JP2002359754A - Grey level correction device and method - Google Patents
Grey level correction device and methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、階調補正装置に関
し、より特定的には、映像輝度信号を補正することによ
って表示画像の階調を補正する階調補正装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gradation correction device, and more particularly, to a gradation correction device for correcting a gradation of a display image by correcting a video luminance signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、画像表示装置における画質補正で
は、表示画面の有効表示期間のほぼ全域をサンプリング
窓とし、輝度信号の最大値または最小値から補正データ
を算出し、フィールドあるいはフレーム毎に入力映像輝
度信号の補正を行って高画質化を実現している。2. Description of the Related Art Conventionally, in image quality correction in an image display apparatus, correction data is calculated from a maximum value or a minimum value of a luminance signal, and input data is input for each field or frame by using a sampling window in almost the entire effective display period of a display screen. The image quality is improved by correcting the video luminance signal.
【０００３】例えば、有効表示期間内の映像輝度信号の
最小値と最大値をフィールドあるいはフレーム毎に検出
し、検出された輝度信号の最大値及び最小値を映像信号
処理系のダイナミックレンジの最大値（デジタル８ビッ
ト処理では２５５）及び最小値（通常は０）に変換する
とともに、それら最小値と最大値の間の輝度信号につい
ても全て線形に内挿補間することにより、どのような映
像輝度信号の入力に対しても、信号処理系が保有するダ
イナミックレンジのすべてを使いきるように補正する、
黒伸張、白伸張という方式がある。特開平１０−２４８
０２４号公報に、その一例が開示されている。For example, a minimum value and a maximum value of a video luminance signal within an effective display period are detected for each field or frame, and a maximum value and a minimum value of the detected luminance signal are determined as a maximum value of a dynamic range of a video signal processing system. (255 in digital 8-bit processing) and a minimum value (usually 0), and all luminance signals between the minimum value and the maximum value are linearly interpolated to obtain any video luminance signal. For the input of, it is corrected to use all of the dynamic range possessed by the signal processing system.
There are black extension and white extension. JP-A-10-248
No. 024 discloses an example thereof.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の方法では、実際に検出された映像輝度信号の最大
値および最小値に基づいて補正テーブルを算出するた
め、補正が不十分となる場合がある。例えば、映画のシ
ーンなどで、有効表示期間内の大部分が暗いシーンにお
いて、シーンの中の一画素にでも処理系のダイナミック
レンジの最大値（８ビット処理では２５５）が存在して
いる場合、従来の方法では、白方向の伸張による補正は
行われない。このため、表示画像によっては十分な階調
表現を行うことができないという問題がある。However, in the above-mentioned conventional method, since the correction table is calculated based on the maximum and minimum values of the actually detected video luminance signal, the correction may be insufficient. is there. For example, in a scene such as a movie scene where most of the effective display period is dark, even if one pixel in the scene has the maximum value of the dynamic range of the processing system (255 in 8-bit processing), In the conventional method, correction by expansion in the white direction is not performed. For this reason, there is a problem that sufficient gradation expression cannot be performed depending on a display image.
【０００５】それ故に、本発明の目的は、表示画像によ
らず、特に映像輝度信号の輝度分布幅が広い場合であっ
ても、表示画像の性質に応じて十分な階調表現を行うこ
とのできる画像表示装置を提供することである。Therefore, it is an object of the present invention to perform sufficient gradation expression according to the characteristics of a display image, regardless of the display image, especially even when the luminance distribution width of a video luminance signal is wide. It is to provide an image display device which can be used.
【０００６】また、上述の従来の方法に限らないが、一
般に入力映像輝度信号を補正することにより階調補正を
行う場合には、輝度信号を補正したことによる映像の見
え方の変化を補償するために、輝度信号の補正度合に応
じて色差信号（Ｕ，Ｖ）も同時に補正する。このとき、
輝度信号の補正度合が大きすぎる場合には、その補正度
合に基づいて色差信号を補正すると、色差信号が飽和し
てしまい、すなわち補正前の色差信号における一定値以
上の値が、補正後には色差信号が本来とりうる値の最大
値となってしまい、それらの色差に関する情報が失われ
てしまうという問題がある。また、ＰＣディスプレイな
どで、これらの輝度信号および色差信号からＲＧＢ信号
に変換して画像表示する際には、さらに、これら輝度信
号および色差信号のいずれも飽和していない状態である
にもかかわらず、ＲＧＢ信号が飽和してしまう状態が起
こり得る。この場合も、色差信号の場合と同様に、補正
後のＲＧＢ信号において飽和した部分の色差に関する情
報は失われてしまう。これらの結果として、表示画像の
品位が低下してしまう。[0006] Although not limited to the above-described conventional method, generally, when gradation correction is performed by correcting an input video luminance signal, a change in the appearance of a video due to the correction of the luminance signal is compensated. For this purpose, the color difference signals (U, V) are simultaneously corrected in accordance with the degree of correction of the luminance signal. At this time,
When the correction degree of the luminance signal is too large, the color difference signal is corrected based on the correction degree, the color difference signal is saturated, that is, the value of the color difference signal before correction is equal to or greater than a certain value, There is a problem in that the signal becomes the maximum value that can be originally taken, and information about those color differences is lost. Further, when these luminance signals and color difference signals are converted into RGB signals and displayed on a PC display or the like, even if none of these luminance signals and color difference signals are in a saturated state, , RGB signals may be saturated. Also in this case, as in the case of the color difference signal, information on the color difference of the saturated portion in the corrected RGB signal is lost. As a result, the quality of the displayed image is degraded.
【０００７】それ故に、本発明の他の目的は、階調補正
する際、輝度信号の補正度合の如何に関わらず、色差信
号またはＲＧＢ信号が飽和してしまうことのない画像表
示装置を提供することである。Therefore, another object of the present invention is to provide an image display device in which a color difference signal or an RGB signal is not saturated when gradation correction is performed regardless of the degree of correction of a luminance signal. That is.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、入力映像輝度信号の輝度レベル範囲の一部を処
理系のダイナミックレンジにまで伸長することにより階
調を補正する階調補正装置であって、入力映像輝度信号
の最小値を検出する最小値検出手段と、入力映像輝度信
号の輝度分布情報を検出するヒストグラム検出手段と、
ヒストグラム検出手段によって検出された輝度分布情報
に基づいて最小値検出手段によって検出された最小値を
補正して補正最小値を得る最小値補正手段と、最小値補
正手段によって得られた補正最小値が処理系のダイナミ
ックレンジの最小値となるように入力映像輝度信号を伸
長する輝度信号補正手段とを備える。According to a first aspect of the present invention, there is provided a gradation correction device for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system. An apparatus, a minimum value detecting means for detecting a minimum value of the input video luminance signal, and a histogram detecting means for detecting luminance distribution information of the input video luminance signal,
A minimum value correction unit that corrects the minimum value detected by the minimum value detection unit based on the luminance distribution information detected by the histogram detection unit to obtain a correction minimum value, and a correction minimum value obtained by the minimum value correction unit. Brightness signal correction means for expanding an input video brightness signal so as to have a minimum value of the dynamic range of the processing system.
【０００９】上記のように、第１の発明によれば、映像
輝度信号から検出された最小値を、映像輝度信号の輝度
分布に応じて映像輝度信号を補正することにより、検出
された最小値の値にのみ依存することなく、表示映像に
応じて階調を最適に調整することができる。As described above, according to the first aspect, the minimum value detected from the video luminance signal is corrected by correcting the video luminance signal in accordance with the luminance distribution of the video luminance signal. The gradation can be optimally adjusted according to the display image without depending only on the value of the gray scale.
【００１０】第２の発明は、第１の発明において、輝度
分布情報が、入力映像輝度信号のヒストグラム分布の所
定の輝度範囲における分布量であることを特徴とする。A second invention is characterized in that, in the first invention, the luminance distribution information is a distribution amount of a histogram distribution of an input video luminance signal in a predetermined luminance range.
【００１１】上記のように、第２の発明によれば、映像
輝度信号のヒストグラム分布の所定の輝度範囲における
分布量を参照することにより、表示映像の特徴を適切に
判断することができる。As described above, according to the second aspect, the characteristics of the display image can be appropriately determined by referring to the amount of distribution of the histogram distribution of the image luminance signal in a predetermined luminance range.
【００１２】第３の発明は、第２の発明において、所定
の輝度範囲が、ヒストグラム分布における最小の輝度区
分範囲であることを特徴とする。According to a third aspect, in the second aspect, the predetermined luminance range is a minimum luminance division range in the histogram distribution.
【００１３】上記のように、第３の発明によれば、映像
輝度信号のヒストグラム分布の最小の輝度区分範囲を参
照することにより、表示映像の黒近辺特徴を簡易に判断
することができる。As described above, according to the third aspect, by referring to the minimum luminance division range of the histogram distribution of the video luminance signal, it is possible to easily determine the near black feature of the display video.
【００１４】第４の発明は、第１の発明において、輝度
信号補正手段は、所定の折れ曲げ点より小さい輝度範囲
において入力映像輝度信号を補正することを特徴とす
る。In a fourth aspect based on the first aspect, the luminance signal correcting means corrects the input video luminance signal in a luminance range smaller than a predetermined bending point.
【００１５】上記のように、第４の発明によれば、所定
の折れ曲げ点より小さい範囲の輝度信号を補正すること
により、特に黒近辺の階調を強調した補正を行うことが
できる。As described above, according to the fourth aspect, by correcting a luminance signal in a range smaller than a predetermined bending point, it is possible to perform a correction in which a tone near black is particularly emphasized.
【００１６】第５の発明は、第４の発明において、ヒス
トグラム検出手段によって検出された輝度分布情報に応
じて所定の折れ曲げ点を補正する折れ曲げ点補正手段を
さらに備える。According to a fifth aspect based on the fourth aspect, the apparatus further comprises a bent point correcting means for correcting a predetermined bent point in accordance with the luminance distribution information detected by the histogram detecting means.
【００１７】上記のように、第５の発明によれば、映像
輝度信号の輝度分布に応じて折れ曲げ点を補正すること
により、表示映像に応じて、黒近辺の階調をより最適に
調整することができる。As described above, according to the fifth aspect, by correcting the bending point in accordance with the luminance distribution of the image luminance signal, the gradation near black is more optimally adjusted according to the display image. can do.
【００１８】第６の発明は、第１の発明において、最小
値検出手段が検出する最小値が、入力映像輝度信号をサ
ンプリングまたはローパスフィルタに通過させた後の信
号の最小値であり、最小値補正手段は、ヒストグラム検
出手段によって検出された輝度分布情報に基づいて、最
小値検出手段によって検出された最小値を、より小さく
なる方向に補正して補正最小値を得ることを特徴とす
る。In a sixth aspect based on the first aspect, the minimum value detected by the minimum value detecting means is a minimum value of the signal after sampling or passing the input video luminance signal through a low-pass filter. The correction means obtains a corrected minimum value by correcting the minimum value detected by the minimum value detection means in a smaller direction based on the luminance distribution information detected by the histogram detection means.
【００１９】上記のように、第６の発明によれば、映像
輝度信号の輝度分布に応じて最小値検出手段によって検
出された最小値を、より小さくなる方向に補正すること
により、サンプリングやローパスフィルタによって除去
されてしまった信号を拾って黒つぶれによる画質の悪化
を回避することができる。As described above, according to the sixth aspect of the invention, the minimum value detected by the minimum value detecting means is corrected in a smaller direction in accordance with the luminance distribution of the video luminance signal, so that sampling and low-pass are performed. Signals that have been removed by the filter can be picked up to avoid image degradation due to blackouts.
【００２０】第７の発明は、入力映像輝度信号の輝度レ
ベル範囲の一部を処理系のダイナミックレンジにまで伸
長することにより階調を補正する階調補正装置であっ
て、入力映像輝度信号の最大値を検出する最大値検出手
段と、入力映像輝度信号の輝度分布情報を検出するヒス
トグラム検出手段と、ヒストグラム検出手段によって検
出された輝度分布情報に基づいて最大値検出手段によっ
て検出された最大値を補正して補正最大値を得る最大値
補正手段と、最大値補正手段によって得られた補正最大
値が処理系のダイナミックレンジの最大値となるように
入力映像輝度信号を伸長する輝度信号補正手段とを備え
る。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a gradation correction apparatus for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system. Maximum value detecting means for detecting the maximum value, histogram detecting means for detecting luminance distribution information of the input video luminance signal, and maximum value detected by the maximum value detecting means based on the luminance distribution information detected by the histogram detecting means Value correction means for obtaining a maximum correction value by correcting the input image luminance signal, and a luminance signal correction means for extending the input video luminance signal so that the maximum correction value obtained by the maximum value correction means becomes the maximum value of the dynamic range of the processing system. And
【００２１】上記のように、第７の発明によれば、映像
輝度信号から検出された最大値のみでなく、映像輝度信
号の輝度分布に応じて映像輝度信号を補正することによ
り、検出された最大値の値にのみ依存することなく、表
示映像に応じて階調を最適に調整することができる。As described above, according to the seventh aspect, the detected video luminance signal is corrected by correcting not only the maximum value detected from the video luminance signal but also the luminance distribution of the video luminance signal. The gradation can be optimally adjusted according to the displayed image without depending only on the maximum value.
【００２２】第８の発明は、第７の発明において、輝度
分布情報が、入力映像輝度信号のヒストグラム分布の所
定の輝度範囲における分布量であることを特徴とする。In an eighth aspect based on the seventh aspect, the luminance distribution information is a distribution amount of a histogram distribution of the input video luminance signal in a predetermined luminance range.
【００２３】上記のように、第８の発明によれば、映像
輝度信号のヒストグラム分布の所定の輝度範囲における
分布量を参照することにより、表示映像の特徴を適切に
判断することができる。As described above, according to the eighth aspect, the characteristics of the displayed image can be appropriately determined by referring to the distribution amount of the histogram distribution of the image luminance signal in a predetermined luminance range.
【００２４】第９の発明は、第８の発明において、所定
の輝度範囲が、ヒストグラム分布における最大の輝度区
分範囲であることを特徴とする。In a ninth aspect based on the eighth aspect, the predetermined luminance range is a maximum luminance division range in the histogram distribution.
【００２５】上記のように、第９の発明によれば、映像
輝度信号のヒストグラム分布の最大の輝度区分範囲を参
照することにより、表示映像の白近辺の特徴を簡易に判
断することができる。As described above, according to the ninth aspect, it is possible to easily determine the characteristic of the display image in the vicinity of white by referring to the maximum luminance division range of the histogram distribution of the image luminance signal.
【００２６】第１０の発明は、第７の発明において、輝
度信号補正手段は、所定の折れ曲げ点より大きい輝度範
囲において入力映像輝度信号を補正することを特徴とす
る。In a tenth aspect based on the seventh aspect, the luminance signal correcting means corrects the input video luminance signal in a luminance range larger than a predetermined bending point.
【００２７】上記のように、第１０の発明によれば、所
定の折れ曲げ点より大きい範囲の輝度信号を補正するこ
とにより、特に白近辺の階調を強調した補正を行うこと
ができる。As described above, according to the tenth aspect, by correcting a luminance signal in a range larger than a predetermined bending point, it is possible to perform a correction in which a tone near white is particularly emphasized.
【００２８】第１１の発明は、第１０の発明において、
ヒストグラム検出手段によって検出された輝度分布情報
に応じて所定の折れ曲げ点を補正する折れ曲げ点補正手
段をさらに備える。According to an eleventh aspect, in the tenth aspect,
The apparatus further includes a bending point correction unit that corrects a predetermined bending point according to the luminance distribution information detected by the histogram detection unit.
【００２９】上記のように、第１１の発明によれば、映
像輝度信号の輝度分布に応じて折れ曲げ点を補正するこ
とにより、表示映像に応じて、白近辺の階調をより最適
に調整することができる。As described above, according to the eleventh aspect, by correcting the bending point in accordance with the luminance distribution of the image luminance signal, the gray level near white is more optimally adjusted in accordance with the display image. can do.
【００３０】第１２の発明は、第７の発明において、最
大値検出手段が検出する最大値が、入力映像輝度信号を
サンプリングまたはローパスフィルタに通過させた後の
信号の最大値であり、最大値補正手段は、ヒストグラム
検出手段によって検出された輝度分布情報に基づいて、
最大値検出手段によって検出された最大値を、より大き
くなる方向に補正して補正最大値を得ることを特徴とす
る。In a twelfth aspect based on the seventh aspect, the maximum value detected by the maximum value detecting means is the maximum value of the signal after the input image luminance signal has been sampled or passed through a low-pass filter. The correction unit is configured to perform the correction based on the luminance distribution information detected by the histogram detection unit.
It is characterized in that the maximum value detected by the maximum value detecting means is corrected in a direction to become larger to obtain a corrected maximum value.
【００３１】上記のように、第１２の発明によれば、映
像輝度信号の輝度分布に応じて最大値検出手段によって
検出された最大値を、より小さくなる方向に補正するこ
とにより、サンプリングやローパスフィルタによって除
去されてしまった信号を拾って白つぶれによる画質の悪
化を回避することができる。As described above, according to the twelfth aspect, the maximum value detected by the maximum value detecting means in accordance with the luminance distribution of the video luminance signal is corrected in a direction in which the maximum value becomes smaller, thereby achieving sampling and low-pass. Signals removed by the filter can be picked up to avoid image degradation due to overexposure.
【００３２】第１３の発明は、入力映像輝度信号の輝度
レベル範囲の一部を処理系のダイナミックレンジにまで
伸長することにより階調を補正する階調補正装置であっ
て、入力映像輝度信号の最小値を検出する最小値検出手
段と、入力映像輝度信号の最大値を検出する最大値検出
手段と、入力映像輝度信号の輝度分布情報を検出するヒ
ストグラム検出手段と、ヒストグラム検出手段によって
検出された輝度分布情報に基づいて最小値検出手段によ
って検出された最小値を補正して補正最小値を得る最小
値補正手段と、ヒストグラム検出手段によって検出され
た輝度分布情報に基づいて最大値検出手段によって検出
された最大値を補正して補正最大値を得る最大値補正手
段と、最小値補正手段によって得られた補正最小値及び
最大値補正手段によって得られた補正最大値が、それぞ
れ処理系のダイナミックレンジの最小値及び最大値とな
るように入力映像輝度信号を伸長する輝度信号補正手段
とを備える。A thirteenth invention is a gradation correcting apparatus for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system. Minimum value detection means for detecting the minimum value, maximum value detection means for detecting the maximum value of the input video luminance signal, histogram detection means for detecting the luminance distribution information of the input video luminance signal, and histogram detection means Minimum value correction means for correcting the minimum value detected by the minimum value detection means based on the luminance distribution information to obtain a corrected minimum value, and detection by the maximum value detection means based on the luminance distribution information detected by the histogram detection means Maximum value correction means for correcting the maximum value obtained to obtain a correction maximum value, and correction minimum value and maximum value correction means obtained by the minimum value correction means. Maximum correction value obtained I comprises a luminance signal correction means for extending the input video luminance signal as a minimum value and maximum value of the dynamic range of each implementation.
【００３３】上記のように、第１３の発明によれば、映
像輝度信号から検出された最小値や最大値を、映像輝度
信号の輝度分布に応じて補正することにより、検出され
た最小値や最大値の値にのみ依存することなく、表示映
像に応じて階調を最適に調整することができる。As described above, according to the thirteenth aspect, the minimum value and the maximum value detected from the video luminance signal are corrected in accordance with the luminance distribution of the video luminance signal, so that the detected minimum value and maximum value are corrected. The gradation can be optimally adjusted according to the displayed image without depending only on the maximum value.
【００３４】第１４の発明は、入力映像輝度信号を補正
することによって表示画像の階調を補正する階調補正装
置であって、入力映像輝度信号を補正して補正後映像輝
度信号を出力する映像輝度信号補正手段と、入力映像輝
度信号に対応する映像色差信号が入力され、この映像色
差信号のレベルを検出する色差信号レベル検出手段と、
輝度信号補正手段における入力映像輝度信号の補正度合
を、色差信号レベル検出手段によって検出された映像色
差信号のレベルに基づいて制限して出力映像輝度信号と
して出力する補正度合制限手段とを備える。According to a fourteenth aspect, there is provided a gradation correcting apparatus for correcting a gradation of a display image by correcting an input video luminance signal, and correcting the input video luminance signal and outputting a corrected video luminance signal. Video luminance signal correction means, a video color difference signal corresponding to the input video luminance signal is input, and a color difference signal level detection means for detecting the level of the video color difference signal,
Correction level limiting means for limiting the degree of correction of the input video luminance signal in the luminance signal correction means based on the level of the video color difference signal detected by the color difference signal level detection means and outputting it as an output video luminance signal.
【００３５】上記のように、第１４の発明によれば、色
差信号のレベルに応じて輝度信号の補正度合を可変する
ことにより、輝度信号を色差信号のレベルに応じて最適
に補正することができる。As described above, according to the fourteenth aspect, by varying the degree of correction of the luminance signal in accordance with the level of the color difference signal, it is possible to optimally correct the luminance signal in accordance with the level of the color difference signal. it can.
【００３６】第１５の発明は、第１４の発明において、
補正度合制限手段は、映像色差信号を入力映像輝度信号
の補正度合に応じて補正する際に、補正後の映像色差信
号が処理系のダイナミックレンジを越えて飽和すること
のないように、入力映像輝度信号の補正度合を制限する
ことを特徴とする。According to a fifteenth aspect, in the fourteenth aspect,
The correction degree limiting means adjusts the input video signal so that the corrected video color difference signal does not exceed the dynamic range of the processing system when the video color difference signal is corrected according to the correction level of the input video luminance signal. It is characterized in that the degree of correction of the luminance signal is limited.
【００３７】上記のように、第１５の発明によれば、輝
度信号の補正度合に応じて色差信号を補正する際の色差
信号の飽和を防止することができる。As described above, according to the fifteenth aspect, saturation of the color difference signal when correcting the color difference signal in accordance with the degree of correction of the luminance signal can be prevented.
【００３８】第１６の発明は、第１５の発明において、
補正度合制限手段は、出力映像輝度信号及び補正後の映
像色差信号をＲＧＢ信号に変換する際に、ＲＧＢ信号が
処理系のダイナミックレンジを越えて飽和することのな
いように、入力映像輝度信号の補正度合を制限すること
を特徴とする。According to a sixteenth aspect, in the fifteenth aspect,
When the output video luminance signal and the corrected video chrominance signal are converted into RGB signals, the correction degree limiting means controls the input video luminance signal so that the RGB signal does not exceed the dynamic range of the processing system and is saturated. It is characterized in that the degree of correction is limited.
【００３９】上記のように、第１６の発明によれば、補
正した輝度信号及び色差信号をＲＧＢ信号に変換して表
示する際のＲＧＢ信号の飽和を防止することができる。As described above, according to the sixteenth aspect, it is possible to prevent saturation of the RGB signal when the corrected luminance signal and color difference signal are converted into RGB signals and displayed.
【００４０】第１７の発明は、第１４の発明において、
補正度合制限手段は、入力映像輝度信号と補正映像輝度
信号とを色差信号レベルに応じて重み付けすることによ
って、入力映像輝度信号の補正度合を制限することを特
徴とする。According to a seventeenth aspect, in the fourteenth aspect,
The correction degree limiting means limits the correction degree of the input video luminance signal by weighting the input video luminance signal and the corrected video luminance signal according to the color difference signal level.
【００４１】上記のように、第１７の発明によれば、補
正前の輝度信号と補正後の輝度信号との重み付けにより
補正度合を制限することにより、全く補正しない状態か
ら最大限に補正した状態までの間で、輝度信号を色差信
号のレベルに応じて簡単に最適に補正することができ
る。As described above, according to the seventeenth aspect, the degree of correction is limited by weighting the luminance signal before correction and the luminance signal after correction, so that a state in which no correction is performed and a state in which correction is performed to the maximum. In the meantime, the luminance signal can be easily and optimally corrected according to the level of the color difference signal.
【００４２】第１８の発明は、入力映像輝度信号の輝度
レベル範囲の一部を処理系のダイナミックレンジにまで
伸長することにより階調を補正する階調補正方法であっ
て、入力映像輝度信号の最小値を検出する最小値検出ス
テップと、入力映像輝度信号の輝度分布情報を検出する
ヒストグラム検出ステップと、ヒストグラム検出ステッ
プによって検出された輝度分布情報に基づいて最小値検
出ステップによって検出された最小値を補正して補正最
小値を得る最小値補正ステップと、最小値補正ステップ
によって得られた補正最小値が処理系のダイナミックレ
ンジの最小値となるように入力映像輝度信号を伸長する
輝度信号補正ステップとを備える。An eighteenth invention is a gradation correction method for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system. A minimum value detection step of detecting a minimum value, a histogram detection step of detecting luminance distribution information of the input video luminance signal, and a minimum value detected by the minimum value detection step based on the luminance distribution information detected by the histogram detection step And a luminance signal correction step of extending an input video luminance signal such that the correction minimum value obtained by the minimum value correction step becomes the minimum value of the dynamic range of the processing system. And
【００４３】上記のように、第１８の発明によれば、映
像輝度信号から検出された最小値を、映像輝度信号の輝
度分布に応じて映像輝度信号を補正することにより、検
出された最小値の値にのみ依存することなく、表示映像
に応じて階調を最適に調整することができる。As described above, according to the eighteenth aspect, the minimum value detected from the video luminance signal is corrected by correcting the video luminance signal in accordance with the luminance distribution of the video luminance signal. The gradation can be optimally adjusted according to the display image without depending only on the value of the gray scale.
【００４４】第１９の発明は、入力映像輝度信号の輝度
レベル範囲の一部を処理系のダイナミックレンジにまで
伸長することにより階調を補正する階調補正方法であっ
て、入力映像輝度信号の最大値を検出する最大値検出ス
テップと、入力映像輝度信号の輝度分布情報を検出する
ヒストグラム検出ステップと、ヒストグラム検出ステッ
プによって検出された輝度分布情報に基づいて最大値検
出ステップによって検出された最大値を補正して補正最
大値を得る最大値補正ステップと、最大値補正ステップ
によって得られた補正最大値が処理系のダイナミックレ
ンジの最大値となるように入力映像輝度信号を伸長する
輝度信号補正ステップとを備える。A nineteenth invention is a gradation correction method for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system. A maximum value detection step of detecting a maximum value, a histogram detection step of detecting luminance distribution information of the input video luminance signal, and a maximum value detected by the maximum value detection step based on the luminance distribution information detected by the histogram detection step A maximum value correction step of obtaining a maximum correction value by correcting the input image luminance signal, and a luminance signal correction step of extending the input video luminance signal so that the maximum correction value obtained by the maximum value correction step becomes the maximum value of the dynamic range of the processing system. And
【００４５】上記のように、第１９の発明によれば、映
像輝度信号から検出された最大値のみでなく、映像輝度
信号の輝度分布に応じて映像輝度信号を補正することに
より、検出された最大値の値にのみ依存することなく、
表示映像に応じて階調を最適に調整することができる。As described above, according to the nineteenth aspect, the detected video luminance signal is corrected by correcting not only the maximum value detected from the video luminance signal but also the luminance distribution of the video luminance signal. Without depending only on the value of the maximum value,
The gradation can be optimally adjusted according to the display image.
【００４６】第２０の発明は、入力映像輝度信号の輝度
レベル範囲の一部を処理系のダイナミックレンジにまで
伸長することにより階調を補正する階調補正方法であっ
て、入力映像輝度信号の最小値を検出する最小値検出ス
テップと、入力映像輝度信号の最大値を検出する最大値
検出ステップと、入力映像輝度信号の輝度分布情報を検
出するヒストグラム検出ステップと、ヒストグラム検出
ステップによって検出された輝度分布情報に基づいて最
小値検出ステップによって検出された最小値を補正して
補正最小値を得る最小値補正ステップと、ヒストグラム
検出ステップによって検出された輝度分布情報に基づい
て最大値検出ステップによって検出された最大値を補正
して補正最大値を得る最大値補正ステップと、最小値補
正ステップによって得られた補正最小値及び最大値補正
ステップによって得られた補正最大値が、それぞれ処理
系のダイナミックレンジの最小値及び最大値となるよう
に入力映像輝度信号を補正する輝度信号補正ステップと
を備える。The twentieth invention is a gradation correction method for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system. A minimum value detection step for detecting a minimum value, a maximum value detection step for detecting a maximum value of the input video luminance signal, a histogram detection step for detecting luminance distribution information of the input video luminance signal, and a histogram detection step. A minimum value correction step for correcting the minimum value detected by the minimum value detection step based on the luminance distribution information to obtain a corrected minimum value, and a maximum value detection step based on the luminance distribution information detected by the histogram detection step The maximum value correction step for correcting the maximum value obtained to obtain the maximum correction value and the minimum value correction step A luminance signal correcting step of correcting the input video luminance signal so that the corrected maximum value obtained by the obtained correction minimum value and maximum value correction step becomes the minimum value and the maximum value of the dynamic range of the processing system, respectively. .
【００４７】上記のように、第２０の発明によれば、映
像輝度信号から検出された最小値や最大値を、映像輝度
信号の輝度分布に応じて補正することにより、検出され
た最小値や最大値の値にのみ依存することなく、表示映
像に応じて階調を最適に調整することができる。As described above, according to the twentieth aspect, the minimum value and the maximum value detected from the video luminance signal are corrected in accordance with the luminance distribution of the video luminance signal, so that the detected minimum value and maximum value are corrected. The gradation can be optimally adjusted according to the displayed image without depending only on the maximum value.
【００４８】第２１の発明は、入力映像輝度信号の輝度
レベル範囲の一部を処理系のダイナミックレンジにまで
伸長することにより階調を補正する階調補正方法であっ
て、入力映像輝度信号を補正して補正後映像輝度信号を
出力する映像輝度信号補正ステップと、入力映像輝度信
号に対応する映像色差信号が入力され、この映像色差信
号のレベルを検出する色差信号レベル検出ステップと、
輝度信号補正ステップにおける入力映像輝度信号の補正
度合を、色差信号レベル検出ステップによって検出され
た映像色差信号のレベルに基づいて制限して出力映像輝
度信号として出力する補正度合制限ステップとを備え
る。A twenty-first invention is a gradation correction method for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system. A video luminance signal correction step of correcting and outputting a corrected video luminance signal, a video color difference signal corresponding to the input video luminance signal being input, and a color difference signal level detecting step of detecting the level of the video color difference signal;
A correction degree limiting step of limiting the degree of correction of the input image luminance signal in the luminance signal correction step based on the level of the image color difference signal detected by the color difference signal level detection step, and outputting as an output image luminance signal.
【００４９】上記のように、第２１の発明によれば、色
差信号のレベルに応じて輝度信号の補正度合を可変する
ことにより、輝度信号を色差信号のレベルに応じて最適
に補正することができる。As described above, according to the twenty-first aspect, by varying the degree of correction of the luminance signal according to the level of the color difference signal, the luminance signal can be optimally corrected according to the level of the color difference signal. it can.
【００５０】[0050]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
種々の実施形態について説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る階調補正装置の構成を示すブロック図である。図１
において、階調補正装置は、ローパスフィルタ１と、ヒ
ストグラム検出回路２と、最大値検出回路３と、最小値
検出回路４と、最大値補正回路５と、最小値補正回路６
と、第１の減算回路７と、第２の減算回路８と、除算回
路９と、乗算回路１０とを備える。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a gradation correction apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG.
, The gradation correction device includes a low-pass filter 1, a histogram detection circuit 2, a maximum value detection circuit 3, a minimum value detection circuit 4, a maximum value correction circuit 5, and a minimum value correction circuit 6.
, A first subtraction circuit 7, a second subtraction circuit 8, a division circuit 9, and a multiplication circuit 10.
【００５１】以下、本実施形態の動作について説明す
る。まず、入力映像輝度信号がローパスフィルタ１に入
力される。ローパスフィルタ１は、入力映像輝度信号か
ら孤立点情報を除去して出力する。その出力信号は、水
平方向及び垂直方向について、それぞれ適当なサンプリ
ングレートでサンプリングが行われた後、ヒストグラム
検出回路２、最大値検出回路３及び最小値検出回路４に
供給される。これらヒストグラム検出回路２、最大値検
出回路３及び最小値検出回路４では、それぞれ、画面内
に設定した検出ＷＩＮＤＯＷ内での最大値Ｋｍａｘ、最
小値Ｋｍｉｎ、及び階調方向の分布情報がフィールド毎
に検出される。Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described. First, an input video luminance signal is input to the low-pass filter 1. The low-pass filter 1 removes isolated point information from an input video luminance signal and outputs the signal. The output signal is supplied to the histogram detection circuit 2, the maximum value detection circuit 3, and the minimum value detection circuit 4 after being sampled at appropriate sampling rates in the horizontal direction and the vertical direction, respectively. In the histogram detection circuit 2, the maximum value detection circuit 3, and the minimum value detection circuit 4, the maximum value Kmax, the minimum value Kmin, and the distribution information in the gradation direction in the detection window set in the screen are respectively provided for each field. Is detected.
【００５２】なお、サンプリングレートは、例えば水平
４ドット毎、垂直４ライン毎のように離散的に設定して
もよいし、全画素サンプリングしてもよい。また、これ
ら最大値等の検出値を更新するレートとしては、フィー
ルド毎でもよいし、フレーム毎でもよいし、さらに遅い
レートでもよい。検出ＷＩＮＤＯＷは、画像と無関係な
黒レベル（例えばワイド画面映画の上下の黒）や白レベ
ル（映画等の字幕）を含まないように設定してもよい。The sampling rate may be set discretely, for example, every four horizontal dots or every four vertical lines, or may sample all pixels. The rate at which the detection values such as the maximum value are updated may be set for each field, each frame, or a lower rate. The detection WINDOW may be set so as not to include a black level (for example, black above and below a wide-screen movie) and a white level (subtitles of a movie or the like) unrelated to an image.
【００５３】検出された最大値Ｋｍａｘ及び最小値Ｋｍ
ｉｎは、最大値補正回路５及び最小値補正回路６におい
て、ヒストグラム検出回路２の出力結果に応じてそれぞ
れ補正され、補正最大値Ｌｍａｘ及び補正最小値Ｌｍｉ
ｎとして出力される。この補正内容については後述す
る。入力映像輝度信号は、この補正最大値Ｌｍａｘ及び
補正最小値Ｌｍｉｎに基づいて補正され、出力映像輝度
信号として階調補正装置より出力される。より具体的に
説明すると、減算回路５では、補正最大値Ｌｍａｘ及び
補正最小値Ｌｍｉｎに基づいて（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）
が算出される。除算回路９では、減算回路５の演算結果
（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）及び補正後の輝度信号の最大値
ＭＡＸ（信号処理系の最大値）に基づいてＭＡＸ／（Ｌ
ｍａｘ−Ｌｍｉｎ）の除算が為される。第２の減算回路
８では、入力映像輝度信号Ｌと補正最小値Ｌｍｉｎに基
づいて（Ｌ−Ｌｍｉｎ）の演算が行われる。乗算回路１
０では、除算回路９の出力及び第２の演算回路８の出力
に基づいてＭＡＸ／（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）×（Ｌ−Ｌ
ｍｉｎ）の演算が為され、この演算結果が出力映像輝度
信号として出力される。The detected maximum value Kmax and minimum value Km
In is corrected by the maximum value correction circuit 5 and the minimum value correction circuit 6 in accordance with the output result of the histogram detection circuit 2, respectively, to obtain a correction maximum value Lmax and a correction minimum value Lmi.
output as n. The details of this correction will be described later. The input video luminance signal is corrected based on the correction maximum value Lmax and the correction minimum value Lmin, and is output from the gradation correction device as an output video luminance signal. More specifically, the subtraction circuit 5 calculates (Lmax−Lmin) based on the maximum correction value Lmax and the minimum correction value Lmin.
Is calculated. In the division circuit 9, MAX / (L) is calculated based on the operation result (Lmax−Lmin) of the subtraction circuit 5 and the maximum value MAX (maximum value of the signal processing system) of the corrected luminance signal.
max-Lmin). In the second subtraction circuit 8, (L-Lmin) is calculated based on the input video luminance signal L and the minimum correction value Lmin. Multiplication circuit 1
At 0, MAX / (Lmax−Lmin) × (L−L) based on the output of the division circuit 9 and the output of the second arithmetic circuit 8.
min), and the calculation result is output as an output video luminance signal.
【００５４】ここで、本実施形態における階調補正の効
果を説明する前に、まず、従来の階調補正方法について
説明する。図２に、従来の階調補正装置の入出力の関係
を示す。従来の階調補正装置では、検出された入力映像
輝度信号の最大値Ｋｍａｘ及び最小値Ｋｍｉｎは、図２
に示すように、それぞれ出力信号の最大値ＭＡＸ及び最
小値ＭＩＮまで伸張される。最大値ＭＡＸは、処理系の
ダイナミックレンジの最大値（１０ＢＩＴ処理では１０
２３に相当）であり、最小値ＭＩＮは、処理系のダイナ
ミックレンジの最小値（通常は０）である。入力映像輝
度信号における最大値Ｋｍａｘ〜最小値Ｋｍｉｎ間のレ
ベルのデータは、最大値ＭＡＸ〜最小値ＭＩＮ間に変換
される。これにより、例えばフィールド毎に処理系のダ
イナミックレンジをすべて使用した信号が出力されるの
で、表示画像のコントラストを高めることができる。し
かしながら、この方法では、例えば暗いシーンであるに
も関わらず検出された最大値Ｋｍａｘがほぼ最大値ＭＡ
Ｘに一致しているような場合には、十分な補正効果が得
られない。そこで、本実施形態に係る階調補正装置で
は、最大値Ｋｍａｘ及び最小値Ｋｍｉｎをそのまま利用
するのではなく、画面のシーンに応じてこれらを最適に
補正することにより得られる補正最大値Ｌｍａｘ及び補
正最小値Ｌｍｉｎを利用して階調補正を行う。以下、本
実施形態における階調補正方法について説明する。Here, before describing the effect of gradation correction in the present embodiment, a conventional gradation correction method will be described first. FIG. 2 shows an input / output relationship of a conventional tone correction device. In the conventional tone correction device, the detected maximum value Kmax and minimum value Kmin of the input video luminance signal are calculated as shown in FIG.
As shown in (1), the output signal is expanded to the maximum value MAX and the minimum value MIN, respectively. The maximum value MAX is the maximum value of the dynamic range of the processing system (10 bits in 10-bit processing).
23, and the minimum value MIN is the minimum value (normally 0) of the dynamic range of the processing system. Data of a level between the maximum value Kmax and the minimum value Kmin in the input video luminance signal is converted between the maximum value MAX and the minimum value MIN. Thus, for example, a signal using the entire dynamic range of the processing system is output for each field, so that the contrast of the displayed image can be increased. However, in this method, for example, the maximum value Kmax detected in spite of a dark scene is substantially equal to the maximum value MA.
If it is equal to X, a sufficient correction effect cannot be obtained. Therefore, in the tone correction device according to the present embodiment, the maximum value Kmax and the minimum value Kmin are not used as they are, but the maximum correction value Lmax and the correction maximum value obtained by optimally correcting them according to the scene of the screen. Tone correction is performed using the minimum value Lmin. Hereinafter, a gradation correction method according to the present embodiment will be described.
【００５５】本実施形態に係る階調補正装置では、まず
入力映像輝度信号から検出された最大値Ｋｍａｘ及び最
小値Ｋｍｉｎ（図示せず）に基づいて、補正最大値Ｌｍ
ａｘ及び補正最小値Ｌｍｉｎが算出される。これら補正
最大値Ｌｍａｘ及び補正最小値Ｌｍｉｎの算出方法の詳
細は後述する。その後、前述した従来の階調補正方法と
同様に、補正最大値Ｌｍａｘ及び補正最小値Ｌｍｉｎ
を、それぞれ出力信号の最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮ
まで伸張するように入力映像輝度信号を補正する。これ
は、前述のＭＡＸ／（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）×（Ｌ−Ｌ
ｍｉｎ）の演算に相当する。In the tone correction device according to the present embodiment, first, the correction maximum value Lm is determined based on the maximum value Kmax and the minimum value Kmin (not shown) detected from the input video luminance signal.
ax and the minimum correction value Lmin are calculated. Details of a method of calculating the correction maximum value Lmax and the correction minimum value Lmin will be described later. Then, similarly to the above-described conventional gradation correction method, the correction maximum value Lmax and the correction minimum value Lmin
Are the maximum value MAX and the minimum value MIN of the output signal, respectively.
The input video luminance signal is corrected so as to extend the input video luminance signal. This is determined by the above-mentioned MAX / (Lmax−Lmin) × (L−L
min).
【００５６】ところで、前述したような、暗いシーンで
あるにも関わらず検出された最大値Ｋｍａｘがほぼ最大
値ＭＡＸに一致しているような場合には、従来のように
コントラストを全体的に均一に上げるよりも、むしろ、
僅かに存在する明るい部分における白つぶれを許容して
でも、その分、画面の大部分を占める暗い部分のコント
ラストを上げることにより、画面全体として、より良好
な映像表示が可能となる。本実施形態では、このような
観点に基づいて、補正最大値Ｌｍａｘ及び補正最小値Ｌ
ｍｉｎを算出する。When the detected maximum value Kmax substantially coincides with the maximum value MAX in spite of the fact that the scene is dark, as described above, the contrast is entirely uniform as in the prior art. Rather than raising it to
Even if the underexposure of a slightly existing bright part is allowed, the contrast of a dark part that occupies most of the screen is correspondingly increased, so that a better image display can be performed on the entire screen. In the present embodiment, based on such a viewpoint, the maximum correction value Lmax and the minimum correction value L
Calculate min.
【００５７】以下、補正最大値Ｌｍａｘ及び補正最小値
Ｌｍｉｎの算出方法について具体的に説明する。まず、
ヒストグラム検出部２において、ローパスフィルタ１の
出力信号からヒストグラム情報を検出する。以下では、
仮に、ヒストグラム情報として、図３（ａ）に示すよう
な４分割ヒストグラムの一段目の分割区分における分布
量ｎ１を用いる場合について説明する。最大値補正回路
５及び最小値補正回路６は、ヒストグラム検出回路２に
よって検出されたヒストグラム情報に基づいて、最大値
検出回路３及び最小値検出回路４から出力された最大値
Ｋｍａｘ及び最小値Ｋｍｉｎをそれぞれ補正する。ここ
で、最小値補正回路６は、ヒストグラム検出回路２から
ヒストグラム情報として供給される４分割ヒストグラム
の１段目の分布量ｎ１が十分多い場合は、最小値Ｋｍｉ
ｎを減少させる方向に補正を行い、逆にｎ１が十分少な
い場合は、最小値Ｋｍｉｎを増加させる方向に補正を行
う。これにより、黒の分布が少ない場合は黒を締め、黒
の分布が多い場合は黒の階調を保つことが可能となる。
この補正方法を図示したものが図３（ｂ）である。図３
（ｂ）において、分布量ｎ１と補正量Ｄ（＝補正最小値
Ｌｍｉｎ−最小値Ｋｍｉｎ）の変換関数をＤ＝ｆ（ｎ
１）で表しているが、この関数は表示ディスプレイに応
じて最適化する必要がある。同様に、白の階調に関して
は、４分割ヒストグラムの４段目の分布量ｎ４が十分多
い場合は、最大値Ｋｍａｘを増加させる方向に補正を行
い、逆にｎ４が十分少ない場合は、最大値Ｋｍａｘを減
少させる方向に補正を行う。Hereinafter, a method of calculating the maximum correction value Lmax and the minimum correction value Lmin will be specifically described. First,
The histogram detection unit 2 detects histogram information from the output signal of the low-pass filter 1. Below,
A case will be described in which the distribution amount n1 in the first division of the 4-division histogram as shown in FIG. 3A is used as the histogram information. The maximum value correction circuit 5 and the minimum value correction circuit 6 calculate the maximum value Kmax and the minimum value Kmin output from the maximum value detection circuit 3 and the minimum value detection circuit 4 based on the histogram information detected by the histogram detection circuit 2. Correct each. Here, the minimum value correction circuit 6 determines the minimum value Kmi when the distribution amount n1 of the first stage of the 4-division histogram supplied as histogram information from the histogram detection circuit 2 is sufficiently large.
Correction is performed in the direction of decreasing n. Conversely, when n1 is sufficiently small, correction is performed in the direction of increasing the minimum value Kmin. Thus, when the distribution of black is small, black can be reduced, and when the distribution of black is large, black gradation can be maintained.
FIG. 3B illustrates this correction method. FIG.
In (b), the conversion function between the distribution amount n1 and the correction amount D (= minimum correction value Lmin−minimum value Kmin) is represented by D = f (n
Although represented by 1), this function needs to be optimized according to the display. Similarly, for the white gradation, when the distribution amount n4 at the fourth stage of the 4-division histogram is sufficiently large, correction is performed in a direction to increase the maximum value Kmax, and when n4 is sufficiently small, the maximum value Kmax is corrected. Correction is performed in a direction to decrease Kmax.
【００５８】なお、ヒストグラム情報としては、４分割
ヒストグラムの１段目や４段目の分布量に限らず、１段
目や４段目以外の情報を参照してもよい。また、ヒスト
グラムの分割数も４つに限らず、例えば８や１６など、
細かく分割してもよい。また、ヒストグラム分布情報に
よる補正は、最小値だけでもよいし最大値だけでもよ
い。また、補正後のＲＧＢの各色の比率を一定に保つた
め、映像輝度信号の補正に加えて、映像輝度信号の補正
に見合うだけ色差信号を補正してもよい。The histogram information is not limited to the distribution amount of the first and fourth stages of the 4-division histogram, and information other than the first and fourth stages may be referred to. Also, the number of divisions of the histogram is not limited to four.
It may be finely divided. The correction based on the histogram distribution information may be performed only on the minimum value or only on the maximum value. In addition, in order to keep the ratio of each color of RGB after correction constant, in addition to the correction of the video luminance signal, the color difference signal may be corrected to match the correction of the video luminance signal.
【００５９】本実施形態に係る階調補正装置による上記
の動作により、例えば、前述したような、暗いシーンで
あるにも関わらず検出された最大値Ｋｍａｘがほぼ最大
値ＭＡＸに一致しているような場合であっても、図４に
示すように、画面の大部分を占める黒の分布が多い輝度
レベル範囲において、処理系のダイナミックレンジを活
かした十分な階調補正が行えるようになる。なお、この
補正を行うことにより、補正最大値Ｌｍａｘ〜最大値Ｋ
ｍａｘ間のデータについては最大値ＭＡＸとして出力さ
れ、白つぶれが生じることになるが、もともとこの範囲
のデータは僅かに存在するのみであるので、これを許容
することによって、画面全体として、より良好な映像表
示を実現できる。According to the above-described operation of the tone correction device according to the present embodiment, for example, as described above, the maximum value Kmax detected in spite of a dark scene almost coincides with the maximum value MAX. Even in such a case, as shown in FIG. 4, in a luminance level range in which the distribution of black occupying most of the screen is large, sufficient gradation correction utilizing the dynamic range of the processing system can be performed. Note that by performing this correction, the correction maximum value Lmax to the maximum value K
The data between max is output as the maximum value MAX, and whiteout occurs. However, since there is only a small amount of data in this range from the beginning, by allowing this, the overall screen becomes more favorable. It is possible to realize a proper image display.
【００６０】なお、本実施形態では、ヒストグラム情報
によっては、補正最小値Ｌｍｉｎが最小値Ｋｍｉｎより
も小さくなったり、補正最大値Ｌｍａｘが最大値Ｋｍａ
ｘよりも大きくなったりするような補正を行っている
が、この意味について以下に簡単に説明する。In this embodiment, depending on the histogram information, the correction minimum value Lmin is smaller than the minimum value Kmin, or the correction maximum value Lmax is different from the maximum value Kmax.
The correction to make the value larger than x is performed. The meaning of the correction will be briefly described below.
【００６１】本実施形態において、最大値検出回路３及
び最小値検出回路４で検出される最大値Ｋｍａｘ及び最
小値Ｋｍｉｎは、実際には、本来の入力映像輝度信号か
らローパスフィルタ２によってある程度の孤立点の情報
が除去され、さらに所定のサンプリングレートでサンプ
リングが行われた後の信号における最大値及び最小値で
ある。したがって、実際の入力映像輝度信号には、図４
に示す最小値Ｋｍｉｎよりも小さいにも関わらず、本来
必要な映像情報が存在することが考えられる。最大値Ｋ
ｍａｘより大きいものについても同様である。そうした
場合、例えば図２に示す従来の補正方法では、これらの
データについては、最大値ＭＩＮまたは最小値ＭＩＮの
データとして扱われ、階調情報はつぶれてしまう。しか
しながら、例えば図４に示すように、ヒストグラム結果
によって暗いシーンであると判定されるような場合に、
補正最小値Ｌｍｉｎを最小値Ｋｍｉｎよりも小さくすれ
ば、最小値Ｋｍｉｎよりも小さいけれども本来必要な映
像情報をつぶすことなく拾うことが可能となり、シーン
に応じてより良好な画像表示を行うことができる。In this embodiment, the maximum value Kmax and the minimum value Kmin detected by the maximum value detection circuit 3 and the minimum value detection circuit 4 are actually isolated to a certain degree by the low-pass filter 2 from the original input video luminance signal. These are the maximum value and the minimum value of the signal after the point information is removed and sampling is performed at a predetermined sampling rate. Therefore, the actual input video luminance signal includes FIG.
Although it is smaller than the minimum value Kmin shown in FIG. Maximum value K
The same is true for those larger than max. In such a case, for example, in the conventional correction method shown in FIG. 2, these data are treated as data of the maximum value MIN or the minimum value MIN, and the gradation information is lost. However, as shown in FIG. 4, for example, when it is determined that the scene is a dark scene based on the histogram result,
If the correction minimum value Lmin is made smaller than the minimum value Kmin, it is possible to pick up video information that is smaller than the minimum value Kmin but is originally necessary without crushing it, and a better image display can be performed according to the scene. .
【００６２】なお、補正最小値Ｌｍｉｎを最小値Ｋｍｉ
ｎよりも小さくしたり、補正最大値Ｌｍａｘを最大値Ｋ
ｍａｘよりも大きくするような補正は、上述のような意
味があるからであって、もし仮に、最大値検出回路３及
び最小値検出回路４において、本来必要な映像情報を全
て含んだ上での最大値Ｋｍａｘ及び最小値Ｋｍｉｎを検
出するような構成であれば、そのような方向への補正に
は特に意味はないであろう。The minimum correction value Lmin is changed to the minimum value Kmi.
n, or the maximum correction value Lmax is set to the maximum value K.
This is because the correction to make the value larger than max has the above-mentioned meaning. If the maximum value detection circuit 3 and the minimum value detection circuit 4 include all the video information originally required, As long as the configuration detects the maximum value Kmax and the minimum value Kmin, the correction in such a direction would not be particularly meaningful.
【００６３】以上のように、第１の実施形態によれば、
入力映像輝度信号の最大値及び最小値をダイナミックレ
ンジに拡大する補正を行う際、最大値及び最小値に対し
てヒストグラム分布情報に基づく補正を行うことによ
り、シーンに応じた最適な補正効果が得られるととも
に、同補正時に問題であった黒つぶれ、白つぶれの問題
を解決し、黒白レベルの階調性とコントラストを両立す
ることができる。As described above, according to the first embodiment,
When performing the correction for expanding the maximum value and the minimum value of the input video luminance signal to the dynamic range, the correction based on the histogram distribution information is performed on the maximum value and the minimum value to obtain an optimum correction effect according to the scene. In addition, it is possible to solve the problem of underexposure of black and underexposure, which was a problem at the time of the correction, and to achieve both gradation and contrast of the black and white level.
【００６４】（第２の実施形態）図５に、本発明の第２
の実施形態に係る階調補正装置の構成を示す。なお、図
５において、図１に示す階調補正装置と同様の構成には
同一の参照符号を付し、説明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a tone correction device according to the embodiment. In FIG. 5, the same components as those of the tone correction device shown in FIG.
【００６５】本実施形態における最小値補正の考え方
は、第１の実施形態と同様である。加えて、折れ曲げ点
補正回路１１により、ヒストグラムの分布情報に基づい
て黒伸張の折れ曲げ点の補正を行う。黒伸張補正回路１
２の動作原理を図９を参照して説明する。黒伸長補正回
路１２には、最小値補正回路６から出力される１フィー
ルド毎の検出ＷＩＮＤＯＷ内の最小値Ｌｍｉｎと、折れ
曲げ点初期値Ｋｉｏを折れ曲げ点補正回路１１によって
補正して得られた折れ曲げ点Ｌｉｏと、入力映像輝度信
号とが入力される。黒伸張補正回路１２では、入力され
たＬｍｉｎ以下の信号レベルは存在しないとの判断か
ら、折れ曲げ点Ｌｉｏ以下の範囲を図示の補正後特性の
ように折り曲げて黒レベルを伸張する。この回路は、Ｆ
ＰＧＡ等のハードで実現してもよいし、マイコン等のソ
フトで実現してもよい。なお、補正最小値Ｌｍｉｎの算
出方法については、前述の第１の実施形態と同様である
ので説明を省略する。The concept of the minimum value correction in the present embodiment is the same as in the first embodiment. In addition, the bending point correction circuit 11 corrects the black expansion bending point based on the histogram distribution information. Black stretch correction circuit 1
2 will be described with reference to FIG. The black extension correction circuit 12 is obtained by correcting the minimum value Lmin in the detection WINDOW for each field output from the minimum value correction circuit 6 and the bending point initial value Kio by the bending point correction circuit 11. A bending point Lio and an input video luminance signal are input. The black expansion correction circuit 12 determines that there is no signal level lower than the input Lmin, and expands the black level by bending the range below the bending point Lio like the corrected characteristic shown in the drawing. This circuit is
It may be realized by hardware such as PGA, or may be realized by software such as a microcomputer. The method of calculating the minimum correction value Lmin is the same as in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
【００６６】折れ曲げ点補正回路１１は、ヒストグラム
検出回路２によって検出された分布情報、例えば、図３
（ａ）に示したような４分割ヒストグラムの１段目の分
布量ｎ１に基づいて、図７に示すように、折れ曲げ点の
補正量Ｄを算出する。関数Ｄ＝ｇ（ｎ１）は、表示ディ
スプレイに応じて最小値補正量と組み合わせて検討する
ことにより最適化する必要がある。The bend point correction circuit 11 outputs distribution information detected by the histogram detection circuit 2, for example, as shown in FIG.
Based on the distribution amount n1 of the first stage of the four-divided histogram as shown in FIG. 7A, the correction amount D of the bending point is calculated as shown in FIG. The function D = g (n1) needs to be optimized by considering it in combination with the minimum value correction amount according to the display.
【００６７】なお、本実施形態では、以上の動作によっ
て入力映像輝度信号の補正を行うが、補正後のＲＧＢの
各色の比率を一定に保つため、映像輝度信号の補正に見
合うだけ色差信号を補正してもよい。In the present embodiment, the input video luminance signal is corrected by the above operation. However, in order to keep the ratio of each of the corrected RGB colors constant, the color difference signal is corrected to match the correction of the video luminance signal. May be.
【００６８】以上のように、第２の実施形態によれば、
フィールド毎の最小値を検出し、検出した最小値をその
フィールドの輝度分布に基づいて補正し、さらに伸張す
る範囲を決める折れ曲げ点も輝度分布に基づいて補正
し、こうして補正した最小値及び折れ曲げ点に基づいて
黒伸張補正を行う。よって、黒伸長補正時の問題であっ
た黒つぶれ等の問題を解決し、黒の階調性とコントラス
トを両立させることが可能となる。As described above, according to the second embodiment,
The minimum value for each field is detected, the detected minimum value is corrected based on the luminance distribution of the field, and the bending point that determines the expansion range is also corrected based on the luminance distribution. Black extension correction is performed based on the bending point. Therefore, it is possible to solve the problem such as the loss of black which was a problem at the time of black extension correction, and to achieve both the black gradation and the contrast.
【００６９】（第３の実施形態）図８に、本発明の第３
の実施形態に係る階調補正装置の構成を示す。なお、図
８において、図１に示す第一、第二の発明の実施の形態
の図１、図２と同一要素については同一符号を付し、同
一の動作をするものとする。(Third Embodiment) FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a tone correction device according to the embodiment. In FIG. 8, the same elements as those in FIGS. 1 and 2 of the first and second embodiments of the invention shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and perform the same operations.
【００７０】本実施形態における最大値補正の考え方
は、第１の実施形態と同様である。また、折れ曲げ点補
正の考え方は、第２の実施形態と同様である。白伸張補
正回路１３の動作原理を図９を参照して説明する。白伸
長補正回路１３には、最大値補正回路５から出力される
１フィールド毎の検出ＷＩＮＤＯＷ内の最大値Ｌｍａｘ
と、折れ曲げ点初期値を折れ曲げ点補正回路１１によっ
て補正して得られた折れ曲げ点Ｌａｏと、入力映像輝度
信号とが入力される。白伸張補正回路１３では、入力さ
れたＬｍａｘ以上の信号レベルは存在しないとの判断か
ら、折れ曲げ点Ｌａｏ以上の範囲を図示の補正後特性の
ように折り曲げて白レベルを伸張する。この回路は、Ｆ
ＰＧＡ等のハードで実現してもよいしマイコン等のソフ
トで実現してもよい。なお、補正最大値Ｌｍａｘの算出
方法については、前述の第１の実施形態と同様であるの
で説明を省略する。The concept of the maximum value correction in this embodiment is the same as in the first embodiment. The concept of the bending point correction is the same as in the second embodiment. The operation principle of the white extension correction circuit 13 will be described with reference to FIG. The white extension correction circuit 13 has a maximum value Lmax in the detection window for each field output from the maximum value correction circuit 5.
, A bending point Lao obtained by correcting the bending point initial value by the bending point correction circuit 11, and an input video luminance signal. The white expansion correction circuit 13 determines that there is no signal level higher than the input Lmax, and expands the white level by bending the range equal to or higher than the bending point Lao like the corrected characteristic shown in the drawing. This circuit is
It may be realized by hardware such as PGA or software such as a microcomputer. The method of calculating the maximum correction value Lmax is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【００７１】折れ曲げ点補正回路１１は、ヒストグラム
検出回路２によって検出された分布情報、例えば、図３
（ａ）に示したような４分割ヒストグラムの４段目の分
布量ｎ４から、折れ曲げ点を算出する。The bend point correction circuit 11 outputs distribution information detected by the histogram detection circuit 2, for example, as shown in FIG.
A bending point is calculated from the distribution amount n4 at the fourth stage of the four-division histogram as shown in FIG.
【００７２】なお、本実施形態では、以上の動作によっ
て入力映像輝度信号の補正を行うが、補正後のＲＧＢの
各色の比率を一定に保つため、映像輝度信号の補正に見
合うだけ色差信号を補正してもよい。In the present embodiment, the input video luminance signal is corrected by the above operation. However, in order to keep the ratio of each color of RGB after correction constant, the color difference signal is corrected by the amount corresponding to the correction of the video luminance signal. May be.
【００７３】以上のように、第３の実施形態によれば、
フィールド毎の最大値を検出し、検出した最大値をその
フィールドの輝度分布に基づいて補正し、さらに伸張す
る範囲を決める折れ曲げ点も輝度分布に基づいて補正
し、こうして補正した最大値及び折れ曲げ点に基づいて
白伸長補正を行う。よって、白伸長補正時の問題であっ
た白つぶれ等の問題を解決し、白の階調性とコントラス
トを両立させることが可能となる。As described above, according to the third embodiment,
The maximum value for each field is detected, the detected maximum value is corrected based on the luminance distribution of the field, and the bending point that determines the extension range is also corrected based on the luminance distribution. White extension correction is performed based on the bending point. Therefore, it is possible to solve the problem such as underexposure, which is a problem at the time of white extension correction, and to achieve both white gradation and contrast.
【００７４】（第４の実施形態）図１０に、本発明の第
４の実施形態に係る階調補正装置の構成を示す。本実施
形態では入力映像輝度信号を補正して出力輝度信号とし
て出力するが、本実施形態に係る階調補正装置は、特
に、この出力輝度信号に基づいて映像色差信号も補正し
て画像表示を行う場合に適用される。また、さらには、
これら補正された映像輝度信号及び映像色差信号をＲＧ
Ｂ信号に変換して画像表示を行う場合に適用される。以
下、本実施形態の動作について説明する。(Fourth Embodiment) FIG. 10 shows a configuration of a gradation correction apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the input video luminance signal is corrected and output as an output luminance signal. However, the gradation correction device according to the present embodiment particularly corrects the video color difference signal based on the output luminance signal to display an image. Applied when performing. Also,
The corrected video luminance signal and video color difference signal are
This is applied when an image is displayed by converting into a B signal. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
【００７５】入力映像輝度信号は、階調補正回路１４に
よって、例えば黒伸張、白伸張のような、ダイナミック
レンジを拡大するように補正される。通常、輝度信号の
ゲインが補正された場合、ＲＧＢ信号変換後のＲＧＢの
比率を保つため、色差信号にも画素毎で考えて輝度信号
と同様のゲインの補正を行う必要がある。このとき、輝
度信号Ｙの補正度合が大きい場合、色差信号Ｕ、Ｖの補
正時に色差信号Ｕ、Ｖの少なくともいずれかの信号が信
号処理系のダイナミックレンジを越えて飽和する問題が
ある。さらには、たとえ色差信号の補正時にダイナミッ
クレンジを越えなくとも、補正後のＹＵＶ信号からＲＧ
Ｂ信号への変換時にＲＧＢの少なくとも一色が信号処理
系のダイナミックレンジを越えて飽和する問題がある。
このように、色差信号Ｕ、ＶまたはＲＧＢ信号が信号処
理系のダイナミックレンジを越えて飽和してしまった場
合、ダイナミックレンジから溢れてしまったデータに関
しては、もとの階調情報が失われてしまって色がつぶれ
てしまう。The input video luminance signal is corrected by the gradation correction circuit 14 so as to expand the dynamic range, such as black expansion and white expansion. Normally, when the gain of the luminance signal is corrected, it is necessary to perform the same gain correction as that of the luminance signal on a pixel-by-pixel basis for the color difference signal in order to maintain the RGB ratio after the RGB signal conversion. At this time, if the correction degree of the luminance signal Y is large, there is a problem that at least one of the color difference signals U and V is saturated beyond the dynamic range of the signal processing system when correcting the color difference signals U and V. Furthermore, even if the dynamic range is not exceeded when the color difference signal is corrected, the RG from the corrected YUV signal is used.
At the time of conversion into a B signal, there is a problem that at least one color of RGB saturates beyond the dynamic range of the signal processing system.
As described above, when the color difference signals U, V, or RGB signals are saturated beyond the dynamic range of the signal processing system, the original gradation information is lost for the data overflowing the dynamic range. The color will be lost.
【００７６】本実施形態では、上記の問題を回避するた
めに、入力色差信号レベルを検出し、色差信号Ｕ、Ｖが
一定の値より大きい場合、輝度信号の補正にリミットを
かける。これにより、補正後の色差信号Ｕ、Ｖ、さらに
はＲＧＢに変換後のＲＧＢ信号の飽和を防ぐ。In the present embodiment, in order to avoid the above problem, the input color difference signal level is detected, and when the color difference signals U and V are larger than a certain value, the correction of the luminance signal is limited. As a result, saturation of the corrected color difference signals U and V, and further, the RGB signal converted to RGB is prevented.
【００７７】そのために、まず、色差信号レベル検出回
路１６において、入力映像色差信号の大きさ成分｜Ｃ｜
を検出する。この｜Ｃ｜は、例えばＵ、Ｖ信号の大きさ
成分のうちの大きい方をとってもよいし、Ｕ、Ｖ信号の
大きさ成分のどちらか一方のみに注目してもよい。補正
輝度信号リミッタ回路１５は、入力映像輝度信号つまり
階調補正前信号Ｙ１と、階調補正回路１４から出力され
る階調補正後信号Ｙ２と、色差信号レベル検出回路１６
の検出結果に応じて、出力映像輝度信号を出力する。図
１１に、補正輝度信号リミッタ回路１５に入力される色
差信号レベル｜Ｃ｜と、補正輝度信号リミッタ回路１５
の出力つまり出力映像輝度信号Ｙｏｕｔの関係を示す。
図１１に示すように、補正輝度信号リミッタ回路１５
は、色差信号レベル｜Ｃ｜がしきい値Ｃ２よりも小さい
範囲の画素については、前述の飽和の問題は起こらない
と考え、階調補正回路１４によって補正された階調補正
後信号Ｙ２を補正結果Ｙｏｕｔとしてそのまま出力す
る。一方、色差信号レベル｜Ｃ｜がしきい値Ｃ２以上Ｃ
１以下の範囲の画素については、補正後の輝度信号レベ
ルによっては前述の飽和の問題が起こりうると考え、前
述の階調補正後信号Ｙ２から階調補正前信号Ｙ１までの
間のレベルで色差信号レベル｜Ｃ｜に応じた信号を補正
結果Ｙｏｕｔとして出力する。具体的には、例えば、階
調補正後信号Ｙ２を、階調補正前信号Ｙ１及び色差信号
レベル｜Ｃ｜に基づいて（Ｃ１−｜Ｃ｜）×（Ｙｍ−Ｙ
ｉｎ）／（Ｃ１−Ｃ２）となるように補正して、補正結
果Ｙｏｕｔとして出力する。一方、色差信号レベル｜Ｃ
｜がしきい値Ｃ１よりも大きい場合は、前述の飽和の問
題が起こりうると考え、階調補正前信号Ｙ１をそのまま
出力、つまり画素の輝度信号を補正せずに出力する。For this purpose, first, in the color difference signal level detection circuit 16, the magnitude component | C |
Is detected. | C | may take the larger one of the magnitude components of the U and V signals, for example, or may focus on only one of the magnitude components of the U and V signals. The corrected luminance signal limiter circuit 15 includes an input video luminance signal, that is, a signal Y1 before gradation correction, a signal Y2 after gradation correction output from the gradation correction circuit 14, and a color difference signal level detection circuit 16
And outputs an output video luminance signal in accordance with the detection result. FIG. 11 shows the color difference signal level | C | input to the corrected luminance signal limiter circuit 15 and the corrected luminance signal limiter circuit 15.
, I.e., the output video luminance signal Yout.
As shown in FIG. 11, the corrected luminance signal limiter circuit 15
Considers that the saturation problem described above does not occur for pixels in the range where the color difference signal level | C | is smaller than the threshold value C2, and corrects the gradation-corrected signal Y2 corrected by the gradation correction circuit 14. The result is directly output as Yout. On the other hand, the color difference signal level | C |
For pixels in the range of 1 or less, it is considered that the above-mentioned problem of saturation may occur depending on the luminance signal level after correction, and the color difference is determined at a level between the above-mentioned signal Y2 after gradation correction and the signal Y1 before gradation correction. A signal corresponding to signal level | C | is output as correction result Yout. Specifically, for example, the signal Y2 after the gradation correction is converted into (C1− | C |) × (Ym−Y) based on the signal Y1 before the gradation correction and the color difference signal level | C |.
in) / (C1-C2), and outputs the result as a correction result Yout. On the other hand, the color difference signal level | C
Is larger than the threshold value C1, it is considered that the above-mentioned problem of saturation may occur, and the signal Y1 before gradation correction is output as it is, that is, the luminance signal of the pixel is output without correction.
【００７８】なお色差信号については、本実施形態の階
調補正装置によって得られた出力映像輝度信号Ｙｏｕｔ
と入力映像輝度信号Ｙ１の比に基づいて、補正後色差信
号Ｃｏｕｔ＝補正前色差信号Ｃｉｎ×Ｙｏｕｔ／Ｙ１と
いう補正がなされ、ＲＧＢの比率が一定に保たれる。こ
のようにして得られた出力映像輝度信号Ｙｏｕｔ及び補
正後色差信号Ｃｏｕｔ（ＹＵＶ）からＲＧＢにマトリク
ス変換した場合、ＲＧＢの単色で信号処理系のダイナミ
ックレンジを越えることはなく、前述の飽和の問題が回
避できる。Note that the color difference signal is the output video luminance signal Yout obtained by the gradation correction device of this embodiment.
Based on the ratio of the input video luminance signal Y1 and the corrected color difference signal Cout = the color difference signal Cin × Yout / Y1 before correction, the RGB ratio is kept constant. When the output video luminance signal Yout and the corrected color difference signal Cout (YUV) obtained in this way are subjected to matrix conversion into RGB, the RGB single color does not exceed the dynamic range of the signal processing system, and the saturation problem described above. Can be avoided.
【００７９】なお、本実施形態の以上の説明では、映像
信号を最終的にＲＧＢ信号に変換して画像表示する場合
について説明したが、ＹＵＶ信号によって画像表示する
場合については、図１１に示した補正輝度信号リミッタ
回路１５における入出力の関係を、少なくともＵ、Ｖ信
号について飽和しない程度に設定すればよい。In the above description of the present embodiment, the case where the video signal is finally converted into the RGB signal and the image is displayed has been described. However, the case where the image is displayed by the YUV signal is shown in FIG. The input / output relationship in the corrected luminance signal limiter circuit 15 may be set so that at least the U and V signals are not saturated.
【００８０】なお、本実施形態では、補正輝度信号リミ
ッタ回路１５における入出力の関係を、図１１に示す関
係としたが、これに限らず、この入出力の関係は、前述
の飽和の問題を回避できる範囲において、自由に設定し
ても構わない。In the present embodiment, the input / output relationship in the corrected luminance signal limiter circuit 15 is the relationship shown in FIG. 11, but the present invention is not limited to this. It may be set freely within a range that can be avoided.
【００８１】以上のように、第４の実施形態によれば、
黒伸長、白伸長のように、入力映像輝度信号のダイナミ
ックレンジを拡大するような補正がなされる場合におい
て、この補正結果に基づいて色差信号を補正する際に、
補正後の色差信号が信号処理系のダイナミックレンジを
越えて飽和してしまうのを防ぐことができる。また、補
正された輝度信号及び色差信号をＲＧＢ信号に変換して
画像表示する際にも、ＲＧＢ信号が信号処理系のダイナ
ミックレンジを越えて飽和してしまうのを防ぐことがで
きる。よって、輝度補正した結果、色がつぶれてしまう
といった問題が回避でき、階調補正による表示品位の低
下を防ぐことができる。As described above, according to the fourth embodiment,
In the case where correction such as expanding the dynamic range of an input video luminance signal is performed such as black expansion and white expansion, when correcting a color difference signal based on the correction result,
It is possible to prevent the corrected color difference signal from being saturated beyond the dynamic range of the signal processing system. Further, even when the corrected luminance signal and color difference signal are converted into RGB signals and displayed as an image, it is possible to prevent the RGB signals from being saturated beyond the dynamic range of the signal processing system. Therefore, it is possible to avoid the problem that the color is lost as a result of the luminance correction, and it is possible to prevent the deterioration of the display quality due to the gradation correction.
【図１】本発明の第１の実施形態に係る階調補正装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a tone correction device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】従来の階調補正装置の補正動作について説明す
るための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a correction operation of a conventional gradation correction device.
【図３】ヒストグラム検出回路２の検出結果及びこの検
出結果に基づく最小値補正回路６における補正最小値の
算出方法について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a detection result of the histogram detection circuit 2 and a method of calculating a correction minimum value in the minimum value correction circuit 6 based on the detection result.
【図４】第１の実施形態の補正動作について説明するた
めの図である。FIG. 4 is a diagram for describing a correction operation according to the first embodiment.
【図５】本発明の第２の実施形態に係る階調補正装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a tone correction device according to a second embodiment of the present invention.
【図６】第２の実施形態の補正動作について説明するた
めの図である。FIG. 6 is a diagram for describing a correction operation according to the second embodiment.
【図７】折れ曲げ点補正回路１１における折れ曲げ点の
算出方法について説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a method of calculating a bending point in the bending point correction circuit 11;
【図８】本発明の第３の実施形態に係る階調補正装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a tone correction device according to a third embodiment of the present invention.
【図９】第３の実施形態の補正動作について説明するた
めの図である。FIG. 9 is a diagram for describing a correction operation according to the third embodiment.
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る階調補正装置
の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a tone correction device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１１】補正輝度信号リミッタ回路１５の動作につい
て説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the corrected luminance signal limiter circuit 15;
１ ローパスフィルタ ２ ヒストグラム検出回路 ３ 最大値検出回路 ４ 最小値検出回路 ５ 最大値補正回路 ６ 最小値補正回路 ７ 第１の減算回路 ８ 第２の減算回路 ９ 除算回路 １０ 乗算回路 １１ 折れ曲げ点補正回路 １２ 黒伸長補正回路 １３ 白伸長補正回路 １４ 階調補正回路 １５ 補正輝度信号リミッタ回路 １６ 色差信号レベル検出回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 low-pass filter 2 histogram detection circuit 3 maximum value detection circuit 4 minimum value detection circuit 5 maximum value correction circuit 6 minimum value correction circuit 7 first subtraction circuit 8 second subtraction circuit 9 division circuit 10 multiplication circuit 11 bending point correction Circuit 12 Black expansion correction circuit 13 White expansion correction circuit 14 Tone correction circuit 15 Corrected luminance signal limiter circuit 16 Color difference signal level detection circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/68 Ｈ０４Ｎ 9/77 9/77 1/40 １０１Ｅ Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE11 5C021 PA56 PA58 PA66 PA67 PA77 XA34 XA35 XA61 5C026 CA01 CA02 CA12 CA13 5C066 AA03 CA05 CA17 EA05 EA07 EC05 GA02 GA05 GB01 JA01 JA02 KD01 KD07 KE02 KE03 5C077 LL02 LL19 MP01 MP08 NN03 NP02 PP12 PP15 PP45 PP53 PQ19 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 9/68 H04N 9/77 9/77 1/40 101E F-term (Reference) 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE11 5C021 PA56 PA58 PA66 PA67 PA77 XA34 XA35 XA61 5C026 CA01 CA02 CA12 CA13 5C066 AA03 CA05 CA17 EA05 EA07 EC05 GA02 GA05 GB01 JA01 JA02 KD01 KD07 KE02 KE03 5C077 LL02 PP19 MP01 MP01
Claims (21)
部を処理系のダイナミックレンジにまで伸長することに
より階調を補正する階調補正装置であって、 前記入力映像輝度信号の最小値を検出する最小値検出手
段と、 前記入力映像輝度信号の輝度分布情報を検出するヒスト
グラム検出手段と、 前記ヒストグラム検出手段によって検出された輝度分布
情報に基づいて前記最小値検出手段によって検出された
最小値を補正して補正最小値を得る最小値補正手段と、 前記最小値補正手段によって得られた補正最小値が前記
処理系のダイナミックレンジの最小値となるように前記
入力映像輝度信号を伸長する輝度信号補正手段とを備え
る、階調補正装置。1. A gradation correcting apparatus for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system, wherein a minimum value of the input video luminance signal is determined. Minimum value detecting means for detecting; histogram detecting means for detecting luminance distribution information of the input video luminance signal; minimum value detected by the minimum value detecting means based on luminance distribution information detected by the histogram detecting means. A minimum value correction unit that obtains a correction minimum value by correcting the input image luminance signal such that the correction minimum value obtained by the minimum value correction unit becomes a minimum value of the dynamic range of the processing system. A tone correction device comprising: signal correction means.
信号のヒストグラム分布の所定の輝度範囲における分布
量であることを特徴とする、請求項１に記載の階調補正
装置。2. The gradation correction apparatus according to claim 1, wherein the luminance distribution information is a distribution amount of a histogram distribution of the input video luminance signal in a predetermined luminance range.
ム分布における最小の輝度区分範囲であることを特徴と
する、請求項２に記載の階調補正装置。3. The gradation correction device according to claim 2, wherein the predetermined luminance range is a minimum luminance division range in the histogram distribution.
げ点より小さい輝度範囲において前記入力映像輝度信号
を補正することを特徴とする、請求項１に記載の階調補
正装置。4. The gradation correction apparatus according to claim 1, wherein said luminance signal correction means corrects said input video luminance signal in a luminance range smaller than a predetermined bending point.
された輝度分布情報に応じて前記所定の折れ曲げ点を補
正する折れ曲げ点補正手段をさらに備える、請求項４に
記載の階調補正装置。5. The gradation correction device according to claim 4, further comprising a bent point correction unit that corrects the predetermined bent point according to the luminance distribution information detected by the histogram detection unit.
が、前記入力映像輝度信号をサンプリングまたはローパ
スフィルタに通過させた後の信号の最小値であり、 前記最小値補正手段は、前記ヒストグラム検出手段によ
って検出された輝度分布情報に基づいて、前記最小値検
出手段によって検出された最小値を、より小さくなる方
向に補正して前記補正最小値を得ることを特徴とする、
請求項１に記載の画像表示装置。6. The minimum value detected by the minimum value detection means is a minimum value of a signal after the input video luminance signal is sampled or passed through a low-pass filter, and the minimum value correction means detects the histogram detection signal. Based on the luminance distribution information detected by the means, the minimum value detected by the minimum value detection means, to correct in a direction to become smaller, to obtain the corrected minimum value,
The image display device according to claim 1.
部を処理系のダイナミックレンジにまで伸長することに
より階調を補正する階調補正装置であって、 前記入力映像輝度信号の最大値を検出する最大値検出手
段と、 前記入力映像輝度信号の輝度分布情報を検出するヒスト
グラム検出手段と、 前記ヒストグラム検出手段によって検出された輝度分布
情報に基づいて前記最大値検出手段によって検出された
最大値を補正して補正最大値を得る最大値補正手段と、 前記最大値補正手段によって得られた補正最大値が前記
処理系のダイナミックレンジの最大値となるように前記
入力映像輝度信号を伸長する輝度信号補正手段とを備え
る、階調補正装置。7. A gradation correction device for correcting gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system, wherein the maximum value of the input video luminance signal is Maximum value detecting means for detecting; histogram detecting means for detecting luminance distribution information of the input video luminance signal; maximum value detected by the maximum value detecting means based on luminance distribution information detected by the histogram detecting means. A maximum value correction unit that obtains a maximum correction value by correcting the input image luminance signal so that the maximum correction value obtained by the maximum value correction unit becomes the maximum value of the dynamic range of the processing system. A tone correction device comprising: signal correction means.
信号のヒストグラム分布の所定の輝度範囲における分布
量であることを特徴とする、請求項７に記載の階調補正
装置。8. The gradation correcting apparatus according to claim 7, wherein the luminance distribution information is a distribution amount of a histogram distribution of the input video luminance signal in a predetermined luminance range.
ム分布における最大の輝度区分範囲であることを特徴と
する、請求項８に記載の階調補正装置。9. The gradation correction device according to claim 8, wherein the predetermined luminance range is a maximum luminance division range in the histogram distribution.
曲げ点より大きい輝度範囲において前記入力映像輝度信
号を補正することを特徴とする、請求項７に記載の階調
補正装置。10. The gradation correction apparatus according to claim 7, wherein said luminance signal correction means corrects said input video luminance signal in a luminance range larger than a predetermined bending point.
出された輝度分布情報に応じて前記所定の折れ曲げ点を
補正する折れ曲げ点補正手段をさらに備える、請求項１
０に記載の階調補正装置。11. The apparatus according to claim 1, further comprising: a bend point correction unit that corrects the predetermined bend point in accordance with the luminance distribution information detected by the histogram detection unit.
0. The gradation correction device according to 0.
が、前記入力映像輝度信号をサンプリングまたはローパ
スフィルタに通過させた後の信号の最大値であり、 前記最大値補正手段は、前記ヒストグラム検出手段によ
って検出された輝度分布情報に基づいて、前記最大値検
出手段によって検出された最大値を、より大きくなる方
向に補正して前記補正最大値を得ることを特徴とする、
請求項７に記載の画像表示装置。12. The maximum value detected by the maximum value detection means is the maximum value of a signal after the input video luminance signal has been sampled or passed through a low-pass filter. Based on the luminance distribution information detected by the means, the maximum value detected by the maximum value detection means, to obtain the corrected maximum value by correcting in a direction to become larger,
The image display device according to claim 7.
一部を処理系のダイナミックレンジにまで伸長すること
により階調を補正する階調補正装置であって、 前記入力映像輝度信号の最小値を検出する最小値検出手
段と、 前記入力映像輝度信号の最大値を検出する最大値検出手
段と、 前記入力映像輝度信号の輝度分布情報を検出するヒスト
グラム検出手段と、 前記ヒストグラム検出手段によって検出された輝度分布
情報に基づいて前記最小値検出手段によって検出された
最小値を補正して補正最小値を得る最小値補正手段と、 前記ヒストグラム検出手段によって検出された輝度分布
情報に基づいて前記最大値検出手段によって検出された
最大値を補正して補正最大値を得る最大値補正手段と、 前記最小値補正手段によって得られた補正最小値及び前
記最大値補正手段によって得られた補正最大値が、それ
ぞれ前記処理系のダイナミックレンジの最小値及び最大
値となるように前記入力映像輝度信号を伸長する輝度信
号補正手段とを備える、階調補正装置。13. A gradation correcting apparatus for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system, wherein a minimum value of the input video luminance signal is determined. A minimum value detecting means for detecting, a maximum value detecting means for detecting a maximum value of the input video luminance signal, a histogram detecting means for detecting luminance distribution information of the input video luminance signal, and a histogram detected by the histogram detecting means. Minimum value correction means for correcting the minimum value detected by the minimum value detection means based on the luminance distribution information to obtain a corrected minimum value; and detecting the maximum value based on the luminance distribution information detected by the histogram detection means Means for correcting the maximum value detected by the means to obtain a corrected maximum value; and a correction minimum obtained by the minimum value correction means. Luminance signal correction means for expanding the input video luminance signal so that the value and the correction maximum value obtained by the maximum value correction means become the minimum value and the maximum value of the dynamic range of the processing system, respectively. Tone correction device.
って表示画像の階調を補正する階調補正装置であって、 前記入力映像輝度信号を補正して補正後映像輝度信号を
出力する映像輝度信号補正手段と、 前記入力映像輝度信号に対応する映像色差信号が入力さ
れ、当該映像色差信号のレベルを検出する色差信号レベ
ル検出手段と、 前記輝度信号補正手段における前記入力映像輝度信号の
補正度合を、前記色差信号レベル検出手段によって検出
された前記映像色差信号のレベルに基づいて制限して出
力映像輝度信号として出力する補正度合制限手段とを備
える、階調補正装置。14. A gradation correction device for correcting a gradation of a display image by correcting an input video luminance signal, wherein the video luminance signal corrects the input video luminance signal and outputs a corrected video luminance signal. Correction means, an image color difference signal corresponding to the input image luminance signal is input, a color difference signal level detection means for detecting the level of the image color difference signal, and a correction degree of the input image luminance signal in the luminance signal correction means. A correction degree limiter that limits the output based on the level of the video color difference signal detected by the color difference signal level detector and outputs the output video brightness signal as an output video luminance signal.
差信号を前記入力映像輝度信号の補正度合に応じて補正
する際に、補正後の映像色差信号が処理系のダイナミッ
クレンジを越えて飽和することのないように、前記入力
映像輝度信号の補正度合を制限することを特徴とする、
請求項１４に記載の階調補正装置。15. The correction degree limiting means, when correcting the video color difference signal according to the correction level of the input video luminance signal, saturates the corrected video color difference signal beyond the dynamic range of a processing system. So that the degree of correction of the input video luminance signal is limited,
The tone correction device according to claim 14.
像輝度信号及び前記補正後の映像色差信号をＲＧＢ信号
に変換する際に、前記ＲＧＢ信号が処理系のダイナミッ
クレンジを越えて飽和することのないように、前記入力
映像輝度信号の補正度合を制限することを特徴とする、
請求項１５に記載の階調補正装置。16. The correction degree limiting means according to claim 1, wherein said RGB signal is saturated beyond a dynamic range of a processing system when said output video luminance signal and said corrected video color difference signal are converted into RGB signals. So that the degree of correction of the input video luminance signal is limited,
The tone correction device according to claim 15.
像輝度信号と前記補正映像輝度信号とを前記色差信号レ
ベルに応じて重み付けすることによって、前記入力映像
輝度信号の補正度合を制限することを特徴とする、請求
項１４に記載の階調補正装置。17. The correction degree limiting unit limits the correction degree of the input image luminance signal by weighting the input image luminance signal and the corrected image luminance signal according to the color difference signal level. The tone correction device according to claim 14, wherein:
一部を処理系のダイナミックレンジにまで伸長すること
により階調を補正する階調補正方法であって、 前記入力映像輝度信号の最小値を検出する最小値検出ス
テップと、 前記入力映像輝度信号の輝度分布情報を検出するヒスト
グラム検出ステップと、 前記ヒストグラム検出ステップによって検出された輝度
分布情報に基づいて前記最小値検出ステップによって検
出された最小値を補正して補正最小値を得る最小値補正
ステップと、 前記最小値補正ステップによって得られた補正最小値が
前記処理系のダイナミックレンジの最小値となるように
前記入力映像輝度信号を伸長する輝度信号補正ステップ
とを備える、階調補正方法。18. A gradation correction method for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system, wherein a minimum value of the input video luminance signal is determined. A minimum value detecting step for detecting; a histogram detecting step for detecting luminance distribution information of the input video luminance signal; and a minimum value detected by the minimum value detecting step based on the luminance distribution information detected by the histogram detecting step. A minimum value correction step for obtaining a minimum correction value by correcting the input image luminance signal so that the minimum correction value obtained in the minimum value correction step becomes the minimum value of the dynamic range of the processing system. And a signal correction step.
一部を処理系のダイナミックレンジにまで伸長すること
により階調を補正する階調補正方法であって、 前記入力映像輝度信号の最大値を検出する最大値検出ス
テップと、 前記入力映像輝度信号の輝度分布情報を検出するヒスト
グラム検出ステップと、 前記ヒストグラム検出ステップによって検出された輝度
分布情報に基づいて前記最大値検出ステップによって検
出された最大値を補正して補正最大値を得る最大値補正
ステップと、 前記最大値補正ステップによって得られた補正最大値が
前記処理系のダイナミックレンジの最大値となるように
前記入力映像輝度信号を伸長する輝度信号補正ステップ
とを備える、階調補正方法。19. A gradation correction method for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system, wherein a maximum value of the input video luminance signal is determined. A maximum value detection step of detecting; a histogram detection step of detecting luminance distribution information of the input video luminance signal; and a maximum value detected by the maximum value detection step based on the luminance distribution information detected by the histogram detection step. A maximum value correction step of obtaining a maximum correction value by correcting the input image luminance signal so that the maximum correction value obtained by the maximum value correction step becomes the maximum value of the dynamic range of the processing system. And a signal correction step.
一部を処理系のダイナミックレンジにまで伸長すること
により階調を補正する階調補正方法であって、 前記入力映像輝度信号の最小値を検出する最小値検出ス
テップと、 前記入力映像輝度信号の最大値を検出する最大値検出ス
テップと、 前記入力映像輝度信号の輝度分布情報を検出するヒスト
グラム検出ステップと、 前記ヒストグラム検出ステップによって検出された輝度
分布情報に基づいて前記最小値検出ステップによって検
出された最小値を補正して補正最小値を得る最小値補正
ステップと、 前記ヒストグラム検出ステップによって検出された輝度
分布情報に基づいて前記最大値検出ステップによって検
出された最大値を補正して補正最大値を得る最大値補正
ステップと、 前記最小値補正ステップによって得られた補正最小値及
び前記最大値補正ステップによって得られた補正最大値
が、それぞれ処理系のダイナミックレンジの最小値及び
最大値となるように前記入力映像輝度信号を補正する輝
度信号補正ステップとを備える、階調補正方法。20. A gradation correction method for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system, wherein a minimum value of the input video luminance signal is determined. A minimum value detection step of detecting, a maximum value detection step of detecting a maximum value of the input video luminance signal, a histogram detection step of detecting luminance distribution information of the input video luminance signal, and a histogram detection step. A minimum value correction step of correcting the minimum value detected by the minimum value detection step based on the luminance distribution information to obtain a corrected minimum value; and detecting the maximum value based on the luminance distribution information detected by the histogram detection step. A maximum value correction step of correcting the maximum value detected by the step to obtain a corrected maximum value; The input video luminance signal is corrected such that the correction minimum value obtained in the small value correction step and the correction maximum value obtained in the maximum value correction step become the minimum value and the maximum value of the dynamic range of the processing system, respectively. A luminance signal correction step.
一部を処理系のダイナミックレンジにまで伸長すること
により階調を補正する階調補正方法であって、 前記入力映像輝度信号を補正して補正後映像輝度信号を
出力する映像輝度信号補正ステップと、 前記入力映像輝度信号に対応する映像色差信号が入力さ
れ、当該映像色差信号のレベルを検出する色差信号レベ
ル検出ステップと、 前記輝度信号補正ステップにおける前記入力映像輝度信
号の補正度合を、前記色差信号レベル検出ステップによ
って検出された前記映像色差信号のレベルに基づいて制
限して出力映像輝度信号として出力する補正度合制限ス
テップとを備える、階調補正方法。21. A gradation correction method for correcting a gradation by extending a part of a luminance level range of an input video luminance signal to a dynamic range of a processing system, wherein the input video luminance signal is corrected. A video luminance signal correcting step of outputting a corrected video luminance signal; a video color difference signal corresponding to the input video luminance signal being input; and a color difference signal level detecting step of detecting a level of the video color difference signal. A correction degree limiting step of limiting the correction degree of the input video luminance signal in the step based on the level of the video color difference signal detected by the color difference signal level detection step and outputting the output video output signal as an output video luminance signal. Key correction method.
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