JP3184309B2 - Gradation correction circuit and imaging device - Google Patents
Gradation correction circuit and imaging deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は逆光撮影等で主被写体が
階調性のないぼやけた画像になったものを階調補正を行
い階調表現の豊かな画像を得ることができる階調補正回
路及び撮像装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to gradation correction in which a main subject becomes a blurred image without gradation in backlit photographing or the like, and a gradation rich expression image can be obtained. The present invention relates to a circuit and an imaging device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、多くの階調補正回路が開発されて
いる。従来の階調補正回路としては、例えば特開昭60
−139080号公報の画像処理装置に示されている。2. Description of the Related Art In recent years, many tone correction circuits have been developed. A conventional gradation correction circuit is disclosed in, for example,
No. 139080 discloses an image processing apparatus.
【0003】以下に、従来の階調補正回路について説明
する。図16は従来例における階調補正回路の機能ブロ
ック図である。図16において、1301はR信号階調
補正部、1302はG信号階調補正部、1303はB信
号階調補正部、1304は輝度信号ヒストグラム作成手
段、1305は累積輝度分布曲線作成手段である。Hereinafter, a conventional gradation correction circuit will be described. FIG. 16 is a functional block diagram of a conventional gradation correction circuit. In FIG. 16, reference numeral 1301 denotes an R signal gradation correction unit, 1302 denotes a G signal gradation correction unit, 1303 denotes a B signal gradation correction unit, 1304 denotes a luminance signal histogram creating unit, and 1305 denotes a cumulative luminance distribution curve creating unit.
【0004】以上のように構成された従来の階調補正回
路について、以下その動作について説明する。The operation of the conventional gradation correction circuit configured as described above will be described below.
【0005】まず、0〜255のデジタルデータに変換
されたR,G,B信号が入力される。これらの色データ
はR=G=B=255のとき白を示し、その値が大きい
ほど明るいことを示している。入力映像信号の輝度をY
とすると、例えば、Y=0.30R+0.59G+0.
11Bの関係式で求めることができ、やはり0〜255
の値になる。この関係式により有効画面の1フレーム全
域にわたり輝度を求め、例えばNTSC信号では640
×480ドットについて輝度信号ヒストグラム作成手段
1304が輝度レベルの分布を求めると、輝度ヒストグ
ラムが得られる。この画像データについて累積輝度分布
曲線作成手段1305が上記の輝度ヒストグラムの累積
を求めると累積輝度分布曲線が得られる。First, R, G, and B signals converted into digital data of 0 to 255 are input. These color data indicate white when R = G = B = 255, and the larger the value, the brighter the color. Set the luminance of the input video signal to Y
Then, for example, Y = 0.30R + 0.59G + 0.
11B, which can be obtained from 0 to 255
Value. With this relational expression, the luminance is obtained over the entire area of one frame of the effective screen.
When the luminance signal histogram creation unit 1304 finds the distribution of luminance levels for × 480 dots, a luminance histogram is obtained. When the cumulative luminance distribution curve creating means 1305 calculates the cumulative luminance histogram for the image data, a cumulative luminance distribution curve is obtained.
【0006】この累積輝度分布曲線の横軸Hは入力輝度
レベルの0〜255であり、縦軸Vの値も0〜255に
なるように正規化すれば、この曲線を示す関係式が求め
られる。この関係式をV=F(H)とすれば、Vは入力
輝度レベルHのガンマ変換した値として求めることがで
きる。この関係式によって、R信号階調補正部130
1、G信号階調補正部1302、B信号階調補正部13
03が、R,G,B信号に同じガンマ変換を行い階調補
正を行う。このように、累積輝度分布曲線をR,G,B
信号に共通に用いることにより、色バランスがよく全域
にわたって階調補正された出力画像を得ることができ
る。When the horizontal axis H of the cumulative luminance distribution curve is normalized so that the input luminance level is 0 to 255 and the value of the vertical axis V is also 0 to 255, a relational expression showing this curve is obtained. . If this relational expression is V = F (H), V can be obtained as a value obtained by gamma-converting the input luminance level H. By this relational expression, the R signal tone correction unit 130
1, G signal tone correction unit 1302, B signal tone correction unit 13
03 performs gradation correction by performing the same gamma conversion on the R, G, and B signals. In this way, the cumulative luminance distribution curve is represented by R, G, B
By commonly using the signals, it is possible to obtain an output image with good color balance and gradation correction over the entire range.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来例においては、テレビ信号等の逆光の度合いが小さい
映像は問題ないが、民生用カメラなどで撮影した逆光の
度合いが大きい画像に対してこの処理を行うと、画面全
域にわたって階調を均一にするように補正を行うので階
調がない部分が急激に伸張されるため偽輪郭が発生した
り、階調性がよい部分がつぶされたりして不自然な画像
になるという問題点を有していた。また、暗い部分の階
調を再現するため低輝度部分のゲインを上げるのでノイ
ズが目だつという問題点も有していた。However, in the above-mentioned conventional example, there is no problem with a video having a small degree of backlight such as a television signal, but this processing is performed on an image with a large degree of backlight captured by a consumer camera or the like. Is performed, the correction is performed so that the gradation is uniform over the entire screen, so that the portion without gradation is sharply expanded, so that a false contour occurs or the portion with good gradation is crushed. There is a problem that an unnatural image is formed. In addition, there is also a problem that noise is noticeable because the gain of the low luminance portion is increased in order to reproduce the gradation of the dark portion.
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、逆光の度合いが大きい画像に対しても偽輪郭が発生
しない、階調がつぶされない、低輝度部分のノイズが目
だたない画面全域にわたって階調表現の豊かな出力画像
を得ることができる階調補正回路を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems. Even in an image having a large degree of backlight, a false contour is not generated, gradation is not crushed, and noise in a low luminance portion is inconspicuous. It is an object of the present invention to provide a gradation correction circuit capable of obtaining an output image rich in gradation expression over the entire region.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の階調補正回路は、入力映像信号の低域成分を
分離する低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタの
出力信号が所定値より大きい場合に、階調補正曲線のゲ
インを制限し、前記低域通過フィルタの出力信号を階調
補正する階調補正処理部と、前記入力映像信号の高域成
分を分離する高域通過フィルタと、前記階調補正処理部
の出力信号と前記高域通過フィルタの出力信号を加算し
出力映像信号を出力する加算器とを備えたものである。In order to achieve this object, a gradation correction circuit according to the present invention comprises a low- pass filter for separating low-frequency components of an input video signal, and a low-pass filter for the low-pass filter.
When the output signal is larger than a predetermined value, the gradation correction curve
And a high-pass filter that separates high-frequency components of the input video signal, and a gradation correction processing unit that separates high-frequency components of the input video signal. And an adder for adding the signal and the output signal of the high-pass filter to output an output video signal.
【0010】また、本発明の階調補正回路は、入力映像
信号の低域成分を分離する低域通過フィルタと、前記低
域通過フィルタの出力信号が所定値より大きい場合に、
階調補正曲線のゲインを制限し、前記低域通過フィルタ
の出力信号を階調補正する階調補正処理部と、前記入力
映像信号の高域成分を分離する高域通過フィルタと、前
記高域通過フィルタの出力信号を非線形処理する非線形
処理部と、前記階調補正処理部の出力信号と前記非線形
処理部の出力信号を加算し出力映像信号を出力する加算
器とを備えたものである。The tone correction circuit according to the present invention further comprises a low- pass filter for separating low-frequency components of the input video signal;
When the output signal of the band-pass filter is larger than a predetermined value,
A tone correction processing unit that limits a gain of a tone correction curve and tone-corrects an output signal of the low-pass filter; a high-pass filter that separates a high-frequency component of the input video signal; A non-linear processing section for performing non-linear processing on an output signal of the pass filter; and an adder for adding an output signal of the gradation correction processing section and an output signal of the non-linear processing section and outputting an output video signal.
【0011】また、本発明の階調補正回路は、入力映像
信号の低域成分を分離する低域通過フィルタと、前記低
域通過フィルタの出力信号が所定値より大きい場合に、
階調補正曲線のゲインを制限し、前記低域通過フィルタ
の出力信号を階調補正する階調補正処理部と、前記入力
映像信号の高域成分を分離する高域通過フィルタと、前
記高域通過フィルタの出力信号を非線形処理する非線形
処理部と、前記非線形処理部の出力信号を前記階調補正
部の階調補正に応じてゲイン調整するゲイン調整部と、
前記階調補正処理部の出力信号と前記ゲイン調整部の出
力信号を加算し出力映像信号を出力する加算器とを備え
たものである。The tone correction circuit according to the present invention further comprises a low- pass filter for separating low-frequency components of the input video signal;
When the output signal of the band-pass filter is larger than a predetermined value,
A tone correction processing unit that limits a gain of a tone correction curve and tone-corrects an output signal of the low-pass filter; a high-pass filter that separates a high-frequency component of the input video signal; A non-linear processing unit that performs non-linear processing on an output signal of the pass filter, and a gain adjustment unit that performs gain adjustment on the output signal of the non-linear processing unit in accordance with the gradation correction of the gradation correction unit.
An adder for adding an output signal of the gradation correction processing unit and an output signal of the gain adjustment unit and outputting an output video signal.
【0012】また、本発明の階調補正機能付き撮像装置
は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子から入力映像信
号を取り出すアナログ回路と、入力映像信号の低域成分
を分離する低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタ
の出力信号が所定値より大きい場合に、階調補正曲線の
ゲインを制限し、前記低域通過フィルタの出力信号を階
調補正する階調補正処理部と、前記入力映像信号の輪郭
成分を抽出する輪郭抽出フィルタと、前記輪郭抽出フィ
ルタの出力信号を非線形処理する非線形処理部と、前記
非線形処理部の出力信号を前記階調補正部の階調補正に
応じてゲイン調整するゲイン調整部と、前記階調補正処
理部の出力信号と前記ゲイン調整部の出力信号を加算し
出力映像信号を出力する加算器とを備えたものである。An image pickup apparatus with a gradation correction function according to the present invention is a solid-state image pickup device, an analog circuit for extracting an input video signal from the solid-state image pickup device, and a low-pass filter for separating low-frequency components of the input video signal. And the low-pass filter
When the output signal is larger than the predetermined value, the gradation correction curve
A gradation correction processing unit for limiting a gain and correcting a gradation of an output signal of the low-pass filter; a contour extraction filter for extracting a contour component of the input video signal; and a non-linear processing of an output signal of the contour extraction filter A non-linear processing unit, a gain adjustment unit that adjusts a gain of an output signal of the non-linear processing unit according to the gradation correction of the gradation correction unit, an output signal of the gradation correction processing unit, and an output of the gain adjustment unit. And an adder for adding the signals and outputting an output video signal.
【0013】[0013]
【作用】本発明の階調補正回路は上記した構成により、
低域通過フィルタによって入力映像信号の低域成分だけ
を分離し、階調補正処理部で階調補正を行う。一方、高
域通過フィルタによって入力映像信号の高域成分だけを
分離する。高域成分は階調補正を行わないのでディテー
ル部の階調を保つことができる。最後に、階調補正処理
部の出力信号と高域通過フィルタの出力信号を加算器で
加算することによって、階調性豊かな階調補正を行うこ
とができる。The tone correction circuit according to the present invention has the above-described configuration.
The low-pass filter separates only the low-frequency components of the input video signal, and the tone correction processing unit performs tone correction. On the other hand, only the high-frequency component of the input video signal is separated by the high-pass filter. Since gradation correction is not performed for the high-frequency component, the gradation of the detail portion can be maintained. Finally, by adding the output signal of the gradation correction processing unit and the output signal of the high-pass filter by the adder, it is possible to perform gradation correction with rich gradation.
【0014】また本発明の階調補正回路は上記した構成
により、低域通過フィルタによって入力映像信号の低域
成分だけを分離し、階調補正処理部で階調補正を行う。
一方、高域通過フィルタによって入力映像信号の高域成
分だけを分離し、非線形処理部でノイズ成分を除去す
る。高域成分は階調補正を行わないのでディテール部の
階調を保つことができる。最後に、階調補正処理部の出
力信号と非線形処理部の出力信号を加算器で加算するこ
とによって、低輝度部分のノイズを抑えた階調性豊かな
階調補正を行うことができる。Further, according to the tone correction circuit of the present invention, only the low-frequency component of the input video signal is separated by the low-pass filter, and the tone correction is performed by the tone correction processing unit.
On the other hand, only a high-frequency component of the input video signal is separated by a high-pass filter, and a noise component is removed by a non-linear processing unit. Since gradation correction is not performed for the high-frequency component, the gradation of the detail portion can be maintained. Lastly, by adding the output signal of the gradation correction processing unit and the output signal of the non-linear processing unit by an adder, it is possible to perform gradation correction rich in gradation with reduced noise in a low luminance portion.
【0015】また本発明の階調補正回路は上記した構成
により、低域通過フィルタによって入力映像信号の低域
成分だけを分離し、階調補正処理部で階調補正を行う。
一方、高域通過フィルタによって入力映像信号の高域成
分だけを分離し、非線形処理部でノイズ成分を除去す
る。さらに、階調補正処理部で階調を圧縮した部分の階
調性を補正するため非線形処理部を通した高域成分をゲ
イン調整部でゲイン調整を行う。高域成分は階調補正を
行わないのでディテール部の階調を保つことができる。
最後に、階調補正処理部の出力信号とゲイン調整部の出
力信号を加算器で加算することによって、低輝度部分の
ノイズを抑えた階調表現豊かな階調補正を行うことがで
きる。Further, in the gradation correction circuit of the present invention, only the low-frequency component of the input video signal is separated by the low-pass filter, and the gradation correction is performed by the gradation correction processing section.
On the other hand, only a high-frequency component of the input video signal is separated by a high-pass filter, and a noise component is removed by a non-linear processing unit. Further, in order to correct the gradation of a portion where the gradation is compressed by the gradation correction processing unit, the gain adjustment unit performs gain adjustment on the high-frequency component passed through the non-linear processing unit. Since gradation correction is not performed for the high-frequency component, the gradation of the detail portion can be maintained.
Finally, by adding the output signal of the tone correction processing unit and the output signal of the gain adjustment unit with an adder, it is possible to perform tone correction rich in tone expression in which noise in a low luminance portion is suppressed.
【0016】また本発明の階調補正機能付き撮像装置は
上記した構成により、固体撮像素子からアナログ回路が
入力映像信号を取り込む。低域通過フィルタによって入
力映像信号の低域成分だけを取り出し、階調補正処理部
で階調補正を行う。一方、輪郭抽出フィルタによって入
力映像信号の輪郭成分だけを取り出し、非線形処理部で
ノイズ成分を除去する。さらに、階調補正処理部で階調
を圧縮した部分の階調性を補正するため非線形処理部を
通した輪郭成分をゲイン調整部でゲイン調整を行う。輪
郭成分は階調補正を行わないのでディテール部の階調を
保つことができる。最後に、階調補正処理部の出力信号
とゲイン調整部の出力信号を加算器で加算することによ
って、低輝度部分のノイズを抑えた階調表現豊かな階調
補正を行うことができる。Further, according to the imaging apparatus having the gradation correction function of the present invention, the analog circuit takes in the input video signal from the solid-state imaging device. Only the low-frequency component of the input video signal is extracted by the low-pass filter, and the tone correction processing unit performs tone correction. On the other hand, only a contour component of the input video signal is extracted by a contour extraction filter, and a noise component is removed by a non-linear processing unit. Further, in order to correct the gradation property of the portion where the gradation is compressed by the gradation correction processing section, the gain component is gain-adjusted by the gain adjustment section through the non-linear processing section. Since the gradation correction is not performed on the contour component, the gradation of the detail part can be maintained. Finally, by adding the output signal of the tone correction processing unit and the output signal of the gain adjustment unit with an adder, it is possible to perform tone correction rich in tone expression in which noise in a low luminance portion is suppressed.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1は本発明の第1の実施例における階調
補正回路の構成を示すブロック図である。図1におい
て、101は低域通過フィルタ(LPF)、102は階
調補正処理部、103は高域通過フィルタ(HPF)、
104は非線形処理部、105は加算器、106はヒス
トグラム作成手段、107は階調補正曲線決定手段であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a gradation correction circuit according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 101 is a low-pass filter (LPF), 102 is a gradation correction processing unit, 103 is a high-pass filter (HPF),
104 is a non-linear processing unit, 105 is an adder, 106 is a histogram creating means, and 107 is a gradation correction curve determining means.
【0019】図2は本発明の実施例における階調補正回
路を用いたビデオ一体型カメラ(撮像装置)のブロック
図である。図2において、301はCCDカメラヘッド
部、302はアナログ−デジタル変換器(A/D変換
器)、303は階調補正回路、304は信号処理回路、
305はデジタル−アナログ変換器(D/A変換器)、
306はエンコーダ回路、307はVTR回路である。FIG. 2 is a block diagram of a video-integrated camera (image pickup apparatus) using a gradation correction circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 301 denotes a CCD camera head, 302 denotes an analog-digital converter (A / D converter), 303 denotes a gradation correction circuit, 304 denotes a signal processing circuit,
305 is a digital-analog converter (D / A converter),
306 is an encoder circuit, and 307 is a VTR circuit.
【0020】図3は入力映像信号の1フレームの画像を
示した図である。401は有効画面を示す。有効画面4
01のサンプル数は水平H方向に640点、垂直V方向
に480点である。FIG. 3 is a diagram showing an image of one frame of the input video signal. Reference numeral 401 denotes an effective screen. Active screen 4
The number of samples of 01 is 640 points in the horizontal H direction and 480 points in the vertical V direction.
【0021】図4は有効画面の輝度信号のヒストグラム
と階調補正曲線を示す線図である。図4のaが輝度信号
のヒストグラム、図4のbが階調補正曲線である。FIG. 4 is a diagram showing a histogram of a luminance signal of an effective screen and a gradation correction curve. FIG. 4A shows a histogram of a luminance signal, and FIG. 4B shows a gradation correction curve.
【0022】図5は本発明の実施例における非線形処理
部の非線形処理特性を示す図である。図5のdは非線形
処理特性、図5のeはコアリング値である。FIG. 5 is a diagram showing the non-linear processing characteristics of the non-linear processing section in the embodiment of the present invention. FIG. 5d shows the nonlinear processing characteristics, and FIG. 5e shows the coring value.
【0023】図6は本発明の第1の実施例における階調
補正回路の信号図である。図6において、(a)は入力
映像信号、(b)は低域通過フィルタ(LPF)101
の出力信号、(c)は高域通過フィルタ(HPF)10
3の出力信号、(d)は階調補正処理部102の出力信
号、(e)は非線形処理部104の出力信号、(f)は
階調補正回路303の出力映像信号である。FIG. 6 is a signal diagram of a gradation correction circuit according to the first embodiment of the present invention. 6A shows an input video signal, and FIG. 6B shows a low-pass filter (LPF) 101.
(C) is a high-pass filter (HPF) 10
3, (d) is the output signal of the gradation correction processing unit 102, (e) is the output signal of the non-linear processing unit 104, and (f) is the output video signal of the gradation correction circuit 303.
【0024】以上のように構成された本発明の第1の実
施例の階調補正回路を用いたビデオ一体型カメラについ
て、以下その動作を説明する。The operation of the video-integrated camera using the gradation correction circuit according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described below.
【0025】図2において、まず、CCDカメラヘッド
部301から入力映像信号としてR,G,B信号が取り
込まれる。このR,G,B信号はアナログ−デジタル変
換器302によって0〜255のデジタルデータに変換
される。この0〜255のデジタルデータに変換された
R,G,B信号が入力映像信号として階調補正回路30
3に入力される。階調補正回路303では、入力映像信
号を高域成分と低域成分に分離し、高域成分のノイズ成
分を除去する。一方、低域成分だけ階調補正を行う。そ
してノイズ成分を除去した高域成分と階調補正した低域
成分を加算し、階調補正されたR,G,B信号として出
力する。この階調補正されたR,G,B信号を信号処理
回路304がアパーチャ補正処理等の信号処理を行う。
この信号処理したデジタルR,G,B信号をデジタル−
アナログ変換器305がアナログR,G,B信号に変換
する。次に、エンコーダ回路306がこのR,G,B信
号をY信号(輝度信号)とC信号(色信号)に変換す
る。最後に、VTR回路307がビデオテープに記録す
る。In FIG. 2, first, R, G, and B signals are fetched from the CCD camera head unit 301 as input video signals. The R, G, B signals are converted into digital data of 0 to 255 by the analog-digital converter 302. The R, G, and B signals converted into the digital data of 0 to 255 are used as input video signals as gradation correction circuits 30.
3 is input. The tone correction circuit 303 separates an input video signal into a high-frequency component and a low-frequency component, and removes a high-frequency noise component. On the other hand, tone correction is performed only for the low-frequency component. Then, the high-frequency component from which the noise component has been removed and the low-frequency component whose gradation has been corrected are added, and output as R, G, B signals whose gradation has been corrected. The signal processing circuit 304 performs signal processing such as aperture correction processing on the R, G, and B signals subjected to the gradation correction.
The processed digital R, G, B signals are converted to digital signals.
An analog converter 305 converts the signals into analog R, G, B signals. Next, the encoder circuit 306 converts the R, G, and B signals into a Y signal (luminance signal) and a C signal (color signal). Finally, the VTR circuit 307 records on the video tape.
【0026】次に、図1と図6を用いて階調補正回路3
03の動作を詳細説明する。まず、0〜255のデジタ
ルデータに変換されたR,G,B信号が入力映像信号と
して入力される。これらの色データはR=G=B=25
5のとき白を示し、その値が大きいほど明るいことを示
している。入力映像信号の輝度をYとすると、例えば、
Y=0.30R+0.59G+0.11Bの関係式で求
めることができ、やはり0〜255の値になる。Next, referring to FIG. 1 and FIG.
03 will be described in detail. First, R, G, and B signals converted into digital data of 0 to 255 are input as input video signals. These color data are R = G = B = 25
A value of 5 indicates white, and a larger value indicates a brighter color. Assuming that the luminance of the input video signal is Y, for example,
It can be obtained by the relational expression of Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B, and again takes a value of 0 to 255.
【0027】図3は入力映像信号の1フレームの画像を
示しているが、この画像は窓の前に人物が立っている逆
光の度合いが大きい被写体の例である。ヒストグラム作
成手段106が、上記の関係式により有効画面の1フレ
ーム全域にわたり、例えば図3の有効画面401の1フ
レーム画像640×480ドットについて、輝度レベル
の分布を求めると、図4のaに示すような輝度ヒストグ
ラムが得られる。この輝度ヒストグラム(図4のa)を
見るとピークが2箇所できており、逆光の被写体である
ことと逆光の度合いがどの程度であるか推測することが
できる。このようにして、階調補正曲線決定手段107
がこの輝度ヒストグラムを特徴量として画像認識を行
い、入力画像に一番適した階調補正曲線を決定する。FIG. 3 shows an image of one frame of the input video signal. This image is an example of a subject in which a person stands in front of a window and has a high degree of backlight. When the histogram creating unit 106 obtains the luminance level distribution for one frame image 640 × 480 dots of the effective screen 401 of FIG. 3 over the entire area of the effective screen by the above relational expression, it is shown in FIG. Such a luminance histogram is obtained. Looking at the luminance histogram (a in FIG. 4), two peaks are formed, and it can be estimated that the subject is a backlight subject and the degree of the backlight is. Thus, the gradation correction curve determining means 107
Performs image recognition using the luminance histogram as a feature amount, and determines a gradation correction curve most suitable for the input image.
【0028】また、低域通過フィルタ(LPF)101
によって、入力映像信号(図6の(a))から低域成分
(図6の(b))だけ取り出し、階調補正処理部102
に供給する。そして、階調補正処理部102が、低域成
分だけのR,G,B信号に、同じ決定した階調補正曲線
によって、階調補正を行う(例えば図6の(d))。こ
のように、入力映像信号の低域成分だけに階調補正を行
うので、エッジ成分などのディテール部の階調を失うこ
となく階調補正を行うことができる。また、階調補正曲
線をR,G,B信号に共通に用いることにより、色バラ
ンスがよく全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を
得ることができる。A low-pass filter (LPF) 101
Accordingly, only the low-frequency component (FIG. 6B) is extracted from the input video signal (FIG. 6A), and the gradation correction processing unit 102
To supply. Then, the tone correction processing unit 102 performs tone correction on the R, G, and B signals of only the low-frequency component using the same determined tone correction curve (for example, (d) of FIG. 6). As described above, since the gradation correction is performed only on the low-frequency component of the input video signal, the gradation correction can be performed without losing the gradation of the detail portion such as the edge component. In addition, by using the gradation correction curve commonly for the R, G, and B signals, it is possible to obtain an output image with good color balance and rich gradation expression over the entire range.
【0029】以下図5を用いて、非線形処理部104の
ノイズ除去処理について説明する。一方、高域通過フィ
ルタ103によって、入力映像信号(図6の(a))か
ら高域成分(図6の(c))だけを取り出し、非線形処
理部104に供給する。非線形処理部104では図5の
dに示す非線形処理特性によって、入力映像信号の高域
成分の絶対値がコアリング値(図5のe)より小さいと
きは出力信号がゼロになり、絶対値が大きいときは、入
力映像信号の高域成分が正ならば、出力信号は入力映像
信号の高域成分からコアリング値(図5のe)を減算し
た値になる。また、入力映像信号の高域成分が負なら
ば、出力信号は入力映像信号の高域成分にコアリング値
(図5のe)を加算した値になる。このようにして、図
6の(e)に示すように入力映像信号の高域成分(図6
の(c))のコアリング値(図5のe)より小さいノイ
ズ成分を除去する。入力映像信号の高域成分はノイズ除
去だけを行い、階調補正を行わないので、ディテール部
の階調はそのまま保たれる。また、コアリング値(図5
のe)の大きさを調節することによりノイズ除去の度合
いも調整することができる。Hereinafter, the noise removal processing of the nonlinear processing unit 104 will be described with reference to FIG. On the other hand, the high-pass filter 103 extracts only the high-frequency component ((c) in FIG. 6) from the input video signal ((a) in FIG. 6) and supplies it to the nonlinear processing unit 104. Due to the nonlinear processing characteristic shown in FIG. 5D, when the absolute value of the high frequency component of the input video signal is smaller than the coring value (e in FIG. 5), the nonlinear processing unit 104 turns the output signal to zero, and the absolute value becomes When the value is large, if the high frequency component of the input video signal is positive, the output signal has a value obtained by subtracting the coring value (e in FIG. 5) from the high frequency component of the input video signal. If the high frequency component of the input video signal is negative, the output signal has a value obtained by adding the coring value (e in FIG. 5) to the high frequency component of the input video signal. In this way, as shown in FIG. 6E, the high frequency component (FIG.
(C)) removes noise components smaller than the coring value (e in FIG. 5). The high-frequency component of the input video signal performs only noise removal and does not perform gradation correction, so that the gradation of the detail portion is kept as it is. In addition, the coring value (FIG. 5)
The degree of noise removal can be adjusted by adjusting the size of e).
【0030】このとき、高域通過フィルタ103の構成
は、1−低域通過フィルタ101の関係になるように、
低域通過フィルタ101と高域通過フィルタ103を構
成する。こうすることによって、最後に低域通過フィル
タ101の出力と高域通過フィルタ103の出力を加算
した時、入力映像信号の大きさに復帰させることができ
る。At this time, the configuration of the high-pass filter 103 is such that the relationship of 1−low-pass filter 101 is satisfied.
A low-pass filter 101 and a high-pass filter 103 are configured. By doing so, when the output of the low-pass filter 101 and the output of the high-pass filter 103 are finally added, the magnitude of the input video signal can be restored.
【0031】最後に、階調補正処理部102の出力信号
と非線形処理部104の出力信号を加算器105で加算
して出力映像信号(図6の(f))を出力する。このよ
うにして、逆光の度合いが大きい画像に対しても偽輪郭
が発生しない、階調がつぶされない、ノイズが少なく、
色バランスがよく全域にわたって階調表現の豊かな出力
画像を得ることができる。Finally, the output signal of the gradation correction processing section 102 and the output signal of the non-linear processing section 104 are added by an adder 105 to output an output video signal (FIG. 6 (f)). In this manner, false contours do not occur even in images with a large degree of backlight, gradation is not crushed, noise is small,
An output image with good color balance and rich gradation expression over the entire area can be obtained.
【0032】図7は図1に示した本発明の第1の実施例
における階調補正回路のより具体的な構成例を示すブロ
ック図である。図7において、階調補正曲線決定手段1
07は、入力手段108、マイコン109、マイコン1
09のプログラムと選択する階調補正曲線の特徴を示す
テンプレートとを格納するROM110、輝度ヒストグ
ラムを格納するRAM111で構成している。FIG. 7 is a block diagram showing a more specific configuration example of the gradation correction circuit in the first embodiment of the present invention shown in FIG. In FIG. 7, a tone correction curve determining means 1
07 is an input means 108, a microcomputer 109, a microcomputer 1
The ROM 110 stores a program 09 and a template showing characteristics of the gradation correction curve to be selected, and the RAM 111 stores a luminance histogram.
【0033】図8は本発明の実施例における階調補正処
理部102の詳細ブロック図である。図8において、1
001は値αでクリップするαクリップ回路、1002
は値βでクリップするβクリップ回路、1003は乗算
器、1004は減算器、1005は加算器、1006は
ゲイン調整器、1007は大信号セレクタ回路、100
8はセレクタ回路である。FIG. 8 is a detailed block diagram of the gradation correction processing section 102 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 8, 1
001 is an α clip circuit for clipping with a value α, 1002
Is a β clipping circuit that clips with a value β, 1003 is a multiplier, 1004 is a subtractor, 1005 is an adder, 1006 is a gain adjuster, 1007 is a large signal selector circuit, 100
8 is a selector circuit.
【0034】図9は本発明の実施例における階調補正処
理部102の階調補正曲線を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a gradation correction curve of the gradation correction processing section 102 in the embodiment of the present invention.
【0035】図10は本発明の実施例における階調補正
曲線決定の手順を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for determining a gradation correction curve in the embodiment of the present invention.
【0036】以下、図7を用いて階調補正回路303の
動作を詳細に説明する。まず、0〜255のデジタルデ
ータに変換されたR,G,B信号が入力映像信号として
階調補正処理部303に入力される。この入力映像信号
がヒストグラム作成手段106と低域通過フィルタ(L
PF)101と高域通過フィルタ(HPF)103に入
力される。Hereinafter, the operation of the gradation correction circuit 303 will be described in detail with reference to FIG. First, the R, G, and B signals converted into digital data of 0 to 255 are input to the gradation correction processing unit 303 as input video signals. This input video signal is supplied to a histogram creation means 106 and a low-pass filter (L
PF) 101 and a high-pass filter (HPF) 103.
【0037】図7,図10により、マイコン109がテ
ンプレートマッチング法を用いて階調補正曲線を決定す
る動作について説明する。ヒストグラム作成手段106
は入力映像信号から輝度信号を求め、1フレームの有効
画面について輝度ヒストグラムを求める。そして、マイ
コン109が輝度ヒストグラムをRAM111に読み込
む。次に、ROM110の中の選択する階調補正曲線の
特徴を示すテンプレートとRAM111に読み込んだ輝
度ヒストグラムの距離を求める。次に、距離が最小にな
る階調補正曲線を選択する。最後に、選択した階調補正
曲線のゲインを階調補正処理部102へ設定する。The operation of the microcomputer 109 for determining the gradation correction curve using the template matching method will be described with reference to FIGS. Histogram creating means 106
Calculates a luminance signal from an input video signal and calculates a luminance histogram for an effective screen of one frame. Then, the microcomputer 109 reads the luminance histogram into the RAM 111. Next, the distance between the template indicating the characteristic of the gradation correction curve to be selected in the ROM 110 and the luminance histogram read into the RAM 111 is obtained. Next, a tone correction curve that minimizes the distance is selected. Finally, the gain of the selected gradation correction curve is set in the gradation correction processing unit 102.
【0038】図8は本発明の実施例における階調補正処
理部102の詳細ブロック図である。また、図9は本発
明の実施例における階調補正処理部102の階調補正曲
線を示す特性図である。FIG. 8 is a detailed block diagram of the gradation correction processing section 102 according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating a gradation correction curve of the gradation correction processing unit 102 according to the embodiment of the present invention.
【0039】図8,図9において、階調補正処理部10
2はゲインを入力すると、入力信号が値αより小さいと
きは入力信号に入力ゲインを乗算した出力信号(図9の
a)になり、入力信号が値αと値βの間の大きさのとき
は入力ゲインに値αを乗算したオフセットの傾き1の出
力信号(図9のb)になり、入力信号が値βより大きい
ときは図9のb信号のオフセットの傾き1/2の信号と
入力信号の大きい方を出力信号(図9のc)になるよう
に自動的に階調補正曲線(図9参照)を発生し入力信号
に対してリアルタイムで階調補正を行うことができる。
また、図8に示したような折れ線の階調補正曲線を発生
する階調補正処理部102にすることによって、何種類
かの階調補正曲線を記憶しておく余分なROM等を持た
なくて良いので、回路規模も非常に小さくすることがで
きる。また、入力信号が大きいときは入力信号がほぼそ
のまま出力信号になるように階調補正曲線を構成するこ
とによって、従来オートニー制御等で高輝度部の階調が
つぶれていたところをきれいに再現することができる。8 and 9, the gradation correction processing unit 10
When a gain is input, the input signal is multiplied by the input gain when the input signal is smaller than the value α, and becomes an output signal (a in FIG. 9). When the input signal has a value between the values α and β, Is an output signal (b in FIG. 9) having an offset slope of 1 obtained by multiplying the input gain by the value α. When the input signal is larger than the value β, the signal having the offset slope of 1/2 of the b signal in FIG. A tone correction curve (see FIG. 9) is automatically generated so that a larger signal becomes an output signal (c in FIG. 9), and tone correction can be performed on an input signal in real time.
Further, by providing the gradation correction processing unit 102 which generates a gradation correction curve of a polygonal line as shown in FIG. 8, an extra ROM or the like for storing several types of gradation correction curves is not required. Because it is good, the circuit scale can be very small. In addition, when the input signal is large, the tone correction curve is configured so that the input signal becomes an output signal almost as it is, so that the place where the tone of the high-brightness part has been lost by the conventional auto knee control or the like can be reproduced clearly. Can be.
【0040】また、低域通過フィルタ101では、入力
映像信号から低域成分を分離する。そして階調補正処理
部102が低域成分だけ階調補正を行う。このように、
入力映像信号の低域成分だけに階調補正を行うので、エ
ッジ成分などのディテール部の階調を失うことなく階調
補正を行うことができる。また、階調補正曲線をR,
G,B信号に共通に用いることにより、色バランスがよ
く全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得ること
ができる。The low-pass filter 101 separates low-frequency components from the input video signal. Then, the gradation correction processing unit 102 performs gradation correction only for the low-frequency component. in this way,
Since the tone correction is performed only on the low-frequency component of the input video signal, the tone correction can be performed without losing the tone of the detail part such as the edge component. Further, the gradation correction curve is represented by R,
By commonly using the G and B signals, it is possible to obtain an output image with good color balance and rich in gradation expression over the entire range.
【0041】一方、高域通過フィルタ103では、入力
映像信号から高域成分が抽出される。そして非線形処理
部104が非線形処理特性によって入力映像信号の高域
成分のコアリング値より小さいノイズ成分の除去を行
う。入力映像信号の高域成分はノイズ除去だけを行い、
階調補正を行わないので、ディテール部の階調はそのま
ま保たれる。また、コアリング値の大きさを調節するこ
とによりノイズ除去の度合いも調整することができる。On the other hand, the high-pass filter 103 extracts high-frequency components from the input video signal. Then, the non-linear processing unit 104 removes a noise component smaller than the coring value of the high frequency component of the input video signal according to the non-linear processing characteristics. The high frequency component of the input video signal performs only noise removal,
Since gradation correction is not performed, the gradation of the detail portion is kept as it is. In addition, the degree of noise removal can be adjusted by adjusting the magnitude of the coring value.
【0042】最後に、加算器105がノイズ成分を除去
した高域成分と階調補正した低域成分を加算し、階調補
正されたR,G,B信号として出力する。Finally, the adder 105 adds the high-frequency component from which the noise component has been removed and the low-frequency component whose tone has been corrected, and outputs the R, G, B signals whose tone has been corrected.
【0043】このとき、高域通過フィルタ103の構成
は、1−低域通過フィルタ101の関係になるように、
低域通過フィルタ101と高域通過フィルタ103を構
成する。こうすることによって、最後に低域通過フィル
タ101の出力と高域通過フィルタ103の出力を加算
した時、入力映像信号の大きさに復帰させることができ
る。At this time, the configuration of the high-pass filter 103 is such that the relationship of 1−low-pass filter 101 is satisfied.
A low-pass filter 101 and a high-pass filter 103 are configured. By doing so, when the output of the low-pass filter 101 and the output of the high-pass filter 103 are finally added, the magnitude of the input video signal can be restored.
【0044】このようにして、逆光の度合いが大きい画
像に対しても偽輪郭が発生しない、階調がつぶされな
い、ノイズが少なく、色バランスがよく全域にわたって
階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。In this way, an output image in which no false contour is generated, the gradation is not crushed, the noise is small, the color balance is good, and the gradation expression is rich over the entire area is obtained even for an image having a large degree of backlight. be able to.
【0045】以上のように本実施例によれば、本発明の
階調補正回路は低域通過フィルタ101と、階調補正処
理部102と、高域通過フィルタ103と、非線形処理
部104と、加算器105と、ヒストグラム作成手段1
06と、階調補正曲線決定手段107という構成で、逆
光の度合いが大きい画像に対しても偽輪郭が発生しな
い、階調がつぶされない、ノイズ成分を抑え、色バラン
スがよく全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得
ることができる。As described above, according to the present embodiment, the gradation correction circuit of the present invention includes a low-pass filter 101, a gradation correction processing unit 102, a high-pass filter 103, a nonlinear processing unit 104, Adder 105 and histogram creating means 1
06 and the gradation correction curve determining means 107, the false contour does not occur, the gradation is not crushed, the noise component is suppressed, the color balance is good, and the gradation is expressed over the entire area even in an image with a large degree of backlight. Rich output image can be obtained.
【0046】また、本発明の階調補正回路における階調
補正処理部102を、値αでクリップするαクリップ回
路1001と、値βでクリップするβクリップ回路10
02と、乗算器1003と、減算器1004と、加算器
1005と、ゲイン調整器1006と、大信号セレクタ
回路1007と、セレクタ回路1008という構成で、
折れ線の階調補正曲線を発生する階調補正処理部102
にすることによって、何種類かの階調補正曲線を記憶し
ておく余分なROM等を持たなくて良いので、回路規模
も非常に小さくすることができる。また、入力信号が大
きいときは入力信号がほぼそのまま出力信号になるよう
に階調補正曲線を構成することによって、従来オートニ
ー制御等で高輝度部の階調がつぶれていたところをきれ
いに再現することができる。The tone correction processing unit 102 in the tone correction circuit of the present invention is provided with an α clipping circuit 1001 for clipping with a value α and a β clipping circuit 10 for clipping with a value β.
02, a multiplier 1003, a subtractor 1004, an adder 1005, a gain adjuster 1006, a large signal selector circuit 1007, and a selector circuit 1008.
A gradation correction processing unit 102 that generates a gradation correction curve of a polygonal line
By doing so, it is not necessary to have an extra ROM or the like for storing several types of gradation correction curves, so that the circuit scale can be made very small. In addition, when the input signal is large, the tone correction curve is configured so that the input signal becomes an output signal almost as it is, so that the place where the tone of the high-brightness part has been lost by the conventional auto knee control or the like can be reproduced clearly. Can be.
【0047】図11は本発明の第2の実施例における階
調補正回路303の構成を示すブロック図である。図1
に示した第1の実施例と異なるのは、ゲイン調整部20
1を新たに設けた点である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of the gradation correction circuit 303 according to the second embodiment of the present invention. FIG.
The difference from the first embodiment shown in FIG.
1 is newly provided.
【0048】以下、図11を用いて階調補正回路303
の動作を詳細に説明する。まず、0〜255のデジタル
データに変換されたR,G,B信号が入力映像信号とし
て入力される。これらの色データはR=G=B=255
のとき白を示し、その値が大きいほど明るいことを示し
ている。入力映像信号の輝度をYとすると、例えば、Y
=0.30R+0.59G+0.11Bの関係式で求め
ることができ、やはり0〜255の値になる。この関係
式により有効画面の1フレーム全域にわたり、例えば図
3の入力映像信号の有効画面の1フレームの画像640
×480ドットについて、ヒストグラム作成手段106
が輝度レベルの分布を求めると、図4のaに示すような
輝度ヒストグラムが得られる。この輝度ヒストグラム
(図4のa)を見るとピークが2箇所できており、逆光
の被写体であることと逆光の度合いがどの程度であるか
推測することができる。このようにして、階調補正曲線
決定手段107がこの輝度ヒストグラムを特徴量として
画像認識を行い、入力画像に一番適した階調補正曲線を
決定する。Hereinafter, the gradation correction circuit 303 will be described with reference to FIG.
Will be described in detail. First, R, G, and B signals converted into digital data of 0 to 255 are input as input video signals. These color data are R = G = B = 255.
Indicates white, and the larger the value, the brighter. Assuming that the luminance of the input video signal is Y, for example, Y
= 0.30R + 0.59G + 0.11B, which is also a value from 0 to 255. According to this relational expression, an image 640 of one frame of the effective screen of the input video signal of FIG.
Histogram creation means 106 for × 480 dots
When a luminance level distribution is obtained, a luminance histogram as shown in FIG. 4A is obtained. Looking at the luminance histogram (a in FIG. 4), two peaks are formed, and it can be estimated that the subject is a backlight subject and the degree of the backlight is. In this way, the gradation correction curve determination unit 107 performs image recognition using the luminance histogram as a feature amount, and determines a gradation correction curve most suitable for the input image.
【0049】また、低域通過フィルタ101によって、
入力映像信号から低域成分だけ取り出し、階調補正処理
部102に供給する。そして、階調補正処理部102
が、低域成分だけのR,G,B信号に、同じ決定した階
調補正曲線によって階調補正を行う。このように、入力
映像信号の低域成分だけに階調補正を行うので、エッジ
成分などのディテール部の階調を失うことなく階調補正
を行うことができる。また、階調補正曲線をR,G,B
信号に共通に用いることにより、色バランスがよく全域
にわたって階調表現の豊かな出力画像を得ることができ
る。Also, the low-pass filter 101
Only the low-frequency component is extracted from the input video signal and supplied to the gradation correction processing unit 102. Then, the gradation correction processing unit 102
Performs tone correction on the R, G, and B signals of only the low-frequency component using the same determined tone correction curve. As described above, since the gradation correction is performed only on the low-frequency component of the input video signal, the gradation correction can be performed without losing the gradation of the detail portion such as the edge component. Further, the gradation correction curve is represented by R, G, B
By commonly using the signals, it is possible to obtain an output image with good color balance and rich gradation expression over the entire area.
【0050】なお、非線形処理部104の動作は第1の
実施例と同じである。図12は映像信号の高域成分のゲ
イン特性を示す線図である。図12のcはゲイン特性を
示す。以下この図を用いて、ゲイン調整部201のゲイ
ン調整による階調補正について説明する。The operation of the nonlinear processing section 104 is the same as in the first embodiment. FIG. 12 is a diagram showing gain characteristics of a high frequency component of a video signal. FIG. 12C shows a gain characteristic. Hereinafter, gradation correction by gain adjustment of the gain adjustment unit 201 will be described with reference to FIG.
【0051】非線形処理部104の出力信号をゲイン調
整部201に供給する。ゲイン調整部201は、図12
のcに示すようなゲイン特性で高域成分の補正を行う。
このゲイン特性は図4のbに示す階調補正曲線に対し、
階調圧縮の階調補正を行う輝度レベルに対してはゲイン
を徐々に上げるようなゲイン特性になっている。このよ
うに低域成分が階調圧縮され階調がなくなった部分を、
高域成分のゲインを上げることによって階調を補うこと
ができる。同様に、階調伸張の階調補正を行う輝度レベ
ルに対してはゲインを徐々に下げるようなゲイン調整を
行うようにすることにより、低域成分が階調伸張され階
調のですぎた部分を高域成分のゲインを下げることによ
って、適切な階調に補正することができる。また、入力
映像信号が任意の一定値より小さいとき、入力映像信号
の大きさに比例させて高域成分のゲインを下げるように
ゲイン調整を行うことにより低輝度の暗い部分のノイズ
成分を抑えることもできる。The output signal of the non-linear processing unit 104 is supplied to the gain adjustment unit 201. The gain adjustment unit 201 is configured as shown in FIG.
The high frequency component is corrected with the gain characteristic as shown in FIG.
This gain characteristic corresponds to the gradation correction curve shown in FIG.
The gain characteristic is such that the gain is gradually increased for the luminance level at which the gradation correction of gradation compression is performed. In this way, the part where the low-frequency component is gradation-compressed and the gradation disappears,
By increasing the gain of the high frequency component, the gradation can be compensated. Similarly, by performing gain adjustment to gradually lower the gain for the luminance level at which the gradation correction of the gradation expansion is performed, the portion where the low-frequency component is subjected to the gradation expansion and the portion where the gradation is excessively increased can be obtained. By lowering the gain of the high frequency component, it is possible to correct the gradation to an appropriate level. Also, when the input video signal is smaller than an arbitrary fixed value, the noise component in a low-brightness dark part is suppressed by performing gain adjustment so as to reduce the gain of a high-frequency component in proportion to the size of the input video signal. Can also.
【0052】このとき、高域通過フィルタ(HPF)1
03の構成は、1−低域通過フィルタ(LPF)101
の関係になるように、低域通過フィルタ(LPF)10
1と高域通過フィルタ(HPF)103を構成する。こ
うすることによって、最後に低域通過フィルタ(LP
F)101の出力と高域通過フィルタ(HPF)103
の出力を加算した時、入力映像信号の大きさに復帰させ
ることができる。At this time, the high-pass filter (HPF) 1
03 is composed of 1-low-pass filter (LPF) 101
So that the low-pass filter (LPF) 10
1 and a high-pass filter (HPF) 103. By doing so, finally a low-pass filter (LP
F) Output of 101 and high-pass filter (HPF) 103
Can be returned to the size of the input video signal when the outputs of the above are added.
【0053】最後に、階調補正処理部102の出力信号
とゲイン調整部201の出力信号を加算器105で加算
して出力映像信号を出力する。このようにして、逆光の
度合いが大きい画像に対しても偽輪郭が発生しない、階
調がつぶされない、低輝度の暗い部分のノイズ成分を抑
え、色バランスがよく全域にわたって階調表現の豊かな
出力画像を得ることができる。Finally, the output signal of the tone correction processing section 102 and the output signal of the gain adjustment section 201 are added by the adder 105 to output an output video signal. In this way, false contours do not occur even in images with a large degree of backlight, gradation is not destroyed, noise components in low-luminance dark areas are suppressed, color balance is good, and gradation expression is rich over the entire area. An output image can be obtained.
【0054】図13は図11に示した本発明の第2の実
施例における階調補正回路303のより具体的な構成例
を示すブロック図である。図13において、階調補正曲
線決定手段107は、入力手段108、マイコン10
9、マイコン109のプログラムと選択する階調補正曲
線の特徴を示すテンプレートとを格納するROM11
0、輝度ヒストグラムを格納するRAM111で構成し
ている。FIG. 13 is a block diagram showing a more specific configuration example of the tone correction circuit 303 in the second embodiment of the present invention shown in FIG. In FIG. 13, the gradation correction curve determination means 107 includes an input means 108, a microcomputer 10
9. ROM 11 for storing a program of the microcomputer 109 and a template showing characteristics of the gradation correction curve to be selected.
0 and a RAM 111 for storing a luminance histogram.
【0055】以下、図13を用いて階調補正回路303
の動作を詳細説明する。まず、0〜255のデジタルデ
ータに変換されたR,G,B信号が入力映像信号として
階調補正処理部303に入力される。この入力映像信号
がヒストグラム作成手段106と低域通過フィルタ(L
PF)101と高域通過フィルタ(HPF)103に入
力される。Hereinafter, the gradation correction circuit 303 will be described with reference to FIG.
Will be described in detail. First, the R, G, and B signals converted into digital data of 0 to 255 are input to the gradation correction processing unit 303 as input video signals. This input video signal is supplied to a histogram creation means 106 and a low-pass filter (L
PF) 101 and a high-pass filter (HPF) 103.
【0056】図10,図13により、マイコン109が
テンプレートマッチング法を用いて階調補正曲線を決定
する動作について説明する。ヒストグラム作成手段10
6は入力映像信号から輝度信号を求め、1フレームの有
効画面について輝度ヒストグラムを求める。そしてマイ
コン109が輝度ヒストグラムをRAM111に読み込
む。次に、ROM110の中の選択する階調補正曲線の
特徴を示すテンプレートとRAM111に読み込んだ輝
度ヒストグラムの距離を求める。次に、距離が最小にな
る階調補正曲線を選択する。最後に、選択した階調補正
曲線のゲインを階調補正処理部102へ設定する。The operation of the microcomputer 109 for determining the gradation correction curve by using the template matching method will be described with reference to FIGS. Histogram creating means 10
6 obtains a luminance signal from the input video signal and obtains a luminance histogram for an effective screen of one frame. Then, the microcomputer 109 reads the luminance histogram into the RAM 111. Next, the distance between the template indicating the characteristic of the gradation correction curve to be selected in the ROM 110 and the luminance histogram read into the RAM 111 is obtained. Next, a tone correction curve that minimizes the distance is selected. Finally, the gain of the selected gradation correction curve is set in the gradation correction processing unit 102.
【0057】図8,図9において、階調補正処理部10
2はゲインを入力すると、入力信号が値αより小さいと
きは入力信号に入力ゲインを乗算した出力信号(図9の
a)になり、入力信号が値αと値βの間の大きさのとき
は入力ゲインに値αを乗算したオフセットの傾き1の出
力信号(図9のb)になり、入力信号が値βより大きい
ときは図9のb信号のオフセットの傾き1/2の信号と
入力信号の大きい方を出力信号(図9のc)になるよう
に自動的に階調補正曲線(図9参照)を発生し入力信号
に対してリアルタイムで階調補正を行うことができる。
また、図8に示したような折れ線の階調補正曲線を発生
する階調補正処理部102にすることによって、何種類
かの階調補正曲線を記憶しておく余分なROM等を持た
なくて良いので、回路規模も非常に小さくすることがで
きる。また、入力信号が大きいときは入力信号がほぼそ
のまま出力信号になるように階調補正曲線を構成するこ
とによって、従来オートニー制御等で高輝度部の階調が
つぶれていたところをきれいに再現することができる。8 and 9, the gradation correction processing unit 10
When a gain is input, the input signal is multiplied by the input gain when the input signal is smaller than the value α, and becomes an output signal (a in FIG. 9). When the input signal has a value between the values α and β, Is an output signal (b in FIG. 9) having an offset slope of 1 obtained by multiplying the input gain by the value α. When the input signal is larger than the value β, the signal having the offset slope of 1/2 of the b signal in FIG. A tone correction curve (see FIG. 9) is automatically generated so that a larger signal becomes an output signal (c in FIG. 9), and tone correction can be performed on an input signal in real time.
Further, by providing the gradation correction processing unit 102 which generates a gradation correction curve of a polygonal line as shown in FIG. 8, an extra ROM or the like for storing several types of gradation correction curves is not required. Because it is good, the circuit scale can be very small. In addition, when the input signal is large, the tone correction curve is configured so that the input signal becomes an output signal almost as it is, so that the place where the tone of the high-brightness part has been lost by the conventional auto knee control or the like can be reproduced clearly. Can be.
【0058】また、低域通過フィルタ101では、入力
映像信号から低域成分を分離する。そして階調補正処理
部102が低域成分だけ階調補正を行う。このように、
入力映像信号の低域成分だけに階調補正を行うので、エ
ッジ成分などのディテール部の階調を失うことなく階調
補正を行うことができる。また、階調補正曲線をR,
G,B信号に共通に用いることにより、色バランスがよ
く全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得ること
ができる。The low-pass filter 101 separates low-frequency components from the input video signal. Then, the gradation correction processing unit 102 performs gradation correction only for the low-frequency component. in this way,
Since the tone correction is performed only on the low-frequency component of the input video signal, the tone correction can be performed without losing the tone of the detail part such as the edge component. Further, the gradation correction curve is represented by R,
By commonly using the G and B signals, it is possible to obtain an output image with good color balance and rich in gradation expression over the entire range.
【0059】一方、高域通過フィルタ103では、入力
映像信号から高域成分が抽出される。そして非線形処理
部104が非線形処理特性によって入力映像信号の高域
成分のコアリング値より小さいノイズ成分の除去を行
う。入力映像信号の高域成分はノイズ除去だけを行い、
階調補正を行わないので、ディテール部の階調はそのま
ま保たれる。また、コアリング値の大きさを調節するこ
とによりノイズ除去の度合いも調整することができる。On the other hand, the high-pass filter 103 extracts high-frequency components from the input video signal. Then, the non-linear processing unit 104 removes a noise component smaller than the coring value of the high frequency component of the input video signal according to the non-linear processing characteristics. The high frequency component of the input video signal performs only noise removal,
Since gradation correction is not performed, the gradation of the detail portion is kept as it is. In addition, the degree of noise removal can be adjusted by adjusting the magnitude of the coring value.
【0060】次に、ゲイン調整部の乗算器201は、階
調補正処理部102の階調補正処理に連動して入力映像
信号の高域成分のゲイン補正を行う。図9に示すように
階調補正処理部102の階調補正曲線は入力信号の値β
から階調圧縮を行うようになっているので、ゲイン特性
が値βを境目にしてゲインを徐々に上げるようなゲイン
特性になるようにマイコン109がゲイン調整部の乗算
器201に設定する。このように低域成分が階調圧縮さ
れ階調がなくなった部分を、高域成分のゲインを上げる
ことによって階調を補うことができる。また、階調補正
曲線を簡単な形にすることによって、ゲイン制御も簡単
な構成で容易に行うことができる。Next, the multiplier 201 of the gain adjustment unit performs gain correction of the high frequency component of the input video signal in conjunction with the gradation correction processing of the gradation correction processing unit 102. As shown in FIG. 9, the gradation correction curve of the gradation correction processing unit 102 is the value β of the input signal.
, The microcomputer 109 sets the multiplier 201 of the gain adjustment unit so that the gain characteristic becomes such that the gain gradually increases at the value β. As described above, the gradation where the low-frequency component is subjected to the gradation compression and the gradation disappears can be compensated for by increasing the gain of the high-frequency component. Further, by simplifying the gradation correction curve, gain control can be easily performed with a simple configuration.
【0061】最後に加算器105がノイズ成分を除去し
ゲイン調整した高域成分と階調補正した低域成分を加算
し、階調補正されたR,G,B信号として出力する。Finally, the adder 105 removes the noise component, adds the high-frequency component whose gain has been adjusted, and the low-frequency component whose tone has been corrected, and outputs the R, G, B signal whose tone has been corrected.
【0062】このとき、高域通過フィルタ103の構成
は、1−低域通過フィルタ101の関係になるように、
低域通過フィルタ101と高域通過フィルタ103を構
成する。こうすることによって、最後に低域通過フィル
タ101の出力と高域通過フィルタ103の出力を加算
した時、入力映像信号の大きさに復帰させることができ
る。At this time, the configuration of the high-pass filter 103 is such that the relationship of 1−low-pass filter 101 is satisfied.
A low-pass filter 101 and a high-pass filter 103 are configured. By doing so, when the output of the low-pass filter 101 and the output of the high-pass filter 103 are finally added, the magnitude of the input video signal can be restored.
【0063】このようにして、逆光の度合いが大きい画
像に対しても偽輪郭が発生しない、階調がつぶされな
い、ノイズが少なく、色バランスがよく全域にわたって
階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。In this way, an output image in which no false contour is generated, the gradation is not crushed, the noise is small, the color balance is good, and the gradation expression is rich over the entire area is obtained even for an image with a high degree of backlight. be able to.
【0064】なお、本実施例において、非線形処理部1
04を用いて説明を行ったが、非線形処理部104を削
除しても、ノイズ成分を除去できないだけで、同様に逆
光の度合いが大きい画像に対しても偽輪郭が発生しな
い、階調がつぶされない、色バランスがよく全域にわた
って階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。In this embodiment, the nonlinear processing section 1
Although the description has been made using FIG. 04, even if the non-linear processing unit 104 is deleted, noise components cannot be removed, and false contours do not occur even in an image with a high backlight level. It is possible to obtain an output image with good color balance and rich gradation expression over the entire area.
【0065】以上のように本実施例によれば、本発明の
階調補正回路は低域通過フィルタ101と、階調補正処
理部102と、高域通過フィルタ103と、非線形処理
部104と、ゲイン調整部201と、加算器105と、
ヒストグラム作成手段106と、階調補正曲線決定手段
107という構成で、逆光の度合いが大きい画像に対し
ても偽輪郭が発生しない、階調がつぶされない、低輝度
の暗い部分のノイズ成分を抑え、色バランスがよく全域
にわたって階調表現の豊かな出力画像を得ることができ
る。As described above, according to the present embodiment, the gradation correction circuit of the present invention comprises a low-pass filter 101, a gradation correction processing unit 102, a high-pass filter 103, a nonlinear processing unit 104, Gain adjuster 201, adder 105,
With the configuration of the histogram creating means 106 and the tone correction curve determining means 107, a false contour does not occur even in an image having a large degree of backlight, tone is not crushed, and noise components in dark portions with low luminance are suppressed, An output image with good color balance and rich gradation expression over the entire area can be obtained.
【0066】また、本発明の階調補正回路における階調
補正処理部102を、値αでクリップするαクリップ回
路1001と、値βでクリップするβクリップ回路10
02と、乗算器1003と、減算器1004と、加算器
1005と、ゲイン調整器1006と、大信号セレクタ
回路1007と、セレクタ回路1008という構成で、
折れ線の階調補正曲線を発生する階調補正処理部102
にすることによって、何種類かの階調補正曲線を記憶し
ておく余分なROM等を持たなくて良いので、回路規模
も非常に小さくすることができる。また、入力信号が大
きいときは入力信号がほぼそのまま出力信号になるよう
に階調補正曲線を構成することによって、従来オートニ
ー制御等で高輝度部の階調がつぶれていたところをきれ
いに再現することができる。The tone correction processing unit 102 in the tone correction circuit of the present invention has an α clipping circuit 1001 for clipping with a value α and a β clipping circuit 10 for clipping with a value β.
02, a multiplier 1003, a subtractor 1004, an adder 1005, a gain adjuster 1006, a large signal selector circuit 1007, and a selector circuit 1008.
A gradation correction processing unit 102 that generates a gradation correction curve of a polygonal line
By doing so, it is not necessary to have an extra ROM or the like for storing several types of gradation correction curves, so that the circuit scale can be made very small. In addition, when the input signal is large, the tone correction curve is configured so that the input signal becomes an output signal almost as it is, so that the place where the tone of the high-brightness part has been lost by the conventional auto knee control or the like can be reproduced clearly. Can be.
【0067】図14は本発明の第3の実施例における階
調補正機能付き撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。図14において、901は固体撮像素子、902は
アナログ回路、903はアナログ−デジタル変換器(A
/D変換器)、904は低域通過フィルタ(LPF)、
905は階調補正処理部、906は輪郭抽出フィルタ、
907は非線形処理部、908はゲイン調整部、909
は加算器、910はデジタル−アナログ変換器(D/A
変換器)、911はエンコーダ回路、912はヒストグ
ラム作成手段、918は階調補正曲線決定手段である。FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of an image pickup apparatus with a gradation correction function according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 14, reference numeral 901 denotes a solid-state imaging device; 902, an analog circuit; 903, an analog-digital converter (A
/ D converter), 904 is a low-pass filter (LPF),
905 is a gradation correction processing unit, 906 is a contour extraction filter,
907 is a nonlinear processing unit, 908 is a gain adjustment unit, 909
Is an adder, 910 is a digital-analog converter (D / A
911, an encoder circuit, 912, a histogram creation unit, and 918, a gradation correction curve determination unit.
【0068】以上のように構成された本発明の第3の実
施例の階調補正機能付き撮像装置について、以下その動
作を説明する。The operation of the image pickup apparatus with a gradation correction function according to the third embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described below.
【0069】まず、固体撮像素子901からアナログ回
路902が入力映像信号としてR,G,B信号を取り込
む。このR,G,B信号はアナログ−デジタル変換器9
03によって0〜255のデジタルデータに変換され
る。この0〜255のデジタルデータに変換されたR,
G,B信号が入力映像信号としてヒストグラム作成手段
912と低域通過フィルタ904と輪郭抽出フィルタ9
06に入力される。First, the analog circuit 902 takes in the R, G, and B signals from the solid-state imaging device 901 as input video signals. These R, G and B signals are converted to analog-digital converter 9
03 is converted into digital data of 0 to 255. R converted into digital data of 0 to 255,
The G and B signals are used as input video signals as the histogram creation means 912, the low-pass filter 904, and the contour extraction filter 9.
06.
【0070】ヒストグラム作成手段912は入力映像信
号から輝度信号を求め、1フレームの有効画面について
輝度ヒストグラムを求める。そして階調補正曲線決定手
段918が輝度ヒストグラムから階調補正曲線を決定し
て階調補正処理部905へ設定する。The histogram creating means 912 obtains a luminance signal from the input video signal and obtains a luminance histogram for an effective frame of one frame. Then, the gradation correction curve determination unit 918 determines a gradation correction curve from the luminance histogram and sets the gradation correction curve in the gradation correction processing unit 905.
【0071】低域通過フィルタ904では、入力映像信
号から低域成分を分離する。そして階調補正処理部90
5が低域成分だけ階調補正決定手段918が決定した階
調補正曲線によって階調補正を行う。このように、入力
映像信号の低域成分だけに階調補正を行うので、エッジ
成分などのディテール部の階調を失うことなく階調補正
を行うことができる。また、階調補正曲線をR,G,B
信号に共通に用いることにより、色バランスがよく全域
にわたって階調表現の豊かな出力画像を得ることができ
る。The low-pass filter 904 separates low-frequency components from the input video signal. Then, the gradation correction processing unit 90
5 performs tone correction only for the low-frequency component according to the tone correction curve determined by the tone correction determining means 918. As described above, since the gradation correction is performed only on the low-frequency component of the input video signal, the gradation correction can be performed without losing the gradation of the detail portion such as the edge component. Further, the gradation correction curve is represented by R, G, B
By commonly using the signals, it is possible to obtain an output image with good color balance and rich gradation expression over the entire area.
【0072】一方、輪郭抽出フィルタ906では、入力
映像信号から輪郭成分が抽出される。そして非線形処理
部907が非線形処理特性によって入力映像信号の輪郭
成分のノイズ成分除去を行う。入力映像信号の輪郭成分
の絶対値がコアリング値より小さいときは出力信号がゼ
ロになり、絶対値が大きいときは、入力映像信号の輪郭
成分が正ならば、出力信号は入力映像信号の輪郭成分か
らコアリング値を減算した値になる。また入力映像信号
の輪郭成分が負ならば、出力信号は入力映像信号の輪郭
成分にコアリング値を加算した値になる。このようにし
て、入力映像信号の輪郭成分のコアリング値より小さい
ノイズ成分を除去する。入力映像信号の輪郭成分はノイ
ズ除去だけを行い、階調補正を行わないので、ディテー
ル部の階調はそのまま保たれる。また、コアリング値の
大きさを調節することによりノイズ除去の度合いも調整
することができる。On the other hand, the contour extraction filter 906 extracts a contour component from the input video signal. Then, the nonlinear processing unit 907 removes noise components of the contour components of the input video signal according to the nonlinear processing characteristics. When the absolute value of the contour component of the input video signal is smaller than the coring value, the output signal is zero. When the absolute value is large, if the contour component of the input video signal is positive, the output signal is the contour of the input video signal. The value is obtained by subtracting the coring value from the component. If the contour component of the input video signal is negative, the output signal has a value obtained by adding the coring value to the contour component of the input video signal. In this way, a noise component smaller than the coring value of the contour component of the input video signal is removed. Since the contour component of the input video signal performs only noise removal and does not perform gradation correction, the gradation of the detail portion is kept as it is. In addition, the degree of noise removal can be adjusted by adjusting the magnitude of the coring value.
【0073】次に、ゲイン調整部908は、階調補正処
理部905の階調補正処理に連動して入力映像信号の輪
郭成分のゲイン補正を行う。このゲイン特性は階調補正
曲線に対し、階調圧縮の階調補正を行う輝度レベルに対
してはゲインを徐々に上げるようなゲイン特性になって
いる。このように低域成分が階調圧縮され階調がなくな
った部分を、輪郭成分のゲインを上げることによって階
調を補うことができる。同様に、階調伸張の階調補正を
行う輝度レベルに対してはゲインを徐々に下げるような
ゲイン調整を行うようにすることにより、低域成分が階
調伸張され階調のですぎた部分を輪郭成分のゲインを下
げることによって、適切な階調に補正することができ
る。また入力映像信号が任意の一定値より小さいとき、
入力映像信号の大きさに比例させて輪郭成分のゲインを
下げるようにゲイン調整を行うことにより低輝度の暗い
部分のノイズ成分を抑えることもできる。Next, the gain adjustment unit 908 performs gain correction of the contour component of the input video signal in conjunction with the gradation correction processing of the gradation correction processing unit 905. This gain characteristic is such that the gain is gradually increased with respect to the luminance level at which the gradation correction of gradation compression is performed on the gradation correction curve. As described above, the gradation where the low-frequency component is gradation-compressed and the gradation disappears can be compensated for by increasing the gain of the contour component. Similarly, by performing gain adjustment to gradually lower the gain for the luminance level at which the gradation correction of the gradation expansion is performed, the portion where the low-frequency component is subjected to the gradation expansion and the portion where the gradation is excessively increased can be obtained. By lowering the gain of the contour component, it is possible to correct to an appropriate gradation. Also, when the input video signal is smaller than any given value,
By performing gain adjustment so as to lower the gain of the contour component in proportion to the magnitude of the input video signal, it is also possible to suppress noise components in dark portions with low luminance.
【0074】最後に、加算器909がノイズ成分を除去
しゲイン調整した輪郭成分と階調補正した低域成分を加
算し、階調補正されたR,G,B信号として出力する。
この階調補正されたデジタルR,G,B信号をデジタル
−アナログ変換器910がアナログR,G,B信号に変
換する。次に、エンコーダ回路911がR,G,B信号
をY信号(輝度信号)とC信号(色信号)に変換し、階
調補正された出力映像信号として出力する。この出力映
像信号はVTRでビデオテープに記録したり、モニタに
表示したりすることができる。Finally, an adder 909 adds the contour component whose noise component has been removed and the gain has been adjusted and the low-frequency component whose tone has been corrected, and outputs the R, G and B signals whose tone has been corrected.
The digital-analog converter 910 converts the digital R, G, and B signals subjected to the gradation correction into analog R, G, and B signals. Next, the encoder circuit 911 converts the R, G, and B signals into a Y signal (luminance signal) and a C signal (color signal), and outputs the output signal as a gradation-corrected output video signal. This output video signal can be recorded on a video tape by a VTR or displayed on a monitor.
【0075】図15は本発明の第3の実施例における階
調補正曲線決定手段918のより具体的な構成例を示す
ブロック図である。図15において、階調補正曲線決定
手段918は、入力手段913、マイコン914、マイ
コン914のプログラムと選択する階調補正曲線の特徴
を示すテンプレートとを格納するROM915、輝度ヒ
ストグラムを格納するRAM916、917はバス91
7で構成している。FIG. 15 is a block diagram showing a more specific configuration example of the gradation correction curve determining means 918 according to the third embodiment of the present invention. 15, a gradation correction curve determination unit 918 includes an input unit 913, a microcomputer 914, a ROM 915 for storing a program of the microcomputer 914 and a template showing characteristics of the gradation correction curve to be selected, and RAMs 916 and 917 for storing a luminance histogram. Is bus 91
7.
【0076】以上のように構成された本発明の第3の実
施例の階調補正機能付き撮像装置について、以下その動
作を説明する。The operation of the image pickup apparatus with a gradation correction function according to the third embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described below.
【0077】まず、固体撮像素子901からアナログ回
路902が入力映像信号としてR,G,B信号を取り込
む。このR,G,B信号はアナログ−デジタル変換器9
03によって0〜255のデジタルデータに変換され
る。この0〜255のデジタルデータに変換されたR,
G,B信号が入力映像信号としてヒストグラム作成手段
912と低域通過フィルタ904と輪郭抽出フィルタ9
06に入力される。First, the analog circuit 902 takes in the R, G, and B signals from the solid-state imaging device 901 as input video signals. These R, G and B signals are converted to analog-digital converter 9
03 is converted into digital data of 0 to 255. R converted into digital data of 0 to 255,
The G and B signals are used as input video signals as a histogram creating means 912, a low-pass filter 904, and an
06.
【0078】図15,図10により、マイコン914が
テンプレートマッチング法を用いて階調補正曲線を決定
する動作について説明する。ヒストグラム作成手段91
2は入力映像信号から輝度信号を求め、1フレームの有
効画面について輝度ヒストグラムを求める。そしてマイ
コン914が輝度ヒストグラムをRAM916に読み込
む。次に、ROM915の中の選択する階調補正曲線の
特徴を示すテンプレートとRAM916のヒストグラム
の距離を求める。次に、距離が最小になる階調補正曲線
を選択する。最後に、選択した階調補正曲線のゲインを
階調補正処理部905へ設定する。The operation in which the microcomputer 914 determines the gradation correction curve using the template matching method will be described with reference to FIGS. Histogram creating means 91
2 obtains a luminance signal from the input video signal and obtains a luminance histogram for an effective screen of one frame. Then, the microcomputer 914 reads the luminance histogram into the RAM 916. Next, the distance between the template in the ROM 915 indicating the characteristic of the gradation correction curve to be selected and the histogram in the RAM 916 is determined. Next, a tone correction curve that minimizes the distance is selected. Finally, the gain of the selected gradation correction curve is set in the gradation correction processing unit 905.
【0079】図8は本発明の実施例における階調補正機
能付き撮像装置の階調補正処理部905の詳細ブロック
図である。また、図9は本発明の実施例における階調補
正処理部の階調補正曲線を示す特性図である。FIG. 8 is a detailed block diagram of the gradation correction processing unit 905 of the image pickup apparatus with a gradation correction function according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating a gradation correction curve of the gradation correction processing unit according to the embodiment of the present invention.
【0080】図8,図9において、階調補正処理部90
5はゲインを入力すると、入力信号が値αより小さいと
きは入力信号に入力ゲインを乗算した出力信号(図9
a)になり、入力信号が値αと値βの間の大きさのとき
は入力ゲインに値αを乗算したオフセットの傾き1の出
力信号(図9b)になり、入力信号が値βより大きいと
きは図9b信号のオフセットの傾き1/2の信号と入力
信号の大きい方を出力信号(図9c)になるように自動
的に階調補正曲線(図9参照)を発生し入力信号に対し
てリアルタイムで階調補正を行うことができる。また、
図8に示したような折れ線の階調補正曲線を発生する階
調補正処理部905にすることによって、何種類かの階
調補正曲線を記憶しておく余分なROM等を持たなくて
良いので、回路規模も非常に小さくすることができる。
また、入力信号が大きいときは入力信号がほぼそのまま
出力信号になるように階調補正曲線を構成することによ
って、従来オートニー制御等で高輝度部の階調がつぶれ
ていたところをきれいに再現することができる。In FIGS. 8 and 9, the gradation correction processing section 90
When a gain is input, when the input signal is smaller than the value α, an output signal obtained by multiplying the input signal by the input gain (FIG. 9)
a), and when the input signal has a magnitude between the value α and the value β, the output signal has an offset slope of 1 obtained by multiplying the input gain by the value α (FIG. 9B), and the input signal is larger than the value β. 9b, a tone correction curve (see FIG. 9) is automatically generated so that the larger of the signal having the slope of the offset of the signal 1/2 and the input signal becomes the output signal (FIG. 9c). To perform tone correction in real time. Also,
By using the gradation correction processing unit 905 that generates a gradation correction curve of a broken line as shown in FIG. 8, it is not necessary to have an extra ROM or the like for storing several types of gradation correction curves. Also, the circuit scale can be made very small.
In addition, when the input signal is large, the tone correction curve is configured so that the input signal becomes an output signal almost as it is, so that the place where the tone of the high-brightness part has been lost by the conventional auto knee control or the like can be reproduced clearly. Can be.
【0081】また、低域通過フィルタ904では、入力
映像信号から低域成分を分離する。そして階調補正処理
部905が低域成分だけ階調補正を行う。このように、
入力映像信号の低域成分だけに階調補正を行うので、エ
ッジ成分などのディテール部の階調を失うことなく階調
補正を行うことができる。また、階調補正曲線をR,
G,B信号に共通に用いることにより、色バランスがよ
く全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得ること
ができる。The low-pass filter 904 separates low-frequency components from the input video signal. Then, the tone correction processing unit 905 performs tone correction only for the low-frequency component. in this way,
Since the tone correction is performed only on the low-frequency component of the input video signal, the tone correction can be performed without losing the tone of the detail part such as the edge component. Further, the gradation correction curve is represented by R,
By commonly using the G and B signals, it is possible to obtain an output image with good color balance and rich in gradation expression over the entire range.
【0082】一方、輪郭抽出フィルタ906では、入力
映像信号から輪郭成分が抽出される。そして非線形処理
部907が非線形処理特性によって入力映像信号の輪郭
成分のコアリング値より小さいノイズ成分の除去を行
う。入力映像信号の輪郭成分はノイズ除去だけを行い、
階調補正を行わないので、ディテール部の階調はそのま
ま保たれる。また、コアリング値の大きさを調節するこ
とによりノイズ除去の度合いも調整することができる。On the other hand, the contour extraction filter 906 extracts a contour component from the input video signal. Then, the nonlinear processing unit 907 removes a noise component smaller than the coring value of the contour component of the input video signal according to the nonlinear processing characteristics. The contour component of the input video signal performs only noise removal,
Since gradation correction is not performed, the gradation of the detail portion is kept as it is. In addition, the degree of noise removal can be adjusted by adjusting the magnitude of the coring value.
【0083】次に、ゲイン調整部の乗算器908は、階
調補正処理部905の階調補正処理に連動して入力映像
信号の輪郭成分のゲイン補正を行う。図9に示すように
階調補正処理部905の階調補正曲線は入力信号の値β
から階調圧縮を行うようになっているので、ゲイン特性
が値βを境目にしてゲインを徐々に上げるようなゲイン
特性になるようにマイコン914がゲイン調整部の乗算
器908に設定する。このように低域成分が階調圧縮さ
れ階調がなくなった部分を、輪郭成分のゲインを上げる
ことによって階調を補うことができる。また、階調補正
曲線を簡単な形にすることによって、ゲイン制御も簡単
な構成で容易に行うことができる。Next, the multiplier 908 of the gain adjustment unit performs gain correction of the contour component of the input video signal in conjunction with the gradation correction processing of the gradation correction processing unit 905. As shown in FIG. 9, the gradation correction curve of the gradation correction processing unit 905 is represented by the value β of the input signal.
, The microcomputer 914 sets the multiplier 908 of the gain adjustment unit such that the gain characteristic becomes such that the gain gradually increases at the boundary of the value β. As described above, the gradation where the low-frequency component is gradation-compressed and the gradation disappears can be compensated for by increasing the gain of the contour component. Further, by simplifying the gradation correction curve, gain control can be easily performed with a simple configuration.
【0084】最後に、加算器909がノイズ成分を除去
しゲイン調整した輪郭成分と階調補正した低域成分を加
算し、階調補正されたR,G,B信号として出力する。
この階調補正されたデジタルR,G,B信号をデジタル
−アナログ変換器910がアナログR,G,B信号に変
換する。次に、エンコーダ回路911がR,G,B信号
をY信号(輝度信号)とC信号(色信号)に変換し、階
調補正された出力映像信号として出力する。この出力映
像信号はVTRでビデオテープに記録したり、モニタに
表示したりすることができる。Finally, an adder 909 adds the contour component whose noise component has been removed and the gain has been adjusted and the low-frequency component whose tone has been corrected, and outputs the resultant signal as a tone-corrected R, G, B signal.
The digital-analog converter 910 converts the digital R, G, and B signals subjected to the gradation correction into analog R, G, and B signals. Next, the encoder circuit 911 converts the R, G, and B signals into a Y signal (luminance signal) and a C signal (color signal), and outputs the output signal as a gradation-corrected output video signal. This output video signal can be recorded on a video tape by a VTR or displayed on a monitor.
【0085】このとき、輪郭抽出フィルタ906の構成
は、1−低域通過フィルタ904の関係になるように、
低域通過フィルタ904と輪郭抽出フィルタ906を構
成する。例えば、低域通過フィルタ904の構成をLP
F(z)=(z-2+2+z2)/4、輪郭抽出フィルタ
906の構成をAPF(z)=(−z-2+2−z2)/
4、とすると、LPF(z)+APF(z)=1にな
る。このような構成にすることによって、最後に低域通
過フィルタ904の出力と輪郭抽出フィルタ906の出
力を加算した時、入力映像信号の大きさに復帰させるこ
とができる。At this time, the configuration of the contour extraction filter 906 is such that the relationship of 1−low-pass filter 904 is obtained.
A low-pass filter 904 and a contour extraction filter 906 are configured. For example, the configuration of the low-pass filter 904 is changed to LP
F (z) = (z− 2 + 2 + z 2 ) / 4 and the configuration of the contour extraction filter 906 is APF (z) = (− z −2 + 2−z 2 ) /
Assuming that 4, then LPF (z) + APF (z) = 1. With such a configuration, when the output of the low-pass filter 904 and the output of the contour extraction filter 906 are finally added, the size of the input video signal can be restored.
【0086】このようにして、逆光の度合いが大きい画
像に対しても偽輪郭が発生しない、階調がつぶされな
い、低輝度の暗い部分のノイズ成分を抑え、色バランス
がよく全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得る
ことができる。また、階調補正回路と輪郭補正を行うア
パチャ処理回路を共有することにより、回路規模を小さ
くすることもできる。In this way, even for an image having a large degree of backlight, false contours are not generated, gradation is not destroyed, noise components in low-luminance dark areas are suppressed, and gradation is expressed over the entire area with good color balance. Rich output image can be obtained. Further, by sharing the gradation correction circuit and the aperture processing circuit for performing contour correction, the circuit scale can be reduced.
【0087】以上のように本実施例によれば、本発明の
階調補正機能付き撮像装置は固体撮像素子901と、ア
ナログ回路902と、アナログ−デジタル変換器903
と、低域通過フィルタ904と、階調補正処理部905
と、輪郭抽出フィルタ906と、非線形処理部907
と、ゲイン調整部908と、加算器909と、デジタル
−アナログ変換器910と、エンコーダ回路911、ヒ
ストグラム作成手段912、階調補正曲線決定手段91
8という構成で、逆光の度合いが大きい画像に対しても
偽輪郭が発生しない、階調がつぶされない、低輝度の暗
い部分のノイズ成分を抑え、色バランスがよく、輪郭補
正され全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得る
ことができる。また、階調補正回路と輪郭補正を行うア
パチャ処理回路を共有することにより、回路規模を小さ
くすることもできる。As described above, according to the present embodiment, the imaging apparatus with the gradation correction function of the present invention includes a solid-state imaging device 901, an analog circuit 902, and an analog-digital converter 903.
, A low-pass filter 904, and a gradation correction processing unit 905
, A contour extraction filter 906, and a non-linear processing unit 907
, A gain adjustment unit 908, an adder 909, a digital-analog converter 910, an encoder circuit 911, a histogram creation unit 912, and a gradation correction curve determination unit 91.
With the configuration of 8, a false contour does not occur even in an image with a large degree of backlight, gradation is not destroyed, noise components in dark portions with low luminance are suppressed, color balance is good, contour is corrected, and gradation is corrected over the entire area. A rich output image can be obtained. Further, by sharing the gradation correction circuit and the aperture processing circuit for performing contour correction, the circuit scale can be reduced.
【0088】また、本発明の階調補正回路における階調
補正処理部905を、値αでクリップするαクリップ回
路1001と、値βでクリップするβクリップ回路10
02と、乗算器1003と、減算器1004と、加算器
1005と、ゲイン調整器1006と、大信号セレクタ
回路1007と、セレクタ回路1008という構成で、
折れ線の階調補正曲線を発生する階調補正処理部102
にすることによって、何種類かの階調補正曲線を記憶し
ておく余分なROM等を持たなくて良いので、回路規模
も非常に小さくすることができる。また、入力信号が大
きいときは入力信号がほぼそのまま出力信号になるよう
に階調補正曲線を構成することによって、従来オートニ
ー制御等で高輝度部の階調がつぶれていたところをきれ
いに再現することができる。The tone correction processing unit 905 in the tone correction circuit of the present invention is provided with an α clipping circuit 1001 for clipping with a value α and a β clipping circuit 10 for clipping with a value β.
02, a multiplier 1003, a subtractor 1004, an adder 1005, a gain adjuster 1006, a large signal selector circuit 1007, and a selector circuit 1008.
A gradation correction processing unit 102 that generates a gradation correction curve of a polygonal line
By doing so, it is not necessary to have an extra ROM or the like for storing several types of gradation correction curves, so that the circuit scale can be made very small. In addition, when the input signal is large, the tone correction curve is configured so that the input signal becomes an output signal almost as it is, so that the place where the tone of the high-brightness part has been lost by the conventional auto knee control or the like can be reproduced clearly. Can be.
【0089】なお、本実施例において、非線形処理部1
04を用いて説明を行ったが、非線形処理部104を削
除しても、ノイズ成分を除去できないだけで、同様に逆
光の度合いが大きい画像に対しても偽輪郭が発生しな
い、階調がつぶされない、色バランスがよく全域にわた
って階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。In this embodiment, the nonlinear processing unit 1
Although the description has been made using FIG. 04, even if the non-linear processing unit 104 is deleted, noise components cannot be removed, and false contours do not occur even in an image with a high backlight level. It is possible to obtain an output image with good color balance and rich gradation expression over the entire area.
【0090】なお、本実施例において、低域通過フィル
タ101を用いて説明を行ったが、低域通過フィルタ1
01を削除しても、高域通過フィルタ103の出力信号
によって輪郭成分を補正することで、同様に逆光の度合
いが大きい画像に対しても偽輪郭が発生しない、階調が
つぶされない、色バランスがよく全域にわたって階調表
現の豊かな出力画像を得ることができる。In this embodiment, the description has been made using the low-pass filter 101.
Even if 01 is deleted, the contour component is corrected by the output signal of the high-pass filter 103, so that a false contour does not occur even in an image having a large degree of backlight, gradation is not destroyed, and color balance is not changed. It is possible to obtain an output image rich in gradation expression over the entire area.
【0091】なお、本実施例において、ビデオ一体型カ
メラに応用した階調補正回路で説明したので、入力映像
信号をCCDカメラヘッド部301から入力するように
したが、CCDカメラヘッド部301の代わりに他の媒
体、例えばアナログ画像記録についてはレーザディス
ク、ビデオテープ及び磁気ディスク等、アナログ−デジ
タル変換後のデジタル記録についてはハードディスク等
の磁気ディスクや光ディスク等に記録したもので、いず
れの場合も1フレームあるいは1フィールドの画像デー
タが階調補正回路303に取り出せるものであれば、こ
の実施例に限るものでない。In this embodiment, the input video signal is inputted from the CCD camera head 301 because the gradation correction circuit applied to the video integrated camera has been described. Other media such as a laser disk, a video tape, and a magnetic disk for analog image recording, and a magnetic disk or an optical disk such as a hard disk for digital recording after analog-digital conversion. The present invention is not limited to this embodiment as long as image data of a frame or one field can be taken out by the gradation correction circuit 303.
【0092】なお、本実施例において、階調補正回路3
03の入力映像信号にR,G,B信号を用いたが、R,
G,B信号の代わりに輝度信号と色差信号の輝度信号を
入力映像信号に用いても同様の効果を得ることができ
る。In this embodiment, the gradation correction circuit 3
R, G, and B signals were used for the input video signal of No. 03,
The same effect can be obtained by using a luminance signal of a luminance signal and a color difference signal instead of the G and B signals for the input video signal.
【0093】なお、本実施例において、輝度ヒストグラ
ムを特徴量として画像認識を行ったが、輝度ヒストグラ
ムの代わりに他の特徴量、例えばR,G,B信号のそれ
ぞれのヒストグラムまたはどれか一つのヒストグラムや
画像データの有効画面をブロック分割して各ブロックの
輝度信号、RGB信号、色差信号の最大値、平均値、最
小値等を特徴量としたもので、画像をクラス分けできる
ような特徴量であれば、この方法に限るものではない。In this embodiment, the image recognition is performed using the luminance histogram as a characteristic amount. However, instead of the luminance histogram, another characteristic amount, for example, a histogram of each of the R, G, and B signals or any one of the histograms is used. And the effective screen of image data is divided into blocks, and the maximum value, average value, minimum value, and the like of the luminance signal, RGB signal, and color difference signal of each block are used as feature amounts. If so, it is not limited to this method.
【0094】なお、本実施例において、画像認識はニュ
ーラルネットワークを用いる方法やファジイ制御を用い
る方法やテンプレートマッチングを用いる方法など、画
像を認識して補正曲線を決定できる方法であれば一つの
方法に限るものではない。In the present embodiment, the image recognition is performed by a method using a neural network, a method using fuzzy control, a method using template matching, or any other method that can determine a correction curve by recognizing an image. It is not limited.
【0095】なお、本実施例において、輝度ヒストグラ
ムの特徴量よる画像認識により入力画像に一番適切な階
調補正曲線に決定したが、階調補正曲線には、例えばガ
ンマ補正曲線のゲインを変えた階調補正曲線やいくつか
のゲインを変えた折れ線の階調補正曲線など、階調補正
できるものであれば、一つの方法に限るものではない。In this embodiment, the most appropriate gradation correction curve for the input image is determined by image recognition based on the characteristic amount of the luminance histogram. The method is not limited to a single method as long as the method can perform gradation correction, such as a corrected gradation correction curve or a broken line gradation correction curve obtained by changing some gains.
【0096】なお、本実施例において、非線形処理部1
04の非線形処理特性にはコアリング特性を用いて説明
を行ったが、コアリング特性の代わりに、ノイズ成分を
除去することができる非線形処理特性であれば、この方
法に限るものではない。In this embodiment, the nonlinear processing unit 1
The non-linear processing characteristics of No. 04 have been described using the coring characteristics, but the method is not limited to this method as long as the non-linear processing characteristics can remove noise components instead of the coring characteristics.
【0097】[0097]
【発明の効果】以上のように本発明の階調補正回路は、
入力映像信号から求めた特徴量による画像認識によって
最適の階調補正曲線を自動的に決定する事ができ、簡単
な構成で、逆光の度合いが大きい画像に対しても偽輪郭
が発生しない、階調がつぶされない、ノイズ成分を抑
え、色バランスがよく全域にわたって階調表現の豊かな
出力画像を得ることができる。また、暗い部分のノイズ
が目だたない画面全域にわたって階調表現の豊かな出力
画像を得ることができる。As described above, the gradation correction circuit according to the present invention
The optimal gradation correction curve can be automatically determined by image recognition based on the feature amount obtained from the input video signal, and the simple configuration allows no false contour to be generated even for an image with a large degree of backlight. It is possible to obtain an output image in which the tone is not crushed, the noise component is suppressed, the color balance is good, and the gradation expression is rich over the entire range. Further, it is possible to obtain an output image rich in gradation expression over the entire screen where noise in a dark portion is inconspicuous.
【0098】また本発明の階調補正機能付き撮像装置
は、逆光の度合いが大きい画像に対しても偽輪郭が発生
しない、階調がつぶされない、低輝度の暗い部分のノイ
ズ成分を抑え、色バランスがよく、輪郭補正され全域に
わたって階調表現の豊かな出力画像を得ることができ
る。また、階調補正回路と輪郭補正を行うアパチャ処理
回路を共有することにより、回路規模を小さくすること
もできる。Further, the image pickup apparatus with gradation correction function of the present invention suppresses noise components in dark portions where dark contours are not generated, gradation is not destroyed, and brightness is low, even in an image having a large degree of backlight. An output image with good balance, contour correction, and rich gradation expression over the entire area can be obtained. Further, by sharing the gradation correction circuit and the aperture processing circuit for performing contour correction, the circuit scale can be reduced.
【図1】本発明の第1の実施例における階調補正回路の
構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a gradation correction circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1における階調補正回路を用いたビデオ一体
型カメラの構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a video integrated camera using the gradation correction circuit in FIG. 1;
【図3】同第1の実施例における入力映像信号の1フレ
ーム画像を示した図FIG. 3 is a diagram showing one frame image of an input video signal in the first embodiment.
【図4】同第1の実施例における輝度ヒストグラムと階
調補正曲線を示す線図FIG. 4 is a diagram showing a luminance histogram and a gradation correction curve in the first embodiment.
【図5】同第1の実施例における非線形処理部の非線形
処理特性を示した特性図FIG. 5 is a characteristic diagram showing nonlinear processing characteristics of the nonlinear processing unit according to the first embodiment.
【図6】同第1の第1の実施例における階調補正回路の
信号図FIG. 6 is a signal diagram of a gradation correction circuit according to the first embodiment.
【図7】同第1の実施例における階調補正曲線決定手段
の具体構成を示すブロック図FIG. 7 is a block diagram showing a specific configuration of a gradation correction curve determining unit in the first embodiment.
【図8】本発明の実施例における階調補正処理部の構成
を示すブロック図FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a gradation correction processing unit according to the embodiment of the present invention.
【図9】図8における階調補正処理部の階調補正曲線を
示す特性図9 is a characteristic diagram illustrating a gradation correction curve of a gradation correction processing unit in FIG.
【図10】図7における階調補正曲線決定手段の動作手
順を示すフローチャートFIG. 10 is a flowchart showing an operation procedure of a gradation correction curve determination unit in FIG. 7;
【図11】本発明の第2の実施例における階調補正回路
の構成を示したブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a gradation correction circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図12】同第2の実施例における高域成分のゲイン特
性を示した線図FIG. 12 is a diagram showing gain characteristics of a high frequency component in the second embodiment.
【図13】同第2の実施例における階調補正曲線決定手
段の具体構成を示したブロック図FIG. 13 is a block diagram showing a specific configuration of a gradation correction curve determining unit in the second embodiment.
【図14】本発明の第3の実施例における階調補正機能
付き撮像装置の構成を示したブロック図FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging device with a gradation correction function according to a third embodiment of the present invention.
【図15】同第3の実施例における階調補正曲線決定手
段の具体構成を示したブロック図FIG. 15 is a block diagram showing a specific configuration of a gradation correction curve determining unit in the third embodiment.
【図16】従来例における階調補正回路の機能構成を示
すブロック図FIG. 16 is a block diagram showing a functional configuration of a gradation correction circuit in a conventional example.
101,904 低域通過フィルタ 102,905 階調補正処理部 103 高域通過フィルタ 104,907 非線形処理部 105,909,1005 加算器 106 ヒストグラム作成手段 107 階調補正曲線決定手段 201,908 ゲイン調整部 401 有効画面 901 固体撮像素子 902 アナログ回路 906 輪郭抽出フィルタ 1001 αクリップ回路 1002 βクリップ回路 1003 乗算器 1004 減算器 1006 ゲイン調整器 1007 大信号セレクタ回路 1008 セレクタ回路 1301 R信号階調補正部 1302 G信号階調補正部 1303 B信号階調補正部 1304 輝度信号ヒストグラム作成手段 1305 累積輝度分布曲線作成手段 101,904 Low-pass filter 102,905 Tone correction processing unit 103 High-pass filter 104,907 Non-linear processing unit 105,909,1005 Adder 106 Histogram creation unit 107 Tone correction curve determination unit 201,908 Gain adjustment unit 401 Effective screen 901 Solid-state imaging device 902 Analog circuit 906 Contour extraction filter 1001 α clip circuit 1002 β clip circuit 1003 Multiplier 1004 Subtractor 1006 Gain adjuster 1007 Large signal selector circuit 1008 Selector circuit 1301 R signal tone correction section 1302 G signal Gradation correction unit 1303 B signal gradation correction unit 1304 Luminance signal histogram creation unit 1305 Cumulative luminance distribution curve creation unit
Claims (17)
抽出手段と、 前記特徴量から階調補正曲線を決定する階調補正曲線決
定手段と、 前記入力映像信号の低域成分を分離する低域通過フィル
タと、前記低域通過フィルタの出力信号が所定値より大きい場
合に、前記階調補正曲線のゲインを制限した階調補正曲
線によって、前記低域通過フィルタの出力信号を階調補
正する 階調補正処理部と、 1−前記低域通過フィルタの関係となる構成で、前記入
力映像信号の高域成分を分離する高域通過フィルタと、 前記階調補正処理部の出力信号と前記高域通過フィルタ
の出力信号を加算する加算器とを具備し、 前記加算器出力より階調補正された出力映像信号を得る
ことを特徴とする階調補正回路。1. A feature amount extracting unit for extracting a feature amount of an input video signal; a tone correction curve determining unit for determining a tone correction curve from the feature amount; and separating a low-frequency component of the input video signal. A low-pass filter, and a signal output from the low-pass filter when the output signal is larger than a predetermined value.
In this case, the tone correction music in which the gain of the tone correction curve is limited.
The line complements the output signal of the low-pass filter with a line.
A tone correction processing unit that corrects, 1-a high-pass filter that separates high-frequency components of the input video signal in a configuration having a relationship of the low-pass filter, and an output signal of the tone correction processing unit. An adder for adding an output signal of the high-pass filter, wherein a tone-corrected output video signal is obtained from the adder output.
抽出手段と、 前記特徴量から階調補正曲線を決定する階調補正曲線決
定手段と、 前記入力映像信号の低域成分を分離する低域通過フィル
タと、前記低域通過フィルタの出力信号が所定値より大きい場
合に、前記階調補正曲線のゲインを制限した階調補正曲
線によって、前記低域通過フィルタの出力信号を階調補
正する 階調補正処理部と、 1−前記低域通過フィルタの関係となる構成で、前記入
力映像信号の高域成分を分離する高域通過フィルタと、 前記高域通過フィルタの出力信号を非線形処理する非線
形処理部と、 前記階調補正処理部の出力信号と前記非線形処理部の出
力信号を加算する加算器とを具備し、 前記加算器出力より階調補正された出力映像信号を得る
ことを特徴とする階調補正回路。2. A feature amount extracting unit for extracting a feature amount of an input video signal; a tone correction curve determining unit for determining a tone correction curve from the feature amount; and separating a low-frequency component of the input video signal. A low-pass filter, and a signal output from the low-pass filter when the output signal is larger than a predetermined value.
In this case, the tone correction music in which the gain of the tone correction curve is limited.
The line complements the output signal of the low-pass filter with a line.
A gradation correction processing unit to correct the signal; 1-a high-pass filter for separating a high-frequency component of the input video signal in a configuration having a relationship of the low-pass filter; and a non-linear output signal of the high-pass filter. A non-linear processing unit for processing; and an adder for adding an output signal of the gradation correction processing unit and an output signal of the non-linear processing unit, and obtaining an output video signal corrected in gradation from the adder output. And a gradation correction circuit.
抽出手段と、 前記特徴量から階調補正曲線を決定する階調補正曲線決
定手段と、 前記入力映像信号の低域成分を分離する低域通過フィル
タと、前記低域通過フィルタの出力信号が所定値より大きい場
合に、前記階調補正曲線のゲインを制限した階調補正曲
線によって、前記低域通過フィルタの出力信号を階調補
正する 階調補正処理部と、 1−前記低域通過フィルタの関係となる構成で、前記入
力映像信号の高域成分を分離する高域通過フィルタと、 前記高域通過フィルタの出力信号を非線形処理する非線
形処理部と、 前記非線形処理部の出力信号をゲイン調整するゲイン調
整部と、 前記階調補正処理部の出力信号と前記ゲイン調整部の出
力信号を加算する加算器とを具備し、 前記加算器出力より階調補正された出力映像信号を得る
ことを特徴とする階調補正回路。3. A feature amount extracting unit for extracting a feature amount of an input video signal; a tone correction curve determining unit for determining a tone correction curve from the feature amount; and separating a low-frequency component of the input video signal. A low-pass filter, and a signal output from the low-pass filter when the output signal is larger than a predetermined value.
In this case, the tone correction music in which the gain of the tone correction curve is limited.
The line complements the output signal of the low-pass filter with a line.
A gradation correction processing unit to correct the signal; 1-a high-pass filter for separating a high-frequency component of the input video signal in a configuration having a relationship of the low-pass filter; and a non-linear output signal of the high-pass filter. A nonlinear processing unit that performs processing, a gain adjustment unit that adjusts a gain of an output signal of the nonlinear processing unit, and an adder that adds an output signal of the gradation correction processing unit and an output signal of the gain adjustment unit, A gradation correction circuit for obtaining an output video signal whose gradation has been corrected from the adder output.
抽出手段と、 前記特徴量から階調補正曲線を決定する階調補正曲線決
定手段と、前記入力映像信号が所定値より大きい場合に、前記階調
補正曲線のゲインを制限した階調補正曲線によって、前
記入力映像信号を階調補正する 階調補正処理部と、 前記入力映像信号の高域成分を分離する高域通過フィル
タと、 前記高域通過フィルタの出力信号を非線形処理する非線
形処理部と、 前記非線形処理部の出力信号を前記階調補正処理部の階
調補正に応じてゲイン調整するゲイン調整部と、 前記階調補正処理部の出力信号と前記ゲイン調整部の出
力信号を加算する加算器とを具備し、 前記加算器出力より階調補正された出力映像信号を得る
ことを特徴とする階調補正回路。4. A feature amount extracting unit for extracting a feature amount of an input video signal; a tone correction curve determining unit for determining a tone correction curve from the feature amount ; , The gradation
The gradation correction curve with the gain of the correction curve limited
A gradation correction processing unit that performs gradation correction on the input video signal, a high-pass filter that separates high-frequency components of the input video signal, and a non-linear processing unit that performs non-linear processing on an output signal of the high-pass filter. A gain adjustment unit that adjusts the gain of the output signal of the non-linear processing unit according to the gradation correction of the gradation correction processing unit; and an addition that adds the output signal of the gradation correction processing unit and the output signal of the gain adjustment unit. And a tone correction circuit for obtaining an output video signal whose tone is corrected from the adder output.
郭成分を取り出す輪郭抽出フィルタの構成にしたことを
特徴とする請求項1,2,3または4に記載の階調補正
回路。5. The gradation correction circuit according to claim 1, wherein the high-pass filter is configured as a contour extraction filter for extracting a contour component from an input video signal.
乗算器と、 入力信号を値βでクリップするβクリップ回路と、 前記βクリップ回路の出力信号から前記αクリップ回路
の出力信号を減算する第1の減算器と、 前記乗算器の出力信号と前記第1の減算器の出力信号を
加算する第1の加算器と、 入力信号から前記βクリップ回路の出力信号を減算する
第2の減算器と、 前記第2の減算器の出力信号のゲインを調整するゲイン
調整器と、 前記第1の加算器の出力信号と前記ゲイン調整器の出力
信号を加算する第2の加算器と、 入力信号と前記第2の加算器の出力信号の大きい方の信
号を選択する大信号セレクタ回路と、 入力信号が値αより小さいときは前記乗算器の出力信号
を、入力信号が値αと値βの間の大きさのときは前記第
1の加算器の出力信号を、入力信号が値βより大きいと
きは前記大信号セレクタ回路の出力信号を選択するセレ
クタ回路という構成にしたことを特徴とする請求項1,
2,3または4に記載の階調補正回路。6. An α-clip circuit for clipping an input signal with a value α, a multiplier for multiplying an output signal of the α-clip circuit with a gain input, and clipping an input signal with a value β. a β clip circuit, a first subtractor for subtracting an output signal of the α clip circuit from an output signal of the β clip circuit, and a second adder for adding an output signal of the multiplier and an output signal of the first subtractor. A second adder for subtracting the output signal of the β clip circuit from an input signal; a gain adjuster for adjusting a gain of an output signal of the second subtractor; Adder for adding the output signal of the adder and the output signal of the gain adjuster; a large signal selector circuit for selecting a larger one of the input signal and the output signal of the second adder; Is less than the value α The output signal of the multiplier, the output signal of the first adder when the input signal has a magnitude between values α and β, and the output signal of the large signal selector circuit when the input signal is greater than the value β. 2. A selector circuit according to claim 1, wherein said selector circuit selects a signal.
5. The gradation correction circuit according to 2, 3, or 4.
トグラムにしたことを特徴とする請求項1,2,3また
は4に記載の階調補正回路。7. The gradation correction circuit according to claim 1, wherein the feature quantity extracted by the feature quantity extracting means is a histogram.
行う入力映像信号レベルに対しては、ゲイン調整部が階
調補正の度合いに応じて入力映像信号の高域成分または
輪郭成分のゲインを上げるゲイン調整を行うようにした
ことを特徴とする請求項3または4に記載の階調補正回
路。8. For an input video signal level at which a tone correction processing section performs tone correction of tone compression, a gain adjusting section sets a high frequency component or an outline of the input video signal according to the degree of tone correction. 5. The gradation correction circuit according to claim 3, wherein gain adjustment for increasing the gain of the component is performed.
行う入力映像信号レベルに対しては、ゲイン調整部が階
調補正の度合いに応じて入力映像信号の高域成分または
輪郭成分のゲインを下げるゲイン調整を行うようにした
ことを特徴とする請求項3または4に記載の階調補正回
路。9. A gain adjustment section for a high-frequency component or an outline of an input video signal according to a degree of gradation correction for an input video signal level at which a gradation correction processing section performs gradation correction of gradation expansion. 5. The gradation correction circuit according to claim 3, wherein gain adjustment for lowering the component gain is performed.
い時、入力映像信号レベルの大きさに比例させて、ゲイ
ン調整部が入力映像信号の高域成分または輪郭成分のゲ
インを下げるゲイン調整を行うようにしたことを特徴と
する請求項3または4に記載の階調補正回路。10. When the input video signal level is smaller than a predetermined value, a gain adjustment unit performs gain adjustment to decrease the gain of a high-frequency component or an outline component of the input video signal in proportion to the magnitude of the input video signal level. The gradation correction circuit according to claim 3, wherein:
ら入力映像信号を取り出すアナログ回路と、 前記入力映像信号の特徴量を抽出する特徴量抽出手段
と、 前記特徴量から階調補正曲線を決定する階調補正曲線決
定手段と、 前記入力映像信号の低域成分を分離する低域通過フィル
タと、前記低域通過フィルタの出力信号が所定値より大きい場
合に、前記階調補正曲線のゲインを制限した階調補正曲
線によって、前記低域通過フィルタの出力信号を階調補
正する 階調補正処理部と、 1−前記低域通過フィルタの関係となる構成で、前記入
力映像信号の輪郭成分を取り出す輪郭抽出フィルタと、 前記輪郭抽出フィルタの出力信号を非線形処理する非線
形処理部と、 前記非線形処理部の出力信号をゲイン調整するゲイン調
整部と、 前記階調補正処理部の出力信号と前記ゲイン調整部の出
力信号を加算する加算器とを具備し、 前記加算器出力より階調補正された出力映像信号を得る
ことを特徴とする撮像装置。11. A solid-state imaging device, an analog circuit for extracting an input video signal from the solid-state imaging device, a feature extraction unit for extracting a feature of the input video signal, and determining a gradation correction curve from the feature. A low-pass filter for separating low-frequency components of the input video signal; and a low-pass filter when the output signal of the low-pass filter is larger than a predetermined value.
In this case, the tone correction music in which the gain of the tone correction curve is limited.
The line complements the output signal of the low-pass filter with a line.
A gradation correction processing unit for correcting; 1-a contour extraction filter for extracting a contour component of the input video signal in a configuration having a relationship of the low-pass filter; and non-linear processing for nonlinearly processing an output signal of the contour extraction filter. A gain adjustment unit that adjusts the gain of the output signal of the nonlinear processing unit; and an adder that adds the output signal of the gradation correction processing unit and the output signal of the gain adjustment unit. An image pickup apparatus, which obtains an output video signal whose gradation has been corrected.
ら入力映像信号を取り出すアナログ回路と、 前記入力映像信号の特徴量を抽出する特徴量抽出手段
と、 前記特徴量から階調補正曲線を決定する階調補正曲線決
定手段と、前記入力映像信号が所定値より大きい場合に、前記階調
補正曲線のゲインを制限した階調補正曲線によって、前
記入力映像信号を階調補正する 階調補正処理部と、 前記入力映像信号の輪郭成分を取り出す輪郭抽出フィル
タと、 前記輪郭抽出フィルタの出力信号を非線形処理する非線
形処理部と、 前記非線形処理部の出力信号を前記階調補正処理部の階
調補正に応じてゲイン調整するゲイン調整部と、 前記階調補正処理部の出力信号と前記ゲイン調整部の出
力信号を加算する加算器とを具備し、 前記加算器出力より階調補正された出力映像信号を得る
ことを特徴とする撮像装置。12. A solid-state imaging device, an analog circuit for extracting an input video signal from the solid-state imaging device, a feature extraction unit for extracting a feature of the input video signal, and determining a gradation correction curve from the feature. A tone correction curve determining means for determining the tone when the input video signal is larger than a predetermined value.
The gradation correction curve with the gain of the correction curve limited
A gradation correction processing unit that performs gradation correction on the input video signal; a contour extraction filter that extracts a contour component of the input video signal; a non-linear processing unit that performs non-linear processing on an output signal of the contour extraction filter; A gain adjustment unit that adjusts the gain of the output signal according to the tone correction of the tone correction processing unit; and an adder that adds the output signal of the tone correction processing unit and the output signal of the gain adjustment unit. And an image pickup device for obtaining an output video signal whose gradation has been corrected from the adder output.
を行う入力映像信号レベルに対しては、ゲイン調整部が
階調補正の度合いに応じて入力映像信号の高域成分また
は輪郭成分のゲインを上げるゲイン調整を行うようにし
たことを特徴とする請求項11または12に記載の撮像
装置。13. A gain adjustment unit for a high-frequency component or an outline of an input video signal according to a degree of gradation correction for an input video signal level at which a gradation correction processing unit performs gradation correction of gradation compression. 13. The imaging apparatus according to claim 11, wherein gain adjustment for increasing a gain of the component is performed.
を行う入力映像信号レベルに対しては、ゲイン調整部が
階調補正の度合いに応じて入力映像信号の高域成分また
は輪郭成分のゲインを下げるゲイン調整を行うようにし
たことを特徴とする請求項11または12に記載の撮像
装置。14. For an input video signal level at which a gradation correction processing section performs gradation correction of gradation expansion, a gain adjustment section sets a high-frequency component or contour of the input video signal according to the degree of gradation correction. 13. The imaging apparatus according to claim 11, wherein gain adjustment for lowering a component gain is performed.
い時、入力映像信号レベルの大きさに比例させて、ゲイ
ン調整部が入力映像信号の高域成分または輪郭成分のゲ
インを下げるゲイン調整を行うようにしたことを特徴と
する請求項11または12に記載の撮像装置。15. When the input video signal level is smaller than a predetermined value, the gain adjustment unit performs gain adjustment to decrease the gain of a high-frequency component or an outline component of the input video signal in proportion to the magnitude of the input video signal level. The imaging device according to claim 11, wherein:
乗算器と、 入力信号を値βでクリップするβクリップ回路と、 前記βクリップ回路の出力信号から前記αクリップ回路
の出力信号を減算する第1の減算器と、 前記乗算器の出力信号と前記第1の減算器の出力信号を
加算する第1の加算器と、 入力信号から前記βクリップ回路の出力信号を減算する
第2の減算器と、 前記第2の減算器の出力信号のゲインを調整するゲイン
調整器と、 前記第1の加算器の出力信号と前記ゲイン調整器の出力
信号を加算する第2の加算器と、 入力信号と前記第2の加算器の出力信号の大きい方の信
号を選択する大信号セレクタ回路と、 入力信号が値αより小さいときは前記乗算器の出力信号
を、入力信号が値αと値βの間の大きさのときは前記第
1の加算器の出力信号を、入力信号が値βより大きいと
きは前記大信号セレクタ回路の出力信号を選択するセレ
クタ回路という構成にしたことを特徴とする請求項11
または12に記載の撮像装置。16. A tone correction processing unit, an α clip circuit for clipping an input signal with a value α, a multiplier for multiplying an output signal of the α clip circuit by a gain input, and clipping an input signal with a value β. a β clip circuit, a first subtractor for subtracting an output signal of the α clip circuit from an output signal of the β clip circuit, and a second adder for adding an output signal of the multiplier and an output signal of the first subtractor. A second adder for subtracting the output signal of the β clip circuit from an input signal; a gain adjuster for adjusting a gain of an output signal of the second subtractor; Adder for adding the output signal of the adder and the output signal of the gain adjuster; a large signal selector circuit for selecting a larger one of the input signal and the output signal of the second adder; Is smaller than the value α The output signal of the multiplier, the output signal of the first adder when the input signal has a magnitude between values α and β, and the output signal of the large signal selector circuit when the input signal is greater than the value β. 12. A selector circuit for selecting an output signal.
Or the imaging device according to 12.
ストグラムにしたことを特徴とする請求項11または1
2に記載の撮像装置。17. A feature amount extracted by the feature amount extracting means is a histogram.
3. The imaging device according to 2.
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