JP2972095B2 - 場面適応映像改善方法及びその回路 - Google Patents
場面適応映像改善方法及びその回路Info
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- JP2972095B2 JP2972095B2 JP6288464A JP28846494A JP2972095B2 JP 2972095 B2 JP2972095 B2 JP 2972095B2 JP 6288464 A JP6288464 A JP 6288464A JP 28846494 A JP28846494 A JP 28846494A JP 2972095 B2 JP2972095 B2 JP 2972095B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/44—Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
- H04N5/57—Control of contrast or brightness
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
- H04N5/20—Circuitry for controlling amplitude response
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Television Receiver Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号の明るさ及び対
比を調節するための方法及び回路に係り、さらに詳しく
は場面の平均明るさレベルにより映像信号の明るさ及び
対比を適応的に調節できる場面適応映像改善方法及びそ
の回路に関する。
比を調節するための方法及び回路に係り、さらに詳しく
は場面の平均明るさレベルにより映像信号の明るさ及び
対比を適応的に調節できる場面適応映像改善方法及びそ
の回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】自然照明は極めて広い明るさ領域と対比
領域を有しており、人間の視覚特性もこれに対応できる
ほどに適応的に動作するので、人間は陰の隅々までも容
易に認識できる。しかし、カメラやＴＶなどは自然照明
に適合でない。カラーカメラは特定の照明領域を有する
入力光に応答できるが、カメラの電気的な出力信号が例
えば１ボルトピーク−対−ピーク（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐ
ｅａｋ）の信号に限られるので、通常の顕示機器は対比
領域が極めて狭くなって劣化された画像を顕示する場合
は頻繁に発生している。
領域を有しており、人間の視覚特性もこれに対応できる
ほどに適応的に動作するので、人間は陰の隅々までも容
易に認識できる。しかし、カメラやＴＶなどは自然照明
に適合でない。カラーカメラは特定の照明領域を有する
入力光に応答できるが、カメラの電気的な出力信号が例
えば１ボルトピーク−対−ピーク（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐ
ｅａｋ）の信号に限られるので、通常の顕示機器は対比
領域が極めて狭くなって劣化された画像を顕示する場合
は頻繁に発生している。
【０００３】アメリカ特許第４，１５２，７２０号の対
比訂正装置とアメリカ特許第４，４８９，３４９号の画
像明るさ調節回路は明るさ調節により対比を調節する方
式であって、このような問題点の解決を図った。アメリ
カ特許第４，１５２，７２０号の対比訂正装置はカメラ
に対するユーザーの外部調節値により映像信号の入出力
特性を相違に調節することにより部分的に相対的な対比
向上をなした。図１は従来の対比訂正装置で使われた入
出力特性を示したグラフであって、ｙ１（ｘ）＝ｘ 0.5
とｙ２（ｘ）＝ｘ 2 と表示された二つの特性曲線（ｙ
１，ｙ２）を示す。しかし、図１と関連した先行技術は
明るさ調節に基づき対比を改善させ、対比改善は事実上
明るさ調節の付加的な効果として部分的にのみなされ、
特に手動操作の問題点があった。
比訂正装置とアメリカ特許第４，４８９，３４９号の画
像明るさ調節回路は明るさ調節により対比を調節する方
式であって、このような問題点の解決を図った。アメリ
カ特許第４，１５２，７２０号の対比訂正装置はカメラ
に対するユーザーの外部調節値により映像信号の入出力
特性を相違に調節することにより部分的に相対的な対比
向上をなした。図１は従来の対比訂正装置で使われた入
出力特性を示したグラフであって、ｙ１（ｘ）＝ｘ 0.5
とｙ２（ｘ）＝ｘ 2 と表示された二つの特性曲線（ｙ
１，ｙ２）を示す。しかし、図１と関連した先行技術は
明るさ調節に基づき対比を改善させ、対比改善は事実上
明るさ調節の付加的な効果として部分的にのみなされ、
特に手動操作の問題点があった。
【０００４】アメリカ特許第４，４８９，３４９号の画
像明るさ調節回路は前者の場合に比べて一歩発展した形
態で、入力映像信号の平均画像レベル（以下、ＡＰＬと
称する）により入出力特性を前者の場合と類似に調節す
るもので、前者の場合に比べてＡＰＬにより適応的に動
作させたことは前者の場合と異なるが、その効果は前者
の場合と類似である。
像明るさ調節回路は前者の場合に比べて一歩発展した形
態で、入力映像信号の平均画像レベル（以下、ＡＰＬと
称する）により入出力特性を前者の場合と類似に調節す
るもので、前者の場合に比べてＡＰＬにより適応的に動
作させたことは前者の場合と異なるが、その効果は前者
の場合と類似である。
【０００５】図２はアメリカ特許第４，４８９，３４９
号による入出力特性を示す。図２の入出力特性を式で表
現すれば次の通りである。 ＯＵＴ＝ｎＡＰＬ×ｙ２（ｘ）＋（１−ｎＡＰＬ）×ｙ１（ｘ） ここで、ｎＡＰＬは正規化された平均画像レベルであっ
て、入力映像信号の平均画像レベルであり、ｙ１
（ｘ），ｙ２（ｘ）は図１に示したものと同一な入出力
特性曲線である。上記式によれば、出力ＯＵＴはｎＡＰ
Ｌと１−ｎＡＰＬに対してｙ１（ｘ）とｙ２（ｘ）が加
重された形態となる。例えば、ｎＡＰＬが０．３の時Ｏ
ＵＴ＝０．３×ｙ２（ｘ）＋０．７×ｙ１（ｘ）とな
り、ｎＡＰＬが０．７ならＯＵＴ＝０．７×ｙ２（ｘ）
＋０．３×ｙ１（ｘ）となる。従って、ｎＡＰＬが０．
３のように低い値を有した時はｙ１にさらに大きい加重
値を置いて全体的な平均画像レベルの値を上げ、ｎＡＰ
Ｌが０・７の時はその反対の場合にｙ２にさらに大きい
加重値を置いて全体的な平均画像レベルの値が下げられ
る。
号による入出力特性を示す。図２の入出力特性を式で表
現すれば次の通りである。 ＯＵＴ＝ｎＡＰＬ×ｙ２（ｘ）＋（１−ｎＡＰＬ）×ｙ１（ｘ） ここで、ｎＡＰＬは正規化された平均画像レベルであっ
て、入力映像信号の平均画像レベルであり、ｙ１
（ｘ），ｙ２（ｘ）は図１に示したものと同一な入出力
特性曲線である。上記式によれば、出力ＯＵＴはｎＡＰ
Ｌと１−ｎＡＰＬに対してｙ１（ｘ）とｙ２（ｘ）が加
重された形態となる。例えば、ｎＡＰＬが０．３の時Ｏ
ＵＴ＝０．３×ｙ２（ｘ）＋０．７×ｙ１（ｘ）とな
り、ｎＡＰＬが０．７ならＯＵＴ＝０．７×ｙ２（ｘ）
＋０．３×ｙ１（ｘ）となる。従って、ｎＡＰＬが０．
３のように低い値を有した時はｙ１にさらに大きい加重
値を置いて全体的な平均画像レベルの値を上げ、ｎＡＰ
Ｌが０・７の時はその反対の場合にｙ２にさらに大きい
加重値を置いて全体的な平均画像レベルの値が下げられ
る。
【０００６】図２において、ｎＡＰＬが０．５より低い
場合は＋方向に、ｎＡＰＬが０．５より大きい場合は−
方向に変化量が原信号に加えられる。従って、ｎＡＰＬ
が両端の０または１に近くなるほど入力映像信号の平均
画像レベルが大きく変わり、ｎＡＰＬが０．５辺りの値
の場合はその平均画像レベルが小さく変わる。この技術
もやはり画像の明るさに関連した平均画像レベルを用い
て対比を調節するが、明るさ処理に重点を置くことによ
り対比効果が劣る。従って、夜の風景のように極めて暗
い画面は明るさを上げる結果によりかえって不自然な画
面を出力することになる問題点があった。
場合は＋方向に、ｎＡＰＬが０．５より大きい場合は−
方向に変化量が原信号に加えられる。従って、ｎＡＰＬ
が両端の０または１に近くなるほど入力映像信号の平均
画像レベルが大きく変わり、ｎＡＰＬが０．５辺りの値
の場合はその平均画像レベルが小さく変わる。この技術
もやはり画像の明るさに関連した平均画像レベルを用い
て対比を調節するが、明るさ処理に重点を置くことによ
り対比効果が劣る。従って、夜の風景のように極めて暗
い画面は明るさを上げる結果によりかえって不自然な画
面を出力することになる問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は入力映
像信号の平均画像レベルが有し得る範囲を多数の領域に
区分し、各領域毎に相異なる入出力特性を与え、入力映
像信号の平均画像レベルに対応する領域の入出力特性に
より入力映像信号の明るさを調節することにより、従来
の技術に比べて改善された対比の画像が得られる場面適
応映像改善方法を提供することである。
像信号の平均画像レベルが有し得る範囲を多数の領域に
区分し、各領域毎に相異なる入出力特性を与え、入力映
像信号の平均画像レベルに対応する領域の入出力特性に
より入力映像信号の明るさを調節することにより、従来
の技術に比べて改善された対比の画像が得られる場面適
応映像改善方法を提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は前述した方法を具現し
た場面適応映像改善回路を提供することである。
た場面適応映像改善回路を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は平均明るさレベルを用いて映像信号の
明るさと対比を調節する方法において、入力映像信号が
有し得る平均明るさレベルの範囲を多数の領域に分割す
る段階と、前記領域のそれぞれに相異なる入出力特性を
設定する段階と、入力映像信号に対する所定期間の平均
明るさレベルを計算する段階と、前記計算された平均明
るさレベルに対応する入出力特性により入力映像信号を
調節して出力する段階を含む。
ために、本発明は平均明るさレベルを用いて映像信号の
明るさと対比を調節する方法において、入力映像信号が
有し得る平均明るさレベルの範囲を多数の領域に分割す
る段階と、前記領域のそれぞれに相異なる入出力特性を
設定する段階と、入力映像信号に対する所定期間の平均
明るさレベルを計算する段階と、前記計算された平均明
るさレベルに対応する入出力特性により入力映像信号を
調節して出力する段階を含む。
【００１０】本発明の他の目的を達成するために、平均
明るさレベルを用いて映像信号の明るさと対比を調節し
て出力する装置において、入力端を通じて入力される映
像信号の所定期間の平均明るさレベルを計算する手段、
入力映像信号が有し得る平均明るさレベルの範囲を多数
の領域に分割され、入力映像信号を各領域で相異なる多
数の入出力特性を備え、前記計算された平均明るさレベ
ルに対応する入出力特性により入力映像信号を調節して
出力する手段を含む。
明るさレベルを用いて映像信号の明るさと対比を調節し
て出力する装置において、入力端を通じて入力される映
像信号の所定期間の平均明るさレベルを計算する手段、
入力映像信号が有し得る平均明るさレベルの範囲を多数
の領域に分割され、入力映像信号を各領域で相異なる多
数の入出力特性を備え、前記計算された平均明るさレベ
ルに対応する入出力特性により入力映像信号を調節して
出力する手段を含む。
【００１１】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明を具現し
た実施例を詳細に説明する。図３は本発明で使用した入
出力特性を示したグラフを示す。図３において二つの曲
線ｙ１及びｙ２は図１の入出力特性曲線と同一なもので
あり、Ｓ形態の曲線ｙ３は平均画像レベルを用いて明る
さ及び対比を調節するために本発明により追加された入
出力特性曲線である。特性曲線ｙ１は入力信号の全体的
な明るさ上昇の低いレベル値の相対的な対比向上効果を
もたらし、特性曲線ｙ２は全体的な明るさ低下と高いレ
ベル値の相対的な対比向上効果を、そして特性曲線ｙ３
は全体的な対比向上効果を奏でる。
た実施例を詳細に説明する。図３は本発明で使用した入
出力特性を示したグラフを示す。図３において二つの曲
線ｙ１及びｙ２は図１の入出力特性曲線と同一なもので
あり、Ｓ形態の曲線ｙ３は平均画像レベルを用いて明る
さ及び対比を調節するために本発明により追加された入
出力特性曲線である。特性曲線ｙ１は入力信号の全体的
な明るさ上昇の低いレベル値の相対的な対比向上効果を
もたらし、特性曲線ｙ２は全体的な明るさ低下と高いレ
ベル値の相対的な対比向上効果を、そして特性曲線ｙ３
は全体的な対比向上効果を奏でる。
【００１２】図４は本発明の場面適応映像改善方法にお
ける明るさ及び対比訂正特性を示したグラフを示す。図
４の特性曲線は図３の入出力特性曲線ｙ１，ｙ２，ｙ３
を用いた対比調節がｎＡＰＬ上で区分された領域に相異
なるようなされることを示す。本発明では入力映像信号
が有し得る平均画像レベルの範囲を四つの領域に区分
し、各領域毎に個別の明るさ訂正特性を与える。明るさ
訂正特性は入力映像信号とｎＡＰＬと図３の入出力特性
曲線及び各領域毎に相異なるよう与えられる加重値によ
り決定される。入力映像信号はかかる明るさ訂正特性に
より明るさ及び対比が調節される。その結果により改善
された対比の映像信号が得られる。本発明の実施例で使
われた入出力特性曲線を式で示せば次の通りである。
ける明るさ及び対比訂正特性を示したグラフを示す。図
４の特性曲線は図３の入出力特性曲線ｙ１，ｙ２，ｙ３
を用いた対比調節がｎＡＰＬ上で区分された領域に相異
なるようなされることを示す。本発明では入力映像信号
が有し得る平均画像レベルの範囲を四つの領域に区分
し、各領域毎に個別の明るさ訂正特性を与える。明るさ
訂正特性は入力映像信号とｎＡＰＬと図３の入出力特性
曲線及び各領域毎に相異なるよう与えられる加重値によ
り決定される。入力映像信号はかかる明るさ訂正特性に
より明るさ及び対比が調節される。その結果により改善
された対比の映像信号が得られる。本発明の実施例で使
われた入出力特性曲線を式で示せば次の通りである。
【００１３】 y1(x) ＝x 0.5 , y2(x)= x 2 y3L(x)=xL 2 , y3H(x)=xH 0.5 ここで、ｘＬは０〜０．５の範囲を有し、ｘＨは０．５
〜１の範囲を有する。前述した数式で指数部を０．５や
２に制限する必要はなく、必要に応じて他の値に代替し
ても良い。
〜１の範囲を有する。前述した数式で指数部を０．５や
２に制限する必要はなく、必要に応じて他の値に代替し
ても良い。
【００１４】本発明で区分される領域は図４に示した通
りの四つの領域である。かかる領域の境界は明るさ及び
対比訂正により適切に選択される。図４において領域表
示がなされていないａ領域より低いｎＡＰＬを有する領
域が残り一つの領域である。各領域の対比改善のために
使われた図３の入出力特性曲線について説明すれば次の
通りである。
りの四つの領域である。かかる領域の境界は明るさ及び
対比訂正により適切に選択される。図４において領域表
示がなされていないａ領域より低いｎＡＰＬを有する領
域が残り一つの領域である。各領域の対比改善のために
使われた図３の入出力特性曲線について説明すれば次の
通りである。
【００１５】ｎＡＰＬ値がａ領域内に存すれば特性曲線
ｙ１，ｎＡＰＬ値がｂ領域内に存すればｙ３曲線、ｎＡ
ＰＬ値がｃ領域内に存すればｙ２曲線が明るさと対比の
訂正に使われる。図３の入出力特性曲線を用いて図４の
ように各領域に対する対比調節をするために使われた数
式についてさらに詳しく説明する。
ｙ１，ｎＡＰＬ値がｂ領域内に存すればｙ３曲線、ｎＡ
ＰＬ値がｃ領域内に存すればｙ２曲線が明るさと対比の
訂正に使われる。図３の入出力特性曲線を用いて図４の
ように各領域に対する対比調節をするために使われた数
式についてさらに詳しく説明する。
【００１６】ａ領域より低いｎＡＰＬを有する領域は極
めて暗い夜の風景などにより得られるｎＡＰＬの値を有
する。この領域の場合、入力信号のレベルと出力信号の
レベルを同一にさせる。こうすることにより、入力信号
の明るさと出力信号の明るさが同一になって不自然な画
像が得られることが防がれる。ａ領域の場合、出力信号
ＯＵＴは次の式（１）により得られる。
めて暗い夜の風景などにより得られるｎＡＰＬの値を有
する。この領域の場合、入力信号のレベルと出力信号の
レベルを同一にさせる。こうすることにより、入力信号
の明るさと出力信号の明るさが同一になって不自然な画
像が得られることが防がれる。ａ領域の場合、出力信号
ＯＵＴは次の式（１）により得られる。
【００１７】 ＯＵＴ＝｜（ｐ−ｑ）／ｐ｜×ｙ１（ｘ）・・・（１） ここで、ｐ＝（ａ領域の区間）／２，ｑ＝｜ａ領域の中
心値−ｎＡＰＬ｜と定義される。ａ領域の中心値は図４
において文字ｄと示された。上記式（１）は特性曲線ｙ
１に対する加重値がａ領域の区間と半分と、ａ領域の中
心値とｎＡＰＬ値との差に対する絶対値により決定され
ることを示す。従って、出力信号ＯＵＴはｎＡＰＬ値が
ａ領域の中心に存する時ＯＵＴ＝ｙ１（ｘ）となり、ｎ
ＡＰＬ値がａ領域の中心から遠くなればｃ＝｜ｐ−ｑ｜
／ｐ＜１である正規化された形態のｃによりＯＵＴ＝ｃ
×ｙ１（ｘ）となる。上記式（１）による特性曲線は実
際に図４のようにｂ領域の中でも示される。式（１）の
特性はｂ領域で使われたＳ領域と共にａ領域の特性とｂ
領域の特性をスムーズに連結させる。そして、式（１）
による全般的な入出力特性は左から右へ行くほどその変
化量が増加し、ａ領域の中心値ｄで入出力特性の変化量
が最大となる。ｂ領域において入力信号のｎＡＰＬは
０．５に近い値なので、特性曲線Ｓは主に対比向上に寄
与する。従って、ｎＡＰＬが０．５を基準としてその以
下とその以上に対する出力信号ＯＵＴは単なる次の式
（２）または（３）により求める。
心値−ｎＡＰＬ｜と定義される。ａ領域の中心値は図４
において文字ｄと示された。上記式（１）は特性曲線ｙ
１に対する加重値がａ領域の区間と半分と、ａ領域の中
心値とｎＡＰＬ値との差に対する絶対値により決定され
ることを示す。従って、出力信号ＯＵＴはｎＡＰＬ値が
ａ領域の中心に存する時ＯＵＴ＝ｙ１（ｘ）となり、ｎ
ＡＰＬ値がａ領域の中心から遠くなればｃ＝｜ｐ−ｑ｜
／ｐ＜１である正規化された形態のｃによりＯＵＴ＝ｃ
×ｙ１（ｘ）となる。上記式（１）による特性曲線は実
際に図４のようにｂ領域の中でも示される。式（１）の
特性はｂ領域で使われたＳ領域と共にａ領域の特性とｂ
領域の特性をスムーズに連結させる。そして、式（１）
による全般的な入出力特性は左から右へ行くほどその変
化量が増加し、ａ領域の中心値ｄで入出力特性の変化量
が最大となる。ｂ領域において入力信号のｎＡＰＬは
０．５に近い値なので、特性曲線Ｓは主に対比向上に寄
与する。従って、ｎＡＰＬが０．５を基準としてその以
下とその以上に対する出力信号ＯＵＴは単なる次の式
（２）または（３）により求める。
【００１８】 ＯＵＴ＝ｙ３（ｘ） ・・・（２） ＯＵＴ＝ａｍｐ×｜ｍ−｜ｎＡＰＬ−ｍ｜｜×ｙ３（ｘ）・・・（３） ここで、通常的にｍ＝０．５であり、ａｍｐは増幅度で
ある。さらに改善された形態としては次の式（４）のよ
うにｎＡＰＬ値により適応的に求める。 ＯＵＴ＝ａｍｐ×｜ｍ−｜ｍ−ｎＡＰＬ（ｌ）｜｜×ｙ３（ｘ） ＋ａｍｐ２×｜ｍ−｜ｎＡＰＬ（ｈ）−ｍ｜｜×ｙ３ｈ（ｘ） ・・・（４） ここで、ｎＡＰＬ（ｌ）とｎＡＰＬ（ｈ）はそれぞれｍ
以下と以上のレベルを有する入力映像信号を区分してｎ
ＡＰＬ値を求めたことであり、ｙ３ｌとｙ３ｈはｙ３特
性をｍを起点に分けて示した特性である。ｃ領域の場合
はｎＡＰＬ−ｍの値により特性曲線ｙ２に加重値を与え
る次の式（５）により求める。
ある。さらに改善された形態としては次の式（４）のよ
うにｎＡＰＬ値により適応的に求める。 ＯＵＴ＝ａｍｐ×｜ｍ−｜ｍ−ｎＡＰＬ（ｌ）｜｜×ｙ３（ｘ） ＋ａｍｐ２×｜ｍ−｜ｎＡＰＬ（ｈ）−ｍ｜｜×ｙ３ｈ（ｘ） ・・・（４） ここで、ｎＡＰＬ（ｌ）とｎＡＰＬ（ｈ）はそれぞれｍ
以下と以上のレベルを有する入力映像信号を区分してｎ
ＡＰＬ値を求めたことであり、ｙ３ｌとｙ３ｈはｙ３特
性をｍを起点に分けて示した特性である。ｃ領域の場合
はｎＡＰＬ−ｍの値により特性曲線ｙ２に加重値を与え
る次の式（５）により求める。
【００１９】 ＯＵＴ＝ａｍｐ×｜ｎＡＰＬ−ｍ｜×ｙ２（ｘ）・・・（５） このように計算されたｎＡＰＬ値により該当領域の数式
により入力信号が訂正される。図４において、ｃ領域の
特性曲線がｂ領域内にも存するのはｂ領域とｃ領域間の
特性変化量をスムーズにするためである。一方、前述し
た領域とその下の領域における明るさ訂正特性は次の式
（６）により計算することができる。
により入力信号が訂正される。図４において、ｃ領域の
特性曲線がｂ領域内にも存するのはｂ領域とｃ領域間の
特性変化量をスムーズにするためである。一方、前述し
た領域とその下の領域における明るさ訂正特性は次の式
（６）により計算することができる。
【００２０】 ＯＵＴ＝（０．５−ｎＡＰＬ）×ｙ１（ｘ）・・・（６） 図５は本発明の場面適応映像改善回路の第１実施例を示
したブロック構成図である。示した通り、アナログ−デ
ィジタル変換部１０はアナログ信号形態に入力される映
像信号をディジタル信号に変換する。アナログ−ディジ
タル変換部１０の出力端にはＡＰＬ計算部２０とルック
アップテーブル部３０がそれぞれ連結される。ＡＰＬ計
算部２０はアナログ−ディジタル変換部１０から出力さ
れた映像信号を入力されｎＡＰＬ値を計算する。ルック
アップテーブル部３０はＡＰＬ計算部２０から出力され
たｎＡＰＬ値によりアナログ−ディジタル変換部１０の
出力信号を訂正して出力する。ルックアップテーブル部
３０の出力信号はディジタル−アナログ変換部４０に印
加されアナログ映像信号に変換される。
したブロック構成図である。示した通り、アナログ−デ
ィジタル変換部１０はアナログ信号形態に入力される映
像信号をディジタル信号に変換する。アナログ−ディジ
タル変換部１０の出力端にはＡＰＬ計算部２０とルック
アップテーブル部３０がそれぞれ連結される。ＡＰＬ計
算部２０はアナログ−ディジタル変換部１０から出力さ
れた映像信号を入力されｎＡＰＬ値を計算する。ルック
アップテーブル部３０はＡＰＬ計算部２０から出力され
たｎＡＰＬ値によりアナログ−ディジタル変換部１０の
出力信号を訂正して出力する。ルックアップテーブル部
３０の出力信号はディジタル−アナログ変換部４０に印
加されアナログ映像信号に変換される。
【００２１】図５は映像改善回路に入力された映像信号
はアナログ−ディジタル変換部１０によりディジタル信
号に変換された後、ＡＰＬ計算部２０とルックアップテ
ーブル部３０にそれぞれ印加される。ＡＰＬ計算部２０
は１フレーム期間または多数のフレーム期間の間の実際
映像信号区間に対する入力映像信号のｎＡＰＬ値を計算
する。この際、ｎＡＰＬの値は連続する入力フレーム毎
に更新し続ける。ルックアップテーブル部３０は入力映
像信号をアドレスとするルックアップテーブルの形態に
四つの領域に関連して前述した明るさ訂正特性を貯蔵
し、入力映像信号のレベルとそれに対応するｎＡＰＬ値
により入力映像信号の明るさを訂正して出力する。従っ
て、ＡＰＬ計算部２０からｎＡＰＬ値が入力されれば、
ルックアップテーブル部３０はこの値がどの領域に属す
るかを判断して入力されたディジタル映像信号を該当領
域の明るさ訂正特性により補正して出力する。該当技術
分野の通常の技術者はかかるルックアップテーブル部３
０を領域の個数と同一な四つのルックアップテーブルか
ら構成したり、各領域に当たる数式に基づき作成するな
どの多様な方法で構成し得る。ルックアップテーブル部
３０から読み出されたディジタル信号はディジタル−ア
ナログ変換部４０に印加されアナログ信号に変換され
る。従って、ディジタル−アナログ変換部４０の出力信
号は明るさと対比が訂正された映像信号となる。図５の
回路はｎＡＰＬ値が計算されたフレームと実際にルック
アップテーブル部３０に入力されたフレームが相違にな
るが、一般に隣接フレーム間の映像信号は緩やかに変わ
るので問題とならない。しかし、場面転換のような急激
な映像信号の変化が生じたり、ｎＡＰＬが求められた映
像信号について明るさ訂正を願う場合、遅延素子をアナ
ログ−ディジタル変換部１０とルックアップテーブル部
３０との間に連結すれば良い。かかる遅延素子はｎＡＰ
Ｌが計算される期間の間アナログ−ディジタル変換部１
０から出力される映像信号を遅延させる。
はアナログ−ディジタル変換部１０によりディジタル信
号に変換された後、ＡＰＬ計算部２０とルックアップテ
ーブル部３０にそれぞれ印加される。ＡＰＬ計算部２０
は１フレーム期間または多数のフレーム期間の間の実際
映像信号区間に対する入力映像信号のｎＡＰＬ値を計算
する。この際、ｎＡＰＬの値は連続する入力フレーム毎
に更新し続ける。ルックアップテーブル部３０は入力映
像信号をアドレスとするルックアップテーブルの形態に
四つの領域に関連して前述した明るさ訂正特性を貯蔵
し、入力映像信号のレベルとそれに対応するｎＡＰＬ値
により入力映像信号の明るさを訂正して出力する。従っ
て、ＡＰＬ計算部２０からｎＡＰＬ値が入力されれば、
ルックアップテーブル部３０はこの値がどの領域に属す
るかを判断して入力されたディジタル映像信号を該当領
域の明るさ訂正特性により補正して出力する。該当技術
分野の通常の技術者はかかるルックアップテーブル部３
０を領域の個数と同一な四つのルックアップテーブルか
ら構成したり、各領域に当たる数式に基づき作成するな
どの多様な方法で構成し得る。ルックアップテーブル部
３０から読み出されたディジタル信号はディジタル−ア
ナログ変換部４０に印加されアナログ信号に変換され
る。従って、ディジタル−アナログ変換部４０の出力信
号は明るさと対比が訂正された映像信号となる。図５の
回路はｎＡＰＬ値が計算されたフレームと実際にルック
アップテーブル部３０に入力されたフレームが相違にな
るが、一般に隣接フレーム間の映像信号は緩やかに変わ
るので問題とならない。しかし、場面転換のような急激
な映像信号の変化が生じたり、ｎＡＰＬが求められた映
像信号について明るさ訂正を願う場合、遅延素子をアナ
ログ−ディジタル変換部１０とルックアップテーブル部
３０との間に連結すれば良い。かかる遅延素子はｎＡＰ
Ｌが計算される期間の間アナログ−ディジタル変換部１
０から出力される映像信号を遅延させる。
【００２２】図６は本発明の場面適応映像改善回路の第
２実施例を示したブロック構成図である。図６の映像改
善回路は図５のブロックと同一な構成及び機能を有する
ブロックについて図５と同一な部材番号を付した。ただ
し、アナログ−ディジタル変換部１０とルックアップテ
ーブル部３０との間に増幅部５０が新たに追加された。
この増幅部５０はＡＰＬ計算部２０から出力されたｎＡ
ＰＬ値により決定される可変的な増幅率でアナログ−デ
ィジタル変換部１０から出力された映像信号を増幅して
ルックアップテーブル部３０に出力する。
２実施例を示したブロック構成図である。図６の映像改
善回路は図５のブロックと同一な構成及び機能を有する
ブロックについて図５と同一な部材番号を付した。ただ
し、アナログ−ディジタル変換部１０とルックアップテ
ーブル部３０との間に増幅部５０が新たに追加された。
この増幅部５０はＡＰＬ計算部２０から出力されたｎＡ
ＰＬ値により決定される可変的な増幅率でアナログ−デ
ィジタル変換部１０から出力された映像信号を増幅して
ルックアップテーブル部３０に出力する。
【００２３】図７は前記増幅部５０の入出力特性曲線を
示したグラフである。増幅部５０はＡＰＬ計算部２０か
ら印加されたｎＡＰＬ値が１に近くの値の場合はｓ３方
向に入力映像信号の増幅を変化させ、その反対の場合は
ｓ２方向に変化させる。これは極端の明るさを有する画
面状態の入力映像信号のレベルを調整することにより図
５の装置に比べて補正効率を高めるためである。
示したグラフである。増幅部５０はＡＰＬ計算部２０か
ら印加されたｎＡＰＬ値が１に近くの値の場合はｓ３方
向に入力映像信号の増幅を変化させ、その反対の場合は
ｓ２方向に変化させる。これは極端の明るさを有する画
面状態の入力映像信号のレベルを調整することにより図
５の装置に比べて補正効率を高めるためである。
【００２４】図８は本発明の場面適応映像改善回路の第
３実施例を示したブロック構成図である。図８の映像改
善回路は図５のブロックと同一な構成及び機能を有する
ブロックについて図５と同一な部材番号を付した。しか
し、図５のＡＰＬ計算部２０は低域通過フィルタ６０及
びディコーダ７０に代替された。低域通過フィルタ６０
は時定数が相当大きいフィルタでなされた場合近似した
ｎＡＰＬ値を求められ、水平同期期間と垂直ブランキン
グ期間など実際に画像でない部分の値を大略計算して引
いた値に補正が可能である。低域通過フィルタ６０は１
フレーム期間または多数のフレーム期間の間の実際映像
信号区間に対する入力映像信号のｎＡＰＬ値を計算す
る。計算されたｎＡＰＬ値は電圧の形態でディコーダ７
０に出力する。ディコーダ７０は前記低域通過フィルタ
６０から印加された電圧によりルックアップテーブル部
３０を制御するための信号を出力する。
３実施例を示したブロック構成図である。図８の映像改
善回路は図５のブロックと同一な構成及び機能を有する
ブロックについて図５と同一な部材番号を付した。しか
し、図５のＡＰＬ計算部２０は低域通過フィルタ６０及
びディコーダ７０に代替された。低域通過フィルタ６０
は時定数が相当大きいフィルタでなされた場合近似した
ｎＡＰＬ値を求められ、水平同期期間と垂直ブランキン
グ期間など実際に画像でない部分の値を大略計算して引
いた値に補正が可能である。低域通過フィルタ６０は１
フレーム期間または多数のフレーム期間の間の実際映像
信号区間に対する入力映像信号のｎＡＰＬ値を計算す
る。計算されたｎＡＰＬ値は電圧の形態でディコーダ７
０に出力する。ディコーダ７０は前記低域通過フィルタ
６０から印加された電圧によりルックアップテーブル部
３０を制御するための信号を出力する。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は入力映像信
号の平均明るさレベルの値により入出力特性を相異なる
ようにして明るさを適応的に補正することにより、対比
が改善された映像信号が得られ、急激な明るさ変化を制
限して極端に暗い画面も自然に表現でき、特定ｎＡＰＬ
領域では対比調節のみを行って明るさと対比表現の向上
された画像が得られる。また、映像信号の増幅率を調整
して明るさと対比の補正効率を向上させうる。
号の平均明るさレベルの値により入出力特性を相異なる
ようにして明るさを適応的に補正することにより、対比
が改善された映像信号が得られ、急激な明るさ変化を制
限して極端に暗い画面も自然に表現でき、特定ｎＡＰＬ
領域では対比調節のみを行って明るさと対比表現の向上
された画像が得られる。また、映像信号の増幅率を調整
して明るさと対比の補正効率を向上させうる。
【図１】従来の対比訂正装置に使われた入出力特性を示
したグラフである。
したグラフである。
【図２】従来の画像明るさ調節回路に使われた明るさ訂
正特性を示すグラフである。
正特性を示すグラフである。
【図３】本発明に使われた入出力特性を示すグラフであ
る。
る。
【図４】本発明の場面適応映像改善方法における明るさ
訂正特性を示すグラフである。
訂正特性を示すグラフである。
【図５】本発明の場面適応映像改善回路の第１実施例を
示すブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
【図６】本発明の場面適応映像改善回路の第２実施例を
示すブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
【図７】図６の増幅部による入出力特性曲線を示すグラ
フである。
フである。
【図８】本発明の場面適応映像改善回路の第３実施例を
示すブロック図構成図である。
示すブロック図構成図である。
１０ アナログ−ディジタル変換部 ２０ ｎＡＰＬ計算部 ３０ ルックアップテーブル部 ４０ ディジタル−アナログ変換部 ５０ 増幅部 ６０ 低域通過フィルタ ７０ ディコーダ
Claims (17)
- 【請求項１】 平均明るさレベルを用いて映像信号の明
るさと対比を調節する方法において、 入力映像信号が有し得る平均明るさレベルの範囲を多数
の領域に分割する段階と、 前記領域のそれぞれに相異なる入出力特性を設定する段
階と、 入力映像信号に対する所定期間の平均明るさレベルを計
算する段階と、 前記計算された平均明るさレベルに対応する入出力特性
により入力映像信号を調節して出力する段階を含む場面
適応映像改善方法。 - 【請求項２】 前記領域分割段階は映像信号の対比を改
善する効果が大となるよう多数の領域に分割することを
特徴とする請求項１記載の場面適応映像改善方法。 - 【請求項３】 前記領域は暗い場面に対応する平均明る
さレベルの第１領域、中間程度の平均明るさレベルの第
２領域、前記第１領域と第２領域との間の平均明るさレ
ベルを有する第３領域、及び前記第２領域より高い平均
明るさレベルを有する第４領域からなり、 入力映像信号が有し得る平均明るさレベルの範囲をそれ
に対応する０と１との間の範囲に変換する場合、第１領
域は０近くの平均明るさレベルを有し、第２領域は０・
５を含み０・５近くの平均明るさレベルを有することを
特徴とする請求項２記載の場面適応映像改善方法。 - 【請求項４】 前記調節段階は計算された平均明るさレ
ベルが第１領域に属する場合、入力映像信号をそのまま
出力することを特徴とする請求項３記載の場面適応映像
改善方法。 - 【請求項５】 前記調節段階は計算された平均明るさレ
ベルが第２領域に属する場合、対比向上のための次の
式、 ＯＵＴ＝ｙ３（ｘ） ｙ３（ｘ）＝ｘＬ 2 ， ｙ３（ｘ）＝ｘＨ 0.5 ここで、ＯＵＴは補正された映像信号、ｘＬは０〜０．
５期間、ｘＨは０．５〜１期間である、 により入力映像信号のレベルｘを補正した映像信号を出
力することを特徴とする請求項３記載の場面適応映像改
善方法。 - 【請求項６】 前記調節段階は計算された平均明るさレ
ベルが第２領域に属する場合、対比向上のための次の
式、 ＯＵＴ＝ａｍｐ×ａｂｓ［ｍ−ａｂｓ（ｎＡＰＬ−ｍ）］×ｙ３（ｘ） ｙ３（ｘ）＝ｘＬ 2 ，ｙ３（ｘ）＝ｘＨ 0.5 ここで、ＯＵＴは補正された映像信号、ａｍｐは増幅
度、ａｂｓは絶対値、ｎＡＰＬは正規化された平均画像
レベル値であり、通常的にｍは０．５であり、ｘＬは０
〜０．５期間、ｘＨは０．５〜１期間である、 により映像信号のレベルｘを補正した映像信号を出力す
ることを特徴とする請求項３記載の場面適応映像改善方
法。 - 【請求項７】 前記調節段階は計算された平均明るさレ
ベルが第２領域に属する場合、対比向上のための次の
式、 ＯＵＴ＝ａｍｐ１×ａｂｓ（ｍ−ａｂｓ（ｍ−ｎＡＰＬ（１）） ×ｙ３ｌ（ｘ）＋ａｍｐ２×ａｂｓ（ｍ−ａｂｓ （ｎＡＰＬ（ｈ）−ｍ））×ｙ３ｈ（ｘ） ｙ３ｌ（ｘ）＝ｘＬ 2 ，ｙ３ｈ（ｘ）＝ｘＨ 0.5 ここで、ＯＵＴは補正された映像信号で、ｍは通常的に
０．５であり、ａｍｐ１，ａｍｐ２はｍ以下と以上の増
幅度、ａｂｓは絶対値、ｎＡＰＬ（ｌ）とｎＡＰＬ
（ｈ）はそれぞれｍ以下と以上の入力信号に対して計算
した正規化されたＡＰＬ値、ｘＬは０〜０．５期間、ｘ
Ｈは０．５〜１期間である、により映像信号のレベルｘ
を補正した映像信号を出力することを特徴とする請求項
３記載の場面適応映像改善方法。 - 【請求項８】 前記調節段階は計算された平均明るさレ
ベルが第３領域に属する場合、対比向上のための次の
式、 OUT=abs(abs(p-q)/p) ×y1(x) ，y1(x)=x 0.5 ， p=ａ area-period/2, q=abs(a area center-nAPL) ここで、ＯＵＴは補正された映像信号、ａｂｓは絶対
値、ａ area-period はａ領域の期間を示し、a area
centerはａ領域の中心値、ｎＡＰＬは正規化された平
均画像レベル値である、 により映像信号のレベルｘを補正した映像信号を出力す
ることを特徴とする請求項３記載の場面適応映像改善方
法。 - 【請求項９】 前記調節段階は計算された平均明るさレ
ベルが第１領域または第１領域に属する場合、対比向上
のための次の式、 OUT=(0.5-nAPL)×y1(x),y1(x)=x 0.5 ， ここで、ＯＵＴは補正された映像信号、ｎＡＰＬは正規
化された平均画像レベル値である、 により映像信号のレベルｘを補正した映像信号を出力す
ることを特徴とする請求項３記載の場面適応映像改善方
法。 - 【請求項１０】 前記調節段階は計算された平均明るさ
レベルが第４領域に属する場合、対比向上のための次の
式、 OUT=amp ×abs(nAPL-m) ×y2(x),y2(x)=pow(x,2) ここで、ＯＵＴは補正された映像信号であり、ｍは通常
的に０・５であり、ａｍｐは増幅度、ａｂｓは絶対値、
ｎＡＰＬは正規化されたＡＰＬ値である、 により映像信号のレベルｘを補正した映像信号を出力す
ることを特徴とする請求項３記載の場面適応映像改善方
法。 - 【請求項１１】 平均明るさレベルを用いて映像信号の
明るさと対比を調節して出力する装置において、 入力端を通じて入力される映像信号の所定期間の平均明
るさレベルを計算する手段、 入力映像信号が有し得る平均明るさレベルの範囲を多数
の領域に分割され、入力映像信号を各領域で相異なる多
数の入出力特性を備え、前記計算された平均明るさレベ
ルに対応する入出力特性により入力映像信号を調節して
出力する手段を含む場面適応映像改善回路。 - 【請求項１２】 前記調節手段は前記平均明るさレベル
に対応するそれぞれの明るさ訂正特性を入力映像信号に
対応する出力映像信号から構成されたルックアップテー
ブルの形態に貯蔵することを特徴とする請求項１１記載
の場面適応映像改善回路。 - 【請求項１３】 前記調節手段は平均明るさレベルの計
算に用いられた入力映像信号に続いて入力する映像信号
の明るさ及び対比を訂正することを特徴とする請求項１
１記載の場面適応映像改善回路。 - 【請求項１４】 前記調節手段の前段に位置し、平均明
るさレベルの計算に用いられた入力映像信号の明るさ及
び対比を調節しうるよう入力端を通じて印加される入力
映像信号を遅延して出力する遅延器をさらに備えること
を特徴とする請求項１１記載の場面適応映像改善回路。 - 【請求項１５】 前記入力端を通じて印加される映像信
号を平均明るさレベル計算手段により計算された平均明
るさレベルにより可変される増幅率に増幅して前記調節
手段に出力する増幅部をさらに備えることを特徴とする
請求項１１記載の場面適応映像改善回路。 - 【請求項１６】 前記増幅部は計算された平均明るさレ
ベルの値が１に近い値の場合は、入出力特性曲線の勾配
が小さくなるよう入力された映像信号を増幅し、平均明
るさレベルの値が０に近い値の場合は入出力特性曲線の
勾配が大きくなるよう映像信号を増幅して出力させるこ
とを特徴とする請求項１１記載の場面適応映像改善回
路。 - 【請求項１７】 前記平均明るさレベル計算手段は入力
映像信号の低域成分のみを通過させ平均明るさレベルの
値を計算してそれに対応する電圧を出力する低域通過フ
ィルタと、 前記低域通過フィルタから印加された電圧により明るさ
及び対比調節手段を制御するための信号を出力するディ
コーダから構成されることを特徴とする請求項１１記載
の場面適応映像改善回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930025127A KR0142290B1 (ko) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 장면적응 영상개선방법 및 그 회로 |
| KR25127/1993 | 1993-11-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07203330A JPH07203330A (ja) | 1995-08-04 |
| JP2972095B2 true JP2972095B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=19368831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6288464A Expired - Lifetime JP2972095B2 (ja) | 1993-11-24 | 1994-11-22 | 場面適応映像改善方法及びその回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5546134A (ja) |
| EP (1) | EP0654943B1 (ja) |
| JP (1) | JP2972095B2 (ja) |
| KR (1) | KR0142290B1 (ja) |
| DE (1) | DE69423573T2 (ja) |
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