JP2009171182A - 映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の視覚モデルによるコントラスト改善手法において、映像信号の輝度が一様で変化が少ない領域同士が隣接した場合、輝度の境界付近で輝度の偽輪郭が生じ、画質の品位が劣化する。
【解決手段】特徴検出回路は入力した映像信号の輝度に関する特徴を表す信号を検出する。領域分割回路では、画面を所定の領域数に分割し、画面位置の情報を有する制御信号を生成する。輝度変化量算出回路では、この制御信号を基に、各領域の輝度変化量を生成する。第一の制御信号生成部では、各領域の輝度変化量と所定の閾値から、輝度の補正を制御する信号を生成する。輝度補正回路では、この制御信号に応じて映像信号と特徴検出信号から輝度の補正を行う。これにより、輝度の変化量に応じて、コントラスト補正の制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、入力される映像信号に対して、輝度レベルを制御する映像信号処理装置に関するものである。

映像表示装置においては、映像の高画質化を目的とする様々な映像信号処理が行われている。特に、入力された映像信号に対して、コントラストを調整する映像信号処理手段として、映像信号中の輝度レベルの分布を作成し、各輝度レベルの分布頻度が均一になるように階調変換を行うことで、映像のコントラストを強調する分布頻度均一化手法（ヒストグラム均等化手法）が一般的に用いられている。しかし、この手法は、全映像データに対して単一曲線で輝度変換を行うため、局所的にはかえってコントラストが低下してしまう部分が生じることがある。

このような課題を改善するために、例えば、特許文献１では、ヒストグラムを用いず、人間の視覚モデルをもとにしたコントラスト改善技術を提案しており、その構成図は図１６のようになる。図１６において、００１は入力画像をデジタル画像に変換する画像入力手段、００７はコントラスト改善手段で、００８はデジタル画像と００７のコントラスト改善手段で得られた強調画像を合成する画像合成手段である。

また、コントラスト改善手段００７は、コントラストを調整するための輝度変換を行う対象画素の周辺領域より比較対象にする周辺画素を決定する比較画素決定手段００２と、周辺画素における画素値の平均画素値を算出する周囲平均手段００３、そして周囲平均手段００３で得られた対象画素の局所的な特徴を表す平均画素値と対象画素の比をもとにコントラスト改善量を算出する改善量算出手段００４、そして改善量算出手段００４から得られたコントラスト改善量を実際の画素値に変換する際の変換基準値を求める変換基準値算出手段００６、そして変換基準値算出手段００６の変換基準値をもとに改善量算出手段００４で得られたコントラスト改善量を対象画素におけるコントラスト改善後の画素値に変換する画素値変換手段００５より構成される。

人間の視覚は、対象画素に対して知覚された画素値のみで対象画素の情報（色、コントラストなど）を認知するのではなく、対象画素とその周囲にある画素情報との相対的な関係により、対象画素値を調整することで画素情報を知覚している。人間の視覚モデルをもとにした上記のコントラスト改善技術はその他の手法よりもより鮮明なコントラスト変換画像を得ることができる。
特開２００４−３８８４２号公報

図１６で示すような人間の視覚モデルを利用したコントラスト改善技術は、対象画素の輝度とその周囲にある画素の輝度情報を基にして対象画素の輝度を調整するため、隣接する画素の輝度が一定ではない画像領域では、コントラスト改善の効果が得られる。また、隣接する画素の輝度が一定で変化が少ない領域（輝度が平坦な領域）においては、対象画素の輝度が変化することはない。このような画像領域では、輝度の変化及びコントラスト改善を望まないため、画質の品位的に問題はない。

しかし、輝度が平坦な領域同士が隣接する場合、輝度の境界（エッジ）付近においては、対象画素の輝度が一定であるにも関わらず、その周囲にある画素の輝度情報が対象画素の位置によって異なるため、輝度の補正量に差が生じる。これにより、本来輝度が一定の画像領域で輝度の偽輪郭が生じるため、画質の品位が低下する。

本発明の目的は、上記課題を解決するもので、副作用なく映像信号のコントラスト改善を実現する映像信号処理装置を提供することである。

本発明に係る映像信号処理装置は、上記の課題を解決するために、水平同期信号及び垂直同期信号を基に、入力映像信号を所定の画素数で定められた領域に分割する領域分割回路と、前記領域分割回路から出力する制御信号に基づいて、入力映像信号の隣接する画素間の輝度の変化量を領域毎に算出する輝度変化量算出回路と、前記輝度変化量算出回路の出力に応じて、入力映像信号の輝度の補正を制御する信号を生成する制御信号生成部と、入力映像信号の画素単位の特徴を検出する特徴検出回路と、前記特徴検出回路から出力する特徴検出信号と、前記制御信号生成部から出力する制御信号を用いて、入力映像信号の輝度を補正する輝度補正回路とを備えていることを特徴としている。

本発明に係る映像信号処理装置は、上記の課題を解決するために、前記特徴検出回路は、輝度補正の対象画素に対して、所定の画素数で定められたその周辺領域における平均輝度で出力することを特徴としている。

本発明に係る映像信号処理装置は、上記の課題を解決するために、前記制御信号生成部は、前記輝度変化量算出回路から出力する領域毎の輝度変化量と所定の閾値を比較して、輝度が平坦な領域数を検出する領域数検出回路と、前記領域数検出回路の出力に応じて、輝度の補正を制御する信号を生成する第一の制御信号生成回路を備え、隣接する画素間の輝度の変化量が少ない領域の数に応じて輝度の補正の度合いを調整することを特徴としている。

本発明に係る映像信号処理装置は、上記の課題を解決するために、前記制御信号生成部は、領域毎に、前記輝度変化量算出回路から出力する輝度変化量に応じて、輝度の補正を制御する信号を生成する第二の制御信号生成回路と、前記第二の制御信号生成回路の出力を、前記領域分割回路から出力する制御信号に基づいて領域毎に選択する選択回路を備え、領域毎に、隣接する画素間の輝度の変化量に応じて輝度の補正の度合いを調整することを特徴としている。

本発明に係る映像信号処理装置は、前記制御信号生成部は、前記領域分割回路から出力する制御信号と前記輝度変化量算出回路から出力する輝度変化量に応じて、領域毎に輝度の補正を制御する信号を生成する第三の制御信号生成回路と、前記第三の制御信号生成回路の出力を、前記領域分割回路から出力する制御信号に基づいて領域毎に選択する選択回路を備え、領域毎に画面の位置情報と隣接する画素間の輝度の変化量に応じて輝度の補正の度合いを調整することを特徴としている。

上記構成により、映像信号の隣接する画素間の輝度の変化量に応じて、映像信号の輝度の補正を制御する。映像信号全体もしくはある映像領域において、輝度の変化量が小さいと判断された場合、該当領域の輝度の補正を弱める、あるいは行わない。逆に輝度の変化量が大きいと判断された場合は、通常の輝度の補正を行う。これにより、輝度差が少ない映像領域を含むあらゆる映像信号に対して、輝度の偽輪郭を生じずにコントラスト改善を行うことができる。

本発明は、以上のように構成されているため、輝度が一様で平坦な領域同士が隣接するような映像に対して、視覚モデルを用いたコントラスト改善方法を用いた場合でも、輝度の偽輪郭を生じることはないため、輝度が平坦でコントラストを改善する必要性のない映像領域の画質の品位を落とすことなく、その他の映像領域のコントラストを改善することが可能となる。

（第１の実施形態）
以下に、本発明の請求項１〜５に記載された発明の実施の形態について図１〜図１５を用いて説明する。

図１は、本発明の映像信号処理装置を適用した映像表示装置の概略構成図である。図１において、１０１はＡ／Ｄコンバータ、１０２は、映像信号処理部、１０３はフィールドメモリ、１０４はコントラスト補正部、１０５は駆動制御部、１０６は表示装置である。

Ａ／Ｄコンバータ１０１には、アナログ形式の映像信号ＡＶＤが与えられる。Ａ／Ｄコンバータ１０１は与えられた映像信号ＡＶＤをデジタル形式に変換し、変換した映像信ＶＤ１を映像信号処理部１０２に与える。

映像信号処理部１０２は、例えば、映像信号ＶＤ１に対してインターレース−プログレッシブ変換（以下、ＩＰ変換と略記する）を行う。映像信号処理部１０２は、ＩＰ変換時に、Ａ／Ｄコンバータ１０１から与えられた映像ＶＤ１をフィールドメモリ１０３に書き込み、フィールドメモリ１０３に書き込まれた映像信号を読み出すことによりプログレッシブ方式の映像信号ＶＤ２を生成する。また、映像信号処理部１０２はフィールドメモリ１０３を用いる映像の表示領域の変更処理を含んでもよい。生成された映像信号ＶＤ２はコントラスト補正部１０４に与えられる。

フィールドメモリ１０３は内部にフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、もしくはＳＲＡＭ（スタティックランダムアクセスメモリ）等の揮発性メモリおよびそのデータを保持するためのデータ保持用電源を備え、またはそれ以外のデータ保存のための手段を備えている。

コントラスト補正部１０４は、映像信号処理部１０２から与えられた映像信号ＶＤ２に対して、映像のコントラストを改善するための輝度の補正を行い、映像信号ＶＤ３を駆動制御部１０５に与える。コントラスト補正部１０４の詳細は後述する。

駆動制御部１０５は与えられた映像信号ＶＤ３を基に、映像に対応した駆動信号Ｄ１を生成し、表示装置１０６を駆動させる。それにより、映像が表示装置１０６に表示される。表示装置１０６は例えばプラズマディスプレイパネルであってもよいし、液晶パネルであってもよく、特にその種類を問わない。

同期分離部１０７は、映像信号ＡＶＤから水平同期信号ＨＰ及び垂直同期信号ＶＰを分離し、映像信号処理部１０２、コントラスト補正部１０４及び駆動制御部１０５に与えられる。

続いて、上記のコントラスト補正部１０４の具体的な構成例を説明する。

（第１の構成例）
図２は、第１の構成例に係るコントラスト補正部１０４の詳細な構成を示す図である。図２において、２０１は特徴検出回路、２０２は輝度変化量算出回路、２０３は領域分割回路、２０４は第一の制御信号生成部、２０５は輝度補正回路である。

特徴検出回路２０１は、入力映像信号の画素単位の特徴を検出し、特徴検出信号ＣＨを輝度補正回路２０５に与える。画素単位の特徴は、例えば、特徴を検出する対象画素を中心としたときの所定の画素数で定められた周辺画素の平均輝度で表される。

輝度補正回路２０５について説明する。図３及び図４は輝度補正回路２０５の動作を示す図である。輝度補正回路２０５は、コントラストを改善するために、与えられた入力映像信号ＶＤ２及び特徴検出信号ＣＨを用いて、所定の輝度補正カーブに基づいて輝度が補正される。

ここで、所定の輝度補正カーブは、特徴検出信号を対象画素の周辺画素の平均輝度とすると、一例として、平均輝度が比較的小さい場合、図３のような特性となり、平均輝度が比較的大きい場合、図４のような特性となる。具体的には、図３及び図４において、対象画素が平均輝度よりも大きい場合、対象画素の輝度を大きく補正し、逆に対象画素が平均輝度よりも小さい場合、対象画素の輝度を小さく補正する。画素毎に、その周辺画素の平均輝度を用いて、図３及び図４のような輝度補正カーブによる輝度補正を行うことで、局所的なコントラスト感を強調することができる。

領域分割回路２０３について説明する。図５は領域分割回路２０３を説明するためのタイミングチャートである。領域分割回路２０３は、１フィールドの映像信号を所定の領域数Ｎに分割し、各領域の位置を示す制御信号Ｂ１〜ＢＮを生成する。図５では、一例として、１フィールドの映像信号を４つの領域に分割している（Ｎ＝４）。領域分割回路２０３では、水平同期信号ＨＰ及び垂直同期信号ＶＰから、各領域の位置を示す制御信号Ｂ１〜Ｂ４を生成する。制御信号ＢＸは、”１”（ＨＩＧＨ）のとき、領域Ｘの位置を示す。例えば、制御信号Ｂ１が”１”（ＨＩＧＨ）のときは、領域１の位置を示し、領域１の画素が存在する。領域分割回路２０３から出力する制御信号Ｂ１〜ＢＮは、輝度変化量算出回路２０２に与えられる。

次に、輝度変化量算出回路２０２について説明する。図６は輝度変化量算出回路２０２の構成を示す図である。図６において、６０１はラインメモリ、６０２〜６０４は輝度差累積加算回路である。輝度変化量算出回路２０２では、領域分割回路２０３で分割された各映像領域内の隣接する画素間の輝度の変化量を累積加算し、各領域の輝度の平坦度合いを算出することを目的とする。ラインメモリ６０１は、映像信号ＶＤ２を１ライン遅延させた映像信号ＶＤ２＿１Ｌを生成し、輝度差累積加算回路６０２〜６０４に与える。輝度差累積加算回路６０２では、制御信号Ｂ１で示される映像信号ＶＤ２の領域（領域１）内のある画素に注目したとき、注目画素とその左隣の画素との輝度の差分を算出する。また、映像信号ＶＤ２＿１Ｌを用いて、注目画素と１ライン上の画素との輝度の差分を算出する。水平方向と垂直方向の輝度の差分を加算した値を注目画素の画素間の輝度変化量とする。輝度差累積加算回路６０２は、領域１の画素全ての輝度変化量を累積加算した値ＳＵＭ＿１を生成する。輝度変化量ＳＵＭ＿１は領域１の輝度の平坦度合いを示し、ＳＵＭ＿１の値が小さいほど領域１は輝度の変化が少なく、平坦である。なお、輝度変化量ＳＵＭ＿１は、映像領域内の輝度の平坦度合いを示すため、輝度の差分を算出する対象画素は、上記に示す２画素以外でもよく、注目画素を中心とした複数の画素でもよい。同様に、輝度差累積加算回路６０３は制御信号Ｂ２が示す領域の輝度変化量、輝度差累積加算回路６０４は制御信号ＢＮが示す領域の輝度変化量である。これら制御信号Ｂ１〜ＢＮは第一の制御信号生成部２０４に与えられる。

次に、第一の制御信号生成部２０４について説明する。図７は第一の制御信号生成部２０４の構成を示す図である。図７において、７０１は領域数検出回路、７０２は第一の制御信号生成回路である。領域数検出回路７０１では、輝度変化量ＳＵＭ＿１〜ＳＵＭ＿Ｎと輝度変化量の所定の閾値ＳＵＭ＿ＴＨ１の値を比較する。領域数検出回路７０１から出力する領域数ＦＬＡＴは、輝度変化量ＳＵＭ＿１〜ＳＵＭ＿Ｎの中で、閾値ＳＵＭ＿ＴＨ１よりも小さい輝度変化量の個数である。すなわち、領域数ＦＬＡＴは、輝度変化量が所定値以下の領域の数を示す。映像信号の輝度が一様な領域を多く含むシーンの場合、領域数ＦＬＡＴは大きな値を持つ。逆に映像信号の輝度に変化が多く見られるシーンでは、領域数ＦＬＡＴの値は小さい。また、領域数ＦＬＡＴは１フィールドに１回更新される値である。第一の制御信号生成回路７０２は、領域数ＦＬＡＴの値に応じて、毎フィールド、映像信号の輝度の補正を制御する信号ＣＴＲＬを生成する。図８は第一の制御信号生成回路７０２の動作を示す図である。第一の制御信号生成回路７０２において、領域数ＦＬＡＴが所定の閾値ＦＬＡＴ＿ＴＨ１より小さい場合、制御信号ＣＴＲＬの値は最大となり、所定の閾値ＦＬＡＴ＿ＴＨ２より大きい場合は制御信号ＣＴＲＬの値は最小となる。領域数ＦＬＡＴが閾値ＦＬＡＴ＿ＴＨ１より大きく、閾値ＦＬＡＴ＿ＴＨ２より小さい場合は、制御信号ＣＴＲＬは連続的に変化し、遷移領域を設ける。制御信号ＣＴＲＬは輝度補正回路２０５に与えられ、輝度の補正の強弱を制御する。

次に、輝度補正回路２０５における制御信号ＣＴＲＬを用いた輝度の補正の制御について、図９を用いて説明する。図９は、輝度補正回路２０５における輝度補正の概念図を示す。視覚モデルを用いたコントラスト改善方法では、画素の特徴に周辺画素の平均輝度が用いられる。また、図９では、一例として、周辺画素の平均輝度が対象画素の輝度と等しい場合、補正によって得られる輝度は補正前と変わらない（ゲインが１）とする。図２の特徴検出信号ＣＨを周辺画素の平均輝度としたとき、輝度補正回路２０５では、周辺画素の平均輝度が輝度補正の対象画素よりも小さくなる程、対象画素の輝度を大きな値に補正し、また、周辺画素の平均輝度が輝度補正の対象画素よりも大きくなる程、対象画素の輝度を小さな値に補正する。

これにより、局所的なコントラスト感を向上することができる。上記のようなコントラスト改善方法においては、周辺画素の平均輝度と対象画素の輝度の差が小さい程、コントラスト補正（輝度補正）の効果が小さい。よって、周辺画素の平均輝度を対象画素に近づけることで、輝度補正の効果を弱めることができる。これにより、輝度が一様で平坦な映像信号の場合、輝度の偽輪郭による副作用を解消することができる。

上記より、輝度補正回路２０５において、周辺画素の平均輝度を対象画素に近づける比率に第一の制御信号生成部２０４から出力する制御信号ＣＴＲＬを用いることで、輝度の平坦度合いに応じた輝度補正の制御を行う。周辺画素の平均輝度を対象画素に近づけることで得られる新たな周辺画素の平均輝度をＣＨ２とすると、周辺画素の平均輝度ＣＨ２を生成する式は、例えば、
ＣＨ２ ＝ （１−ＣＴＲＬ） ＊ ＶＤ２ ＋ ＣＴＲＬ＊ ＣＨ
で表すことができる。これにより、制御信号ＣＴＲＬが小さいほど、周辺画素の平均輝度ＣＨ２は対象画素の輝度と等しくなり、輝度補正の効果が弱まる。以上から、制御信号ＣＴＲＬの値が小さい、すなわち、映像信号の輝度の平坦度合いが大きいほど、輝度の補正を弱める制御を行い、逆に制御信号ＣＴＲＬの値が大きい、すなわち、映像信号の輝度の平坦度合いが小さいほど、映像信号ＶＤ２及び特徴検出信号ＣＨから得られる通常の輝度補正を行い、補正の強弱の制御を行わない。

（第２の構成例）
図１０は第２の構成例に係るコントラスト補正部１０４の詳細な構成を示す図である。図１０に示すように、第２の構成例に係るコントラスト補正部１０４において、図２の特徴検出回路２０１、輝度変化量算出回路２０２、領域分割回路２０３及び輝度補正回路２０５を備える。

特徴検出回路２０１、輝度変化量算出回路２０２、領域分割回路２０３及び輝度補正回路２０５は、第１の構成例に係るコントラスト補正部１０４の特徴検出回路２０１、輝度変化量算出回路２０２、領域分割回路２０３及び輝度補正回路２０５と同様の構成及び動作を有する。

また、本構成例に係るコントラスト補正部１０４は、第二の制御信号生成部１００１を備える。第二の制御信号生成部１００１には、輝度変化量算出回路２０２からの出力ＳＵＭ＿１〜ＳＵＭ＿Ｎ及び領域分割回路２０３からの出力Ｂ１〜ＢＮが与えられる。

第二の制御信号生成部１００１について説明する。図１１は第二の制御信号生成部１００１の構成を示す図である。図１１において、１１０１〜１１０３は第二の制御信号生成回路、１１０４は選択回路である。第二の制御信号生成回路１１０１では、Ｂ１が示す映像領域（領域１）における輝度変化量ＳＵＭ＿１の値に応じて、領域１の画素に対する輝度の補正を制御する。

図１２に第二の制御信号生成回路１１０１の動作を示す。第二の制御信号生成回路１００１において、輝度変化量ＳＵＭ＿１が所定の閾値ＳＵＭ＿ＴＨ２より小さい場合、制御信号ＣＴＲＬ＿１の値は最大となり、所定の閾値ＳＵＭ＿ＴＨ３より大きい場合は制御信号ＣＴＲＬ＿１の値は最小となる。輝度変化量ＳＵＭ＿１が閾値ＳＵＭ＿ＴＨ２より大きく、閾値ＳＵＭ＿ＴＨ３より小さい場合は、制御信号ＣＴＲＬ＿１は連続的に変化し、遷移領域を設ける。

制御信号ＣＴＲＬ＿１は選択回路１１０４に与えられ、領域１内の輝度の補正の強弱を制御する。第二の制御信号生成回路１１０２及び１１０３も同様の動作を有し、制御信号ＣＴＲＬ＿２及びＣＴＲＬ＿Ｎは選択回路１１０４に与えられる。選択回路１１０４から出力される制御信号ＣＴＲＬは、制御信号Ｂ１が”１”（ＨＩＧＨ）のときは、制御信号ＣＴＲＬ＿１が選択される。同様に、制御信号Ｂ２が”１”（ＨＩＧＨ）のときは、制御信号ＣＴＲＬ＿２が選択され、制御信号ＢＮが”１”（ＨＩＧＨ）のときは、制御信号ＣＴＲＬ＿Ｎが選択される。また、各領域の境界が輝度補正後の映像信号に現れるなどの、各領域の境界での制御信号ＣＴＲＬの不連続点における輝度補正の副作用が生じる可能性がある。この場合、制御信号ＣＲＴＬは、隣接する複数の領域に該当する第二の制御信号生成回路の出力値を用いて、水平方向及び垂直方向に線形補間し、連続的に変化するように生成することで、輝度補正の副作用を防ぐことが可能となる。

制御信号ＣＴＲＬは輝度補正回路２０５に与えられ、輝度の補正を制御する。制御信号ＣＴＲＬ＿１〜ＣＴＲＬ＿Ｎは、第１の構成例に係る制御信号ＣＴＲＬと同じ意味を持ち、値が大きいほど、輝度の補正を弱め、値が小さいほど、輝度の補正を弱める制御を行わない。制御信号Ｂ１〜ＢＮを用いて、制御信号ＣＴＲＬ＿１〜ＣＴＲＬ＿Ｎを選択していることで、各映像領域における映像の輝度の平坦度合いに応じて、対応する領域内の画素の輝度の補正の強弱を制御する。これにより、１フィールド全ての画素に対して、一様な輝度の補正の制御を行うことを防ぐことができる。

例えば、１フィールドの映像信号に対して、ある一部分のみコントラストを改善したい映像領域があり、その他の領域が輝度が一様で平坦な領域である場合、コントラストを改善したい領域のみ輝度の補正が行われ、その他の輝度が平坦な領域は補正が弱められる。これにより、輝度が平坦な映像領域を含むあらゆる映像信号に対して、輝度の偽輪郭を生じずにコントラスト改善を行うことができる。

（第３の構成例）
図１３は第３の構成例に係るコントラスト補正部１０４の詳細な構成を示す図である。図１３に示すように、第３の構成例に係るコントラスト補正部１０４において、図２の特徴検出回路２０１、輝度変化量算出回路２０２、領域分割回路２０３及び輝度補正回路２０５を備える。

特徴検出回路２０１、輝度変化量算出回路２０２、領域分割回路２０３及び輝度補正回路２０５は、第１の構成例に係るコントラスト補正部１０４の特徴検出回路２０１、輝度変化量算出回路２０２、領域分割回路２０３及び輝度補正回路２０５と同様の構成及び動作を有する。

また、本構成例に係るコントラスト補正部１０４は、第三の制御信号生成部１３０１を備える。第三の制御信号生成部１３０１には、輝度変化量算出回路２０２からの出力ＳＵＭ＿１〜ＳＵＭ＿Ｎ及び領域分割回路２０３からの出力Ｂ１〜ＢＮが与えられる。

第三の制御信号生成部１３０１について説明する。図１４は第三の制御信号生成部１３０１の構成を示す図である。図１４において、１４０１〜１４０３は第三の制御信号生成回路、１１０４は選択回路である。選択回路１１０４は第２の構成例に係る選択回路１１０４と同様の構成及び動作を有する。

第三の制御信号生成回路１４０１について説明する。図１５は第三の制御信号１４０１の構成を示す図である。第三の制御信号生成回路１４０１には、輝度変化量ＳＵＭ＿１及び制御信号Ｂ１が与えられる。図１５において、１５０１は制御係数生成回路、１５０２は乗算回路である。また、１１０１は第二の制御信号生成回路で、第２の構成例に係る第二の制御信号生成回路１１０１と同じ構成及び動作を有する。制御係数生成回路１５０１は、画面の位置情報を有する制御信号Ｂ１から、画面の位置に応じた制御係数Ｋ＿１を生成する。制御係数Ｋ＿１は、画面中央ほど大きく、画面端になるほど小さな値となるように制御する。乗算回路１５０２において、、制御係数Ｋ＿１と第二の制御信号生成回路１１０１から出力する制御信号ＣＴＲＬ＿１を乗算して、画面の位置情報が考慮された新しい制御信号ＣＴＲＬ＿Ｍ１を生成する。第三の制御信号生成回路１４０２及び第三の制御信号生成回路１４０３も第三の制御信号生成回路１４０１と同様の構成及び動作を有し、制御信号ＣＴＲＬ＿Ｍ２及びＣＴＲＬ＿ＭＮを生成する。

人間の目は、画面端よりも画面中央に注目する傾向にある。これより、画面端の輝度の変化やコントラストには敏感ではないと考えられる。よって、画面端でのコントラストの改善度合いは、画面中央より抑えても問題ないと考えられる。図１５において、輝度の平坦度合いで制御された制御信号ＣＴＲＬ＿１に、更に画面の位置情報の制御係数Ｋ＿１を乗じることで、画面端でのコントラスト改善効果はやや落ちるものの、輝度が一様な映像領域が画面端に位置するときの、輝度の偽輪郭による副作用改善効果は更に向上することになる。

本発明にかかる映像信号処理装置は、入力される映像信号に対して、輝度レベルを制御することにより、輝度が一様で平坦な領域同士が隣接するような映像に対して、視覚モデルを用いたコントラスト改善方法を用いた場合でも、輝度の偽輪郭を生じることはないため、輝度が平坦でコントラストを改善する必要性のない映像領域の画質の品位を落とすことなく、その他の映像領域のコントラストを改善することが可能となる映像信号処理において有用である。

本発明の実施の形態に係る映像表示装置を示すブロック図 第１の構成例に係るコントラスト補正部の詳細な構成を示すブロック図 周辺画素の平均輝度が比較的低いときの、図２の輝度補正回路の動作を示す図 周辺画素の平均輝度が比較的高いときの、図２の輝度補正回路の動作を示す図 図２の領域分割回路を説明するためのタイミングチャート 図２の輝度変化量算出回路の詳細な構成を示す図 図２の第一の制御信号生成部の詳細な構成を示す図 図７の第一の制御信号生成回路の動作を示す図 図２の輝度補正回路の動作を示す図 第２の構成例に係るコントラスト補正部の詳細な構成を示すブロック図 図１０の第二の制御信号生成部の詳細な構成を示す図 図１１の第二の制御信号生成回路の動作を示す図 第３の構成例に係るコントラスト補正部の詳細な構成を示すブロック図 図１３の第三の制御信号生成部の詳細な構成を示す図 図１４の第三の制御信号生成回路の詳細な構成を示す図 従来のコントラスト改善手法の構成を示すブロック図

符号の説明

１０１ Ａ／Ｄコンバータ
１０２ 映像信号処理部
１０３ フィールドメモリ
１０４ コントラスト補正部
１０５ 駆動制御部
１０６ 表示装置
１０７ 同期分離部
２０１ 特徴検出回路
２０２ 輝度変化量算出回路
２０３ 領域分割回路
２０４ 第一の制御信号生成部
２０５ 輝度補正回路
６０１ ラインメモリ
６０２ 輝度差累積加算回路
６０３ 輝度差累積加算回路
６０４ 輝度差累積加算回路
７０１ 領域数検出回路
７０２ 第一の制御信号生成回路
１００１ 第二の制御信号生成部
１１０１ 第二の制御信号生成回路
１１０２ 第二の制御信号生成回路
１１０３ 第二の制御信号生成回路
１１０４ 選択回路
１３０１ 第三の制御信号生成部
１４０１ 第三の制御信号生成回路
１４０２ 第三の制御信号生成回路
１４０３ 第三の制御信号生成回路
１５０１ 制御係数生成回路
１５０２ 乗算回路
００１ 画像入力手段
００２ 比較画素決定手段
００３ 周囲平均手段
００４ 改善量算出手段
００５ 画素値変換手段
００６ 変換基準値算出手段
００７ コントラスト改善手段
００８ 画像合成手段

Claims (5)

1. 水平同期信号及び垂直同期信号を基に、入力映像信号を所定の画素数で定められた領域に分割する領域分割回路と、前記領域分割回路から出力する制御信号に基づいて、入力映像信号の隣接する画素間の輝度の変化量を領域毎に算出する輝度変化量算出回路と、前記輝度変化量算出回路の出力に応じて、入力映像信号の輝度の補正を制御する信号を生成する制御信号生成部と、入力映像信号の画素単位の特徴を検出する特徴検出回路と、前記特徴検出回路から出力する特徴検出信号と、前記制御信号生成部から出力する制御信号を用いて、入力映像信号の輝度を補正する輝度補正回路とを備えることを特徴とする映像信号処理装置。
2. 前記特徴検出回路は、輝度補正の対象画素に対して、所定の画素数で定められたその周辺領域における平均輝度で出力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。
3. 前記制御信号生成部は、前記輝度変化量算出回路から出力する領域毎の輝度変化量と所定の閾値を比較して、輝度が平坦な領域数を検出する領域数検出回路と、前記領域数検出回路の出力に応じて、輝度の補正を制御する信号を生成する第一の制御信号生成回路を備え、隣接する画素間の輝度の変化量が少ない領域の数に応じて輝度の補正の度合いを調整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。
4. 前記制御信号生成部は、領域毎に、前記輝度変化量算出回路から出力する輝度変化量に応じて、輝度の補正を制御する信号を生成する第二の制御信号生成回路と、前記第二の制御信号生成回路の出力を、前記領域分割回路から出力する制御信号に基づいて領域毎に選択する選択回路を備え、領域毎に、隣接する画素間の輝度の変化量に応じて輝度の補正の度合いを調整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。
5. 前記制御信号生成部は、前記領域分割回路から出力する制御信号と前記輝度変化量算出回路から出力する輝度変化量に応じて、領域毎に輝度の補正を制御する信号を生成する第三の制御信号生成回路と、前記第三の制御信号生成回路の出力を、前記領域分割回路から出力する制御信号に基づいて領域毎に選択する選択回路を備え、領域毎に画面の位置情報と隣接する画素間の輝度の変化量に応じて輝度の補正の度合いを調整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。

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