JP2004023522A - コントラスト補正回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力映像信号の階調を補正するための階調補正手段、入力映像信号から輝度信号を生成する手段、1画面を複数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号の平均値を算出する手段、各エリア毎の輝度平均値に基づいて、輝度の度数分布情報を生成する手段、および輝度の度数分布情報に基づいて、階調補正手段の入出力特性を制御する制御手段を備えている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置等の表示装置に用いられるコントラスト補正回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
1画面毎に1画面全体の輝度信号の平均値(平均輝度)を算出し、1画面全体の平均輝度が低い場合には輝度信号の黒レベルを伸長させ、1画面全体の平均輝度が高い場合には輝度信号の白レベルを伸長させることにより、コントラストを改善する技術が既に開発されている(特開平4−229788号公報参照)。
【0003】
このように、1画面全体の輝度信号の平均値に基づいて輝度信号の伸長を行う技術では、1画面の映像信号が黒側と白側との両方に偏った映像信号である場合には平均輝度が中間と認識されるため好適なコントラスト補正を行うことができないとともに、1画面の映像信号が中間階調に偏った映像信号である場合にも好適なコントラスト補正を行うことができないという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、映像内容にかかわらず、コントラストが高い映像を再現できるようになるコントラスト補正回路を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、入力映像信号の階調を補正するための階調補正手段、入力映像信号から輝度信号を生成する手段、1画面を複数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号の平均値を算出する手段、各エリア毎の輝度平均値に基づいて、輝度の度数分布情報を生成する手段、および輝度の度数分布情報に基づいて、階調補正手段の入出力特性を制御する制御手段を備えていることを特徴とする。
【0006】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のコントラスト補正回路において、制御手段は、度数が高い輝度区間の入力映像信号が伸長されるように(度数が高い輝度区間の階調変化率が大きくなるように)、階調補正手段の入出力特性を制御するものであることを特徴とする。
【0007】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のコントラスト補正回路において、入力映像信号が、RGB信号であることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
【0009】
図1は、コントラスト補正回路の構成を示している。
【0010】
R、G、B信号からなる入力映像信号は、輝度信号生成部1に入力されるとともに、階調補正部15に入力される。入力映像信号の水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vは、タイミング制御部3に送られる。
【0011】
輝度信号生成部1は、R、G、B信号からなる入力映像信号を、たとえば、予め作成された変換テーブルに基づいて、輝度信号に変換する。このコントラスト補正回路では、図2に示すように、1画面を水平方向にM、垂直方向にNに分割した各エリア毎に輝度信号の平均値が算出され、各エリア毎に得られた平均輝度値に基づいて1画面毎に輝度度数分布が作成され、得られた輝度度数分布に基づいて、階調補正部15の入出力特性が制御される。なお、各エリアは、水平方向がX画素、垂直方向がY画素の大きさである。
【0012】
加算回路2、除算回路5、水平バッファ6、垂直バッファ7、加算回路8、除算回路9およびエリア別輝度平均値格納バッファ10は、M×Nの各エリア毎の輝度平均値を算出するために設けられている。
【0013】
つまり、輝度信号生成部1によって得られた輝度信号は、加算回路2に送られる。加算回路2は、入力される輝度信号に1回前の加算結果を加算する。加算回路2は、タイミング制御部3から出力される制御信号c1によって、このような加算をX回行う毎に初期化される。
【0014】
除算回路5は、加算回路2によってX回の加算が行われる毎に、その加算結果をXで除算する。この除算結果は、〔1〕〜〔M〕のM個のバッファを有する水平バッファ6に格納される。このような動作がM回行われると、水平バッファ6には、1ライン分のデータが格納される。
【0015】
同様な動作によって、次ラインに対するデータが水平バッファ6に格納されていく間に、水平バッファ6から前ラインに対するデータが順次読み出されて加算回路8に送られる。加算回路8は、入力されたデータに垂直バッファ7に格納されている同じエリアに対する前ラインのデータを加算する。垂直バッファ7は、〔1〕〜〔M〕のM個のバッファを有している。加算回路8の加算結果は、垂直バッファ7に格納される。ただし、加算回路8に送られるデータが1ライン目である場合には、その前のラインのデータは存在しないので、加算回路8に送られたデータは、そのまま垂直バッファ7に格納される。
【0016】
垂直バッファ7は、タイミング制御部3から出力される制御信号c2によって、加算回路8によってY回の加算が行われる毎に初期化される。除算回路9は、加算回路8によってY回の加算が行われる毎に、その加算結果をYで除算する。これにより、図2のエリア単位の平均輝度値が得られる。この除算結果は、タイミング制御部3から出力される制御信号c4によって、〔1〕〜〔M〕のM個のバッファを有するエリア別輝度平均値格納バッファ10に格納される。
【0017】
このようにして、図2の1行分の各エリアの平均輝度値がエリア別輝度平均値格納バッファ10に格納されると、輝度区間判定部11は、エリア別輝度平均値格納バッファ10に格納された各エリア毎の平均輝度値が、図3に示す8つの輝度区間A1〜A8のいずれの区間に含まれるかを判定し、度数分布情報格納バッファ12に判定結果に応じたデータを格納する。
【0018】
度数分布情報格納バッファ12は、8つの輝度区間A1〜A8に対応した8つのバッファ〔A1〕〜〔A8〕を備えている。そして、各バッファ〔A1〕〜〔A8〕に、その度数が格納されるようになっている。したがって、輝度区間判定部11は、あるエリアの平均輝度値が、たとえば、輝度区間A1に含まれると判定した場合には、度数分布情報格納バッファ12内のバッファ〔A1〕内のデータを1だけインクリメントさせる。
【0019】
以上のような動作が繰り返し行われることにより、図2の各エリア毎の平均輝度に基づく輝度度数分布情報(輝度分布エリアA1〜A8それぞれに対する度数を表す情報,図3に示すヒストグラム)が度数分布情報格納バッファ12に格納される。度数分布情報格納バッファ12に格納されている輝度度数分布情報は、タイミング制御部3から出力される制御信号c3によって、クリアされる。
【0020】
CPU13は、度数分布情報格納バッファ12からV毎に輝度度数分布情報を取得し、取得した輝度度数分布情報に基づいて、階調補正部15の入出力特性データを決定して、階調補正部15に与える。階調補正部15は、CPU13から与えられた入出力特性データに基づいて、入力映像信号R,G,Bの階調を補正する。
【0021】
図3の(a)、(b)、(c)は、度数分布情報格納バッファ12からCPU13が取得する輝度度数分布情報の具体例を示している。
【0022】
図3(a)は、比較的明るいシーンに対する輝度度数分布を示しており、輝度区間A1、A2の度数が所定の閾値より大きくなっている。つまり、この画面では、輝度区間A1、A2の情報量が多くなっている。このような画面では、CPU13は、階調補正部15の入出力特性を、図4(a)の実線で示すように、情報量の多い輝度区間A1,A2を伸長する(階調変化率を大きくする)ような特性とする。
【0023】
図3(b)では、中間階調である輝度区間A3、A6の度数が所定の閾値より大きくなっている。このような画面では、CPU13は、階調補正部15の入出力特性を、図4(b)の実線で示すように、情報量の多い輝度区間A3,A6を伸長するような特性とする。
【0024】
図3(c)は、比較的暗いシーンに対する輝度度数分布を示しており、輝度区間A7、A8の度数が所定の閾値より大きくなっている。このような画面では、CPU13は、階調補正部15の入出力特性を、図4(c)の実線で示すように、情報量の多い輝度区間A7,A8を伸長するような特性とする。
【0025】
以上のように、輝度度数分布によって階調補正部15の入出力特性を変化させることによって、情報量の多い輝度区間を伸長することが可能となり、液晶パネル等のようにコントラスト再現性に限界のあるデバイスにおいても、コントラストの高い映像を再現できるようになる。
【0026】
以上のような動作をリアルタイムに行うと、映像内容によっては、画面のちらつきを発生させる原因となる場合がある。たとえば、現在表示されている画像内容の少しの変化で、度数が閾値より大きいと判定されていた輝度区間が、度数が閾値より小さいと判定された場合には、1画面毎に階調補正部15の入出力特性を変化させて入出力補正を行うと、画面にちらつきが発生することがある。
【0027】
このような問題を解消するためには、CPUが今回取得した輝度度数分布情報と、前回取得した輝度度数分布情報とを比較し、対応する輝度区間の差が所定値を越えない場合には、入出力特性を変化させないようにすればよい。
【0028】
このような対策を講じることで画面のちらつきは防止できるが、画面の明るさがゆっくりと変化するような場合には、階調補正部15の入出力特性が変化せしめられず、現在の映像内容に対して好適な入出力特性を実現できなくなる可能性がある。そこで、CPUが今回取得した輝度度数分布情報と前回取得した輝度度数分布情報とを比較した結果、対応する輝度区間の差が所定値を越えていないが、今回取得した輝度度数分布情報と前回取得した輝度度数分布情報とが異なっており好適な入出力特性が異なっているような場合には、入出力特性の変化をゆっくり行うようにすればよい。
【0029】
【発明の効果】
この発明によれば、映像内容にかかわらず、コントラストの高い映像を再現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コントラスト補正回路の構成を示すブロック図である。
【図2】1画面内に設定された平均輝度を算出するためのエリアを示す模式図である。
【図3】輝度度数分布の具体例を示すヒストグラムである。
【図4】図3の各具体例に対してCPUが設定する入出力特性の例を示すグラフである。
【符号の説明】
1 輝度信号生成部
2、8 加算回路
3 タイミング制御部
5、9 除算回路
6 水平バッファ
7 垂直バッファ
10 エリア別輝度平均値格納バッファ
11 輝度区間判定部
12 度数分布情報格納バッファ
13 CPU
15 階調補正部
Claims (3)
- 入力映像信号の階調を補正するための階調補正手段、
入力映像信号から輝度信号を生成する手段、
1画面を複数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号の平均値を算出する手段、
各エリア毎の輝度平均値に基づいて、輝度の度数分布情報を生成する手段、および
輝度の度数分布情報に基づいて、階調補正手段の入出力特性を制御する制御手段、
を備えているコントラスト補正回路。 - 制御手段は、度数が高い輝度区間の入力映像信号が伸長されるように、階調補正手段の入出力特性を制御するものである請求項1に記載のコントラスト補正回路。
- 入力映像信号が、RGB信号である請求項1および2のいずれかに記載のコントラスト補正回路。
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- 2002-06-18 JP JP2002176961A patent/JP4171247B2/ja not_active Expired - Lifetime
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