JP2005130486A - 映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 局所的に最適な階調補正を行なうことができる映像信号処理装置を提供する。
【解決手段】 この映像信号処理装置では、ヒストグラム検出部１２は、１画面を複数の領域に分割し、輝度信号生成部１１からの輝度信号Ｙ１に基づいて領域毎のヒストグラムデータ（輝度レベル別の度数）を生成する。階調補正特性設定部１３は、ヒストグラム検出部１２からの領域毎のヒストグラムデータに基づいて、画面の複数の画素の各々に対応する画素補正特性データを生成する。階調補正部２４は、階調補正特性設定部１３からの画素補正特性データに基づいて、画面の複数の画素の各々に対して、輝度信号処理部２２からの輝度信号の階調補正を行なう。したがって、各画素に対して輝度信号の適切な階調補正を行なうことができ、階調補正の精度が向上する。
【選択図】 図１

Description

この発明は映像信号処理装置に関し、特に、入力映像信号の階調補正を行なう映像信号処理装置に関する。

デジタルカメラなどの映像機器において、カラー画像のコントラストを向上させるための様々な階調補正方法が提案されている。たとえば、画面全体で階調補正を行なう方法や、１画面を複数の領域に分割し、領域毎にヒストグラム（輝度レベル別の度数分布を示すグラフ）を用い、度数（出現頻度）が多い輝度レベルの部分程コントラストが強調されるように階調補正を行なう方法（たとえば、特許文献１参照）がある。
特許第３４２４０６０号

しかし、画面全体で階調補正を行なう方法では、画面全体で同じ階調補正を行なうために高輝度部で白飛びが起こりやすく、低輝度部で黒潰れが起こりやすいという問題があった。領域毎に階調補正を行なう方法では、度数が多い輝度レベルの部分のコントラストが強調されすぎるという問題があった。

また、上記特許文献１に示した方法では、領域毎に１つの階調補正特性しか有しないため、１領域の画素数が多い場合には各画素に対して最適な階調補正ができないという問題があった。また、ある１領域において中間輝度部の度数が少ないヒストグラムになる場合、中間輝度部の階調を減らすように階調補正が行なわれるため、高輝度部と低輝度部の階調差が減少し、その領域のコントラストが低下するという問題があった。

このように、従来の階調補正を行なう映像信号処理装置では、局所的に最適なコントラスト強調ができなかった。また、領域の高輝度部と低輝度部のコントラストが低下してしまうことがあった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、局所的に最適な階調補正を行なうことができる映像信号処理装置を提供することである。

この発明に係る映像信号処理装置は、入力映像信号の階調補正を行なう映像信号処理装置であって、画面を複数の領域に分割し、複数の領域の各々に対して、信号レベル別の出現頻度を表わすヒストグラムデータ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ヒストグラムデータに基づいて、画面の複数の画素の各々に対応する非線形な補正特性曲線を定める階調補正特性設定手段と、階調補正特性設定手段によって定められた補正特性曲線に基づいて、複数の画素の各々に対して、入力映像信号の階調補正を行なう階調補正手段とを備えたものである。

また、好ましくは、階調補正特性設定手段は、ヒストグラム検出手段によって検出されたヒストグラムデータに基づいて、それぞれ複数の領域の各々に対応する複数の領域補正特性データを算出し、算出した複数の領域補正特性データを用いて線形補間処理を行なうことによって、それぞれ画面の複数の画素の各々に対応する複数の画素補正特性データを算出し、算出した複数の画素補正特性データに基づいて補正特性曲線を定める。

また、好ましくは、領域補正特性データは、入力映像信号の信号レベルの最小値である第１の信号レベルと、入力映像信号の信号レベル別の出現頻度を最小信号レベル側から累積した数が、予め定められた第１の数になる第２の信号レベルと、入力映像信号の信号レベル別の出現頻度を最大信号レベル側から累積した数が、予め定められた第２の数になる第３の信号レベルと、入力映像信号の信号レベルの最大値である第４の信号レベルとを含み、画素補正特性データは、第１から第４までの信号レベルを用いて線形補間処理を行なうことによって算出される第５から第８までの信号レベルを含む。補正特性曲線は、第６の信号レベルよりも低い信号レベルの区間に対応する低信号レベル部において、入力映像信号の階調を減らす特性を持ち、第６の信号レベルから第７の信号レベルまでの区間に対応する中間信号レベル部において、入力映像信号の階調を増やす特性を持ち、第７の信号レベルよりも高い信号レベルの区間に対応する高信号レベル部において、入力映像信号の階調を減らす特性を持つ。

また、好ましくは、入力映像信号は、輝度信号である。

また、好ましくは、入力映像信号は、輝度信号である。階調補正特性設定手段は、ヒストグラムデータが低輝度側に集中している低輝度領域において、階調補正手段が低輝度部の輝度レベルを高くする階調補正を行なうように、第１および第２の信号レベルの各々に対して制限値を設ける。

また、好ましくは、入力映像信号は、輝度信号である。階調補正特性設定手段は、ヒストグラムデータがある輝度レベルに集中している平坦領域において、階調補正手段による平坦部の階調補正の度合いを弱めるように、第１から第４までの信号レベルの各々に対して制限値を設ける。

また、好ましくは、階調補正特性設定手段は、ヒストグラムデータの分布が複数のグループに分かれている場合、複数のグループのうちの低輝度側のグループを重視して、第１から第４までの信号レベルを定める。

また、好ましくは、さらに、階調補正手段によって輝度信号のレベルが大きくなるように階調補正が行なわれた場合に、輝度信号のレベルの変化量に応じて入力彩度信号のレベルが大きくなるように彩度変換を行なう彩度変換手段を備える。

また、好ましくは、さらに、入力映像信号のレベルが所定レベルを超える場合に、階調補正手段による階調補正の度合いを弱めるように指示する加重加算係数を算出する飽和領域加重加算係数算出手段を備える。階調補正手段は、飽和領域加重加算係数算出手段によって算出された加重加算係数に応じて、出力信号のレベルが飽和しないように階調補正の度合いを調整する。

また、好ましくは、入力映像信号は、第１、第２および第３の原色信号であり、ヒストグラムデータは、第１、第２および第３の原色信号の各々に対応する第１、第２および第３の原色ヒストグラムデータであり、補正特性曲線は、第１、第２および第３のヒストグラムデータの各々に対応する第１、第２および第３の原色補正特性曲線であり、階調補正手段は、第１、第２および第３の原色補正特性曲線に基づいて、第１、第２および第３の原色信号の各々の階調補正を行なう。

この発明に係る映像信号処理装置では、画面を複数の領域に分割し、複数の領域の各々に対して、信号レベル別の出現頻度を表わすヒストグラムデータ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ヒストグラムデータに基づいて、画面の複数の画素の各々に対応する非線形な補正特性曲線を定める階調補正特性設定手段と、階調補正特性設定手段によって定められた補正特性曲線に基づいて、複数の画素の各々に対して、入力映像信号の階調補正を行なう階調補正手段とが設けられる。したがって、各画素に対して入力映像信号の適切な階調補正を行なうことができ、階調補正の精度が向上する。

また、好ましくは、階調補正特性設定手段は、ヒストグラム検出手段によって検出されたヒストグラムデータに基づいて、それぞれ複数の領域の各々に対応する複数の領域補正特性データを算出し、算出した複数の領域補正特性データを用いて線形補間処理を行なうことによって、それぞれ画面の複数の画素の各々に対応する複数の画素補正特性データを算出し、算出した複数の画素補正特性データに基づいて補正特性曲線を定める。この場合も、各画素に対して入力映像信号の適切な階調補正を行なうことができ、階調補正の精度が向上する。

また、好ましくは、領域補正特性データは、入力映像信号の信号レベルの最小値である第１の信号レベルと、入力映像信号の信号レベル別の出現頻度を最小信号レベル側から累積した数が、予め定められた第１の数になる第２の信号レベルと、入力映像信号の信号レベル別の出現頻度を最大信号レベル側から累積した数が、予め定められた第２の数になる第３の信号レベルと、入力映像信号の信号レベルの最大値である第４の信号レベルとを含み、画素補正特性データは、第１から第４までの信号レベルを用いて線形補間処理を行なうことによって算出される第５から第８までの信号レベルを含む。補正特性曲線は、第６の信号レベルよりも低い信号レベルの区間に対応する低信号レベル部において、入力映像信号の階調を減らす特性を持ち、第６の信号レベルから第７の信号レベルまでの区間に対応する中間信号レベル部において、入力映像信号の階調を増やす特性を持ち、第７の信号レベルよりも高い信号レベルの区間に対応する高信号レベル部において、入力映像信号の階調を減らす特性を持つ。この場合、入力映像信号の信号レベルの分布幅を広げることによって、コントラストが改善される。したがって、各画素に対して入力映像信号の適切な階調補正を行なうことができ、階調補正の精度が向上する。

また、好ましくは、入力映像信号は、輝度信号である。この場合、各画素に対して輝度信号の適切な階調補正を行なうことができ、階調補正の精度が向上する。

また、好ましくは、入力映像信号は、輝度信号である。階調補正特性設定手段は、ヒストグラムデータが低輝度側に集中している低輝度領域において、階調補正手段が低輝度部の輝度レベルを高くする階調補正を行なうように、第１および第２の信号レベルの各々に対して制限値を設ける。この場合、低輝度部に対する階調補正の精度が向上する。

また、好ましくは、入力映像信号は、輝度信号である。階調補正特性設定手段は、ヒストグラムデータがある輝度レベルに集中している平坦領域において、階調補正手段による平坦部の階調補正の度合いを弱めるように、第１から第４までの信号レベルの各々に対して制限値を設ける。この場合、平坦部に対する階調補正の精度が向上する。

また、好ましくは、階調補正特性設定手段は、ヒストグラムデータの分布が複数のグループに分かれている場合、複数のグループのうちの低輝度側のグループを重視して、第１から第４までの信号レベルを定める。この場合、ヒストグラムデータの分布が複数のグループに分かれている場合における階調補正の精度が向上する。

また、好ましくは、さらに、階調補正手段によって輝度信号のレベルが大きくなるように階調補正が行なわれた場合に、輝度信号のレベルの変化量に応じて入力彩度信号のレベルが大きくなるように彩度変換を行なう彩度変換手段が設けられる。この場合、輝度変換により輝度レベルが大きくなった場合に彩度が低下するのが防止される。

また、好ましくは、さらに、入力映像信号のレベルが所定レベルを超える場合に、階調補正手段による階調補正の度合いを弱めるように指示する加重加算係数を算出する飽和領域加重加算係数算出手段が設けられる。階調補正手段は、飽和領域加重加算係数算出手段によって算出された加重加算係数に応じて、出力信号のレベルが飽和しないように階調補正の度合いを調整する。この場合、入力映像信号のレベルが所定レベルを超えている場合に色相が回転するのが防止される。

また、好ましくは、入力映像信号は、第１、第２および第３の原色信号であり、ヒストグラムデータは、第１、第２および第３の原色信号の各々に対応する第１、第２および第３の原色ヒストグラムデータであり、補正特性曲線は、第１、第２および第３のヒストグラムデータの各々に対応する第１、第２および第３の原色補正特性曲線であり、階調補正手段は、第１、第２および第３の原色補正特性曲線に基づいて、第１、第２および第３の原色信号の各々の階調補正を行なう。この場合、各画素に対して原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの適切な階調補正を行なうことができ、階調補正の精度が向上する。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による映像信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、この映像信号処理装置は、補正部１，２を備える。補正部１は、輝度信号生成部１１、ヒストグラム検出部１２および階調補正特性設定部１３を含む。補正部２は、ＹＣ分離部２１、輝度信号処理部２２、色信号処理部２３および階調補正部２４を含む。

ＣＣＤ（電荷結合素子：Charge Coupled Device）出力信号は、輝度信号生成部１１およびＹＣ分離部２１に与えられる。静止画像のＣＣＤ出力信号に対して階調補正を行なう場合、同一の静止画像に対して、補正部１による処理動作が行なわれた後（１フレーム分の処理時間経過後）、補正部２による階調補正が行なわれる。輝度信号生成部１１は、ＣＣＤ出力信号から簡易な輝度信号Ｙ１を生成して出力する。ヒストグラム検出部１２は、１画面を複数の領域に分割し、輝度信号生成部１１からの輝度信号Ｙ１に基づいて領域毎のヒストグラムデータ（輝度レベル別の度数）を生成する。階調補正特性設定部１３は、ヒストグラム検出部１２からの領域毎のヒストグラムデータに基づいて、画面の複数の画素の各々に対応する画素補正特性データを生成する。

ＹＣ分離部２１は、ＣＣＤ出力信号を輝度信号Ｙと色信号Ｃとに分離して出力する。輝度信号処理部２２は、ＹＣ分離部２１からの輝度信号Ｙに対して信号処理を行なう。色信号処理部２３は、ＹＣ分離部２１からの色信号Ｃに対して信号処理を行なう。階調補正部２４は、階調補正特性設定部１３からの画素補正特性データに基づいて、画面の複数の画素の各々に対して、輝度信号処理部２２からの輝度信号の階調補正を行なう。

以下、この実施の形態１のポイントとなるヒストグラム検出部１２、階調補正特性設定部１３および階調補正部２４の動作について詳細に説明する。ヒストグラム検出部１２は、１画面を任意の複数の領域に分割し、領域毎にヒストグラムデータ（輝度レベル別の度数）を算出する。ここでは、説明を分かりやすくするために１画面を４つの領域Ｒｍ（ただし、ｍは１から４までの整数）に分割した場合を例に挙げる。

まず、ヒストグラム検出部１２の処理動作について説明する。図２は、画面の各画素Ｐｎ（ただし、ｎは１から３６までの整数）における、輝度信号Ｙ１の輝度レベルＹ１（Ｐｎ）を示す図である。輝度レベルＹ１（Ｐｎ）は任意の数に分割される。ここでは、説明を分かりやすくするために輝度レベルＹ１（Ｐｎ）が０〜１５に１６（＝２⁴）分割される場合を例に挙げる。

図２を参照して、画素Ｐｎは左上から右方向に順に並んでいる。すなわち、上から１列目は左から順にＰ１，Ｐ２，・・・，Ｐ６、上から２列目は左から順にＰ７，Ｐ８，・・・，Ｐ１２、１番下の列は左から順にＰ３１，Ｐ３２，・・・，Ｐ３６となっている。たとえば、画素Ｐ１における輝度信号Ｙ１の輝度レベルＹ１（Ｐ１）は１であり、画素Ｐ２における輝度信号Ｙ１の輝度レベルＹ１（Ｐ２）は４である。

図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、図２に示した各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１のヒストグラム（輝度レベル別の度数分布を示すグラフ）を示す図である。図３（Ａ）は領域Ｒ１のヒストグラムを示す図、図３（Ｂ）は領域Ｒ２のヒストグラムを示す図、図３（Ｃ）は領域Ｒ３のヒストグラムを示す図、図３（Ｄ）は領域Ｒ４のヒストグラムを示す図である。図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）において、横軸は輝度レベル０〜１５を示し、縦軸は各輝度レベルの度数（出現頻度）を示している。たとえば、図２に示した領域Ｒ１および図３（Ａ）を参照して、輝度レベル０の度数は１、輝度レベル１の度数は２、輝度レベル２の度数は１、輝度レベル３の度数は１、輝度レベル４の度数は４である。このように、各領域Ｒｍのヒストグラムデータがヒストグラム検出部１２から出力される。

次に、階調補正特性設定部１３の処理動作について説明する。階調補正特性設定部１３は、ヒストグラム検出部１２からの各領域Ｒｍのヒストグラムデータに基づいて、領域補正特性データyhst（Ｒｍ），ylst（Ｒｍ）を算出する。ここで、領域補正特性データyhst（Ｒｍ）は各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１の輝度レベルの最大値であり、領域補正特性データylst（Ｒｍ）は各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１の輝度レベルの最小値である。なお、領域補正特性データyhst（Ｒｍ）に対して制限値ＹＨＬＭＴ（たとえば、１４）を設け、領域補正特性データyhst（Ｒｍ）が制限値ＹＨＬＭＴよりも小さくなる場合は制限値ＹＨＬＭＴにクリップする。また、領域補正特性データylst（Ｒｍ）に対して制限値ＹＬＬＭＴ（たとえば、１）を設け、領域補正特性データylst（Ｒｍ）が制限値ＹＬＬＭＴ（たとえば、１）よりも大きくなる場合は制限値ＹＬＬＭＴにクリップする。

ただし、ここでは説明を分かりやすくするため、制限値ＹＨＬＭＴ，ＹＬＬＭＴを設けない場合について説明する。図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）を参照して、領域補正特性データは、yhst（Ｒ１）＝４、yhst（Ｒ２）＝yhst（Ｒ３）＝９、yhst（Ｒ４）＝１５、ylst（Ｒ１）〜ylst（Ｒ４）＝０となる。図４に、各領域Ｒｍにおける領域補正特性データyhst（Ｒｍ）を示す。

次いで、階調補正特性設定部１３は、領域補正特性データyhst（Ｒｍ），ylst（Ｒｍ）に対して２×２領域のＬＰＦ処理を行ない、領域補正特性データhslpf１（Ｒｍ），lslpf１（Ｒｍ）を算出する（ただし、小数点以下は切捨てる）。ここで、２×２領域のＬＰＦ処理とは、４つの領域間のデータのレベルのムラを抑える処理である。ＬＰＦ処理の重み係数は任意の適切な値に設定される。ここでは、対象とする領域の重み係数を５、他の領域の重み係数を１とする場合について説明する。たとえば、対象とする領域をＲ１とした場合、次式（１）が成立する。

hslpf１（Ｒ１）＝（５×yhst（Ｒ１）＋yhst（Ｒ２）＋yhst（Ｒ３）＋yhst（Ｒ４））／８ …（１）
したがって、図４に示した領域補正特性データyhst（Ｒｍ）を数式（１）に代入すると、領域補正特性データhslpf１（Ｒ１）＝６となる。同様に、領域補正特性データyhst（Ｒ２）〜yhst（Ｒ４），ylst（Ｒ１）〜ylst（Ｒ４）に対して２×２領域のＬＰＦ処理を行なうと、領域補正特性データhslpf１（Ｒ２）＝hslpf１（Ｒ３）＝９、領域補正特性データhslpf１（Ｒ４）＝１２、領域補正特性データlslpf１（Ｒ１）〜lslpf１（Ｒ４）＝０となる。図５に、各領域Ｒｍにおける領域補正特性データhslpf１（Ｒｍ）を示す。

なお、ここでは、４つの領域に対して２×２領域のＬＰＦ処理を行なう場合について説明したが、１画面が任意の複数の領域に分割された場合は、任意のｓ×ｓ領域（ただし、ｓは任意の整数）のＬＰＦ処理を行なってもよい。

次いで、階調補正特性設定部１３は、各領域Ｒｍに対応した領域補正特性データhslpf１（Ｒｍ），lslpf１（Ｒｍ）を用いて線形補間処理を行ない、各画素Ｐｎに対応した画素補正特性データhp１（Ｐｎ），lp１（Ｐｎ）を算出する（ただし、小数点以下は切捨てる）。ここで、各画素Ｐｎ（ただし、ｎ＝８〜１１，１４〜１７，２０〜２３，２６〜２９）に対応した画素補正特性データhp１（Ｐｎ），lp１（Ｐｎ）に関して、以下の式（２），（３）が成立する。

ただし、Ｍは各領域の水平方向の画素数、Ｎは各領域の垂直方向の画素数、ｐは領域Ｒ１の中心画素Ｐ８から対象とする画素までの水平方向の画素数、ｑは領域Ｒ１の中心画素Ｐ８から対象とする画素までの垂直方向の画素数である。

図６は、線形補間処理の概念を説明するための図である。図６において、各領域の水平方向の画素数Ｍ＝垂直方向の画素数Ｎ＝３である。図５に示した領域補正特性データhslpf１（Ｒｍ）を数式（２）に代入して、たとえば画素Ｐ１５に対応した画素補正特性データhp１（Ｐ１５）を算出する場合、数式（２）にｐ＝１、ｑ＝１を代入する。この算出結果より、画素補正特性データhp１（Ｐ１５）＝８となる。

図７に、数式（２）を用いて各画素Ｐｎ（ただし、ｎ＝８〜１１，１４〜１７，２０〜２３，２６〜２９）に対応した画素補正特性データhp１（Ｐｎ）を算出した結果を示す。なお、外側の画素Ｐｎ（ｎ＝１〜７，１２，１３，１８，１９，２４，２５，３０〜３６）に対応した画素補正特性データhp１（Ｐｎ）は、異なった線形補間処理が行なわれる。４隅の画素Ｐｎ（ｎ＝１，６，３１，３６）に対応した画素補正特性データhp１（Ｐｎ）は、それぞれ対応する領域Ｒｍの領域補正特性データhslpf１（Ｒｍ）と同じ値とする。すなわち、画素補正特性データhp１（Ｐ１）＝hslpf１（Ｒ１）＝６、画素補正特性データhp１（Ｐ６）＝hslpf１（Ｒ２）＝９、画素補正特性データhp１（Ｐ３１）＝hslpf１（Ｒ３）＝９、画素補正特性データhp１（Ｐ３６）＝hslpf１（Ｒ４）＝１２となる。また、４隅の画素間の画素Ｐｎ（ｎ＝２〜５，７，１２，１３，１８，１９，２４，２５，３０，３２〜３５）に対応した画素補正特性データhp１（Ｐｎ）は、４隅の画素Ｐｎ（ｎ＝１，６，３１，３６）に対する線形補間処理によって求められる。たとえば、画素Ｐｎ（ｎ＝２〜５）に対応した画素補正特性データhp１（Ｐｎ）は、画素Ｐ１，Ｐ６に対応した画素補正特性データhp１（Ｐ１）＝６、hp１（Ｐ６）＝９を用いた線形補間処理によって求められる。これらの算出結果は、図７に示すとおりである。

次いで、階調補正特性設定部１３は、以下の数式（４）に従って、各画素Ｐｎに対応した輝度レベルＹ２（Ｐｎ）を算出する（ただし、小数点以下は切捨てる）。

Ｙ２（Ｐｎ）＝ymax×（Ｙ１（Ｐｎ）−lp１（Ｐｎ））／（hp１（Ｐｎ）＋１−lp１（Ｐｎ）） …（４）
ただし、係数ymax（＝２^bit）は輝度レベルの分割数である。この実施の形態１では、係数bit＝４とする。すなわち、係数ymax＝２⁴＝１６である。また、輝度レベルＹ２（Ｐｎ）は、０以上１５以下の値にされる。すなわち、数式（４）による輝度レベルＹ２（Ｐｎ）の算出結果が０よりも小さくなる場合は０にクリップされ、１５よりも大きくなる場合は１５にクリップされる。図８に、数式（４）を用いて各画素Ｐｎに対応する輝度レベルＹ２（Ｐｎ）を算出した結果を示す。ここで、図８に示した領域Ｒ４の丸線で囲んだ画素Ｐ２２に注目すると、輝度レベルＹ２（Ｐ２２）＝１５である。図２を参照すると、輝度信号生成部１１からの輝度信号Ｙ１において、輝度レベルＹ１（Ｐ２２）＝１４であった。このときの画素Ｐ２２の色信号が黄色であり、画素Ｐ２２の色信号Ｒ（Ｐ２２）＝Ｇ（Ｐ２２）＝１５、Ｂ（Ｐ２２）＝５であったとする（ここで、Ｙ１（Ｐｎ）＝０．３Ｒ（Ｐｎ）＋０．６Ｇ（Ｐｎ）＋０．１Ｂ（Ｐｎ）とする）。

数式（４）を用いた輝度変換後においては、画素Ｐ２２の輝度レベルＹ２（Ｐ２２）＝１５にされ、このとき、色信号Ｒ（Ｐ２２）＝Ｇ（Ｐ２２）＝Ｂ（Ｐ２２）＝１５にされる。すなわち、元々黄色であった画素Ｐ２２の色信号が、輝度変換後に白飛びしてしまう。

そこで、この不具合を防ぐため、以下のように白飛び補正処理を行なう。各画素Ｐｎにおいて、輝度レベルＹ１（Ｐｎ）がしきい値ＨＹＴＨ１（たとえば、１０）よりも大きく、かつ画素補正特性データhp１（Ｐｎ）が対応する領域Ｒｍの領域補正特性データyhst（Ｒｍ）よりも小さい場合は、画素補正特性データhp１（Ｐｎ）＝yhst（Ｒｍ）とする。図９に、白飛び補正処理を行なった場合の各画素Ｐｎの画素補正特性データhp１（Ｐｎ）を算出した結果を示す。図９を参照して、画素補正特性データhp１（Ｐ２２）＝hp１（Ｐ２３）＝hp１（Ｐ２８）＝hp１（Ｐ２９）＝hp１（Ｐ３０）＝yhst（Ｒ４）＝１５に補正されている。

これに応じて、輝度レベルＹ２（Ｐ２２），Ｙ２（Ｐ２３），Ｙ２（Ｐ２８），Ｙ２（Ｐ２９），Ｙ２（Ｐ３０）の値が補正される。図１０に、白飛び補正処理を行なった場合の各画素Ｐｎの輝度レベルＹ２（Ｐｎ）を算出した結果を示す。図１０を参照して、Ｙ２（Ｐ２２）＝１４、Ｙ２（Ｐ２３）＝１１、Ｙ２（Ｐ２８）＝Ｙ２（Ｐ３０）＝１３、Ｙ２（Ｐ２９）＝１５である。図２を参照すると、輝度信号生成部１１からの輝度信号Ｙ１において、Ｙ１（Ｐ２２）＝１４、Ｙ１（Ｐ２３）＝１１、Ｙ１（Ｐ２８）＝Ｙ２（Ｐ３０）＝１３、Ｙ１（Ｐ２９）＝１５であった。すなわち、元々色のついた画像部分であった画素Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２８，Ｐ３０は、輝度変換後においても輝度レベルが１５より小さく、白飛びするのが防止される。

図１１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、図１０に示した各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ２のヒストグラムを示す図であって、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）と対比される図である。図１１（Ａ）は領域Ｒ１のヒストグラムを示す図、図１１（Ｂ）は領域Ｒ２のヒストグラムを示す図、図１１（Ｃ）は領域Ｒ３のヒストグラムを示す図、図１１（Ｄ）は領域Ｒ４のヒストグラムを示す図である。図１１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）のグラフを図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）のグラフと対比すると、各領域Ｒ１〜Ｒ４において、輝度レベルの分布が広がっている。

また、図示しないが、白飛び補正処理と同様に、以下のように黒潰れ補正処理も行なう。各画素において、輝度レベルＹ１（Ｐｎ）がしきい値ＬＹＴＨ１（たとえば、１）よりも小さく、かつ画素補正特性データlp１（Ｐｎ）が対応する領域Ｒｍの領域補正特性データylst（Ｒｍ）よりも大きい場合は、画素補正特性データlp１（Ｐｎ）＝ylst（Ｒｍ）とする。これにより、元々色のついた画像部分が輝度変換後において黒潰れしてしまうのが防止される。

図１２は、輝度信号生成部１１からの輝度信号Ｙ１の領域毎のヒストグラムを示す概念図である。図１２において、横軸は輝度信号Ｙ１の輝度レベルを示し、ある領域Ｒｍにおける領域補正特性データyhst（Ｒｍ），ylst（Ｒｍ），chth（Ｒｍ），clth（Ｒｍ）、および制限値ＹＨＬＭＴ，ＳＵＭＨＬＭＴ，ＳＵＭＬＬＭＴ，ＹＬＬＭＴが示されている。領域補正特性データyhst（Ｒｍ）は、制限値ＹＨＬＭＴよりも小さくなる場合は制限値ＹＨＬＭＴにクリップされる。領域補正特性データylst（Ｒｍ）は、制限値ＹＬＬＭＴよりも大きくなる場合は制限値ＹＬＬＭＴにクリップされる。領域補正特性データchth（Ｒｍ）は、制限値ＳＵＭＨＬＭＴよりも小さくなる場合は制限値ＳＵＭＨＬＭＴにクリップされる。領域補正特性データclth（Ｒｍ）は、制限値ＳＵＭＬＬＭＴよりも大きくなる場合は制限値ＳＵＭＬＬＭＴにクリップされる。

次に、領域補正特性データchth（Ｒｍ），clth（Ｒｍ）に基づいた階調補正処理について説明する。階調補正特性設定部１３は、ヒストグラム検出部１２からの各領域Ｒｍのヒストグラムデータに基づいて、領域補正特性データchth（Ｒｍ），clth（Ｒｍ）を算出する。ここで、領域補正特性データchth（Ｒｍ）は、各領域Ｒｍにおいて、輝度レベルが高い側からの累積度数が予め定められたしきい値ＣＨＴＨとなる輝度レベルであり、領域補正特性データclth（Ｒｍ）は、各領域Ｒｍにおいて、輝度レベルが低い側からの累積度数が予め定められたしきい値ＣＬＴＨとなる輝度レベルである。

次いで、階調補正特性設定部１３は、領域補正特性データchth（Ｒｍ），clth（Ｒｍ）に対して２×２領域のＬＰＦ処理を行ない、領域補正特性データhslpf２（Ｒｍ），lslpf２（Ｒｍ）を算出する（ただし、小数点以下は切捨てる）。この場合の数式は、数式（１）と同様であるため省略する。

次いで、階調補正特性設定部１３は、各領域Ｒｍに対応した領域補正特性データhslpf２（Ｒｍ），lslpf２（Ｒｍ）を用いて線形補間処理を行ない、各画素Ｐｎに対応した画素補正特性データhp２（Ｐｎ），lp２（Ｐｎ）を算出する（ただし、小数点以下は切捨てる）。この場合の数式は、数式（２），（３）と同様であるため省略する。

次いで、階調補正特性設定部１３は、白飛び補正処理を行なう。各画素Ｐｎにおいて、輝度レベルＹ１（Ｐｎ）がしきい値ＨＹＴＨ２よりも大きく、かつ画素補正特性データhp２（Ｐｎ）が各領域Ｒｍの領域補正特性データchth（Ｒｍ）よりも小さい場合は、画素補正特性データhp２（Ｐｎ）＝chth（Ｒｍ）とする。これにより、元々色のついた画像部分が輝度変換後において白飛びするのが防止される。

また、白飛び補正処理と同様に、黒潰れ補正処理を行なう。各画素Ｐｎにおいて、輝度レベルＹ１（Ｐｎ）がしきい値ＬＹＴＨ２よりも小さく、かつ画素補正特性データlp２（Ｐｎ）が各領域Ｒｍの領域補正特性データclth（Ｒｍ）よりも大きい場合は、画素補正特性データlp２（Ｐｎ）＝clth（Ｒｍ）とする。これにより、元々色のついた画像部分が輝度変換後において黒潰れしてしまうのが防止される。

図１３は、数式（４）を表わすグラフである。図１３を参照して、輝度信号Ｙ２は、ある画素Ｐｎにおける輝度信号Ｙ１の画素補正特性データlp2（Ｐｎ）よりも低い輝度レベルの区間に対応する低輝度部、画素補正特性データlp2（Ｐｎ）〜hp2（Ｐｎ）までの区間に対応する中間輝度部、および画素補正特性データhp2（Ｐｎ）よりも高い輝度レベルの区間に対応する高輝輝度部に分けられる。

階調補正部２４は、階調補正特性設定部１２からの各画素Ｐｎの階調補正特性設定データＹ２（Ｐｎ）に基づいて、画素毎に階調補正処理を行なう。図１４は、階調補正の特性を示す補正特性曲線のグラフである。図１４を参照して、輝度信号Ｙ２に対応する輝度信号ｙは、輝度信号Ｙ２の低輝度部に対応する輝度信号ｙ１、中間輝度部に対応する輝度信号ｙ２、および高輝度部に対応する輝度信号ｙ３に分けられる。輝度信号Ｙ２の低輝度部においては、以下の数式（５）で示す輝度変換が行なわれる。

ｙ１（Ｐｎ）＝（ＤＫＬＷ／４）×Ｙ２（Ｐｎ） …（５）
ただし、（ＤＫＬＷ／４）は直線の傾きを示し、ＤＫＬＷは予め設定される（たとえば、２）。また、輝度信号Ｙ２の高輝度部においては、以下の数式（６）で示す輝度変換が行なわれる。

ｙ３（Ｐｎ）＝（（４−ＢＬＬＷ）／４）×Ｙ２（Ｐｎ）＋ＢＬＬＷ×２^(bit-2) …（６）
ただし、ＢＬＬＷは予め設定され（たとえば、２）、（（４−ＢＬＬＷ）／４）は傾きを示す。また、係数bitは、輝度レベルの分割数に対応する値である（たとえば、１６（＝２⁴）分割の場合は係数bit＝４）。また、輝度信号Ｙ２の中間輝度部においては、以下の数式（７）で示す輝度変換が行なわれる。

ｙ２（Ｐｎ）＝（ａ×（Ｙ２（Ｐｎ）−lp２（Ｐｎ））＋（（ＤＫＬＷ×lp２（Ｐｎ）×（hp２（Ｐｎ）―lp２（Ｐｎ））／４）／（hp２（Ｐｎ）―lp２（Ｐｎ））
…（７）
ただし、傾きａ＝（（４−ＢＬＬＷ）／４）×hp２（Ｐｎ）＋（ＢＬＬＷ×２^(bit-2)）―（ＤＫＬＷ／４）×lp（Ｐｎ）である。また、係数bit＝４である。なお、傾きａは制限値ＤＫＨＩよりも大きくなる場合は制限値ＤＫＨＩにクリップされる。このように、画素毎に、階調補正の特性を示す補正特性曲線が定められる。

図１５は、階調補正処理後の輝度信号ｙに対するヒストグラムを示す概念図である。図１５を参照して、点線で示される曲線は、図１２に示した階調補正前の輝度信号Ｙ１のヒストグラムを表わす。また、実線で示される曲線は、階調補正後の輝度信号ｙのヒストグラムを表わす。階調補正後の輝度信号ｙの輝度レベルの分布幅は、階調補正前の輝度信号Ｙ１の輝度レベルの分布幅よりも広くなっていることがわかる。このように、輝度レベルの分布幅を広げることによって、コントラストが改善される。したがって、この実施の形態１では、各画素に対して輝度信号の適切な階調補正を行なうことができるため、階調補正の精度が向上し、局所的に最適な階調補正を行なうことができる。なお、ここでは、輝度信号の輝度レベルを１６（＝２⁴）分割した場合について説明したが、２^bit分割してもよい（係数bitは、任意の整数）。この場合、数式（４）の係数ymax（＝２^bit）、数式（６）、および数式（７）の傾きａの係数bitの値を変更する。この係数bitの値を大きくすれば、階調補正の精度がさらに向上する。

また、ここでは、デジタルカメラの階調補正について説明したが、デジタルカメラ以外の映像機器における階調補正にも適用できる。

また、ここでは、静止画像のＣＣＤ出力信号に対して階調補正を行なう場合について説明したが、動画像のＣＣＤ出力信号であってもよい。

［実施の形態２］
図１６は、この発明の実施の形態２による映像信号処理装置の概略構成を示すブロック図であって、図１と対比される図である。図１６の映像信号処理装置を参照して、図１の映像信号処理装置と異なる点は、簡易色分離部３３および色分離部３６が追加されている点と、ヒストグラム検出部１２、階調補正特性設定部１３、ＹＣ分離部２１および階調補正特性部２４がそれぞれヒストグラム検出部３４、階調補正特性設定部３５、ＹＣ分離部３８および階調補正特性部３７で置換されている点である。

図１７は、画面内のある領域におけるＣＣＤ出力信号の例を示す図である。図１７を参照して、この領域には２５個の画素が配列される。上から１列目、３列目および５列目は、原色信号Ｇ（緑）を有する画素と、原色信号Ｒ（赤）を有する画素とが交互に配列される。上から２列目および４列目は、原色信号Ｂ（青）を有する画素と、原色信号Ｇ（緑）を有する画素とが交互に配列される。このように、ＣＣＤ出力信号は、各画素に対応して原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのうちのいずれか１つの原色信号しか有しない。

図１６に戻って、簡易色分離部３３は、ＣＣＤ出力信号を受けて補間処理を行なうことによって、それぞれ各画素に対応した簡易な原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成する。ヒストグラム検出部３４は、１画面を複数の領域に分割し、簡易色分離部３３からの原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに基づいて領域毎のヒストグラムデータＨＤＲ，ＨＤＧ，ＨＤＢを生成する。このヒストグラムデータＨＤＲ，ＨＤＧ，ＨＤＢは、それぞれ各原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対応している。階調補正特性設定部３５は、ヒストグラム検出部３４からの領域毎のヒストグラムデータＨＤＲ，ＨＤＧ，ＨＤＢに基づいて、画面の複数の画素の各々に対応する画素補正特性データＣＤＲ，ＣＤＧ，ＣＤＢを生成する。

色分離部３６は、ＣＣＤ出力信号を受けて補間処理を行なうことによって、それぞれ各画素に対応した原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成する。階調補正部３７は、階調補正特性設定部３５からの画素補正特性データＣＤＲ，ＣＤＧ，ＣＤＢに基づいて、画面の複数の画素の各々に対して、色分離部３６からの原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの各々の階調補正を行なう。ＹＣ分離部３８は、階調補正部３７からの原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを受け、輝度信号Ｙおよび色信号Ｃを生成する。輝度信号処理部２２は、ＹＣ分離部３８からの輝度信号Ｙに対して信号処理を行なう。色信号処理部２３は、ＹＣ分離部３８からの色信号Ｃに対して信号処理を行なう。

このように、ヒストグラム検出部３４、階調補正特性設定部３５、階調補正特性部３７およびＹＣ分離部３８は、それぞれ図１に示したヒストグラム検出部１２、階調補正特性設定部１３、階調補正特性部２４およびＹＣ分離部２１と同様の構成であるが、原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対応している点が異なる。したがって、この実施の形態２では、各画素に対して原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの適切な階調補正を行なうことができるため、階調補正の精度が向上し、局所的に最適な階調補正を行なうことができる。

なお、ここでは、簡易色分離部３３および色分離部３６を設け、ＣＣＤ出力信号から各画素に対応した原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成する場合について説明したが、簡易色分離部３３および色分離部３６を設けずに、ＣＣＤ出力信号に対して直接補正処理を行なってもよい。この場合、図１７に示したようにＣＣＤ出力信号は各画素に対応して原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのうちのいずれか１つの原色信号しか有しないため、階調補正特性を決定するために用いるデータ数は少なくなるが、各画素に対して原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの階調補正を行なうことができ、同様の効果が得られる。

［実施の形態３］
図１８は、この発明の実施の形態３による映像信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。図１８において、この映像信号処理装置は、補正部４１，４２を備える。補正部４１は、輝度信号生成部４３、ヒストグラム検出部４４および階調補正特性設定部４５を含む。補正部４２は、色分離部４６、ＹＣ分離部４７、輝度信号処理部４８、飽和領域加重加算係数算出部４９、階調補正部５０および色信号処理部５１を含む。

静止画像のＣＣＤ出力信号に対して階調補正を行なう場合、同一の静止画像に対して、補正部４１による処理動作が行なわれた後、補正部４２による階調補正が行なわれる。ＣＣＤ出力信号は、輝度信号生成部４３および色分離部４６に与えられる。輝度信号生成部４３は、ＣＣＤ出力信号から簡易な輝度信号Ｙ１を生成して出力する。ヒストグラム検出部４４は、１画面を複数の領域に分割し、輝度信号生成部４３からの輝度信号Ｙ１に基づいて領域毎のヒストグラムデータ（度数ヒストグラムおよび累積度数ヒストグラム）を生成する。階調補正特性設定部４５は、ヒストグラム検出部４４からの領域毎のヒストグラムデータに基づいて、画面内の複数の画素の各々に対応する画素補正特性データを生成する。

色分離部４６は、ＣＣＤ出力信号を受けて補間処理を行なうことによって、それぞれ各画素に対応した原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成する。ＹＣ分離部４７は、色分離部４６からの原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを受け、輝度信号Ｙおよび色信号Ｃを生成する。輝度信号処理部４８は、ＹＣ分離部４７からの輝度信号Ｙに対して信号処理を行なう。階調補正部５０は、階調補正特性設定部４５からの画素補正特性データに基づいて、画面の複数の画素の各々に対して、輝度信号処理部４８からの輝度信号の階調補正を行なう。飽和領域加重加算係数算出部４９は、色分離部４６からの原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを受け、階調補正後に輝度信号が飽和しないように（白飛びしないように）、画面内の複数の画素の各々に対して、階調補正の度合いを調整するための加重加算係数を算出する。色信号処理部５１は、階調補正部５０の入力信号y_inおよび出力信号y_outに応じて、ＹＣ分離部４７からの色信号Ｃ（彩度を表わす信号）に対する彩度変換を行なう。

図１９は、図１８に示したヒストグラム検出部４４および階調補正特性設定部４５の具体的な構成を示す図である。図１９において、階調補正特性設定部４５は、リミット設定部６１、最大／最小輝度レベル算出部６２、高／低輝度レベル算出部６３および線形補間処理部６４を含む。

ヒストグラム検出部４４は、１画面中の各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１のヒストグラムデータ（度数ヒストグラムおよび累積度数ヒストグラム）を算出する。図２０は、各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１の度数ヒストグラムおよび累積度数ヒストグラムを示す図である。図２０において、ヒストグラム検出部４４は、この度数ヒストグラムの分布状態を検証し、度数分布における最大輝度レベルおよび最小輝度レベルを算出する。ここで、図２０に示すように度数分布が複数のグループに分かれている場合、各度数分布グループにおける最大輝度レベルおよび最小輝度レベルが算出される。すなわち、最大輝度レベル側から見て、１つ目の度数分布グループにおける最大輝度レベルｈ５および最小輝度レベルｈ４、２つ目の度数分布グループにおける最大輝度レベルｈ３および最小輝度レベルｈ２、３つめの度数分布グループにおける最大輝度レベルｈ１が算出される。ここで、この度数ヒストグラムおよび累積度数ヒストグラムには、分布状態を滑らかにするためのフィルタ処理が施されている。

さらに、ヒストグラム検出部４４は、このように度数分布が複数のグループに分かれている場合、低い輝度レベル０〜ｈ３の範囲の度数ヒストグラムおよび累積度数ヒストグラムを低輝度度数ヒストグラムおよび低輝度累積度数ヒストグラムとして出力する。図２１は、各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１の低輝度度数ヒストグラムおよび低輝度累積度数ヒストグラムを示す図である。

図１９に戻って、リミット設定部６１は、低輝度部リミットおよび平坦部リミットを設定する。まず、低輝度部リミットについて説明する。リミット設定部６１は、ヒストグラム検出部４４によって算出された各領域Ｒｍの度数ヒストグラムが低輝度側に集中している場合は、その領域を低輝度領域と判定し、低輝度領域が階調補正後において黒潰れしないように低輝度部リミットを設定する。

図２２は、ある低輝度領域の度数ヒストグラムおよび累積度数ヒストグラムを示す図である。図２２において、リミット設定部６１は、ヒストグラム検出部４４によって算出された各領域Ｒｍの累積度数ヒストグラムより、所定の輝度レベルＬＷＴＨにおける累積度数numlw１（Ｒｍ）としきい値（たとえば２０）と比較し、しきい値よりも大きければその領域を低輝度領域と判定する。図２２では、輝度レベルＬＷＴＨ（＝４）における累積度数numlw１（Ｒｍ）は２３であるため、この領域は低輝度領域であると判定される。

次に、リミット設定部６１は、numlw２（Ｒｍ）＝（１２８×numlw１（Ｒｍ））／（１領域の画素数））を計算し、numlw２（Ｒｍ）に応じて変化する加重加算係数k_numlw（Ｒｍ）を算出する。

図２３は、加重加算係数k_numlw（Ｒｍ）とnumlw２（Ｒｍ）との関係を示す図である。図２３において、横軸はnumlw２（Ｒｍ）、縦軸はk_numlw（Ｒｍ）である。０＜numlw２（Ｒｍ）＜LWNUM_TH（任意の定数）の範囲では、加重加算係数k_numlw（Ｒｍ）は１２８（＝２⁷、ただしこの値は任意の定数であり、たとえば６４（＝２⁶）や３２（＝２⁵）としてもよい）に固定され、numlw２（Ｒｍ）＞LWNUM_THの範囲では、numlw２（Ｒｍ）が大きくなるほど加重加算係数k_numlw（Ｒｍ）は小さくなる。numlw２（Ｒｍ）＞LWNUM_THの範囲における加重加算係数k_numlw（Ｒｍ）は、下記の数式（８）で表わされる。

k_numlw（Ｒｍ）＝１２８−LWNUM_SL×（numlw２（Ｒｍ）−LWNUM_TH） …（８）
ただし、LWNUM_SLは傾きを示す任意の定数である。次いで、リミット設定部６１は、下記の数式（９）〜（１２）で表わされる低輝度部リミットyllmt_a（Ｒｍ），yllmt_fl_a（Ｒｍ），sumllmt_a（Ｒｍ），sumllmt_fl_a（Ｒｍ）を設定する。

yllmt_a（Ｒｍ）＝（（１２８−k_numlw（Ｒｍ））×YLLMT_LW＋k_numlw（Ｒｍ）×ＹＬＬＭＴ）／１２８ …（９）
yllmt_fl_a（Ｒｍ）＝（（１２８−k_numlw（Ｒｍ））×YLLMT_LW＋k_numlw（Ｒｍ）×YLLMT_FL）／１２８ …（１０）
sumllmt_a（Ｒｍ）＝（（１２８−k_numlw（Ｒｍ））×SUMLLMT_LW＋k_numlw（Ｒｍ）×ＳＵＭＬＬＭＴ）／１２８ …（１１）
sumllmt_fl_a（Ｒｍ）＝（（１２８−k_numlw（Ｒｍ））×SUMLLMT_LW＋k_numlw（Ｒｍ）×SUMLLMT_FL）／１２８ …（１２）
ただし、ＹＬＬＭＴ，ＳＵＭＬＬＭＴは、実施の形態１において図１２を用いて説明した任意の定数である。YLLMT_LW，SUMLLMT_LWは、ともに非常に小さな任意の定数（たとえば０）である。YLLMT_FLはＹＬＬＭＴとYLLMT_LWとの間の任意の定数であり、SUMLLMT_FLはＳＵＭＬＬＭＴとSUMLLMT_LWとの間の任意の定数である。このように各領域Ｒｍごとに適切な低輝度部リミットyllmt_a（Ｒｍ），yllmt_fl_a（Ｒｍ），sumllmt_a（Ｒｍ），sumllmt_fl_a（Ｒｍ）を設定することによって、低輝度領域における階調補正の度合いが弱められ、低輝度領域が階調補正後において黒潰れしてしまうのが防止される。なお、数式（９）〜（１２）において、１２８での除算は７ビットのビットシフト演算で処理される。これにより、回路規模の小型化が図られる。

次に、平坦部リミットについて説明する。図２４（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ平坦部および非平坦部における度数ヒストグラムを示す図である。図２４（Ａ）において、平坦部の度数ヒストグラムの分布はある輝度レベルに集中している。図２４（Ｂ）において、非平坦部の度数ヒストグラムの分布は広範囲の輝度レベルに広がっている。階調補正部５０は、各領域Ｒｍの度数ヒストグラムの分布が広がるように階調補正を行なう。ここで、平坦部は、その度数ヒストグラムの分布が大きく広がるように階調補正される。すなわち、階調補正の度合いが大きい。一方、非平坦部においては、その階調補正の度合いが小さい。

たとえば、青空のみの領域（平坦部）の度数ヒストグラムと、建物の背景に青空がある領域（非平坦部）の度数ヒストグラムとを比較すると、平坦部の度数ヒストグラムの分布はある輝度レベルに集中しているのに対して、非平坦部の平坦部の度数ヒストグラムの分布は広範囲の輝度レベルに広がっている。この場合、青空のみの領域（平坦部）では階調補正の度合いは大きく、建物の背景に青空がある領域（非平坦部）では階調補正の度合いが小さくなるため、同じ青空でも領域によって階調補正の度合いが異なり、輝度ムラが発生してしまう。そこで、この実施の形態３では、リミット設定部６１は、ヒストグラム検出部４４によって算出された各領域Ｒｍの度数ヒストグラムがある輝度レベルに集中している場合は、その領域を平坦領域と判定し、平坦領域とその他の領域の輝度ムラが発生しないように平坦部リミットを設定する。リミット設定部６１は、各領域Ｒｍが平坦領域であるか否かを判定するために、たとえば標準偏差σを利用する。

リミット設定部６１は、ヒストグラム検出部４４によって算出された各領域Ｒｍの度数ヒストグラムより、各領域Ｒｍの輝度レベルの標準偏差σを算出する。ここで、この標準偏差σは、下記の数式（１３）で表わされる。

リミット設定部６１は、算出した標準偏差σとしきい値（たとえば１０）と比較し、しきい値よりも小さければその領域を平坦領域と判定する。

ここで、図２０に示したようにある領域における度数分布が複数のグループに分かれている場合、リミット設定部６１は、各度数分布グループにおける標準偏差を算出する。すなわち、図２０を参照して、輝度レベル０〜ｈ１の範囲における標準偏差sdlw（Ｒｍ）と、輝度レベルｈ１〜ｈ３の範囲における標準偏差sdmd（Ｒｍ）と、輝度レベルｈ３〜ｈ５の範囲における標準偏差sdhi（Ｒｍ）とを算出する。次に、リミット設定部６１は、標準偏差sdlw（Ｒｍ），sdmd（Ｒｍ），sdhi（Ｒｍ）のうちの最小の標準偏差をd_flat（Ｒｍ）とし、d_flat（Ｒｍ）に応じて変化する加重加算係数k_flat１（Ｒｍ）を算出する。ただし、ある領域における度数分布が複数のグループに分かれていない場合は、リミット設定部６１はその領域全体における標準偏差sd（Ｒｍ）を算出し、標準偏差sd（Ｒｍ）をd_flat（Ｒｍ）とする。

図２５は、加重加算係数k_flat１（Ｒｍ）とd_flat（Ｒｍ）との関係を示す図である。図２５において、横軸はd_flat（Ｒｍ）、縦軸はk_flat１（Ｒｍ）である。０＜d_flat（Ｒｍ）＜CT_FLT_TH１（任意の定数）の範囲では、加重加算係数k_flat１（Ｒｍ）は１２８（＝２⁷、ただしこの値は任意の定数であり、たとえば６４（＝２⁶）や３２（＝２⁵）としてもよい）に固定され、d_flat（Ｒｍ）＞CT_FLT_TH１の範囲では、d_flat（Ｒｍ）が大きくなるほど加重加算係数k_flat１（Ｒｍ）は小さくなる。d_flat（Ｒｍ）＞CT_FLT_TH１の範囲における加重加算係数k_flat１（Ｒｍ）は、下記の数式（１４）で表わされる。

k_flat１（Ｒｍ）＝１２８−CT_FLT_SL１×（d_flat（Ｒｍ）−CT_FLT_TH１） …（１４）
ただし、CT_FLT_SL１は傾きを示す任意の定数である。次いで、リミット設定部６１は、下記の数式（１５）〜（１８）で表わされる平坦部リミットyllmt_b（Ｒｍ），yhlmt_b（Ｒｍ），sumllmt_b（Ｒｍ），sumhlmt_b（Ｒｍ）を設定する。

yllmt_b（Ｒｍ）＝（（１２８−k_flat１（Ｒｍ））×yllmt_a（Ｒｍ）＋k_flat１（Ｒｍ）×yllmt_fl_a（Ｒｍ））／１２８ …（１５）
yhlmt_b（Ｒｍ）＝（（１２８−k_flat１（Ｒｍ））×yhlmt（Ｒｍ）＋k_flat１（Ｒｍ）×yhlmt_fl（Ｒｍ））／１２８ …（１６）
sumllmt_b（Ｒｍ）＝（（１２８−k_flat１（Ｒｍ））×sumllmt_a（Ｒｍ）＋k_flat１（Ｒｍ）×sumllmt_fl_a（Ｒｍ））／１２８ …（１７）
sumhlmt_b（Ｒｍ）＝（（１２８−k_flat１（Ｒｍ））×sumhlmt（Ｒｍ）＋k_flat１（Ｒｍ）×sumhlmt_fl（Ｒｍ））／１２８ …（１８）
ただし、yllmt_a（Ｒｍ），yllmt_fl_a（Ｒｍ），sumllmt_a（Ｒｍ），sumllmt_fl_a（Ｒｍ）は、それぞれ数式（９）〜（１２）によって表わされる低輝度部リミットである。また、yhlmt（Ｒｍ），yhlmt_fl（Ｒｍ），sumhlmt（Ｒｍ），sumhlmt_fl（Ｒｍ）は、それぞれ低輝度部リミットyllmt_a（Ｒｍ），yllmt_fl_a（Ｒｍ），sumllmt_a（Ｒｍ），sumllmt_fl_a（Ｒｍ）に対応して、高輝度部において算出される高輝度部リミットである。このように各領域Ｒｍごとに適切な平坦部リミットyllmt_b（Ｒｍ），yhlmt_b（Ｒｍ），sumllmt_b（Ｒｍ），sumhlmt_b（Ｒｍ）を設定することによって、平坦領域における階調補正の度合いが弱められ、平坦領域とその他の領域の輝度ムラの発生が防止される。

図１９に戻って、最大／最小輝度レベル算出部６２は、ヒストグラム検出部４４によって算出された各領域Ｒｍの度数ヒストグラムおよびリミット設定部６１からの平坦部リミットyllmt_b（Ｒｍ），yhlmt_b（Ｒｍ）に基づいて、領域補正特性データylst（Ｒｍ），yhst（Ｒｍ）を算出する。また、高／低輝度レベル算出部６３は、ヒストグラム検出部４４によって算出された各領域Ｒｍの度数ヒストグラムおよびリミット設定部６１からの平坦部リミットsumllmt_b（Ｒｍ），sumhlmt_b（Ｒｍ）に基づいて、領域補正特性データclth（Ｒｍ），chth（Ｒｍ）を算出する。

図２６は、ある領域Ｒｍにおける領域補正特性データylst（Ｒｍ），yhst（Ｒｍ），clth（Ｒｍ），chth（Ｒｍ）と平坦部リミットyllmt_b（Ｒｍ），yhlmt_b（Ｒｍ），sumllmt_b（Ｒｍ），sumhlmt_b（Ｒｍ）との関係を示す図であって、図１２と対比される図である。図２６を参照して、図１２と異なる点は、制限値ＹＨＬＭＴ，ＳＵＭＨＬＭＴ，ＳＵＭＬＬＭＴ，ＹＬＬＭＴがそれぞれ平坦部リミットyllmt_b（Ｒｍ），yhlmt_b（Ｒｍ），sumllmt_b（Ｒｍ），sumhlmt_b（Ｒｍ）で置換されている点である。

図２６において、領域補正特性データylst（Ｒｍ）は各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１の輝度レベルの最小値であり、領域補正特性データyhst（Ｒｍ）は各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１の輝度レベルの最大値である。領域補正特性データylst（Ｒｍ）は、平坦部リミットyllmt_b（Ｒｍ）よりも大きくなる場合は平坦部リミットyllmt_b（Ｒｍ）にクリップされる。領域補正特性データyhst（Ｒｍ）は、平坦部リミットyhlmt_b（Ｒｍ）よりも小さくなる場合は平坦部リミットyhlmt_b（Ｒｍ）にクリップされる。また、領域補正特性データclth（Ｒｍ）は、各領域Ｒｍにおいて、輝度レベルが低い側からの累積度数が予め定められたしきい値ＣＬＴＨとなる輝度レベルであり、領域補正特性データchth（Ｒｍ）は、各領域Ｒｍにおいて、輝度レベルが高い側からの累積度数が予め定められたしきい値ＣＨＴＨとなる輝度レベルである。領域補正特性データclth（Ｒｍ）は、平坦部リミットsumllmt_b（Ｒｍ）よりも大きくなる場合は平坦部リミットsumllmt_b（Ｒｍ）にクリップされる。領域補正特性データchth（Ｒｍ）は、平坦部リミットsumhlmt_b（Ｒｍ）よりも小さくなる場合は平坦部リミットsumhlmt_b（Ｒｍ）にクリップされる。

ここで、図２０に示したようにある領域における度数分布が複数のグループに分かれている場合、その領域が平坦領域ではなく、かつ低輝度部の画素数が一定値以上であれば、ヒストグラム検出部４３からの低輝度度数ヒストグラムおよび低輝度累積度数ヒストグラムを用いて、領域補正特性データylst（Ｒｍ），yhst（Ｒｍ），clth（Ｒｍ），chth（Ｒｍ）が算出される。

より具体的には、リミット設定部６１は、図２７に示す加重加算係数k_flat２（Ｒｍ）を算出し、この加重加算係数k_flat２（Ｒｍ）＜１２８の場合にその領域が平坦領域ではないと判定される。図２７は、加重加算係数k_flat２（Ｒｍ）とd_flat（Ｒｍ）との関係を示す図である。図２７において、横軸はd_flat（Ｒｍ）、縦軸はk_flat２（Ｒｍ）である。０＜d_flat（Ｒｍ）＜CT_FLT_TH２（CT_FLT_TH１よりも大きい任意の定数）の範囲では、加重加算係数k_flat２（Ｒｍ）は１２８（＝２⁷、ただしこの値は任意の定数であり、たとえば６４（＝２⁶）や３２（＝２⁵）としてもよい）に固定され、d_flat（Ｒｍ）＞CT_FLT_TH２の範囲では、d_flat（Ｒｍ）が大きくなるほど加重加算係数k_flat２（Ｒｍ）は小さくなる。d_flat（Ｒｍ）＞CT_FLT_TH２の範囲における加重加算係数k_flat２（Ｒｍ）は、下記の数式（１９）で表わされる。

k_flat２（Ｒｍ）＝１２８−CT_FLT_SL２×（d_flat（Ｒｍ）−CT_FLT_TH２） …（１９）
ただし、CT_FLT_SL２は傾きを示す任意の定数である。

さらに、その領域における低輝度部の画素数が一定値以上であれば、最大／最小輝度レベル算出部６２は、ヒストグラム検出部４４によって算出された度数ヒストグラムを用いて、領域補正特性データylst_all（Ｒｍ），yhst_all（Ｒｍ）を算出するとともに、ヒストグラム検出部４４によって算出された低輝度度数ヒストグラムを用いて、領域補正特性データylst_lw（Ｒｍ），yhst_lw（Ｒｍ）を算出する。そして、下記の数式（２０）（２１）を用いてylst（Ｒｍ），yhst（Ｒｍ）を算出する。

ylst（Ｒｍ）＝ylst_all（Ｒｍ） …（２０）
yhst（Ｒｍ）＝（（１２８−k_flat２（Ｒｍ））×yhst_lw（Ｒｍ）＋k_flat２（Ｒｍ）×yhst_all（Ｒｍ））／１２８ …（２１）
また、高低輝度レベル算出部６３は、ヒストグラム検出部４４によって算出された度数ヒストグラムを用いて、領域補正特性データclth_all（Ｒｍ），chth_all（Ｒｍ）を算出するとともに、ヒストグラム検出部４４によって算出された低輝度累積度数ヒストグラムを用いて、領域補正特性データclth_lw（Ｒｍ），chth_lw（Ｒｍ）を算出する。そして、下記の数式（２２）（２３）を用いてclth（Ｒｍ），chth（Ｒｍ）を算出する。

clth（Ｒｍ）＝clth_all（Ｒｍ） …（２２）
chth（Ｒｍ）＝（（１２８−k_flat２（Ｒｍ））×chth_lw（Ｒｍ）＋k_flat２（Ｒｍ）×chth_all（Ｒｍ））／１２８ …（２３）
以上のように、実施の形態１ではそれぞれの領域Ｒｍにおいて同一の制限値ＹＨＬＭＴ，ＳＵＭＨＬＭＴ，ＳＵＭＬＬＭＴ，ＹＬＬＭＴを用いて領域補正特性データylst（Ｒｍ），yhst（Ｒｍ），clth（Ｒｍ），chth（Ｒｍ）が算出されるのに対して、この実施の形態３ではそれぞれの領域Ｒｍにおいて低輝度部および平坦部を考慮に入れた平坦部リミットyllmt_b（Ｒｍ），yhlmt_b（Ｒｍ），sumllmt_b（Ｒｍ），sumhlmt_b（Ｒｍ）を用いて領域補正特性データylst（Ｒｍ），yhst（Ｒｍ），clth（Ｒｍ），chth（Ｒｍ）が算出される。さらに、ある領域における度数分布が複数のグループに分かれている場合、その領域が平坦領域ではなく、かつ低輝度部の画素数が一定値以上であれば、ヒストグラム検出部４３からの低輝度度数ヒストグラムおよび低輝度累積度数ヒストグラムを用いて、領域補正特性データylst（Ｒｍ），yhst（Ｒｍ），clth（Ｒｍ），chth（Ｒｍ）が算出される。したがって、この実施の形態３では、低輝度部および平坦部に対する階調補正の精度が向上し、さらに度数分布が複数のグループに分かれている場合における階調補正の精度が向上する。

図１９に戻って、線形補間処理部６４は、領域補正特性データylst（Ｒｍ），yhst（Ｒｍ），chth（Ｒｍ），clth（Ｒｍ）に対してＬＰＦ処理を行なった後、線形補間処理を行なう。この線形補間処理は、実施の形態１で説明した線形補間処理と同様であるためその説明は省略する。

図１８に戻って、飽和領域加重加算係数算出部４９は、画面内の各画素Ｐｎに対して、色分離部４６からの原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの信号レベルの最大値max_s（Ｐｎ）に基づいて、階調補正の度合いを調整するための加重加算係数ctk（Ｐｎ）を算出する。

図２８は、加重加算係数ctk（Ｐｎ）とmax_s（Ｐｎ）との関係を示す図である。図２８において、横軸はmax_s（Ｐｎ）、縦軸はctk（Ｐｎ）である。０＜max_s（Ｐｎ）＜CT_KTH（任意の定数）の範囲では、加重加算係数加重加算係数ctk（Ｐｎ）は１２８（＝２⁷、ただしこの値は任意の定数であり、たとえば６４（＝２⁶）や３２（＝２⁵）としてもよい）に固定され、max_s（Ｐｎ）＞CT_KTHの範囲では、max_s（Ｐｎ）が大きくなるほど加重加算係数ctk（Ｐｎ）は小さくなる。max_s（Ｐｎ）＞CT_KTHの範囲における加重加算係数ctk（Ｐｎ）は、下記の数式（２４）で表わされる。

ctk（Ｐｎ）＝１２８−CT_KSL×（max_s（Ｐｎ）−CT_KTH） …（２４）
ただし、CT_KSLは傾きを示す任意の定数である。

階調補正部５０は、まず階調補正特性設定部４５からの画素補正特性データに基づいて、画面毎に階調補正処理を行なう。この階調補正の特性は、実施の形態１において図１３および図１４に示した補正特性曲線で定められる。すなわち、低輝度部に対応する数式（５）、中間輝度部に対応する数式（６）、高輝度部に対応する数式（７）で示される輝度変換が行なわれる。

次いで、階調補正部５０は、飽和領域加重加算係数算出部４９からの加重加算係数ctk（Ｐｎ）を用いて、下記の数式（２５）で示す輝度変換を行ない、階調補正の度合いを調整する。

y_out（Ｐｎ）＝（（１２８−ctk（Ｐｎ））×y_in（Ｐｎ）−ctk（Ｐｎ）×ｙｋ（Ｐｎ））／１２８ …（２５）
ただし、y_in（Ｐｎ），y_out（Ｐｎ）は、それぞれ画面内の各画素に対応した、階調補正部５０の入力信号および出力信号である。また、ｙｋ（Ｐｎ）は、数式（５）〜（７）で示したｙ１（Ｐｎ）〜ｙ３（Ｐｎ）のうちのいずれかの信号である。このように、階調補正部５０は、階調補正後に輝度信号が飽和しないように（白飛びしないように）、加重加算係数ctk（Ｐｎ）を用いて階調補正の度合いを調整する。これにより、色分離部４６からの原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのうち少なくとも１つが所定レベルを超えている場合において、階調補正の度合いが弱められ、色相が回転するのが防止される。なお、図示しないが、飽和領域加重加算係数算出部４９がＹＣ分離部４７からの輝度信号Ｙおよび色信号Ｃに基づいて、加重加算係数ctk（Ｐｎ）を算出する構成にしてもよい。この場合、ＹＣ分離部４７からの輝度信号Ｙおよび色信号Ｃのレベルが所定レベルを超えている場合において、階調補正の度合いが弱められ、色相が回転するのが防止される。

色信号処理部５１は、階調補正部５０の入力信号y_inおよび出力信号y_outを受け、y_out＞y_inの場合に、下記の数式（２６）で示される彩度変換を行なう。

sat_out（Ｐｎ）＝sat_in（Ｐｎ）×y_out（Ｐｎ）／y_in（Ｐｎ）…（２６）
ただし、sat_in（Ｐｎ），sat_out（Ｐｎ）は、それぞれ画面内の各画素に対応した、色信号処理部５１の入力信号および出力信号である。このように、色信号処理部５１は、階調補正部５０による階調補正後に輝度信号の輝度レベルが大きくなった場合に、ＹＣ分離部４７からの色信号Ｃ（彩度を表わす信号）の信号レベルを大きくするように彩度変換を行なう。したがって、この実施の形態３では、色相が回転するのが防止されるとともに、輝度変換により輝度レベルが大きくなった場合に彩度が低下するのが防止される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１による映像信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。 画面の各画素Ｐｎにおける、輝度信号Ｙ１の輝度レベルＹ１（Ｐｎ）を示す図である。 図２に示した各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１のヒストグラムを示す図である。 各領域Ｒｍにおける領域補正特性データyhst（Ｒｍ）を示す図である。 各領域Ｒｍにおける領域補正特性データhslpf１（Ｒｍ）を示す図である。 線形補間処理の概念を説明するための図である。 各画素Ｐｎに対応した画素補正特性データhp１（Ｐｎ）を算出した結果を示す図である。 各画素Ｐｎにおける輝度レベルＹ２（Ｐｎ）を算出した結果を示す図である。 白飛び補正処理を行なった場合の各画素Ｐｎの画素補正特性データhp１（Ｐｎ）を算出した結果を示す図である。 白飛び補正処理を行なった場合の各画素Ｐｎの輝度レベルＹ２（Ｐｎ）を算出した結果を示す図である。 図１０に示した各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ２のヒストグラムを示す図である。 輝度信号Ｙ１の領域毎のヒストグラムを示す概念図である。 数式（４）を表わすグラフである。 階調補正の特性を示す補正特性曲線のグラフである。 階調補正処理後の輝度信号ｙに対するヒストグラムを示す概念図である。 この発明の実施の形態２による映像信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。 画面内のある領域におけるＣＣＤ出力信号の例を示す図である。 この発明の実施の形態３による映像信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。 図１８に示したヒストグラム検出部４４および階調補正特性設定部４５の具体的な構成を示す図である。 各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１の度数ヒストグラムおよび累積度数ヒストグラムを示す図である。 各領域Ｒｍにおける輝度信号Ｙ１の低輝度度数ヒストグラムおよび低輝度累積度数ヒストグラムを示す図である。 ある低輝度領域の度数ヒストグラムおよび累積度数ヒストグラムを示す図である。 加重加算係数k_numlw（Ｒｍ）とnumlw２（Ｒｍ）との関係を示す図である。 平坦部および非平坦部における度数ヒストグラムを示す図である。 加重加算係数k_flat１（Ｒｍ）とd_flat（Ｒｍ）との関係を示す図である。 ある領域Ｒｍにおける領域補正特性データと平坦部リミットとの関係を示す図である。 加重加算係数k_flat２（Ｒｍ）とd_flat（Ｒｍ）との関係を示す図である。 加重加算係数ctk（Ｐｎ）とmax_s（Ｐｎ）との関係を示す図である。

符号の説明

１，２，４１，４２ 補正部、１１，４３ 輝度信号生成部、１２，３４，４４ ヒストグラム検出部、１３，３５，４５ 階調補正特性設定部、２１，３８，４７ ＹＣ分離部、２２，４８ 輝度信号処理部、２３，５１ 色信号処理部、２４，３７，５０ 階調補正部、３３ 簡易色分離部、３６，４６ 色分離部、４９ 飽和領域加重加算係数算出部、６１ リミット設定部、６２ 最大／最小輝度レベル算出部、６３ 高／低輝度レベル算出部、６４ 線形補間処理部。

Claims (10)

1. 入力映像信号の階調補正を行なう映像信号処理装置であって、
   画面を複数の領域に分割し、前記複数の領域の各々に対して、前記入力映像信号の信号レベル別の出現頻度を表わすヒストグラムデータを検出するヒストグラム検出手段、
   前記ヒストグラム検出手段によって検出された前記ヒストグラムデータに基づいて、前記画面の複数の画素の各々に対応する非線形な補正特性曲線を定める階調補正特性設定手段、および
   前記階調補正特性設定手段によって定められた前記補正特性曲線に基づいて、前記複数の画素の各々に対して、前記入力映像信号の階調補正を行なう階調補正手段を備える、映像信号処理装置。
2. 前記階調補正特性設定手段は、前記ヒストグラム検出手段によって検出された前記ヒストグラムデータに基づいて、それぞれ前記複数の領域の各々に対応する複数の領域補正特性データを算出し、算出した前記複数の領域補正特性データを用いて線形補間処理を行なうことによって、それぞれ前記画面の複数の画素の各々に対応する複数の画素補正特性データを算出し、算出した前記複数の画素補正特性データに基づいて前記補正特性曲線を定める、請求項１に記載の映像信号処理装置。
3. 前記領域補正特性データは、
   前記入力映像信号の信号レベルの最小値である第１の信号レベル、
   前記入力映像信号の前記信号レベル別の出現頻度を最小信号レベル側から累積した数が、予め定められた第１の数になる第２の信号レベル、
   前記入力映像信号の前記信号レベル別の出現頻度を最大信号レベル側から累積した数が、予め定められた第２の数になる第３の信号レベル、および
   前記入力映像信号の信号レベルの最大値である第４の信号レベルを含み、
   前記画素補正特性データは、前記第１から第４までの信号レベルを用いて線形補間処理を行なうことによって算出される第５から第８までの信号レベルを含み、
   前記補正特性曲線は、
   前記第６の信号レベルよりも低い信号レベルの区間に対応する低信号レベル部において、前記入力映像信号の階調を減らす特性を持ち、
   前記第６の信号レベルから前記第７の信号レベルまでの区間に対応する中間信号レベル部において、前記入力映像信号の階調を増やす特性を持ち、
   前記第７の信号レベルよりも高い信号レベルの区間に対応する高信号レベル部において、前記入力映像信号の階調を減らす特性を持つ、請求項２に記載の映像信号処理装置。
4. 前記入力映像信号は、輝度信号である請求項１から請求項３までのいずれかに記載の映像信号処理装置。
5. 前記入力映像信号は、輝度信号であって、
   前記階調補正特性設定手段は、前記ヒストグラムデータが低輝度側に集中している低輝度領域において、前記階調補正手段が低輝度部の輝度レベルを高くする階調補正を行なうように、前記第１および第２の信号レベルの各々に対して制限値を設ける、請求項３に記載の映像信号処理装置。
6. 前記入力映像信号は、輝度信号であって、
   前記階調補正特性設定手段は、前記ヒストグラムデータがある輝度レベルに集中している平坦領域において、前記階調補正手段による平坦部の階調補正の度合いを弱めるように、前記第１から第４までの信号レベルの各々に対して制限値を設ける、請求項３または請求項５に記載の映像信号処理装置。
7. 前記階調補正特性設定手段は、前記ヒストグラムデータの分布が複数のグループに分かれている場合、前記複数のグループのうちの低輝度側のグループを重視して、前記第１から第４までの信号レベルを定める、請求項４から請求項６までのいずれかに記載の映像信号処理装置。
8. さらに、前記階調補正手段によって輝度信号のレベルが大きくなるように階調補正が行なわれた場合に、輝度信号のレベルの変化量に応じて入力彩度信号のレベルが大きくなるように彩度変換を行なう彩度変換手段を備える、請求項４から請求項７までのいずれかに記載の映像信号処理装置。
9. さらに、前記入力映像信号のレベルが所定レベルを超える場合に、前記階調補正手段による階調補正の度合いを弱めるように指示する加重加算係数を算出する飽和領域加重加算係数算出手段を備え、
   前記階調補正手段は、前記飽和領域加重加算係数算出手段によって算出された加重加算係数に応じて、出力信号のレベルが飽和しないように階調補正の度合いを調整する、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の映像信号処理装置。
10. 前記入力映像信号は、第１、第２および第３の原色信号であり、
    前記ヒストグラムデータは、前記第１、第２および第３の原色信号の各々に対応する第１、第２および第３の原色ヒストグラムデータであり、
    前記補正特性曲線は、前記第１、第２および第３のヒストグラムデータの各々に対応する第１、第２および第３の原色補正特性曲線であり、
    前記階調補正手段は、前記第１、第２および第３の原色補正特性曲線に基づいて、前記第１、第２および第３の原色信号の各々の階調補正を行なう、請求項１に記載の映像信号処理装置。

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