JP2000350054A - ガンマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より少ない回路規模で、低輝度において高い
階調でガンマ処理を行うことができ、高い階調の画像を
出力可能なガンマ処理装置を提供する。 【解決手段】 Ｎビットの画像データを入力とし、Ｎビ
ットの画像データのゼロでない最上位ビットの位置の検
出結果に従ってＮビットの画像データをＭビット（Ｍ＜
Ｎ）のアドレスデータに、高輝度の画像データでは実質
的な量子化ビット数が少なく、低輝度の画像データでは
実質的な量子化ビット数が多くなるように、非直線変換
するアドレス生成部１００と、Ｍビットのアドレスデー
タを入力としてＭビットのアドレスデータに応じたガン
マ補正値を出力するＲＯＭテーブル１０１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はビデオカメラやデ
ジタルスチルカメラにおける画像処理に関するものであ
り、特に、画像データのガンマ処理に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラで映像を撮像する場合、テ
レビモニタなどの表示デバイスの光学的特性を補正する
ために映像信号にガンマ処理を行う。すなわち、撮像デ
バイスから出力された映像信号に対して、例えば図７の
曲線７００に示すような特性の変換を行う。曲線７００
は、入力Ｘに対する出力ＹがＹ＝Ｘ^0.45となる特性であ
る。なお、図７において、値２５６は、Ｙ＝Ｘ^0.45（０
≦Ｘ≦１）を８ビット（２５６）で標記するために、２
５６倍のスケールで表したときの値である。本来は、ガ
ンマ特性は正規化されている。

【０００３】このガンマ処理は元来アナログ回路で実現
されていたが、信号処理のデジタル化に伴い近年ではデ
ジタル回路で実現されることが一般的となってきた。

【０００４】図６は、デジタル回路による従来のガンマ
処理装置の構成例を示すブロック図である。図６におい
て、ＲＯＭテーブル６０１は、ガンマ特性に基づく変換
値を記憶しており、アドレス入力とデータ出力との関係
がガンマ特性に対応している。

【０００５】つぎに、上記図６により、従来のガンマ処
理装置の動作について説明する。

【０００６】まず、入力された例えば１０ビットの画像
データは、ＲＯＭテーブル６０１の有効語長に基づいて
例えば上位８ビットが選択され、読み出しアドレスとし
てＲＯＭテーブル６０１に入力される。ここで、画像デ
ータは、符号ビットを持たないバイナリデータとする。
ＲＯＭテーブル６０１には、図７のガンマ特性曲線７０
０に基づいた変換値がアドレスごとに記憶されており、
入力されたアドレス値に応じて対応するガンマ補正値が
出力される。

【０００７】上記において、１０ビットの画像データか
ら単純に上位８ビットを選択するということは、図７の
直線７０１で示すように入力画像データを直線変換して
出力データを生成するということになる。

【０００８】このように、従来のガンマ処理装置では、
入力された画像データの上位ビットをアドレスとして、
対応するガンマ補正値をＲＯＭテーブル６０１によって
出力していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のガンマ処理装置では、入力画像データの上位８ビッ
トのみをＲＯＭテーブル６０１のアドレスとし、下位２
ビットは切り捨てるために、輝度の低い画像に対して階
調不足となり、その結果量子化ノイズが目立つという問
題があった。

【００１０】以下、図８を用いて従来のガンマ処理装置
における上記の問題について説明する。

【００１１】図８は、ガンマ特性を８ビットで量子化し
た場合の低輝度におけるガンマ曲線と、本来のガンマ特
性曲線との差分値の拡大図である。図８において、８０
０は本来のガンマ特性曲線、８０１はガンマ特性曲線８
００を８ビットで量子化した場合のガンマ曲線、８０２
はガンマ特性曲線８００とガンマ曲線８０１の差分値で
ある。なお、差分値８０２は、図を見やすくするために
便宜的に上方へシフトしたもので、縦軸の数値とは関連
がない。先に示した図７は、ガンマ曲線を説明するため
の概略図であり、入出力ともに８ビット（２５６フルス
ケール）であるのに対して、図８および図９は、１０ビ
ット（１０２４フルスケール）となっており、図８の入
力の目盛値は、８ビットのデータ値を４倍したものであ
る。

【００１２】従来のガンマ処理装置では、図８に示すよ
うに、１０ビットの入力画像データの上位８ビットのみ
をＲＯＭテーブルのアドレスとするために、例えば入力
Ｘ＝３のときなどに本来のガンマ補正値との差分が大き
くなり、連続的に輝度が変化する画像に対して不連続な
変化が生じて視覚的に目立つことになる（量子化ノイ
ズ）。

【００１３】このような課題を解決するためには、従来
のガンマ処理装置では、量子化ビット数を大きくする必
要があったが、そうするとＲＯＭテーブルの回路規模が
大きくなり、その結果ガンマ処理装置のコストが大きく
なるという問題があった。

【００１４】また、従来のガンマ処理装置では、いった
んガンマ特性のＲＯＭテーブルを定義すると、入力画像
に応じてガンマ特性や階調の増減を変更するということ
ができないため、全体的に輝度の低い画像や、全体的に
輝度の高い画像に対して最適な量子化ビット割当てがで
きないというもう一つの問題もあった。

【００１５】本発明は、かかる問題点を解消するために
なされたもので、従来と変わらない回路規模で低輝度で
も高い階調の画像が出力可能なガンマ処理装置を提供す
ることを第１の目的とするものである。

【００１６】また、入力画像の平均輝度に応じて最適な
量子化ビット割当てが可能なガンマ処理装置を提供する
ことを第２の目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記従来のガンマ処理装
置がもつ課題を解決するために、本発明の請求項１記載
のガンマ処理装置は、Ｎビットの画像データを入力と
し、Ｎビットの画像データのゼロでない最上位ビットの
位置の検出結果に従ってＮビットの画像データをＭビッ
ト（Ｍ＜Ｎ）のアドレスデータに変換して高輝度の画像
データでは実質的な量子化ビット数が少なく低輝度の画
像データで実質的な量子化ビット数が多くなるようにす
るアドレス生成部と、Ｍビットのアドレスデータを入力
としてＭビットのアドレスデータに応じたガンマ補正値
を出力するＲＯＭテーブルとを備えている。

【００１８】この構成によれば、アドレス変換部によっ
てＮビットの画像データのゼロでない最上位ビットの位
置の検出結果に従ってＮビットの画像データをＭビット
のアドレスデータに、高輝度の画像データでは実質的な
量子化ビット数が少なく低輝度の画像データで実質的な
量子化ビット数が多くなるように非直線変換するので、
従来と変わらない回路規模で、低輝度において高い階調
の画像が出力可能となる。

【００１９】また、本発明の請求項２記載のガンマ処理
装置は、請求項１記載のガンマ処理装置において、Ｎビ
ットの画像データで構成される各画像のフレーム毎の平
均輝度を算出する輝度演算部をさらに備え、アドレス生
成部は、Ｎビットの画像データとＭビットのアドレスデ
ータとの間の変換特性を複数種類有し、輝度演算部の出
力に従い平均輝度に応じて複数種類の変換特性の中から
何れかを選択し、ＲＯＭテーブルはＮビットの画像デー
タとＭビットのアドレスデータとの間の複数種類の変換
特性に対応した複数のガンマ補正テーブルを有し、輝度
演算部の出力に従い平均輝度に応じて複数のガンマ補正
テーブルの中から何れかを選択するようにしたことを特
徴とする。

【００２０】この構成によれば、アドレス生成部にＮビ
ットの画像データと前記Ｍビットのアドレスデータとの
間の変換特性を保有するとともに、ＲＯＭテーブルに異
なる複数のガンマ特性データを保有し、画像の平均輝度
に応じてガンマ特性を選択できるので、撮像状況に適応
したガンマ処理を行うことができる。その結果、画像の
全体的な明るさに応じて、より自然なガンマ特性を設定
することができる。

【００２１】また、本発明の請求項３記載のガンマ処理
装置は、請求項２記載のガンマ処理装置において、Ｎビ
ットの画像データの伝送クロックを入力とするカウンタ
をさらに備え、輝度演算部は、Ｎビットの画像データの
最小しきい値と最大しきい値を保持して、入力されたＮ
ビットの画像データと最小しきい値および最大しきい値
とを比較し、カウンタは、輝度演算部による比較結果に
応じて画像フレーム内でＮビットの画像データが連続し
て最小しきい値よりも小さい場合または連続して最大し
きい値よりも大きい場合を計数し、輝度演算部は、カウ
ンタの出力に応じて、対応するＮビットの画像データを
平均輝度の算出に採用するか否かを判別することを特徴
とする。

【００２２】この構成によれば、背景に太陽光や反射光
が映っている場合のみならず、経年変化による撮像デバ
イスの劣化で局所的に異常な画像データが発生するよう
な場合にも、平均輝度によるガンマ特性の選択が誤動作
することを防ぐことができる。

【００２３】また、本発明の請求項４記載のガンマ処理
装置は、請求項２記載のガンマ処理装置において、画像
データの伝送クロックを入力として画像データのフレー
ム座標を検出し、画像データのフレーム座標に応じて補
正係数を出力する係数生成部をさらに備え、輝度算出部
は、係数生成部の出力に応じてＮビットの画像データを
補正して平均輝度を算出することを特徴とする。

【００２４】この構成によれば、特定の画面エリアの輝
度を重視したガンマ特性の設定が可能となり、撮影者の
意図を反映させた画作りが実現できる。

【００２５】また、本発明の請求項５記載のガンマ処理
装置は、請求項１，２，３，または４記載のガンマ処理
装置において、アドレス生成部は、Ｎビットの画像デー
タのうちの上位側の所定ビット数範囲においてＮビット
の画像データのゼロでない最上位ビットの位置を検出
し、Ｎビットの画像データのゼロでない最上位ビットの
位置の検出結果に対応したＬビット（ただし、Ｌ＜Ｍ）
のデータと、Ｎビットの画像データの中からＮビットの
画像データのゼロでない最上位ビットに続く下位（Ｍ−
Ｌ）ビットのデータとを合わせてＭビット（ただし、Ｍ
＜Ｎ）のアドレスデータとして出力し、Ｎビットの画像
データの上位側の所定ビット数範囲内の全てのビットが
ゼロであるときにはＮビットの画像データのうち下位Ｍ
ビットをアドレスデータとして出力することを特徴とす
る。

【００２６】この構成によれば、高輝度の画像データに
対しては実質的に量子化ビット数が少ない状態でガンマ
処理を行うことができ、低輝度の画像データに対して
は、実質的に量子化ビット数が多い状態でガンマ処理を
行うことができる。その結果、階調不足による量子化ノ
イズが目立つ低輝度において、従来のＲＯＭテーブルと
同等の回路規模で良好なガンマ補正ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。

【００２８】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態によるガンマ処理装置の構成を示すブロ
ック図である。図１において、アドレス生成部１００
は、Ｎビットの画像データを入力とし、Ｎビットの画像
データのゼロでない最上位ビットの位置の検出結果に従
ってＮビットの画像データをＭビット（Ｍ＜Ｎ）のアド
レスデータに変換して高輝度の画像データでは実質的な
量子化ビット数が少なく低輝度の画像データで実質的な
量子化ビット数が多くなるようにする機能を有する。

【００２９】具体的には、このアドレス生成部１００
は、Ｎビットの画像データのうちの上位側の所定ビット
数範囲においてＮビットの画像データのゼロでない最上
位ビットの位置を検出し、Ｎビットの画像データのゼロ
でない最上位ビットの位置の検出結果に対応したＬビッ
ト（ただし、Ｌ＜Ｍ）のデータと、Ｎビットの画像デー
タの中からＮビットの画像データのゼロでない最上位ビ
ットに続く下位（Ｍ−Ｌ）ビットのデータとを合わせて
Ｍビット（ただし、Ｍ＜Ｎ）のアドレスデータとして出
力し、Ｎビットの画像データの上位側の所定ビット数範
囲内の全てのビットがゼロであるときにはＮビットの画
像データのうち下位Ｍビットをアドレスデータとして出
力する。

【００３０】ＲＯＭテーブル１０１は、図７のガンマ特
性曲線７００に基づいた補正値がアドレスごとに記憶さ
れていて、入力されたアドレス値に応じて対応するガン
マ補正値が出力される。なお、ＲＯＭテーブル１０１の
データは、画像データを非直線変換した後のデータに対
してガンマ補正を行うものであるので、従来例のＲＯＭ
テーブル６０１とはその値が異なる。

【００３１】つぎに、本第１の実施の形態によるガンマ
処理装置における動作について、図１により説明する。

【００３２】まず、入力されたＮビット（ここではＮ＝
１０）の画像データは、アドレス生成部１００におい
て、図２に示すような変換則に基づいてＭビット（ここ
ではＭ＝８）のアドレスに変換される。すなわち、Ｎビ
ットの画像データのうちの上位側の所定ビット数範囲
（ここでは、４ビット）において、入力された画像デー
タのゼロでない最上位ビットを検出して、それに続くデ
ータＡＢＣＤＥ（Ｆ）を選択し、ゼロでない最上位ビッ
トに応じたＬビット（ここでは、Ｌ＝２または３で、ゼ
ロでない最上位ビットの位置によって変わる）のデータ
とともにこれを出力する。また、Ｎビットの画像データ
のうちの上位側の所定ビット数範囲（ここでは、４ビッ
ト）において、ゼロでない最上位ビットが存在しない場
合、すなわちすべてのビットがゼロの場合、Ｎビットの
画像データのうち下位Ｍビット（００ＡＢＣＤＥＦ）を
アドレスデータとして出力する。

【００３３】例えば、入力データが００１０１００１１
１の場合、ＡＢＣＤＥ＝０１００１となり、出力データ
は０１１０１００１となる。また、入力データが０００
０１００１１１の場合、ＡＢＣＤＥＦ＝１００１１１と
なり、出力データは００１００１１１となる。

【００３４】以上のようにしてアドレス生成部１００で
生成されたアドレスは、ＲＯＭテーブル１０１に入力さ
れて対応するデータが出力される。ＲＯＭテーブル１０
１には、入力されたアドレスごとに図７のガンマ特性曲
線７００に基づいて本来の入力データに相当するガンマ
補正値が記憶されている。

【００３５】すなわち、従来のガンマ処理装置では、図
７の直線７０１が示すように入力画像データが直線変換
された状態で、ＲＯＭテーブル６０１によって出力デー
タが生成されたのに対して、本実施の形態によるガンマ
処理装置では、図７の曲線７０２が示すように入力画像
データが非直線変換された状態でＲＯＭテーブル１０１
によって出力データが生成されることになる。その結
果、低輝度におけるガンマ曲線は図９のようになる。

【００３６】図９は、本実施の形態によるガンマ処理装
置の低輝度におけるガンマ曲線ならびに、本実施の形態
によるガンマ処理装置の低輝度におけるガンマ曲線と本
来のガンマ特性曲線との差分値の拡大図である。

【００３７】図９において、９００は本来のガンマ特性
曲線、９０１は本実施の形態によるガンマ処理装置のガ
ンマ曲線、９０２はガンマ特性曲線９００とガンマ曲線
９０１の差分値である。なお、差分値９０２は、図を見
やすくするために便宜的に上方へシフトしたもので、縦
軸の数値とは関連がない。

【００３８】本第１の実施の形態によるガンマ処理装置
は、高輝度の画像データに対しては８ビットのデータで
７ビット相当の量子化が行われ、低輝度の画像データに
対しては８ビットのデータで１０ビット相当の量子化が
行われる。

【００３９】以上のように、本第１の実施の形態による
ガンマ処理装置は、低輝度の画像データに対して８ビッ
トのデータで１０ビット相当の量子化が可能となり、図
８に示した従来のガンマ処理装置で生じたような低輝度
の画像における量子化ノイズを、従来のガンマ処理装置
と同等のサイズのＲＯＭテーブル１０１で低減すること
ができる。

【００４０】（第２の実施の形態）図３は、本発明の第
２の実施の形態によるガンマ処理装置の構成を示すブロ
ック図である。この実施の形態によるガンマ処理装置
は、図３に示すように、上記第１の実施の形態によるガ
ンマ処理装置（図１）の構成に加えて、さらに輝度演算
部３０２を備えている。この輝度演算部３０２は、Ｎビ
ットの画像データで構成される各画像のフレーム毎の平
均輝度を算出する機能を有する。

【００４１】また、アドレス生成部３０１は、Ｎビット
の画像データのゼロでない最上位ビットの位置の検出結
果と輝度演算部３０２の出力とに従ってＮビットの画像
データをＭビット（Ｍ＜Ｎ）のアドレスデータに変換す
る。このアドレス生成部３００の機能は、基本的には図
１のアドレス生成部１００と同様であるが、さらに輝度
演算部３０２で得られた平均輝度に応じて非直線変換の
特性を変更する機能、つまりアドレスデータに割り当て
る輝度レンジ（個々の画素データの明るさ（輝度）の大
小の範囲）ごとの量子化ビット数を切り替える機能を有
する。この場合、明るいときのデータは大きな値である
ので、結果的にゼロではない最上位ビットは暗いデータ
に比べてより上位のビット位置となる。

【００４２】具体的に説明すると、このアドレス生成部
３００は、Ｎビットの画像データとＭビットのアドレス
データとの間の変換特性を複数種類有し、輝度演算部３
０２の出力に従い平均輝度に応じて複数種類の変換特性
の中から何れかを選択する機能を有するということにな
る。

【００４３】ＲＯＭテーブル３０１は、アドレス生成部
３０１によって切り替えられる量子化ビット数に対応し
て、複数種類のガンマ特性テーブルを有し、Ｍビットの
アドレスデータと輝度演算部３０２の出力とを入力とし
てＭビットアドレスデータに応じたガンマ補正値を出力
する。このＲＯＭテーブル３０１の機能は、基本的には
図１のＲＯＭテーブル１０１と同様であるが、さらに輝
度演算部３０２で得られた平均輝度に応じてガンマ特性
テーブルを切り替える機能を有する。つまり、このＲＯ
Ｍテーブル３０１は、Ｎビットの画像データとＭビット
のアドレスデータとの間の複数種類の変換特性（ガンマ
補正特性もしくは量子化ビット数が異なるもの）に対応
した複数のガンマ補正テーブルを有し、輝度演算部の出
力に従い平均輝度に応じて複数のガンマ補正テーブルの
中から何れかを選択する機能を有する。

【００４４】この場合、上記のＲＯＭテーブル３０１
は、ガンマ補正特性自体を変更したものをテーブルとし
て内蔵している。例えば、全体的に暗い画像に対して
は、暗いレンジのデータに、より多くのビットを割り当
てたアドレスデータを生成し、しかもガンマ補正も暗い
輝度を比較的明るく補正する特性にして、見やすい表示
にしている。

【００４５】つぎに、本第２の実施の形態によるガンマ
処理装置の動作について、図３を参照して説明する。

【００４６】ここで、本第２の実施の形態によるガンマ
処理装置において、入力された画像データのゼロでない
最上位ビットを検出してそれに応じデータを出力するア
ドレス生成部３００の動作と、入力されたアドレスに応
じて対応するガンマ補正値を出力するＲＯＭテーブル３
０１の動作については、基本的に上記第１の実施の形態
の動作と同様である。

【００４７】すなわち、アドレス生成部３００は入力さ
れた１０ビットの画像データのゼロでない最上位ビット
の位置を検出して、例えば図２に示すような変換則に基
づいてアドレスデータを生成する。一方、輝度演算部３
０２は、入力された画像データから構成する画像フレー
ムごとの平均輝度を算出して、その結果をアドレス生成
部３００およびＲＯＭテーブル３０１に出力する。

【００４８】アドレス生成部３００は、輝度演算部３０
２の出力に基づいて、入力画像が全体的に明るい画像な
のか、それもと全体的に暗い画像なのかを判別して、そ
れに応じてアドレスデータに割り当てる輝度レンジごと
の量子化ビット数を切り換える。

【００４９】すなわち、図２に示した上記本第１の実施
の形態では、画像の平均輝度にかかわらず、高輝度での
量子化ビット数を７ビット相当にして低輝度では１０ビ
ット相当とし、低輝度での量子化ノイズを削減したが、
この実施の形態では、以下のようにする。すなわち、輝
度演算部３０２の出力の結果、画像が全体的に明るい場
合には、例えば上記従来のガンマ処理装置のように図７
における直線７０１の直線変換を行って、高輝度での量
子化ビット数が８ビットとなるようにアドレスを生成す
る。つまり、平均輝度が高い場合には、従来例と同様に
高輝度でも低輝度でも係わらず、全て上位８ビットを選
択するようにアドレスを生成する。

【００５０】全体的に明るい画像の場合、ゼロでない最
上位ビットが暗い画像の場合よりも上位にあるデータが
多く含まれるため、高輝度（明るい）データにできるだ
け多くのビットを割り当てたアドレスデータが必要とな
る。したがって、８ビットアドレスデータでいちばんそ
れが可能な従来の直線変換が採用される。

【００５１】また、画像が全体的に暗い場合には、第１
の実施の形態と同様に、高輝度での量子化ビット数を７
ビット相当にして低輝度では１０ビット相当とする。

【００５２】ＲＯＭテーブル３０１はアドレス生成部３
００および輝度演算部３０２の出力に応じて、画面全体
の輝度に応じたガンマ特性および量子化ビット数の割当
てられたガンマ特性テーブルからアドレス入力に対応す
るガンマ補正値を出力する。

【００５３】以上のように、本第２の実施の形態による
ガンマ処理装置は、第１の実施の形態によるガンマ処理
装置の構成に加え、画面の平均輝度を算出してそれに応
じてガンマ特性の量子化ビット数の割当て方法とＲＯＭ
テーブル３０１のガンマ特性テーブルを切り替えるもの
としたから、画像の全体的な明るさに応じてより自然な
ガンマ特性を設定することができる。

【００５４】また、輝度演算部３０２は、絞りによる撮
像デバイスの光量制御やシャッタ速度制御のための輝度
検出処理と共用することが可能である。

【００５５】（第３の実施の形態）図４は、本発明の第
３の実施の形態によるガンマ処理装置の構成を示すブロ
ック図である。

【００５６】本第３の実施の形態によるガンマ処理装置
は、図４に示すように、上記第２の実施の形態によるガ
ンマ処理装置（図３）の構成に加えてさらに画像データ
の伝送クロックを入力とするカウンタ４０３を備える。
そして、輝度演算部４０２は、画像データの最小しきい
値と最大しきい値を保持し、入力された画像データを最
小しきい値および最大しきい値と比較してその結果をカ
ウンタ４０３に出力する。

【００５７】カウンタ４０３は、該比較結果に応じて画
像フレーム内で画像データが連続して最小しきい値より
も小さい場合または連続して最大しきい値よりも大きい
場合を計数する。輝度演算部４０２は、カウンタ４０３
の出力に応じて対応する画像データを平均輝度の算出に
採用するか判別する。

【００５８】つぎに、本第３の実施の形態によるガンマ
処理装置の動作について、図４を参照して説明する。

【００５９】ここで、本第３の実施の形態によるガンマ
処理装置において、入力された画像データのゼロでない
最上位ビットの位置を検出し、それに応じてデータを出
力するアドレス生成部４００の動作と、入力されたアド
レスに応じて対応するガンマ補正値を出力するＲＯＭテ
ーブル４０１の動作、および平均輝度を算出する輝度演
算部４０２の動作については、基本的に上記第２の実施
の形態（図３）の動作と同様である。

【００６０】すなわち、アドレス生成部４００は入力さ
れた１０ビットの画像データのゼロでない最上位ビット
の位置を検出して例えば図２に示すような変換則に基づ
いてアドレスデータを生成する。一方、輝度演算部４０
２は、入力された画像データから構成する画像フレーム
ごとの平均輝度を算出する際に、内部で保持する画像デ
ータの最小しきい値および最大しきい値と入力された画
像データとを比較してその結果をカウンタ４０３に出力
する。

【００６１】カウンタ４０３は、輝度演算部４０２の出
力および画像データの伝送クロックに基づいて画像フレ
ーム内で画像データが連続して最小しきい値よりも小さ
い場合または連続して最大しきい値よりも大きい場合を
計数し、カウント値が所定数以下の場合に輝度演算部４
０２に対してその旨信号出力する。

【００６２】輝度演算部４０２は、カウンタ４０３のか
らのカウント値が所定数以下であることを示す出力に基
づいて、入力された画像データが画像フレーム内で局所
的に明るい（高輝度）または暗い（低輝度）の場合を検
出し、それらのデータを平均輝度の算出に採用しないよ
うにする。

【００６３】以上のように、本第３の実施の形態による
ガンマ処理装置は、本第２の実施の形態によるガンマ処
理装置の構成に加え、画像データの連続性を計数するカ
ウンタで局所的な輝度の画像データを平均輝度の算出か
ら除外するものとしたから、背景に太陽光や反射光が映
っている場合などに平均輝度によるガンマ特性の選択が
誤動作することを防ぐことができる。

【００６４】（第４の実施の形態）図５は、本発明の第
４の実施の形態によるガンマ処理装置の構成を示すブロ
ック図である。

【００６５】本第４の実施の形態によるガンマ処理装置
は、図５に示すように、上記第２の実施の形態によるガ
ンマ処理装置（図３）の構成に加えて、さらに画像デー
タの伝送クロックを入力として画像データのフレーム座
標を検出する係数生成部５０３を備え、フレーム座標に
応じて補正計数を出力する。そして、輝度演算部５０２
は、係数生成部５０３の出力に応じて対応する画像デー
タを補正して平均輝度を算出する。

【００６６】つぎに、本第４の実施の形態によるガンマ
処理装置の動作について、図５を参照して説明する。

【００６７】ここで、本第４の実施の形態によるガンマ
処理装置において、入力された画像データのゼロでない
最上位ビットの位置を検出し、それに応じてデータを出
力するアドレス生成部５００の動作と、入力されたアド
レスに応じて対応するガンマ補正値を出力するＲＯＭテ
ーブル５０１の動作、および平均輝度を算出する輝度演
算部５０２の動作については、基本的に上記第２の実施
の形態の動作と同様である。

【００６８】すなわち、アドレス生成部５００は入力さ
れた１０ビットの画像データのゼロでない最上位ビット
の位置を検出して例えば図２に示すような変換則に基づ
いてアドレスデータを生成する。一方、係数生成部５０
３は、入力されたクロックに基づいて画像データのフレ
ーム座標を検出し、例えば「画面中央付近の画像データ
に対する補正係数は３，画面下方付近の画像データに対
する補正係数は２，それ以外の画像データに対する補正
係数は１」といった値を出力する。そして、輝度演算部
５０２は、係数生成部５０３の出力に基づいて対応する
画像データを乗算補正して平均輝度を算出する。

【００６９】以下、輝度演算部５０２の出力に基づいた
アドレス生成部５００およびＲＯＭテーブル５０１の動
作は上記本第２の実施の形態における動作と同じなの
で、ここでは省略する。

【００７０】以上のように、本第４の実施の形態による
ガンマ処理装置は、本第２の実施の形態によるガンマ処
理装置の構成に加え、画像データのフレーム座標を検出
し、それに応じて画像データを補正して平均輝度を算出
するものとしたから、画面中央部や下方部の輝度に対し
て重み付けした状態で１フレームの画像の平均輝度の算
出が可能となり、画面中央部に被写体を配置した一般的
な撮影状況に対してさらに最適なガンマ特性を設定する
ことができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明の請求項１記載のガンマ処理装置によれば、
入力された画像データに対して特定の輝度レンジをより
高階調にした状態でガンマ処理を行うことができ、特に
階調不足による量子化ノイズが目立つ低輝度において従
来のＲＯＭテーブルと同等の回路規模で良好なガンマ補
正ができる。

【００７２】また、本発明の請求項２記載のガンマ処理
装置によれば、請求項１記載のガンマ処理装置におい
て、ＲＯＭテーブルに異なる複数のガンマ特性データを
保有して画像の平均輝度に応じてガンマ特性を選択でき
るので、撮像状況に適応したガンマ処理を行うことがで
きる。

【００７３】さらに、本発明の請求項３記載のガンマ処
理装置によれば、請求項２記載のガンマ処理装置におい
て、背景に太陽光や反射光が映っている場合のみなら
ず、経年変化による撮像デバイスの劣化で局所的に異常
な画像データが発生するような場合にも平均輝度による
ガンマ特性の選択を誤ることを防ぐことができる。

【００７４】さらに、本発明の請求項４記載のガンマ処
理装置によれば、請求項２記載のガンマ処理装置におい
て、特定の画面エリアの輝度を重視したガンマ特性の設
定が可能となり、撮影者の意図を反映させた画作りが実
現できる。

【００７５】さらに、本発明の請求項５記載のガンマ処
理装置によれば、高輝度の画像データに対しては少ない
量子化ビット数にした状態でガンマ処理を行うことがで
き、低輝度の画像データに対しては、多い量子化ビット
数にした状態でガンマ処理を行うことができる。その結
果、階調不足による量子化ノイズが目立つ低輝度におい
て従来のＲＯＭテーブルと同等の回路規模で良好なガン
マ補正ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるガンマ処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１，第２，第３および第４の実施の
形態によるガンマ処理装置のアドレス生成部における変
換則を示す概略図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態によるガンマ処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態によるガンマ処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態によるガンマ処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図６】従来のガンマ処理装置の構成を示すブロック図
である。

【図７】ガンマ特性を示す概略図である。

【図８】従来のガンマ処理装置における低輝度でのガン
マ特性と差分値の拡大図である。

【図９】本発明の第１，第２，第３および第４の実施の
形態によるガンマ処理装置における低輝度でのガンマ特
性と差分値の拡大図である。

【符号の説明】

１００，３００，４００，５００ アドレス生成部 １０１，３０１，４０１，５０１，６０１ ＲＯＭテー
ブル ３０２，４０２，５０２ 輝度演算部 ４０３，５０３ カウンタ ７００，８００，９００ ガンマ特性曲線（Ｙ＝Ｘ0.4
5） ７０１ 従来のガンマ処理装置における入出力変換特性 ７０２ 実施の形態によるガンマ処理装置における入出
力変換特性 ８０１ 従来のガンマ処理装置におけるガンマ特性 ８０２ 従来のガンマ処理装置におけるガンマ特性の差
分値 ９０１ 実施の形態によるガンマ処理装置におけるガン
マ特性 ９０２ 実施の形態によるガンマ処理装置におけるガン
マ特性の差分値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA11 BA29 CA16 CB08 CB16 CE03 CE11 CH01 CH07 DC16 5C021 PA80 XA34 5C022 AA13 AB51 AC69 5C077 LL02 LL19 NN02 NP05 PP15 PP46 PQ08 PQ12 PQ17 PQ18 PQ20 PQ23 RR04 RR13 SS02 TT09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎビットの画像データを入力とし、前記
   Ｎビットの画像データのゼロでない最上位ビットの位置
   の検出結果に従って前記Ｎビットの画像データをＭビッ
   ト（Ｍ＜Ｎ）のアドレスデータに変換して高輝度の画像
   データでは実質的な量子化ビット数が少なく低輝度の画
   像データで実質的な量子化ビット数が多くなるようにす
   るアドレス生成部と、前記Ｍビットのアドレスデータを
   入力として前記Ｍビットのアドレスデータに応じたガン
   マ補正値を出力するＲＯＭテーブルとを備えたガンマ処
   理装置。
2. 【請求項２】 前記Ｎビットの画像データで構成される
   各画像のフレーム毎の平均輝度を算出する輝度演算部を
   さらに備え、 前記アドレス生成部は、前記Ｎビットの画像データと前
   記Ｍビットのアドレスデータとの間の変換特性を複数種
   類有し、前記輝度演算部の出力に従い平均輝度に応じて
   前記複数種類の変換特性の中から何れかを選択し、 前記ＲＯＭテーブルは前記Ｎビットの画像データと前記
   Ｍビットのアドレスデータとの間の前記複数種類の変換
   特性に対応した複数のガンマ補正テーブルを有し、前記
   輝度演算部の出力に従い前記平均輝度に応じて前記複数
   のガンマ補正テーブルの中から何れかを選択するように
   したことを特徴とする請求項１記載のガンマ処理装置。
3. 【請求項３】 前記Ｎビットの画像データの伝送クロッ
   クを入力とするカウンタをさらに備え、 前記輝度演算部は、前記Ｎビットの画像データの最小し
   きい値と最大しきい値を保持して、入力された前記Ｎビ
   ットの画像データと前記最小しきい値および最大しきい
   値とを比較し、 前記カウンタは、前記輝度演算部による比較結果に応じ
   て画像フレーム内で前記Ｎビットの画像データが連続し
   て最小しきい値よりも小さい場合または連続して最大し
   きい値よりも大きい場合を計数し、 前記輝度演算部は、前記カウンタの出力に応じて、対応
   する前記Ｎビットの画像データを平均輝度の算出に採用
   するか否かを判別することを特徴とする請求項２記載の
   ガンマ処理装置。
4. 【請求項４】 前記画像データの伝送クロックを入力と
   して前記画像データのフレーム座標を検出し、前記画像
   データのフレーム座標に応じて補正係数を出力する係数
   生成部をさらに備え、 前記輝度算出部は、前記係数生成部の出力に応じて前記
   Ｎビットの画像データを補正して平均輝度を算出するこ
   とを特徴とする請求項２記載のガンマ処理装置。
5. 【請求項５】 前記アドレス生成部は、前記Ｎビットの
   画像データのうちの上位側の所定ビット数範囲において
   前記Ｎビットの画像データのゼロでない最上位ビットの
   位置を検出し、前記Ｎビットの画像データのゼロでない
   最上位ビットの位置の検出結果に対応したＬビット（た
   だし、Ｌ＜Ｍ）のデータと、前記Ｎビットの画像データ
   の中から前記Ｎビットの画像データのゼロでない最上位
   ビットに続く下位（Ｍ−Ｌ）ビットのデータとを合わせ
   てＭビット（ただし、Ｍ＜Ｎ）のアドレスデータとして
   出力し、Ｎビットの画像データの上位側の所定ビット数
   範囲内の全てのビットがゼロであるときには前記Ｎビッ
   トの画像データのうち下位Ｍビットを前記アドレスデー
   タとして出力することを特徴とする請求項１，２，３ま
   たは４記載のガンマ処理装置。