JP2001320607A

JP2001320607A - デジタルガンマ補正回路

Info

Publication number: JP2001320607A
Application number: JP2000137206A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Maezato; 真一前里; Taira Suzuki; 平鈴木
Original assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Current assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-16
Anticipated expiration: 2020-05-10
Also published as: JP4458617B2

Abstract

(57)【要約】【課題】デジタル映像信号入力データを折れ線近似によ
ってガンマ補正するためのガンマ補正データを記憶する
メモリの規模を小さくし、消費電力を小さくし、さらに
直線補間演算手段を簡単に構成できるデジタルガンマ補
正回路を提供する。【解決手段】ディジタル映像入力信号データの折れ線近
似レンジの境界点の値を２の巾乗となるように設定し、
これらの境界点の値およびそれに対応するガンマ補正出
力データの値を記憶し、ディジタル映像入力信号データ
の値Vinをｎビットとするとき、ｎビット中の上位ｍビ
ットを用いてＶinがどのブロックに属するかを検出し、
さらにＶinの上位ｍビットの下のｒビットを調べること
により．どの折れ線近似レンジに該当するのかを識別
し、識別された折れ線近似レンジに関連するガンマ補正
出力データを選択的に読み出し、読み出されたデータに
対してビットシフトを行ないながらガンマ補正されたデ
ィジタル映像出力信号データＹ _０を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的にデジタル映像
信号に対して非線形処理を施す技術に関するものであ
り、特にカラーテレビジョンカメラから出力されるデジ
タル３原色信号に対して、非線形処理の一つであるガン
マ補正をデジタル的に行う回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カラーテレビジョンカメラから
出力されるデジタル３原色信号のそれぞれのＲ、Ｇ、Ｂ
信号はガンマ補正回路に通され、モニタのガンマ特性に
合うように３原色信号の振幅を非線形に処理している。

【０００３】従来のデジタル映像信号に対するデジタル
ガンマ補正回路においては、入力されるデジタル映像信
号に対応してガンマ補正された値を予めメモリに格納し
ておき、入力デジタル映像信号をアドレスとしてガンマ
補正値を読み出すものが提案されている。しかしなが
ら、メモリに格納すべきガンマ補正値はきわめて膨大な
量となり、メモリを含めたガンマ補正回路の規模がきわ
めて大きなものとなると共に小電力化にも適さないもの
である。さらに、ガンマ補正特性を変更する場合には、
メモリに格納されているすべてのガンマ補正値データを
書き換える必要があるが、例えば、ガンマ特性をリアル
タイムで変更する場合には、入力デジタル映像信号の量
子化ビット数が１０ビットであれば、１０２４個のアド
レスの組み合わせがあり、これらのメモリの、ガンマ補
正値を書き換える必要があるが、メモリに格納されてい
る大量のガンマ補正用データを短時間に更新することは
きわめて困難である。

【０００４】このような欠点を解消するために、擬似的
なガンマ補正を行うための複数の折れ線の各境界点を、
入力信号データの間隔が２のべき数となるように設定
し、順次の折れ線の境界点における入力信号データと、
これに対応する補正出力信号データとをメモリに格納
し、入力信号データに対応する折れ線近似データをメモ
リから読み出して所定の演算を行なってガンマ補正され
た出力映像信号を得るようにしたデジタルガンマ補正回
路が提案されている。

【０００５】例えば、特開平３−２９７２７８号公報に
は、折れ線の境界点の入力信号データの間隔が２のべき
数となるように設定し、順次の折れ線の境界点における
入力信号データと、これに対応する補正出力信号データ
とをメモリに格納し、入力信号データVinがどの折れ線
近似レンジに入るのかをウィンドコンパレータを用いて
検出し、該当するレンジの入力信号データXp, Xqと、そ
れらに対応する出力信号データYp, Yqとをメモリから読
み出し、第１の減算器でVin−Xpを演算し、第２の減算
器で（Xq−Xp）を演算し、第３の減算器で（Yq−Yp）を
演算し、さらに乗算器によって（Vin−Xp）×（Yq−Y
p）を演算し、除算器においてこの積を（Ｘq−Ｘp）で
除算して得られる信号にYpを加算してガンマ補正された
出力信号データを得るようにしたものが開示されてい
る。

【０００６】このようなガンマ補正回路においては、メ
モリに格納しておく必要の或るデータが、順次の折れ線
の境界点における入力信号データおよびこれに対応する
補正出力信号データだけであるので、前述のメモリ利用
したガンマ補正によりもデータ量が少なくて済むという
利点がある。このようにメモリに格納すべきデータ量が
少ないということは、ガンマ特性を変更するとき、少量
のデータを書き換えるだけて済むので有利となる。

【０００７】

【発明が解決すべき課題】上述した従来のガンマ補正回
路においては、入力信号データがどの折れ線近似レンジ
に入るのかを検出するためにウィンドコンパレータを使
用しているが、このようなウィンドコンパレータ方式で
は、1個のウィンドコンパレータで1個の折れ線近似範囲
をするものであれば、折れ線の本数分のウィンドコンパ
レータが必要であり、相当構成が複雑なものとなる。さ
らに、上述したように、従来の折れ線による方式では、
（Vin−Xp）×（Yq−Yp）／（Ｘq−Ｘp）＋Ｙｐを演算
しているが、この減算器３つと乗算器と除算器と加算器
による演算の構成も相当複雑なものとなる。特に、デジ
タルでの除算器は回路規模が大きく、演算処理に要する
時間も長い。したがって、ガンマ補正回路全体のコスト
を上昇する欠点があるとともに消費電力も増大する欠点
がある。

【０００８】したがって本発明の目的は、入力信号デー
タがどの折れ線近似レンジに入るかをより簡単な構成で
実現し、メモリに格納するデータ量を極力少なくして回
路規模を小さくすると共にガンマ補正特性を簡単に変更
することができ、しかも演算の内の幾つかの減算と除算
回路を使わずに、特に除算においては除算値ではなくシ
フト量を求め、シフト演算で除算ができるようにし、簡
単な構成で電力消費が少ないデジタルガンマ補正回路を
提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、デジタル映像
入力信号データを折れ線近似によってガンマ補正するデ
ジタルガンマ補正回路において、デジタル映像入力信号
データの量子化ビット数をnビットとするとき、上位mビ
ットのパターンにより、低いレベルでは狭く、高いレベ
ルであればあるほどより広いレベル幅で分割して任意の
数のブロックに分け、さらに各ブロックを上位mビット
の下のrビットで分解することで、２の巾乗幅の均等な
間隔となるように分割した、折れ線近似レンジの境界点
の値（Ｘ_０，X₁, X₂, X₃---Ｘ_ｐ，Ｘ_ｑ---X_k-1, X_k）を
設定し、これらの折れ線近似データの境界点の値に対応
するガンマ補正出力データの値を記憶する記憶手段と、
デジタル映像入力信号データの上位mビットを用いてデ
ジタル映像入力信号データの値がどのブロックに該当す
るかを識別するブロック番号ＢＲを検出するブロック検
出手段と、このブロック番号ＢＲとデジタル映像入力信
号データの値Vinのビット数nの上位mビットの下のrビッ
トを調べることで、デジタル映像入力信号データの値が
どのレンジ番号RAに該当しているかを検出し、さらにそ
のブロックにおいて再分割された各レンジが境界点何ビ
ット置きに細分割されているかを示すレンジ分割ビット
数Sfを検出し、さらにレンジ番号RAの境界点の値がXpで
あるときに、デジタル映像入力信号データの値Vinの下
位n−(m+r)ビットをそのままVin−Xpとして出力するレ
ンジ選択手段と、このレンジ選択手段により検出された
レンジ番号RAにしたがって、当該レンジ番号RAに対応す
るガンマ補正出力データYpと、レンジ番号RA+1に対応す
る対応するガンマ補正出力データYqと、レンジ番号RA+1
の境界点Xqを、前記記憶手段より読み出すデータ選択手
段と、上記YqからYpを減算してYq−Ypを算出する減算手
段と、Vin−XpとYq−Ypを乗算して(Vin−Xp)×(Yq−Yp)
を算出する乗算回路と、この乗算の結果(Vin−Xp)×(Yq
−Yp)をレンジ分割ビット数Sfだけ右シフトして(Vin−X
p)×(Yq−Yp)／（Xq−Xp）を求めるシフト手段と、この
シフト手段でシフトされた結果にガンマ補正出力データ
Ypを加算して、デジタル映像入力信号データVinに対応
するガンマ補正されたデジタル映像出力信号Yoを出力す
る加算手段と、を具えることを特徴とするものである。

【００１０】このような本発明によるデジタルガンマ補
正回路においては、記憶手段には、折れ線近似データの
境界点の値およびこれらの境界点の値に対応するガンマ
補正出力データの値のみを記憶しているので、記憶すべ
きデータ量は入力デジタル映像信号のすべてに対応する
ガンマ補正値データを記憶する場合に比べて大幅に少な
くて済み、回路規模を小さくできる共に消費電力を軽減
することができ、しかもガンマ特性の変更にも容易に対
応することができる。

【００１１】また、デジタル映像入力信号データの値Vi
nがどの折れ線近似レンジに該当するのかを、ブロック
検出手段と、レンジ選択手段の２段構成にしたので、従
来方式のようにデジタル映像入力信号データの値Vinと
全折れ線近似レンジ{X₀〜X_ｋ}をすべて比較しなくて
も、デジタル映像入力信号データの値Vinの上位mビット
のパターンを比較することで、どのブロックのデータ値
かがわかり、さらに上位mビットの下のrビットの状態で
実際の該当レンジを検出できるようにした。また、演算
(Vin−Xp)を行うに当たり、デジタル映像入力信号デー
タの値Vinのビット数nの下位n−（m＋ｒ)ビットを検出
してそのままVin−Xpとして出力するようにしたのでVin
−Xp相当の減算器が不要になった。さらに、従来の方式
においては、(Vin−Xp)×(Yq−Yp)／(Xq−Xp)＋Ｙｐの
演算において(Vin−Xp)×(Yq−Yp)を(Xq−Xp)で割らな
ければならなかったが、本発明ではレンジ選択手段にて
その該当ブロックにおいて境界点が何ビット置きに細分
割されているのかを示すレンジ分割ビット数Sfを出力す
るようにしたので、(Vin−Xp)×(Yq−Yp)>>Sfのごとく
右シフト演算により求めるように構成したので、除算の
回路が不要となり、演算手段がきわめて簡単になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明によるガンマ補正
回路の全体の構成を示すブロック図である。ガンマ補正
すべき入力デジタル映像信号データは入力端子１１を経
てブロック検出回路１２とレンジ選択回路１５へ供給す
る。この入力デジタル映像信号のデータ値をVinとし、
ｎビット（以下の数値例では１０ビット）で与えられる
ものとする。ブロック検出回路１２においては、後に詳
細に説明するようにデジタル映像入力信号のデータ値Vi
nが、図２のどのブロックに入るものであるのかを、そ
の上位ｍビット（ｍ<ｎ）を用いて検出するものであ
る。

【００１３】このブロックはデジタル映像入力信号のレ
ベル方向に均等に分割するのではなく、図２のように黒
側（０％に近い方のブロック０）は狭い範囲を、レベル
が高くなればなるほど(100%[デジタル値512]を越える方
のブロック４)はより広い範囲を受け持つように設定す
る。これはガンマ特性を表すカーブが、図２のように黒
（レベル０％）に近い方は傾きが大きく、白（１００％
以上）部分では傾きが小さいからである。

【００１４】さらにレンジ選択回路１５にて、デジタル
映像入力信号データVinがどのレンジに含まれるのかを
算出し、レンジ番号RAを出力する。各レンジは図２のよ
うに各ブロックを均等に数個に分割したもので、この幅
は２の巾乗になるようにする。分割数はブロックにより
異なり、例えば黒側のブロックは８分割し、それ以外の
ブロックは４分割としても良い。図２の例ではデジタル
映像入力信号データ値Vinはブロック３に属しており、
このブロック３はレンジX₁₆、X₁₇、X₁₈、X₁₉で４分割さ
れている。デジタル映像入力信号データ値VinはレンジX
₁₇とX₁₈の間のレベルであることがわかる。これらのX₁₇
とX₁₈は、従来の方式の式(Vin−Xp)×(Yq−Yp)／(Xq−X
p)＋ＹｐのXpとXqにそれぞれ相当する。

【００１５】実際は、デジタル映像入力信号データの値
Vinの上位mビットの下のrビットを調べて各ブロックを
細分割するものであるが、ここで例えばｒ＝2とすれ
ば、２ビットの組み合わせによりこのブロックを４分割
でき、デジタル映像入力信号データの値Vinの上位mビッ
トの下の２ビットの状態と、当該ブロックの先頭のレン
ジ番号のオフセット弛がわかれば、どのレンジかがわか
ることになる。さらにそのレンジの幅、つまりXq−Xpは
２の巾乗値になるように設定されているので、この巾乗
値をレンジ巾乗値Sfとして出力する。例えば図２におい
て、VinがX₁₇とX₁ ₈の間であれば、そのレンジが６４(2
の６乗)の巾で分割されているのであれば、6をレンジ巾
乗値Sfとして出力する。

【００１６】また、レンジ選択回路１５では、従来の方
式の式(Vin−Xp)×(Yq−Yp)／(Xq−Xp)＋Ｙｐにおける
(Vin−Xp)の部分をも簡単に算出することができる。こ
れはデジタル映像入力信号データVinの下位ｎ−（ｍ＋
ｒ）ビットをそのまま(Vin−Xp)として出力する。以上
のブロック検出回路１２およびレンジ選択回路１５につ
いては後にさらに詳細に説明する。

【００１７】本発明においては図２に示すように、デジ
タル映像入力信号データの上位mビットにより、デジタ
ル映像入力信号のレベルをブロックの境界が２の巾乗の
数値となるような任意のブロックに分け、さらに各ブロ
ックを２の巾乗の間隔となるように任意の個数に細かく
分割した、折れ線近似レンジの境界点の値（Ｘ_０，X₁,
X₂, X₃---Ｘ_ｐ，Ｘ_ｑ---X_k-1, X_k）を設定する。なお、
図２はレンジをX₀〜X₂ ₄の２５個の境界点を設定する場
合である。尚、X_kつまりX₂₄のレベルは、例えばデジタ
ル映像入力信号データのビット数nが10の場合、0〜1023
までの値しか表現できないが、10ビットで表現できる最
大値1023ではなく、その最大値に１を足した1024という
値となる。

【００１８】これらの各レンジX₀〜X_kに対応するガンマ
補正出力データY₀〜Y_pを格納したメモリ１３を設ける。
上述したレンジ選択回路１５によって識別された折れ線
近似レンジを表すレンジ番号RAをデータ選択回路14に供
給し、レンジ番号RAに対応するガンマ補正出力データ値
Ypとレンジ番号RA+1に対応するガンマ補正出力データ値
Yqを選択的に読み出す。

【００１９】このデータ選択回路１４によりメモリ１３
から読み出したガンマ補正出力データ値YqとYpの差(Yq
−Yp)を減算回路１６で求め、この差(Yq−Yp)と、レン
ジ選択回路１５から出力される(Vin−Xp)とを乗算回路
１７で乗算し、さらにその結果を、シフト回路１８にお
いて、レンジ選択回路１５から出力されるレンジ巾乗値
Sfで右シフト演算を行なって演算し、その結果にガンマ
補正出力データ値Ypを加算回路１９で加算する。この計
算式を以下の式（１）に示す。 Yo=[{(Vin−Xp)×(Yq−Yp)}>>Sf] + Yp （１）ここで、右シフト演算（記号>>で表す）はレンジ巾乗値
Sfに応じて次表１のような演算をするものである。

【００２０】

【表１】 Sf 演算 0 ×1/1 1 ×1/2 2 ×1/4 3 ×1/8 4 ×1/16 5 ×1/32 6 ×1/64 7 ×1/128 8 ×1/256 以下省略

【００２１】このような右シフト演算は、従来式の(Vin
−Xp)×(Yq−Yp)／(Xq−Xp)＋Ｙｐの式の内、(Xq−Xp)
の部分が図２で示したように２の巾乗となるように設定
されているので、1／(Xq−Xp)という除算をその巾乗値S
fによるシフト演算のみで済ませるようにしたものであ
る。なお、図１では、乗算回路１７の後段にシフト回路
１８を設けたが、演算精度さえ十分であればこれらの処
理の順番は逆であっても構わない。

【００２２】次に上述したブロック検出回路１２につい
て詳細に説明する。今、入力デジタル映像信号データは
１０ビットで与えられ、折れ線近似レンジは図２および
次表２に示すように、６つのブロックに分けられ、ブロ
ック番号０が付された最初のブロックは８つのレンジに
分割され、ブロック番号１〜５が付された他のブロック
はそれぞれ４つのレンジに分割されている。

【００２３】

【表２】

【００２４】この表２からわかるように、例えば入力レ
ベルが０〜６３の範囲ではブロック番号０が該当し、そ
れぞれが８（２の３乗）の巾を有する８個のレンジのど
れかに対応し、入力レベルが１２８〜２５５の範囲で
は、ブロック番号２の、それぞれが３２（２の５乗）の
巾を有する8個のレンジのどれかに対応している。

【００２５】また、本例ではブロック０ではレンジX₀〜
X₇、ブロック１ではレンジX₈〜X₁₁、…を受け持つもの
である。なお、表２のブロック番号５は、レンジX₂₄、
つまり入力レベルが1024にのみ対応するものであるが、
これはデジタル映像入力信号VinのレベルがレンジX₂₃と
X₂₄の間の場合に、レンジ番号RAはX₂₃を示すのでYpをメ
モリ１３から読み出し、レンジ番号RA+1に対応するYqを
読み出すが、このYｑの為に必要である。なお、図２の
例では各レンジは次表３のような値としている。

【００２６】

【表３】 X₀ 0 X₁₄ 192 X₁ 8 X₁₅ 224 X₂ 16 X₁₆ 256 X₃ 24 X₁₇ 320 X₄ 32 X₁₈ 384 X₅ 40 X₁₉ 448 X₆ 48 X₂₀ 512 X₇ 56 X₂₁ 640 X₈ 64 X₂₂ 768 X₉ 80 X₂₃ 896 X₁₀ 96 X₂₄ 1024 X₁₁ 112 X₁₂ 128 X₁₃ 160

【００２７】今、入力デジタル映像信号の値Ｖinが１３
０（２進数で００１０００００１０）であるとする。先
ず、入力デジタル映像信号のデータ値Ｖinが上述した表
２のどのブロックに属するのかをチェックする。以下の
表４は、上述した各ブロックがどのように構成されてい
るのか示すものである。

【００２８】

【表４】

【００２９】上述した表４から明らかなように、入力デ
ータ値の２進数の上位４ビットに注目すると、ブロック
０ではすべて「０」、ブロック１では上位から数えて４
ビット目が「１」、ブロック２では上位から数えて３ビ
ット目が「１」、というようにブロック番号が１つ増え
る毎に、「１」となるビットが１ビットづつ上位ビット
にシフトしていることがわかる。したがって、入力デー
タ値Vinの上位ｍビットを調べることによって、入力デ
ータ値がどのブロックに属しているのかを知ることがで
き、そのブロック番号をブロック番号BRとして出力す
る。

【００３０】例えば、入力値Vinが１３０であれば、１
３０（１０進）＝００１０００００１０（２進）なので
上位４ビット{００１0}に注目すると表３よりブロック
番号は「２」となる。

【００３１】なお、実際には表４に示したように、上位
4ビットの内、各ブロック番号に応じて、×の部分があ
るので、実際に調べなければならないビット数mは、表
４のmの欄に示すように、ブロック０では上位4ビット、
ブロック１では上位４ビット、ブロック２では上位３ビ
ット、ブロック２では上位２ビット、ブロック４では上
位１ビットである。

【００３２】次にレンジ選択回路１５では、ブロック選
択回路１２から出力されるブロック番号BRおよびデジタ
ル映像入力信号データの値Vinのビット数nの上位mビッ
トの下のrビットを調べることで、デジタル映像入力信
号データ値がどのレンジに属するかを検出する。デジタ
ル映像入力信号データの値に対する、ブロック番号、
ｍ、ｒ、選択するビットおよび当該ブロックの先頭のレ
ンジ番号のオフセットをまとめると次表５のようにな
る。

【００３３】

【表５】

【００３４】ここで、デジタル映像入力信号データの値
が１３０の場合には、Vin[a:b]は、次表６のようにして
求めることができる。

【００３５】

【表６】

【００３６】以下、実際にどのようにレンジ番号RAを算
出するかを説明する。デジタル映像入力信号データVin
がどのブロックに属するかはブロック選択回路１２の出
力のブロック番号BRで判定できる。次にデジタル映像入
力信号データの値Vinのビット数nの上位mビットの下のr
ビットを調べるが、これは表５のように設定しておく。
例えばブロック０であれば、デジタル映像入力信号デー
タVinの上位mビットの下のrビット、つまり本例では、V
in[5:3]の値にレンジ番号オフセット０を加算したもの
がレンジ番号RAとなる。同様に、ブロック１であれば、
Vin[5:4]の値にレンジ番号オフセット８を加算したもの
がレンジ番号RAとなる。例えばデジタル映像入力信号デ
ータの値Vinが130の場合は、ブロック番号は２であるの
でVin[6:5]+12を計算するとレンジ番号RAの値が算出で
きる。この場合はVin[6:5]=0なのでレンジ番号RAは12と
なる。

【００３７】また、レンジ選択回路１５では、デジタル
映像入力信号データの値Vinのビット数nの下位n−(m＋
r)ビットを検出することによりVin−Xpとして出力す
る。例えばデジタル映像入力信号データの値Vinが１３
０の場合は、ブロック番号は２で、レンジ番号は１２な
のでXpはX12=１２８となるのでVin−Xpは130−128を計
算することになる。この計算は以下に示す表７にしたが
って行なわれる。

【００３８】

【表７】

【０0３９】ここでXpは１２８であるが、この値の下位
ビットは00000となっているので、Vin−Xpの結果の下位
のビットはデジタル映像入力信号データの値Vinのビッ
ト数ｎビットの上位ｍビットの下のｒビットの下の下位
のビットのパターンがそのままの状態であることに注目
されたい。すなわちブロック選択回路１２で上位ビット
を調べ、デジタル映像入力信号データの値Vinが１３０
の場合は上位ビットは0010なので、この時点でブロック
番号BRは２となり、ブロック番号を検出する為のビット
数mは３となる。さらにブロック番号BRは２なのでレン
ジ選択回路１５においてレンジ番号を検出するためのビ
ット数rは２となる。よってVin−Xpは、デジタル映像入
力信号データの値Vinの下位n−(m＋r)ビットの状態その
ものであるので、デジタル映像入力信号データの値Vin
が１３０の場合は、n−(m＋r)＝10−(3＋2)＝５である
ので、デジタル映像入力信号データの値Vinの下位５ビ
ット、つまりVin[4:0]であるので、 Vin−Xp＝Vin[4:0]＝{00010}(２進数)＝2(１０進数) となる。

【００４０】この計算において、n−(m＋r)＝５である
ので、入力データ値Ｖinの下位５ビットがそのままＶin
−Ｘｐの演算結果となっていることがわかる。したがっ
て、ブロック２では、入力データ値の下位５ビットを選
択することによって入力データ値から当該レンジの値Ｘ
ｐを減算した値(Vin−Ｘｐ)を、実際の減算処理をしな
くとも求めることができる。

【００４１】また、レンジ選択回路１５では、従来の技
術の中で述べた、(Vin−Xp)×(Yq−Yp)／(Xq−Xp)の式
の内、1／(Xq−Xp)の部分をシフト演算のみで済ませる
ことができるように、何ビット右シフトすれば良いのか
を示すレンジ分割ビット数Sfを算出する。Xq−Xpはレン
ジ番号RAが示すレンジXｐと、レンジ番号RA+1が示すレ
ンジXｑ間の引き算である。ここでXq−Xpは該当ブロッ
クを再分割したレンジが、どのような境界幅で分割され
ているのを示すものでもある。つまり表２で示した、該
当するレンジの境界幅そのものである。ここで1／(Xq−
Xp)は、(Xq−Xp)のビット数がわかれば、そのビット数
の右シフト演算を行うのと同意となるので。これをレン
ジ分割ビット数Sfとして算出すればよい。表２で示した
ようこの境界幅は２の巾乗になるように設定してあるの
で、この巾乗値がレンジ分割ビット数Sfとなる。なおこ
のレンジ分割ビット数Sfはデジタル映像信号入力値Vin
のビット数ｎのうち、上位ｍビットの下のｒビットの下
の残りのビットなので次式（２）で計算しても良い。 Sf＝n−(m＋r) （２） n:デジタル映像入力信号データの値Vinのビット数 m:ブロック番号検出するためのビット数 r:レンジ番号を検出するためのビット数

【００４２】このように、（Ｖin−Xｐ）およびレンジ
分割ビット数Ｓｆ、レンジ番号ＲＡは、入力データ値Ｖ
inの、それぞれのブロックについて予め決められた所定
の下位ビットをそのまま選択することによって簡単に求
めることができる。次表８は、この操作を示すものであ
る。

【００４３】

【表８】

【００４４】また、レンジビット数Sfはブロック番号で
決まっているので、この式を予め計算しておいて表８の
ように求めておいて、ブロック番号に応じて読み出せば
よい。例えばブロック０の各レンジの境界幅は８（２の
３乗）なので、レンジ分割ビット数Sfは３となる。ま
た、ブロック１の各レンジの境界幅は１６（２の４乗）
なので、レンジ分割ビット数Sfは４となる。よってデジ
タル映像入力信号データVinが１３０であれば、ブロッ
ク選択回路１５でブロック番号BR＝２が検出され、この
ブロック番号２の各レンジの境界幅は３２なので、レン
ジ分割ビット数Sfは５となる。

【００４５】次に、デジタル映像入力信号データの値Vi
nが５０９の場合の、レンジ番号RA、レンジ分割ビット
数SfおよびVin-Xpを算出する動作について説明する。こ
の５０９を２進数で表すと509=0111111101となる。ブロ
ック検出回路１２では、表４より、上位２ビットが{01}
なのでブロック番号BRは３と判定する。また、レンジ選
択回路１５では、表５より、レンジ番号RAを検出するた
めのビットがVin[7:6]でオフセットが16であるので、Vi
n[7:6]+16を計算する。ここでVin[7:6]={11}=3であるの
で、レンジ番号RAは19となる。また、レンジ分割ビット
数Sfは表８より６、さらにVin−Xpは表８よりVin[5:0]
であるのでVin−Xp=Vin[5:0]={111101}=61となる。

【００４６】上述したように、本発明によれば、入力デ
ータ値Ｖinが何れの折れ線近似レンジに属するものであ
るのかを判断するのに、入力データ値の上位ｍ（ｍ<
ｎ）ビットのパターンを比較してどのブロックかを調
べ、さらにその下のビットの状態により簡単に求めるこ
とができる。

【００４７】次に、上述したようにして求めた折れ線近
似レンジ内で直線補間を行なってガンマ補正値を求める
が、本発明ではこの補間演算に必要なVin−XpはVinの下
位ビットをそのまま使用し、この補間演算に必要な除算
の項１／（Vin−Xｐ）は上述したようにレンジ選択回路
１５が出力するレンジ分割ビット数Ｓｆによる右シフト
演算によって簡単に求められている。

【００４８】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変形や変更が可能である。例え
ば、本発明のデジタルガンマ補正回路に入力されるデジ
タル映像信号はデジタルカラーカメラから出力されるだ
けではなく、種々の記録媒体から読み出されたデジタル
映像信号とすることもできる。また、ブロックの分割の
仕方、各ブロック内での折れ線近似レンジの配分の仕方
などは上述した実施例に限定されるものではなく、所望
のガンマ補正特性に応じて任意に設定することができ
る。

【００４９】上述した説明では、デジタル映像入力信号
Ｖinのビット数ｎが１０ビットで、映像信号レベル２０
０％まで表現している場合の一例である。デジタル映像
入力信号Ｖinのビット数ｎが１０ビットで、映像信号レ
ベル４００％まで表現している場合には、映像レベル１
００％（デジタル値２５６）以下の黒側については狭
く、より高いレベルであればあるほどより広い幅でブロ
ックを分ければ良いので、次表９に示すように設定して
も良い。

【００５０】

【表９】上述した実施例ではブロックを表４の如く分割したが次
表１０に示すような分割方法でも構わない。したがっ
て、ｍは分割数により一意的に決めなくても良い。

【００５１】

【表１０】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるデジタルガンマ補正回路
の基本的な構成を示すブロック図である。

【図２】図２は、本発明における折れ線近似レンジの割
り振りを示すグラフである。

【符号の説明】

Ｘｐ，Ｘｑ折れ線近似レンジの境界値、Ｙｐ，Ｙｑ
対応するガンマ補正値、Ｖin 入力データ値、Ｙ_０
ガンマ補正された出力データ値１１デジタル映像信号の入力端子、１２レベル識
別回路、１３メモリ、１４データ選択回路、
１５レンジ選択回路、１６減算回路、１７乗
算回路、１８シフト回路、１９加算回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C021 PA66 PA67 PA83 PA87 XA03 XA34 5C066 AA01 CA17 EC05 GA01 HA03 KD06 KE02 KE03 KE21 KG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタル映像入力信号データを折れ線近
似によってガンマ補正するデジタルガンマ補正回路にお
いて、デジタル映像入力信号データの量子化ビット数をnビッ
トとするとき、上位mビットのパターンにより、低いレ
ベルでは狭く、高いレベルであればあるほどより広いレ
ベル幅で分割して任意の数のブロックに分け、さらに各
ブロックを上位mビットの下のrビットで分解すること
で、２の巾乗幅の均等な間隔となるように分割した、折
れ線近似レンジの境界点の値（Ｘ_０、X₁, X₂, X₃---Ｘ
_ｐ，Ｘ_ｑ---X_k-1, X_k）を設定し、これらの折れ線近似
データの境界点の値に対応するガンマ補正出力データの
値を記憶する記憶手段と、デジタル映像入力信号データの上位mビットを用いてデ
ジタル映像入力信号データの値がどのブロックに該当す
るかを識別するブロック番号ＢＲを検出するブロック検
出手段と、このブロック番号ＢＲとデジタル映像入力信号データの
値Vinのビット数nの上位mビットの下のrビットとを調べ
ることで、デジタル映像入力信号データの値がどのレン
ジ番号RAに該当しているかを検出し、さらにそのブロッ
クにおいて再分割された各レンジが境界点何ビット置き
に細分割されているかを示すレンジ分割ビット数Sfを検
出し、さらにレンジ番号RAの境界点の値がXpであるとき
に、デジタル映像入力信号データの値Vinの下位n−(m＋
ｒ)ビットをそのままVin−Xpとして出力するレンジ選択
手段と、このレンジ選択手段により検出されたレンジ番号RAにし
たがって、当該レンジ番号RAに対応するガンマ補正出力
データYpと、レンジ番号RA+1に対応する対応するガンマ
補正出力データYqと、レンジ番号RA+1の境界点Xqを、前
記記憶手段より読み出すデータ選択手段と、上記YqからYpを減算してYq−Ypを算出する減算手段と、 Vin−XpとYq−Ypを乗算して(Vin−Xp)×(Yq−Yp)を算出
する乗算回路と、この乗算の結果(Vin−Xp)×(Yq−Yp)をレンジ分割ビッ
ト数Sfだけ右シフトして(Vin−Xp)×(Yq−Yp)／（Xq−X
p）を求めるシフト手段と、このシフト手段でシフトされた結果にガンマ補正出力デ
ータYpを加算して、デジタル映像入力信号データVinに
対応するガンマ補正されたデジタル映像出力信号Yoを出
力する加算手段と、を具えることを特徴とするデジタル
ガンマ補正回路。