JP3071131B2

JP3071131B2 - ガンマ補正装置

Info

Publication number: JP3071131B2
Application number: JP7227847A
Authority: JP
Inventors: 秀史岡田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1995-09-05
Publication date: 2000-07-31
Anticipated expiration: 2015-09-05
Also published as: EP0762739A2; US5706058A; KR970019373A; KR100286996B1; DE69625010T2; JPH0974501A; DE69625010D1; EP0762739A3; EP0762739B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はガンマ補正回路に関
し、特にたとえばＣＣＤからの出力信号をディジタル信
号に変換するディジタルビデオカメラにおけるガンマ補
正回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】被写体画像を正しく再現するためには、
受像管特有の非線形電光変換特性を所定の補正係数に従
って補正する、いわゆるガンマ補正が必要である。つま
り、ガンマ補正は、ガンマ補正曲線（ｙ＝ｘ^coef）に従
って、撮像出力信号の非線形特性を逆補正するものであ
る。

【０００３】しかしながら、このようなガンマ補正をリ
アルタイムで行うためにはべき乗器を必要とするため、
ディジタル回路で実現する場合には、回路構成が大規模
かつ複雑化していた。そこで、回路の簡素化を図る手段
として、たとえば昭和６１年５月８日付で出願公開され
た特開昭６１−９０５７５号公報〔Ｈ０４Ｎ５／２０
２〕に開示されているように、ＲＯＭまたはＲＡＭを用
いて、それに全てのデータをルックアップテーブルとし
て予め設定していく方法が考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術に従ってルックアップテーブルを実現する場合には、
必要とするＲＯＭおよびＲＡＭの容量が、入出力ビット
幅のべき乗に比例して増加するため、容量が大きくなっ
て好ましくない。また、ＲＯＭを用いた場合には、ガン
マ特性が完全に固定されてしまうといった問題点があっ
た。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、ル
ックアップテーブルの総容量を低減し、かつ、ガンマ補
正係数を可変できる、ガンマ補正回路を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、最小入力レ
ベルから最大入力レベルまでを複数の区間に分割し、各
区間毎のガンマ補正曲線と直線との出力レベルの差にお
ける最小値を予め記憶した第１ルックアップテーブル、
各区間毎にガンマ補正曲線と直線に最小値を加えたもの
との出力レベルの差のデータを予め記憶した複数の第２
ルックアップテーブル、入力された映像信号のレベルに
応じて第２ルックアップテーブルの１つを選択する選択
手段、入力された映像信号のレベルに応じて第１ルック
アップテーブルから読み出された最小値と、選択手段に
よって選択された１つの第２ルックアップテーブルから
読み出されたデータとを加算する加算手段、および加算
手段の出力にガンマ補正係数γを乗算する乗算手段を備
える、ガンマ補正回路である。

【０００７】

【作用】たとえば、１０ビットの映像信号が入力され
て、そのうちの下位６ビットがアドレスとして、たとえ
ば１６個ある第２ルックアップテーブルに供給される。
各々の第２ルックアップテーブルからは、たとえば６４
（２⁶）個あるデータｃ（ｘ）の中から入力信号のレベ
ルに対応するデータｃ（ｘ）が出力される。このデータ
ｃ（ｘ）は、８ビットに拡張された後、選択回路に入力
される。

【０００８】また、選択回路には入力信号の上位４ビッ
トが入力され、８ビットに拡張された１６個のデータの
中から、上位４ビットの入力信号に応じたデータｃ
（ｘ）を選択する。さらに、この上位４ビットの映像信
号は、第１ルックアップテーブルに入力される。この第
１ルックアップテーブルには、入力映像信号を１６区間
に分割した際の各区間におけるガンマ補正曲線の出力レ
ベルと直線の出力レベルとの差の最小値ｂがデータテー
ブルとして予め設定される。したがって、入力される上
位４ビットの信号によって、それに対応する最小値ｂ
（ｘ）が決定する。

【０００９】続いて、加算手段において、この最小値ｂ
（ｘ）とデータｃ（ｘ）とが加算される。そして、乗算
手段において、ガンマ補正係数γが乗算され、上位１０
ビットの信号が別の加算手段に与えられる。そして、映
像信号と加算されて、ガンマ補正された信号として出力
される。したがって、ガンマ補正係数γを変更するだけ
で可変ガンマ特性を得ることができる。

【００１０】

【発明の効果】この発明によれば、ルックアップテーブ
ルを複数用意し、各々のルックアップテーブルのデータ
に応じて出力ビット幅の最適化を図っているので、ルッ
クアップテーブルの総容量を可及的最小限に抑えなが
ら、可変ガンマ特性が実現できる。

【００１１】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１２】

【実施例】図１を参照して、このガンマ補正回路１０
は、複数個（この実施例では１６個）の第２ルックアッ
プテーブル１２…を含み、各々の第２ルックアップテー
ブル１２には、６ビットつまり６４個のデータｃ（ｘ）
が設定される。また、この実施例において、ガンマ補正
回路１０の入出力ビット幅は１０ビットであり、入力端
子１４から１０ビットの映像信号が入力され、そのうち
の下位６ビットの入力信号がアドレスとして、第２ルッ
クアップテーブル１２…に供給される。

【００１３】ルックアップテーブル１２…からは、入力
された下位６ビットの映像信号に従って、図１に示すよ
うに、それぞれビット幅の異なる信号が、ビット拡張器
１６…に対して出力される。上述したように、各々の第
２ルックアップテーブル１２は、図２に示す如く、６４
個のデータｃ（ｘ）を有するとともに、入力映像信号を
１６個の区間に分割したときの各区間における先頭アド
レスａを有する。

【００１４】すなわち、図３を参照して、ｙ＝ｘの直線
で表される入力信号を第２ルックアップテーブル１２…
と同数の１６個に分割する。つまり、入力信号は、この
実施例において１０ビットであるため、０≦ｘ≦１０２
３である入力レベル（ｘ）を１６個に等分する。そのう
ちの或る１区間におけるガンマ補正曲線ｙ＝γ（ｘ）の
出力レベルと入力映像信号ｙ＝ｘの出力レベルとの差に
おける最小値ｂは、次式で表される。

【００１５】

【数１】ｂ＝Ｍｉｎ｛γ（ｘ）−ｘ｝したがって、或る１区間の入力値（ｘ）の範囲が、図３
に示すように、たとえばｘ₁〜ｘ₂である場合には、ｘ
＝ｘ₂であるときのガンマ補正曲線の出力レベルと、映
像信号の出力レベルとの差の値が最小値ｂとなる。

【００１６】また、データｃ（ｘ）は、ガンマ補正曲線
ｙ＝γ（ｘ）と、直線ｙ＝ｘに最小値ｂを加えた直線ｙ
＝ｘ＋ｂとの差であって、次式で表される。

【００１７】

【数２】ｃ（ｘ）＝γ（ｘ）−（ｘ＋ｂ）以上のように、ガンマ補正曲線ｙ＝γ（ｘ）と入力信号
ｙ＝ｘとの差がデータテーブルとして設定される。ま
た、最小値ｂは、１６個の第２ルックアップテーブル１
２…とは別に設けられた第１ルックアップテーブル２０
にデータテーブルとして設定される。また、図１におい
て、１６個の第２ルックアップテーブル１２…の出力ビ
ット幅が異なっているのは、図２からもわかるように、
各第２ルックアップテーブル１２に設定されたデータｃ
（ｘ）が、それぞれ必要とするビット幅が異なるためで
ある。

【００１８】出力ビット幅の異なる信号は、ビット拡張
器１６…において、上位にダミービットが付加され８ビ
ットにビット幅が整えられて、選択回路１８に入力され
る。また、選択回路１８には、入力端子１４から入力さ
れる映像信号の上位４ビットが与えられ、この信号によ
って、選択回路１８において、選択回路１８に入力され
た１６個のデータｃ（ｘ）の中から上位４ビットの信号
に対応する１つのデータが選択される。選択されたデー
タｃ（ｘ）は、ビット拡張器２２に入力されダミービッ
トが付加されて、加算器２４に９ビットの信号として与
えられる。

【００１９】また、上位４ビットの入力信号は、上述の
選択回路１８に与えられるとともに、第１ルックアップ
テーブル２０に供給され、第１ルックアップテーブル２
０に予め設定された上述の１６個の最小値ｂの中から、
上位４ビットの信号に対応する１つの最小値ｂ（ｘ）が
加算器２４に入力される。したがって、加算器２４に
は、９ビットのデータｃ（ｘ）と最小値ｂ（ｘ）とが入
力される。よって、加算器２４からは、「ｂ（ｘ）＋ｃ
（ｘ）」が出力される。

【００２０】そして、７ビットのガンマ補正係数γが、
入力信号「ｂ（ｘ）＋ｃ（ｘ）」とともに乗算器２６に
与えられ、乗算器２６からは、両者を乗算した信号
「｛ｂ（ｘ）＋ｃ（ｘ）｝×γ」の下位６ビットを切り
捨てた上位１０ビットの信号が出力される。さらに、１
０ビットの映像信号が、信号「｛ｂ（ｘ）＋ｃ（ｘ）｝
×γ」とともに加算器２８に与えられ、両者が加算され
た後、オーバフロークリップ３０に入力されて、上位１
ビットがクリップされる。したがって、このオーバフロ
ークリップ３０からは、次式に示すガンマ補正された信
号が出力される。

【００２１】

【数３】ｙ＝ｘ＋｛ｂ（ｘ）＋ｃ（ｘ）｝×γ このように、ガンマ補正曲線ｙ＝γ（ｘ）と映像信号ｙ
＝ｘの直線との差をＲＯＭ上のルックアップテーブルと
してもち、選択手段によって選択されたデータｃ（ｘ）
および第１ルックアップテーブル２０から読み出された
最小値ｂ（ｘ）の和に、ガンマ補正係数γを乗算するよ
うにしたため、ガンマ特性を任意に設定することができ
る。さらに、図４に示す従来のガンマ補正回路では、ル
ックアップテーブルは２¹⁰×９＝９２１６ビットの容量
を必要とするのに対して、図１に示す実施例のガンマ補
正回路１０におけるルックアップテーブルの容量は、

【００２２】

【数４】１６×９＋６４×（８＋６×４＋５×８＋４＋
３＋２）＝５３２８ビットであり、ルックアップテーブルの容量を大幅（約５８
％）に削減することができる。なお、図１に示す実施例
のガンマ補正回路１０では、選択回路１８および加算器
２４を余分に設ける必要があるが、加算器２４は３００
ゲート、選択回路１８は５０ゲート程度で構成可能であ
るため、上述のルックアップテーブルによる削減効果に
比べれば微々たるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１実施例の第１および第２ルックアップテー
ブルに設定されたデータの一例を示す表である。

【図３】一般的なガンマ補正曲線を示すグラフである。

【図４】従来技術を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ …ガンマ補正回路１２ …第１ルックアップテーブル１８ …選択回路２０ …第２ルックアップテーブル２４，２８ …加算器２６ …乗算器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】最小入力レベルから最大入力レベルまで
の範囲が複数の区間に分割され、各区間毎のガンマ補正
曲線の出力レベルと入力映像信号の入出力特性を表す直
線の出力レベルの差の最小値が予め格納された第１ルッ
クアップテーブル、前記各区間毎に前記ガンマ補正曲線の出力レベルと前記
直線の出力レベルに前記最小値を加えたレベルとの差の
データが予め格納された複数の第２ルックアップテーブ
ル、入力映像信号のレベルに応じて前記第２ルックアップテ
ーブルの１つを選択する選択手段、前記入力映像信号の前記レベルに応じて前記第１ルック
アップテーブルから読み出された前記最小値と、前記選
択手段によって選択された前記第２ルックアップテーブ
ルから読み出された前記データを加算する加算手段を備
えるガンマ補正装置。