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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet, mit dem die Erfindung sich
befast
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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Apparat zur Kontrastverstärkung eines
Videosignals, im Besonderen mit einem Apparat zur Verstärkung eines
Videosignals, der Kontrastprozessierung eines Videosignals in Echtzeit
durchführt.
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2. Beschreibung der Hintergrundtechnik
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Verfahren,
um die Bildqualität
eines Videoabspielgerätes
zu verbessern, beinhalten eine Methode, welche dem Benutzer das
Gefühl
vermittelt, durch das Verstärken
der Kantengrenzen schärfer
zu sehen, und eine Methode, welche dem Benutzer das Gefühl vermittelt,
durch Verbessern der Hell- und Dunkelkontraste, schärfer zu
sehen, wie etwa mit einem homomorphischen Filter.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das einen konventionellen Apparat zur Kontrastverstärkung eines
Videosignals zeigt, bei dem ein homomorphischer Filter eingesetzt
wird. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, umfasst ein Apparat zur
Kontrastverstärkung
eines Videosignals eine logarithmische Konverter-Einheit 101,
für die
Umwandlung eines Videosignals in einen Logarithmus, einen Wellenfilter 102,
um das Videosignal, welches in einen Logarithmus umgewandelt wurde,
durch die logarithmische Konverter-Einheit 101 in eine
Niedrigfrequenz-Komponente und
eine Hochfrequenz-Komponente zu trennen, einen ersten Multiplier 103A für die Abschwächung der Niedrigfrequenz-Komponente
in einen Dämpfungs-Koeffizienten,
einen zweiten Multiplier 103B, für die Verstärkung der Hochfrequenz-Komponente in
einen Amplifikations-Koeffizienten, einen Addierer 104,
für die
Addition der verstärkten
Hochfrequenz-Komponente aus dem ersten Multiplier 103A und
der abgeschwächten
Niedrigfrequenz-Komponente aus dem zweiten Multiplier 103B,
und eine exponentielle Konverter-Einheit 105,
für die
Wiederherstellung des addierten Signals des Addierers 104.
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2 zeigt
eine kumulative Wahrscheinlichkeitsverteilungs-Funktion, die mit
der Anzahl der Pixel und den Helligkeitsstufen von Videosignalen übereinstimmt.
Wie in dieser Zeichnung unter der Referenz A in 2 gezeigt
wird, liegt im Falle, eines dunklen Anteils des Videosignals, die
Kurve der kumulativen Wahrscheinlichkeitsverteilungs-Funktion zwischen
der Anzahl der Pixel und den Helligkeitsstufen über einer gestrichelt gezeigten
Basislinie. Tritt der Fall eines hellen Bereiches des Videosignals
auf, liegt die Kurve der kumulativen Wahrscheinlichkeitsverteilungs-Funktion
zwischen der Anzahl der Pixel und den Helligkeitsstufen niedriger
als die gestichelt gezeigte Basislinie, wie unter der Referenz B
in 2 gezeigt ist. Im Falle eines Bereichs mit einer mittleren
Helligkeit des Videosignals, liegt die Kurve der kumulativen Wahrscheinlichkeitsverteilungs-Funktion
zwischen der Anzahl der Pixel und den Helligkeitsstufen an ähnlicher
Stelle wie die gestrichelt gezeigte Basislinie, was als Referenz
C in der 2 gezeigt ist. Tritt der Falle
eines Bereichs des Videosignals auf, in dem Hell und Dunkel gemischt
vorkommen, liegt die Kurve der kumulativen Wahrscheinlichkeitsverteilungs-Funktion
entweder oberhalb oder unterhalb der gestrichelt gezeigten Basislinie,
wie in Referenz D in der 2.
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Die
konventionelle Technik soll hier mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben
werden.
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Ein
Videosignal wird in die logarithmische Konverter-Einheit 101 eingespeist,
und in einen Logarithmus umgewandelt, und das in einen Logarithmus
umgewandelte Videosignal wird in den Wellenfilter 102 eingespeist,
so dass es in eine Hochfrequenz-Komponente und eine Niedrigfrequenz-Kompnente
aufgetrennt werden kann.
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Zur
gleichen Zeit vervielfacht der erste Multiplier 103A einen
Dämpfungs-Koeffizienten
für die Niedrigfrequenz-Komponente,
und gibt die Niedrigfrequenz-Komponente aus, die A mal abgeschwächt worden
ist, um so den Kontrast der Niedrigfrequenz-Komponente zu verbessern.
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Der
zweite Multiplier 103B multipliziert die Hochfrequenz-Komponente
mit dem Amplifikations-Koeffizienten, wodurch die hohe Frequenz,
B mal verstärkt,
ausgegeben wird.
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Die
abgeschwächte
Niedrigfrequenz-Komponente und die verstärkte Hochfrequenz-Komponente
werden von dem Addierer 104 addiert, und das aufaddierte
Signal wird durch die exponentielle Konverter-Einheit 105 in
einen Exponenten umgewandelt, um dann, wieder in ein originales
Videosignal umgewandelt, ausgegeben zu werden, weil das Signal logarithmisch
konvertiert ist.
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Abhängig von
Helligkeit und Dunkelheit, sind die Koeffizienten A und B entweder
negativ oder positiv, und die Grösse
der Zahlen gibt den jeweiligen Grad an.
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Der
homomorphische Filter verbessert nämlich unter Verwendung eines
festgelegten Dämpfungs-
oder Verstärkungs-Koeffizienten
den Kontrast eines Videosignals, indem eine Nie drigfrequenz-Komponente
abgeschwächt,
und eine Hochfrequenz-Komponente verstärkt wird.
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Jedoch
hat der konventionelle homomorphische Filter den Nachteil, dass
ein Videosignal nicht angleichend behandelt werden kann, weil die
Niedrigfrequenz-Komponente und die Hochfrequenz-Komponente durch
den Einsatz eines festgelegten Koeffizienten gedämft bzw. verstärkt werden.
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Auch
durch die Methode, bei der ein Koeffizient unterschiedlich, jeweils
abhängig
von einem Videosignal gewählt
wird, kann nicht ohne Weiteres eine Echtzeit-Verarbeitung durchgeführt werden,
und folglich kann auch das Videosignal nicht gleichermassen verbessert
werden.
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Für das endgültige Ausgabe-Videosignal sollte
ebenfalls eine Skalierung festgelegt werden, da das Konversionsphänomen einer
Gleichstrom-Stufe in dem Fall der Abschwächung der Niedrigfrequenz-Komponente
auftritt, und folglich auch ein maximaler und ein minimaler Wert
der Signal-Komponente erhalten werden könnte, was einen Nachteil bei
der Echtzeit-Bearbeitung
bewirkt.
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US 5,343,254 offenbart eine
Vorrichtung zur Verbesserung eines Y-Videosignals nach dem homomorphen Funktionsprinzip
mit einem Logkonverter am Eingang und einem Ex-Konverter am Ausgang der
Signalbearbeitung. Die Vorrichtung verfügt über eine Kantendetektionseinheit
sowie eine Einheit zur Koeffizienten-Erzeugung für eine Niederfrequenz-Komponente des Videohelligkeitssignals.
Das Y-Videosignal kann tiefpass- oder
hochpassgefiltert bearbeitet werden, wobei keine parallele Signalverarbeitung
erfolgt.
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DE 199 63 215 A1 beschreibt
eine Kontrastverbesserungsvorrichtung, welche ein Y-Videosignal nach
dem homomorphen Funktionsprinzip bearbeitet, wobei eine parallele
Signalverarbeitung in einem Hochpass- und Tiefpasssignalzweig erfolgt.
Koeffizienten für
die Bearbeitung der Niederfrequenz-Komponente sind durch die Benutzer
vorgebbar. Es erfolgt keine Kantendetektion.
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WO 98/46015 A1 beschreibt
ebenfalls eine nach dem homomorphen Funktionsprinzip arbeitende
Kontrastverbesserungsvorrichtung, welche eine parallele Signalverarbeitung
in einem Hochpass- und Tiefpasssignalzweig durchführt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aus
den genannten Gründen
ist es Zweck der vorliegenden Erfindung einen Apparat zur Kontrastverstärkung eines
Videosignals bereit zu stellen, der einen verbesserten Kontrast
in Echtzeit erzeugt, indem er die Niedrigfrequenz- und die Hochfrequenz-Abbildungskoefflzienten
in der jeweils passenden Grösse
zur intrinsischen Eigenschaft des Videosignals erzeugt, den homomorphischen
Filter mit dem Koeffizienten versorgt, und den Kontrast eines Videosignals
durch den Benutzer vermittels des ersten bis fünften Referenzsignals angleichend
kontrolliert.
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Um
diese und weitere Vorteile zu erreichen, und wie es in Übereinstimmung
mit der Bestimmung der vorliegenden Erfindung ausgeführt und
hierin ausführlich
beschrieben ist, wird ein Apparat zur Kontrastverstärkung eines
Videosignals bereitgestellt, der Folgendes beinhaltet: eine Einheit
zur Koeffizienten-Erzeugung, um einen Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten
zu erzeugen, der die Niedrigfrequenz-Komponente des Videosignals
entweder erhöht
oder abschwächt;
eine Kantendetektions-Einheit zur Ermittlung schneller Helligkeitswechsel
in vertikaler sowie horizontaler Richtung; eine logarithmische Konverter-Einheit,
für eine
logarithmische Umwandlung beim Empfangen des eingegebenen Videosignals;
ein Tiefpassfilter, für
den Durchlass einer Niedrigfrequenz-Komponente des logarithmisch konvertierten
Signals; ein Hochpassfilter, für
den Durchlass einer Hochfrequenz-Komponente des logarithmisch konvertierten
Signals; einen ersten Multiplier, für die Vervielfachung eines
Signals, das den Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten und den Tiefpassfilter
passiert hat; eine Verstärkungs-Korrektur-Einheit,
um den maximalen Wert des Videosignals, welcher durch den ersten
Multiplier verstärkt oder
abgeschwächt
worden ist, auf einen bestimmten Level anzugleichen, wenn er den
Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten erhält, der von der Einheit zur
Koeffizienten-Erzeugung ausgegeben worden ist; einen zweiten Multiplier,
für die
Multiplikation eines Signals, das den Hochpassfilter passiert hat,
mit dem Signal, welches von der Kantendetektions-Einheit ausgegeben
worden ist; einen ersten Addierer, für die Addition der Signale,
die von dem ersten Multiplier und der Verstärkungs-Korrektur-Einheit ausgegeben
worden sind; einen zweiten Addierer, für die Addition des Signals,
das von dem zweiten Multiplier und dem ersten Addierer ausgegeben
worden ist; und einer exponentiellen Konverter-Einheit, zur Umwandlung eines Exponenten
des Signals, das vom ersten Addierer ausgegeben worden ist.
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Sowohl
die erwähnten
als auch andere Objekte, Eigenschaften, Aspekte, sowie Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden einleuchtender, durch die folgende
detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung, in Zusammenhang
mit den begleitenden Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
begleitenden Zeichnungen, die für
ein weiteres Verständnis
der Erfindung beigelegt wurden, und einen Teil dieser Spezifikation
ausmachen, sowie in sie eingeschlossen sind, veranschaulichen die
Ausführungsformen
der Erfindung und dienen, zusammen mit den Beschreibungen, der Erklärung der
Prinzipien, die der Erfindung zu Grunde liegen.
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In
den Zeichnungen:
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1 ist
ein Blockdiagramm, das einen konventionellen Apparat zur Kontrastverstärkung eines
Videosignals zeigt, der einen homomorphischen Filter einsetzt;
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2 zeigt
eine kumulative Wahrscheinlichkeitsverteilungs-Funktion, in Abhängigkeit
von der Anzahl der Pixel und der Helligkeits-Stufen von Videosignalen;
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3 ist
eine erste Ausführungsform,
die einen Apparat zur Verstärkung
eines Videosignals mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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4 ist
eine zweite Ausführungsform,
die den Apparat zur Verstärkung
eines Videosignals mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Im
Folgenden werden jetzt bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ausführlich
aufgeführt,
und die entsprechenden Beispiele sind in den begleitenden Zeichnungen
abgebildet.
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3 ist
die erste Ausführungsform
und zeigt einen Apparat zur Verstärkung eines Videosignals mit
den Merkmalen der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 dargestellt
ist, beinhaltet der Apparat zur Verstärkung eines Videosignals mit
den Merkmalen der vorliegenden Erfindung eine Einheit zur Koeffizienten-Erzeugung 300,
für die
Erzeugung eines Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten, der beim Empfangen
des Videosignals Y_in, des vertikalen Synchronisations-Signals V_sync
und des ersten Referenzsignals Ref 1, die Niedrigfrequenz-Komponente
eines Videosignals Y_in dämpft;
eine Kantendetektions-Einheit 350, für die Ermittlung eines Helligkeitswechsels
beim Empfangen des Videosignals Y_in; eine logarithmische Konverter-Einheit,
für die Durchführung einer
logarithmischen Umwandlung bei Empfangen des eingegebenen Videosignals Y_in;
einen Tiefpassfilter 330, für den Durchlass einer Niedrigfrequenz-Komponente
des logarithmisch konvertierten Signals; einen Hochpassfilter 340 für den Durchlass
einer Hochfrequenz-Komponente des logarithmisch konvertierten Signals;
einen ersten Multiplier 410 für die Vervielfältigung
eines Signals, das den Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten und
den Tiefpassfilter passiert hat; einen zweiten Multiplier 420 für die Multiplikation
des Signals, das den Hochpassfilter passiert hat, mit dem Signal,
welches von der Kantendetektions-Einheit ausgegeben worden ist;
eine Verstäkungs-Korrektur-Einheit 380, um
die Veränderung
des maximalen Wertes des Videosignals zu korrigieren; einen ersten
Addierer 440 für
die Addition der Signale, die von dem ersten Multiplier 410 und
der Verstärkungs-Korrektur-Einheit 380 ausgegeben
werden; einen zweiten Addierer 430 für die Addition der Signale,
die von dem zweiten Multiplier 420 und dem ersten Addierer 440 ausgegeben
werden; sowie eine exponentielle Konverter-Einheit 360,
um damit die vom Addierer 430 ausgegebenen Exponenten des
Signals zu konvertieren. In der Einheit zur Koeffizienten-Erzeugung 300 wird
ein Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizient erzeugt, um die Niedrigfrequenz-Komponenten
des Videosignals Y_in hervor zu heben. Zur selben Zeit gibt der
Benutzer das erste Referenzsignals Ref 1 zusammen mit dem Videosignal
Y_in ein. Der Benutzer kann so den Dunkelanteil des Videosignals
Y_in hervor heben.
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Der
Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizient wird im ersten Multiplier 410 zusammen
mit dem Signal, das den Niedrigfrequenz-Filter 330 passiert
hat, vervielfacht. Falls der Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizient
0,5 beträgt,
wenn das Signal, das den Tiefpassfilter 330 passiert hat,
und der Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten an dem ersten Multiplier 410 multipliziert
worden sind, werden die Niedrigfrequenz-Komponenten des Videosignals,
die den Tiefpassfilter durchlaufen haben, gedämpft oder verstärkt.
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Die
optionale und in 3 nicht dargestellte Minimalwert-Prozessierungs-Einheit 310 erkennt
den minimalen Wert des Videosignals Y_in in Bildern, indem sie das
Videosignal Y_in und das vertikale Synchronisationssignal V_sync
empfängt,
den Durchschnitt des Minimums in den Bildern oder in einer Vielzahl
von Bildern ermittelt, den Durchschnittswert als Minimalwert O2
ausgibt und das Videosignal Y_in von dem Minimalwert abzieht. Das
subtrahierte Signal O1 wird in die logarithmische Konverter-Einheit 320 und
die Kantendetektions-Einheit 350 eingegeben. Zu diesem
Zeitpunkt indiziert der Minimalwert des Videosignals Y_in den dunkelsten
Anteil in dem Videosignal Y_in. Daher wird der niedrigste Level, des
von der Minimalwert-Prozessierungs-Einheit ausgegebenen Videosignals,
als Nullwert bezeichnet, wenn das Videosignal Y_in von dem Minimalwert abgezogen
wird.
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Die
Kantendetektions-Einheit 350 ermittelt schnelle Helligkeitswechsel
des Videosignals in vertikaler und in horizontaler Richtung. Zu
diesem Zeitpunkt ist das Videosignal, das den raschen Helligkeitswechsel
zeigt, die Niedrigfrequenz-Komponente des Videosignals.
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Die
logarithmische Konverter-Einheit 320 vollzieht eine logarithmische
Umwandlung, indem sie das Signal empfängt, das von der Minimalwert-Prozessierungs-Einheit 310 ausgegeben
worden ist Das logarithmisch konvertierte Signal wird zu den Videosignalen
der Niedrigfrequenz- und der Hochfrequenz-Komponenten aufgetrennt,
indem es den Tiefpassfilter 330 und den Hochpassfilter 340 durchläuft.
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Weil
des Videosignal der Niedrigfrequenz-Komponente mit dem Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten,
der von der Einheit zur Koeffizienten-Erzeugung 300 ausgegeben
wird, multipliziert wird, wird die niedrige Frequenz des Videosignals verstärkt oder
abgeschwächt.
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Die
Verstärkungskorrektur-Einheit 380 hält den maximalen
Wert des Videosignals, das durch den ersten Multipler 410 gesteigert
oder abgesenkt worden ist, auf einem gewissen Level. Hierzu wird namentlich
der Ausgabewert der Verstärkungs-Korrektur-Einheit 380 benutzt,
der mit Hilfe einer Arbeitsformel, wie etwa der Formel 1, erhalten
wird. Ausgabewert der Verstärkungskorrektur-Einheit
= (log Ymax)(1 – MDC) Formel 1
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Wobei
Ymax der maximale Wert des Videosignals
ist, und MDC der Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizient
ist.
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Weil
das Videosignal der Hochfrequente Komponente mit dem Signal, das
von der Kantendetektions-Einheit 350 und dem zweiten Multiplier
ausgegeben worden ist, multipliziert wird, wird die Hochfrequenz-Komponente
des Videosignals ebenfalls hervorgehoben oder abgeschwächt.
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Die
Hochfrequenz-Komponente und die Niedrigfrequenz-Komponente, in verstärkter oder
abgeschwächter
Form, werden jeweils im Addierer 430 addiert, und das addierte
Videosignal wird in der exponentiellen Konverter-Einheit 360 exponentiell
umgewandelt. Der minimale Wert des exponentiell umgewandelten Signals
wird in der Einheit zur Wiederherstellung des Minimalwertes 370 wieder
hergestellt, und das wiederhergestellte Videosignal Y_out wird mit
einem verbesserten Kontrast ausgegeben.
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4 ist
die zweite Ausführungsform,
die den Apparat zur Kontrastverstärkung eines Videosignals mit
den Merkmalen der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in der Zeichnung
gezeigt ist, beinhaltet der Apparat die Vergleichs-Einheit 301,
um die Grössen der
Level des Videosignals und des zweiten Referenzsignals miteinander
zu vergleichen; die Zähler-Einheit 302,
um die Anzahl der Pixel, die kleiner oder grösser als diejenige des zweiten
Referenzsignals Ref 2 sind, zu zählen,
wofür das
vertikale Synchronisationssignal V_sync, das das Videosignal Y_in
und das zweite Referenzsignal Ref 2 empfängt, verwendet wird; den Subtraktor 303,
um den Wert, der von der Zähler-Einheit 302 ausgegeben
worden ist, und das dritte Referenzsignal Ref 3 abzuziehen; die
Einheit zur Erzeugung des Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten 304 zur
synchronen Ausgabe des Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten mit
dem vertikalen Synchronisationssignal V_sync; die Einheit zur Minimalwert-Detektion 311 für die Ermittlung des
Minimalwertes des Videosignals Y_in, in dem das Videosignal Y_in
und das vertikale Synchronisationssignal V_sync empfangen werden;
den Subtraktor 312, um die Differenz zwischen dem Signal,
das von dem Minimalwert-Detektor 311 ausgegeben worden
ist, und dem Videosignal Y_in zu erhalten; die Kantendetektions-Einheit 350,
für die
Ermittlung des Helligkeitswechsels, durch das Empfangen des Signals,
das von dem Subtraktor 312 ausgegeben worden ist; den Addierer 450,
um das Signal, das von der Kantendetektions-Einheit 350 ausgegeben
worden ist, und das fünfte
Referenzsignal Ref 5, welches vom Benutzer festgelegt worden ist,
zu addieren; die logarithmische Konverter-Einheit 320 für die Durchführung einer
logarithmischen Umwandlung, indem das Signal, das von dem Subtraktor 312 ausgegeben worden
ist, empfangen wird; den Tiefpassfilter 330 für den Durchlass
der Niedrigfrequenz-Komponente des logarithmisch konvertierten Signals;
den Hochpassfilter 340 für den Durchlass der Hochfrequenz-Komponente
des Signals, welches logarithmisch konvertiert wurde; den ersten
Multiplier 410 für das
Multiplizieren des Signals, das von dem Addierer 450 ausgegeben
worden ist, mit dem Videosignal, das den Hochpassfilter passiert
hat; die Verstärkungs-Korrektur-Einheit 380,
um den Wechsel im Maximalwert des Videosignals zu korrigieren; die
exponentielle Konverter-Einheit 360, um das Videosignal
Y_in exponentiell zu konvertieren; die Einheit zur Wiederherstellung
des Minimalwertes 370 für
die Addition des Minimalwertes des Videosignals, der von der Einheit
zur Minimalwert-Detektion 311 ausgegeben worden ist, und
des Videosignals, der von der expo nentiellen Konverter-Einheit 360 ausgegeben
worden ist, um so den Wert, welcher an der Einheit zur Minimalwert-Detektion 311 prozessiert
worden ist, wieder herzustellen; sowie das erste Referenzsignal Ref
1, das vierte Referenzsignal Ref 4 und das fünfte Referenzsignal Ref 5,
um damit den Kontrast in dem Videosignals Y_in in Echtzeit zu kontrollieren.
Hierin bezeichnen die nicht erklärten
Referenznummern die Einheit zur Minimalwert-Detektion 310 und
die Addierer 305, 430 und 440.
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Die
Vergleichs-Einheit 301 vergleicht die Grösse eines
jeden Pixels des Videosignals Y_in und den Level des zweiten Referenzsignals
Ref 2 miteinander. Die Zähler-Einheit 302 zählt die
Anzahl der Pixel, die auf einem höheren Level liegen, als diejenigen
des zweiten Referenzsignals Ref 2, nachdem der Level des zweiten
Referenzsignals Ref 2 und die Grösse
eines jeden Pixels des Videosignals Y_in in Synchronisation mit
dem vertikalen Synchronisationssignals V_sync an der Vergleichs-Einheit 301 verglichen
worden sind.
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Der
Subtraktor 303 subtrahiert das dritte Referenzsignals Ref
3 von dem Wert, der von der Zähler-Einheit 302 ausgegeben
worden ist. Zu diesem Zeitpunkt kann die Empfindlichkeit eines dunklen
Bereichs oder eines hellen Bereichs eingestellt werden, wenn der
Benutzer die Grösse
des dritten Referenzsignals Ref 3 kontrolliert, da der Wert, den
die Zähler-Einheit 302 ausgegeben
hat, den Differenzbetrag zwischen der Grösse des dritten Referenzsignals
Ref 3 und der Anzahl der Pixel, der auf der Basis des dritten Referenzsignals
Ref 3 gezählten
Videosignale, darstellt.
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Entsprechend
des ausgegebenen Ergebnisses fluktuiert der Wert für den Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten,
der von der Einheit zur Erzeugung des Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten 304 ausgegeben
worden ist, auf der Basis des ersten Referenzsignals.
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Die
Einheit zur Minimalwert-Detektion 311 ermittelt den minimalen
Wert des Videosignals Y_in in Bildern, indem sie das Videosignal
Y_in und das vertikale Synchronisationssignal V_sync empfängt, den
Durchschnitt des Minimums in den Bildern oder einer Vielzahl von
Bildern ermittelt, den Durchschnittswert als Minimalwert O2 ausgibt
und das Videosignal Y_in von dem Minimalwert am Subtraktor 312 abzieht.
Das subtrahierte Signal O1 wird in die logarithmische Konverter-Einheit 320 und
die Kantendetektions-Einheit 350 eingegeben. Zur selben Zeit
indiziert der Minimalwert des Videosignals Y_in den dunkelsten Bereich
des Videosignals Y_in. Daher wird der niedrigste Level des Videosignals,
der vom Subtraktor 312 ausgegeben wird, als Nullwert bezeichnet,
wenn das Videosignal Y_in von dem Minimalwert abgezogen wird.
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Die
Kantendetektions-Einheit 350 ermittelt schnelle Helligkeitswechsel
des Videosignals in vertikaler und in horizontaler Richtung. Zu
diesem Zeitpunkt ist das Videosignal, das den schnellen Helligkeitswechsel
zeigt, die Hochfrequenz-Komponente des Videosignals.
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Die
logarithmische Konverter-Einheit 320 führt eine logarithmische Umwandlung
durch, indem sie das Signal empfängt,
das von dem Subtraktor 312 ausgegeben worden ist. Das logarithmisch
konvertierte Signal wird zu den Videosignalen der Niedrigfrequenz-
und Hochfrequenz-Komponenten aufgetrennt, die den Tiefpassfilter 330 und
den Hochpassfilter 340 durchlaufen haben.
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Weil
das Videosignal Y_in der Niedrigfrequenz-Komponente mit dem Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten,
der von der Einheit zur Koeffizienten-Erzeugung 300 ausgegeben
worden ist, multipliziert wird, wird die niedrige Frequenz des Videosignals
entweder hervorgehoben oder abgeschwächt.
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Wenn
das Videosignal Y_in der Hochfrequenz-Komponente mit dem Wert, welcher
von der Kantendetektions-Einheit 350 am zweiten Multiplier 420 ausgegeben
worden ist, multipliziert wird, wird die Hochfrequenz-Komponente
des Videosignals Y_in ebenfalls entweder verstärkt oder abgeschwächt.
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Das
vierte Referenzsignal Ref 4 wird zu dem Niedrigfrequenz-Signal,
das vom ersten Multiplier 410 ausgegeben worden ist, und
zu dem Niedrigfrequenz-Abbildungskoeffizienten, der von der Verstärkungs-Korrektur-Einheit 380 ausgegeben
worden ist, hinzu addiert. Der Benutzer kann solchernmassen den
maximalen Wert der Niedrigfrequenz-Komponente des kalkulierten Videosignals
mit Hilfe des vierten Referenzsignals Ref 4 endgültig steuern.
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Das
fünfte
Referenzsignal Ref 5 wird zu dem ausgegebenen Wert, der von der
Kantendetektions-Einheit 350 ausgegeben worden ist, hinzu
addiert, und folglich kann der Benutzer die Hochfrequenz-Komponente
des Videosignals Y_in direkt kontrollieren.
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Das
Videosignal, dessen Hochfrequenz- und Niedrigfrequenz-Signal entweder
verstärkt
oder abgeschwächt
worden ist, wird am Addierer 430 addiert. Das addierte
Videosignal wird an der exponentiellen Konverter-Einheit 360 exponentiell
konvertiert. Das Minimum des exponentiell konvertierten Signals wird
an der Einheit zur Wiederherstellung des Minimalwertes 370 wieder
hergestellt, und als Videosignal Y_out mit einem verbesserten Kontrast
ausgegeben.
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Wie
aus dem oben Beschriebenen ersichtlich wird, kann der Apparat zur
Kontrastverstärkung eines
Videosignals, mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung, einen
verbesserten Kontrast in Echtzeit zur Verfügung stellen, indem er die
Niedrigfrequenz- und Hochfrequenz-Abbildungskoeffizienten in geeigneter
Form, und in Übereinstimmung
mit den intrinsischen Eigenschaften, erzeugt, sowie den homomorphischen
Filter mit den Koeffizienten versieht, wobei der Kontrast eines
Videosignals durch den Benutzer mit dem ersten bis fünften Basissignal angleichend
gesteuert werden kann.
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Da
die vorliegende Ausführungsform
auf mannigfaltige Weise ausgeführt
werden kann, ohne dass dabei von ihrem Sinn oder ihren wesentlichen Eigenschaften
abgewichen wird, sollte auch klar sein, dass die oben beschriebenen
Ausführungsformen
nicht bis auf jedes einzelne Detail der vorausgegangenen Beschreibung
genau ausgeführt
sein müssen,
solange das nicht anderweitig ausdrücklich gesagt wird, sondern
dass sie viel mehr breit gefächert, innerhalb
ihres Sinnes und Gebietes, ausgelegt werden sollen, wie es in den
beigefügten
Ansprüchen
definiert ist, und von daher ist es beabsichtigt, alle Veränderungen und Modifikationen, die in die Anforderungen
und Grenzen des Schutzumfanges der Ansprüche fallen, oder diesen Anforderungen
und Grenzen entsprechen, durch die beigefügten Ansprüche zu umfassen.