JP2008016962A - Video signal processing circuit, video display apparatus, and video signal processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力された映像信号に対して逆ガンマ補正を行う映像信号処理回路、逆ガンマ補正された映像信号を表示する映像表示装置、及び映像信号処理方法に関する。 The present invention relates to a video signal processing circuit that performs inverse gamma correction on an input video signal, a video display device that displays a video signal subjected to inverse gamma correction, and a video signal processing method.
従来、受像機側の発光出力特性(ノンリニア特性)を考慮して、送信側でその特性を考慮して予め補正を行う技術が知られている。例えば、テレビジョン受像機は、陰極線菅(CRT;Cathode Ray Tube)を表示装置として用いるものが多いが、このCRTもノンリニア特性を有する。このようなノンリニア特性はガンマ特性(γ特性)と呼ばれるもので、受像側のノンリニア特性は、入力をX、出力をYで表したとき、 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is known in which light emission output characteristics (non-linear characteristics) on the receiver side are taken into consideration and correction is performed in advance on the transmission side in consideration of the characteristics. For example, many television receivers use a cathode ray tube (CRT) as a display device, and this CRT also has non-linear characteristics. Such a non-linear characteristic is called a gamma characteristic (γ characteristic). The non-linear characteristic on the image receiving side is represented by X for input and Y for output.
映像信号を提供する放送局では、このように受像側であるCRTのガンマ特性を相殺するようなガンマ補正処理を映像信号に施して放送している。それによってテレビジョン受像機は、CRTのガンマ特性が補正されリニアな表示が行える。 A broadcast station that provides a video signal broadcasts the video signal by performing a gamma correction process that cancels the gamma characteristics of the CRT on the receiving side. Accordingly, the television receiver can perform linear display with the CRT gamma characteristic corrected.
このガンマ補正に用いられるガンマ値は用途、さらに言えば色表現の規格毎に決定されている。例えばCRTテレビジョン受像機では、ガンマ特性(ガンマ曲線)を表すガンマ値(γ)=2.2であるが、これはITU(International Telecommunication Union)709で規定されているものである。また、パソコン、ディスプレイやプリンタなどの異なる環境間で色の再現性を確保するために定められた色空間の規格としてsRGBがあるが、ここではガンマ値(γ)=2.4に規定されている。また、デジタルシネマ配給用マスターのDCDM(D-Cinema Distribution Master)におけるガンマ曲線は、全レベル(全区間)においてガンマ値(γ)=2.6となっている。 The gamma value used for the gamma correction is determined for each use, that is, for each color expression standard. For example, in a CRT television receiver, a gamma value (γ) representing a gamma characteristic (gamma curve) = 2.2, which is defined by ITU (International Telecommunication Union) 709. In addition, sRGB is a color space standard established to ensure color reproducibility between different environments such as a personal computer, a display, and a printer. Here, a gamma value (γ) = 2.4 is specified. Yes. Further, the gamma curve in the DCDM (D-Cinema Distribution Master) of the digital cinema distribution master has a gamma value (γ) = 2.6 in all levels (all sections).
これら3つのガンマ曲線の例を、図5に示す。図6は、図5に示した3つのガンマ曲線の部分拡大図である。図5において、縦軸及び横軸は、それぞれ入力映像信号及び出力映像信号の信号レベルを表しており、「0」のとき信号レベルは0%、「1」のとき信号レベルは100%である。この例で、例えば入力映像信号を8ビットでデジタル化したときには、入力0%のレベルは黒レベルの16量子化レベル(論理レベルであって、図ではデジタル化したときのデジタルコードとして示す。)に相当し、入力100%のレベルは235量子化レベルに相当する。8ビットでデジタル化すると、0量子化レベルに相当する入力−(マイナス)7%のレベルまで表現できることになるが、ここでは図示していない。
Examples of these three gamma curves are shown in FIG. FIG. 6 is a partially enlarged view of the three gamma curves shown in FIG. In FIG. 5, the vertical axis and the horizontal axis represent the signal levels of the input video signal and the output video signal, respectively. When “0”, the signal level is 0%, and when “1”, the signal level is 100%. . In this example, for example, when the input video signal is digitized by 8 bits, the
ITU709規格によるガンマ曲線101は、曲線に加え直線からも構成されており、入力をX、出力をYとすると、以下の式で表される。
The
sRGB規格によるガンマ曲線102もまた曲線と直線から構成されており、入力をX、出力をYとすると、以下の式で表される。
The
ITU709及びsRGB規格によるガンマ曲線101,102は、信号レベルの低い黒レベル付近はゲインの低い直線で近似(図6参照)されているため、受像側で戻してリニアにする場合、大きな語長(ハードウェアでの場合)は必要でなく、特性及びハード規模においても問題が顕在化しない。
Since the
例えば、逆ガンマ補正処理の一例として、特許文献1に記載されているような技術がある。この特許文献1には、逆ガンマ補正回路に設定する入力階調に対する出力階調の関係を表す逆ガンマ補正特性として、入力階調における階調0から所定階調までを所定の傾きを有する直線とし、所定階調を超える部分を直線につながる曲線とし、直線の傾きを異ならせて全体としての逆ガンマ補正特性を切り換える切換手段を設けて構成した画像表示装置が開示されている。この画像表示装置によれば、表示される画像の状態を効果的に変化させることができる(例えば、特許文献1参照。)。
For example, as an example of the inverse gamma correction process, there is a technique as described in
一方、DCDM規格では、ガンマ特性は曲線のみで構成されており、入力をX、出力をYとすると、以下の式で表される。 On the other hand, in the DCDM standard, the gamma characteristic is composed only of a curve. If the input is X and the output is Y, it is expressed by the following equation.
このようにガンマ曲線103の全区間がガンマ値(γ)=1/2.6であり、信号レベルの低い黒レベル付近は非常にゲインが高い(図6参照)。このDCDM規格に準じた映像信号処理回路を従来の語長(例えば8ビット)に準じてハードウェアで構成しようとするとどうしてもビット(bit)落ちが発生してしまう。これを防ぐために語長を大きくすると後段での処理にも影響を及ぼしてしまい回路規模が非常に増大してしまう。黒レベル付近は非常に低い信号レベル(1%以内)であるとは言え、一度ビット落ちが起きてしまうと以降の処理では全く再現が不可能となり映像品質が大きく悪化してしまう。このように、DCDM規格に準拠してLSI(Large Scale Integration)化を実現する場合、従来方式ではある程度ビット落ちは免れないという問題があった。
Thus, the entire section of the
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、入力信号レベルに対する出力信号レベルのゲインが高いガンマ特性を持つ映像信号に対し、受像側で逆ガンマ補正(ガンマ戻し)を行ったときにビット落ちが発生するのを防ぐことを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point. When a video signal having a gamma characteristic having a high output signal level gain with respect to an input signal level is subjected to inverse gamma correction (gamma return) on the image receiving side. The purpose is to prevent bit dropping.
上記課題を解決するため、本発明は、入力された映像信号に対して逆ガンマ補正処理を行う際に、映像信号の入力信号レベルが0以上で逆ガンマ曲線を算出し、また映像信号の入力信号レベルが0以上で直線を算出し、さらに逆ガンマ曲線と直線の交点の入力信号レベルを含む前後の区間で逆ガンマ曲線と直線を滑らかに接続する遷移曲線を算出する。そして、映像信号の入力信号レベルが0から逆ガンマ曲線でビット落ちが発生する信号レベルを含む区間で上記直線、そのビット落ちが発生する信号レベルより高レベル側の区間で上記逆ガンマ曲線を使用し、かつ直線と逆ガンマ曲線の接続部分に遷移曲線を使用して逆ガンマ補正特性を作成する。これら直線、逆ガンマ曲線及び遷移曲線から構成された逆ガンマ補正特性に基づいて逆ガンマ補正処理を行うことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention calculates an inverse gamma curve when an input signal level of a video signal is 0 or more and performs input gamma signal input when performing an inverse gamma correction process on the input video signal. A straight line is calculated when the signal level is 0 or more, and a transition curve that smoothly connects the reverse gamma curve and the straight line is calculated in the preceding and following sections including the input signal level at the intersection of the reverse gamma curve and the straight line. Then, the straight line is used in the section including the signal level where the input signal level of the video signal is 0 and the bit drop occurs in the reverse gamma curve, and the reverse gamma curve is used in the section higher than the signal level in which the bit drop occurs. In addition, an inverse gamma correction characteristic is created by using a transition curve at the connection portion between the straight line and the inverse gamma curve. A reverse gamma correction process is performed based on an inverse gamma correction characteristic composed of the straight line, the reverse gamma curve, and the transition curve.
上述構成によれば、黒レベル付近を直線で構成しレベル変換後の信号レベルを確保することにより、例えば高いガンマ値でガンマ補正処理された映像信号など、逆ガンマ曲線単独による逆ガンマ補正処理では低レベル領域(黒レベル付近)でビット落ちが発生してしまうような急峻な入力映像信号に対して、ビット落ちを防ぐことができる。 According to the above-described configuration, the inverse gamma correction process using a single inverse gamma curve, such as a video signal that has been subjected to a gamma correction process with a high gamma value, is achieved by configuring the black level vicinity as a straight line and securing the signal level after level conversion. Bit dropping can be prevented for a steep input video signal in which bit dropping occurs in a low level region (near the black level).
本発明によれば、入力信号レベルに対する出力信号レベルのゲインが高いガンマ特性を持つ映像信号に対し、受像側で逆ガンマ補正(ガンマ戻し)を行ったときにビット落ちが発生するのを防ぐことができる。したがって、ディスプレイに表示したときの映像品位の低下を抑えることができる。 According to the present invention, bit loss is prevented from occurring when reverse gamma correction (gamma return) is performed on the image receiving side for a video signal having a gamma characteristic with a high gain of the output signal level with respect to the input signal level. Can do. Therefore, it is possible to suppress a decrease in video quality when displayed on the display.
以下、本発明の実施の形態について、添付の図1〜図6を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の一実施形態の例に係る映像表示装置のブロック構成図である。図1において、映像表示装置1は、図1に示すように、例えば液晶パネル又はPDP(Plasma Display Panel)等のディスプレイ16と、本発明の映像信号処理回路であり入力された映像信号に対してディスプレイ16のガンマ補正特性に対応した逆ガンマ補正を行う逆ガンマ補正回路11と、逆ガンマ補正回路11により逆ガンマ補正が行われた映像信号に対して3×3のマトリクス処理などリニア領域で信号処理を行うリニア領域信号処理12と、リニア領域信号処理回路12により処理された映像信号に改めてディスプレイに応じてガンマ処理を行うガンマ補正処理13と、ガンマ補正回路13によりガンマ補正された映像信号に対して誤差拡散処理及びディザ処理を行う誤差拡散・ディザ処理回路14と、誤差拡散・ディザ処理回路14により処理された映像信号に基づきディスプレイ16を駆動して当該ディスプレイ16に対して映像を表示させるディスプレイ駆動回路15を備えている。リニア領域信号処理12、ガンマ補正処理13、誤差拡散・ディザ処理回路14、ディスプレイ駆動回路15及びディスプレイ16は、周知の技術であるとともに本発明の本質部分ではないため、本願では詳細な説明は省略する。
FIG. 1 is a block diagram of a video display apparatus according to an example of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
映像表示装置1の逆ガンマ補正回路11には、例えば8ビットで表されたDCDM方式のR(赤)系統の映像信号が入力される。DCDM規格では、数式(5)で表されるガンマ補正曲線(γ値=2.6)に応じた逆ガンマ補正を映像信号に施すことを規定している。したがって、逆ガンマ補正回路11では、ディスプレイ16に送出する映像信号として、入力された映像信号に対して上記逆ガンマ補正が施されるように、入力された映像信号のレベル変換を行う。具体的には、逆ガンマ補正回路11は、ガンマ補正曲線の逆特性曲線(「逆ガンマ補正曲線」もしくは単に「逆ガンマ曲線」という)を基に算出する逆ガンマ補正特性に応じた信号レベルの変換を行う。この一連の処理は、例えばR(赤),G(緑),B(青)の3色の原色信号からなる映像信号である場合、RGBの3チャンネルについてそれぞれのチャンネル毎に行う。
The inverse
本例では、入力映像信号は、黒レベル(規定のレベル)が加算され、かつ、ガンマ補正(γ=2.6)が施された上で逆ガンマ補正回路11へ入力されるため、ガンマ戻し(逆ガンマ補正)処理では当該黒レベルを減算してから処理を行う。さらに、本例のガンマ戻し処理は、入力映像信号の信号レベルに応じて処理を分けて行う。図3に示すように、入力信号レベルを機能的に大きく、入力映像信号のコード0に相当する信号レベル(入力−7%)から黒レベル(入力0%,コード16)の区間(負区間)、黒レベルから通常の逆ガンマ補正ではビット落ちが発生する信号レベルを含む区間(直線区間)、その直線区間の終点から所定の幅を持った区間(遷移区間)、及び遷移区間の終点より高レベル側であって通常の規定(本例ではDCDM規格、γ=2.6)の逆ガンマ曲線に沿ったガンマ戻しを実行する区間(逆ガンマ曲線区間)の4区間、に分割している。図4に、図3の逆ガンマ補正特性の拡大図を示す。
In this example, the input video signal is added to the inverse
次に、上記逆ガンマ補正特性に対応したレベル変換を行う逆ガンマ補正回路11について説明する。逆ガンマ補正回路11のブロック構成を、図2に示す。逆ガンマ補正回路11は、図2に示すように、負側演算部21、直線演算部22、遷移演算部23、逆ガンマ曲線演算部24、各演算部の出力信号が供給されるセレクタ25、メモリ26、制御部27、エンコーダ28を備えている。逆ガンマ補正回路11へ入力された映像信号は、まず負側演算部21、直線演算部22、遷移演算部23、及び逆ガンマ曲線演算部24の各々へ入力される。本例においては、前述のように逆ガンマ補正回路11に入力される映像信号は、既に黒レベルが減算されており、負のmax値は−(マイナス)黒レベルとしている。
Next, the inverse
負側演算部21は、入力映像信号に対して、信号レベルが−黒レベルから0%未満で所定の曲線を生成し、信号レベルの変換を行う。この区間は全体から見て狭く、0以上の値と比較して優先度も低くなるため曲線は折れ線近似で生成する。
The negative
直線演算部22は、入力映像信号の信号レベルが0%以上の区間で、図4に示す直線31に基づく直線演算(Y=aX+b;Xは入力信号レベル、Yは出力信号レベル、a,bは定数)を実行し、信号レベルの変換を行う。このときの直線は、ビット落ちが発生する部分の信号レベルを超えた辺りで逆ガンマ補正曲線と交差するような傾きを持つものとする。
The straight
逆ガンマ曲線演算部24は、入力映像信号の信号レベルが0%以上で所定の規格(本例ではDCDM規格)に準拠した逆ガンマ補正曲線33(図4参照)を生成し、信号レベルの変換を行う。この例では、設定パラメータが少なくても比較的精度が良く、折れ線近似よりも理想に近い曲線が生成可能なキュービック(cubic)補間演算を行っている。逆ガンマ曲線演算部24は、逆ガンマ補正後のサンプルデータを所定数予め保持しておき、これらのサンプルデータに基づきキュービック補間演算を行うことによって逆ガンマ補正曲線を復元し、復元した逆ガンマ補正曲線に従った映像信号のレベル変換を行う。以下、簡単に逆ガンマ曲線演算部24におけるレベル変換処理を説明する。
The inverse gamma
逆ガンマ曲線演算部24は、入力映像信号の信号レベルの最小値(=0)から最大値(=max)までの間を任意の間隔で等間隔に分割することによって、入力映像信号のダイナミックレンジ上に複数のサンプル点を設定する。逆ガンマ曲線演算部24は、そのサンプル点における逆ガンマ補正曲線上にある信号レベルを、サンプルデータとして保持しておく。つまり、サンプルデータは、入力映像信号がサンプル点の信号レベルであった場合に、その信号レベルに対して逆ガンマ補正を行った後の信号レベルである。
The inverse gamma
逆ガンマ曲線演算部24は、ある任意の信号レベルの映像信号が入力された場合、その入力された信号レベルに対して高レベル側の近傍に位置する2つのサンプル点及び低レベル側の近傍に位置する2つのサンプル点を検出する。そして、検出した4つのサンプル点に対応した4つのサンプルデータを選択する。逆ガンマ曲線演算部24は、選択した4つのサンプルデータに基づきキュービック補間演算を行って、入力映像信号の信号レベルに対応した補正後の信号レベルを算出する。逆ガンマ補正回路11は、以上のようにして入力映像信号の信号レベルのレベル変換を行う。
When a video signal of a certain arbitrary signal level is input, the inverse gamma
キュービック補間演算は、カーネル関数と呼ばれる3次の多項式を用いた補間アルゴリズムであり、その詳細は例えば、「George Wolberg 「DigitalImageWarping」,IEEE Computer Society Press ,ISBN 0-8186-8944-7,1990年発行」に記載されている。 Cubic interpolation is an interpolation algorithm using a cubic polynomial called a kernel function. For example, “George Wolberg“ Digital Image Warping ”, IEEE Computer Society Press, ISBN 0-8186-8944-7, 1990. "It is described in.
遷移演算部23は、直線演算部22が算出する直線と逆ガンマ曲線演算部24が算出する逆ガンマ補正曲線の交点34をほぼ中心とする遷移曲線32(図4参照)を生成し、直線と逆ガンマ補正曲線を滑らかに接続して角取りを行うものである。この例では、遷移曲線を折れ線近似で生成し、また、この遷移区間を広くとった滑らかな曲線から遷移区間が狭く滑らかさで少々劣る曲線まで、設定により選択が可能なものとしている。
The
各演算部21〜24で信号レベルが変換された信号はそれぞれセレクタ(切替部)25に供給される。セレクタ25は、後述するエンコーダ28から入力される制御信号に基づいて各演算部の出力を切り換える。
The signals whose signal levels have been converted by the respective
一方、逆ガンマ補正回路11へ入力された映像信号は、メモリ(記憶部)26へも入力される。メモリ26は、逆ガンマ補正特性の負区間、直線区間、遷移区間、逆ガンマ曲線区間の各区間における信号レベルの最小値及び最大値の設定情報26a〜26dを記憶している。すなわち、これらの設定情報は、各演算部21〜24の受け持ち区間を示している。
On the other hand, the video signal input to the inverse
例えば、図3,図4に示す逆ガンマ補正特性の例では、メモリ26には、直線区間に対応している設定情報26aは入力−7%(コード0)から入力0%(コード16)、直線区間に対応している設定情報26bは入力0%からガンマ曲線によるビット落ち部分より高レベル側の所定の信号レベルTa、遷移区間に対応している設定情報26cは信号レベルTaから直線31と逆ガンマ曲線33の交点34をほぼ中心として高レベル側に位置する所定信号レベルTb、そして逆ガンマ曲線区間に対応している設定情報26dは信号レベルTbから入力100%、の各信号レベルの値が保持されている。
For example, in the example of the inverse gamma correction characteristics shown in FIGS. 3 and 4, the setting
この逆ガンマ補正回路11では、メモリ26をRAMで構成してもよいし、ROMで構成してもよい。RAMで構成した場合には、外部のコントローラから逆ガンマ補正特性の区間条件を適宜格納することが可能となる。
In the inverse
コントローラ27は、制御部の一例であり、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置からなる。コントローラ27は、メモリ26に対して逆ガンマ補正処理に使用する入力信号、すなわち逆ガンマ補正特性を構成する出力信号の種類を指示する機能を備えている。例えば、図3に示すように、負側演算部21、直線演算部22、遷移演算部23、逆ガンマ曲線演算部24の全てを使用して逆ガンマ補正処理を行う場合、コントローラ27はメモリ26の各設定情報26a〜26dに関してオン信号を出力する。
The
なお、逆ガンマ補正特性に利用しない出力信号がある場合には、その出力信号の演算部に対応した設定情報に対する制御信号をオフにする。例えば、入力映像信号から黒レベルの減算を行わない場合には、設定情報26aに対してオフ信号を送出し、負区間の曲線を除いた、直線(直線区間)、遷移曲線(遷移区間)及び逆ガンマ曲線(逆ガンマ曲線区間)から逆ガンマ補正特性を構成するということも可能である。
When there is an output signal that is not used for the inverse gamma correction characteristic, the control signal for the setting information corresponding to the calculation unit of the output signal is turned off. For example, when the black level is not subtracted from the input video signal, an off signal is sent to the setting
メモリ26では、コントローラ27により選択された各出力信号に関して、映像信号の入力信号レベルがメモリ26に記憶された各区間のいずれに該当するか判定しその判定結果をエンコーダ28に出力する。例えば、入力映像信号のある瞬間の信号レベルが、直線区間(すなわち直線)に該当する場合、直線区間(設定情報26b)に該当する旨を示すフラグ「1」を立てた信号、他の区間(設定情報26a,26c,26d)については「0」の信号をエンコーダ28に出力する。また、例えば入力信号レベルが大きくなり、信号レベルが直線区間から移行して遷移区間、すなわち設定情報26cに該当する場合にはその旨を表すフラグ「1」を立てた信号、その他の区間については「0」の信号をエンコーダ28に出力する。
In the memory 26, for each output signal selected by the
なお、逆ガンマ補正特性を構成する出力信号の種類の選択に関しては、例えばコントローラ27が入力映像信号に含まれる管理情報等から当該映像信号の規格を特定して、その規格に基づいて逆ガンマ補正特性を自動的に決定するとともに参照すべき設定情報を選択し、メモリ26に対してオン/オフ信号を出力するように構成してもよい。あるいは、利用者が映像表示装置に設置されている操作部(図示略)を操作することにより入力された操作信号に基づいて、コントローラ27がいずれの演算部からの出力信号を使用して逆ガンマ補正処理を行うか決定してもよい。
Regarding the selection of the type of output signal that constitutes the inverse gamma correction characteristic, for example, the
エンコーダ(符号化器)28は、メモリ26から供給された信号について所定のエンコード処理を行いセレクタ25へ供給する。セレクタ25は、エンコーダ28から供給された信号に基づいて、各演算部21〜24の出力信号の切り換えを行い、入力映像信号をほぼリニアな特性に変換して後段の回路、本例では誤差拡散・ディザ処理回路12に出力される。
The encoder (encoder) 28 performs a predetermined encoding process on the signal supplied from the memory 26 and supplies the signal to the selector 25. The selector 25 switches the output signals of the
そして、誤差拡散・ディザ処理回路14にて誤差拡散処理及びディザ処理がなされた映像信号に基づき、ディスプレイ駆動回路15がディスプレイ16を駆動して当該ディスプレイ16に対して映像を表示させる。
Based on the video signal that has been subjected to error diffusion processing and dither processing by the error diffusion /
以上のような構成によって、逆ガンマ曲線33単独による逆ガンマ補正処理では黒レベル付近においてビット落ちが発生してしまうような急峻な入力映像信号でも、黒レベル付近を直線31で構成しレベル変換後の信号レベルを確保し、ビット落ちを防ぐことが可能となる。厳密には色の再現が理想データとは異なるが、非常に低レベルに押さえ込むだけの語長(例えば下位8ビット)は確保した上でこのような映像信号処理を実施することにより、ディスプレイに表示される映像への影響を最小とすることが可能である。なお、語長のビット数はこの例に限るものではない。
With the above-described configuration, even in a steep input video signal in which a bit drop occurs in the vicinity of the black level in the inverse gamma correction process using the inverse gamma curve 33 alone, the vicinity of the black level is constituted by the
例えば、図3,図4に示す逆ガンマ補正特性の直線区間はハードウェアで理想的な処理を実現しようとすると大きな語長が必要となり現実的ではない。一つの方法として浮動少数点演算を行えば精度は確保可能だが、ハードウェアでは回路規模が大きくなり実現が非常に困難である。ハードウェアに負担とならない従来程度の小さい語長だとビット落ちが発生する。一度ビット落ちが起こると、データは「0」となってしまい、以降の処理では決して復活させることはできない。また、ビット落ちが発生する付近の映像レベルは重要であり、「黒つぶれ」といった階調の存在しない映像信号の処理は、映像品位を著しく損なうこととなる。本発明は、このビット落ちが発生する区間について直線近似を行うことで、若干誤差は含むものの映像レベルを「0」とすることなく逆ガンマ補正処理を実行し、上記問題を解決することができる。したがって、この映像信号処理回路が搭載された映像表示装置においては、特に黒レベル付近の映像品位が向上する。 For example, the straight section of the inverse gamma correction characteristic shown in FIGS. 3 and 4 requires a large word length and is not realistic if an ideal process is to be realized by hardware. If floating point arithmetic is performed as one method, accuracy can be ensured, but the circuit scale becomes large in hardware, which is very difficult to implement. Bit loss occurs when the word length is as small as conventional, which does not burden the hardware. Once a bit drop occurs, the data becomes “0” and cannot be restored in the subsequent processing. In addition, the video level in the vicinity where the bit drop occurs is important, and the processing of the video signal having no gradation such as “blackout” significantly deteriorates the video quality. The present invention can solve the above-mentioned problem by performing a linear approximation for the section where the bit loss occurs, and executing the inverse gamma correction process without setting the video level to “0” although it includes some errors. . Therefore, in the video display device equipped with this video signal processing circuit, the video quality particularly near the black level is improved.
また、逆ガンマ補正特性を複数の区間に分割し、コントローラ27から逆ガンマ補正特性を構成する出力信号の種類・区間を変更できるように構成することにより、逆ガンマ補正曲線単独もの、直線と逆ガンマ補正曲線混在のものなど、様々な逆ガンマ補正特性(逆ガンマ戻し曲線)を忠実に精度良く作成することができる。したがって、受像側において、DCDM規格、ITU709及びsRGBなど、種々の規格に沿った映像信号(ガンマ特性)に対応することができる。なお、逆ガンマ補正特性を構成する出力信号を変更した場合、これに伴って設定情報26a〜26bの信号レベル範囲の設定変更が必要である。
In addition, the inverse gamma correction characteristic is divided into a plurality of sections, and the type and section of the output signal constituting the reverse gamma correction characteristics can be changed from the
また、図3,図4に示すように、逆ガンマ補正特性の直線近似する直線区間と逆ガンマ曲線区間との間に遷移区間を設けて、直線31と逆ガンマ補正曲線33の交点34付近の接続部分を丸めている。このように緩やかなカーブを生成することで、直線31と逆ガンマ補正曲線33が滑らかに接続され、画像品位低下となる映像信号の急峻なレベル変化を解消することができる。
Also, as shown in FIGS. 3 and 4, a transition section is provided between a straight section approximating the straight line of the reverse gamma correction characteristic and the reverse gamma curve section, and the vicinity of the intersection 34 between the
なお、上記実施形態における映像表示装置は、入力されたガンマ処理済みの映像信号に対して逆ガンマ補正処理を実施して表示するものであって、本発明の目的を達成するための構成を持つ逆ガンマ補正回路11(映像信号処理回路)を備えるものであればよく、その他種々の変形、変更が可能であることは勿論である。 Note that the video display apparatus in the above-described embodiment performs a reverse gamma correction process on the input gamma-processed video signal and displays it, and has a configuration for achieving the object of the present invention. Needless to say, it may be provided with the inverse gamma correction circuit 11 (video signal processing circuit), and various other modifications and changes are possible.
また、上記実施形態では、逆ガンマ補正回路11で実施するガンマ戻し処理としてキュービック補間演算を行う例を説明したが、他の非線形補間処理、例えばルックアップテーブルを利用する方法や多項式により近似する方法などを適用してもよい。
Moreover, although the example which performs a cubic interpolation calculation was demonstrated in the said embodiment as a gamma return process implemented in the reverse
また、上記実施形態では、逆ガンマ補正回路11に入力される映像信号の信号レベルを表す階調ビット数を8ビットとした場合について説明したが、8ビットに限らず他のビットであってもよいことは勿論である。
In the above embodiment, the case where the number of gradation bits representing the signal level of the video signal input to the inverse
1…映像表示装置、11…逆ガンマ補正回路、12…リニア領域信号処理回路、13…ガンマ補正処理回路、14…誤差拡散・ディザ処理回路、15…ディスプレイ駆動回路、16…ディスプレイ、21…負側演算部、22…直線演算部、23…遷移演算部、24…逆ガンマ曲線演算部、25…セレクタ、26…メモリ、27…コントローラ、28…エンコーダ、31…直線、32…遷移曲線、33…逆ガンマ曲線、34…交点
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記映像信号の入力信号レベルが0以上で所定の規格に準拠した逆ガンマ曲線を算出する逆ガンマ曲線演算部と、
前記映像信号の入力信号レベルが0以上で直線を算出する直線演算部と、
前記逆ガンマ曲線と前記直線の交点の入力信号レベルを含む前後の区間で、前記逆ガンマ曲線と前記直線を接続する遷移曲線を算出する遷移演算部を有し、
前記映像信号の入力信号レベルが0から前記逆ガンマ曲線でビット落ちが発生する信号レベルを含む区間における前記直線、前記ビット落ちが発生する信号レベルより高レベル側の区間における前記逆ガンマ曲線、及び前記直線と前記逆ガンマ曲線を接続する前記遷移曲線から逆ガンマ補正特性を生成し、該逆ガンマ補正特定に基づき逆ガンマ補正処理を行う
ことを特徴とする映像信号処理回路。 In the video signal processing circuit that performs inverse gamma correction processing on the input gamma processed video signal,
An inverse gamma curve calculation unit for calculating an inverse gamma curve in accordance with a predetermined standard when the input signal level of the video signal is 0 or more;
A straight line calculation unit for calculating a straight line when the input signal level of the video signal is 0 or more;
A transition calculation unit that calculates a transition curve connecting the inverse gamma curve and the straight line in a section before and after the input signal level at the intersection of the inverse gamma curve and the straight line;
The straight line in a section including a signal level in which a bit drop occurs in the inverse gamma curve from 0 to the input signal level of the video signal, the inverse gamma curve in a section higher than the signal level in which the bit drop occurs, and A video signal processing circuit, wherein an inverse gamma correction characteristic is generated from the transition curve connecting the straight line and the inverse gamma curve, and an inverse gamma correction process is performed based on the inverse gamma correction specification.
前記逆ガンマ補正特性の直線区間、同遷移区間、同逆ガンマ曲線区間の各区間における信号レベルの最小値及び最大値の設定を記憶する記憶部と、
前記逆ガンマ補正特性を構成する出力信号の種類を指示する制御部を有し、
前記制御部により選択された各出力信号に関して、前記映像信号の入力信号レベルが前記記憶部に記憶された各区間のいずれに該当するか判定しその判定結果を前記切替部に入力する
ことを特徴とする請求項1に記載の映像信号処理回路。 A switching unit that switches an output signal supplied from the straight line calculation unit, the transition calculation unit, and the inverse gamma curve calculation unit according to an instruction and outputs the output signal to the outside;
A storage unit that stores a minimum value and a maximum value setting of the signal level in each of the straight interval, the transition interval, and the inverse gamma curve interval of the inverse gamma correction characteristic;
A control unit for instructing the type of output signal constituting the inverse gamma correction characteristic;
For each output signal selected by the control unit, it is determined which of the sections stored in the storage unit the input signal level of the video signal corresponds to, and the determination result is input to the switching unit. The video signal processing circuit according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の映像信号処理回路。 A negative-side arithmetic unit that calculates a predetermined curve in a negative interval where the input signal level of the video signal is less than 0 and supplies an output signal to the switching unit; and the storage unit has a negative interval of the inverse gamma correction characteristic The video signal processing circuit according to claim 2, wherein settings of a minimum value and a maximum value of the signal level in the are stored.
ことを特徴とする請求項2に記載の映像信号処理回路。 The video signal processing circuit according to claim 2, wherein the control unit selects a type of an output signal constituting the inverse gamma correction characteristic according to a gamma value used for the gamma processing.
前記映像信号の入力信号レベルが0以上で所定の規格に準拠した逆ガンマ曲線を算出する逆ガンマ曲線演算部と、
前記映像信号の入力信号レベルが0以上で直線を算出する直線演算部と、
前記逆ガンマ曲線と前記直線の交点の入力信号レベルを含む前後の区間で、前記逆ガンマ曲線と前記直線を接続する遷移曲線を算出する遷移演算部から構成され、
前記映像信号の入力信号レベルが0から前記逆ガンマ曲線でビット落ちが発生する信号レベルを含む区間における前記直線、前記ビット落ちが発生する信号レベルより高レベル側の区間における前記逆ガンマ曲線、及び前記直線と前記逆ガンマ曲線を接続する前記遷移曲線から逆ガンマ補正特性を生成し、該逆ガンマ補正特性に基づき逆ガンマ補正処理を行う映像信号処理回路を備える
ことを特徴とする映像表示装置。 In a video display device that performs reverse gamma correction processing on an input gamma processed video signal and displays it,
An inverse gamma curve calculation unit for calculating an inverse gamma curve in accordance with a predetermined standard when the input signal level of the video signal is 0 or more;
A straight line calculation unit for calculating a straight line when the input signal level of the video signal is 0 or more;
In a section before and after including the input signal level at the intersection of the inverse gamma curve and the straight line, the transition calculation unit is configured to calculate a transition curve connecting the reverse gamma curve and the straight line,
The straight line in a section including a signal level in which a bit drop occurs in the inverse gamma curve from 0 to the input signal level of the video signal, the inverse gamma curve in a section higher than the signal level in which the bit drop occurs, and An image display device comprising: an image signal processing circuit that generates an inverse gamma correction characteristic from the transition curve connecting the straight line and the inverse gamma curve, and performs an inverse gamma correction process based on the inverse gamma correction characteristic.
前記映像信号の入力信号レベルが0以上で所定の規格に準拠した逆ガンマ曲線を算出するステップと、
前記映像信号の入力信号レベルが0以上で直線を算出するステップと、
前記逆ガンマ曲線と前記直線の交点の入力信号レベルを含む前後の区間で、前記逆ガンマ曲線と前記直線を接続する遷移曲線を算出するステップと、
前記映像信号の入力信号レベルが0から前記逆ガンマ曲線でビット落ちが発生する信号レベルを含む区間における前記直線、前記ビット落ちが発生する信号レベルより高レベル側の区間における前記逆ガンマ曲線、及び前記直線と前記逆ガンマ曲線を接続する前記遷移曲線から逆ガンマ補正特性を生成するステップと、
前記逆ガンマ補正特性に基づいて前記映像信号に対し逆ガンマ補正処理を行うステップとを有する
ことを特徴とする映像信号処理方法。 In a video signal processing method for performing an inverse gamma correction process on an input gamma processed video signal,
Calculating an inverse gamma curve in accordance with a predetermined standard when the input signal level of the video signal is 0 or more;
Calculating a straight line when the input signal level of the video signal is 0 or more;
Calculating a transition curve connecting the inverse gamma curve and the straight line in a section before and after the input signal level at the intersection of the inverse gamma curve and the straight line;
The straight line in a section including a signal level in which a bit drop occurs in the inverse gamma curve from 0 to the input signal level of the video signal, the inverse gamma curve in a section higher than the signal level in which the bit drop occurs, and Generating an inverse gamma correction characteristic from the transition curve connecting the straight line and the inverse gamma curve;
And a step of performing a reverse gamma correction process on the video signal based on the reverse gamma correction characteristic.
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