DE69522102T2

DE69522102T2 - System zur farbkonvertierung von bildsignalen

Info

Publication number: DE69522102T2
Application number: DE69522102T
Authority: DE
Inventors: Michael Keith; Stephen Wood
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2015-04-08
Also published as: JPH09505676A; CA2187297A1; EP0754339B1; WO1995027974A1; JP2999825B2; EP0754339A1; US5877754A; DE69522102D1; CA2187297C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf digitale Bildsignalverarbeitung uns speziell auf computer-implementierte Verfahren, Vorrichtungen und Systeme für die Farbumwandlung digitaler Bildsignale.
Übliche Systeme zur Darstellung von Videobildern im PC-Bereich unterliegen Beschränkungen, zum Teil durch die Verarbeitungskapazitäten der PC-Prozessoren. Zu diesen Beschränkungen gehören geringe Videobildraten und kleine Bildschirmgrößen für die Darstellung der Videobilder. Solche Beschränkungen führen zu geringer Videoqualität. Daher erfordern einige konventionelle Systeme zum Abspielen von Videobildern mit einem PC zusätzliche Hardware, die so ausgelegt ist, dass sie Videosignale mit den für eine akzeptable Videoqualität benötigten Raten verarbeitet.
Es besteht daher ein Bedürfnis nach einem Videodecodiersystem für die Wiedergabe hochqualitativer, vollbewegter digitaler Videobilder auf einem Grafikdisplaymonitor bei einem Personalcomputer (PC), welches keine zusätzliche Hardware benötigt. Ein solches Decodiersystem ist vorzugsweise in der Lage, Decodier-, Umwandlungs- und Darstellungs-Funktionen durchzuführen, um einen Video-Wiedergabebetrieb zu erlauben. Beim Wiedergabebetrieb greift das Decodiersystem auf codierte Videosignale aus einem Massenspeicher zu, decodiert diese Signale in ein Mehrkomponenten-Videoformat (z.B. ein unterabgetastetes Dreikomponenten- YUV9-Format), wandelt diese Mehrkomponentensignale in Einzelindex-Farbnachschlagtabellen(CLUT)-Signale um und benutzt diese CLUT-Signale für die Erzeugung einer Bildwiedergabe mittels eines Monitors.
Es besteht ferner ein Bedürfnis für ein Videocodiersystem zur Erzeugung der codierten Videosignale, welche von dem Videodecodiersystem decodiert und dargestellt werden sollen. Solch ein Codiersystem ist vorzugsweise in der Lage, Datenerfassungs-, Codier-, Decodier-, Umwandlungs- und Widergabefunktionen durchzuführen, um sowohl einen Kompressionsmodus wie auch den Wiedergabemodus zu unterstützen. Im Kompressionsmodus erfasst und codiert das Codiersystem Videobilder, welche von einem Videogenerator, wie etwa einer Videokamera, einem Videokassettenspieler oder einem Laserplattenspieler erzeugt worden sind. Die codierten Videosignale können dann in einem Massenspeicher, wie etwa einem Festplattenspeicher oder neuerdings einer CD-ROM gespeichert werden. Gleichzeitig können die codierten Videosignale auch decodiert, umgewandelt und auf einem Wiedergabemonitor dargestellt werden, um die Kompressionsmodusverarbeitung zu überwachen.
Übliche Einrichtungen zur Umwandlung von Dreikomponenten- Videosignalen in Einzelindex-CLUT-Signale in Videoverarbeitungssystemen (also Codier- oder Decodiersysteme oder beides) definieren typischerweise einige oder alle der Palettenfarben der letztendlichen CLUT-Tabelle, welche für die Wiedergabe der Videobilder benutzt wird. Es gibt jedoch Computeranwendungsprogramme (für die Verwendung in Videoverarbeitungssystemen auf PC-Basis), welche ebenfalls die CLUT-Palette definieren.
In Band 37 Nr. 3 vom März 1994 spricht das IBM Technical Disclosure Bulletin auf den Seiten 95 und 96 das Problem an, Bilder auf Videogabegeräten mit beschränkter Farbskala darzustellen, wobei eine Palette oder ein Satz von Farben im Farbraum beispielsweise des Wiedergabegerätes ausgewählt werden muss und ein Quantisierer eingesetzt werden muss, welcher jedes Pixel des Bildes einer der Palettenfarben zuordnet. Um die Quantisierungseffekte zu glätten, werden die Pixelwerte durch eine "gewisse Form der Verarbeitung" modifiziert. In Fällen, wo die Paletten, Quantisierer und auch die Verarbeitung zur Artefaktverringerung unabhängig von irgendeinem bestimmten Bild sind, kann die Palette eine willkürliche sein (also sich auf einen anderen Farbraum als das von der Quelle gelieferte Bild beziehen), aber sie ist von vorneherein bestimmt worden. Um mit einer solchen vorbestimmten Palette zu arbeiten, muss ein gemeinsamer Farbraum für die Palette und das von der Quelle gelieferte Bild ausgewählt werden, und dann müssen die Palettenfarbpunkte in diesen Farbraum umgesetzt werden. Dann muss ein Quantisierer ausgewählt werden, um die Bildpunkte des von der Quelle gelieferten Punktes auf die verfügbaren Palettenfarben zu reduzieren, und schließlich wird eine Wobbel- oder Fehlerverwischungstechnik zu Glättungszwecken vorgenommen. Die Methode zur Bestimmung der "Simulations"-Farben beinhaltet die Übersetzung der Palette in den Farbraum des Ursprungs oder Quellenbildes unter Beibehaltung der Zuordnung der Palettenindizes (oder Farbnachschlagtabellen-Indizes) zur übersetzten Palettenfarbe, bei Identifizierung einer kleinen Anzahl von zur Simulierung der Farbe benutzten Palettenfarben für jede quantisierte Farbe des Bildes. Dieses Farbanpassungsschema umfasst die Identifizierung eines Satzes übersetzter Farbpalettenpunkte, welche gemeinsam den gewünschten quantisierten Quellenfarbpunkt möglichst gut treffen, wobei das Kriterium für die enge Approximation die euklidische Distanz ist.
Es wird eine Farbumwandlungseinrichtung zur Umwandlung von Dreikomponenten-Videosignalen in Einzel-Index-CLUT-Signale in einem Wiederverarbeitungssystem benötigt, wobei die Farbumwandlungseinrichtung eine willkürlich vordefinierte CLUT-Palette benutzt, wie sie etwa von einem Computerapplikations-Programm definiert wird, welches auf dem Videoverarbeitungssystem läuft.
Demgemäss besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Videodecodiersystems zur Wiedergabe hochqualitativer Vollbewegungs-Videobilder mit einem PC, sowie eines Videocodiersystems zur Erzeugung der codierten Videosignale, welche von dem Videodecodiersystem decodiert, umgewandelt und wiedergegeben werden sollen, wobei eine effiziente Farbumwandlung insbesondere von Dreikomponentensignalen in Einzelindex-CLUT- Signale unter Verwendung einer Farbumwandlungstabelle und einer CLUT-Palette zum Zweck der Wiedergabe auf einem Displaymonitor erfolgen soll, wobei die Farbumwandlungstabelle bei Änderungen der CLUT-Palette in genügend kurzer Zeit erzeugt werden kann, um eine nennenswerte Unterbrechung oder Verzögerung bei der Wiedergabe auszuschließen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die in den unabhängigen Verfahrens- und Systemansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst. Spezielle Ausbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen definiert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System in Computerimplementierung für Bildwiedergabe. Das System hat eine CLUT-Palette, welche jedes CLUT- Signal ch einer Mehrzahl von CLUT-Signalen C in ein entsprechendes Wiedergabesignal dh einer Mehrzahl von Wiedergabesignalen D abbildet. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird eine Farbumwandlungstabelle für die CLUT-Palette erzeugt. Die Farbumwandlungstabelle bildet jedes Bildsignal si einer Mehrzahl von Bildsignalen S in ein entsprechendes CLUT-Signal ci einer Mehrzahl von CLUT-Signalen C ab. Es wird ein einem Bild entsprechendes Bildsignal sj gebildet, welches unter Verwendung der Farbumwandlungstabelle in ein CLUT-Signal cj der Mehrzahl von CLUT-Signalen C übersetzt wird. Das Bild wird entsprechend dem CLUT-Signal cj dargestellt, wenn das CLUT-Signal cj in ein Wiedergabesignal dj der Mehrzahl von Wiedergabesignalen D unter Verwendung der CLUT-Palette transformiert bzw. übersetzt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich in weiteren Einzelheiten aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, den beiliegenden Ansprüchen und Zeichnungen, welche zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Videosystems zur Wiedergabe von Videobildern mit einem PC gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung;
Fig. 2 eine Darstellung des YUV-Komponentenraums;
Fig. 3 ein Flussdiagramm eines bevorzugten, mit dem Videosystem nach Fig. 1 implementierten Verfahrens zur Erzeugung von Nachschlagetabellen, die bei dem Farbumwandlungsverfahren gemäß Fig. 6 für eine willkürliche CLUT-Palette benutzt werden;
Fig. 4 ein Flussdiagramm eines bevorzugten Verfahrens, welches mit dem Videosystem nach Fig. 1 implementiert ist, zur Erzeugung einer U-, V-Wobbelgröße zur Verwendung bei der Erzeugung von U- und V-Wobbelnachschlagtabellen;
Fig. 5 ein Flussdiagramm einer bevorzugten, mit dem Videosystem nach Fig. 1 implementierten Verfahrens zur Erzeugung der U- und V-Vorspannungen zur Verwendung bei der Erzeugung der U- und V-Wobbelnachschlagetabellen und
Fig. 6 ein Flussdiagramm für die mit dem Videosystem nach Fig. 1 durchgeführte Verarbeitung zur Umwandlung eines Dreikomponenten-YUV-Signals in ein Einzelindex- CLUT-Signal.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Beschreibung des Videosystems

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Videosystems 100 zur Wiedergabe von Videobildern mit einem PC gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das Videosystem 100 kann in Kompressions- und Playback-Moden arbeiten, und sein Betrieb wird durch ein Betriebssystem 112 gesteuert, welches mit den anderen Verarbeitungseinheiten des Videosystems 100 über ein Bussystem 120 kommuniziert.
Wenn das Videosystem 100 im Kompressionsmodus arbeitet, erzeugt ein Videogenerator 102 des Videosystems 100 analoge Videosignale und schickt diese zu einem Erfassungsprozessor 104. Dieser decodiert (d.h. trennt) das analoge Videosignal in drei lineare Komponenten (eine Leuchtdichtekomponente Y und zwei Farbkomponenten U und V), digitalisiert jede Komponente und skaliert sie. Das Skalieren der digitalisierten Signale umfasst vorzugsweise eine Unterabtastung der U- und V-Signale zur Erzeugung digitaler Videosignale in Unterabtastungs-YUV9-Format. Wie der Fachmann weiß, haben die YUV9-Signale für jeden (4 · 4) Block der Y-Komponentensignale ein U-Komponentensignal und ein V- Komponentensignal.
Ein Realzeit-Codierer codiert (d.h. komprimiert) jede Komponente der erfassten (d.h. uncodierten oder unkomprimierten) YUV9- Signale getrennt und sendet die uncodierten Signale über den Systembus 120 zur Speicherung an den Massenspeicher 108.
Die codierten Signale können dann nach Wunsch durch einen Nichtrealzeit-Codierer 110 weiter codiert werden. Wählt man eine solche weitere Codierung, dann greift der Nichtrealzeitcodierer 110 auf die im Massenspeicher 108 gespeicherten codierten Signale zu, codiert diese weiter und sendet die weitercodierten Videosignale zurück zum Massenspeicher 108. Am Ausgang des Nichtrealzeit-Codierers 110 werden die weitercodierten digitalen Videosignale geliefert.
Das Videosystem 100 lässt auf Wunsch auch die Überwachung des Kompressionsmodusbetriebs zu. Wünscht man eine solche Überwachung, dann werden die (entweder vom Realzeit-Codierer 106 oder vom Nichtrealzeit-Codierer 110) codierten Signale zusätzlich zur Speicherung im Massenspeicher 108 vom Decodierer 114 zurück in das YUV9-Format decodiert (d.h. dekomprimiert) (und für die Darstellung skaliert). Der Farbkonverter 116 wandelt dann die decodierten skalierten YUV9-Signale in das für die Wiedergabe der Videobilder auf dem Displaymonitor 118 gewählte Wiedergabeformat um. Für die hier beschriebene Erfindung wird als Wiedergabeformat vorzugsweise ein 8Bit-CLUT-Format gewählt, wenn auch andere Ausführungsformen der Erfindung zusätzliche oder alternative CLUT-Wiedergabeformate erlauben können.
Arbeitet das Videosystem 100 im Wiedergabebetrieb, dann greift der Decodierer 114 auf die im Massenspeicher 108 gespeicherten Videosignale zu und decodiert und skaliert die codierten Videosignale zurück in das decodierte YUV9-Format. Der Farbkonverter 116 wandelt dann die decodierten skalierten YUV9-Siganele zu gewählten CLUT-Wiedergabeformat-Signalen um, die für die Erzeugung von Bildern auf dem Displaymonitor 118 verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Betriebssystem 112 ein Multimediabetriebssystem, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, das Microsoft® Video for Windows oder Apple® Quicktime, das auf einem Personalcomputer mit einem Allzweck-Hostprozessor, wie etwa, jedoch nicht darauf beschränkt, einem Intel®x86-Prozessor oder Motorola® Mikroprozessor läuft. Ein Intel®x86-Prozessor kann ein Intel®386, 486 oder PentiumTM Prozessor sein. Der Videogenerator 102 kann irgendeine Quelle analoger Videosignale, wie etwa eine Videokamera, ein Videorecorder oder ein Laserplattenspieler sein. Der Erfassungsprozessor 104 und der Realzeit-Codierer 106 werden vorzugsweise mittels eines Videocoprozessors impelementiert, wie etwa ein Intel®i750-Codierer oder eine Intel®Smart-Videokarte. Der Nichtrealzeit-Codierer 110 wird vorzugsweise in der auf dem Hostprozessor laufenden Software implementiert.
Der Massenspeicher 108 kann irgendeine geeignete Einrichtung zum Speichern digitaler Signale sein, wie etwa ein Festplattenlaufwerk oder eine CD-ROM. Der Fachmann weiß, dass das Videosystem 100 mehr als einen Massenspeicher 108 haben kann. Beispielsweise kann das Videosystem 100 ein Festplattenlaufwerk zur Aufnahme codierter Signale haben, die während des Kompressionsmodus erzeugt werden, sowie eine CD-ROM zur Speicherung anderer codierter Signale für den Wiedergabemodus.
Der Decodierer 114 und der Farbkonverter 116 werden vorzugsweise in der Software implementiert, die auf dem Hostprozessor läuft. Der Displaymonitor 118 kann irgendein geeignetes Gerät zur Wiedergabe von Videobildern sein, vorzugsweise ist er ein Grafikmonitor wie etwa ein VGA-Monitor.
Der Fachmann weiß, dass jeder der Funktionsprozessoren des Videosystems 100 gemäß Fig. 1 auch durch irgendeine andere geeignete Hardware/Software-Verarbeitungseinheit implementiert werden kann.

Beschreibung der Umwandlung von YUV9-Signalen in CLUT-Signale

Das Videosystem 100 erlaubt vorzugsweise die Benutzung einer 8- Bit-Farbnachschlagetabelle (CLUT), die bis zu 256 verschiedene Farben zur Darstellung von Bildpunkten auf dem Displaymonitor 118 gemäß Fig. 1 enthalten kann. Jede CLUT-Farbe entspricht einem Tripel von YUV-Komponenten. Frühere Lösungen für die Umwandlung von Dreikomponenten-YUV9-Signalen in Einzelindex-CLUT- Signale haben mit speziellen vordefinierten Paletten gearbeitet, für deren Verwendung die Betriebssysteme programmiert waren. Erfindungsgemäß kann das Videosystem 100 YUV9-Signale in CLUT-Signale unter Verwendung einer willkürlich vordefinierten CLUT-Palette umwandeln. Dem Fachmann ist es klar, dass das Videosystem 100 daher in der Lage ist, Videosignale unter Gegebenheiten wiederzugeben, wo ein Teil oder die gesamte Palette definiert ist, beispielsweise durch eine auf dem Videosystem 100 laufende Anwendung.
Das Videosystem 100 kann Nachschlagetabellen zur Umwandlung von YUV9-Signalen in CLUT-Signale mit einer willkürlichen CLUT- Palette erzeugen. Es kann auch diese Nachschlagetabellen zur Umwandlung von YUV9-Signalen in CLUT-Signale als Teil eines Videowiedergabeprozesses umwandeln.

Erzeugung von Nachschlagetabellen (Lookup Tables)

Eine 8-Bit-Einzelindex-CLUT-Palette bildet jedes von (bis zu) 256-8-Bit-CLUT-Signalen in einen Farbraum ab (z.B. Dreikomponenten-RGB), welcher von einem PC-Betriebssystem (z.B. Microsoft® Windows® Betriebssystem) zur Wiedergabe (z.B. Video, Grafik, Text) auf einem Displaymonitor benutzt wird. Videoverarbeitungssysteme können Videobilder unter Verwendung von anderen Farbsignalen als Einzelindex-CLUT-Signalen oder Dreikomponenten-RGB-Signalen, codieren und decodieren, wie etwa unterabgetastete YUV9-Signale. Damit das Betriebssystem Videosignale vom CLUT-Format in das RGB-Format umwandelt, wandelt das Videoverarbeitungssystem vorzugsweise zunächst YUV9-Signale in CLUT- Signale um.
Das erfindungsgemäße Videosystem 100 erzeugt Farbumwandlungsnachschlagetabellen zur Abbildung unterabgetasteter YW9- Signale in 8-Bit-CLUT-Signale für willkürlich vordefinierte CLUT-Paletten. Eine Möglichkeit, solche Nachschlagetabellen zu erzeugen besteht im Vergleichen jedes der möglichen YW-9- Signale mit jedem der 256 möglichen CLUT-Signale zur Identifizierung derjenigen CLUT-Signale, welche am nächsten bei jedem der YUV9-Signale liegen. Diese gewaltsame Methode kann abschreckend teuer sein (hinsichtlich der Verarbeitungszeit) in einem Videosystem mit begrenzter Verarbeitungsbandbreite, und zwar sowohl wegen der Anzahl der durchgeführten Vergleiche und wegen der Komplexität jedes Vergleichs. Jeder Vergleich würde typischerweise die folgende Berechnung umfassen:
(y - y&sub0;)² + (u - u&sub0;)² + (v - v&sub0;)², (1)
wobei (y, u, v) ein YW-Signal und (y&sub0;, u&sub0;, v&sub0;) die Farben der CLUT- Palette (in YUV-Format umgewandelt) darstellt.
Damit das Videosystem 100 die Videosignale richtig umwandelt, werden bei der Initialisierung des Videosystems 100 und jedes Mal bei Änderungen der CLUT-Palette vorzugsweise neue Farbumwandlungs-Nachschlagetabellen erzeugt. Die Erzeugung der Nachschlagetabellen erfolgt vorzugsweise in so kurzer Zeit wie möglich, um eine nennenswerte Unterbrechung oder Verzögerung der Videobildwiedergabe zu vermeiden. Die Erzeugung der Nachschlagetabellen erfolgt vorzugsweise auf dem Hostprozessor des Videosystems 100.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden drei Farbumwandlungs-Nachschlagetabellen erzeugt: CLUT-Tabelle, Tabelle U und Tabelle V. Die CLUT-Tabelle wird benutzt zur Umwandlung der Dreikomponenten-YUV-Signale aus dem YUV-Raum in die nächstliegenden Einzelindex-8-Bit-CLUT-Signale im CLUT-Raum. Tabelle U und Tabelle V liefern die U- und V-Komponentenwobbelung zur Verbesserung der Qualität der Bildwiedergabe.
Gemäß einem bevorzugten Verfahren zur Umwandlung von YUV9- Signale in CLUT-Signale (wie im Einzelnen noch im nächsten Abschnitt dieser Beschreibung mit dem Titel "Farbumwandlungsverarbeitung") erläutert wird, werden CLUT-Signale unter Verwendung von 7-Bit-Y-, U- und V-Komponenten-Signalen erzeugt, in welchen die Y-Komponenten-Signale auf den Bereichen 8 bis 120 einschließlich begrenzt sind. Die U- und V-Komponenten-Signale sind vorzugsweise ebenfalls auf den Bereich zwischen 8 und 120 beschränkt. Die CLUT-Tabellen-Nachschlagetabelle ist eine 16K- Nachschlagetabelle, auf die mit 14-Bit-Indizes zugegriffen wird, welche auf 7-Bit-Y-Komponenten-Signalen und 3-Bit-U- und V-Komponenten-Signalen basieren. Eines von den Bits der 14-Bit- Indizes wird nicht benutzt.
Es sei nun Fig. 2 betrachtet, welche eine zweidimensionale Darstellung des Teils des YUV-Raumes für die Komponente Vi (eine der acht möglichen 3-Bit-V-Komponenten (V0, V1, ...V7)) bildet. Für die Komponente V1 gibt es 128 verschiedene 7-Bit-Y- Komponenten (Y0, Y1, ...Y127) und 8 verschiedene 3-Bit-U- Komponenten (U0, U1, ...U7). Es wird ein feines Gitter definiert, um alle möglichen YUV-Kombinationen im vollen YUV-Raum zu umfassen. Zusätzlich wird ein Grobgitter definiert, welches alle möglichen YUV-Kombinationen des vollen YUV-Raums definiert, in welchem Y ein ganzes Vielfaches von 16 ist. Damit sind in Fig. 2 alle aufgenommenen Punkte Teil des Feingitters, während nur diejanigen Punkte, deren Y-Komponente eins von (Y0, Y16, ...Y112) ist, Teil des Grobgitters sind.
Das Grobgitter teilt den YUV-Raum in 8 Y-Bereiche. Ein Y- Bereich enthält alle YUV-Kombinationen mit Y-Komponenten zwischen Y0 und Y15 einschließlich. Ein anderer Y-Bereich enthält alle YUV-Komponenten mit Y-Komponenten zwischen Y16 und Y31 einschließlich.
Fig. 3 zeigt ein Verfahrensflussdiagramm für die vom Videosystem 100 durchgeführte Verarbeitung zur Erzeugung der CLUT- Nachschlagetabellen zur Farbumwandlung von YUV9 in CLUT mit einer willkürlichen CLUT-Palette gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
Die Erzeugung der CLUT-Tabelle beginnt mit der Umwandlung jeder der (bis zu 256) Palettenfarben in die entsprechenden YUV- Komponenten und Speicherung der Farben an der richtigen Stelle eines Array (Y-Bereich[8][256]), welche den Y-Bereich bezeichnet, in welchem die Palettenfarbe liegt (Schritt 302 in Fig. 3). Der Fachmann versteht, dass die Palettenfarben in anderer Weise über den YUV-Raum verteilt sein können und typischerweise nicht mit den YUV-Punkten des Grob- oder des Feingitters zusammenfallen. Für eine wirklich zufällige Palette können alle 256 Palettenfarben innerhalb eines einzigen Y-Bereichs des YUV- Raumes liegen.
Nach der Umwandlung aller Palettenfarben in den YUV-Raum wird jede YUV-Kombination des Grobgitters (unter Verwendung von Gleichung (1)) mit allen Palettenfarben verglichen, um diejenige Palettenfarbe zu finden, welche der YUV-Kombination am besten gleicht (Schritt 304). Eine Palettenfarbe wird einer bestimmte YUV-Kombination als am nächsten angesehen, wenn der sich aus Gleichung (1) ergebende Wert kleiner als für jede andere Palettenfarbe ist.
Nach einem erschöpfenden Durchsuchen der Palettenfarben für die YUV-Kombination des Grobgitters wird die nächstliegende Palettenfarbe für jede der anderen YUV-Kombinationen des Feingitters (d.h. solche mit Y-Komponenten, welche ungerade Vielfache von 16 sind) durch Vergleichen der YUV-Koinbination mit nur einem Unter-Satz von Palettenfarben erzeugt (Schritt 306). Der bevorzugte Unter-Satz enthält: (1) die beiden (in Schritt 304) identifizierten Palettenfarben für die zwei nächstliegenden Grobgitterpunkte, welche die selben U- und V-Komponenten haben und (2) alle diejenigen Palettenfarben, welche (in Schritt 302) identifiziert worden sind als innerhalb desselben Y-Bereichs wie die YUV-Kombination liegend. Wenn beispielsweise die YUV- Kombination (Y1, U3, Vi) der Fig. 2 verarbeitet wird, wird ((Y1, U3, Vi) verglichen mit:
- der in Schritt 304 als am nächsten beim Gitterpunkt (Y0, U3, Vi) liegenden Palettenfarbe
- der in Schritt 304 als am nächsten beim Gitterpunkt (Y16, U3, Vi) liegenden Palettenfarbe und
- allen Palettenfarben, die im Schritt 304 als in den durch alle YUV-Kombinationen mit Y-Komponenten zwischen Y0 und Y15 einschließlich definierten Y-Bereich fallend identifiziert worden sind.
Schritt 306 wird vorzugsweise ausgeführt durch sequenzielle Verarbeitung der Feingitterpunkte längs der Linien fester U- und V-Komponenten. Beispielsweise kann in Fig. 2, Schritt 306 nacheinander die Feingitterpunkte (Y1, U3, Vi), (Y2, U3, Vi)..., (Y15, U3, Vi) verarbeiten. Ist das Distanzmaß D(y, y&sub0;) zwischen der YUV-Kombination (y, u, v) und der Palettenfarbe (y&sub0;, ua, v&sub0;) unter Verwendung von Gleichung 1 bestimmt worden, dann kann das Distanzmaß D(y + 1y&sub0;) zwischen der nächsten YUV- Kombination (y + 1, u, v) und derselben Palettenfarbe (y&sub0;u&sub0;v&sub0;) unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) gewonnen werden:
D(Y + 1, y&sub0;) = [(y + 1) - y&sub0;]² + [u - u&sub0;]² + [v - v&sub0;]² = D(y, y&sub0;) + [2(y - y&sub0;) + 1] (2)
Damit kann das Distanzmaß D(y + 1, y&sub0;) für den momentanen Feingitterpunkt berechnet werden durch Inkrementieren des Distanzmaßes D(y, y&sub0;) für den vorangehenden Feingitterpunkt durch einfaches Addieren des Ausdrucks 2(y - y&sub0;) + 1. Wenn die Ableitung dieses Ausdruckes nach y 2 ergibt, dann kann das Distanzmaß für alle Punkte längs einer Linie konstanter U- und V-Komponenten differentiell gebildet werden unter Verwendung des folgenden C- Computersprachencode:
distance[i] += delta[i]
delta[i] += 2
wobei delta[i] auf 2(y - y&sub0;) + 1 initialisiert ist. Das Distanzmaß der Gleichung (1) ist einfach das Quadrat der Dreikomponenten- Distanz zwischen zwei Signalen im YUV-Raum.
Die Verarbeitung nach Fig. 3 kann benutzt werden zur Erzeugung einer Nachschlagetabelle "CLUT-Tabelle", welche jede der YUV- Kombinationen des Feingitters im YUV-Rauri auf die nächstliegende Farbe der CLUT-Palette abbildet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die CLUT-Tabelle eine 16K-Nachschlagetabelle, auf die mit 14-Bit-Indizes der Form (vvuuu Oyyyyyyy) zugegriffen wird. Es versteht sich für den Fachmann, dass das Verfahren der Fig. 3 die Anzahl der für die Bildung der CLUT-Tabelle erforderlichen Berechnungen erheblich gegenüber dem erschöpfenden gewaltsamen Verfahren reduziert.
Das Videosystem 100 erzeugt auch Nachschlagetabellen (Tabelle U und Tabelle V), die zum Wobbeln der unterabgetasteten U- und V- Signale dienen, um die Videobilder mit verbesserter Qualität zu rekonstruieren. Die Erzeugung der Tabelle-U- und Tabelle-V- Nachschlagetabellen umfasst die Erzeugung einer U-V-Wobbelgröße für die vordefinierte willkürliche Palette und dann die Erzeugung von U- und V-Vorspannungspegeln. Es sei bemerkt, dass die Y-Wobbelgröße vorzugsweise nicht an die Palette angepasst ist, weil bei dem bevorzugten Umwandlungsprozess, der im nächsten Abschnitt dieser Beschreibung unter dem Titel "Farbumwandlungsverarbeitung" beschrieben ist, in das Verfahren zur Wiedergewinnung der Werte aus der CLUT-Tabelle konstante Y-Wobbelversätze hinein codiert werden.
Fig. 4 zeigt ein Verfahrensflussdiagramm der vom Videosystem 100 durchgeführten Verarbeitung für die Erzeugung der U- und V- Wobbelgröße zur Vwerndung bei der Erzeugung der U- und V- Wobbelnachschlagtabellen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die U-, V-Wobbelgröße ist vorzugsweise die mittlere Distanz im YUV-Raum zwischen einer Palettenfarbe und ihrem M nächsten Palettennachbarn, wobei die Nähe bestimmt wird mit Hilfe der Dreikomponenten-Distanzmessung der Gleichung (1). Die U- und V-Wobbelgrößen werden vorzugsweise als identisch angenommen.
Zur Erzeugung der U- und V-Wobbelgrößen wählt das Videosystem 100 zufällig N der Palettenfarben der CLUT aus (Schritt 402 in Fig. 4). Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird N auf 32 festgesetzt.
Für jede der N ausgewählten Palettenfarben führt das Videosystem 100 eine erschöpfende Suche durch die CLUT-Palette durch, um die M nächstliegenden Palettenfarben zu ermitteln (unter Verwendung der Dreikomponenten-Distanzmessung der Gleichung (1))(Schritt 404). Bei einer bevorzugten Ausführung wird M auf 6 festgesetzt.
Das Videosystem 100 erzeugt die U- und V-Wobbelgröße DMAG als mittlere Distanz aller N ausgewählten Palettenfarben (Schritt 406). Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die mittlere Distanz erzeugt durch Summierung aller Quadratwurzeln der Distanzmessungen aus Gleichung 1 von Schritt 404 und Dividieren durch die Anzahl der Distanzmessungen.
Es sei nun Fig. 5 betrachtet, die ein Prozessflussdiagramm des mit Hilfe des Videosystems 100 durchgeführten Verfahrens zur Erzeugung der U- und V-Vorspannungen zur Verwendung bei der Erzeugung der U- und V-Wobbelnachschlagetabellen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die U- und V- Vorspannungen sind vorzugsweise die mittleren U- und V-Fehler, die bei der Umwandlung von einer YUV-Kombination in die CLUT- Palette auftreten.
Zur Erzeugung der U- und V-Vorspannungen wählt das Videosystem 100 zufällig P YUV-Kombinationen aus (Schritt 502). Bei einer bevorzugten Ausführung wird P auf 128 festgesetzt.
Für jede der P ausgewählten YUV-Kombinationen erzeugt das Videosystem 100 (im Schritt 504) 4 gewobbelte YUjYj-Kombinationen nach den folgenden Beziehungen
YU&sub0;V&sub0; wobei U&sub0; = U + 2*DMAG/3 U&sub0; = V + 1*DMAG/3
YU&sub1;v&sub1; wobei U&sub1; = U + 1*DMAG/3 V&sub1; = V + 2*DMAG/3
YU&sub2;V&sub2; wobei U&sub2; = U V&sub2; = V + DMAG
YU&sub3;V&sub3; wobei U&sub3; = U + DMAG V&sub3; = V
Für jede der 4*P ausgewählten YUjVj-Kombinationen, welche im Schritt 504 erzeugt worden sind, führt das Videosystem 100 den Farbumwandlungsprozess durch (der im nächsten Abschnitt der Beschreibung unter dem Titel "Farbumwandlungsprozess" beschrieben wird), um die entsprechenden Palettenfarben zu erzeugen (Schritt 506).
Für jede der 4*P ausgewählten YUjVj-Kombinationen, welche im Schritt 505 erzeugt worden sind, erzeugt das Videosystem 100 (im Schritt 508):
- Die Differenz zwischen der Uj-Komponente der ausgewählten YUjVj-Kombination und der U-Komponente jeder der entsprechenden CLUT-Palettenfarben (die im Schritt 506 ermittelt wurden), und
- Die Differenz zwischen der Vj-Komponente der ausgewählten YujVj-Kombination und der V-Komponente jeder der entsprechenden CLUT-Palettenfarben (welche im Schritt 506 bestimmt worden sind.
Das Videosystem 100 erzeugt die U-Vorspannung als mittlere U- Komponentendifferenz und die V-Vorspannung als mittlere V- Komponentendifferenz zwischen den 4*P ausgewählten YUjVj- Kombinationen und den entsprechenden CLUT-Palettenfarben (Schritt S10)
Das Videosystem 100 benutzt dann die U-, V-Wobbelgröße und die U- und V-Vorspannungen zur Erzeugung der Nachlagetabellen Tabelle U und Tabelle V, die für den Farbumwandlungsvorgang benutzt werden. Tabelle U und Tabelle V sind 12-Byte- Nachschlagetabellen. Der Index zur Tabelle U ist eine 7-Bit-U- Komponente und der Index zur Tabelle V ist eine 7-Bit-V- Komponente. Jede der 128 Eingaben in die Tabelle U ist ein 4- Byte-Wert der Form:
(00000u&sub0;&sub2;u&sub0;&sub1;u&sub0;&sub0; 00000u&sub1;&sub2;u&sub1;&sub1;u&sub1;&sub0; 000000u&sub2;&sub2;u&sub2;&sub1;u&sub2;&sub0; 00000u&sub3;&sub2;u&sub3;&sub1;u&sub3;&sub0;)
wobei
u&sub0;&sub2;u&sub0;&sub1;u&sub0;&sub0; = (CLAMP[U + 2*DMAG/3 + UBIAS]) > > 4
u&sub1;&sub2;u&sub1;&sub1;u&sub1;&sub0; = (CLAMP[U·DMAG/3 + UBIAS]) > > 4
u&sub2;&sub2;u&sub2;&sub1;u&sub2;&sub0; = (CLAMP[U + UBIAS]) > > 4
u&sub3;&sub2;u&sub3;&sub1;u&sub3;&sub0; = (CLAMP[U + DMAG + UBIAS]) > > 4
wobei U die 7-Bit-U-Komponente ist. DMAG ist die Wobbelgröße und UBIAS ist die U-Komponentenvorspannung. Die CLAMP-Funktion wird folgendermaßen definiert:
CLAMP [X] = 0, IF (X < 0)
CLAMP [X] = X, IF (0 ≤ X ≤ 127)
CLAMP [X] = 127, IF(X > 127)
Die Operation "> > 4" verschiebt das geklemmte Signal um 4 Bits nach rechts und behält dabei die drei höchstwertigen Bits des 7-Bit-Signals bei. Ähnlich ist jeder der 128 Eingabewerte der Tabelle V ein 4-Byte-WERte der Form:
00v&sub0;&sub2;v&sub0;&sub1;v&sub0;&sub0;000 00v&sub1;&sub2;v&sub1;&sub1;v&sub1;&sub0;000 00v&sub2;&sub2;v&sub2;&sub1;v&sub2;&sub0;000 00v&sub3;&sub2;v&sub3;&sub1;v&sub3;&sub0;000)
wobei:
v&sub0;&sub2;v&sub0;&sub1;v&sub0;&sub0; = (CLAMP[V + DMAG/3 + VBIAS]) > > 4
v&sub1;&sub2;v&sub1;&sub1;v&sub1;&sub0; = (CLAMP[V + 2*DMAG/3 + VBIAS]) > > 4
v&sub2;&sub2;v&sub2;&sub1;v&sub2;&sub0; = (CLAMP[V + DMAG + VBIAS]) > > 4
v&sub3;&sub2;v&sub3;&sub1;v&sub3;&sub0; = (CLAMP[V + VBIAS]) > > 4
wobei V die 7-Bit-V-Komponente, DMAG die Wobbelgröße und VBIAS die V-Komponenten-Vorspannung ist.

Farbumwandlungsverfahren

In Fig. 6 ist ein Prozess-Flussdiagramm gezeigt, welches die vom Videosystem 100 durchgeführte Verarbeitung für die Umwandlung von Dreikomponenten-YUV9-Signalen in Einzelindex-CLUT- Signale gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung zeigt. Bei einer bevorzugten Ausführung enthalten die YUV9-Signale 4 · 4 Pixelblocks, von denen jeder Pixelblock einen entsprechenden 4 · 4-Block von 7-Bit-Y-Komponentensignalen, ein einziges 7-Bit- U-Komponentensignal und ein einziges 7-Bit-V-Komponentensignal umfasst.
Der 4 · 4-Block der Y-Komponentensignale Yij kann folgendermaßen in Matrixform dargestellt werden:
y&sub0;&sub0; y&sub0;&sub1; y&sub0;&sub2; Y&sub0;&sub3;
y&sub1;&sub0; y&sub1;&sub1; y&sub1;&sub2; y&sub1;&sub3;
y&sub2;&sub0; y&sub2;&sub1; y&sub2;&sub2; y&sub2;&sub3;
y&sub3;&sub0; y&sub3;&sub1; y&sub3;&sub2; y&sub3;&sub3;
Obwohl es für alle 16 Pixel in dem 4 · 4-Block nur ein einziges 7-Bit-U-Komponentensignal gibt, hängt das gewobbelte U-Signal, das für die Erzeugung des CLUT-Indexsignals für ein bestimmtes Pixel benutzt wird, von dem Ort der Pixel innerhalb des 4 · 4- Blockes ab. Die anderen gewobbelten U-Signale für jeden 4 · 4- Block können durch die folgende Matrix dargestellt werden:
00000u&sub2;&sub2;u&sub2;&sub1;u&sub2;&sub0; 00000u&sub3;&sub2;u&sub3;&sub1;u&sub3;&sub0; 00000u&sub2;&sub2;u&sub2;&sub1;u&sub2;&sub0; 00000u&sub3;&sub2;u&sub3;&sub1;u&sub3;&sub0;
00000u&sub0;&sub2;u&sub0;&sub1;u&sub0;&sub0; 00000u&sub1;&sub2;u&sub1;&sub1;u&sub1;&sub0; 00000u&sub0;&sub2;u&sub0;&sub1;u&sub0;&sub0; 00000u&sub1;&sub2;u&sub1;&sub1;u&sub1;&sub0;
00000u&sub2;&sub2;u&sub2;&sub1;u&sub2;&sub0; 00000u&sub3;&sub2;u&sub3;&sub1;u&sub3;&sub0; 00000u&sub2;&sub2;u&sub2;&sub1;u&sub2;&sub0; 00000u&sub3;&sub2;u&sub3;&sub1;u&sub3;&sub0;
00000u&sub0;&sub2;u&sub0;&sub1;u&sub0;&sub0; 00000u&sub1;&sub2;u&sub1;&sub1;u&sub1;&sub0; 00000u&sub0;&sub2;u&sub0;&sub1;u&sub0;&sub0; 00000u&sub1;&sub2;u&sub1;&sub1;u&sub1;&sub0;
bei welcher jedes Byte der Definition im vorigen Kapitel unter der Überschrift "Erzeugung von Nachschlagetabellen" entspricht.
Gleichermaßen hängt trotz nur eines einzigen 7-Bit-V-Komponentensignals für alle 16 Pixel im 4 · 4-Block das gewobbelte V-Signal, das zur Erzeugung des CLUT-Indexsignals für ein bestimmtes Pixel benutzt wird, von der Stelle des Pixels innerhalb des 4 · 4-Blockes ab. Die anderen gewobbelten Y-Signale für jeden 4 · 4-Block können durch die folgende Matrix dargestellt werden:
00v&sub2;&sub2;v&sub2;&sub1;v&sub2;&sub0;000 00v&sub3;&sub2;v&sub3;&sub1;v&sub3;&sub0;000 00v&sub2;&sub2;v&sub2;&sub1;v&sub2;&sub0;000 00v&sub3;&sub2;v&sub3;&sub1;v&sub3;&sub0;000
00v&sub0;&sub2;v&sub0;&sub1;v&sub0;&sub0;000 00v&sub1;&sub2;v&sub1;&sub1;v&sub1;&sub0;000 00v&sub0;&sub2;v&sub0;&sub1;v&sub0;&sub0;000 00v&sub1;&sub2;v&sub1;&sub1;v&sub1;&sub0;000
00v&sub2;&sub2;v&sub2;&sub1;v&sub2;&sub0;000 00v&sub3;&sub2;v&sub3;&sub1;v&sub3;&sub0;000 00v&sub2;&sub2;v&sub2;&sub1;v&sub2;&sub0;000 00v&sub3;&sub2;v&sub3;&sub1;v&sub3;&sub0;000
00v&sub0;&sub2;v&sub0;&sub1;v&sub0;&sub0;000 00v&sub1;&sub2;v&sub1;&sub1;v&sub1;&sub0;000 00v&sub0;&sub2;V&sub0;&sub1;v&sub0;&sub0;000 00v&sub1;&sub2;v&sub1;&sub1;v&sub1;&sub0;000
bei welcher jedes Byte der Definition aus dem vorigen Abschnitt mit dem Titel "Erzeugung von Nachschlagetabellen" entspricht.
Zusätzlich zur Wobbelung der U- und V-Signale werden auch die Y-Signale gewobbelt. Die bevorzugten Y-Wobbelsignale für jeden 4 · 4-Block entsprechen der folgenden Bayer-Matrix:
0 4 1 5
6 2 7 3
1 5 0 4
7 3 6 2
Gemäß Fig. 6 kann zur Umwandlung eines Pixels von Y-, U-, V- Komponenten in ein einziges CLUT-Indexsignal das U- Komponentensignal benutzt werden zur Erzeugung des geeigneten gewobbelten U-Signals aus der U-Wobbeltabelle (Tabelle U) (Schritt 602 in. Fig. 6). Das gewobbelte U-Signal kann dargestellt werden als 000uuu.
Das V-Komonentensignal kann dann benutzt werden zur Erzeugung eines geeigneten gewobbelten V-Signals aus der V-Wobbeltabelle (Tabelle V). Dieses gewobbelte V-Signal lässt sich (durch eine ODER-Verknüpfung) mit dem gewobbelten U-Signal kombinieren zur Erzeugung eines gewobbelten UV-Signals (Schritt 604). Das gewobbelte V-Signal kann dargestellt werden als vvv000 und das gewobbelte UV-Signal als vvvuuu.
Das 7-Bit-Y-Komponentensignal kann dann mit dem gewobbelten UV- Signal und dem geeigneten Y-Wobbelsignal Ydith kombiniert werden zur Bildung eines 14-Bit-Index-I (Schritt 606). Das 14-Bit- Index-I kann aus der folgenden Beziehung abgeleitet werden:
I = vvvuuu Oyyyyyyy) + (Ydith *2 - 8)
wobei Oyyyyyyy das Y-Komponentensignal und Ydith das entsprechende Y-Wobbelsignal (aus der Y-Wobbelmatrix) ist. Das Ydith-Signal wird verdoppelt und vom Ergebnis wird 8 abgezogen, so dass die Wobbelkomponente um 0 symmetrisch ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Y-Komponentensignale begrenzt auf Pegel zwischen 0 und 120 einschließlich. Da das maximale Y- Wobbelsignal (bei der früher in diesem Abschnitt der Beschreibung beschriebenen bevorzugten Y-Wobbelmatrix) 7 ist, ist das maximale gewobbelte Y-Signal 120 + 7·2 - 8 = 126, und das minimale gewobbelte Y-Signal = 8 + 0·2 - 8 = 0. Als Ergebnis ist das gewobbelte Y-Signal immer ein 7-Bit-Signal.
Das dem Pixel entsprechende 8-Bit-CLUT-Indexsignal kann dann aus der 16K CLUT-Umwandlungstabelle (CLUT-Tabelle) unter Verwendung des 14-Bit-Index I gebildet werden (Schritt 608). Weil Bit 7 (wobei Bit 0 das niedrigstwertigste Bit ist) des 14-Bit- Index I immer 0 ist, wird die Hälfte der 16K CLUT-Tabelle nie benutzt.
Eine bevorzugte Ausführung des Farbumwandlungsprozesses bedient sich des Vorteils einiger der Symmetrien und Redundanzen in dem Farbumwandlungsprozess. Der bevorzugte Farbumwandlungsprozess ist auch für eine effiziente Implementierung auf den bevorzugten Intel®-Hostprozessoren ausgelegt. Eine bevorzugte Realisierung des erfindungsgemäßen Farbumwandlungsprozesses kann durch den folgenden C-Computersprachencode dargestellt werden: für jeden 4 · 4-Block von YUV-Kombinationen in einem Bild (Frame)
Bei diesem Verfahren ist eax ein 4-Byte-Register, wobei al Byte 3 (das niedrigste Byte) und ah Byte 2 (das zweitniedrigste Byte) im Register eax ist. Ähnliches gilt für die Register ebx und ecx.
Es versteht sich für den Fachmann, dass die bevorzugten Ausführungen für die Erzeugung von Nachschlagetabellen und den Farbumwandlungsprozeß, die vorstehend in der Beschreibung erläutert sind, nicht die einzigen Ausführungsmöglichkeiten sind, welche in den Bereich der Erfindung fallen. Beispielsweise können alternative Ausführungen Nachschlagetabellen erzeugen und benutzen, deren Struktur anders als diejenige der oben beschriebenen ist. Weiterhin können die Y-, U-, und V-Komponentensignale auch anders gewobbelt werden.
Die Erfindung lässt sich auch benutzen zur Erzeugung und Verwendung von Nachschlagetabellen für die Umwandlung von Videosignalen zwischen anderen Farbformaten als von YUV9 in 8-Bit-CLUT.
Es versteht sich für den Fachmann, dass alternative Ausführungen der Erfindung auf anderen Multimediabetriebssystemen basieren können als Microsoft® Video for Windows und Apple® Quicktime und/oder auf PCs mit anderen Prozessoren als Intel® x86 oder Motorola® Mikroprozessoren. Es versteht sich auch für den Fachmann, dass die Erfindung benutzt werden kann, um Signale umzuwandeln, die zu anderen als Videobildern gehören.
Es versteht sich ferner, dass Änderungen in den Details, Materialien und Anordnungen der Teile, welche beschrieben und veranschaulicht sind, um das Wesen der Erfindung zu erläutern, vom Fachmann vorgenommen werden können, ohne vom Prinzip und Bereich der in den folgenden Ansprüchen ausgedrückten Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Mit einem Computer ausgeführtes Verfahren zur Darstellung eines Bildes in einem System, bei dem durch die auf dem System laufende Anwendung eine Farbnachschlagtabellen(CLUT)- Palette definiert wird, jedes einer Mehrzahl von CLUT- Signalen (C) auf eine zugehörige von einer Mehrzahl von Darstellungssignalen (D) abgebildet wird, und eine Farbumwandlungstabelle für die CLUT-Palette jedes einer Mehrzahl von einen Farbraum einnehmenden Bildsignals (S), auf ein entsprechendes CLUT-Signal (C) abbildet,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Farbumwandlungstabelle in einem genügend kurzen Zeitraum, um eine nennenswerte Störung bei der Darstellung von Videobildern zu vermeiden, erzeugt wird durch

- Auswahl jedes einzelnen der CLUT-Signale (C) und Transformierung jedes CLUT-Signals in ein entsprechendes Bildsignal (S) in dem Farbraum,

- Unterteilung des Farbraumes durch ein Grobgitter in Unterräume, welche durch aus den Bildsignalen (S) ausgewählte Grobgitter-Bildsignale (Sc) definiert sind,

- Vergleich jedes der Grobgitter-Bildsignale (Sc) mit jedem der transformierten CLUT-Signale in dem Farbraum zur Identifizierung der entsprechenden CLUT-Palettenfarbe, welche jedem der Grobgitter-Bildsignale am nächsten kommt,

- Unterteilung der Farbunterräume durch ein Feingitter, das durch Feingitter-Bildsignale (Sf) definiert ist, die aus den Bildsignalen (S) zwischen den Grobgitter-Bildsignalen (Sc) ausgewählt sind, und

- Vergleich jedes der Feingitter-Bildsignale (Sf) mit jedem einzelnen nur eines Unter-Satzes der transformierten CLUT-Signale, welcher in Beziehung zu dem Grobgitter-Unterraum steht, der jene Feingittersignale enthält, zur Identifizierung der entsprechenden CLUT-Palettenfarben des Unter-Satzes, welche jedem der Feingitter- Bildsignale am nächsten kommen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unter-Satz zwei CLUT-Signale (C), welche Grobgitter- Bildsignalen (Sc) am nächsten kommen, die mit den mit dem Unter-Satz von CLUT-Signalen (C) verglichenen Feingitter- Bildsignalen am nächsten kommen, und diejenigen CLUT-Signale enthält, die irgendeinem anderen Bildsignal (S) entsprechen, das eine Y-Komponente innerhalb eines Bereiches enthält, der durch Y-Komponenten definiert ist, welche den beiden CLUT- Signalen (C) entsprechen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale (S) Drei-Komponenten-Signale (Y, U, V) sind und daß die CLUT-Signale (C) Ein-Komponenten-Signale (Index) sind und daß die Darstellungssignale (D) Drei-Komponenten-Signale (Y, U, V) sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbumwandlungstabelle in Realzeit während des Laufens einer Anwendung auf dem System erzeugt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale (S) Y-, U- und V-Komponenten enthalten und daß die Erzeugung der Farbumwandlungstabelle weiterhin einschließt:

- Erzeugung entsprechender U- und V-Farbmischtabellen (dither tables) zur Farbmischung der U- und V-Komponenten entsprechend der CLUT-Palette,

- Transformierung der Bildsignale (S) in die CLUT-Signale (C) unter Verwendung der U- und V-Farbmischtabellen zusätzlich zur Farbumwandlungstabelle.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Erzeugung jeweiliger U- und V-Farbmischgrößen für die CLUT- Palette und jeweiliger U- und V-Vorspannungswerte (biases) für die Farbumwandlungstabelle und durch die Erzeugung von U- und V-Farbmischtabellen entsprechend den jeweiligen U- und V- Farbmischgrößen und -Vorspannungswerten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der U- und V-Farbmischgrößen umfaßt:

- Auswahl von N Palettenfarben der CLUT-Palette,

- Durchführung einer erschöpfenden Suche nach den M nächstliegenden Palettenfarben der CLUT-Palette für jede der N Palettenfarben, und

- Erzeugung von U- und V-Farbmischgrößen aus der mittleren Distanz von jeder der N Palettenfarben zu jeder der M nächsten Palettenfarben.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der U- und V-Vorspannungswerte umfaßt:

- Wahl von P YUV-Kombinationen der Bildsignale,

- Erzeugung von Q farbgemischten YUV-Kombinationen für jede der P YUV-Kombinationen,

- Farbumwandlung jeder der XxP farbgemischten YUV- Kombinationen zur Erzeugung einer oder mehrerer entsprechender Palettenfarben,

- Erzeugung von U- und V-Differenzen zwischen jeder der Q·P farbgemischten YUV-Kombinationen und einer oder mehreren entsprechenden Palettenfarben,

- Erzeugung des U-Vorspannungswertes aus der mittleren U- Differenz, und

- Erzeugung des V-Vorspannungswertes aus der mittleren V- Differenz.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformation der Bildsignale (S) in die CLUT-Signale (C) umfaßt:

- Umwandlung eines U-Komponenten-Signals des Bildsignals (S) in ein U-Farbmischsignal unter Verwendung der U- Farbmischtabelle,

- Umwandlung eines V-Komponentensignals des Bildsignals (S) in ein V-Farbmischsignal unter Verwendung der V- Farbmischtabelle,

- Kombination des U-Farbmischsignals und des V-Farbmischsignals mit einem Y-Komponenten-Signal des Bildsignals (S) und einem Y-Farbmischsignal zur Erzeugung eines Index-Signals, und

- Zugriff auf die Farbumwandlungstabelle unter Verwendung des Index-Signals.

10. Computerimplementiertes System zur Darstellung eines Bildes in einem System, welches so eingerichtet ist, daß bei Benutzung eine Farbnachschlagetabellen(CLUT)-Palette durch die auf dem System laufende Anwendung definiert wird, wobei jedes von einer Mehrzahl von CLUT-Signalen (C) auf eines einer Mehrzahl von Darstellungssignalen (D) abgebildet wird und eine Farbumwandlungstabelle für die CLUT-Palette jedes aus einer Mehrzahl von Bildsignalen (S), die einen Farbraum einnehmen, auf ein entsprechendes CLUT-Signal (C) abbildet, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Erzeugung einer Farbumwandlungstabelle in einer genügend kurzen Zeit, um eine nennenswerte Unterbrechung in der Darstellung der Bildsignale zu vermeiden, aufweist:

- eine Einrichtung (302) zum Auswählen jedes einzelnen der CLUT-Signale (C) und Transformieren jedes CLUT-Signals in ein entsprechendes Bildsignal (S) in dem Farbraum,

- eine Einrichtung (304) zur Unterteilung des Farbraums durch ein Grobgitter in Unter-Räume, die durch aus den Bildsignalen (S) ausgewählte Grobgitter Bildsignale (C) definiert sind,

- eine Einrichtung (304) zum Vergleichen jedes der Grobgitter-Bildsignale (Sc) mit jedem der transformierten CLUT-Signale in dem Farbraum zur Identifizierung der jeweiligen CLUT-Palettenfarbe, welche jedem der Grobgitter-Bildsignäle am nächsten kommt,

- eine Einrichtung (306) zur Unterteilung der Farb-Unterräume durch ein Feingitter, welches durch Feingitter- Bildsignale (Sf) definiert ist, die aus den Bildsignalen (S) zwischen den Grobgitter-Bildsignalen (Sc) ausgewählt sind, und

- eine Einrichtung (306) zum Vergleichen jedes der Feingitter-Bildsignale (Sf) mit jedem aus nur einem Unter- Satz der transformierten CLUT-Signale, wobei dieser Unter-Satz in Beziehung zu dem Grobgitter-Unterraum steht, welcher diese Feingitter-Signale enthält, zur Identifizierung der jeweiligen CLUT-Palettenfarben des Unter-Satzes, welche jedem Feingitter-Bildsignal am nächsten kommen.

11. Systen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Unter-Satz zwei CLUT-Signale (C), welche den Grobgitter-Bildsignalen (Sc) entsprechen, die dem mit dem Untersatz von CLUT-Signalen (C) zu vergleichenden Feingitter-Bildsignal (Sf) am besten übereinstimmen, und diejenigen CLUT-Signale enthält, die irgendeinem anderen Bildsignal (S) mit einer Y- Komponente innerhalb eines Bereiches entsprechen, der durch die den beiden CLUT-Signalen (C) entsprechenden Y-Komponente definiert ist.

12. Systen nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale (S) Drei-Komponenten-Signale sind, daß die CLUT-Signale (C) Ein-Komponenten-Signale sind und daß die Darstellungssignale (D) Drei-Komponenten-Signale sind.

13. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Mittel (112, 116) zur Erzeugung der Farbumwandlungstabelle in Realzeit, während die Anwendung auf dem System läuft.

14. System nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale (S) Y-, U- und V-Komponenten enthalten und daß die Mittel (112, 116) zur Erzeugung der Farbumwandlungstabelle weiterhin aufweisen:

- Mittel (402, 404, 406) zur Erzeugung jeweiliger U- und V- Farbmischtabellen zur Farbmischung der U- und V-Komponenten entsprechend der CLUT-Palette, und

- Mittel (506) zur Transformierung der Bildsignale (S) in die CLUT-Signale (10) unter Verwendung der U- und V- Farbmischtabellen zusätzlich zur Farbumwandlungstabelle.

15. System nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Mittel (402-406; 502-510) zur Erzeugung entsprechender U- und V- Farbmischgrößen für die CLUT-Palette und entsprechender U- und V-Vorspannungswerte für die Farbumwandlungstabelle und Mittel (406, 510) zur Erzeugung der U- und V-Farbmischtabellen entsprechend den jeweiligen U- und V-Farbmischgrößen und Bezugswerten.

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung der U- und V-Farbmischgrößen umfassen:

- Mittel (402) zur Auswahl von N Palettenfarben der CLUT- Palette,

- Mittel (404) zur Durchführung einer erschöpfenden Suche nach den M nächsten Palettenfarben der CLUT-Palette für jede der N Palettenfarben, und

- Mittel (406) zur Erzeugung der U- und V-Farbmischgrößen aus der mittleren Distanz von jeder den N Palettenfarben zu jeder der M nächstliegenden Palettenfarben.

17. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung der U- und V-Vorspannungswerte umfassen:

- Mittel (502) zur Auswahl von P YUV-Kombinationen der Bildsignale,

- Mittel (504) zur Erzeugung von Q farbgemischten YUV- Kombinationen für jede der P YUV-Kombinationen,

- Mittel (506) zur Farbumwandlung jeder der Q · P farbgemischten YUV-Kombinationen zur Erzeugung einer oder mehrerer entsprechender Palettenfarben,

- Mittel (508) zur Erzeugung von U- und V-Differenzen zwischen jeder der Q · P farbgemischten YUV-Kombinationen und eine oder mehreren entsprechenden Palettenfarben, und

- Mittel (510) zur Erzeugung des U-Vorspannungswertes aus der mittleren U-Differenz und Erzeugung des V-Vorspannungswertes aus der mittleren V-Differenz.

18. Systen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Transformation der Bildsignale (S) in die CLUT- Signale (C) aufweisen:

- Mittel (602) zur Umwandlung eines U-Komponenten-Signals des Bildsignals (S) in ein U-Farbmischsignal unter Verwendung der U-Farbmischtabelle,

- Mittel (604) zur Umwandlung eines V-Komponenten-Signals des Bildsignals (S) in eine V-Farbmischsignal unter Verwendung der V-Farbmischtabelle,

- Mittel (606) zur Kombinierung des U-Farbmischsignals und des V-Farbmischsignals mit einem U-Komponentensignal des Bildsignals (S) und einem Y-Farbmischsignal zur Erzeugung eines Index-Signals, und

- Mittel (608) zum Zugreifen auf die Farbumwandlungstabelle unter Verwendung des Index-Signals.

19. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Host-Prozessor zur Realisierung eines Farbumwandlers vorgesehen ist, der die Farbumwandlungstabelle für die CLUT-Palette erzeugt.