步的，所述装置还包括：

第二接收单元，用于分别接收所述信号格式下的红、绿、蓝模板视频信号；

关联单元，用于在每次接收到模板视频信号后，根据当前接收到的模板视频信号的信号格式，建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系；

计算单元，用于根据建立的各对应关系，计算所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵，作为模板色彩空间矩阵。

进一步的，所述关联单元具体用于：

在源色彩空间为YUV色彩空间，目标色彩空间为RGB色彩空间时，采用以下公式1建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式1： $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；或者，

在源色彩空间为RGB色彩空间，目标色彩空间为YUV色彩空间时，采用以下公式2建立所述模板视频信号源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式2： $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵。

进一步的，所述转换单元包括：

将所述视频信号的色彩空间对应的空间矩阵与获取到的所述信号格式对应的模板色彩空间矩阵相叠加，得到所述视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵。

进一步的，所述信号格式为：标清480i信号、标清576i信号或高清信号。

本发明实施例提供的一种视频信号处理方法及装置，在进行视频信号色彩空间转换时，通过根据接收视频信号的信号格式，选取相应的模板色彩空间矩阵，并根据选取到的模板色彩空间矩阵，将视频信号的源色彩空间转换到目标色彩空间，由于不同信号格式的视频信号在色彩空间转化过程中叠加了不同的模板色彩空间矩阵，从而减少了视频信号在转换过程中的色彩失真。

附图说明

图1是本发明实施例适用的***架构的示意图；

图2是本发明实施例适用的***架构中FPGA的工作流程；

图3是本发明实施例适用的***架构中FPGA的工作流程；

图4是本发明实施例适用的***架构中视频处理芯片的工作流程；

图5是本发明第一实施例提供的视频信号处理方法的流程图；

图6是本发明第二实施例提供的视频信号方法中获取模板色彩空间矩阵的流程图；

图7是本发明第三实施例提供的视频信号方法中的一个优选实例示意图；

图8是本发明第三实施例提供的视频信号方法中视频处理芯片的工作流程图；

图9是本发明第三实施例提供的视频信号方法中FPGA的工作流程图；

图10是本发明第四实施例提供的视频信号处理装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

本发明所有实施例可应用于上下变换器中，所述上下变换器用于将高清信号转换为标清信号、标清信号转化为高清信号或高标清信号的交叉转化，所述上下变换器可包括FPGA和视频处理芯片，如图1所示。所述FPGA的工作过程如图2和图3所示，图2中所述FPGA接收串行视频信号，将所述串行视频信号转化成并行视频信号，同时对音频信息、AFD信息、TC(TimeCode，时码)信息、CC(ClosedCaption，隐藏字幕)信息进行解嵌，并将处理后的信号发送到视频处理芯片，图3中，所述FPGA接收所述视频处理芯片的发送的信号，并按预定的输出格式转换后，进行色彩空间转换、采样格式转换、音频信息、AFD信息、TC、CC信息嵌入等处理后，输出信号。所述视频处理芯片的工作过程如图4所示，接收所述FPGA发送的并行视频信号，对所述信号的色彩空间进行转换，并将转换后的信号发送给所述FPGA。

实施例一

图5是本发明第一实施例提供的视频信号处理方法的流程图，本发明实施例的执行主体可以为上下变换器中的FPGA或视频处理芯片，所述流程详述如下：

步骤501、接收输入的视频信号。

本实施例中，所述视频信号可以为SDI(SerialDigitalInterface，数字分量串行接口)信号，也可以为LVDS(LowVoltageDifferentialSignaling，低电压差分信号)信号，所述FPGA用于接收SDI信号，所述视频处理芯片用于接收LVDS信号。

步骤502、判断所述视频信号的信号格式。

本实施例中，所述信号格式可以为标清480i信号、标清576i信号或高清信号。

步骤503、根据所述视频信号及所述视频信号的信号格式，选取模板色彩空间矩阵，所述模板色彩空间矩阵为预先根据所述信号格式下红、绿、蓝三种模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间，计算得到的所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵。

本实施例中，所述模板色彩空间矩阵可以由输入视频信号的信号格式决定，不同的信号格式对应不同的模板色彩空间矩阵。所述模板色彩空间矩阵可以预先根据红、绿蓝三种模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间计算获得。

步骤504、根据所述视频信号、所述视频信号的信号格式以及选取的所述模板色彩空间矩阵，转换所述视频信号的色彩空间。

本实施例中，所述视频信号目前所在的色彩空间称为源色彩空间，根据获取到的模板色彩空间矩阵将所述视频信号从源色彩空间转换到目标色彩空间。

本发明实施例提供的一种视频信号处理方法，在进行视频信号色彩空间转换时，通过根据接收视频信号的信号格式，选取相应的模板色彩空间矩阵，并根据选取到的模板色彩空间矩阵，将视频信号的源色彩空间转换到目标色彩空间，由于不同信号格式的视频信号在色彩空间转化过程中叠加了不同的模板色彩空间矩阵，从而减少了视频信号在转换过程中的色彩失真。

第二实施例

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步对所述模板色彩空间矩阵的获取方法进行了描述，具体步骤如图6所示。

步骤601、分别接收所述信号格式下的红、绿、蓝模板视频信号。

例如，分别接收信号格式为高清信号的红、绿、蓝模板视频信号。

步骤602、在每次接收到模板视频信号后，根据当前接收到的模板视频信号的信号格式，建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系。

本实施例中，接收到的模板视频信号所属的色彩空间称为所述模板视频信号的源色彩空间，所述模板视频信号的目标色彩空间为理想情况下，所述模板视频信号的源色彩空间对应的目标色彩空间。

本步骤中，根据当前接收到的模板视频信号的信号格式，建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系，可包括：

在源色彩空间为YUV色彩空间，目标色彩空间为RGB色彩空间时，采用以下公式1建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式1： $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 可以根据接收到的不同信号格式的模板视频信号预测得到，是理想情况下的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；或者

在源色彩空间为RGB色彩空间，目标色彩空间为YUV色彩空间时，采用以下公式2建立所述模板视频信号源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式2： $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 可以根据接收到的不同信号格式的模板视频信号预测得到，是理想情况下的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵。

本发明实施例中，优选的，可以在视频处理芯片中采用公式1来完成视频信号的色彩空间由YUV到RGB的转换，可以在FPGA中采用公式2来完成视频信号的色彩空间由RGB到YUV的转换。

上述公式1和公式2中，模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵和目标色彩空间对应的空间矩阵都是已知的，根据任一个公式都可获得一组方程式，例如，输入红、绿、蓝任一种模板视频信号后，根据公式1获得的方程式为：

Y.a₁₁+Y.a₂₁+Y.a₃₁=R:

U.a₁₂+U.a₂₂+U.a₃₂=C:

V.a₁₃+V.a₂₃+V.a₃₃=B:

当输入红、绿、蓝三种模板视频信号后，即可获得三个方程组，一共九个等式。

步骤603、根据建立的各对应关系，计算所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵，作为模板色彩空间矩阵。

步骤602建立的方程组中，包括九个方程式，九个未知参数，根据获得的九个方程式，即可计算获得所述九个未知参数的值，所述模板色彩空间矩阵即为由计算得到的九个参数组成的矩阵。

本实施例通过采用不同信号格式下红、绿、蓝三种信号的源色彩空间和目标色彩空间的对应关系来获取不同信号格式下视频信号的模板色彩空间矩阵，从而使得获取到的模板色彩空间矩阵更加准确。

上述各实施例中，根据所述视频信号、所述视频信号的信号格式以及选取的所述模板色彩空间矩阵，转换所述视频信号的色彩空间，可包括：

将所述视频信号的色彩空间对应的空间矩阵与获取到的所述信号格式对应的模板色彩空间矩阵相叠加，得到所述视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵。

例如，当所述视频信号为标清480i信号时，将所述视频信号的色彩空间与所述标清480i信号对应的模板色彩空间矩阵相叠加，得到所述视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵；当所述视频信号为标清576i信号时，将所述视频信号的色彩空间与所述标清576i信号对应的模板色彩空间矩阵相叠加，得到所述视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵；当所述视频信号为高清信号时，将所述视频信号的色彩空间与所述高清信号对应的模板色彩空间矩阵相叠加，得到所述视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵。

第三实施例

图7示出了本发明的第三实施例，本实施例基于上述各实施例，提供了一个优选实例，给出了完整的解决方案，所述实例由FPGA和视频处理芯片共同完成，所述实例详述如下：

所述FPGA接收串行SDI信号，并将所述串行SDI信号转换为并行SDI信号发送给所述视频处理芯片，所述视频处理芯片接收到所述并行SDI信号后，判断所述并行SDI信号的信号格式，并根据所述信号格式，选择相应的模板色彩空间矩阵，根据选取到的模板色彩空间矩阵，将所述并行SDI信号的色彩空间由YUV转换到RGB，例如，接收并行SDI信号的信号格式为标清576i时，选择标清576i对应的模板色彩空间矩阵，并将所述模板色彩空间矩阵叠加到所述并行SDI信号对应的源色彩空间矩阵上。所述视频处理芯片将并行信号的色彩空间由YUV转换到RGB后，将转换后的并行信号发送给所述FPGA，所述FPGA接收所述视频处理芯片发送的并行信号，并将所述并行信号转换为串行信号，并根据所述串行信号的信号格式选择模板色彩空间矩阵，将串行信号的色彩空间由RGB转换到YUV，再进行采样格式转换、辅助信息嵌入后，输出处理信号。图8示出了本发明实施例中视频处理芯片的具体工作过程，图9示出了本发明实施例中FPGA接收到并行信号的工作过程。

本发明实施例中，在进行视频信号色彩空间的转换时，根据不同的信号格式选取不同的模板色彩空间转换矩阵，有效地避免了视频信号的色彩失真。

第四实施例

图10为本发明第四实施例提供的视频信号处理装置的示意图，用于实现本发明实施例提供的视频信号处理方法，所述装置包括：第一接收单元101、判断单元102、选取单元103和转换单元104，所述第一接收单元101用于接收输入的视频信号；所述判断单元102用于判断所述视频信号的信号格式；所述选取单元103用于根据所述视频信号及所述视频信号的信号格式，选取模板色彩空间矩阵，其中，所述模板色彩空间矩阵为预先根据所述信号格式下红、绿、蓝三种模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间，计算得到的所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；所述转换单元104用于根据所述视频信号、所述视频信号的信号格式以及选取的所述模板色彩空间矩阵，转换所述视频信号的色彩空间。

本实施例中，所述装置还可包括：第二接收单元105、关联单元106和计算单元107，所述第二接收单元105用于分别接收所述信号格式下的红、绿、蓝模板视频信号；所述关联单元106用于在每次接收到模板视频信号后，根据当前接收到的模板视频信号的信号格式，建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系；所述计算单元107用于根据建立的各对应关系，计算所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵，作为模板色彩空间矩阵。

本实施例中，所述关联单元103具体可用于：

在源色彩空间为YUV色彩空间，目标色彩空间为RGB色彩空间时，采用以下公式1建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式1： $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；或者

在源色彩空间为RGB色彩空间，目标色彩空间为YUV色彩空间时，采用以下公式2建立所述模板视频信号源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式2： $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵。

本实施例中，所述转换单元104包括：

将所述视频信号的色彩空间对应的空间矩阵与获取到的所述信号格式对应的模板色彩空间矩阵相叠加，得到所述视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵。

本实施例中，所述信号格式为：标清480i信号、标清576i信号或高清信号。

本发明还分别保护包含所述视频信号处理装置的FPGA和视频处理芯片，所述视频处理芯片利用根据公式1获得的模板色彩空间矩阵将视频信号的色彩空间从YUV转换到RGB，所述FPGA利用根据公式2获得的模板色彩空间矩阵将视频信号的色彩空间从RGB转换到YUV。

本发明实施例提供的视频信号处理装置用于执行本发明任意实施例提供的视频信号处理方法，具备相应的功能模块，可达到与所述方法相似的技术效果，此处不再赘述。

显然，本领域技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视频信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：

接收输入的视频信号；

判断所述视频信号的信号格式；

根据所述视频信号及所述视频信号的信号格式，选取模板色彩空间矩阵，所述模板色彩空间矩阵为预先根据所述信号格式下红、绿、蓝三种模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间，计算得到的所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；

根据所述视频信号、所述视频信号的信号格式以及选取的所述模板色彩空间矩阵，转换所述视频信号的色彩空间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述信号格式下红、绿、蓝三种模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间，计算所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵，包括：

分别接收所述信号格式下的红、绿、蓝模板视频信号；

在每次接收到模板视频信号后，根据当前接收到的模板视频信号的信号格式，建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系；

根据建立的各对应关系，计算所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵，作为模板色彩空间矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据当前接收到的模板视频信号的信号格式，建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系，包括：

在源色彩空间为YUV色彩空间，目标色彩空间为RGB色彩空间时，采用以下公式1建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式1： $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；或者，

在源色彩空间为RGB色彩空间，目标色彩空间为YUV色彩空间时，采用以下公式2建立所述模板视频信号源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式2： $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述视频信号、所述视频信号的信号格式以及选取的所述模板色彩空间矩阵，转换所述视频信号的色彩空间，包括：

将所述视频信号的色彩空间对应的空间矩阵与获取到的所述信号格式对应的模板色彩空间矩阵相叠加，得到所述视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述信号格式为：标清480i信号、标清576i信号或高清信号。

6.一种视频信号处理装置，其特征在于，所述装置包括：

第一接收单元，用于接收输入的视频信号；

判断单元，用于判断所述视频信号的信号格式；

选取单元，用于根据所述视频信号及所述视频信号的信号格式，选取模板色彩空间矩阵，所述模板色彩空间矩阵为预先根据所述信号格式下红、绿、蓝三种模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间，计算得到的所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；

转换单元，用于根据所述视频信号、所述视频信号的信号格式以及选取的所述模板色彩空间矩阵，转换所述视频信号的色彩空间。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二接收单元，用于分别接收所述信号格式下的红、绿、蓝模板视频信号；

关联单元，用于在每次接收到模板视频信号后，根据当前接收到的模板视频信号的信号格式，建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系；

计算单元，用于根据建立的各对应关系，计算所述信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵，作为模板色彩空间矩阵。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述关联单元具体用于：

在源色彩空间为YUV色彩空间，目标色彩空间为RGB色彩空间时，采用以下公式1建立当前接收到的模板视频信号的源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式1： $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵；或者，

在源色彩空间为RGB色彩空间，目标色彩空间为YUV色彩空间时，采用以下公式2建立所述模板视频信号源色彩空间和目标色彩空间之间的对应关系：

公式2： $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right];$

其中， $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的源色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{c}Y\\ U\\ V\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵， $\left[\begin{array}{ccc}{a_{11}}^{\′}& {a_{12}}^{\′}& {a_{13}}^{\′}\\ {a_{21}}^{\′}& {a_{22}}^{\′}& {a_{23}}^{\′}\\ {a_{31}}^{\′}& {a_{32}}^{\′}& {a_{33}}^{\′}\end{array}\right]$ 为当前接收到的模板视频信号所属信号格式下视频信号的色彩空间转换矩阵。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转换单元包括：

将所述视频信号的色彩空间对应的空间矩阵与获取到的所述信号格式对应的模板色彩空间矩阵相叠加，得到所述视频信号的目标色彩空间对应的空间矩阵。

10.根据权利要求6-9任一所述的装置，其特征在于，所述信号格式为：标清480i信号、标清576i信号或高清信号。