JP2007036947A

JP2007036947A - 映像信号処理装置及び映像信号処理方法

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Publication number: JP2007036947A
Application number: JP2005220364A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Miyazawa; 弘俊宮沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-07-29
Also published as: US7796196B2; JP4630752B2; US20070024759A1; CN1905686A

Abstract

【課題】この発明は、輝度の暗部や明部における色のくすみや黒ずみを抑え、鮮やかな色で映像表示を行なえるように、色信号に対して振幅補正処理を施すことができる映像信号処理装置及び映像信号処理方法を提供することを目的としている。
【解決手段】輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施された場合、その場合に対応して予め用意された第１のテーブル４７ｃ１から読み取った第１の係数に基づいて色信号に振幅レベルの補正処理を施し、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施された場合、その場合に対応して予め用意された第２のテーブル４７ｄ１から読み取った第２の係数に基づいて色信号に振幅レベルの補正処理を施すようにしている。
【選択図】図４

Description

この発明は、非線形補正処理による輝度信号の変化量に応じて、色信号に振幅補正処理を施す映像信号処理装置及び映像信号処理方法の改良に関する。

周知のように、近年では、フラットパネル型の大画面ディスプレイが開発され、カラーテレビジョン放送受信装置等に実用化されている。そして、この種の大画面ディスプレイでは、表示映像を鮮明に見せるために、映像信号の輝度成分に対して非線形補正処理を施し、この非線形補正処理前後の輝度信号の振幅レベル比に応じて色信号の振幅レベルを補正するようにしている。

しかしながら、上記のような色信号に対する振幅補正処理では、例えば輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理される場合には特に不具合が見られないものの、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理される場合には色が黒ずんでしまう現象が見られ、例えばりんごの赤色等を表示する際に、映像の鮮やかさが損なわれるという問題が生じている。

例えば特許文献１には、ガンマ補正回路に入力される輝度信号とガンマ補正回路から出力される輝度信号との差を演算して、ガンマ補正による輝度信号の変化量を求め、その変化量に応じた利得で一律に色差信号を増幅して彩度制御を行なう構成が開示されており、上述した問題が生じることになる。
特開２０００−１１５７９９号公報

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、輝度の暗部や明部における色のくすみや黒ずみを抑え、鮮やかな色で映像表示を行なえるように、色信号に対して振幅補正処理を施すことができる映像信号処理装置及び映像信号処理方法を提供することを目的とする。

この発明の実施の形態に係る映像信号処理装置は、輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施された場合に対応して予め設定されるもので、非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと第１の係数とを対応させた第１のテーブルと、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施された場合に対応して予め設定されるもので、非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと第２の係数とを対応させた第２のテーブルと、非線形補正処理の前後の輝度信号に基づいて、輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたか、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたかを判別する判別手段と、判別手段で輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、第１のテーブルから読み取った第１の係数に基づいて色信号に振幅レベルの補正処理を施し、判別手段で輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、第２のテーブルから読み取った第２の係数に基づいて色信号に振幅レベルの補正処理を施す色補正手段とを備えるようにしたものである。

また、この発明の実施の形態に係る映像信号処理方法は、輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施された場合に対応して予め設定されるもので、非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと第１の係数とを対応させた第１のテーブルと、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施された場合に対応して予め設定されるもので、非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと第２の係数とを対応させた第２のテーブルとを備えた映像信号処理装置に対して、非線形補正処理の前後の輝度信号に基づいて、輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたか、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたかを判別する第１の工程と、第１の工程で輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、第１のテーブルから読み取った第１の係数に基づいて色信号に振幅レベルの補正処理を施す第２の工程と、第１の工程で輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、第２のテーブルから読み取った第２の係数に基づいて色信号に振幅レベルの補正処理を施す第３の工程とを備えるようにしたものである。

上記した構成及び方法によれば、第１のテーブルと第２のテーブルとを用意し、輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理されている場合と、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理されている場合とで、色信号に振幅補正処理を施すための係数を異ならせるようにしている。このため、輝度の暗部や明部における色のくすみや黒ずみを抑え、鮮やかな色で映像表示を行なえるように、色信号に対して振幅補正処理を施すことができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態で説明するテレビジョン放送受信装置１１の映像信号処理系を概略的に示している。

すなわち、デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ１２で受信したデジタルテレビジョン放送信号は、入力端子１３を介して選局復調部１４に供給される。この選局復調部１４は、入力されたデジタルテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの放送信号を選局し、その選局された信号を復調してデコーダ１５に出力している。

そして、このデコーダ１５は、選局復調部１４から入力された信号にデコード処理を施すことにより、デジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒをそれぞれ生成して、セレクタ１６に出力している。

また、アナログテレビジョン放送受信用のアンテナ１７で受信したアナログテレビジョン放送信号は、入力端子１８を介して選局復調部１９に供給される。この選局復調部１９では、入力されたアナログテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの放送信号を選局し、その選局された信号を復調してアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒをそれぞれ生成している。

そして、この選局復調部１９で生成されたアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、Ａ／Ｄ（analog／digital）変換部２０に供給されてデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに変換された後、上記セレクタ１６に出力される。

また、アナログ映像信号用の外部入力端子２１に供給されたアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、Ａ／Ｄ変換部２２に供給されてデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに変換された後、上記セレクタ１６に出力される。さらに、デジタル映像信号用の外部入力端子２３に供給されたデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、そのまま上記セレクタ１６に供給される。

ここで、このセレクタ１６は、デコーダ１５、Ａ／Ｄ変換部２０，２２及び外部入力端子２３からそれぞれ供給されるデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒから１つを選択して、映像信号処理部２４に供給している。

この映像信号処理部２４は、詳細は後述するが、入力されたデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対して所定の信号処理を施すことにより、Ｒ（red），Ｇ（green），Ｂ（blue）信号を生成している。

そして、この映像信号処理部２４で生成されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が、映像表示部２５に供給されて映像表示に供される。なお、この映像表示部２５としては、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等でなるフラットパネルディスプレイが採用される。

ここで、このテレビジョン放送受信装置１１は、上記した各種の受信動作を含む種々の動作を制御部２６によって統括的に制御されている。この制御部２６は、ＣＰＵ（central processing unit）等を内蔵したマイクロプロセッサであり、図示しないリモートコントローラを含む操作部２７からの操作情報を受けて、その操作内容が反映されるように各部をそれぞれ制御している。

この場合、制御部２６は、主として、そのＣＰＵが実行する制御プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）２８と、該ＣＰＵに作業エリアを提供するためのＲＡＭ（random access memory）２９と、各種の設定情報及び制御情報等が格納される不揮発性メモリ３０とを利用している。

図２は、上記映像信号処理部２４の一例を示している。すなわち、上記セレクタ１６で選択されたデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、入力端子３１ａ，３１ｂを介してＩＰ（interlace progressive）変換・スケーリング処理部３２に供給される。

このＩＰ変換・スケーリング処理部３２は、入力された輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対して、映像表示部２５（液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等でなるフラットパネルディスプレイ）で表示を行なうためにプログレッシブ変換処理及びスケーリング処理を施して、エンハンサ処理部３３に出力している。

このエンハンサ処理部３３は、入力された輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対して、垂直及び水平方向の立ち上がりを急峻にしたり、または、シャープネスを変えたりするエンハンサ処理を施して、信号補正部３４に出力している。

この信号補正部３４は、入力された輝度信号Ｙに対して階調補正のための非線形補正処理を施すとともに、その非線形補正処理に伴なって色信号Ｃｂ／Ｃｒに振幅制御処理を施し、色空間変換部３５に出力している。

この色空間変換部３５は、入力された輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／ＣｒをＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換し、ＲＧＢガンマ補正部３６に出力している。このＲＧＢガンマ補正部３６は、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して、ホワイトバランス調整を施すとともに、上記映像表示部２５に対するガンマ補正処理を施し、ディザ処理部３７に出力している。

そして、このディザ処理部３７が、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して、表現力を増すためにビット数の拡張された高階調のビット表現を、映像表示部２５に対応した低階調のビット数に変換する圧縮処理を施した後、出力端子３８，３９，４０を介して映像表示部２５に出力している。

図３は、上記信号補正部３４の一例を示している。すなわち、上記エンハンサ処理部３３から出力された輝度信号Ｙは、入力端子４１を介して輝度非線形補正処理部４２に供給されて階調補正のための非線形補正処理が施された後、出力端子４３を介して上記色空間変換部３５に出力される。

ここで、上記輝度非線形補正処理部４２は、詳細は後述するが、上記制御部２６から制御端子４４を介して供給される変換パラメータに基づいて、輝度非線形補正処理用のＬＵＴ（look up table）を作成し、そのＬＵＴに基づいて輝度信号Ｙに非線形補正処理を施している。

また、上記エンハンサ処理部３３から出力された色信号Ｃｂ／Ｃｒは、入力端子４５を介して乗算器４６に供給され、色信号補正部４７から出力される色補正係数が乗算されることにより振幅制御処理が施された後、出力端子４８を介して上記色空間変換部３５に出力される。

この色信号補正部４７は、詳細は後述するが、制御部２６から制御端子４９を介して供給される色補正処理用のイニシャルテンプレートに対して、輝度非線形補正処理部４２の前後の輝度信号Ｙのレベル変化に基づいた補正処理を施すことにより、色信号Ｃｂ／Ｃｒに対する振幅制御を行なうための色ゲインとなる色補正係数を生成し、乗算器４６に出力している。

図４は、上記色信号補正部４７の一例を示している。すなわち、上記輝度非線形補正処理部４２による非線形補正処理前の輝度信号Ｄinは、入力端子４７ａ１を介した後、除算部４７ｂ１、正側ウエイトテンプレート４７ｃ１、負側ウエイトテンプレート４７ｄ１、補正部４７ｅ１、０判定部４７ｆ１にそれぞれ供給される。

また、上記輝度非線形補正処理部４２による非線形補正処理後の輝度信号Ｄoutは、入力端子４７ｇ１を介して上記除算部４７ｂ１に供給されている。この除算部４７ｂ１は、入力された輝度信号Ｄoutを輝度信号Ｄinで除算する、つまり、Ｄout／Ｄinなる演算を実行して、輝度信号入出力比を算出している。

そして、この除算部４７ｂ１の演算結果である輝度信号入出力比は、正側ウエイト処理部４７ｈ１、負側ウエイト処理部４７ｉ１、セレクタ制御部４７ｊ１にそれぞれ供給される。このうち、正側ウエイト処理部４７ｈ１は、入力された輝度信号入出力比が１以上、つまり、輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理されている場合に、正側ウエイトテンプレート４７ｃ１を用いた正側の重み付け処理を実行する。

すなわち、正側ウエイトテンプレート４７ｃ１は、輝度信号入出力比が１以上の場合に対応して予め設定されるもので、輝度信号Ｄinの振幅レベルと重み付け係数とを対応させたテーブルパラメータである。そして、正側ウエイト処理部４７ｈ１は、正側ウエイトテンプレート４７ｃ１から輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した重み付け係数を読み取り、その読み取った重み付け係数を輝度信号入出力比に乗算して、セレクタ４７ｋ１の一方の入力端に出力する。

また、上記負側ウエイト処理部４７ｉ１は、入力された輝度信号入出力比が１未満、つまり、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理されている場合に、負側ウエイトテンプレート４７ｄ１を用いた負側の重み付け処理を実行する。

すなわち、負側ウエイトテンプレート４７ｄ１は、輝度信号入出力比が１未満の場合に対応して予め設定されるもので、輝度信号Ｄinの振幅レベルと重み付け係数とを対応させたテーブルパラメータである。そして、負側ウエイト処理部４７ｉ１は、負側ウエイトテンプレート４７ｄ１から輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した重み付け係数を読み取り、その読み取った重み付け係数を輝度信号入出力比に乗算して、セレクタ４７ｋ１の他方の入力端に出力する。

このセレクタ４７ｋ１は、セレクタ制御部４７ｊ１によって制御されている。すなわち、セレクタ制御部４７ｊ１は、入力された輝度信号入出力比が１以上であるとき、正側ウエイト処理部４７ｈ１の出力が補正部４７ｅ１に供給されるようにセレクタ４７ｋ１を制御し、入力された輝度信号入出力比が１未満であるとき、負側ウエイト処理部４７ｉ１の出力が補正部４７ｅ１に供給されるようにセレクタ４７ｋ１を制御する。

この補正部４７ｅ１には、上記制御部２６から制御端子４９及び制御端子４７ｌ１を介して色補正処理用のイニシャルテンプレートが供給されている。このイニシャルテンプレートは、色信号に対して基本的な補正処理を行なうために予め設定されるもので、輝度信号Ｄinの振幅レベルと色信号に対する基本補正値とを対応させたテーブルパラメータである。

そして、補正部４７ｅ１は、イニシャルテンプレートから輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した基本補正値を読み取り、その読み取った基本補正値にセレクタ４７ｋ１からの出力を加算して上記色補正係数を生成し、出力端子４７ｍ１を介して上記乗算器４６に出力している。

なお、上記０判定部４７ｆ１は、輝度信号入出力比を算出する際に、分母となる輝度信号Ｄinの振幅レベルが０となった場合の除算対策を行なうために用意されている。すなわち、０判定部４７ｆ１は、輝度信号Ｄinの振幅レベルが０となったことを検出した場合に、正側及び負側ウエイト処理部４７ｈ１，４７ｉ１に対して輝度信号入出力比が１であるときと同じ動作を行なわせるように制御している。

ここで、図５（ａ）は、上記正側ウエイトテンプレート４７ｃ１における輝度信号Ｄinの振幅レベルと重み付け係数との関係の一例を示している。すなわち、正側ウエイトテンプレート４７ｃ１では、輝度信号Ｄinの振幅レベルが大きくなるのに比例して、重み付け係数も大きくなる特性を持たせている。

一方、図５（ｂ）は、上記負側ウエイトテンプレート４７ｄ１における輝度信号Ｄinの振幅レベルと重み付け係数との関係の一例を示している。すなわち、負側ウエイトテンプレート４７ｄ１では、輝度信号Ｄinの振幅レベルに関わらず、重み付け係数がほぼ一定となる特性を持たせている。

このように、輝度信号入出力比が１以上、つまり、輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理されている場合と、輝度信号入出力比が１未満、つまり、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理されている場合とで、色信号に振幅補正処理を施すための重み付け係数を異ならせている。

図６は、図４に示した色信号補正部４７の処理動作をまとめたフローチャートを示している。すなわち、処理が開始（ステップＳ６ａ）されると、除算部４７ｂ１は、ステップＳ６ｂで、上記輝度非線形補正処理部４２による非線形補正処理前後の輝度信号Ｄin，Ｄoutを取得する。

その後、０判定部４７ｆ１は、ステップＳ６ｃで、輝度信号Ｄinの振幅レベルが０か否かを判定する。そして、輝度信号Ｄinの振幅レベルが０でないと判断された場合（ＮＯ）、除算部４７ｂ１は、ステップＳ６ｄで、輝度信号入出力比Ａ＝Ｄout／Ｄinを演算する。また、輝度信号Ｄinの振幅レベルが０であると判断された場合（ＹＥＳ）、０判定部４７ｆ１は、ステップＳ６ｅで、正側及び負側ウエイト処理部４７ｈ１，４７ｉ１に対して輝度信号入出力比Ａ＝１を設定する。

そして、上記ステップＳ６ｄまたはステップＳ６ｅの後、正側及び負側ウエイト処理部４７ｈ１，４７ｉ１は、それぞれ、ステップＳ６ｆで、輝度信号入出力比Ａが１以上であるか否かを判別している。

ここで、輝度信号入出力比Ａが１未満であると判断された場合（ＮＯ）には、負側ウエイト処理部４７ｉ１が、ステップＳ６ｇで、負側ウエイトテンプレート４７ｄ１から輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した重み付け係数を読み取り、ステップＳ６ｈで、その読み取った重み付け係数を輝度信号入出力比Ａに乗算する。このときの乗算結果をＢとする。

一方、上記ステップＳ６ｆで、輝度信号入出力比Ａが１以上であると判断された場合（ＹＥＳ）には、正側ウエイト処理部４７ｈ１が、ステップＳ６ｉで、正側ウエイトテンプレート４７ｃ１から輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した重み付け係数を読み取り、ステップＳ６ｊで、その読み取った重み付け係数を輝度信号入出力比Ａに乗算する。このときの乗算結果をＢとする。

そして、上記ステップＳ６ｈまたはステップＳ６ｊの後、補正部４７ｅ１は、ステップＳ６ｋで、イニシャルテンプレートから輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した基本補正値Ｃを読み取り、ステップＳ６ｌで、その読み取った基本補正値ＣにステップＳ６ｈまたはステップＳ６ｊで得られた乗算結果Ｂを加算して、色補正係数Ｄを生成する。

その後、上記乗算器４６が、ステップＳ６ｍで、色補正係数Ｄを色信号Ｃｂ／Ｃｒに乗算して処理が終了（ステップＳ６ｎ）され、ここに色信号Ｃｂ／Ｃｒに対する振幅補正処理が行なわれる。

図４に示した色信号補正部４７によれば、正側ウエイトテンプレート４７ｃ１と負側ウエイトテンプレート４７ｄ１とを用意し、輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理されている場合と、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理されている場合とで、色信号に振幅補正処理を施すための重み付け係数を異ならせるようにしている。このため、輝度の暗部や明部における色のくすみや黒ずみを抑え、鮮やかな色で映像表示を行なえるように、色信号に対して振幅補正処理を施すことができる。

図７は、上記色信号補正部４７の他の例を示している。すなわち、上記輝度非線形補正処理部４２による非線形補正処理が施される前の輝度信号Ｄinは、入力端子４７ａ２を介した後、減算部４７ｂ２、正側ウエイトテンプレート４７ｃ２、負側ウエイトテンプレート４７ｄ２、補正部４７ｅ２にそれぞれ供給される。

また、上記輝度非線形補正処理部４２による非線形補正処理後の輝度信号Ｄoutは、入力端子４７ｇ２を介して上記減算部４７ｂ２に供給されている。この減算部４７ｂ２は、入力された輝度信号Ｄoutから輝度信号Ｄinを減算する、つまり、Ｄout−Ｄinなる演算を実行して、輝度信号入出力差を算出している。

そして、この減算部４７ｂ２の演算結果である輝度信号入出力差は、正側ウエイト処理部４７ｈ２、負側ウエイト処理部４７ｉ２、セレクタ制御部４７ｊ２にそれぞれ供給される。このうち、正側ウエイト処理部４７ｈ２は、入力された輝度信号入出力差が０以上、つまり、輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理されている場合に、正側ウエイトテンプレート４７ｃ２を用いた正側の重み付け処理を実行する。

すなわち、正側ウエイトテンプレート４７ｃ２は、輝度信号入出力差が０以上の場合に対応して予め設定されるもので、輝度信号Ｄinの振幅レベルと重み付け係数とを対応させたテーブルパラメータである。そして、正側ウエイト処理部４７ｈ２は、正側ウエイトテンプレート４７ｃ２から輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した重み付け係数を読み取り、その読み取った重み付け係数を輝度信号入出力差に乗算して、セレクタ４７ｋ２の一方の入力端に出力する。

また、上記負側ウエイト処理部４７ｉ２は、入力された輝度信号入出力比が０未満、つまり、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理されている場合に、負側ウエイトテンプレート４７ｄ２を用いた負側の重み付け処理を実行する。

すなわち、負側ウエイトテンプレート４７ｄ２は、輝度信号入出力差が０未満の場合に対応して予め設定されるもので、輝度信号Ｄinの振幅レベルと重み付け係数とを対応させたテーブルパラメータである。そして、負側ウエイト処理部４７ｉ２は、負側ウエイトテンプレート４７ｄ２から輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した重み付け係数を読み取り、その読み取った重み付け係数を輝度信号入出力差に乗算して、セレクタ４７ｋ２の他方の入力端に出力する。

このセレクタ４７ｋ２は、セレクタ制御部４７ｊ２によって制御されている。すなわち、セレクタ制御部４７ｊ２は、入力された輝度信号入出力差が０以上であるとき、正側ウエイト処理部４７ｈ２の出力が補正部４７ｅ２に供給されるようにセレクタ４７ｋ２を制御し、入力された輝度信号入出力差が０未満であるとき、負側ウエイト処理部４７ｉ２の出力が補正部４７ｅ２に供給されるようにセレクタ４７ｋ２を制御する。

この補正部４７ｅ２には、上記制御部２６から制御端子４９及び制御端子４７ｌ２を介して色補正処理用のイニシャルテンプレートが供給されている。このイニシャルテンプレートは、色信号に対して基本的な補正処理を行なうために予め設定されるもので、輝度信号Ｄinの振幅レベルと色信号に対する基本補正値とを対応させたテーブルパラメータである。

そして、補正部４７ｅ２は、イニシャルテンプレートから輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した基本補正値を読み取り、その基本補正値にセレクタ４７ｋ２からの出力を加算して上記色補正係数を生成し、出力端子４７ｍ２を介して上記乗算器４６に出力している。

ここで、図８（ａ）は、上記正側ウエイトテンプレート４７ｃ２における輝度信号Ｄinの振幅レベルと重み付け係数との関係の一例を示している。すなわち、正側ウエイトテンプレート４７ｃ２では、輝度信号Ｄinの振幅レベルが大きくなるのに比例して、重み付け係数が小さくなる特性を持たせている。

一方、図８（ｂ）は、上記負側ウエイトテンプレート４７ｄ２における輝度信号Ｄinの振幅レベルと重み付け係数との関係の一例を示している。すなわち、負側ウエイトテンプレート４７ｄ２では、輝度信号Ｄinの振幅レベルに関わらず、重み付け係数がほぼ一定となる特性を持たせている。

このように、輝度信号入出力差が０以上、つまり、輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理されている場合と、輝度信号入出力差が０未満、つまり、輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理されている場合とで、色信号に振幅補正処理を施すための重み付け係数を異ならせている。

図９は、図７に示した色信号補正部４７の処理動作をまとめたフローチャートを示している。すなわち、処理が開始（ステップＳ９ａ）されると、減算部４７ｂ２は、ステップＳ９ｂで、上記輝度非線形補正処理部４２による非線形補正処理前後の輝度信号Ｄin，Ｄoutを取得し、ステップＳ９ｃで、輝度信号入出力差Ａ＝Ｄout−Ｄinを演算する。

その後、正側及び負側ウエイト処理部４７ｈ２，４７ｉ２は、それぞれ、ステップＳ９ｄで、輝度信号入出力差Ａが０以上であるか否かを判別している。そして、輝度信号入出力差Ａが０未満であると判断された場合（ＮＯ）には、負側ウエイト処理部４７ｉ２が、ステップＳ９ｅで、負側ウエイトテンプレート４７ｄ２から輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した重み付け係数を読み取り、ステップＳ９ｆで、その読み取った重み付け係数を輝度信号入出力差Ａに乗算する。このときの乗算結果をＢとする。

一方、上記ステップＳ９ｄで、輝度信号入出力差Ａが０以上であると判断された場合（ＹＥＳ）には、正側ウエイト処理部４７ｈ２が、ステップＳ９ｇで、正側ウエイトテンプレート４７ｃ２から輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した重み付け係数を読み取り、ステップＳ９ｈで、その読み取った重み付け係数を輝度信号入出力差Ａに乗算する。このときの乗算結果をＢとする。

そして、上記ステップＳ９ｆまたはステップＳ９ｈの後、補正部４７ｅ２は、ステップＳ９ｉで、イニシャルテンプレートから輝度信号Ｄinの振幅レベルに対応した基本補正値Ｃを読み取り、ステップＳ９ｊで、その読み取った基本補正値ＣにステップＳ９ｆまたはステップＳ９ｈで得られた乗算結果Ｂを加算して、色補正係数Ｄを生成する。

その後、上記乗算器４６が、ステップＳ９ｋで、色補正係数Ｄを色信号Ｃｂ／Ｃｒに乗算して処理が終了（ステップＳ９ｌ）され、ここに色信号Ｃｂ／Ｃｒに対する振幅補正処理が行なわれる。

図７に示した色信号補正部４７によれば、図４に示した色信号補正部４７と同様の効果が得られる他に、輝度信号Ｄinの振幅レベルが０となった場合の除算対策を行なう必要が無く、その分、回路構成を簡易にすることが可能となる。ただし、輝度非線形補正処理前の輝度信号Ｄinに応じて、輝度信号入出力差Ａの値を輝度信号入出力比に換算するための係数が変化するため、正側及び負側ウエイトテンプレート４７ｃ２，４７ｄ２で与えられるテーブルパラメータは、そのことを考慮している必要がある。

ここで、図１０は、上記輝度非線形補正処理部４２の一例を示している。すなわち、上記入力端子４１に供給された輝度信号Ｙは、入力端子４２ａを介した後、非線形補正処理部４２ｂに供給されるとともに、ヒストグラムデータ取得部４２ｃに供給される。このうち、ヒストグラムデータ取得部４２ｃは、入力された１フレーム分の輝度信号に対して、各輝度レベルのヒストグラムデータを取得する。

そして、このヒストグラムデータ取得部４２ｃで取得されたヒストグラムデータは、度数変換部４２ｄに供給される。この度数変換部４２ｄは、入力されたヒストグラムデータに対し、上記制御部２６から制御端子４４，４２ｅを介して供給される、各輝度レベルのヒストグラムデータに指定可能な変換パラメータに基づいて度数変換処理を施し、ＬＵＴ作成部４２ｆに出力している。

このＬＵＴ作成部４２ｆは、入力された度数変換後のヒストグラムデータに基づいて輝度非線形補正処理用のＬＵＴを作成し、上記非線形補正処理部４２ｂに出力している。そして、この非線形補正処理部４２ｂが、入力された輝度信号に対してＬＵＴに基づいた非線形補正処理を施し、出力端子４２ｇ，４３を介して上記色空間変換部３５に出力している。

図１１は、上記輝度非線形補正処理部４２が輝度信号Ｙに施す非線形補正処理動作の一例をまとめたフローチャートを示している。すなわち、処理が開始（ステップＳ１１ａ）されると、ヒストグラムデータ取得部４２ｃは、ステップＳ１１ｂで、輝度についてヒストグラムデータを取得する。

このヒストグラムデータの取得は、１フレーム分の映像信号に対して１画素毎に輝度レベルを検出し、各輝度レベルに対応している画素数をカウントすることにより行なわれる。この場合、輝度レベルの分解能は十分に細かく設定されるものとする。例えば、入力映像信号が８ビットである場合は、ヒストグラムデータを取得する際の輝度レベルの分解能も８ビットとする。

図１２は、上記のようにして取得された１フレーム分の輝度のヒストグラムデータの一例を示している。この場合、輝度レベルの分解能は、８ビット（０〜２５５）としている。すなわち、０〜２５５までの２５６個の各輝度レベルに対して、それぞれ対応している画素の数が取得されている。このため、各輝度レベルにおける画素数を全て加算すると、その合計は、入力映像信号が持つ１フレーム分の画素数と同じになる。

その後、度数変換部４２ｄは、ステップＳ１１ｃで、取得したヒストグラムデータに対して、制御部２６から供給される変換パラメータに基づいて度数変換処理を実行する。この変換パラメータは、図１３に示すように、各輝度レベル０〜２５５毎に、それぞれ入力ヒストグラムデータに対する出力ヒストグラムデータを規定したものである。

図１４は、輝度レベル０に対する変換パラメータの一例を示している。この変換パラメータでは、ヒストグラムデータの量が非常に多いことから、入力ヒストグラムデータを等間隔でプロットし、そのプロットされた入力ヒストグラムデータ位置ＩＮ０〜ＩＮ６に対応する出力ヒストグラムデータＯＵＴ０〜ＯＵＴ６だけを規定している。そして、各出力ヒストグラムデータＯＵＴ０〜ＯＵＴ６間は、直線で結ぶことにより対応している。

ここで、図１２に示したヒストグラムデータは、上記した変換パラメータに基づいて度数変換処理が施されることにより、例えば図１５に示すように度数変換される。その後、ＬＵＴ作成部４２ｆは、ステップＳ１１ｄで、度数変換されたヒストグラムデータから総データ数、つまり、映像信号のペデスタルレベルから１００％振幅範囲内に対応する全画素数を算出する。

そして、ＬＵＴ作成部４２ｆは、ステップＳ１１ｅで、１００％振幅を示す変換値を設定し、ステップＳ１１ｄで取得した総データ数が、映像信号のペデスタルレベルから１００％振幅範囲内に収まるように、ステップＳ１１ｃで度数変換されたヒストグラムデータに係数を乗算する。

その後、ＬＵＴ作成部４２ｆは、ステップＳ１１ｆで、度数変換され係数が乗算されたヒストグラムデータを、下位の輝度レベルから累積加算することにより輝度入出力変換パラメータ、つまり、輝度非線形補正処理用のＬＵＴを作成する。

そして、ＬＵＴ作成部４２ｆは、ステップＳ１１ｇで、ペデスタルレベルを設定しデータ調整を行ない、非線形補正処理部４２ｂが、ステップＳ１１ｈで、ＬＵＴに基づいて輝度信号Ｙに非線形補正処理を施し、処理を終了（ステップＳ１１ｉ）する。図１６は、輝度非線形補正処理用のＬＵＴによって輝度信号Ｙに与えられる非線形特性の一例を示している。

上記した輝度非線形補正処理部４２によれば、各輝度レベルにそれぞれヒストグラムデータを指定可能な変換パラメータによる度数変換処理を行なうようにしたので、輝度に対する階調補正処理の制御範囲を柔軟に可変可能として、実用に適した輝度制御を行なうことが可能となる。

なお、ヒストグラムデータに度数変換処理を施すための変換パラメータとしては、１種類に限らず、例えば標準モードや映画モード等に対応させた複数種類を、予め不揮発性メモリ３０に用意しておき、ユーザにモードに応じた明るさを選択設定させるようにすることもできる。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

この発明の実施の形態を示すもので、テレビジョン放送受信装置の映像信号処理系を説明するために示すブロック構成図。同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置の映像信号処理部の詳細を説明するために示すブロック構成図。同実施の形態における映像信号処理部の信号補正部の詳細を説明するために示すブロック構成図。同実施の形態における信号補正部の色信号補正部の一例を説明するために示すブロック構成図。同実施の形態における色信号補正部の正側及び負側ウエイトテンプレートの特性を説明するために示す図。同実施の形態における色信号補正部の処理動作を説明するために示すフローチャート。同実施の形態における信号補正部の色信号補正部の他の例を説明するために示すブロック構成図。同実施の形態における色信号補正部の正側及び負側ウエイトテンプレートの特性を説明するために示す図。同実施の形態における色信号補正部の処理動作を説明するために示すフローチャート。同実施の形態における信号補正部の輝度非線形補正処理部の一例を説明するために示すブロック構成図。同実施の形態における輝度非線形補正処理部の処理動作を説明するために示すフローチャート。同実施の形態における輝度非線形補正処理部が取得する１フレーム分のヒストグラムデータを説明するために示す図。同実施の形態における輝度非線形補正処理部に与えられる変換パラメータを説明するために示す図。同実施の形態における輝度非線形補正処理部に与えられる変換パラメータの詳細を説明するために示す図。同実施の形態における輝度非線形補正処理部が変換パラメータに基づいて実行する度数変換処理を説明するために示す図。同実施の形態における輝度非線形補正処理部によって行なわれる輝度非線形補正処理を説明するために示す図。

符号の説明

１１…テレビジョン放送受信装置、１２…アンテナ、１３…入力端子、１４…選局復調部、１５…デコーダ、１６…セレクタ、１７…アンテナ、１８…入力端子、１９…選局復調部、２０…Ａ／Ｄ変換部、２１…外部入力端子、２２…Ａ／Ｄ変換部、２３…外部入力端子、２４…映像信号処理部、２５…映像表示部、２６…制御部、２７…操作部、２８…ＲＯＭ、２９…ＲＡＭ、３０…不揮発性メモリ、３１ａ，３１ｂ…入力端子、３２…ＩＰ変換・スケーリング処理部、３３…エンハンサ処理部、３４…信号補正部、３５…色空間変換部、３６…ＲＧＢガンマ補正部、３７…ディザ処理部、３８〜４０…出力端子、４１…入力端子、４２…輝度非線形補正処理部、４３…出力端子、４４…制御端子、４５…入力端子、４６…乗算器、４７…色信号補正部、４８…出力端子、４９…制御端子。

Claims

輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施された場合に対応して予め設定されるもので、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと第１の係数とを対応させた第１のテーブルと、
前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施された場合に対応して予め設定されるもので、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと第２の係数とを対応させた第２のテーブルと、
前記非線形補正処理の前後の輝度信号に基づいて、前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたか、前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたかを判別する判別手段と、
前記判別手段で前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記第１のテーブルから読み取った第１の係数に基づいて色信号に振幅レベルの補正処理を施し、前記判別手段で前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記第２のテーブルから読み取った第２の係数に基づいて前記色信号に振幅レベルの補正処理を施す色補正手段とを具備することを特徴とする映像信号処理装置。
前記色補正手段は、
前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと前記色信号を振幅補正するための基本補正値とを対応させた第３のテーブルと、
前記判別手段で前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第１のテーブルから読み取った第１の係数に基づいて、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第３のテーブルから読み取った基本補正値を補正して色補正係数を生成し、前記判別手段で前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第２のテーブルから読み取った第２の係数に基づいて、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第３のテーブルから読み取った基本補正値を補正して色補正係数を生成する補正手段と、
前記補正手段で生成された色補正係数を前記色信号に乗算する演算手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
前記判別手段は、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと前記非線形補正処理後の輝度信号の振幅レベルとの比に基づいて、前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたか、前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたかを判別することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
前記色補正手段は、
前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第１のテーブルから読み取った第１の係数と、前記非線形補正処理の前後の輝度信号の振幅レベル比とを演算処理する第１の処理手段と、
前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第２のテーブルから読み取った第２の係数と、前記非線形補正処理の前後の輝度信号の振幅レベル比とを演算処理する第２の処理手段と、
前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと前記色信号を振幅補正するための基本補正値とを対応させた第３のテーブルと、
前記判別手段で前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記第１の処理手段の出力と前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第３のテーブルから読み取った基本補正値とを演算して色補正係数を生成し、前記判別手段で前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記第２の処理手段の出力と前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第３のテーブルから読み取った基本補正値とを演算して色補正係数を生成する生成手段と、
前記生成手段から出力された色補正係数を前記色信号に乗算する演算手段とを具備することを特徴とする請求項３記載の映像信号処理装置。
前記判別手段は、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと前記非線形補正処理後の輝度信号の振幅レベルとの比を算出する際に、分母となる振幅レベルが０である場合に、予め設定された値を判別結果として出力することを特徴とする請求項３記載の映像信号処理装置。
前記判別手段は、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと前記非線形補正処理後の輝度信号の振幅レベルとの差に基づいて、前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたか、前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたかを判別することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
前記色補正手段は、
前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第１のテーブルから読み取った第１の係数と、前記非線形補正処理の前後の輝度信号の振幅レベル差とを演算処理する第１の処理手段と、
前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第２のテーブルから読み取った第２の係数と、前記非線形補正処理の前後の輝度信号の振幅レベル差とを演算処理する第２の処理手段と、
前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと前記色信号を振幅補正するための基本補正値とを対応させた第３のテーブルと、
前記判別手段で前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記第１の処理手段の出力と前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第３のテーブルから読み取った基本補正値とを演算して色補正係数を生成し、前記判別手段で前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記第２の処理手段の出力と前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第３のテーブルから読み取った基本補正値とを演算して色補正係数を生成する生成手段と、
前記生成手段から出力された色補正係数を前記色信号に乗算する演算手段とを具備することを特徴とする請求項６記載の映像信号処理装置。
輝度信号に非線形補正処理を施す非線形補正処理手段と、
前記非線形補正処理手段により輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施された場合に対応して予め設定されるもので、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと第１の係数とを対応させた第１のテーブルと、
前記非線形補正処理手段により輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施された場合に対応して予め設定されるもので、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと第２の係数とを対応させた第２のテーブルと、
前記非線形補正処理の前後の輝度信号に基づいて、前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたか、前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたかを判別する判別手段と、
前記判別手段で前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記第１のテーブルから読み取った第１の係数に基づいて色信号に振幅レベルの補正処理を施し、前記判別手段で前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記第２のテーブルから読み取った第２の係数に基づいて前記色信号に振幅レベルの補正処理を施す色補正手段と、
前記色補正手段で振幅補正処理が施された色信号と、前記非線形補正処理手段で非線形補正処理が施された輝度信号とに基づいて映像表示を行なう表示手段とを具備することを特徴とする映像表示装置。
輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施された場合に対応して予め設定されるもので、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと第１の係数とを対応させた第１のテーブルと、
前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施された場合に対応して予め設定されるもので、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと第２の係数とを対応させた第２のテーブルとを備えた映像信号処理装置に対して、
前記非線形補正処理の前後の輝度信号に基づいて、前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたか、前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたかを判別する第１の工程と、
前記第１の工程で前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記第１のテーブルから読み取った第１の係数に基づいて色信号に振幅レベルの補正処理を施す第２の工程と、
前記第１の工程で前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記第２のテーブルから読み取った第２の係数に基づいて前記色信号に振幅レベルの補正処理を施す第３の工程とを具備することを特徴とする映像信号処理方法。
前記第１の工程は、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと前記非線形補正処理後の輝度信号の振幅レベルとの比及び差のいずれか一方に基づいて、前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたか、前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたかを判別することを特徴とする請求項９記載の映像信号処理方法。
前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルと前記色信号を振幅補正するための基本補正値とを対応させた第３のテーブルを備え、
前記第２の工程は、前記第１の工程で前記輝度信号の振幅レベルが高くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第１のテーブルから読み取った第１の係数に基づいて、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第３のテーブルから読み取った基本補正値を補正して色補正係数を生成し、その生成された色補正係数を前記色信号に乗算し、
前記第３の工程は、前記第１の工程で前記輝度信号の振幅レベルが低くなる方向に非線形補正処理が施されたと判別された場合、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第２のテーブルから読み取った第２の係数に基づいて、前記非線形補正処理前の輝度信号の振幅レベルに対応して前記第３のテーブルから読み取った基本補正値を補正して色補正係数を生成し、その生成された色補正係数を前記色信号に乗算することを特徴とする請求項９記載の映像信号処理方法。