JP2002010104A - 映像信号の輝度レベル補正装置 - Google Patents
映像信号の輝度レベル補正装置Info
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Abstract
ルの階調補正を適切に行うことができる輝度レベル補正
装置を提供する。 【解決手段】 入力輝度信号が示す画像のうちの垂直方
向の第1検出範囲内の画素の輝度信号のみを通過させる
第1マスキング手段と、入力輝度信号が示す画像のうち
の垂直方向の第1検出範囲を含む第2検出範囲内の画素
の輝度信号のみを通過させる第2マスキング手段と、第
1マスキング手段から出力された輝度信号の輝度レベル
各々の頻度データを所定の期間毎に作成して記憶する第
1ヒストグラムメモリと、第2マスキング手段から出力
された輝度信号の輝度レベル各々の頻度データを所定の
期間毎に作成して記憶する第2ヒストグラムメモリと、
第1及び第2ヒストグラムメモリの各頻度データに基づ
いて合成頻度データを生成する頻度データ合成手段と、
合成頻度データに基づいて入力輝度信号の輝度レベルを
補正する手段とを備えた。
Description
ベルを補正する輝度レベル補正装置に関する。
より鮮明に見せるために輝度レベル補正装置を備えるこ
とが要求されている。輝度レベル補正装置は、通常、映
像信号を非線形な増幅器に供給することによって輝度分
布をダイナミックレンジの範囲に拡大するように映像信
号の輝度レベルを補正するものである。
いる。この輝度レベル補正装置は、ヒストグラムメモリ
1、最大補正値算出回路2及びルックアップテーブルメ
モリ3から構成されている。ヒストグラムメモリ1及び
ルックアップテーブルメモリ3にはディジタル化された
輝度信号が入力信号として供給される。ヒストグラムメ
モリ1は入力輝度信号の各輝度レベルについての頻度デ
ータを記憶するためのメモリであり、予め定められた複
数の輝度レベル毎にその輝度レベルでアドレス指定され
る記憶領域を有し、各記憶領域には頻度が格納される。
すなわち、1画素分の輝度信号が供給される毎にその輝
度レベルに対応するヒストグラムメモリ1の記憶領域の
頻度が1だけ上昇する。また、ヒストグラムメモリ1の
記憶内容は所定の期間(1垂直走査期間又はその整数
倍)毎に全て0にクリアされ、各輝度レベルについて新
たな頻度データをとることになる。
モリ1のデータを低輝度から順次累算するヒストグラム
累積回路2aと、その累積回路2aの結果を記憶する累
積ヒストグラムメモリ2bと、累積ヒストグラムメモリ
2bの記憶データに基づいてその最大累積度数が出力輝
度信号の最大値となるように各データを正規化する正規
化演算回路2cとからなる。累積ヒストグラムメモリ2
bはヒストグラムメモリ1と同様に輝度信号の複数の輝
度レベル毎にその輝度レベルでアドレス指定される頻度
の記憶領域を有している。
トグラムメモリの記憶データを正規化したデータを記憶
する。ルックアップテーブルメモリ3のアドレスは入力
輝度信号の輝度レベルによって指定され、指定されたア
ドレスの記憶領域に記憶された輝度レベルが正規化され
たレベルとして出力される。図2はかかる従来の輝度レ
ベル補正装置による輝度変換動作を波形として示してい
る。入力輝度信号の1画素毎にヒストグラムメモリ1の
いずれか1のアドレスが指定され、その指定アドレスの
記憶領域の値が1だけ増加される。所定の期間に亘る入
力輝度信号の輝度レベルに対する頻度が図2(a)に示す
ように検出されたとする。ここで、分かり易くするため
に輝度レベルY150,Y160,Y170,Y180,Y190,Y
200,Y210における頻度がヒストグラムメモリ1にて検
出されたとする。Y150<Y160<Y170<Y180<Y190
<Y200<Y210の関係がある。所定期間内の頻度が輝度
レベルY150,Y160,Y170,Y180,Y190,Y200,Y
210に対して1,3,5,7,5,3,1であったとす
ると、累積頻度は輝度レベルY150,Y160,Y170,Y
180,Y190,Y200,Y210に対して1,4,9,16,
21,24,25の如くなる。すなわち、図2(b)に示
すように輝度レベルが大になるに従って累積頻度は大き
くなる。この累積頻度の最大値が出力輝度レベルの最大
値となるように正規化係数が正規化演算回路2cにて算
出され、この正規化係数及びヒストグラムメモリ1の各
データに基づいて正規化演算がなされ、その演算結果は
対応するルックアップテーブルメモリ3の記憶領域に記
憶される。ルックアップデーブルメモリ3の入力輝度レ
ベルと出力輝度レベルとの関係は図2(c)に示すように
なり、入力輝度信号をルックアップデーブルメモリ3を
介することにより階調補正した輝度信号が出力される。
従来の輝度レベル補正装置においては、入力された映像
信号が示す画像には実画像部分が垂直方向において狭い
シネスコサイズ等の画像があり、そのような画像には図
3にハッチングで示すように上下に無画部(黒帯)が存
在するので、累積ヒストグラムの検出領域がその無画部
を含む図3の点線Aで囲まれた領域であるならば、累積
ヒスドラムは図4に示すような特性となる。すなわち、
累積ヒストグラムは、実画像部分の輝度レベルの頻度に
無画部の黒レベルの頻度が大きく影響してしまい、この
ような累積ヒストグラムに基づいて輝度レベルの階調補
正を行うと実画像部分に黒浮き等の弊害が生じるという
問題があった。
分のサイズに応じて輝度レベルの階調補正を適切に行う
ことができる輝度レベル補正装置を提供することであ
る。
装置は、入力輝度信号が示す画像のうちの垂直方向の第
1検出範囲内の画素の輝度信号のみを通過させる第1マ
スキング手段と、入力輝度信号が示す画像のうちの垂直
方向の第1検出範囲を含む第2検出範囲内の画素の輝度
信号のみを通過させる第2マスキング手段と、第1マス
キング手段から出力された輝度信号の輝度レベル各々の
頻度データを所定の期間毎に作成して記憶する第1ヒス
トグラムメモリと、第2マスキング手段から出力された
輝度信号の輝度レベル各々の頻度データを所定の期間毎
に作成して記憶する第2ヒストグラムメモリと、第1及
び第2ヒストグラムメモリの各頻度データに基づいて合
成頻度データを生成する頻度データ合成手段と、合成頻
度データに基づいて入力輝度信号の輝度レベルを補正す
る手段と、を備えたことを特徴としている。
ば、合成頻度データには無画部の頻度データが除去され
るので、合成頻度データに基づいて入力輝度信号の輝度
レベルを補正することにより、無画部の輝度レベルの影
響を受けることなく入力輝度信号の輝度レベルの補正を
適切に行うことができる。
照しつつ詳細に説明する。図5は本発明による輝度レベ
ル補正装置を示している。この輝度レベル補正装置は、
図5に示すようにA/D変換器11、同期分離回路1
2、第1及び第2マスキング回路13,14、第1及び
第2ヒストグラムメモリ15,16、乗算器17、最小
値セレクタ18、最大補正値算出回路19及びルックア
ップテーブルメモリ20からなる。
ジット信号)をディジタル信号に変換する。同期分離回
路12は入力映像信号の垂直同期信号及び水平同期信号
を抽出して第1及び第2マスキング回路13,14に供
給する。マスキング回路13,14各々はA/D変換器
11の出力に接続され、第1マスキング回路13はシネ
スコサイズの検出範囲のディジタル映像信号を第1ヒス
トグラムメモリ15に供給する。第2マスキング回路1
4はビスタサイズの検出範囲のディジタル映像信号を第
2ヒストグラムメモリ16に供給する。
したヒストグラムメモリ1と同様に、入力輝度信号の各
輝度レベルについての頻度を記憶するためのメモリであ
り、予め定められた複数の輝度レベル毎にその輝度レベ
ルでアドレス指定される記憶領域を有し、各記憶領域に
は頻度データを格納する。ヒストグラムメモリ15,1
6の記憶内容は所定の期間(1垂直走査期間又はその整
数倍)毎に全て0にクリアされ、各輝度レベルについて
の新たな頻度データをとることになる。ヒストグラムメ
モリ15,16各々の頻度データはクリアされる前に低
い輝度の順に同期して読み出される。
算器17が接続されている。乗算器17は第1ヒストグ
ラムメモリ15から読み出された頻度データに係数(例
えば、2)を乗算して最小値セレクタ18に供給する。
最小値セレクタ18は、乗算器17から供給される乗算
後の頻度データとヒストグラムメモリ16から直接供給
される頻度データとを比較して小なる頻度データ(合成
頻度データの輝度レベル毎の頻度データ)を出力する。
最大補正値算出回路2と同様に、頻度データを低輝度か
ら順次累算するヒストグラム累積回路19aと、その累
積回路19aの結果を記憶する累積ヒストグラムメモリ
19bと、累積ヒストグラムメモリ19bの記憶データ
に基づいてその最大累積度数が出力輝度信号の最大値と
なるように各データを正規化する正規化演算回路19c
とからなる。また、ルックアップテーブルメモリ20は
図1のルックアップテーブルメモリ3と同一である。
カラー映像信号の場合には例えば、Y−C分離回路をA
/D変換器11の後段に設け、分離した輝度信号をマス
キング回路13,14に供給することが行われる。ここ
で、入力映像信号の実画像部分のサイズとしては、シネ
スコサイズ、ビスタサイズ及び4:3のサイズがあると
する。
コサイズの画像の場合には、その実画像は、走査線70
ライン目から208ライン目までの139本で形成さ
れ、それ以外の図6(a)にハッチングで示した走査線部
分は無画部である。入力映像信号が図7(a)に示すビス
タサイズの画像の場合には、その実画像は、走査線56
ライン目から222ライン目までの167本で形成さ
れ、それ以外の図7(a)にハッチングで示した走査線部
分は無画部である。入力映像信号が図8(a)に示す4:
3の画像の場合に、その実画像は走査線39ライン目か
ら237ライン目までの199本で形成される。
回路13はA/D変換器11から供給されるディジタル
映像信号を、垂直同期信号に応答して設定された垂直ラ
イン数69だけの水平走査期間の経過後、垂直検出範囲
ライン数139だけの水平走査期間に亘ってヒストグラ
ムメモリ15に出力する。ビスタサイズの画像用の第2
マスキング回路14はA/D変換器11から供給される
ディジタル映像信号を、垂直同期信号に応答して設定さ
れた垂直ライン数55だけの水平走査期間の経過後、垂
直検出範囲ライン数167だけの水平走査期間に亘って
ヒストグラムメモリ16に出力する。
像の場合には、第1マスキング回路13は図6(b)に破
線で示すようにシネスコサイズの実画像の部分だけの映
像信号を第1ヒストグラムメモリ15に出力する。第1
ヒストグラムメモリ15に形成される頻度データテーブ
ルが示す特性は例えば、図6(c)に示すように実画像の
部分の輝度についての頻度データ特性となる。この輝度
−頻度データ特性は黒色に対応する低輝度レベルにおけ
る頻度は非常に小さくなる。第1ヒストグラムメモリ1
5の輝度頻度データは乗算器17で係数Kに乗算される
ので、図6(d)に示すように各頻度データは例えば、2
倍の大きさとなる。
に破線で示すようにシネスコサイズの実画像の他にその
上下に無画部を含むビスタサイズ分の映像信号をヒスト
グラムメモリ16に出力する。よって、ヒストグラムメ
モリ16では実画像だけでなく黒色の無画部の輝度レベ
ルについての頻度データが得られる。すなわち、例え
ば、図6(f)に示す輝度−頻度データ特性のように黒色
に対応する低輝度レベルにおいても頻度がかなり計数さ
れた頻度データテーブルがヒストグラムメモリ16には
形成されることになる。
次出力された頻度データと第2ヒストグラムメモリ16
から順次読み出されて出力された頻度データとを比較
し、そのデータ値が小なる方の頻度データを出力する。
例えば、図6(d)の輝度−頻度データ特性と、図6(f)の
輝度−頻度データ特性とを比較すると、低輝度レベルで
は乗算器17からの頻度データが選択され、それ以外の
輝度レベルについては第2ヒストグラムメモリ16から
の頻度データが主に選択されることになる。よって、最
小値セレクタ18では図6(g)に示すように、図6(c)の
シネスコサイズの実画像の輝度−頻度データ特性にほぼ
等しい輝度−頻度データ特性が得られる。
の場合には、第1マスキング回路13は図7(b)に破線
で示すようにビスタサイズの実画像のうちのシネスコサ
イズ部分の映像信号を第1ヒストグラムメモリ15に出
力する。第1ヒストグラムメモリ15に形成される頻度
データテーブルの特性は例えば、図7(c)に示すように
ビスタサイズの実画像のうちのシネスコサイズ部分の輝
度レベルについての頻度データ特性となる。この輝度−
頻度データ特性は黒色に対応する低輝度レベルにおける
頻度は非常に小さくなる。第1ヒストグラムメモリ15
から読み出された頻度データは乗算器17で係数Kに乗
算されるので、図7(d)に示すように各頻度データは例
えば、2倍の大きさとなる。
に破線で示すようにビスタサイズの実画像の部分だけの
映像信号を第2ヒストグラムメモリ16に出力する。よ
って、ヒストグラムメモリ16では実画像だけの輝度に
ついての頻度データが得られる。第2ヒストグラムメモ
リ16に形成される頻度データテーブルの特性は例え
ば、図7(f)に示すようになり、この輝度−頻度データ
特性は黒色に対応する低輝度レベルにおける頻度は非常
に小さくなる。
値セレクタ18の選択動作によって図7(g)に示すよう
に、図7(f)のビスタサイズの実画像の輝度−頻度デー
タ特性にほぼ等しい輝度−頻度データ特性が得られる。
入力映像信号が4:3のサイズの画像の場合には、第1
マスキング回路13は図8(b)に破線で示すように4:
3のサイズの実画像のうちのシネスコサイズ部分の映像
信号を第1ヒストグラムメモリ15に出力する。第1ヒ
ストグラムメモリ15に形成される頻度データテーブル
の特性は例えば、図8(c)に示すように4:3のサイズ
の実画像のうちのシネスコサイズ部分の輝度についての
頻度データ特性となる。この輝度−頻度データ特性は黒
色に対応する低輝度レベルにおける頻度は非常に小さく
なる。第1ヒストグラムメモリ15から読み出された頻
度データは乗算器17で係数Kに乗算されるので、図8
(d)に示すように各頻度データは例えば、2倍の大きさ
となる。
に破線で示すように4:3のサイズの実画像のうちのビ
スタサイズの部分だけの映像信号を第2ヒストグラムメ
モリ16に出力する。よって、ヒストグラムメモリ16
では実画像だけの輝度についての頻度データが得られ
る。第2ヒストグラムメモリ16に形成される頻度デー
タテーブルの特性は例えば、図8(f)に示すようにな
り、この輝度−頻度データ特性は黒色に対応する低輝度
レベルにおける頻度は非常に小さくなる。
小値セレクタ18の選択動作によって図8(g)に示すよ
うに、図8(f)の4:3のサイズの実画像のうちのビス
タサイズの部分の輝度−頻度データ特性にほぼ等しい輝
度−頻度データ特性が得られる。このように最小値セレ
クタ18から最大補正値算出回路19に出力される頻度
データは実画像部分の各輝度レベルの頻度データであ
る。よって、最大補正値算出回路19の累積ヒストグラ
ムメモリ19bにはシネスコサイズやビスタサイズの実
画像以外の無画像部分の黒色表示レベルの輝度頻度を累
積することなく累積ヒストグラムのデータテーブルが形
成される。ルックアップテーブルメモリ20は累積ヒス
トグラムメモリ19bの記憶データを正規化したデータ
を記憶するので、輝度レベル補正においては無画像部分
の黒色輝度の影響を排除することができる。すなわち、
表示画像の上下に黒色の無画部があるシネスコサイズ等
の画像であっても実画像部分に黒浮きが生じることなく
輝度レベル補正を行うことができる。また、シネスコサ
イズ、ビスタサイズ等の実画像部分のサイズが互いに異
なる映像信号に対してそのサイズ検出のために複雑な回
路が不要である。
度データの生成のために、第1ヒストグラムメモリ15
に記憶された輝度レベル毎の頻度データに係数を乗算す
る乗算器17と、輝度レベル毎に乗算器17の出力頻度
データと第2ヒストグラムメモリ16に記憶された頻度
データとを大小比較し、小なる方の頻度データを出力す
る最小値セレクタ18とを有しているが、本発明はこの
構成に限定されない。
上下に無画部があるシネスコサイズ、ビスタサイズ等の
映像に対して実画像部分だけの各輝度レベルに対する頻
度データが得られるので、無画部の輝度レベルの影響を
受けることなく入力輝度信号の輝度レベルの補正を適切
に行うことができる。
ある。
例を示す図である。
示す図である。
図5の装置の動作を説明する図である。
5の装置の動作を説明する図である。
置の動作を説明する図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 入力輝度信号が示す画像のうちの垂直方
向の第1検出範囲内の画素の輝度信号のみを通過させる
第1マスキング手段と、 前記入力輝度信号が示す画像のうちの垂直方向の前記第
1検出範囲を含む第2検出範囲内の画素の輝度信号のみ
を通過させる第2マスキング手段と、 前記第1マスキング手段から出力された輝度信号の輝度
レベル各々の頻度データを所定の期間毎に作成して記憶
する第1ヒストグラムメモリと、 前記第2マスキング手段から出力された輝度信号の輝度
レベル各々の頻度データを所定の期間毎に作成して記憶
する第2ヒストグラムメモリと、 前記第1及び第2ヒストグラムメモリの各頻度データに
基づいて合成頻度データを生成する頻度データ合成手段
と、 前記合成頻度データに基づいて前記入力輝度信号の輝度
レベルを補正する手段と、を備えたことを特徴とする輝
度レベル補正装置。 - 【請求項2】 前記第1及び第2ヒストグラムメモリ各
々は、前記頻度データを1フィールド期間毎に作成して
記憶し、 前記頻度データ合成手段は、1フィールド期間毎に前記
合成頻度データを作成することを特徴とする請求項1記
載の輝度レベル補正装置。 - 【請求項3】 前記頻度データ合成手段は、前記第1ヒ
ストグラムメモリに記憶された輝度レベル毎の頻度デー
タに係数を乗算する乗算手段と、 輝度レベル毎に前記乗算手段の出力頻度データと前記第
2ヒストグラムメモリに記憶された頻度データとを大小
比較し、小なる方の頻度データを前記合成頻度データの
輝度レベル毎の頻度データとして出力する選択手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載の輝度レベル補
正装置。
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