專利名稱：：色彩處理裝置及方法
技術領域：
：本發明涉及數據處理領域，特別涉及一種色彩處理裝置及方法。
背景技術：
：現有技術下的CMOS和CCD圖像傳感器僅能記錄灰度值，即從純白到純黑的系列色調。它們僅能通過捕捉光子的數量來獲取亮度信息。因此，彩色相機獲得彩色圖像的基本原理是在感光元件上安裝濾色鏡片，然后通過各種方式來合成彩色圖像。目前，市場上通常使用的彩色感光元件的工作原理為在各像素單元上安放R/G/B濾光鏡，R/G/B濾光鏡僅能捕捉到三種顏色中的一種，然后再通過算法將三種濾光鏡的顏色進行混合，就可以得到彩色圖像數據(如圖l所示)。請參閱圖2和圖3，圖2為常見感光元件10的感光矩陣，三原色的感光點在矩陣上錯開排布。目前，感光元件上各個感光點的數據并不能獨立輸出，而是以行為單位的串行輸出。感光元件10接收時鐘信號CLK、并輸出感光點序號X[]、感光數據VDI、行同步信號HS和列同步信號VS。時鐘信號CLK表示感光元件10的工作頻率；感光點序號X[]表示當前輸出的感光數據VDI的編號，該編號也就決定了當前感光點的顏色；感光數據VDI是感光點根據光的強弱轉化而成的亮度信息；行同步信號HS和列同步信號VS用于將輸出的串行感光數據VDI還原成感光矩陣的排和列。因為感光數據VDI是以串行形式輸出，要進行色彩分離，首先要將各個感光點的數據分離出來。請參閱圖4，每一個時鐘信號CLK的到來，感光元件10輸出一個感光點序號X[]和一個感光數據VDI，以該時鐘信號CLK的頻率讀取數據即可得到單個的感光數據VDI。請同時參閱圖2和圖5，為了獲得彩色圖像，一個像素通常由相鄰的四個感光點構成，那么像素的構成就有圖5所示的四種排列組合方式。在這種組合方式下，由于相鄰兩個像素R/G/B三色中會有一色相同(如圖5中第一個像素和第二個像素的R相同)，合成的影像質量較低。為此，一種更好的組合方式是取每相鄰的九個感光點作為一個像素來合成彩色數據，請參閱圖6，這種合成方法中的像素會有圖6所示的四種排列組合方式。可以看出，這種合成方法不僅使得每個像素的彩色都能取到不同的R/G/B色值，而且是在完全對稱的范圍內取得色值，使得圖像與實際圖像色彩更為相似，畫面更加逼真。目前，九點合成的色彩分離方法通常是先將感光點的數據存儲在存儲器中，計算某一像素的色彩數據時，通過軟件讀取存儲器中對應的九個感光數據，再通軟件運算來實現該像素的R/G/B色彩分離，以輸出該像素的R/G/B色彩數據。由于，利用軟件從存儲器中讀取數據必須一個一個讀取，即一個脈沖只能讀取一個數據，那么按照上述方式計算出一張彩色圖像則需要太長長時間。例如一張1024*768的彩色影像，共需要1024*768*3*3個讀取步驟。也就是說，獲得感光點的數據所花費的時間是從感光元件上讀出數據的9倍時間，導致成像速度慢，影響成像品質。
發明內容鑒于此，有必要提供一種可快速分離像素中色彩數據的色彩處理裝置。還有必要提供一種可快速分離像素中色彩數據的色彩處理方法。一種色彩處理裝置，包括延遲單元和處理單元，所述延遲單元用于接收感光元件輸出的感光數據并進行延遲，所述延遲單元具有多個輸出端，用于分別輸出延遲后的多個感光數據，所述處理單元具有多個輸入端并部分或全部與所述延遲單元的多個輸出端相連，所述處理單元用于同時接收所述延遲單元的多個輸出端輸出的感光數據并計算得出該多個感光數據中的各顏色的色彩數據。一種色彩處理裝置，包括多個寄存元件，用于寄存并延遲感光元件輸出的一個感光數據，所述多個寄存元件串聯連接，以依次傳遞其存儲的感光數據，多個寄存元件的多個輸出端用于同時輸出多個感光數據。一種色彩處理裝置，包括多個寄存元件和存儲單元，部分寄存元件串聯于感光元件的輸出端，用于接收感光元件輸出的感光數據并進行延遲，所述存儲單元用于存儲多個感光數據并逐一傳遞給另一部分寄存元件，所述多個寄存元件的多個輸出端用于同時輸出多個感光數據。一種色彩處理方法，包括如下步驟通過多個延遲元件接收并延遲感光元件輸出的多個感光數據；所述多個延遲元件同時輸出延遲后的多個感光數據；同時接收該多個感光數據；根據所述多個感光數據求得其中各種顏色的色彩信息。上述色彩處理裝置和方法通過具有多個輸出端的延遲單元將感光元件逐一輸出的感光數據延遲后，同時輸出多個感光數據，使得后續能夠同時獲得多個感光數據，相較于軟件方法的逐個感光數據的讀取大大加快了數據獲得的速度，進而加速了多個感光數據的色彩分離，提高成像速度。圖1為R/G/B三基色示意圖。圖2為感光元件的感光矩陣示意圖。圖3為感光元件的數據輸入輸出示意圖。圖4為感光元件輸出的感光數據分離方式示意圖。圖5為圖2所示的感光矩陣中四點式像素種類示意圖。圖6為圖2所示的感光矩陣中九點式像素種類示意圖。圖7為一較佳實施方式的色彩處理裝置結構圖。圖8為另一較佳實施方式的色彩處理裝置結構圖。圖9為圖8所示的色彩處理裝置輸出的數據結構示意圖圖10為四種的九點式像素色彩分離計算公式表。圖11為色彩處理裝置中的第一種色彩分離運算電路結構圖。圖12為色彩處理裝置中的第二種色彩分離運算電路結構圖。圖13為色彩處理裝置中的第三種色彩分離運算電路結構圖。圖14為色彩處理裝置中的第四種色彩分離運算電路結構圖。圖15為一較佳實施方式的色彩處理方法步驟流程圖。具體實施例方式請參閱圖7，其為一較佳實施方式的色彩處理裝置20的結構圖，感光元件10輸出的感光數據VDI傳送給色彩處理裝置20，色彩處理裝置20將各個像素的R/G/B色彩分離并分別輸出R/G/B色彩數據，后續根據該R/G/B色彩數據進行成像。色彩處理裝置20包括多個寄存元件202和處理單元204。多個寄存元件202依次串聯在感光元件10的感光數據VDI的輸出端(下文簡稱為"感光元件10的輸出端")，每一個寄存元件202用于寄存一個感光點所產生感光數據VDI。處理單元204分別與感光元件10的輸出端以及部分寄存元件202相連，用于采集組合成一個像素的多個感光數據VDI，并計算出該像素的R/G/B色彩數據。以九點合成方法為例，若感光元件10為圖2所示的10*8的感光矩陣，對應的，色彩處理裝置20中寄存元件202的數量為二十二個(兩行加兩個)。圖2所示的10*8的感光矩陣中各個感光點的感光數據VDI從第一行的第一感光點(圖2左上角)開始，從左向右，從上到下依次傳遞給二十二個寄存元件202(直接與感光元件10相連的寄存元件202為第一個，后面的依次為第二個、第三個等)。處理單元204與感光元件10的輸出端、第一、第二、第十、第十一、第十二、第二十、第二十一、第二十二個寄存元件202的輸出端(共八個寄存元件202的輸出端)相連。當感光元件10第一行的第一感光點的感光數據VDI傳遞到第二十二個寄存元件202中時，第二十、第二十一個寄存元件202存著感光元件10第一行中的第三和第二個感光點的感光數據VDI;第十、第十一、第十二個寄存元件202存著感光元件10第二行前三個感光點的感光數據VDI;第一、第二個寄存元件202存著感光元件10第三行前兩個感光點的感光數據VDI;感光元件10第三行第三個感光點的感光數據VDI在感光元件10中即將輸出。上述的這九個感光點剛好組成第一個像素，下一個時鐘信號CLK到來時，處理單元204同時得到這九個感光數據VDI，并通過這九個感光數據計算出該第一個像素的R/G/B色彩數據。再來一個時鐘信號CLK時，上述的九個輸出端的輸出變為第二個像素點的九個感光數據VDI，即感光元件10第一、二、三行的第二、三、四個感光數據VDI。如此，每一個時鐘信號CLK的到來即可同時完成九個感光數據VDI的讀取，相比現有技術中只能逐個讀取存儲器中數據的軟件方法而言，大大增加了色彩分離的速度，使得彩色成像速度也大大提高，進而提高成像品質。圖7所示的實施方式中，感光元件10也相當于一個寄存元件，用來存儲當前像素最后一個感光點的感光數據VDI，所以處理單元204有一個感光數據從感光元件10上獲得，其他八個感光數據VDI從八個寄存元件202的輸出端獲得。其他實施方式中，若寄存元件202的數量大于或等于二十三個時(即大于或等于感光元件10的兩行加兩個的感光點的個數)，處理單元204則可以直接從九個寄存元件202的輸出端獲得感光數據VDI。其中，通常每個感光點的感光數據VDI為一個八位數據，本實施方式中，每個寄存元件202為一個八位的DQ觸發器。可以看出，圖7所示的實施方式中多個寄存元件202實質上是多個延遲單元，從感光元件IO輸出的感光數據VDI不立刻被讀取，而是延遲二十二個脈沖后(即感光元件10的兩行加兩個的感光點的個數)，再開始讀取數據。換句話說，感光元件10的第三行第三個感光點的感光數據VDI輸出時開始第一次讀取，因為多個寄存元件202上的數據是同時輸出的，所以處理單元204可以同時讀取到構成第一個像素的九個被延遲的感光數據VDI。由于感光元件l0往往不只是圖2所示的10*8的分辨率，如1024*768，若仿照圖7所示的色彩處理裝置20的技術方案，則至少需要1024*2+2=2050個寄存元件202。如此之多的寄存元件202會使得色彩處理裝置的元件數量太多，體積也將較大。為此，有必要提供一種元件數量較少的色彩處理裝置。請參閱圖8，其為另一實施方式的色彩處理裝置30的結構示意圖，其相對于圖7所示的色彩處理裝置20的區別在于，色彩處理裝置30中采用第一存儲單元302和第二存儲單元304代替圖7中的部分寄存元件202。感光元件10的輸出端、第二存儲單元304、第一存儲單元302以及兩個寄存元件202依次串聯；感光元件10的輸出端還進一步串聯有四個寄存元件202;第二存儲單元304的輸出端串聯有三個寄存元件202。色彩處理裝置30中的處理單元306分別與連接于感光元件10的輸出端的后三個寄存元件202、連接于第二存儲單元304輸出端的三個寄存元件202、連接于第一存儲單元304輸出端的二個寄存元件202、第一存儲單元304的輸出端(共九個)相連，以同時獲得該九個輸出端的九個感光數據VDI。為了方便理解，下面仍以圖2所示陣列作為感光元件10進行說明。第一存儲單元302和第二存儲單元304分別用于存儲感光元件10的一行數據量的感光數據VDI，即10個感光數據VDI。由于前一個數據的輸出到存儲器的存儲動作需要一個脈沖的時間，即需要一個寄存元件202的延遲時間，所以可存儲10個感光數據VDI的第一存儲單元302或第二存儲單元304便相當于10+1=11個延遲，即等于11個寄存元件202。從而使得第二存儲單元304的輸出要比感光元件10的輸出晚一個脈沖時間，第一存儲單元302的輸出又要比第二存儲單元304的輸出晚一個脈沖時間，所以圖8中的第二存儲單元304的輸出端比第一存儲單元302多連接一個寄存元件202，以存儲第二存儲單元304比第一存儲單元302早輸出的一個感光數據VDI。同理，感光元件10的輸出端也需要比第二存儲單元304的輸出端多連接一個寄存元件202。如此可確保一個像素的九個感光數據VDI都能同時在各個輸出端輸出，處理單元306即可同時獲得九個感光數據VDI。請同時參閱圖9，其為圖8中各個輸出端同時輸出的感光數據VDI的數據結構示意圖。每個感光數據VDI用Dxy表示，其中x表示感光矩陣的"行"(x=0、1、2、3…..)，y表示感光矩陣的"列"(y=0、1、2、3….)。當感光元件10的第一個感光數據VDI(DOO)傳遞到連接于第二存儲單元304輸出端的最后一個寄存元件202上并輸出時，圖9所示的十二個感光數據VDI(Dxy)為圖8中的十二個輸出端所輸出的感光數據VDI。處理單元306所連接的九個輸出端的數據即為圖9中虛線框所包含的九個感光數據VDI(Dxy)，且這九個感光數據VDI(Dxy)正好構成第一個像素。此時，感光元件10的輸出端已經輸出到第三行的第五個感光數據VDI(D24)。當下一個脈沖到來，所有感光數據VDI繼續向前傳遞一個，處理單元306所連接的九個輸出端的數據則變為第二個像素的九個感光數據。如此，往后感光元件10的輸出端每輸出一個感光數據VDI，處理單元306則可同時得到一個像素得九個數據，相對于軟件方式的數據讀取，縮短到了九分之一的時間。圖7中的處理單元204或圖8中的處理單元306接收到九個感光數據VDI后需要將九個感光數據VDI中的R/G/B三色數據分離，得到R/G/B三個色彩數據。如前所述，九個感光數據中R/G/B每個顏色的排列有圖6所示的四種方式，如此，所有像素中的R/G/B色彩分離共有四種計算方法。如圖10所示，其為對應圖6所示的四種排列方式的四種色彩分離的計算公式列表，其中，默認為圖6所示的四種排列方式都為第一像素。請結合圖10同時參閱圖11、12、13、14，圖ll、12、13、14分別為處理單元204或處理單元306中實現上述四種算法的電路結構圖，本實施方式以處理單元306為例。為方便理解，下面將圖ll、12、13、14統一介紹。處理單元306包括加法器362和移位器364，加法器362用于進行圖10中所述公式的加法運算；移位器364用于進行圖10中所述公式的除法運算，其中除以4(/4)相當于將數據右移兩位，除以2(/2)相當于將數據右移一位。電路中的移位動作即為將讀取數據的地址移動兩位。如四個八位數據作加法后變為十位，右移兩位即表示讀取前八位。換句話說，電路中的移位動作表現為一個讀取動作的地址變更，通這種讀取方法代替了軟件運算里面復雜的除法運算，大大縮短了計算時間，即大大縮短了色彩分離的時間上述色彩處理裝置20、30僅僅是以九個感光點作為一個像素點的色彩分離舉例，其還可以延伸到四個，十六個等其他數量的感光點作為一個像素的情況，只需要按照上述實施方式的技術思想對應變更寄存元件202的數量以及存儲器的大小即可。其原理都是將感光元件IO的輸出端的感光數據VDI進行延遲，以實現后續的多個感光數據VDI同時讀取，從而縮短色彩分離的時間，使得圖像處理速度大幅度提高。請參閱圖15，一種色彩處理方法，包括如下步驟步驟S501，通過多個延遲元件接收并延遲感光元件輸出的多個感光數據，所述延遲元件為寄存元件(如D觸發器)或者存儲器。步驟S503，所述多個延遲元件同時輸出延遲后的多個感光數據。步驟S505，同時接收該多個感光數據，所述多個感光數據屬于同一像素。步驟S507，根據所述多個感光數據求得其中各種顏色的色彩信息，所述色彩信息為一像素內相同顏色的感光數據的平均值。其中，所述的一個像素可以不僅僅包括上述輸出的多個感光數據，其還可以包括從感光元件的輸出端獲得的感光數據。上述色彩處理方法通過多個延遲元件將感光元件逐一輸出的感光數據延遲后，同時輸出多個感光數據，使得后續能夠同時獲得多個感光數據，相較于軟件方法的逐個感光數據的讀取大大加快了數據獲得的速度，進提高了多個感光數據的色彩分離速度。本
技術領域：
的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的范圍之內。權利要求權利要求1一種色彩處理裝置，包括延遲單元和處理單元，所述延遲單元用于接收感光元件輸出的感光數據并進行延遲，所述延遲單元具有多個輸出端，用于分別輸出延遲后的多個感光數據，所述處理單元具有多個輸入端與所述延遲單元的多個輸出端相連，所述處理單元用于同時接收所述延遲單元的多個輸出端輸出的感光數據并計算得出該多個感光數據中的各顏色的色彩數據。2.如權利要求l所述的色彩處理裝置，其特征在于所述延遲單元包括多個寄存元件，每個寄存元件用于寄存一個感光數據，所述處理單元的多個輸出端分別連接于所述多個寄存元件的輸出端，以同時獲得多個感光數據。3.如權利要求2所述的色彩處理裝置，其特征在于所述處理器的多個輸入端中一個輸入端用于直接接收感光元件輸出的感光數據，其余輸入端連接于所述多個寄存元件的輸出端。4.如權利要求2所述的色彩處理裝置，其特征在于所述多個寄存元件依次串聯連接。5.如權利要求2所述的色彩處理裝置，其特征在于所述寄存元件為D觸發器。6.如權利要求l所述的色彩處理裝置，其特征在于所述延遲單元至少延遲所述感光元件兩行加兩個數量的感光數據的輸出時間。7.如權利要求l所述的色彩處理裝置，其特征在于所述所述延遲單元包括多個寄存元件和存儲單元，部分寄存元件串聯于感光元件的輸出端，用于接收感光元件輸出的感光數據并進行延遲，所述存儲單元用于存儲多個感光數據并逐一傳遞給另一部分寄存元件，所述處理器的多個輸出端別連接于所述多個寄存元件的輸出端，以同時獲得多個感光數據。8.如權利要求7所述的色彩處理裝置，其特征在于所述處理器的多個輸入端中至少一個用于直接接收所述存儲單元輸出的感光數據。9.如權利要求7所述的色彩處理裝置，其特征在于所述存儲單元用于存儲所述感光元件一行的感光數據。10.如權利要求7所述的色彩處理裝置，其特征在于所述存儲單元有兩個且串聯連接，所述兩個存儲單元的輸出端均串聯有多個寄存元件。11.如權利要求10所述的色彩處理裝置，其特征在于所述感光元件的輸出端、所述兩個存儲單元以及至少兩個寄存元件依次串聯連接，其中，與感光元件相連的存儲單元的輸出端進一步串聯有至少三個寄存元件，感光元件的輸出端進一步串聯有至少四個寄存元件。12.如權利要求7所述的色彩處理裝置，其特征在于所述寄存元件為D觸發器。13.如權利要求l所述的色彩處理裝置，其特征在于所述處理器包括加法器和移位器，所述加法器用于將一個像素內的多個相同顏色的感光數據相加，所述移位器用于將多個相加后的感光數據移位，以得到所述多個相同顏色的感光數據的平均值。14.如權利要求l所述的色彩處理裝置，其特征在于所述處理器用于采集構成一個像素的九個感光數據，且該處理器包括如下表一所述的四種運算方法得出該多個感光數據中的各顏色的色彩數據，其中，表一中的各個參數為表二中所示的一個像素的九個感光數據表一<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>15一種色彩處理裝置，包括多個寄存元件，用于寄存并延遲感光元件輸出的一個感光數據，所述多個寄存元件串聯連接，以依次傳遞其存儲的感光數據，多個3寄存元件的多個輸出端用于同時輸出多個感光數據。16一種色彩處理裝置，包括多個寄存元件和存儲單元，部分寄存元件串聯于感光元件的輸出端，用于接收感光元件輸出的感光數據并進行延遲，所述存儲單元用于存儲多個感光數據并逐一傳遞給另一部分寄存元件，所述多個寄存元件的多個輸出端用于同時輸出多個感光數據。17如權利要求16所述的色彩處理裝置，其特征在于所述存儲單元有兩個且串聯連接，所述兩個存儲單元的輸出端均串聯有多個寄存元件。18一種色彩處理方法，包括如下步驟接收并延遲感光元件輸出的多個感光數據；同時輸出延遲后的多個感光數據；同時接收該多個感光數據；根據所述多個感光數據求得其中各種顏色的色彩信息。19如權利要求18所述的色彩處理方法，其特征在于所述多個感光數據屬于同一像素，所述色彩信息為一像素內相同顏色的感光數據的平均值。20如權利要求18所述的色彩處理方法，其特征在于所述色彩處理方法是通過多個延遲元件來實現接收和延遲感光元件輸出的多個感光數據。21如權利要求20所述的色彩處理方法，其特征在于所述延遲元件為D觸發器與存儲單元中的至少一種。全文摘要一種色彩處理裝置，包括延遲單元和處理單元，延遲單元用于接收感光元件輸出的感光數據并進行延遲，延遲單元具有多個輸出端，用于分別輸出延遲后的多個感光數據，處理單元具有多個輸入端并部分或全部與延遲單元的多個輸出端相連，處理單元用于同時接收延遲單元的多個輸出端輸出的感光數據并計算得出該多個感光數據中的各顏色的色彩數據。上述色彩處理裝置通過具有多個輸出端的延遲單元將感光元件逐一輸出的感光數據延遲后，同時輸出多個感光數據，使得后續能夠同時獲得多個感光數據，相較于軟件方法的逐個感光數據的讀取大大加快了數據獲得的速度，進而能快速了多個感光數據的色彩分離，提高成像速度。本發明還提供一種色彩處理方法。文檔編號H04N9/04GK101459853SQ20071020295公開日2009年6月17日申請日期2007年12月10日優先權日2007年12月10日發明者唐佩忠申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司