CN101422031A - 运动图像再现装置以及灰度补正装置 - Google Patents

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CN101422031A CNA2007800132070A CN200780013207A CN101422031A CN 101422031 A CN101422031 A CN 101422031A CN A2007800132070 A CNA2007800132070 A CN A2007800132070A CN 200780013207 A CN200780013207 A CN 200780013207A CN 101422031 A CN101422031 A CN 101422031A
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大原一人
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夏普株式会社
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Abstract

本发明涉及一种运动图像再现装置以及灰度补正装置,其中滤波处理部(20)对由图像解码部(10)解码的运动图像实施滤波处理,降低噪声成分。灰度补正部(40)利用运动图像的灰度的特性,按照显示控制部(50)进行的亮度设定,进行灰度的补正。显示控制部(50)检测来自操作部(60)的信号,对显示部(30)的画面的亮度进行控制。进而,显示控制部(50)按照将滤波处理部(20)和灰度补正部(40)的输出的任意一个输入给显示部(30)的方式来进行切换开关(70)的控制。

Description

运动图像再现装置以及灰度补正装置

技术领域

本发明涉及用于再现运动图像的运动图像再现装置以及灰度补正装 置。特别是涉及即便使显示部的亮度变暗,也可以容易看到地显示运动图 像的运动图像再现装置以及用于补正该运动图像的灰度的灰度补正装置。

背景技术

近年来,在诸如移动中来视听运动图像的内容的运动图像再现装置正 在普及。在这样的便携型设备中,延长能够连续使用的时间正成为大的课 题之一。若搭载大容量的蓄电池,虽然可以延长能够使用的时间,但存在

设备的重量增加的缺点。另一方面,若使显示部所使用的LCD (Liquid Crystal Display)等的显示器的亮度变暗,则可以延长能够使用的时间。但 是,在这种情况下,为了使画面变暗所显示的图像有难以识别的缺点。提 出了用于解决这样的缺点的技术,例如,在日本特开2004—233441号公 报(专利文献l)中,公开了如下技术:使用预先将显示器的照度电平和 图像的浓度补正值附加对应的表(table),在显示器画面变得比规定电平 暗时,由于在提高图像的色彩的浓度的方向上进行补正,所以容易地观看 显示图像。

专利文献1:特开2004—233441号公报

但是,最近,流行自然画、CG或动画片等各种运动图像数据。这些 即使是同种的运动图像,也根据场景,与图像所具有的灰度相关的特性不 同也很普通。在专利文献l那样的现有技术中,采用使用按照显示器的亮 度而预先调整的浓度补正值的构成。然后,与输入的运动图像无关地对亮 度一律地进行补正。在图像变得比规定的电平暗的情况下,由于在提高图 像的色彩的浓度的方向上进行补正,所以根据应显示的运动图像的特性, 会由于补正而使浓度高的部分饱和。因此,图像的主观的画质会损失,反 而会有图像难于观看的问题。发明内容

本发明正是为了解决这样的问题,其目的在于提供一种按照应显示的 运动图像的特征,适当地进行灰度的补正的运动图像再现装置以及灰度补

正装置。

根据本发明的l个方面,提供一种运动图像再现装置,具备:用于显 示图像的显示部;控制显示部的画面的亮度的显示控制部;和按照与从显 示控制部所给予的画面的亮度对应的方式来调整输入的图像的灰度的灰 度调整部,显示控制部在进行使画面的亮度比规定的亮度暗的控制的情况 下,按照将在灰度调整部所调整的图像显示在显示部的方式,控制灰度调 整部。

优选地,包含:将与输入的图像的灰度相关的特性提取作为图像的特 征的图像特征提取部;根据画面的亮度的变化和图像的特征来算出针对图 像的灰度值的补正值的补正值算出部;和使用补正值、补正输入的图像的 灰度的补正处理部。

优选地,补正值算出部,在与图像的灰度相关的图像中,若图像的像 素强度的频数分布于规定的范围内,则算出在输入的图像的像素中、通过 补正而使灰度饱和的像素的数量不超过规定的值的补正值,在与图像的灰 度相关的特性中,若图像的像素强度的频数超过规定的范围而分布,则算 出对满足规定的条件的范围的灰度进行压縮的补正值。

优选地,灰度调整部具有对在补正处理部补正的图像或输入的图像的 任意一个进行选择并给予显示部的开关机构,显示控制部在进行使画面的 亮度变成比规定的亮度暗的控制的情况下,按照将在补正处理部补正后的 图像给予显示部的方式控制开关机构。

优选地,补正值算出部包括用于算出在输入的运动图像连续的前后的 帧间的相关值,在直方图的相关高的情况下,输出针对前面的帧的补正值 的机构。

优选地,输入的图像是由亮度成分和色差成分构成的图像,补正值算 出部包含按照色差成分的直方图分布来使针对亮度成分的补正值变化的 机构。优选地,还具备滤波处理部,用于从显示控制部所给予的画面的亮度 越暗则越强调输入的图像的尖锐感。

根据本发明的其他方面,提供一种用于补正在显示装置上显示的运动 图像的灰度的灰度补正装置,具备:将运动图像的l帧即与图像的灰度相 关的特性提取作为图像的特征的图像特征提取部;算出时间上前后的帧的 相关度的帧相关运算部;根据帧的相关度、显示装置的画面的亮度的变化 和图像的特征,算出针对图像的灰度值的补正值的补正值算出部;和利用 补正值、补正图像的灰度的补正处理部。

优选地,图像是由亮度成分和色差成分构成的图像,补正值算出部具 备:根据图像的特征,按照画面的亮度的变化,算出针对成为补正对象的 第1帧的亮度成分的第1亮度补正值的亮度补正值算出部;按照画面的亮 度的变化,算出针对第1帧的色差成分的色差补正值的色差补正值算出部; 用于存储针对比第1帧在时间上靠前的第2帧的亮度成分的第2补正值的 存储部;按照第1帧和第2帧的相关度,选择第1亮度补正值、第2亮度 补正值、或对第1亮度补正值和第2亮度补正值进行加权平均而算出的加 权平均补正值的任意1个并给予补正处理部的补正值选择部。

优选地,补正值选择部,按照相关度在规定的范围的判断,选择加权 平均补正值;按照相关度比规定的范围大的判断,选择第l补正值;按照 相关度比规定的范围小的判断,选择第2补正值。

优选地,图像是由亮度成分和色差成分构成的图像,补正处理部包含: 利用针对亮度成分的亮度补正值来补正图像的亮度成分的亮度补正部;利 用针对色差成分的色差补正值来补正图像的色差成分的色差补正部;按照 由补正后的亮度成分以及色差成分所算出的三原色信号的各值不超过规 定的值的方式来修正亮度补正值,以及根据补正前和补正后的图像的色度 来修正色差补正值的补正值修正部。

优选地,图像是由亮度成分和色差成分构成的图像,补正处理部包含: 利用针对亮度成分的亮度补正值来补正图像的亮度成分的亮度补正部;利 用针对色差成分的色差补正值来补正图像的色差成分的色差补正部;由补 正后的亮度成分和补正前的色差成分所算出的第1色度以接近于根据补正 前的亮度成分和色差成分所算出的第2色度的方式来修正色差成分的色差修正部。

根据本发明,在使显示部的亮度变暗时,按照由运动图像的内容而变 化的灰度的特性,适当地补正图像的灰度。因此,可以通过使灰度值高的 部分饱和,来防止原图像具有的表现力被损失之类的画质劣化。由此,可 以通过补正原样维持主观的画质的亮度来使图像的易看性提高。

附图说明

图1是表示透过型液晶显示器的构成的图。

图2是表示图像的灰度和画面画面的外观的亮度的关系的图表的图。

图3是表示实施方式1所涉及的运动图像再现装置的构成例的框图。

图4是表示运动图像再现装置100的处理流程的流程图。

图5是表示灰度补正部40的构成例的框图。

图6是表示变换表和对应的输入输出关系的图表的图。

图7是表示灰度补正部40的处理的流程的流程图。

图8是表示直方图的例子的图。

图9是表示由直方图解析部41B进行的处理结果的例子的图。

图IO是表示灰度补正的前后的灰度值的对应关系的例子的图。

图11是表示根据直方图的频数的变化来算出补正值的处理的流程的图。

图12是表示对包含极小点的范围的补正值算出所涉及的补正值进行 压缩的例子的图。

图13是表示在将图12 (A)设为输入、将图12 (B)设为输出时的 输入输出关系的图。

图14是表示灰度补正部40'的构成例的框图。

图15是表示实施方式3所涉及的运动图像再现装置的构成例的框图。 图16是表示实施方式4所涉及的灰度补正装置的构成例的框图。 图17是表示灰度补正装置1600的处理的流程的流程图。 图18是表示补正值算出部1602的构成例的框图。 图19是表示参数的一个例子的图。 图20是表示直方图的一个例子的图。图21是表示亮度补正值算出部1801进行的处理的流程的流程图。

图22是表示亮度补正值算出部1801的处理例的图。

图23是表示与色差变换表对应的输入输出关系的图。

图24是对于相关系数和选择的亮度变换表的对应关系进行表示的图。

图25是表示补正处理部1603的构成例的框图。

图26是表示灰度补正装置2600的构成例的框图。

符号说明

10图像解码部,20、 80滤波处理部,30显示部,40、 40'灰度补正 部,41、 1601图像特征提取部,41A直方图算出部,41B直方图解析部, 42、 46、 1602补正值算出部,43、 47、 1603、 2603补正处理部,44亮 度成分特征提取部,45色差成分特征提取部,50显示控制部,60操作 部,70开关,90记录用设备,100、 200运动图像再现装置,1600、 2600 灰度补正装置,1604帧相关运算部,1801、2601亮度补正值算出部,1802、 2602色差补正值算出部,1803当前帧的变换表用存储器,1804表选择 部,1805前帧的变换表用存储器,2501色差放大部,2502亮度补正部, 2503色差补正部,2504补正值修正部

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中,对 于同一部件,附加同一符号。这些的名称以及功能也相同。因此,对此, 不重复详细的说明。

在本发明的实施方式的说明之前,先对本发明的概要进行简单的说 明。图1是表示透过型液晶显示器的构成的图。

参照图l,对本发明的概要进行说明。

透过型液晶显示器具有2个透明的基板夹着油状的透明的液晶组成物 (液晶层)的构造。然后,在透明的基板的里面,设有对液晶施加电压的 电极。

在透过型液晶显示器中,从背光灯放出的光入射到液晶层后,在液晶 层施加交流电压。通过施加电压,改变液晶分子的排列,对入射的光透过 的程度进行控制。因此,虽然透过型液晶显示器的显示亮度(以下称为"画面的亮度")由与显示器所显示的图像相独立地由背光灯的输出来决定, 但"画面的外观的亮度"由背光灯的输出和液晶层的透过率来决定。液晶 层的透过率例如由显示的图像的灰度而变化。

图2是表示图像的灰度和画面的外观的亮度的关系的图表的图。

参照图2,对图像的灰度和画面的外观的亮度的关系进行说明。

在图2中,Lll表示了某个画面的亮度设定中的图像的灰度和外观的

亮度的关系,L12表示了在比L11暗的亮度设定中的情况下的两者的关系。 在抑制背光灯的输出使画面的亮度变暗时,画面的外观的亮度变暗,使得 图像成为难以识别。但是,画面的外观的亮度可以如上述那样由显示的图 像的灰度而变化。

本发明是在如上述那样通过抑制背光灯的输出而使画面的亮度变暗 时,通过提高图像的像素所具有的灰度而使图像较易观看的技术。

另外,显示装置并不限定于上述说明的透过型液晶显示器。本发明对 于与显示的图像独立而决定画面的显示亮度的显示装置均可使用。

[实施方式1]

图3是表示实施方式1所涉及的运动图像再现装置的构成例的框图。

参照图3,对实施方式1所涉及的运动图像再现装置100的构成进行 说明。运动图像再现装置100由图像解码部10、滤波处理部20、显示部 30、灰度补正部40、显示控制部50、操作部60和开关70构成。另外, 记录用设备90连接于图像解码部10。

将通过编码而压縮的运动图像数据的比特列作为输入而从记录用设 备卯给予图像解码部IO。然后,将输入的比特列解码,再构成运动图像 的l帧,输出给滤波处理部20。

滤波处理部20对解码的图像数据实施滤波处理,在解码被编码后的 图像的过程中,降低了产生的噪声成分。例如,使用用于除去高频成分的 低通滤波器等。

显示部30除了图像以外,还用于显示文字或图形等,由液晶或有机 EL(Electro Luminescence)显不器等来实现。

显示控制部50检测来自操作部60的信号,控制显示部30的画面的 亮度的设定,存储当前的亮度的设定。另外,所谓亮度的设定,是指若在可以仅变更规定数值的亮度的情况下,显示该亮度的程度的信息。例如, 若使亮度可以在5个阶段切换,则可以用1〜5的数值来表示亮度的设定。 对于亮度,虽然预先设定初始值,但也可以由用户来变更。另外,显示控

制部50按照将滤波处理部20或灰度补正部40的输出的任意一个输入给

显示部30的方式来控制开关70。进而,显示控制部50对于灰度补正部

40输出显示部30的亮度的设定。

灰度补正部40根据从显示控制部50给予的亮度的设定,若判断为被

变更成画面变暗的一方,则利用运动图像的每l帧的灰度的特性,根据其

程度来进行灰度的补正。

操作部60按照用户的操作而产生信号,通过键盘或触摸屏等来实现。 记录用设备卯是硬盘驱动器或者存储卡等。将图像数据给予图像解

码部10。

另外,作为本发明的构成要素的各部,例如可以通过由微处理器、存 储器、总线、接口、周边装置等构成的硬件和能够在这些硬件上执行的软 件来实现。例如,也可以将图像解码部10通过DSP (Digital Signal Processor)、将滤波处理部20以及灰度补正部40通过FPGA (Field Programmable Gate Array)、将显示控制部50通过微处理器来实现。另夕卜, 还可以通过依次执行在存储器上展开的程序,由存储器上的数据、经由接 口输入的数据的加工、积蓄、输出等来实现各部的功能。

图4是表示运动图像再现装置100的处理流程的流程图。

参照图4,说明在如上述构成的运动图像再现装置100的动作中、在 对输入的运动图像进行再现时的动作。

运动图像的再现处理通过从记录用设备90将通过编码而压缩的运动 图像数据的比特列输入给图像解码部IO而开始(步骤S200)。另外,运 动图像数据也可以不管有线、无线而由通信机构来接收。或也可以接收数 字广播。 一般地,与声音数据一起,从在l个系统的比特列所复用的数据 中取出运动图像数据。

图像解码部10从输入的压缩运动图像的比特列中解码运动图像1帧, 将解码的图像数据输出到滤波处理部20 (步骤S202)。

接着,滤波处理部20对输入的运动图像1帧实施滤波处理,从而降低噪声成分(步骤S204)。在滤波处理中, 一般地,能够控制噪声成分的 降低的程度,在本发明中,称为滤波强度。

在步骤S206中,判定显示控制部50是否使显示控制部50通过来自 操作部60的信号所设定的显示部30的亮度从初始的设定向变暗的方向变更。

通过该判定,若亮度没有从初始的设定向变暗的方向变更(在步骤 S206中为否),则显示控制部50将开关70连接于滤波处理部20侧(步 骤S208)。

另外,若亮度从初始的设定向变暗的方向变更(在步骤S206中为是), 则按照图像所具有的灰度的特征,对该图像进行适当的补正(步骤S210)。 另外,后述在步骤S210进行的补正的方法。然后,显示控制部50将开关 70连接于灰度补正部40侧(步骤S212)。

步骤S214是显示处理,将从滤波处理部20或灰度补正部40输出的 图像数据显示在显示部30上。在显示时,显示部30根据需要将图像数据 变换成能够显示的格式(例如从YUV变换成RGB)。

如以上,在亮度通过设定向变暗的方向变更的情况下,使通过灰度补 正部40按照暗的图像也能够较易观看的方式所变更的图像被显示在显示 部30上。

接着,对灰度补正部40的构成以及灰度补正部40的处理(步骤S210

的处理)进行说明。

图5是表示灰度补正部40的构成例的框图。

首先,参照图5,对灰度补正部40的构成进行说明。

灰度补正部40由图像特征提取部41、补正值算出部42、补正处理部

43构成。另外,图像数据被输入给图像特征提取部41以及补正处理部43。 图像特征提取部41包含从图像数据来算出直方图的直方图算出部

41A和通过解析直方图来算出表示图像的特征的参数的直方图解析部

41B。图像特征提取部41解析输入的图像数据,将与图像的灰度相关的特

性提取作为图像的特征。

补正值算出部42根据由图像特征提取部41输入的图像的特征,算出 应用于灰度的补正的补正值。这里,所谓补正值,表示针对输入的灰度值的输出。例如,考虑使图像变亮。若在这种情况下,可以使图像的亮度成 分增强。对于使亮度成分增强,有对亮度成分的灰度值加入一定的值的方 法。由此,可以使图像整体的亮度成分一样地变强。在如以上那样的情况 下,将一定的值加入到输入的灰度值后的输出值是补正值。

另外,也可以将使图像数据的灰度值有多强的程度作为补正值。这种 情况下,在上述的例子中,在亮度成分加入的一定的值成为补正值。

补正值算出部42将补正处理中的与输入的灰度值对应的补正值作为 变换表来存储。

这里,对于变换表进行说明。

图6是表示变换表和对应的输入输出关系的图表的图。图6 (A)是8 灰度的变换表的例子,图6 (B)是表示与图6 (A)对应的输入输出的关 系的图表。

在该变换表中,对于各个输入的值,分配输出的值。在图6 (A)中, 设输出1将输入原封不动地输出,输出2对于0〜5为止的输入,分配+2 后的值,对于输入6、 7,分配7。在图6 (B)中,横轴表示输入的值, 纵轴表示输出的值。这里,上述的图6 (A)的输出1与Pl对应,输出2 与P2对应。

图7是表示灰度补正部40的处理的流程的流程图。

参照图7,对灰度补正部40的处理的流程(步骤S210的处理)进行说明。

在步骤S210的处理开始后,在直方图算出部41A中,算出输入图像 的直方图(步骤S500)。数字化后的图像数据是在电平方向和垂直方向排 列的像素的集合,各像素具有灰度值。灰度值表示像素具有的亮度的强度 (像素强度)。而且,也可以表示色彩的浓度的程度(浓度)。在直方图 算出部41A,输入图像的像素数据被依次输入。通过对输入的像素数据中 具有相同灰度值的像素的个数进行计数,算出直方图。灰度值的幅度N(N 为正整数)中所包含的像素的个数也可以在每个幅度N进行计数(若幅度 N为l,则与对每个像素进行计数是相同的)。例如,在N二4的情况下, 灰度值在0〜3、 4〜7、 8〜22的每个范围上对频数进行计数。 图8是表示直方图的例子的图。如图8所示,直方图可以通过在横轴上取为灰度值X、在纵轴上取为 频数(像素数)H (X)的曲线来表现。

接着,在直方图解析部41B中,解析直方图(步骤S502)。这里, 导出频数成为极大或成为极小的灰度值,作为表示图像的特征的参数而输 出给补正值算出部42。另外,在以下的说明中,将直方图的成为极大的灰 度值称为极大点,将成为极小的位置称为极小点。

图9是表示由直方图解析部41B进行的处理结果的例子的图。

图9与相对于图8、直方图解析部41B导出极大,极小的结果相对应。 另外,在图9中,向上的箭头表示极大值,向下的箭头表示极小值,A〜E 为极大点,a〜d为极小点。

在这样的极大•极小的导出之时,不会对直方图的细微的变化产生影 响。例如,也可以由直方图算出部41A算出使直方图算出时的灰度值的幅 度N变化的多个直方图,阶段地导出极大,极小。例如,也可以使用不同 的幅度N1、 N2 (其中,N1>N2),最初从幅度N1的直方图的全体导出 极大》极小,接着,在幅度N2的直方图中,从先前导出的极大'极小的 周边导出新的极大,极小。

另外,在直方图解析部41B中,也可以使用输入的直方图的相邻的多 个频数,对于计算了移动平均后的直方图,导出极大'极小。通过取移动 平均,直方图的频数的变化变得平滑,较易检测出峰值。

进而,取移动平均的频数的个数也可以按照在图3所示的滤波处理部 20的滤波处理的滤波强度来变更。在应用了强的滤波强度(即,进一步降 低噪声成分)的情况下,由于频数的分布的偏差减少,所以可以使取移动 平均的频数的数值减小。相反,在应用了弱的滤波强度的情况下,由于频 数的分布的偏差变多,所以取移动平均的频数的数值变多。

返回图7,在接下来的步骤S504〜S510中,由补正值算出部42算出 补正处理所使用的补正值。在补正值算出部42中,根据由直方图算出部 41A算出的直方图来算出补正值。

在步骤S504中,补正值算出部42根据从直方图解析部41B输入的参 数来对直方图是否平坦(表示直方图的各频数大致是均匀的状态)进行判 定。例如,可以在成为极大'极小的频数的大小处在预先设定的规定的值的范围内时,判定为平坦,也可以在成为极大的频数和成为极小的频数的 差比规定的值小时,判定为平坦。或者,可以由直方图解析部41B来进行

直方图是否平坦的判定,将该判定结果输出到补正值算出部42。直方图解 析部41B,例如若各频数为在规定的值的范围内则判定为平坦,若不是则 判定为不平坦。

若直方图平坦(在步骤S504,是),则根据直方图的频数来决定补正 值(步骤S506)。即,计算实施了灰度补正后的直方图,按照在灰度高的 范围(以下称为高灰度区域)内设定的规定范围内的频数的合计不超过规 定的阈值的方式来决定每个灰度值的补正值。这里的灰度补正的方法没有 被限定。在下面,表示该例子。

图10是表示灰度补正的前后的灰度值的对应关系的例子的图。 在图10中,横轴表示输入的值,纵轴表示输出的值。另外,L21是 未被补正时的输入输出关系,L22是被补正时的输入输出关系。在图10 所示的关系中,按照低灰度值的补正变弱、灰度越高补正越强的方式来进 行变换。

补正值算出部42保持具有图10的L22所示那样的对应关系的初始变 换表。首先,根据该初始变换表,补正直方图。然后,在补正后,计算灰 度值成为最大电平Xmax的频数。这相当于在补正前的直方图中,合计了 从Xmax开始、处在幅度c的范围内的灰度值的频数的值。若使幅度c变 大,则由于频数的合计也变大,所以将该频数的合计超过了规定的阈值时 设为补正值的极限。另外,按照通过补正灰度不饱和(即,不成为不自然 的图像)的方式,对于画面的亮度,来将具有最大电平的灰度值的像素的 数量预先设定作为规定的阈值。若处在幅度c的范围内的灰度值的频数的 合计未超过规定的阈值,则补正值算出部42将初始变换表存储作为变换 表。另一方面,若计算的频数的合计超过了规定的阈值,则使幅度c变小, 按照成为最大电平Xmax的灰度值的频数成为规定的阈值内的方式来计算 变换表。补正值算出部42将重新计算后的变换表存储作为变换表。

以上是在直方图为平坦的情况的灰度补正的一个例子的说明。除此之 外,可以在每个像素上加算一定值,也可以实施灰度(gamma)补正。总 之,由于确定了如图10所示那样的灰度值的输入输出关系,所以补正值算出部42将该关系存储作为变换表。

另外,阈值并不限定于固定值,也可以使用合计了补正前的直方图的 规定范围的频数后的值来适当地决定。将阈值设为T、频数的合计设为S,

从而决定作为T二f (S)。在这里,函数f为线性或非线性的函数。

返回图7,若直方图不是平坦的(在步骤S504,否),则按照直方图 的频度的变化来决定补正值(步骤S508)。首先,将灰度值的范围分割为 包含l个极大点的范围和包含l个极小点的范围。这时,由于在极大点的 附近频数大,相反在极小点附近频数小,所以对于各个范围所包含的频数 的平均,包含极小点的范围的一方就变小。因此,即便使包含极小点的范 围的频数的总数不变、而使灰度的幅度变窄(压縮灰度),也不会损失主 观的画质。对于压縮了包含极小点的范围的灰度,由于将空的灰度值使用 在包含极大点的范围,所以,例如,能够使该范围的灰度高。对于包含极 小点的范围,按照使灰度值朝向灰度高的一侧而范围变窄的方式来算出补 正值。

图11是表示按照直方图的频数的变化来算出补正值的处理的流程的图。

参照图11,对在步骤S508的补正值的算出方法进行说明。 在步骤S900中,从在步骤S502导出的极大点选择1个极大点。例如, 选择取最大的极大值的极大点。接着,在步骤S902中,判定在比选择的 极大点的灰度更高的一侧是否存在极小点。若存在极小点(在步骤S902, 是),则压縮包含极小点的范围的灰度。

图12是表示对包含极小点的范围的补正值算出所涉及的灰度值进行 压縮的例子的图。图12 (A)是表示灰度补正前的直方图中仅包含1个极 小点的范围的直方图,图12 (B)是使用据此确定的补正值来进行灰度补 正的情况的补正后的直方图。

参照图12,对在步骤S904进行的灰度的压縮进行说明。 在图12 (A)中,m表示包含极小点的范围的幅度,Xa表示左端的灰 度值,Xe表示右端的灰度值。这里,Xa、 Xe例如是将相邻的极大点和极小 点以规定的比率(例如1/2)进行内分的点。如图12 (B)所示,压縮后 的范围,右端的灰度值在Xe不变,左端的灰度值成为Xb,范围的幅度成为n (其中n〈m)。艮P,成为m二X。一Xa+1、 n=Xc—Xb+1的关系,决 定Xe后即可决定n。

该灰度的范围的变换,例如可以使用一次式x'二a'x+b来实现(这 里,x是成为输入的灰度值,x'为成为输出的灰度值、a、 b为常数)。

图13是表示将图12 (A)设为输入、将图12 (B)设为输出时的输 入输出关系的图。

在图13中,L31表示未进行补正的输入输出关系,L32表示上述的一 次式的关系。从图13可知,a=n/m、 b=(l—n/m) • Xe的关系成立。

补正值算出部42根据如上述的对应关系来对包含极小点的范围的灰 度值进行压缩。由于通过包含极小点的范围的变更而使与该范围相比灰度 低的一侧不再使用的灰度值仅产生(m—n),所以,对于与该范围相比低的 灰度值,可以提高灰度仅(m—n)。另外,m和n的关系由提高何种程度 灰度和直方图特性来决定。例如,在进一步提高灰度的变化的情况下,也 可以使n变小。但是,n变得越小,包含极小点的范围的平均频数就越大, 就必须以少的灰度来表现多的像素,从而主观的画质会被损失。为了防止 这样,例如,按照包含极小点的范围内的平均频数不超过极大点的频数的 方式来对n的幅度加以限制(即限制Xc)。

返回图11,在步骤S906中,补正值算出部42进行对低灰度侧的灰度 值加上(m—n)的补正。在步骤S908中,补正值算出部42算出进行了上 述补正的图像全体的灰度值的平均值。在步骤S910中,补正值算出部42 存储变换表。另外,关于包含极小点的范围,将在步骤S904说明那样的 输入输出关系存储作为变换表,关于与包含极小点的范围相比低的灰度 侧,将在步骤S906说明那样的输入输出关系存储作为变换表(步骤S910)。 另外,将在步骤S908算出的平均值和补正前的灰度值的平均值的差设为 变化量。使该变化量和变换表带有关联。

在步骤S902,若在与极大点相比灰度高的一侧没有极小点(在步骤 S902,否),则进入步骤S912。

在步骤S912中,进行是否还算出补正值的判定。若还算出(在步骤 S912,是),则返回步骤S900。若不是(在步骤S912,否),则结束。

例如,以如下的基准进行判定。根据显示控制部50使画面的亮度变化为何种程度,灰度补正部40进行的适当的补正的程度也变化。因此, 按照针对画面的亮度的变化的程度,将提高画面全体的灰度值到何种程度

作为目标值,预先设定。将该目标值和在步骤S908中与变换表带有关联 的变化量进行比较。例如,若变化量和目标值的差不在预先确定的范围内, 则还求取变换表。这种情况下,在步骤S900选择的极大点,例如,取为 还未选择的极大点中最大的极大值。在变化量和目标值的差未成为确定的 范围内时,输出变化量和目标值的差成为最小的变换表。

另外,对于步骤S900中成为处理对象的极大点的选择方法,存在自 由度。在以上的说明中,将极大值成为最大的极大点(包含在图9所示的 极大点D的范围)设为处理的对象。除此之外,例如,也可以如包含极大 值成为最大的极大点和成为第二大的极大值的极大点的范围那样,将包含 多个极大点的范围作为处理的对象。

另外,也可以按照获得目标值的方式,适当地变更在步骤S904中的 包含极小点的范围的幅度n,获得针对使用多个幅度n所算出的多个补正 值的变换表。

返回图7,最后,补正处理部43执行图像的补正处理(步骤S510)。 这里,补正处理部43根据在步骤S506以及在步骤S508中存储于补正值 算出部42的变换表,进行输入的图像数据的补正处理。例如,在从显示 控制部50输入了显示部30的亮度的设定的情况下,将与该亮度的设定相 抵的灰度的变化量(或与其最接近的值)带有关联而存储于补正值算出部 42的变换表读出,从而变换输入图像数据的灰度值。

如以上那样,由于将与运动图像的灰度相关的特性提取作为图像的特 征、以及根据该特征算出补正处理所使用的补正值,所以可以进行适当的 灰度的补正处理。因此,即使在画面的亮度变暗的情况下,也可以不进行 不自然的补正而使画面的易看性得到改善。

另外,灰度补正部40在运动图像的帧间,若在直方图分布上没有大 的不同,则也可以输出相同的补正值。 一般地,在运动图像中,若不是场 景的更替点,则由于连续的帧的相关性高,所以,若对每个帧算出补正值, 则较易成为相同的计算。通过省略补正值的计算,可以减轻处理量,并且, 可以防止在运动图像的帧间灰度不自然地变化。帧间的相关性,例如,可以将在直方图算出部41A中算出的直方图看作一种时间系列数据,可以通 过运算前帧和当前帧的直方图间的相关函数来判定。例如,相关函数为1

时,原封不动地使用前帧的补正值,相关函数为0.2以下的情况下,对于

当前帧算出补正值。在除此以外的情况下,也可以按照相关函数的值,用 前帧的补正值来对当前帧修正算出的补正值。

[实施方式2]

在实施方式2中,代替灰度补正部40,运动图像再现装置IOO具备灰 度补正部40'。另外,运动图像再现装置IOO的其他的构成要素是相同的。 图14是表示灰度补正部40'的构成例的框图。

参照图14,进行灰度补正部40'的说明。在灰度补正部40'输入的色彩 格式为YUV的图像数据中,亮度(Y)成分被输入给亮度成分特征提取 部44,色差成分(U、 V)被输入给色差成分特征提取部45。

亮度成分特征提取部44与所述的图像特征提取部41相同,从与亮度 成分的灰度相关的特性中提取亮度成分的特征。

色差成分特征提取部45,例如,将色差成分的动态范围(在直方图中 是频数不为0的灰度值的最大和最小的间隔)导出作为色差成分的特征。

补正值算出部46,与图5所示的补正值算出部42相同,算出针对图 像的亮度成分的补正值。即,执行图7所示的步骤S500〜S510。这时, 在步骤S506中,根据亮度成分的直方图的频数来决定补正值。

补正值算出部46按照从色差成分特征提取部45输入的色差成分的动 态范围的幅度来变更使用的补正值决定用的阈值。由于动态范围的幅度大 就意味着色差成分的对比度高,所以与动态范围的幅度小时相比,画面的 外观成为鲜明的印象。即便使补正值决定用的阈值变小,也可以改善图像 的易看性。因此,在补正值算出部45中,调整使得色差成分的动态范围 的幅度大时,补正值决定的阈值变小,相反,动态范围的幅度小时,阈值 变大。

而且,作为色差成分的特征,不仅可以是动态范围的幅度,而且可以 是直方图中的频数的最大值的大小,也可以是频数变为最大的灰度值的大 小。

如以上那样,由于将与运动图像的灰度相关的特性提取作为图像的特征,以及根据该特征来算出而算出补正处理所使用的补正值,所以,可以 进行适当的灰度的补正处理。通过按照色差成分的直方图分布来调节亮度 成分的补正值,可以更精细地改善画面的易看性。 [实施方式3]

图15是表示实施方式3所涉及的运动图像再现装置的构成例的框图。

参照图15,对实施方式3所涉及的运动图像再现装置200的构成进行 说明。运动图像再现装置200包含图像解码部10、滤波处理部80、显示 部30、灰度补正部40、显示控制部50和操作部60而构成。在实施方式3 中,除了实施方式1的运动图像再现装置100的开关70外,代替滤波处 理部20而具备滤波处理部80。

滤波处理部80,除了对于从图像解码部10输出的解码图像进行用于 降低噪声的滤波处理之外,还对于从灰度补正部40输出的补正处理后的 图像实施与前面的滤波处理不同的滤波处理,使图像尖锐化。按照来自显 示控制部50的控制信号,输出滤波处理后的图像数据。用于尖锐化的滤 波处理与用于降低噪声的滤波处理相同,可以通过使用了局部算子 (operator)的规定尺寸的附近运算而实现。例如,使用局部算子来算出空 间2次微分(Laplacian)图像,通过从原图像进行减法运算,可以实现尖 锐化。若设滤波处理的输出为y,输入为x,则成为y二x—w*L (这里, L为相当于拉普拉斯算子图像的x的像素的灰度值,w为加权用的系数)。 若图像的亮度变暗,则由于进入人眼的光的量会变少,所以在显示部30 显示的图像产生模糊感。通过尖锐化图像,可以解除该模糊感。这时,由 于画面的亮度越暗则模糊感越强,所以也可以按照画面的亮度越暗、在图 像的边缘部分的尖锐感越加强的方式来调节系数w,从而控制滤波处理部 80的尖锐化的程度。

如以上那样,由于将与运动图像的灰度相关的特性提取作为图像的特 征,以及根据该特征来算出补正处理所使用的补正值,所以能够进行适当 的灰度的补正处理。即使在使画面的亮度变暗的情况下,也可以不进行不 自然的补正,使图像的尖锐感提高,改善画面的易看性。

[实施方式4]

在实施方式4中,提示了对于装入运动图像再现装置来进行灰度补正的灰度补正装置的实施例。以下,说明代替实施方式1的灰度补正部40 而装入本实施方式的灰度补正装置的情况。

图16是表示实施方式4所涉及的灰度补正装置的构成例的框图。

参照图16,对实施方式4所涉及的灰度补正装置1600的构成进行说 明。灰度补正装置1600包含图像特征提取部1601、补正值算出部1602、 补正处理部1603和帧相关运算部1604而构成。另外,在本实施方式中, 将作为YUV格式的运动图像的每1帧的图像数据输入给图像特征提取部 1601以及补正处理部1603。

图像特征提取部1601与图5所示的图像特征提取部41在功能上相同, 都是算出表示输入的运动图像的每帧的直方图以及在直方图中图像的特 征的参数。将每帧的直方图给予帧相关运算部1604以及补正值算出部 1602,将表示图像的特征的参数给予补正值算出部1602。

帧相关运算部1604将帧的直方图保持于内部存储器。在进行灰度补 正的对象的帧(以下称为"当前帧")的直方图被给予时,对当前帧和比 其在时间上靠前的帧(以下称为"前帧")的相关度进行运算。

这里,作为表示相关度的指标,例如,算出相关系数。将当前帧和前 帧的图像数据的像素的灰度值设为2个样本列(Xil i=l〜N (N为帧的像 素数)}、 {y〗i二l〜N)时的相关函数R如式(1)那样定义。 【数学式1】

<formula>formula see original document page 21</formula>

其中,mx、 my是样本列x、 y的平均值,cjx、 ciy是样本列x、 y的标准 偏差。如式(1)那样定义的相关函数R是在一1〜1的范围的值。

补正值算出部1602,根据从图像特征提取部1601给予的当前帧的直 方图和与其对应的参数、从外部输入的画面的亮度的设定以及从帧相关运 算部1604给予的相关度,算出针对亮度成分的补正值和针对色差成分的 补正值,构成变换表,给予补正处理部1603。后面详细描述变换表的构成 方法。另外,补正值算出部1602保持用于存储变换表的内部存储器。

补正处理部1603使用从补正值算出部1602给予的亮度成分以及色差成分的补正值,进行当前帧的补正,还具有通过补正、按照不产生视觉的 不协调感的方式来修正补正后的图像数据的功能。后面详细描述补正以及 1珍止力y六。

另外,从补正处理部1603输出的图像数据例如可以由运动图像再现 装置所具备的显示部来显示,也可以由外部的显示装置来显示。 图17是表示灰度补正装置1600的处理的流程的流程图。 参照图17,对灰度补正装置1600的处理的流程的概略进行说明。另 外,在图17,有与图7所示的流程图相同的处理。对此,省略说明,表示 对应的处理。

处理开始后,图像特征提取部1601算出被给予的当前帧的直方图(相 当于步骤S1700、步骤S500)。

然后,图像特征提取部1601进行当前帧是否为运动图像序列 (s叫uence)的最初的帧的判定(步骤S1702)。这里,若判断为是最初 的帧(在步骤S1702,是),则进行步骤S1704的处理。另一方面,若判 断为不是最初的帧(在步骤S1702,否),则进行步骤S1710的处理。另 外,所谓最初的帧,不仅指输入给灰度补正装置1600的运动图像的一连 串的帧列的第1个的帧,也可以是运动图像序列所包含的特定场景的起始 的帧。

在步骤S1704中,图像特征提取部1601解析直方图(相当于步骤 S1704、步骤S502)。然后,将该结果获得的参数给予补正值算出部1602。

接着,在步骤S1706中,补正值算出部1602算出亮度成分的补正值, 存储亮度成分的变换表(相当于步骤S504〜S508)。

而且,补正值算出部1602算出色差成分的补正值,存储色差成分的 变换表(步骤S1708)。另外,将在步骤S1706、步骤S1708算出的变换 表给予补正处理部1603。

另一方面,在步骤S1710中,帧相关运算部1604运算前帧与当前帧 的相关系数R,给予补正值算出部1602。

在步骤S1712中,补正值算出部1602判定相关系数R是否小于第1 阈值。若判断为相关系数R小于第1阈值(在步骤S1712,是),则进入 步骤S1714的处理。另一方面,若判断为相关系数R为第1阈值以上(在步骤S1712,否),则进入步骤S1722的处理。

在步骤S1714中,补正值算出部1602与步骤S1704相同,解析当前 帧的直方图。

接着,在步骤S1716中,补正值算出部1602与步骤S1706相同,算 出亮度成分的补正值,存储亮度成分的变换表。

进而,在步骤S1718中,补正值算出部1602判定相关系数R是否小 于第2阈值。另外,第2阈值设为比第1阈值小的值。

如判断为相关系数R小于第2阈值(在步骤S1718,是),则补正值 算出部1602将在S1716存储的亮度成分的变换表给予补正处理部1603。 这是设当前帧和前帧之间没有相关,将关于当前帧的亮度成分的的变换表 给予补正处理部1603。

若判断为相关系数R在第2阈值以上(在步骤S1718,否),则补正 值算出部1602根据针对前帧的亮度成分的变换表,插补在步骤S1716构 成的针对当前帧的亮度成分的变换表的补正值,将针对色差成分的变换表 以及插补后的针对亮度成分的变换表给予补正处理部1603。这是设当前帧 和前帧具有某种程度的相关,将关于当前帧的亮度成分的变换表插补后, 给予补正处理部1603。

另一方面,在步骤S1722,补正值算出部1602将前帧的灰度补正所使 用的变换表给予补正处理部1603。这是设当前帧和前帧之间有相关,将关 于前帧的亮度成分的变换表作为当前帧的亮度成分的变换表而给予补正 处理部1603。

最后,在步骤S1724,补正处理部1603使用被给予的变换表,执行当 前帧的灰度补正处理。

图18是表示补正值算出部1602的构成例的框图。 参照图18,对于补正值算出部1602的构成进行说明。 由算出亮度成分(Y)的补正值的亮度补正值算出部1801、算出色差 成分(U, V)的补正值的色差补正值算出部1802、按照相关函数来选择 变换表的变换表选择部1804、用于存储当前帧的变换表的变换表用存储器 1803、和用于存储前帧的变换表的前帧的变换表用存储器1805构成。 另外,在本实施方式中,虽然使用相关系数作为表示相关度的指标,但作为相关度的指标,也可以使用直方图数据的差分的绝对值(例如,若 当前帧的直方图的每个灰度值的频数设为Xi,前帧的直方图的每个灰度值

的频数设为yi,则差分的绝对值成为l Xi—yil )的总和,也可以是其他的指标。

下面,分别对亮度补正值算出部1801、色差补正值算出部1802以及 变换表选择部1804的动作进行说明。 (亮度补正值算出部1801的动作)

在亮度补正值算出部1801中,根据从图像特征提取部1601给予的直 方图Gl和与此对应的参数PR1,算出用于按照画面的亮度Bl来补正像 素所具有的亮度的程度(像素强度)的亮度变换表。像素强度相当于YUV 格式的亮度成分(Y)。画面的亮度如上述,与显示部所显示的图像相对 独立地被设定。在本实施方式中,从用于控制显示部30的画面的亮度的 显示控制部50给予。

这里,在亮度补正值算出部1801的动作的说明之前,首先对参数进 行说明。

图19是表示参数的一个例子的图。

参照图19,对于参数进行说明。参数是表示图像的特征的值。在本实 施方式中,作为参数,处理:直方图的极大点的数量N1 (其中,Nl为正 的整数)、极大点Pi (其中1《i《Nl)、极小点的数量N2 (其中,N2为 正的整数)、极小点Qj (其中,1《j《N2)、灰度的最大信Xh、灰度的 最小值Hl。另外,在这里,将直方图的频数成为极大的点的灰度值设为 极大点,将成为极小的点的灰度值设为极小点。另外,将直方图的频数为 非0且为最高的灰度值的情况设为灰度值的最大值,将直方图的频数为非 0且为最低的灰度值的情况设为灰度值的最小值。在与图像的灰度相关的 直方图中,通过如上述那样的值,可知直方图是否为平坦等的图像的特征。

图20是表示直方图的一个例子的图。

参照图20,对参数进行具体的说明。

在图20所示的直方图中,表示了极大点P,、 P2、 P3,极小点Q!、 Q2, 灰度的最大僮Xh,灰度的最小恒Xl。因此,对于该直方图,图像特征提 取部1601作为参数给予亮度补正值算出部1801的值就是极大点数量N1=3,极大点P^ P2、 P3,极小点数N2二2,极小点Q,、 Q2,灰度的最大 惶Xh,灰度的最小但Xl。

使用如上述那样的参数,亮度补正值算出部1801算出针对亮度成分 的补正值。

亮度补正值算出部1801的动作与图7所示的步骤S504〜S508相同。 在这里,说明对于步骤S508的处理、对于和图ll所示的处理不同的处理例。

图21是表示亮度补正值算出部1801进行的处理的流程的流程图。 图22是表示亮度补正值算出部1801的处理例的图。 参照图21以及图22,对于亮度补正值1801进行的处理进行说明。另 外,在图22中,(A) 、 (C) 、 (E) 、 (G)为表示与变换表对应的输 入输出关系的图表。(B) 、 (D) 、 (F) 、 (H)表示了根据变换表来 补正直方图时的状况。另外,图22 (A)是表示与初始的变换表对应的输 入输出关系的图表,图22 (B)是在将图20所示的直方图作为输入时, 根据图22 (A)所示的输入输出关系而输出的直方图。

在步骤S2100,亮度补正值算出部1801按照画面的亮度B1的变化的 程度,将图像全体的亮度提高到何种程度设定作为亮度的目标变化量。亮 度补正值算出部1801存储被给予的画面的亮度B1,对画面的亮度变化何 种程度进行判断。另外,相对于亮度的变化的程度,对于使图像全体的亮 度变化何种程度的目标变化量L,预先给予亮度补正值算出部1801。另外, 这里,亮度补正值算出部1801算出图像全体的灰度值的平均值。

接着,在步骤S2102,亮度补正值算出部1801根据从图像特征提取部 1601给予的参数PR1,选择最大值的极大点Pi。 例如,在图20所示的直方图中,选择P3。

接着,在步骤S2104中,亮度补正值算出部1801按照对灰度比在步 骤S2102选择的极大点高的一侧的灰度的范围进行压縮的方式,来确定该 范围。这里,设压縮的范围的左端的灰度值为Xa,设范围的右端的灰度值 为Xe。另外,设Pi〈Xa, Xc<Pi+1。其中,在Pm不存在的情况下,代替 它而使用Xh。另外,使用在亮度的可取得范围中的最大值Xmax。

例如,若在Xa〜X。间存在极小值Qj,则Xa可以是极大点Pi和极小点Qj的中点(或任意的内分点)(若在Xa〜Xe间不存在极小值,则代替极 小值而使用Xa〜Xj司的频数成为最小的灰度)。或者,也可以按照X,的

频数H (Xa)成为Pi的频数H (Pi)和Qj的频数H (Qj)的中点(或任意

的内分点)的方式来决定Xa。对于X。也是相同。

对于图20所示的直方图,参照图22 (B),对Xa、 Xe进行具体说明。

在该直方图中,在步骤S2102中,选择极大点P3。在图22 (B)中,由于 P3的右侧不存在极小点,所以成为X^Xmax。另外,按照频数H(X》 成为频数H (P3)和H (Xmax)的中点的方式来决定Xa。

返回图21,在表示S2106中,亮度补正值算出部1801,如在步骤S904 说明的那样,压縮Xa〜Xe间的灰度,算出补正值。这里,每次决定压縮 &〜&间的幅度m后的幅度n时,也可以代替在步骤S904说明的方法, 例如按如下这样做。

将灰度的幅度m=Xe—Xa和亮度的目标变化量L进行比较,若m< L/4,则n二m,若L/4《m〈L/2,则n=m—L/4,若L/2《m<L,则n=m —L/2,若L〈m,则n二m—L。

如图12所示,通过灰度压縮,将灰度的幅度Xa〜Xe压縮到Xb〜Xe,

可以形成仅不使用(m—n)的灰度。这样,灰度压縮时的输入输出关系成 为如图22 (C)那样。这里,将图22 (B)所示的直方图设为输入,若根 据图22 (C)所示的输入输出关系,则输出如图22 (D)所示的直方图。

返回图21,在步骤S2108中,亮度补正值算出部1801,如在步骤S906 说明的那样,在比Xa低的灰度侧的灰度值上加上(m—n),算出补正值。

亮度补正值算出部1801将到此为止的处理的针对各灰度值的补正值 输出作为亮度变换表。

例如,若将到此为止的亮度变换表图表化,则成为如图22 (E)所示 那样。另外K二m—n。

这里,将图22 (B)所示的直方图作为输入,若遵从图22 (E)所示 的输入输出关系,则输出如图22 (F)的实线所示那样的直方图。另外, 图22 (F)的虚线所示的直方图与图22 (B)的直方图对应。

在步骤S2110中,亮度补正值算出部1801使用亮度变换表,算出进 行针对亮度成分的灰度补正的情况的图像全体的灰度值的平均值。这里,对于当前帧,使用按上述算出的亮度变换表,从灰度补正后的直方图中算 出灰度值的平均值。

在步骤S2112中,亮度补正值算出部1801对在步骤S2100算出的未 进行灰度补正的图像的灰度的平均值、和在步骤S2110算出的灰度补正后 的图像的灰度的平均值的差是否小于亮度的目标变化量进行判定。

若判断为平均值的差超过亮度的目标变化量(在步骤S2110,否), 则进入步骤S2114的处理。若判断为未超过(在步骤S2112,是),则返 回步骤S2102的处理,反复执行步骤S2102〜S2112。

最后,在步骤S2114,亮度补正值算出部1801对于亮度变换表的灰度 低的部分,实施灰度的伸长处理。这是为了防止在补正亮度的灰度的情况 下,随着灰度(亮度)低的部分的值变大,能够看到画面暗的部分浮出的 现象而进行的。

在所述的步骤S2108中,由于对于比压縮的灰度的左端Xa低的灰度, 一律加入(m—n),所以灰度补正的输入为0时的输出成为(m—n)。 但是,由于最终地重复步骤S2102〜S2112的处理,所以灰度补正的输入 为O时的输出成为K (其中K》m—n, K为正的整数)。

这里,例如,考虑输人了位于0〜Xd的范围的灰度值x时。也可以按 照灰度值x为0时的输出为0的方式,使用下面的式(2)。 【数学式2】

将由式(2)算出的x'设为处在0〜Xd的范国的灰度值x的补正值。 另外,也可以使用亮度变换表,将Xd作为灰度补正时的直方图中最

小的极小点的值,也可以将Xd作为灰度值的平均值,也可以将Xd作为预

先设定的值。

对于图22 (E)所示的输入输出关系,在进行步骤S2114的灰度的伸 长处理后,成为图22 (G)那样。

这里,将图22 (F)的实线所示的直方图作为输入,若按照图22 (G) 所示的输入输出关系,则输出图22 (H)的实线所示的直方图。另外,图 22 (H)的虚线所示的直方图与图22 (F)的直方图对应。根据图22 (H)可知,对于图22 (F)的直方图,Xd以下的灰度被伸长。

另外,虽然在上述的说明中,在步骤S2106的灰度压縮中,对于使用

一次式的例子进行了描述,但灰度压縮也可以根据二次以上的多项式或其

以外的曲线来变换。以下,表示用于使灰度值x成为补正值x'的基于二次 曲线的变换式即式(3)、基于cos函数的变换式即式(4)。

<formula>formula see original document page 28</formula>

(3)

<formula>formula see original document page 28</formula>(4)

(色差补正值算出部1802的动作) 色差补正值算出部1802按照画面的亮度的变化量,按照色彩的浓度 的程度(浓度)变高的方式,来算出用于补正色差成分(U, V)的色差 变换表。

图23是表示与色差变换表对应的输入输出关系的图。 参考图23,对与色差变换表对应的输入输出关系进行说明。L41是未 进行灰度补正时的输入输出关系,L42是进行了灰度补正时的输入输出关 系。对于L42,在输入为0到5—l间时,输出为O,输入为从(256 — S) 到255间时,输出成为255 (256灰度的情况)。

色差补正值算出部1802按照画面的亮度Bl的变化量越大、则S变得 越大的方式来决定补正值。色差补正值算出部1802存储被给予的画面的 亮度Bl,对画面的亮度变化了何种程度进行判断。另外,对于亮度的变 化的程度,预先设定S变大到何种程度。或者,也可以使在步骤S2100中 设定的亮度的目标变化量L的值越大,5就变得越大,也可以使在步骤 S2112算出的灰度补正前后的亮度的灰度的平均值的差越大,3就变得越 大。例如,在按照亮度的目标变化量L来决定S的情况下,作为S=L/2 来使S和L带有对应。(表选择部1804的动作)

表选择部1804按照相关度来选择在灰度补正处理中使用的亮度变换 表。在表选择部1840,预先设定第1阈值TH—CORR1和第2阈值 TH一CORR2。按照与这些阈值的关系来选择亮度变换表。另外,在本实 施方式中,第2阈值设为小于第1阈值。

如下所示,若当前帧和前帧的相关度高,则表选择部1804选择针对 前帧的变换表,作为针对当前帧的变换表。若相关度低,则选择针对当前 帧的变换表。若相关度在规定范围内(在本实施方式中为第1阈值和第2 阈值之间),则将这些变换表加权平均后,选择作为变换表。

图24是对于相关系数和选择的亮度变换表的对应关系进行表示的图。

参照图24,对相关系数和选择的亮度变换表的对应关系进行说明。

若判断为相关系数R处在区间2400 (TH—C0RR1《R《1),则表选 择部1804从前帧的变换表用存储器1805读取前帧的亮度变换表。

若判断为相关系数R处在区间2402 ( TH—CORR2《 R<TH—C0RR1),则表选择部1804分别从当前帧的变换表用存储器1803 读取当前帧的亮度变换表,从前帧的变换表用存储器1805读取前帧的亮 度变换表。然后,通过这些表的加权平均,决定新的亮度变换表。

这里,若将当前帧的变换表的补正值设为Curr[k],将前帧的变换表的 补正值设为Prev[k],则新的变换表的补正值New[k]作为New[k]= wl • Prev[k]+w2 • Curr[k]被算出。其中,wl、 w2为加权系数(0<wl, w2<l) , k为自然数。例如,可以作为wl二10' (R—TH—CORR2)、 w2=l—wl来决定wl、 w2。

另夕卜,若判断为相关系数R处在区间2404 (— 1《R< TH_CORR2 ), 则表选择部1804从当前帧的变换表用存储器1803读取当前帧的亮度变换 表。

另外,将由表选择部1804选择的亮度变换表给予前帧的变换表用存 储器1805,并保存。

接着,对补正处理部1603的动作进行说明。 图25是表示补正处理部1603的构成例的框图。 参照图25,对补正处理部1603的构成进行说明。补正处理部1603由对图像的色差成分进行放大采样的色差放大部

2501、对图像的亮度成分的灰度进行补正的亮度补正部2502、对图像的色 差成分进行补正的色差补正部2503、和对补正后的亮度以及色差的灰度值 进行修正的补正值修正部2504构成。另外,将输入的图像数据分为亮度 成分Y1和色差成分U1及V1 (以下称为"UV1"),分别输入给亮度补 正部2502、色差放大部2501。

色差放大部2501按照需要进行色差成分UV1的放大采样。 一般地, 与亮度成分比较,对于色差成分,由于人的视觉特性上的灵敏度低,所以 存在为了信息量削减而进行缩小采样的情况。例如,在一般的编码处理中,

使用4: 2: 0格式。在4: 2: 0格式中,在水平方向、垂直方向上一起缩

小采样色差成分,成为亮度成分的1/2的大小。色差放大部2501具有缩小 釆样色差成分而使其成为与亮度成分相同大小的功能。

亮度补正部2502参照由补正值算出部1602算出的亮度变换表Tl, 输出针对输入的亮度成分Y1的补正值Y2。

色差补正部2503参照由补正值算出部1602算出的色差变换表T2, 输出针对输入的色差成分UV1的补正值UV2。

补正值修正部2504修正亮度的补正值Y2。其目的在于,在由亮度补 正部2502补正了亮度成分Yl后,使得从YUV格式变换到RGB格式时 的R、 G、 B的值不会溢出。

首先,补正值修正部2504根据亮度的补正值Y2、放大采样后被补正 的色差的补正值UY2来算出R、 G、 B。若R、 G、 B中成为最大的值超过 作为该值所能够取的上限,则将超过上限的部分从Y2减去,将其结果作 为修正后的补正值Y3。

例如,若设R〉G〉B,则R成为最大。若设R的能够取的值的上限 为Rmax,则只有在R—Rmax〉0的情况下,才从Y2减去相当于R—Rmax 的部分。

补正值修正部2504进一步修正色差成分的补正值UV2。其目的在于, 着眼于像素的色彩,在以色相,色度,明度来表现的情况下,抑制基于通 过补正提高亮度的灰度时的色度的变化引起的外观上的色调的变化。

补正值修正部2504根据补正前的亮度成分Yl、色差成分的补正值UV2,来算出亮度的补正前的图像的色度Cl。接着,根据亮度的修正后

的补正值Y3、色差的补正值UV2,来算出亮度的修正后的色度C2。

补正值修正部2504按照色度使亮度成分接近补正前的色度Cl的方式 来修正亮度成分的补正后的色度C2。按照这样而获得色度C3。例如,若 C2〉C1,贝iJC3二C2 —AC,若C2〈C1,贝UC3二C2 + AC。这里,AC为色 度的修正量,按照C1以及C2的值和色度标志系统来决定。例如,也可以 设AC二C2 — C1。然后,根据色度C3,算出亮度的修正值Y4和色差的修 正值UV3。

补正值修正部2504将施加了如上述那样的补正处理、修正处理后的 YUV格式的图像数据输出给显示部30。或者,由于使用修正后的色度C3 而能够算出R、 G、 B的值,所以也可以将RGB格式的图像数据输出给显 示部30。

另外,并没有特别地限定以色相•色度•明度来表现的方式。例如, 也可以使用将RGB和HSI的关系近似而与线性带有对应的六角锥模型或 双六角锥模型。此外,也可以使用1^^M色度标志系统或L"N^h色度标 志系统、Yxy色度标志系统等的色度标志形式。

另外,在上述的说明中,对于在色差成分的补正后,对补正后的色差 成分进行修正的情况进行了描述,但也可以在根据色度进行了色差成分的 修正后,进行色差成分的补正。在这种情况下,根据补正前的亮度成分 Yl和色差成分UV1来算出补正前的色度Cl ,根据亮度的补正值Y2和色 差成分UV1来算出补正后的色度C2。接着,与上述相同地求取C3。然后, 也可以使用C3来算出亮度的修正值Y5和色差的修正值UV4。

如以上那样,本实施方式所涉及的灰度补正装置将与运动图像的灰度 相关的特性提取作为图像的特征,根据该特征,算出补正处理所使用的补 正值。由此,可以进行适当的灰度的补正处理。进而根据像素的色彩在抑 制配色的变化的方向上,修正补正值。因此,即使在使画面的亮度变暗的 情况下,也可以不进行不自然的补正而改善画面的易看性。

[实施方式5]

在实施方式5中,提出了与对组装在运动图像再现装置中而进行灰度 补正的灰度补正装置的实施方式4不同的实施例。在以下,对将本实施方

31式的灰度补正装置代替实施方式4的灰度补正装置而组装在运动图像再现 装置中的情况进行说明。

图26是表示灰度补正装置2600的构成例的框图。

参照图26,对灰度补正装置2600的构成进行说明。

灰度补正装置2600由亮度补正值算出部2601、色差补正值算出部 2602和补正处理部2603构成。

亮度补正值算出部2601对于输入的图像数据Dl的亮度成分,按照画 面的亮度B1的变化,算出补正值。这里,亮度补正值的算出方式也可以 如所述的实施方式4所示那样,根据与作为图像的特征提取的亮度成分的 灰度相关的特性来算出补正值,也可以使用预定的、画面的亮度和补正值 之间的关系式来算出,也可以为除此以外的方法。

色差补正值算出部2602对于图像数据的色差成分,如所述的实施方 式4所示那样,按照画面的亮度B1的变化而算出补正值。

补正处理部2603使用从亮度补正值算出部2601输入的亮度的补正 值、以及从色差补正值算出部2602输入的色差的补正值来进行图像数据 (YUV格式)的补正。补正处理部2603的构成以及动作与在实施方式4 说明的补正处理部1603相同。

如以上,通过按照使画面的亮度变暗时的亮度的变化来补正图像的亮 度成分,并且对于色差成分也进行补正,由此可以不进行不自然的补正, 从而改善画面的易看性。

本次公开的实施方式在所有方面都应认为是例示性的而非限制性的。 本发明的范围并非上述的说明,而由权利要求来表示,其意味着包含与权 利要求的范围等同的意图以及范围内的所有的变更。

Claims (12)

1. 一种运动图像再现装置,具备:用于显示图像的显示部(30);控制所述显示部的画面的亮度的显示控制部(50);按照与从所述显示控制部所给予的所述画面的亮度对应的方式来调整输入的图像的灰度的灰度调整部(40、70);所述显示控制部在进行使所述画面的亮度比规定的亮度变暗的控制的情况下,按照将在所述灰度调整部所调整的图像显示在所述显示部的方式,控制所述灰度调整部。
2. 根据权利要求1所述的运动图像再现装置,其特征在于, 所述灰度调整部包含:将与所述输入的图像的灰度相关的特性提取作为图像的特征的图像 特征提取部(41);根据所述画面的亮度的变化和所述图像的特征来算出针对图像的灰度值的补正值的补正值算出部(42);和使用所述补正值来补正所述输入的图像的灰度的补正处理部(43)。
3. 根据权利要求2所述的运动图像再现装置,其特征在于, 所述补正值算出部,在与所述图像的灰度相关的特性中,若所述图像的像素强度的频数分 布于规定的范围内,则算出在所述输入的图像的像素中、通过补正而灰度 饱和的像素的数量不超过规定的值的补正值,在与所述图像的灰度相关的特性中,若所述图像的像素强度的频数超 过规定的范围而分布,则算出对满足规定条件的范围的灰度进行压缩的补 正值。
4. 根据权利要求3所述的运动图像再现装置,其特征在于, 所述灰度调整部具有对由所述补正处理部补正的图像或所述输入的图像的任意一个进行选择并给予所述显示部的开关机构(70),所述显示控制部在进行使所述画面的亮度变得比规定的亮度暗的控 制的情况下,按照将由所述补正处理部补正后的图像给予所述显示部的方式来控制所述开关机构。
5. 根据权利要求2所述的运动图像再现装置,其特征在于, 所述补正值算出部包含:算出输入的运动图像的连续的前帧后帧间的相关值,在直方图的相关高的情况下,输出针对所述前帧的补正值的机构。
6. 根据权利要求2所述的运动图像再现装置,其特征在于, 所述输入的图像是由亮度成分和色差成分构成的图像, 所述补正值算出部包含:按照所述色差成分的直方图分布,使针对所述亮度成分的补正值变化的机构。
7. 根据权利要求l所述的运动图像再现装置,其特征在于, 还具备:用于从所述显示控制部所给予的所述画面的亮度越暗则越强调输入的图像的尖锐感的滤波处理部(20)。
8. —种灰度补正装置,用于补正在显示装置显示的运动图像的灰度, 具备:将与作为所述运动图像的1帧的图像的灰度相关的特性提取作为所述图像的特征的图像特征提取部(1601);算出时间上前后的帧的相关度的帧相关运算部(1604);根据所述帧的相关度、所述显示装置的画面的亮度的变化和所述图像 的特征,算出针对所述图像的灰度值的补正值的补正值算出部(160"; 和利用所述补正值,补正所述图像的灰度的补正处理部(1603)。
9. 根据权利要求8所述的灰度补正装置,其特征在于, 所述图像是由亮度成分和色差成分构成的图像, 所述补正值算出部具备:亮度补正值算出部(1801),按照所述画面的亮度的变化,算出针对 根据所述图像的特征而成为补正对象的第1帧的所述亮度成分的第1亮度 补正值;色差补正值算出部(1802),按照所述画面的亮度的变化,算出针对 所述第1帧的所述色差成分的色差补正值;存储部(1805),用于存储针对与所述第l帧相比在时间上在前的第 2帧的所述亮度成分的第2补正值;和补正值选择部(1804),按照所述第1帧和所述第2帧的相关度,选 择所述第1亮度补正值、所述第2亮度补正值或对所述第1亮度补正值和 所述第2亮度补正值进行加权平均而算出的加权平均补正值的任意1个, 并给予所述补正处理部。
10.根据权利要求9所述的灰度补正装置,其特征在于,所述补正值选择部,按照所述相关度处在规定的范围的判断,选择所述加权平均补正值; 按照所述相关度比所述规定的范围大的判断,选择所述第1补正值; 按照所述相关度比所述规定的范围小的判断,选择所述第2补正值。 U.根据权利要求8所述的灰度补正装置,其特征在于, 所述图像是由亮度成分和色差成分构成的图像, 所述补正处理部包含:利用针对所述亮度成分的亮度补正值来补正所述图像的所述亮度成 分的亮度补正部(2502);利用针对所述色差成分的色差补正值来补正所述图像的所述色差成 分的色差补正部(2503);
11.按照根据所述亮度补正值以及所述色差补正值所算出的三原色信号 的各值不超过规定的值的方式来修正所述亮度补正值,以及根据所述图像 的色度来修正所述色差补正值的补正值修正部(2504)。
12.根据权利要求8所述的灰度补正装置,其特征在于,所述图像是由亮度成分和色差成分构成的图像,所述补正处理部包含-利用针对所述亮度成分的亮度补正值来补正所述图像的所述亮度成 分的亮度补正部(2502);利用针对所述色差成分的色差补正值来补正所述图像的所述色差成 分的色差补正部(2503);按照根据所述亮度补正值以及所述色差成分算出的第1色度接近于根 据所述亮度成分以及所述色差成分算出的第2色度的方式来修正所述色差成分的色差修正部。
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