JP3424060B2 - Gradation correction device and video signal processing device using the same - Google Patents

Gradation correction device and video signal processing device using the same

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JP3424060B2
JP3424060B2 JP01284497A JP1284497A JP3424060B2 JP 3424060 B2 JP3424060 B2 JP 3424060B2 JP 01284497 A JP01284497 A JP 01284497A JP 1284497 A JP1284497 A JP 1284497A JP 3424060 B2 JP3424060 B2 JP 3424060B2
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video signal
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、階調補正装置なら
びにそれを用いた映像信号処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gradation correction device and a video signal processing device using the same.

【0002】この階調補正装置ならびに映像信号処理装
置は、例えばビデオカメラなどに用いられる。
This gradation correction device and video signal processing device are used, for example, in a video camera.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来の階調補正の手法としては、1画面
分の入力映像信号の輝度値のヒストグラムを算出し、こ
の算出した輝度値の分散の度合いに応じた階調変換デー
タを作成し、この階調変換データに基づき階調補正する
ようなものが知られている。
2. Description of the Related Art As a conventional gradation correction method, a histogram of brightness values of an input video signal for one screen is calculated and gradation conversion data is created according to the degree of dispersion of the calculated brightness values. It is known that gradation correction is performed based on this gradation conversion data.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、入力映像信号にそのまま階調補正を施している
が、入力映像信号は信号成分だけでなく不要なノイズ成
分も含まれていることがあり、そのような場合には、ノ
イズ成分についても階調補正によりコントラストが強調
されることになってしまう。つまり、従来例では、画像
のコントラストを改善できるものの、ノイズが目立つこ
とになるなど、改良の余地がある。
By the way, in the above-mentioned conventional example, the gradation of the input video signal is directly corrected. However, the input video signal may include not only a signal component but also an unnecessary noise component. In such a case, the contrast of the noise component will be emphasized by gradation correction. That is, in the conventional example, although the contrast of the image can be improved, there is room for improvement such as noise being noticeable.

【0005】したがって、本発明は、階調補正装置にお
いて、画面内のノイズ成分を目立たせずにコントラスト
を改善した高品位な画像を得るようにすることを目的と
している。
Therefore, an object of the present invention is to obtain a high-quality image with improved contrast without making noise components in the screen noticeable in the gradation correction device.

【0006】また、本発明は、輝度信号に色信号が重畳
された映像信号が入力される映像信号処理装置におい
て、画面内のノイズ成分を目立たせずにコントラストを
改善するとともに、偽色成分の発生を抑圧した高品位な
画像を得るようにすることを目的としている。
Further, according to the present invention, in a video signal processing device to which a video signal in which a color signal is superimposed on a luminance signal is input, the contrast is improved without making noise components in the screen conspicuous, and the false color component The purpose is to obtain a high-quality image with suppressed occurrence.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、画面上を所要
数の領域に分けることによって1画面分の入力映像信号
分割し、各領域の信号成分に対して、非線形な階調補
正特性に応じて階調補正をそれぞれ施すようにしてお
り、これにより画面の各部をそれぞれ適切に強調するこ
とができる。
The present invention requires a screen
Input video signal for one screen by dividing into several areas
The divided, with respect to the signal component of each region, and so as to apply each gradation correction in accordance with the non-linear gradation correction characteristic, thereby the respective portions of the screen can be appropriately emphasized, respectively.

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1の階調補正装置
は、画面上を所要数の領域に分けることによって1画面
分の入力映像信号を分割する信号分割手段と、前記入力
映像信号の信号レベル別の出現頻度を表すヒストグラム
を検出するヒストグラム検出手段と、前記信号分割手段
で分割された各領域の入力映像信号について、前記ヒス
トグラム検出手段により検出されたヒストグラムに基づ
き、非線形な階調補正特性をそれぞれ作成する階調補正
特性設定手段と、前記各領域の入力映像信号の信号成分
に対して、前記階調補正特性設定手段で設定された非線
形な階調補正特性に応じて階調補正をそれぞれ施す階調
補正手段と、前記階調補正された各領域の信号成分を合
成する映像合成手段とを含む。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A gradation correction device according to claim 1 of the present invention comprises a signal dividing means for dividing an input video signal for one screen by dividing the screen into a required number of areas, and the input.
Histogram detection means for detecting a histogram representing the frequency of appearance of the video signal for each signal level, and the signal division means
For the input video signal of each area divided by
Based on the detected histogram by chromatogram detection means, a gradation correction characteristic setting means for creating respectively a nonlinear gradation correction characteristic, wherein for the signal component of the input image signal in each region, the gradation correction characteristic setting comprising a gradation correction means for performing gradation correction, respectively in accordance with the non-linear gradation correction characteristics set by the unit, and a video synthesis means for synthesizing the signal components of the tone correction each region.

【0012】[0012]

【0013】本発明の請求項の階調補正装置は、請求
1の階調補正特性設定手段について、前記階調補正特
性設定手段は、前記ヒストグラム検出手段で検出したヒ
ストグラムを所要の基準値と比較し、所要範囲から外れ
るものについて当該所要範囲内の特定値に変更すること
により、輝度レベルの傾きを規制した階調補正特性を作
成するものとしている。
[0013] gradation correction apparatus according to claim 2 of the present invention, the gradation correction characteristic setting unit in claims 1, wherein the tone correction Patent
The tone setting means compares the histogram detected by the histogram detecting means with a required reference value, and changes those outside the required range to a specific value within the required range, thereby controlling the gradation of the gradient of the brightness level. A correction characteristic is to be created.

【0014】本発明の請求項の階調補正装置は、上記
請求項の階調補正特性設定手段について、前記階調補
正特性設定手段は、輝度レベルの傾きを規制した階調補
正特性を作成した後、前記規制処理により低下する階調
補正特性の最大レベルについて該低下分を見込んで補正
するものとしている。
[0014] gradation correction apparatus according to claim 3 of the present invention, the gradation correction characteristic setting unit of the claim 2, wherein the gradation complement
The positive characteristic setting means, after creating the gradation correction characteristic in which the inclination of the brightness level is regulated, corrects the maximum level of the gradation correction characteristic which is lowered by the regulation processing in consideration of the reduction.

【0015】本発明の請求項の映像信号処理装置は、
輝度信号に変調色信号が重畳された映像信号を輝度信号
と色信号に分離する輝度色分離手段と、分離された輝度
信号の信号成分に対して階調補正を施す請求項1乃至3
記載の階調補正装置と、を含む。
A video signal processing device according to claim 4 of the present invention is
A luminance color separating means for separating the video signal modulated color signal is superimposed on the luminance signal into a luminance signal and a color signal, according to claim 1 to 3 performs tone correction on the signal component of the separated luminance signal
And the described gradation correction device.

【0016】本発明の請求項の映像信号処理は、輝度
信号に変調色信号が重畳された映像信号を輝度信号と色
信号に分離する輝度色分離手段と、分離された輝度信号
の信号成分に対して階調補正を施す請求項1乃至3記載
の階調補正装置と、前記分離された色信号に対し、前記
階調補正された輝度信号との比を階調補正前の関係とす
るように補正する色信号補正手段と、前記階調補正され
た輝度信号と前記補正された色信号とを合成する合成手
段と、を含む。
According to the video signal processing of claim 5 of the present invention, a luminance color separation means for separating a video signal in which a modulation color signal is superimposed on a luminance signal into a luminance signal and a color signal, and a signal component of the separated luminance signal. 4. The gradation correction device according to claim 1 , wherein the gradation correction is performed on the color correction signal, and the ratio of the separated color signal to the gradation-corrected luminance signal is the relationship before the gradation correction. Color signal correction means for performing the correction as described above , and synthesizing means for synthesizing the gradation-corrected luminance signal and the corrected color signal.

【0017】以下、本発明の詳細について、図1ないし
図11に示す各実施形態を用いて説明する。
The details of the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS.

【0018】(実施形態1)図1ないし図4は本発明の
実施形態1にかかり、図1は、階調補正装置の構成図、
図2は、図1のヒストグラム検出手段の構成図、図3
は、ヒストグラムデータと階調補正特性データを表すグ
ラフ、図4は、図1のハイパスフィルタの周波数特性を
示すグラフである。この実施形態1は、請求項1,2に
対応している。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 4 relate to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a block diagram of a gradation correction device,
FIG. 2 is a block diagram of the histogram detecting means of FIG.
4 is a graph showing the histogram data and the gradation correction characteristic data, and FIG. 4 is a graph showing the frequency characteristic of the high pass filter of FIG. The first embodiment corresponds to claims 1 and 2.

【0019】図1において、Aは階調補正装置の全体を
示しており、1はヒストグラム検出手段、2は階調補正
特性設定手段、3は階調補正手段、4は信号分離手段、
5は合成手段である。
In FIG. 1, A shows the whole gradation correction device, 1 is a histogram detection means, 2 is a gradation correction characteristic setting means, 3 is a gradation correction means, 4 is a signal separation means,
5 is a synthesizing means.

【0020】ヒストグラム検出手段1は、1画面分の入
力映像信号Sinにおける輝度レベル別の出現頻度を算
出するもので、例えば図2に示すように、レベル検出回
路6と、マルチプレクサ7と、セレクタ8と、輝度レベ
ル分割数に応じた数のレジスタ9と、加算器10とを含
む。この実施形態1では、説明を分かり易くするため
に、輝度レベルの分割数を例えば“16”としている。
レベル検出回路6は、デジタル信号からなる入力映像信
号Sinの上位4ビットを、マルチプレクサ7とセレク
タ8の制御信号として抽出する。マルチプレクサ7とセ
レクタ8は、前記抽出された4ビットの制御信号によ
り、例えば16個のレジスタ9の中から、入力した信号
レベルに応じた1つを選択する。加算器10は、前記選
択された1つのレジスタ9の出力信号に“1”を加算
し、再び同じレジスタ9に格納する。この動作を入力映
像信号Sinの1フィールド期間にわたって行うことに
よって、例えば図3(a)の帯グラフで示すようなヒス
トグラムデータH1(1)〜H1(16)が得られる。
このようにして求められたヒストグラムデータH1
(1)〜H1(16)は、入力映像信号Sinのブラン
キング期間内に階調補正特性設定手段2に転送される。
The histogram detection means 1 calculates the appearance frequency for each brightness level in the input video signal Sin for one screen. For example, as shown in FIG. 2, the level detection circuit 6, the multiplexer 7, and the selector 8 are provided. And the number of registers 9 corresponding to the number of brightness level divisions and the adder 10. In the first embodiment, the number of divisions of the brightness level is set to, for example, “16” in order to make the description easy to understand.
The level detection circuit 6 extracts the upper 4 bits of the input video signal Sin formed of a digital signal as a control signal for the multiplexer 7 and the selector 8. The multiplexer 7 and the selector 8 select, for example, one of 16 registers 9 according to the input signal level by the extracted 4-bit control signal. The adder 10 adds “1” to the output signal of the selected one register 9 and stores it in the same register 9 again. By performing this operation for one field period of the input video signal Sin, for example, histogram data H1 (1) to H1 (16) as shown by the band graph in FIG. 3A can be obtained.
Histogram data H1 obtained in this way
(1) to H1 (16) are transferred to the gradation correction characteristic setting means 2 within the blanking period of the input video signal Sin.

【0021】階調補正特性設定手段2は、例えばマイク
ロコンピュータにより構成され、ヒストグラム検出手段
1から与えられるヒストグラムデータH1(1)〜H1
(16)の累積積分値SH1(1)〜SH1(16)を
求めることにより、図3(a)の折れ線グラフで示すよ
うな第1の階調補正特性データを作成する。前述の累積
積分値SH1(n)は、下記式により求められる。
The gradation correction characteristic setting means 2 is composed of, for example, a microcomputer, and the histogram data H1 (1) to H1 supplied from the histogram detecting means 1 is used.
By obtaining the cumulative integration values SH1 (1) to SH1 (16) of (16), the first gradation correction characteristic data as shown by the line graph of FIG. 3A is created. The above-mentioned cumulative integration value SH1 (n) is obtained by the following equation.

【0022】[0022]

【数1】 [Equation 1]

【0023】階調補正手段3は、階調補正特性設定手段
2から与えられる第1の階調補正特性データに基づき、
下記信号分離手段4から出力される信号成分に対して階
調補正処理を施すものである。この階調補正処理は、階
調変換テーブルなどを用いるγ補正のような周知の処理
とされる。
The gradation correction means 3 is based on the first gradation correction characteristic data provided from the gradation correction characteristic setting means 2.
The gradation correction processing is performed on the signal component output from the signal separating means 4 described below. This gradation correction processing is known processing such as γ correction using a gradation conversion table.

【0024】信号分離手段4は、例えばハイパスフィル
タ11と、クリップ回路12と、減算器13とを含む。
つまり、入力映像信号Sinをハイパスフィルタ11に
通しさらにクリップ回路12に通すことによってノイズ
成分Erを得る。さらに、減算器13は、入力映像信号
Sinから前述のノイズ成分Erを減算することによ
り、本来の信号成分を出力する。なお、ハイパスフィル
タ11の伝達特性は、図4に示すようなものであり、下
記式で表される。図4において、横軸は周波数、縦軸
はフィルタの通過特性であり、Nはナイキスト周波数を
表す。
The signal separating means 4 includes, for example, a high pass filter 11, a clipping circuit 12, and a subtractor 13.
That is, the noise component Er is obtained by passing the input video signal Sin through the high pass filter 11 and then through the clipping circuit 12. Further, the subtracter 13 outputs the original signal component by subtracting the above-mentioned noise component Er from the input video signal Sin. The transfer characteristic of the high-pass filter 11 is as shown in FIG. 4, and is expressed by the following equation. In FIG. 4, the horizontal axis represents the frequency, the vertical axis represents the pass characteristic of the filter, and N represents the Nyquist frequency.

【0025】[0025]

【数2】 [Equation 2]

【0026】合成手段5は、加算器により構成され、階
調補正手段3の出力信号と、信号分離手段4で抽出した
ノイズ成分Erとを加算し、合成映像信号Smixを出
力する。
The synthesizing means 5 is composed of an adder, adds the output signal of the gradation correcting means 3 and the noise component Er extracted by the signal separating means 4, and outputs a synthesized video signal Smix.

【0027】以上説明した実施形態1では、入力映像信
号を信号成分とノイズ成分に分離し、このうちの信号成
分のみに非線形な階調補正を施すようにしているから、
ノイズが目立たないようにコントラストが改善された高
品位な画像を得ることができるようになる。
In the first embodiment described above, the input video signal is separated into the signal component and the noise component, and the non-linear gradation correction is applied only to the signal component.
It becomes possible to obtain a high-quality image with improved contrast so that noise is not noticeable.

【0028】また、この実施形態1では、階調補正した
輝度信号と、階調補正前に分離したノイズ成分とを合成
して出力しているので、次のような効果が得られる。つ
まり、信号分離手段4は、特定周波数の信号成分を分離
する構成であるため、ノイズ成分の特定周波数と近似し
た信号成分が存在している場合に、この信号成分をノイ
ズ成分と共に分離してしまうこともある。このような場
合に、仮に、前述したような合成処理をしなければ、厳
密に言えば画像の一部が欠落することになるとも言えな
くない。ゆえに、この実施形態1では、欠落の全くない
忠実な画像を得ることができると言える。もちろん、ノ
イズ成分を合成しなくても、映像品位が特別低下するこ
ともないから、前述の合成処理を省略してもよく、その
省略した形態も本発明に含む。
Further, in the first embodiment, since the gradation-corrected luminance signal and the noise component separated before gradation correction are combined and output, the following effects can be obtained. That is, since the signal separation unit 4 is configured to separate the signal component of the specific frequency, when there is a signal component close to the specific frequency of the noise component, this signal component is separated together with the noise component. Sometimes. In such a case, strictly speaking, unless the above-described synthesizing process is performed, it cannot be said that a part of the image is lost. Therefore, in the first embodiment, it can be said that a faithful image without any omission can be obtained. Of course, even if the noise component is not combined, the image quality is not particularly deteriorated, so the above-described combining process may be omitted, and the omitted form is also included in the present invention.

【0029】(実施の形態2)ところで、上記実施形態
1では、画面内の平坦な画像部分に信号分離手段4で分
離されなかったノイズ成分が含まれている場合だとこの
ノイズ成分が強調されることがあり、また、面積が小さ
い被写体では、コントラストがあまり改善されないこと
がありうる。さらに、実施形態1の階調補正処理では、
元の映像の階調数が少ない場合に、輪郭成分のコントラ
ストを過度に強調することになって偽輪郭成分が発生す
ることがありうる。この実施形態2では、このようなこ
とについても回避することができる。
(Second Embodiment) By the way, in the first embodiment, when the flat image portion in the screen contains a noise component which is not separated by the signal separating means 4, this noise component is emphasized. In addition, the contrast may not be improved so much in a subject having a small area. Furthermore, in the gradation correction processing of the first embodiment,
When the number of gradations of the original image is small, the contrast of the contour component may be overemphasized to generate a false contour component. In the second embodiment, such a thing can be avoided.

【0030】この実施形態2は、請求項6,7に対応し
ており、上記実施形態1と異なる点は、階調補正特性設
定手段2の処理内容である。
The second embodiment corresponds to claims 6 and 7, and the point different from the first embodiment is the processing content of the gradation correction characteristic setting means 2.

【0031】すなわち、階調補正特性設定手段2では、
図3(a)に示すようなヒストグラムデータH1(1)
〜H1(16)を求めた後、このヒストグラムデータH
1(1)〜H1(16)を所要の基準値Hmax,Hm
inと比較し、上限基準値Hmaxより大きい場合は上
限基準値Hmaxとし、下限基準値Hminより小さい
場合は下限基準値Hminにそれぞれクリップすること
により、図3(b)の帯グラフで示すようなヒストグラ
ムデータH2(1)〜H2(16)を作成するととも
に、このヒストグラムデータH2(1)〜H2(16)
の累積積分値SH2(1)〜SH2(16)を求めるこ
とにより、図3(b)の実線の折れ線グラフで示すよう
な第2の階調補正特性データを作成する。
That is, in the gradation correction characteristic setting means 2,
Histogram data H1 (1) as shown in FIG.
To H1 (16), the histogram data H
1 (1) to H1 (16) are required reference values Hmax, Hm
By comparing with in, the upper limit reference value Hmax is set when it is larger than the upper limit reference value Hmax, and the lower limit reference value Hmin is set when it is smaller than the lower limit reference value Hmin, as shown in the band graph of FIG. 3B. The histogram data H2 (1) to H2 (16) are created, and the histogram data H2 (1) to H2 (16) are generated.
The second gradation correction characteristic data as shown by the solid line graph in FIG. 3B is created by obtaining the cumulative integration values SH2 (1) to SH2 (16).

【0032】このように、要するに、ヒストグラムデー
タH1(1)〜H1(16)の上限と下限とを適度に設
定することにより、第1の階調補正特性データの傾きを
規制した第2の階調補正特性データを得ている。この第
2の階調補正特性データを用いれば、階調補正を過度に
施すことを回避できるようになる。そのため、平坦な画
像部分に信号分離手段4で分離されなかったノイズ成分
が含まれている場合でもこのノイズ成分が強調されずに
済む他、面積が小さい被写体でもコントラストを改善で
きる、といった効果が得られる。しかも、元の映像信号
の階調数が少ない場合でも、輪郭成分のコントラストを
過度に強調することがなくなるので、偽輪郭部分の発生
を抑圧できるようになる。
In this way, in short, by setting the upper and lower limits of the histogram data H1 (1) to H1 (16) appropriately, the second floor in which the slope of the first gradation correction characteristic data is regulated is controlled. The key correction characteristic data is obtained. By using this second gradation correction characteristic data, it becomes possible to avoid excessive gradation correction. Therefore, even when a noise component that has not been separated by the signal separation unit 4 is included in the flat image portion, the noise component does not have to be emphasized, and the contrast can be improved even for a subject having a small area. To be Moreover, even if the number of gradations of the original video signal is small, the contrast of the contour component is not excessively emphasized, so that the occurrence of the false contour portion can be suppressed.

【0033】但し、前述のようにクリップ処理を施した
場合には、作成した第2の階調補正特性データの最大値
が図3(b)の実線で示すように、図3(a)の第1の
階調補正特性データの最大値よりも低下することにな
り、カメラシステムのダイナミックレンジを十分に利用
することができなくなる。
However, when the clipping process is performed as described above, the maximum value of the created second gradation correction characteristic data is as shown in FIG. 3 (a) as shown by the solid line in FIG. 3 (b). The value becomes lower than the maximum value of the first gradation correction characteristic data, and the dynamic range of the camera system cannot be fully utilized.

【0034】そこで、この実施形態2では、カメラシス
テムのダイナミックレンジを十分利用できるようにする
ために、第2の階調補正特性データを得てから、この第
2の階調補正特性データの最大値を第1の階調補正特性
データの最大値と等しくさせるように調整している。具
体的に、上記階調補正特性設定手段2では、ヒストグラ
ムデータSH2(1)〜SH2(16)の各値にSH1
(16)/SH2(16)を掛け合わせることにより累
積積分値SH3(1)〜SH3(16)を算出し、この
累積積分値SH3(1)〜SH3(16)により図3
(b)の一点鎖線で示す第3の階調補正特性データを得
る。このようにして作成した第3の階調補正特性データ
に応じて階調補正手段3で階調補正を施すのである。
Therefore, in the second embodiment, in order to fully utilize the dynamic range of the camera system, after obtaining the second gradation correction characteristic data, the maximum of the second gradation correction characteristic data is obtained. The value is adjusted to be equal to the maximum value of the first gradation correction characteristic data. Specifically, in the gradation correction characteristic setting means 2, SH1 is set to each value of the histogram data SH2 (1) to SH2 (16).
The cumulative integrated values SH3 (1) to SH3 (16) are calculated by multiplying (16) / SH2 (16), and the cumulative integrated values SH3 (1) to SH3 (16) are used to calculate the values shown in FIG.
(B) The third gradation correction characteristic data indicated by the one-dot chain line is obtained. The gradation correction means 3 performs gradation correction according to the third gradation correction characteristic data created in this way.

【0035】以上説明した処理以外は上記実施形態1と
同様であるので、重複説明を省略する。
Since the process other than the process described above is the same as that of the first embodiment, the duplicated description will be omitted.

【0036】(実施の形態3)ところで、上記実施形態
1,2では、画面全体について階調補正するようにして
いるが、この実施形態3では、画面を複数の領域に細か
く分割して、各領域毎に階調補正特性データを作成して
別々に階調補正するようにしている。
(Embodiment 3) By the way, in the above-mentioned Embodiments 1 and 2, gradation correction is performed on the entire screen, but in this Embodiment 3, the screen is finely divided into a plurality of regions, and The gradation correction characteristic data is created for each area and the gradation is corrected separately.

【0037】図5ないし図7は本発明の実施形態3にか
かり、図5は、階調補正装置の構成図、図6は、画面分
割の形態を示す模式図、図7は、各領域のヒストグラム
データと階調補正特性データを表すグラフである。この
実施形態3は請求項4に対応している。
5 to 7 relate to the third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram of a gradation correction device, FIG. 6 is a schematic diagram showing a mode of screen division, and FIG. 6 is a graph showing histogram data and gradation correction characteristic data. The third embodiment corresponds to claim 4.

【0038】この実施形態3では、説明をわかりやすく
するために、図6に示すように、1画面を4つの領域
a、b、c、dに等分に分割する場合を例に挙げてい
る。図6の領域aには窓の外の高輝度部分を含み、領域
cには比較的暗い被写体を含むようになっている。
In order to make the explanation easy to understand, the third embodiment exemplifies a case where one screen is divided into four areas a, b, c and d, as shown in FIG. . Area a in FIG. 6 includes a high-intensity portion outside the window, and area c includes a relatively dark subject.

【0039】この実施形態3の階調補正装置Aは、第1
〜第4のヒストグラム検出手段1a〜1dと、各ヒスト
グラム検出手段1a〜1dに対する各領域の映像信号を
選択的に入力するマルチプレクサ14と、各領域ごとに
最適な階調補正特性データを作成する第1〜第4の階調
補正特性設定手段2a〜2dと、入力映像信号Sinの
信号成分とノイズ成分とを分離する信号分離手段4と、
ノイズ成分が分離された入力映像信号がそれぞれ入力さ
れかつそれぞれ個別に階調補正を施す第1〜第4の階調
補正手段3a〜3dと、各階調補正手段3a〜3dで階
調補正した各1画面分の映像信号から領域a〜dを抽出
するとともにそれらを合成して合成映像信号Shmix
を出力する映像合成回路15と、これらマルチプレクサ
14および映像合成回路15を制御する制御回路16
と、映像合成回路15の出力信号Shmixに信号分離
手段4で抽出したノイズ成分Erを合成して合成映像信
号Smixを出力する合成手段5とを含む構成としてい
る。
The gradation correction device A according to the third embodiment is the first
-Fourth histogram detecting means 1a to 1d, multiplexer 14 for selectively inputting the video signal of each area to each histogram detecting means 1a to 1d, and optimum gradation correction characteristic data for each area First to fourth gradation correction characteristic setting means 2a to 2d, a signal separating means 4 for separating a signal component and a noise component of the input video signal Sin,
The first to fourth gradation correcting means 3a to 3d, to which the input video signals from which the noise components have been separated are respectively input and which individually perform gradation correction, and the gradation correction are respectively performed by the gradation correcting means 3a to 3d. Areas a to d are extracted from the video signal for one screen, and they are combined to form a combined video signal Shmix.
And a control circuit 16 for controlling the multiplexer 14 and the video synthesizing circuit 15.
And a synthesizing means 5 for synthesizing the output signal Shmix of the video synthesizing circuit 15 with the noise component Er extracted by the signal separating means 4 and outputting the synthesized video signal Smix.

【0040】動作を説明する。1画面分の入力映像信号
Sinは、制御回路16により制御されるマルチプレク
サ14でもって図6の領域aの信号を第1ヒストグラム
検出手段1aに、図6の領域bの信号を第2ヒストグラ
ム検出手段1bに、図6の領域cの信号を第3ヒストグ
ラム検出手段1cに、図6の領域dの信号を第4ヒスト
グラム検出手段1dにそれぞれ入力し、図7(a)〜
(d)の帯グラフで示すような各領域a〜dのヒストグ
ラムデータをそれぞれ得る。なお、この実施形態3で
は、説明をわかりやすくするために、輝度レベルの分割
数を“4”としている。
The operation will be described. For the input video signal Sin for one screen, the multiplexer 14 controlled by the control circuit 16 causes the signal in the area a in FIG. 6 to be the first histogram detecting means 1a and the signal in the area b in FIG. 6 to be the second histogram detecting means. 1b, the signal in the area c in FIG. 6 is input to the third histogram detecting means 1c, and the signal in the area d in FIG. 6 is input to the fourth histogram detecting means 1d.
Histogram data of the respective areas a to d as shown by the band graph of (d) are obtained. In addition, in the third embodiment, the number of divisions of the brightness level is set to “4” in order to make the description easy to understand.

【0041】そして、第1〜第4の階調補正特性設定手
段2a〜2dは、第1〜第4のヒストグラム検出手段1
a〜1dのヒストグラムデータを入力し、図7(a)〜
(d)の折れ線で示すような各領域の階調補正特性デー
タを算出して、第1〜第4の階調補正手段3a〜3dに
与える。
The first to fourth gradation correction characteristic setting means 2a to 2d are the first to fourth histogram detecting means 1 respectively.
The histogram data of a to 1d are input, and the histogram data of FIG.
The gradation correction characteristic data of each area as shown by the polygonal line (d) is calculated and given to the first to fourth gradation correction means 3a to 3d.

【0042】この一方で、前述の1画面分の入力映像信
号Sinが、信号分離手段4に入力され、この信号分離
手段4でノイズ成分を分離して、第1〜第4の階調補正
手段3a〜3dに与える。
On the other hand, the above-mentioned input image signal Sin for one screen is input to the signal separating means 4, and the signal separating means 4 separates the noise component to obtain the first to fourth gradation correcting means. 3a to 3d.

【0043】第1〜第4の階調補正手段3a〜3dは、
信号分離手段4から与えられる1画面分の入力映像信号
Sinの信号成分に対して、第1〜第4の階調補正特性
設定手段2a〜2dから与えられる各階調補正特性デー
タに基づき個別に階調補正を施し、映像合成回路15に
与える。このとき、第1階調補正手段3aでは1画面分
の映像信号の領域aについて最適な階調補正を施せる
が、領域b〜dについては不適正な階調補正を施してい
ることになり、第2階調補正手段3bでは1画面分の映
像信号の領域bについて最適な階調補正を施せるが、領
域a,c,dについては不適正な階調補正を施している
ことになり、第3階調補正手段3cでは1画面分の映像
信号の領域cについて最適な階調補正を施せるが、領域
a,b,dについては不適正な階調補正を施しているこ
とになり、第4階調補正手段3dでは1画面分の映像信
号の領域dについて最適な階調補正を施せるが、領域
a,b,cについては不適正な階調補正を施しているこ
とになる。
The first to fourth gradation correction means 3a to 3d are
With respect to the signal component of the input video signal Sin for one screen given from the signal separating means 4, the steps are individually performed based on the respective gray scale correction characteristic data given from the first to fourth gray scale correction characteristic setting means 2a to 2d. The tone is corrected and applied to the video synthesizing circuit 15. At this time, the first gradation correction unit 3a can perform the optimum gradation correction on the area a of the video signal for one screen, but the improper gradation correction on the areas b to d. The second gradation correcting means 3b can perform the optimum gradation correction on the area b of the video signal for one screen, but the area a, c, d is improperly gradation corrected. The three-tone correction means 3c can perform the optimum tone correction on the area c of the video signal for one screen, but the area a, b, and d can be inappropriately corrected. The gradation correction means 3d can perform the optimum gradation correction on the area d of the video signal for one screen, but the area a, b, and c are inappropriately corrected.

【0044】映像合成回路15は、制御回路16から与
えられる制御信号x,yに応じて第1〜第4の階調補正
手段3a〜3dから与えられる信号Sha〜Shdを適
宜合成することにより合成信号Shmixを得る。合成
処理としては、制御信号x,yにより、第1階調補正手
段3aから与えられる1画面分の映像信号Shaのうち
最適な階調補正を施した領域aの信号のみを、第2階調
補正手段3bから与えられる1画面分の映像信号Shb
のうち最適な階調補正を施した領域bの信号のみを、第
3階調補正手段3cから与えられる1画面分の映像信号
Shcのうち最適な階調補正を施した領域cの信号のみ
を、第4階調補正手段3dから与えられる1画面分の映
像信号Shdのうち最適な階調補正を施した領域dの信
号のみをそれぞれ選択し、これら選択した各領域a〜d
の信号を合成するのである。なお、制御信号x,yは、
図6中に画面の模式図に対応させて示すように、xは画
面の水平方向に対応して“0”〜“1”まで変化し、y
は垂直方向に対応して“0”〜“1”まで変化するもの
である。
The image synthesizing circuit 15 appropriately synthesizes the signals Sha to Shd given by the first to fourth gradation correcting means 3a to 3d in accordance with the control signals x and y given from the control circuit 16. Obtain the signal Shmix. As the synthesizing process, only the signal of the region a, which is subjected to the optimum gradation correction, of the video signal Sha for one screen given from the first gradation correcting means 3a by the control signals x and y is used as the second gradation. Video signal Shb for one screen given from the correction means 3b
Among them, only the signal of the region b subjected to the optimum gradation correction is output, and only the signal of the region c subjected to the optimum gradation correction of the video signal Shc for one screen given from the third gradation correction means 3c. , Of the video signals Shd for one screen provided from the fourth gradation correcting means 3d, only the signals of the area d subjected to the optimum gradation correction are respectively selected, and the selected areas a to d are selected.
The signal of is synthesized. The control signals x and y are
As shown in FIG. 6 corresponding to the schematic view of the screen, x changes from “0” to “1” corresponding to the horizontal direction of the screen, and y
Corresponds to the vertical direction and changes from "0" to "1".

【0045】上記出力信号Sha〜Shd、制御信号
x、y、合成信号Shmixの関係は、下記式で表さ
れる。
The relationship among the output signals Sha to Shd, the control signals x and y, and the combined signal Shmix is expressed by the following equation.

【0046】[0046]

【数3】 [Equation 3]

【0047】この関係により、各領域a〜dの境界部分
が違和感なく自然な状態で合成されることになる。ここ
で、各領域a〜dに対応する階調補正特性はそれぞれ異
なるので、マルチプレクサなどで切り換えたのでは、境
界部分においてShmixに急激な変化が発生する場合
がある。そのため、本実施形態では、制御信号x,yに
応じて各領域の信号の構成比を徐々に変化させるように
している。例えば、水平方向に注目すると、領域aと領
域bの境界の中央部では、xが0.5となり、Shmi
xはShaとShbの平均値となり、中央部より右では
Shbの構成比が大きくなり、中央部より左でShaの
構成比が大きくなる。垂直方向に対しても同様のことが
言える。
Due to this relationship, the boundary portions of the respective areas a to d are combined in a natural state without a feeling of strangeness. Here, since the gradation correction characteristics corresponding to the respective areas a to d are different from each other, switching by a multiplexer or the like may cause a rapid change in Shmix at the boundary portion. Therefore, in the present embodiment, the composition ratio of the signals in each region is gradually changed according to the control signals x and y. For example, focusing on the horizontal direction, x becomes 0.5 at the center of the boundary between the regions a and b, and Shmi
x is an average value of Sha and Shb, the composition ratio of Shb is larger on the right side of the central part, and the composition ratio of Sha is larger on the left side of the central part. The same is true for the vertical direction.

【0048】以上説明した実施形態3では、画面を複数
の領域a〜dに細かく分割し、各領域a〜dをそれぞれ
に最適な階調補正特性データに基づく階調補正を別々に
施すから、画面の各部をそれぞれ適切に強調できるよう
になり、実施形態1,2に比べて、より高品位な画像と
することができる。
In the third embodiment described above, the screen is finely divided into a plurality of areas a to d, and the areas a to d are individually subjected to gradation correction based on optimum gradation correction characteristic data. Since each part of the screen can be appropriately emphasized, a higher quality image can be obtained as compared with the first and second embodiments.

【0049】(実施の形態4)上記実施形態3では、画
面を4つの領域a〜dに等分に分割して、領域a〜d毎
に最適な階調補正を施せるようにしたが、撮影状況によ
っては例えば高輝度部分が4つの領域a〜dそれぞれに
跨がるような状態になることがあり、そのような場合、
上記実施形態3では必ずしも階調補正が最適になるとは
限らない。そこで、この実施形態4では、画面内を高輝
度領域と低輝度領域とに分割し、高輝度領域と低輝度領
域とで別々に階調補正するようにしている。
(Fourth Embodiment) In the third embodiment, the screen is divided into four areas a to d so that optimum gradation correction can be performed for each of the areas a to d. Depending on the situation, for example, the high-intensity part may be in a state of straddling each of the four areas a to d. In such a case,
In the third embodiment, the gradation correction is not always optimal. In view of this, in the fourth embodiment, the screen is divided into a high-luminance region and a low-luminance region, and gradation correction is performed separately for the high-luminance region and the low-luminance region.

【0050】図8ないし図10は本発明の実施形態4に
かかり、図8は、階調補正装置の構成図、図9は、画面
分割の形態を示す模式図、図10は、領域a、bのヒス
トグラムデータ及び階調補正特性データを示すグラフで
ある。この実施形態4は請求項5に対応している。
8 to 10 relate to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a block diagram of a gradation correction device, FIG. 9 is a schematic diagram showing a mode of screen division, and FIG. It is a graph which shows the histogram data and gradation correction characteristic data of b. The fourth embodiment corresponds to claim 5.

【0051】この実施形態4では、画面を高輝度領域と
低輝度領域とに分割して、各領域について別々に階調補
正する構成となっている。
In the fourth embodiment, the screen is divided into a high-brightness area and a low-brightness area, and the gradation of each area is corrected separately.

【0052】この実施形態4の階調補正装置Aは、高輝
度領域を検出する高輝度領域検出手段17と、第1,第
2のヒストグラム検出手段1a,1bと、各ヒストグラ
ム検出手段1a,1bに対して低輝度領域と高輝度領域
の映像信号を選択的に入力するマルチプレクサ14と、
低輝度領域と高輝度領域ごとに最適な階調補正特性デー
タを作成する第1,第2の階調補正特性設定手段2a,
2bと、入力映像信号の信号成分とノイズ成分とを分離
する信号分離手段4と、ノイズ成分が分離された入力映
像信号がそれぞれ入力されかつそれぞれ個別に階調補正
を施す第1,第2の階調補正手段3a,3bと、各階調
補正手段3a,3bで階調補正した各1画面分の映像信
号Sha,Shbから低輝度領域aと高輝度領域bとを
抽出するとともにそれらを合成して合成映像信号Shm
ixを出力する映像合成回路15と、これらマルチプレ
クタ14および映像合成回路15を制御する制御回路1
6と、映像合成回路15の出力信号Shmixに信号分
離手段4で抽出したノイズ成分Erを合成して合成映像
信号Smixを出力する合成手段5とを含む構成として
いる。
The gradation correction apparatus A of the fourth embodiment has a high-brightness area detecting means 17 for detecting a high-brightness area, first and second histogram detecting means 1a and 1b, and respective histogram detecting means 1a and 1b. A multiplexer 14 for selectively inputting video signals in a low-luminance region and a high-luminance region,
First and second gradation correction characteristic setting means 2a for creating optimum gradation correction characteristic data for each of the low brightness area and the high brightness area.
2b, a signal separating unit 4 for separating a signal component and a noise component of the input video signal, and the input video signal from which the noise component has been separated are respectively inputted and each of the first and second gradation correction is performed. The low-brightness area a and the high-brightness area b are extracted and combined from the gradation correction means 3a and 3b and the video signals Sha and Shb for each one screen whose gradation is corrected by the gradation correction means 3a and 3b. Synthetic video signal Shm
A video composition circuit 15 for outputting ix, and a control circuit 1 for controlling the multiplexer 14 and the video composition circuit 15.
6, and the synthesizing means 5 for synthesizing the output signal Shmix of the video synthesizing circuit 15 with the noise component Er extracted by the signal separating means 4 and outputting the synthesized video signal Smix.

【0053】動作を説明する。入力映像信号Sinは、
高輝度領域検出手段17に入力される。高輝度領域検出
手段17では、入力される映像信号を図9に示すように
横が“8”で縦が“6”の“48”の領域に分割し、そ
れぞれの領域における信号レベルの平均値Sm(1)〜
Sm(48)を算出する。さらに高輝度領域検出手段1
7では、48領域の積分値Sm(1)〜Sm(48)を
所要の基準値Sthと比較し、その積分値が基準値St
hより大きい領域を高輝度領域として認識し、制御回路
16に対し高輝度領域を表す高輝度領域検出信号を出力
する。図9では太線で囲まれた領域bを高輝度領域と
し、その他の領域aを低輝度領域としている。
The operation will be described. The input video signal Sin is
It is input to the high brightness area detection means 17. The high-brightness region detecting means 17 divides the input video signal into regions of "48" in which the horizontal is "8" and the vertical is "6", as shown in FIG. Sm (1) ~
Calculate Sm (48). Higher brightness area detection means 1
7, the integral values Sm (1) to Sm (48) in the 48 areas are compared with a required reference value Sth, and the integral value is compared with the reference value St.
A region larger than h is recognized as a high brightness region, and a high brightness region detection signal representing the high brightness region is output to the control circuit 16. In FIG. 9, a region b surrounded by a thick line is a high luminance region, and the other region a is a low luminance region.

【0054】制御回路16では、高輝度領域検出回路1
7から入力した高輝度領域検出信号に基づいて、マルチ
プレクサ18を制御する。これによって、1画面の入力
映像信号Sinを低輝度領域aと高輝度領域bとに分割
し、ヒストグラム検出手段1a、1b、階調補正特性設
定手段2a、2bで図10(a)、(b)に示すよう
に、2つの領域a,bのヒストグラムデータ及び階調補
正特性データを算出する。ここでも実施形態3と同様
に、説明をわかりやすくするために、輝度レベルの分割
数を“4”としている。
In the control circuit 16, the high brightness area detection circuit 1
The multiplexer 18 is controlled based on the high-brightness region detection signal input from 7. As a result, the input video signal Sin of one screen is divided into the low-brightness area a and the high-brightness area b, and the histogram detection means 1a and 1b and the gradation correction characteristic setting means 2a and 2b are used for the operation shown in FIGS. ), The histogram data and the gradation correction characteristic data of the two areas a and b are calculated. Here, as in the case of the third embodiment, the number of divisions of the brightness level is set to “4” for easy understanding of the description.

【0055】また、制御回路16では、高輝度領域検出
手段17から入力した高輝度領域検出信号に基づいて制
御信号x、yを生成する。制御信号x、yを図9に画面
の模式図に対応させて示す。図9に示すように、xは画
面の水平方向に対応して“0”から“1”まで変化し、
yは垂直方向に対応して“0”から“1”まで変化す
る。
Further, the control circuit 16 generates the control signals x and y based on the high brightness area detection signal input from the high brightness area detecting means 17. The control signals x and y are shown in FIG. 9 in correspondence with the schematic view of the screen. As shown in FIG. 9, x changes from “0” to “1” corresponding to the horizontal direction of the screen,
y changes from "0" to "1" corresponding to the vertical direction.

【0056】第1,第2の階調補正手段3a,3bは、
信号分離手段4から与えられる1画面分の入力映像信号
Sinの信号成分に対して、第1,第2の階調補正特性
設定手段2a,2bから与えられる各階調補正特性デー
タに基づき個別に階調補正を施し、映像合成回路15に
与える。このとき、第1階調補正手段3aでは1画面分
の映像信号の低輝度領域aについて最適な階調補正を施
せるが、高輝度領域bについては不適正な階調補正を施
していることになり、第2階調補正手段3bでは1画面
分の映像信号の高輝度領域bについて最適な階調補正を
施せるが、低輝度領域aについては不適正な階調補正を
施していることになる。これら階調補正手段3a,3b
は、図10(a)、(b)に示すような場合、図9の低
輝度領域aについて低輝度部分のコントラストを強調
し、図9の領域bについて高輝度部分のコントラストを
強調するようになっている。
The first and second gradation correction means 3a and 3b are
With respect to the signal component of the input video signal Sin for one screen provided from the signal separating means 4, the steps are individually performed based on the respective gradation correction characteristic data provided from the first and second gradation correction characteristic setting means 2a and 2b. The tone is corrected and applied to the video synthesizing circuit 15. At this time, the first gradation correction unit 3a can perform optimum gradation correction on the low-luminance area a of the video signal for one screen, but improper gradation correction on the high-luminance area b. In other words, the second gradation correction means 3b can perform optimum gradation correction on the high-brightness area b of the video signal for one screen, but it can perform inappropriate gradation correction on the low-brightness area a. . These gradation correction means 3a, 3b
In the case as shown in FIGS. 10A and 10B, the low-luminance area a in FIG. 9 is emphasized in the low-luminance portion, and the area b in FIG. 9 is emphasized in the high-luminance portion. Has become.

【0057】映像合成回路15は、制御回路16から与
えられる制御信号x,yに応じて第1,第2の階調補正
手段3a,3bから与えられる信号Sha,Shbを合
成することにより合成信号Shmixを得て、これを出
力する。合成処理としては、第1階調補正手段3aから
与えられる1画面分の映像信号Shaのうち最適な階調
補正を施した低輝度領域aの信号のみを、また、第2階
調補正手段3bから与えられる1画面分の映像信号Sh
bのうち最適な階調補正を施した高輝度領域bの信号の
みをそれぞれ選択し、これら選択した各領域a,dの信
号を合成するのである。
The video synthesizing circuit 15 synthesizes the signals Sha and Shb provided by the first and second gradation correcting means 3a and 3b in accordance with the control signals x and y provided from the control circuit 16, thereby producing a synthesized signal. Obtain Shmix and output it. As the synthesizing process, only the signal in the low-luminance region a for which the optimum gradation correction has been performed among the video signals Sha for one screen provided from the first gradation correction unit 3a, and the second gradation correction unit 3b. Video signal Sh for one screen given from
Only the signals in the high-brightness region b on which the optimum gradation correction is performed are selected from b, and the signals in the selected regions a and d are combined.

【0058】上記信号Sha、Shb、制御信号x、
y、合成信号Shmixの関係は、下記式で表され
る。
The signals Sha and Shb, the control signal x,
The relationship between y and the combined signal Shmix is expressed by the following equation.

【0059】[0059]

【数4】 [Equation 4]

【0060】この関係により、各領域a,bの境界部分
が違和感なく自然な状態で合成されることになる。ここ
で、各領域a〜dに対応する階調補正特性はそれぞれ異
なるので、上記実施形態3と同様に各領域の信号を徐々
に切り換えるようにしている。領域数が上記実施形態3
と異なるため上記関係式は異なるが、動作は同様であ
る。
Due to this relationship, the boundary portion between the areas a and b is synthesized in a natural state without a feeling of strangeness. Here, since the gradation correction characteristics corresponding to the respective areas a to d are different from each other, the signals of the respective areas are gradually switched as in the third embodiment. The number of regions is the same as in the third embodiment.
However, the operation is the same although the above relational expression is different.

【0061】以上説明した実施形態4では、画面を高輝
度領域bと低輝度領域aに分割し、各領域a,bの映像
信号に対してそれぞれに最適な階調補正特性データに基
づく階調補正を別々に施すから、撮影状況によって高輝
度領域bが画面のどこに位置する場合でも、自然な階調
補正を施すことができて、視認性の良い画像を得ること
ができる。
In the fourth embodiment described above, the screen is divided into the high-brightness area b and the low-brightness area a, and the gradations based on the optimum gradation correction characteristic data for the video signals of the areas a and b, respectively. Since the corrections are performed separately, natural gradation correction can be performed regardless of where the high-brightness region b is located on the screen depending on the shooting conditions, and an image with good visibility can be obtained.

【0062】(実施の形態5)図11は本発明の実施形
態5にかかり、映像信号処理装置の構成図である。この
実施形態5は、請求項8,9に対応している。
(Fifth Embodiment) FIG. 11 is a block diagram of a video signal processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The fifth embodiment corresponds to claims 8 and 9.

【0063】この実施形態5では、例えば単一の素子で
カラー化を行う単板カラー固体撮像素子の出力信号につ
いても、階調補正を施せるようにしている。このような
単板カラー固体撮像素子の出力信号は、輝度信号成分に
色信号成分が重畳された形態になっており、このような
信号に対して上記実施形態1〜4の階調補正装置Aで階
調補正処理を施すと、非線形な特性により、輝度信号成
分と色信号成分のバランスが崩れ、偽色成分が発生する
ことがある。そこで、この実施形態5では、輝度信号成
分に色信号成分が重畳されたカラー映像信号について、
まず、輝度信号成分と色信号成分に分離し、この輝度信
号成分のみに対して上述した実施形態1〜4のいずれか
の階調補正処理を施し、その後、偽色成分の発生を抑圧
する処理を施すようにしている。
In the fifth embodiment, for example, gradation correction can also be performed on the output signal of the single-plate color solid-state image pickup element which performs colorization by a single element. The output signal of such a single-plate color solid-state imaging device has a form in which a color signal component is superimposed on a luminance signal component, and the tone correction device A of the above-described first to fourth embodiments responds to such a signal. If the gradation correction process is performed in step 2, the non-linear characteristic may cause the balance between the luminance signal component and the color signal component to be lost, and a false color component may be generated. Therefore, in the fifth embodiment, regarding the color video signal in which the color signal component is superimposed on the luminance signal component,
First, a luminance signal component and a color signal component are separated, only the luminance signal component is subjected to the tone correction processing according to any one of the above-described first to fourth embodiments, and then the generation of the false color component is suppressed. I am trying to apply.

【0064】この実施形態5の映像信号処理装置は、輝
度色分離回路19と、上述した実施形態1の階調補正装
置Aと、ローパスフィルタ20と、輝度色合成回路21
とを備えている。
The video signal processing apparatus according to the fifth embodiment has a luminance / color separation circuit 19, the gradation correction apparatus A according to the first embodiment, a low-pass filter 20, and a luminance / color synthesis circuit 21.
It has and.

【0065】輝度色分離回路19は、輝度信号に色信号
成分が重畳された入力映像信号Sinが与えられ、この
入力映像信号Sinを輝度信号成分Y0と色信号成分C
0とに分離するもので、入力映像信号Sinから色信号
成分C0を抽出するハイパスフィルタ22と、このハイ
パスフィルタ22で抽出した色信号成分C0を入力映像
信号Sinから減算して輝度信号成分Y0を抽出する減
算器23と、ハイパスフィルタ22で抽出した色信号成
分C0を減算器23で抽出した輝度信号成分Y0で除算
して規格化した色信号成分C1を得る除算器24とで構
成されている。
The luminance color separation circuit 19 is provided with an input video signal Sin in which a color signal component is superimposed on the luminance signal, and the input video signal Sin is supplied to the luminance signal component Y0 and the color signal component C.
0, and a high-pass filter 22 for extracting a color signal component C0 from the input video signal Sin, and a color signal component C0 extracted by the high-pass filter 22 is subtracted from the input video signal Sin to obtain a luminance signal component Y0. The subtractor 23 for extracting and the color signal component C0 extracted by the high-pass filter 22 are divided by the luminance signal component Y0 extracted by the subtractor 23 to obtain a standardized color signal component C1. .

【0066】階調補正装置Aは、輝度色分離回路19で
分離した輝度信号Y0に対して、上記実施形態1と同一
の階調補正を施す。ところが、階調補正装置Aでは非線
形な階調補正を施すために、ある程度の高周波の非線形
歪みが生じることがある。このような非線形歪みが生じ
た輝度信号を、後で色信号と合成してカラー映像信号と
すると、このカラー映像信号の再生時に前記非線形歪み
成分が偽色信号となって再生されることになるので、こ
の非線形歪み成分をローパスフィルタ20で除去するよ
うにしている。
The gradation correction device A performs the same gradation correction as that of the first embodiment on the luminance signal Y0 separated by the luminance color separation circuit 19. However, since the gradation correction device A performs nonlinear gradation correction, high-frequency nonlinear distortion may occur to some extent. If the luminance signal having such non-linear distortion is later combined with the color signal to form a color video signal, the non-linear distortion component is reproduced as a false color signal when the color video signal is reproduced. Therefore, the non-linear distortion component is removed by the low pass filter 20.

【0067】ローパスフィルタ20は、階調補正装置A
で階調補正された輝度信号に含まれる前記高周波の非線
形歪み成分を除去するもので、この高周波の非線形歪み
成分を除去するようなフィルタ特性に設定されている。
The low-pass filter 20 is a gradation correction device A.
The high-frequency non-linear distortion component included in the gradation-corrected luminance signal is removed, and the filter characteristic is set to remove the high-frequency non-linear distortion component.

【0068】輝度色合成回路21は、ローパスフィルタ
20で非線形歪み成分を除去した輝度信号Y2と輝度色
分離回路19の除算器24で規格化した色信号成分C1
とを掛け合わせることにより重み付けされた色信号成分
C2を得る乗算器25と、乗算器25で得た色信号成分
C2をローパスフィルタ20から出力される輝度信号Y
2に加算することにより合成映像信号Soutを得る加
算器26とで構成されている。
The luminance color synthesis circuit 21 has a luminance signal Y2 from which the non-linear distortion component is removed by the low-pass filter 20 and a color signal component C1 standardized by the divider 24 of the luminance color separation circuit 19.
And a luminance signal Y output from the low-pass filter 20. The multiplier 25 that obtains the weighted color signal component C2 by multiplying by and the color signal component C2 obtained by the multiplier 25
And an adder 26 that obtains a composite video signal Sout by adding to 2.

【0069】ここで、上記各部の輝度信号と色信号の関
係は、C0/Y0=C2/Y2=C1で表され、C0,
C2いずれも色成分と輝度成分の比が保存されるので、
階調補正装置Aの非線形な階調補正処理による色信号の
変動すなわち色相の変化が発生することがない。
Here, the relationship between the luminance signal and the color signal of each of the above parts is expressed by C0 / Y0 = C2 / Y2 = C1, where C0,
Since the ratio of the color component and the luminance component is saved in both C2,
There is no change in the color signal, that is, a change in hue due to the non-linear gradation correction processing of the gradation correction device A.

【0070】以上説明した実施形態5では、輝度信号成
分に色信号成分が重畳された形態の映像信号について、
ノイズを目立たせずにコントラストを改善できるように
しながら、偽色成分の発生を抑圧することができる。
In the fifth embodiment described above, regarding the video signal in which the color signal component is superimposed on the luminance signal component,
It is possible to suppress the occurrence of false color components while improving contrast without making noise noticeable.

【0071】なお、本発明は上記各実施形態のみに限定
されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various applications and modifications are conceivable.

【0072】(1) 上記実施形態1,2では、階調補
正手段3で階調補正した信号成分と信号分離手段4で抽
出したノイズ成分とを合成手段5で合成しているが、階
調補正した信号成分にノイズ成分を合成しなくてもよ
い。
(1) In the above-described first and second embodiments, the synthesizing unit 5 synthesizes the signal component whose tone is corrected by the tone correcting unit 3 and the noise component which is extracted by the signal separating unit 4. It is not necessary to combine the noise component with the corrected signal component.

【0073】(2) 上記実施形態2において、階調補
正特性設定手段2によるヒストグラムデータのクリップ
処理や、階調補正特性の最大値調整処理は、マイクロコ
ンピュータによるプログラム制御処理あるいは回路処理
のいずれとすることもできる。 (3) 上記実施形態3では、1画面を4つのブロック
a〜dに等分に分割したが、その分割数は任意である。
また、実施形態3では、4つの階調補正特性設定手段2
a〜2dを用いているが、単一の階調補正特性設定手段
を用いて時分割処理するようにしてもよい。
(2) In the second embodiment described above, the clipping processing of the histogram data by the gradation correction characteristic setting means 2 and the maximum value adjustment processing of the gradation correction characteristic are either program control processing by a microcomputer or circuit processing. You can also do it. (3) In the third embodiment, one screen is equally divided into four blocks a to d, but the number of divisions is arbitrary.
In addition, in the third embodiment, four gradation correction characteristic setting means 2 are provided.
Although a to 2d are used, time division processing may be performed using a single gradation correction characteristic setting means.

【0074】(4) 上記実施形態4では、1画面を低
輝度領域aと高輝度領域bとの2つに分割したが、段階
的に3つ以上の領域に分割すれば、さらに効果的な階調
補正を行うことができる。また、実施形態4では、画面
を48ブロックに分割しているが、この分割数を、多く
すればする程、より細かな範囲での制御が可能となり、
最大では、画素ごとの分割とすることができる。さら
に、実施形態4では、2種類の階調補正特性設定手段2
a,2bを用いているが、単一の階調補正特性設定手段
を用いて時分割処理するようにしてもよい。
(4) In the fourth embodiment, one screen is divided into two areas, a low-brightness area a and a high-brightness area b, but it is more effective if it is divided into three or more areas stepwise. Gradation correction can be performed. Further, in the fourth embodiment, the screen is divided into 48 blocks, but the larger the number of divisions, the finer the range of control becomes,
At the maximum, it can be divided for each pixel. Furthermore, in the fourth embodiment, two types of gradation correction characteristic setting means 2 are provided.
Although a and 2b are used, time division processing may be performed using a single gradation correction characteristic setting means.

【0075】(5) 上記実施形態5において、映像信
号処理装置Bに備える階調補正装置Aとして、実施形態
1の階調補正装置Aを用いた例を挙げているが、実施形
態2〜4の階調補正装置Aを用いることができる。
(5) In the fifth embodiment, an example in which the tone correction apparatus A of the first embodiment is used as the tone correction apparatus A included in the video signal processing apparatus B is described. The gradation correction device A can be used.

【0076】[0076]

【0077】[0077]

【発明の効果】請求項1では、画面上を所要数の領域に
分けることによって1画面分の入力映像信号を分割し、
各領域ごとに最適な階調補正特性をそれぞれ算出して、
この各階調補正特性に基づく階調補正を施すようにして
いるから、画面の各部をそれぞれ適切に強調できるよう
になり、より高品位な画像とすることができる。
According to the first aspect of the present invention, the required number of areas are displayed on the screen.
By dividing the input video signal for one screen ,
Calculate the optimum gradation correction characteristics for each area,
Since gradation correction is performed based on each gradation correction characteristic, each part of the screen can be appropriately emphasized, and a higher quality image can be obtained.

【0078】[0078]

【0079】請求項では、階調補正特性の傾きを規制
するようにしているから、階調補正を施すときにコント
ラストを過度に強調することを回避できるようになる。
そのため、平坦な画像部分にノイズ成分が含まれている
場合でもこのノイズ成分が強調されずに済む他、面積が
小さい被写体でもコントラストを改善できといった効果
が得られる。しかも、元の映像信号の階調数が少ない場
合でも、輪郭成分のコントラストを過度に強調すること
がなくなるので、偽輪郭部分の発生を抑圧できるように
なる。
According to the second aspect , since the inclination of the gradation correction characteristic is regulated, it is possible to avoid excessively enhancing the contrast when performing the gradation correction.
Therefore, even if a flat image portion includes a noise component, the noise component does not have to be emphasized, and the contrast can be improved even for a subject having a small area. Moreover, even if the number of gradations of the original video signal is small, the contrast of the contour component is not excessively emphasized, so that the occurrence of the false contour portion can be suppressed.

【0080】請求項では、請求項のように階調補正
特性の傾きを規制する場合において、階調補正特性の最
大レベルを調整するようにすれば、カメラシステムのダ
イナミックレンジを十分利用できるようになり、十分な
階調補正効果を得ることができる。
[0080] According to claim 3, in the case of regulating the inclination of the tone correction characteristic as claimed in claim 2, it suffices to adjust the maximum level of gradation correction characteristic, the dynamic range of the camera system can be fully utilized As a result, a sufficient gradation correction effect can be obtained.

【0081】また、請求項4、5の映像信号処理装置で
は、輝度信号に色信号が重畳されてなる映像信号を、輝
度信号成分と色信号成分に分割し、輝度信号のみに請求
項1〜のような階調補正処理を施し、さらに、色信号
に対して輝度信号成分の階調補正に応じた重み付けを施
すようにしているから、画面内のノイズ成分を目立たせ
ずにコントラストを改善するとともに、偽色成分の発生
を抑圧した高品位な画像を得ることができる。
Further, in the video signal processing device of claims 4 and 5 , the video signal in which the color signal is superimposed on the brightness signal is divided into a brightness signal component and a color signal component, and only the brightness signal is defined. Since the gradation correction processing as shown in 3 is performed and the color signals are weighted according to the gradation correction of the luminance signal component, the contrast is improved without making noise components in the screen conspicuous. In addition, it is possible to obtain a high-quality image in which the generation of false color components is suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態1の階調補正装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a gradation correction device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のヒストグラム検出手段の構成図FIG. 2 is a block diagram of the histogram detection means in FIG.

【図3】実施形態1のヒストグラムデータと階調補正特
性データを表すグラフ
FIG. 3 is a graph showing histogram data and gradation correction characteristic data according to the first embodiment.

【図4】実施形態1のハイパスフィルタの周波数特性を
示すグラフ
FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of the high pass filter according to the first embodiment.

【図5】本発明の実施形態3の階調補正装置の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of a gradation correction device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】実施形態3での画面分割の形態を示す模式図FIG. 6 is a schematic diagram showing a form of screen division according to the third embodiment.

【図7】実施形態3の各領域のヒストグラムデータと階
調補正特性データを表すグラフ
FIG. 7 is a graph showing histogram data and gradation correction characteristic data of each area according to the third embodiment.

【図8】本発明の実施形態4の階調補正装置の構成図FIG. 8 is a configuration diagram of a gradation correction device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】実施形態4での画面分割の形態を示す模式図FIG. 9 is a schematic diagram showing a form of screen division according to the fourth embodiment.

【図10】実施形態4の各領域のヒストグラムデータと
階調補正特性データを表すグラフ
FIG. 10 is a graph showing histogram data and gradation correction characteristic data of each area according to the fourth embodiment.

【図11】本発明の実施形態5の映像信号処理装置の構
成図
FIG. 11 is a configuration diagram of a video signal processing device according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 階調補正装置 1 ヒストグラム検出手段 2 階調補正特性設定手段 3 階調補正手段 4 信号分離手段 5 合成手段 A gradation correction device 1 Histogram detection means 2 gradation correction characteristic setting means 3 gradation correction means 4 Signal separation means 5 Synthetic means

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−268498(JP,A) 特開 平7−162715(JP,A) 特開 昭63−84526(JP,A) 特開 平3−126377(JP,A) 特開 平5−268622(JP,A) 特開 平6−14325(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/20 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-268498 (JP, A) JP-A-7-162715 (JP, A) JP-A-63-84526 (JP, A) JP-A-3-126377 (JP , A) JP-A-5-268622 (JP, A) JP-A-6-14325 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/20

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 画面上を所要数の領域に分けることによ
って1画面分の入力映像信号を分割する信号分割手段
と、前記入力映像信号の信号 レベル別の出現頻度を表すヒス
トグラムを検出するヒストグラム検出手段と、前記信号分割手段で分割された各領域の入力映像信号に
ついて、前記ヒストグラム検出手段により 検出されたヒ
ストグラムに基づき、非線形な階調補正特性をそれぞれ
作成する階調補正特性設定手段と、前記 各領域の入力映像信号の信号成分に対して、前記階
調補正特性設定手段で設定された非線形な階調補正特性
に応じて階調補正をそれぞれ施す階調補正手段と、前記 階調補正された各領域の信号成分を合成する映像合
成手段と、 を含むことを特徴とする階調補正装置。
1. By dividing the screen into a required number of areas
Therefore, the signal dividing means for dividing the input video signal for one screen, the histogram detecting means for detecting the histogram showing the appearance frequency of the input video signal for each signal level, and the respective areas divided by the signal dividing means. For input video signal
For, on the basis of the detected human <br/> Sutoguramu by the histogram detecting unit, the gradation correction characteristic setting means for creating respectively a nonlinear gradation correction characteristic, wherein for the signal component of the input image signal in each region , the gradation correction characteristic and the gradation correcting means for performing gradation correction, respectively in accordance with the non-linear gradation correction characteristic set by the setting means, image combining means for combining the signal components of the tone correction the regions And a gradation correction device comprising:
【請求項2】 前記階調補正特性設定手段は、前記ヒス
トグラム検出手段で検出したヒストグラムを所要の基準
値と比較し、所要範囲から外れるものについて当該所要
範囲内の特定値に変更することにより、輝度レベルの傾
きを規制した階調補正特性を作成するものである、請求
項1記載の階調補正装置。
2. The gradation correction characteristic setting means is the hysteresis.
Histogram detected by the togram detection means is the required standard
Compare with the value, and if the value is out of the required range,
By changing to a specific value within the range, the brightness level
To create a gradation correction characteristic that regulates the
Item 1. The gradation correction device according to item 1 .
【請求項3】 前記階調補正特性設定手段は、輝度レベ
ルの傾きを規制した階調補正特性を作成した後、前記規
制処理により低下する階調補正特性の最大レベルについ
て該低下分を見込んで補正するものである、請求項2記
載の階調補正装置。
Wherein said gradation correction characteristic setting unit, the luminance level
After creating a gradation correction characteristic that regulates the
The maximum level of gradation correction characteristics
3. The correction is made in consideration of the decrease.
Built-in tone correction device.
【請求項4】 輝度信号に変調色信号が重畳された映像
信号を輝度信号と色信号に分離する輝度色分離手段と、 分離された輝度信号の信号成分に対して階調補正を施す
請求項1乃至3記載の階調補正装置と、 を含むことを特徴とする 映像信号処理装置。
4. An image in which a modulation color signal is superimposed on a luminance signal
Luminance color separation means for separating the signal into a luminance signal and a color signal, and gradation correction for the signal component of the separated luminance signal
A video signal processing device , comprising: the gradation correction device according to claim 1 .
【請求項5】 輝度信号に変調色信号が重畳された映像
信号を輝度信号と色信号に分離する輝度色分離手段と、 分離された輝度信号の信号成分に対して階調補正を施す
請求項1乃至3記載の階調補正装置と、前記分離された
色信号に対し、前記階調補正された輝度信号との比を階
調補正前の関係とするように補正する色信号補正手段
と、前記階調補正された輝度信号と前記補正された色信
号とを合成する合成手段と、 を含むことを特徴とする映像信号処理装置。
5. A luminance color separation means for separating a video signal in which a modulated color signal is superimposed on a luminance signal into a luminance signal and a color signal, and gradation correction is performed on the signal component of the separated luminance signal. The gradation correction device according to any one of 1 to 3 and the separated
The ratio of the color signal to the gradation-corrected luminance signal is
Color signal correction means for performing correction so as to obtain the relationship before the tone correction
And the gradation-corrected luminance signal and the corrected color signal
And a synthesizing means for synthesizing the video signal and the video signal processing device.
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