JP3818812B2 - 映像信号処理装置およびテレビジョン信号受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はテレビジョン受信機やパーソナルコンピュータ等の表示装置において、ノイズによる画質劣化が無く、表示画像の階調やコントラストの最適制御を実現可能とする映像信号処理装置およびテレビジョン信号受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン放送などでは、表示装置としてＣＲＴ（陰極線管）表示装置を使用することを想定した映像信号が送信されている。このため、ＣＲＴ表示装置を使用したテレビジョン受信機では、ガンマ補正回路におけるＣＲＴ表示装置のガンマ値が２. ２であることを想定して、放送局側からそのガンマ補正を相殺するように、ガンマ値が２. ２の逆数としたガンマ補正を施した映像信号が送信されてきている。このようにして、送受信系の総合ガンマ値が１となるようにすることで、ＣＲＴ表示装置では原画像を忠実な色や階調等で再現できるようになっている。
【０００３】
図３における曲線ΓCRT は、ＣＲＴ表示装置のガンマ特性を示すグラフである。しかし、実際は曲線ΓCRT に従ったガンマ補正を施しても、階調やコントラストの点から画像の画質を評価すると、原画像を忠実に再現していない場合もあり、より忠実な画像を得るためにはガンマ曲線の特性を微調整する等の必要がある。また、最近ではテレビジョン放送の表示装置としてＣＲＴ表示装置の代わりに液晶表示装置を使用する場合も想定される。この場合、液晶表示装置のガンマ特性は、ＣＲＴ表示装置の場合と異なり、図３の曲線ΓLCD のような特性となる。
【０００４】
また、プラズマディスプレイパネルは図３に示す曲線ΓPDのように線形の補正特性を有しており、ＣＲＴ表示装置の場合のガンマ特性とは明らかに異っている。これらの場合も同様に、テレビジョン放送を液晶表示装置やプラズマディスプレイパネル上で忠実な画像を得るためには、ガンマ特性がそれぞれの表示装置上で見たガンマ補正のガンマ値が１となるように特性を変えるために、映像信号の振幅レベルを入力信号のレベルに応じて最適に制御する必要がある。このように、ガンマ特性が可変なガンマ補正回路は例えば、特開平８−１９０３６３号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のガンマ補正回路においては、表示装置等で入力映像信号の画像表示をする段階で階調が線形な画像表示ができるように、この映像信号の振幅レベルをこの映像信号の振幅レベルに応じて増幅することで、表示装置の種類毎に適切な再現画像となるように補正制御するものであるが、これと共にノイズも増幅されて再現画像の画質が劣化するという問題点があった。このように、再現画像の階調性能を上げるために映像信号の振幅レベルを上げるような処理を施すガンマ特性の調整とノイズとの間の関係はトレードオフの関係になるという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決するもので、ガンマ補正を施すことにより映像信号と共に増幅されたノイズ成分を適正に抑圧し、画像の品質を損なうことなく最適なガンマ補正を施すことができる映像信号処理装置およびテレビジョン信号受信装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため本発明は、ガンマ補正手段で用いられるガンマ補正特性を、入力映像信号のレベル範囲を複数に分割した各分割点に対応する折れ点と該折れ点間の直線とで折れ線近似し、ノイズ抑圧手段でノイズ信号を抑圧する際のノイズ抑圧レベルを、ガンマ補正特性の折れ点および該折れ点間の直線毎に設定される増幅率に応じた値とし、かつ該ガンマ補正特性で設定される増幅率が大きくなるに従って、前記ノイズ抑圧レベルを大きくするように構成したものである。
【０００８】
そして、ガンマ補正手段は、折れ線近似したガンマ補正特性の複数個の折れ点のレベル値を設定する折れ点レベル設定手段と、
前記折れ点の乗算係数を設定する折れ点乗算係数設定手段と、
前記折れ点毎に、前記折れ点レベル設定手段で設定されたレベル値と該折れ点乗算係数設定手段で設定された乗算係数とを乗算する複数の第一の乗算手段と、
前記折れ点レベル設定手段で設定された折れ点のレベル値と折れ点乗算係数設定手段で設定された乗算係数とから、ガンマ補正特性の各折れ点間の直線の傾きを乗算係数として演算する複数の乗算係数演算手段と、
入力される映像信号に複数の乗算係数演算手段で得られる乗算係数を乗算する複数の第二の乗算手段と、
入力映像信号のレベルが折れ点または該折れ点間の範囲の何れに属するかを検出する振幅レベル検出手段と、
該振幅レベル検出手段が検出した結果に基づいて、入力される映像信号に対応する前記複数の第一の乗算手段と前記複数の第二の乗算手段との何れかの出力信号をガンマ補正された映像信号として選択し、出力する選択手段と
を有し、
前記ノイズ抑圧手段は、前記振幅レベル検出手段が検出した結果に基づいて、前記選択手段が選択した前記第一または第二の乗算手段で用いられる乗算係数に応じたノイズ抑圧量を生成するノイズ抑圧量生成手段を有し、該ノイズ抑圧量に従ってガンマ補正された映像信号のノイズを抑圧するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明による一実施形態に係る映像信号処理装置およびテレビジョン信号受信装置の概略構成を示すブロック図である。
同図において、１００はガンマ補正回路、１０４はノイズ抑圧量生成回路、１０５〜１１４，１１７，１１８はガンマ補正回路の内部回路であり、１０５〜１０８は乗算回路、１０９〜１１１はゲイン演算回路、１１２〜１１４は乗算回路、１１７は選択回路、１１８は振幅レベル検出回路、１２０はノイズ抑圧回路、１２３，１２４，１２６，１２７はノイズ抑圧量生成回路１０４の内部回路であり、１２３はＳ /Ｎ検出回路、１２４はリミッタ、１２６は補正量演算回路、１２７は加算回路、１２８はテレビジョン受信装置の表示装置、Ｔr はノイズ抑圧レベル入力端子、Ｔs はスライスレベル入力端子、Ｔi は映像入力端子、Ｔp は折れ点レベル入力端子、Ｔg は折れ点ゲイン入力端子、Ｔo は映像出力端子である。
【００１０】
以下に、この実施形態の動作を説明する。
図示しない受信部でテレビジョン放送が受信されて所定の信号処理が為された量子化されたデジタル映像信号は、映像入力端子Ｔi からガンマ補正回路１００へ入力される。ガンマ補正回路１００で表示装置１２８のガンマ特性を相殺するためのガンマ補正を受けたデジタル映像信号はノイズ抑圧回路１２０に入力され、ノイズ成分が抑圧されて映像出力端子Ｔo から表示装置１２８へ出力される。
【００１１】
以下、ガンマ補正回路１００の動作について説明する。
図２は表示装置のガンマ特性を補正するためのガンマ補正回路１００の折れ線近似したガンマ補正曲線を示すグラフである。同図を参照しながら、ガンマ補正のための演算の過程を説明する。
映像入力端子Ｔi より入力されたデジタル映像信号のレベル範囲は、０、ａ１, ａ２, ａ３, ・・・ ,an, a(n+1) （ｎは整数）の信号レベルで分割される。即ち、この信号レベルは折れ線近似のガンマ補正特性の各折れ点での入力映像信号のレベルであり、以下、信号レベル＝０を原点と言い、レベル範囲を分割する信号レベルａ１〜,an をそれぞれ各折れ点ａ１〜,an と言う。
【００１２】
原点０、折れ点ａ１〜 a(n+1) の各折れ点での値（レベル）０，ａ１〜 a(n+1) は折れ点レベル入力端子Ｔp より入力される。そして、原点０のレベル設定値は乗算回路１０５に入力されて記憶保持される。折れ点ａ１のレベル設定値は乗算回路１０６に入力され、記憶保持される。また、折れ点ａ２のレベル設定値は乗算回路１０７に入力されて記憶保持される。折れ点ａ３のレベル設定値は乗算回路１０８に入力されて記憶保持される。以下同様に、図１では図示を省略したが、折れ点 a(n) のレベル設定値も同じ回路構成の乗算回路に入力されて記憶保持される。
【００１３】
また、前述した各乗算回路１０５〜１０８・・・ へは、折れ点ゲイン入力端子Ｔg から入力された乗算係数β０、β１、β２、β３、・・・ が供給される。まず、乗算回路１０５へは乗算係数β０が供給される。本実施形態では、折れ点の始点を原点（入力値：０）としているので、乗算回路１０５からは乗算係数β０の設定値に拘らず、０の値が出力される。
【００１４】
また、乗算回路１０６では、同様に折れ点ａ１の値 a１が入力されて記憶保持され、乗算係数β１の設定値に折れ点ａ１の値 a１が乗算され、その結果、β１・ a１の値が出力される。また、乗算回路１０７では、折れ点ａ２の値ａ２が入力されて記憶保持され、乗算係数β２の設定値に折れ点ａ２の値ａ２が乗算され、その結果のβ２・ a２の値が出力される。さらにまた、乗算回路１０８では折れ点ａ３の値 a３が入力されて記憶保持され、乗算係数β３の値に折れ点ａ３の値 a３が乗算され、その結果としてβ３・ a３の値が出力される。同様にして、折れ点 an の値 an も全く同じ回路構成の乗算回路で乗算係数βｎの値と乗算され、その結果としてβｎ・ a(n) が出力される。なお、乗算係数β０〜β (ｎ+1) の設定値は、原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) での映像信号の信号レベルを増幅するための増幅率でもある。
【００１５】
次に、ゲイン演算回路１０９〜１１１の動作について説明する。
各ゲイン演算回路１０９〜１１１では、原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) 間それぞれの直線線部分の傾きを表す乗算係数β01〜βｎ (ｎ+1) の値を演算する。図２に示すように、原点０−折れ点ａ１間の直線の傾きがβ01、折れ点 a１−ａ２間の直線の傾きがβ12、折れ点 a２−ａ３間の直線の傾きがβ23、折れ点 a３−ａ４間の直線の傾きがβ34、・・・ 、折れ点 aｎ− a(n+1) 間の直線の傾きがβn(n+1)である。
【００１６】
ゲイン演算回路１０９では乗算回路１０５の共に値が０の入出力信号と、乗算回路１０６の a１の値の入力信号およびβ１・ a１の値の出力信号とが入力保持され、次式に示すように、原点０と折れ点ａ１間の直線の傾きを表す値β01が演算されて出力される。
【００１７】
【数１】
【００１８】
この値β01は乗算回路１１２に入力されて乗算係数として用いられる。
【００１９】
また、ゲイン演算回路１１０については、次式に従って折れ点 a１−ａ２間の直線の傾きを表す値β12が演算されて出力される。
【００２０】
【数２】
【００２１】
この値β12は乗算回路１１３に入力され、映像入力端子Ｔi より入力される映像信号の乗算係数として用いられる。
ここで、いま、この入力映像信号のレベルａが、 a１＜ａ＜ａ２であるとき、乗算回路１１３からは、
【００２２】
【数３】
【００２３】
のレベルの信号がガンマ補正された映像信号として出力される。なお、上式の右辺第２項は直流成分であり、乗算回路１１３で上記の各係数を用いて生成される。
【００２４】
また、ゲイン演算回路１１１では同様にして、次式に従って折れ点 a２−ａ３間の直線の傾きを表す値β23が演算され出力される。
β23＝（β３・ａ３−β２・ａ２）/ （ａ３− a２）
この値β23は乗算回路１１４に入力され、映像入力端子Ｔi より入力される映像信号の乗算係数として用いられる。
ここで、いま、この入力映像信号のレベルａが、 a２＜ａ＜ａ３であるとき、乗算回路１１４からは上記と同様に、
【００２５】
【数４】
【００２６】
のレベルの信号がガンマ補正された映像信号として出力される。なお、上式の右辺第２項も直流成分であり、乗算回路１１４で上記の各係数を用いて生成される。
【００２７】
以下同様にして、ゲイン演算回路１１１に続くゲイン演算回路での折れ点 aｉ−ａ(i+1) （ｉは３以上の整数）間の直線の傾きを表す値βi(i+1)が演算されて出力される。そして、図２に示すように、折れ点 a(n) と折れ点 a(n+1) の間の直線の傾きを表す値βn(n+1)も全く同様の次の演算式より算出される。
【００２８】
【数５】
【００２９】
また、映像入力端子Ｔi より入力される映像信号のレベルａが aｎ＜ａ＜ a(n+1) であるとき、値βｎ( ｎ+1) が供給される乗算回路からは、
【００３０】
【数６】
【００３１】
のレベルの信号がガンマ補正された映像信号として出力される。なお、上式の右辺第２項も直流成分であり、上記の乗算回路で上記の各係数を用いてて生成される。
【００３２】
振幅レベル検出回路１１８には、図４に示すように、折れ点レベル入力端子Ｔp より入力された折れ点情報である原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) の値が入力されて記憶保持される。そして、振幅レベル検出回路１１８では、映像入力端子Ｔi より入力されたデジタル映像信号のレベルが、原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) の値と比較されることによりデコードされ、これら原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) の値で決まるレベル範囲の何れに属するかを表すデコード信号として出力される。このデコード信号は選択回路１１７に制御信号として入力され、入力映像信号の振幅レベルに応じて、各乗算回路１０５〜１０８，１１２〜１１４の出力信号の何れか一つを選択して出力する。即ち、選択回路１１７は、振幅レベル検出回路１１８から出力された制御信号により、次のように各乗算回路１０５〜１０７，１１２〜１１４の出力の何れか一つを選択して出力する。
【００３３】
まず、（入力振幅レベル）＝０の時には、乗算回路１０５の出力信号を選択して出力する。次に、０＜（入力振幅レベル）＜（ａ１）の時には、乗算回路１１２の出力信号を選択して出力する。（入力振幅レベル）＝ａ１の時には、乗算回路１０６の出力信号を選択して出力する。（ａ１）＜（入力振幅レベル）＜（ａ２）の時には、乗算回路１０６の出力信号を選択して出力する。また、（入力振幅レベル）＝ａ２の時には、乗算回路１０７の出力信号を選択して出力し、（ａ２）＜（入力振幅レベル）＜（ａ３）の時には、乗算回路１０７の出力信号を選択する。（入力振幅レベル）＝ａ３の時には、乗算回路１０８の出力信号を選択して出力する。以下同様にして、（入力振幅レベル）＝ａｎの時には、折れ点ａｎに対応した乗算回路の出力信号を選択して出力し、また、（ａｎ）＜（入力振幅レベル）＜（ａ（ｎ+1））の時には、傾きβn(n+1)が乗算係数として用いられる乗算回路の出力信号を選択して出力する。
【００３４】
以上のようにして、ガンマ補正回路１００では、図２で示すように、映像入力端子Ｔi より入力された量子化されたデジタル映像信号から、折れ線近似されたガンマ補正特性に基づいてガンマ補正された映像信号が出力される。そして、折れ点ａ１〜 a(n+1) の値や、これらでの乗算係数β０〜β(n+1) の値を適宜設定することにより、図３で示したような各々異なるガンマ特性の表示装置に対して共通に適用できる。
このガンマ補正された映像信号は、ノイズ抑圧回路１２０に入力される。
【００３５】
このノイズ抑圧回路１２０は、ガンマ補正回路１００で入力映像信号のレベル増幅と共に増幅されたノイズ成分が、以下に述べるようにして抑圧される。このノイズ抑圧回路１２０でのノイズ抑圧の度合いはノイズ抑圧量生成回路１０４から入力される直流制御値によって決定される。
ノイズ抑圧量生成回路１０４は、Ｓ／Ｎ検出回路１２３、リミッタ１２４、補正量演算回路１２６および加算器１２７から構成されており、ノイズ抑圧レベル入力端子Ｔr からノイズを抑圧する設定値が入力される。この設定値は、値が大きければノイズ抑圧量が大きく、小さければノイズ抑圧量が小さく、ゼロであればノイズ抑圧は行わないことを意味する。この設定値として、例えば、直流値「２」とする。この設定値「２」はリミッタ１２４に入力される。
【００３６】
Ｓ／Ｎ検出回路１２３では、映像入力端子Ｔi より入力された映像信号が供給され、この映像信号のノイズの周期に較べて非常に長い周期の同期信号部分からノイズを抽出して積分し、その積分値をノイズレベル値として出力する。このノイズレベル値は映像信号に重畳されたノイズの平均値に相当するものである。このノイズレベル値信号はリミッタ１２４のもう一方の入力端子に入力される。
【００３７】
リミッタ１２４は、ノイズ抑圧レベル入力端子Ｔr より入力された設定値を超えないように、Ｓ／Ｎ検出回路１２３より入力されたノイズレベル値に制限を加える。例えば、Ｓ／Ｎ検出回路１２３で検出されたたノイズレベル値が「１」であったとすると、このノイズレベル値はノイズ抑圧レベル入力端子Ｔr より入力された設定値「２」より値が小さいので、リミッタ１２４からは、Ｓ／Ｎ検出回路１２３の出力値「１」がその侭出力される。リミッタ１２４の出力信号は加算器１２７の一方の入力端子へ入力される。
【００３８】
図５は補正量演算回路１２６の内部回路構成を示すブロック図であって、５０１〜５０８は同じ構成の比較回路、５１０は選択回路、Ｔa は増幅率入力端子、Ｔc は選択制御入力端子である。また、図６は補正量演算回路１２６内部の比較回路の入出力特性を示す変換特性グラフである。以下に、これらの図を参照して補正量演算回路１２６の動作について説明する。
【００３９】
図５において、折れ点ゲイン入力端子Ｔg （図１）より入力される原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) に対応した乗算係数β０〜β( ｎ+1) と、ゲイン演算回路１０９〜１１１（図１）等で演算した原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) 間の直線部分の傾きを表す乗算係数β01〜βｎ( ｎ+1) とは増幅率入力端子Ｔa を介して、また、スライスレベルSLはスライスレベル入力端子Ｔs を介してそれぞれ比較回路５０１〜５０８へ入力される。
【００４０】
この例では、スライスレベルSL値は、図６に示すように、３値であって、具体的には、図４に示すように、ＳＬ０＝0.8,ＳＬ１＝1.5,ＳＬ２＝2.5 としている。各比較回路５０１〜５０８では、上述の乗算係数β０〜β( ｎ+1) ，β01〜βｎ( ｎ+1) と、この３値のスライスレベルSL0 〜SL2 とのレベル比較が行われ、その比較結果が、０〜３の４値のデコード値として出力される。
【００４１】
即ち、比較回路５０１では、次のように、乗算係数β０とスライスレベルSL0 〜SL2 とのレベルの大小を判別して、乗算係数β０が０≦β０≦ SL0の時にはデコード値０を出力し、SL0 ＜β０≦ SL1の時にはデコード値１を出力し、SL1 ＜β０≦ SL2の時にはデコード値２を出力し、SL２＜β０の時にはデコード値３を出力する。この乗算係数β０の値は前述したように「０」なので、比較回路５０１はデコード値「０」を出力する。
【００４２】
以下の説明を容易にするために、乗算係数β０〜β( ｎ+1) と乗算係数β01〜βｎ( ｎ+1) について、具体的な数値を当てることにする。即ち、図４に示すように、β１＝2.4 、β２＝1.8 、β３＝1.4 、・・・ 、βｎ＝0.9 、β( ｎ+1) ＝0.7 と設定し、折れ点間の直線の傾きを示す乗算係数は前述したようにそれぞれ、β01＝2.8 、β12＝2.3 、β23＝1.6 、・・・ 、βｎ( ｎ+1) ＝0.7 と算出されたものとする。従って、比較回路５０２では、乗算係数β01＝2.8 であるから、この値は SL ２＜β01であり、変換値３を出力する。以下同様に、比較回路５０３〜５０８についても、それぞれデコード値が出力される。
【００４３】
振幅レベル検出回路１１８（図１）より出力されて選択回路１１７の制御に用いられる制御信号は、また、補正量演算回路１２６に選択制御入力端子Ｔc から入力され、選択回路５１０の選択制御に用いられる。これにより、図１におけるガンマ補正回路１００において、選択回路１１７が、乗算回路１０５〜１０８，１１２〜１１４の出力信号の何れか一つを選択すると、この出力が選択された乗算回路に供給される乗算係数と同じ乗算係数が供給される図５における比較回路５０１〜５０８の何れかの出力デコード値が選択回路５１０によって選択され、ノイズ抑圧補正量として出力される。各乗算係数に対するノイズ抑圧補正量の値を図４に示す。
【００４４】
図１において、このようにして補正量演算回路１２６から出力されたノイズ抑圧補正量は加算器１２７のもう一方の入力端子に入力される。加算器１２７では、前述のリミッタ１２４から出力されたノイズ抑圧値「１」と、補正量演算回路１２６からのノイズ抑圧補正量とが加算され、その加算値がノイズ抑圧レベルとしてノイズ抑圧回路１２０に供給される。ノイズ抑圧回路１２０では、加算器１２７から出力されたノイズ抑圧レベルに従って、ガンマ補正回路１００からの映像信号のノイズが抑圧される。この場合のノイズ抑圧レベルの値を図４に示す。
【００４５】
このようにして、加算器１２７から出力されたノイズ抑圧レベルは、乗算係数β０〜βｎβ( ｎ+1) 、β01〜βｎ( ｎ+1) の値が大きいとき、つまり、ガンマ補正回路１００での映像信号の増幅率が大きいときはノイズ抑圧量も大きくなり、映像信号の増幅率が小さいときにはノイズ抑圧量も小さくなるようになっている。言い換えると、ガンマ補正回路１００でガンマ補正する際に、入力した映像信号での大きく増幅した部分ではノイズ抑圧量も大きくし、また、小さく増幅した部分ではノイズ抑圧量も小さくしている。このように、ガンマ補正回路１００でガンマ補正された映像信号の増幅率に応じてノイズ抑圧回路１２０でのノイズ抑圧量が与えられることで、映像信号全体のＳ／Ｎ比が改善されると共に、ガンマ補正の際に入力映像信号のレベルに応じて割り当てられた映像信号の増幅率に応じた抑圧レベルでノイズも抑圧されるので、最適なノイズ抑圧が可能となる。ガンマ補正回路１００でガンマ補正されて階調とコントラストを最適に制御され、さらに、ノイズ抑圧回路１２０でノイズが最適に抑圧された映像信号は、映像出力端子Ｔo から出力されて表示装置１２８へ出力される。従って、表示装置１２８では、階調とコントラストが調整された原画像に忠実な映像が映し出される。
【００４６】
このように、本実施形態では、ガンマ補正回路１００はガンマ補正特性を、映像信号のレベル範囲を複数に分割して、これら分割点で折れ点となり、分割点間で直線となる折れ線近似とすると共に、これら分割点と分割点間毎にそれぞれ所望とする増幅率を設定し、この増幅率に従って入力映像信号を増幅して出力する。補正量演算回路１２６は、分割点や分割点間で設定した増幅率に応じたノイズ抑圧レベルを生成する。ノイズ抑圧回路１２０はガンマ補正により、信号レベルによって異なる振幅のノイズ信号を含んだ映像信号となった信号に対して、分割されたガンマ補正された映像信号のノイズをノイズ抑圧レベルに従って抑圧するので、映像信号の品質を極力劣化させずにノイズ信号を抑圧することができる。従って、入力映像信号に対して最適なガンマ補正が施され、しかも、ノイズが良好に抑圧されて、表示装置１２８では、画質の劣化がない最適な階調とコントラストの映像を得ることができる。
【００４７】
前述したように、補正量演算回路１２６では、乗算係数の大きいところはノイズ抑圧レベルを大きくすることでノイズ信号を最適に抑圧したが、表示装置１２８で表示した映像信号の信号レベルが低い部分の画像と高い部分の画像を比較すると、これらの部分に同じレベルのノイズが付加されている場合、かかる映像信号を、ガンマ補正回路１００において仮に同じ増幅率で増幅したとしても、信号レベルが高くて明るく表示される部分に付加されたノイズに比べ、信号レベルが低くて暗く表示される部分に付加されたノイズが目立って見える。
【００４８】
そこで、補正量演算回路１２６からは、映像信号の信号レベルが低い部分に対して、ノイズ抑圧量をさらに増やして加算器１２７に供給するようにしても良い。補正量演算回路１２６でこのような制御を行うことにより、増幅率を上げてガンマ補正を行ったことによりノイズが目立つ、特に、信号レベルが低い画像部分については、よりノイズ低減効果が高まり、画質がさらに向上した画像を表示装置１２８に表示させることができる。
【００４９】
図７は本発明による映像信号処理装置の他の実施形態を示すブロック図であって、７０１はノイズ抑圧回路１２０の後段に設けられた輪郭強調回路であり、この輪郭強調回路７０１が設けられた点だけが前述の実施の形態と異なっている。前述したように、ノイズ抑圧効果を十分に発揮させるためにノイズ抑圧回路１２０に供給するノイズ抑圧レベルを増加すると、特に、ノイズ信号は十分抑圧されるが、その反面、例えば、芝目を表すような画像においては、映像信号の信号レベルが低い小振幅の部分では、ノイズ抑圧回路１２０による上記のノイズ抑圧処理による高域成分の振幅レベルの低下により、この部分の表示映像の高域成分の周波数特性が劣化することとなり、若干ぼけたような画像になってしまう。
【００５０】
そこで、本実施形態では、図７において、ノイズ抑圧回路１２０の後段に設けられた輪郭強調回路７１０により、ノイズ抑圧回路１２０から供給される映像信号に対し、ノイズ抑圧回路１２０でより劣化した輪郭部分をより強調するように、輪郭強調処理を行う。
このために、この輪郭強調回路７１０では、入力された映像信号から輪郭部分の高域成分を抽出し、この高域成分がノイズ抑圧回路１２０で十分に抑圧されたものである時は、この高域成分を十分に増幅して映像信号の輪郭部分に加算する。この場合、輪郭部分の高域成分がノイズ抑圧回路１２０でどの程度抑圧されたかは、補正量演算回路１２６と同様の方法で検出することができ、また、この抑圧された高域成分の増幅率も補正量演算回路１２６で得られるノイズ抑圧量が大きい時は、高域成分がより大きく抑圧されることになり、従って、このノイズ抑圧量に応じた増幅率で上記高域成分を増幅することになる。
【００５１】
こうすることにより、映像信号に十分なノイズ抑圧を行うと共に、映像信号の輪郭の高域成分も十分に保持できる。よって、ガンマ補正された映像信号の高域周波数特性を維持しつつ、ノイズ信号を十分に抑圧した映像を表示装置に表示することができる。
なお、以上の説明では、映像入力端子Ｔi より入力される映像信号をテレビジョン放送の受信信号としたが、パーソナルコンピュータの映像信号やビデオカメラの出力映像信号等の他の映像信号であっても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガンマ補正手段でのガンマ補正特性を、入力映像信号の所定レベル範囲を複数に分割して、分割点を折れ点として、これらの折れ点間を結ぶ直線とから成る折れ線で近似し、また、該ガンマ補正手段でガンマ補正された映像信号のノイズを抑圧する際のノイズ抑圧レベルを、該分割点や分割間毎に割り当てられた増幅率に応じた値としたので、入力映像信号が最適にガンマ補正されると共にノイズ成分も適正に抑圧され、画像の品質を損なうことなく最適なガンマ補正を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による映像信号処理装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した実施形態でのガンマ補正特性の一具体例を示す特性図である。
【図３】異なる種類の表示装置のガンマ特性を示す特性図である。
【図４】図１に示した実施形態での各信号の数値を具体例で示す表図である。
【図５】図１における補正量演算回路の一具体例を示す回路図である。
【図６】図１に示した補正量演算回路の動作を示す図である。
【図７】本発明による映像信号処理装置の他の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ ガンマ補正回路
１０４ ノイズ抑圧量生成回路
１０５〜１０８，１１２〜１１４ 乗算回路
１０９〜１１１ ゲイン演算回路
１１７ 選択回路
１１８ 振幅レベル検出回路
１２０ ノイズ抑圧回路
１２３ Ｓ /Ｎ検出回路
１２４ リミッタ
１２６ 補正量演算回路
１２７ 加算回路
１２８ 表示装置
Ｔr ノイズ抑圧レベル入力端子
Ｔs スライスレベル入力端子
Ｔi 映像入力端子
Ｔp 折れ点レベル入力端子
Ｔg 折れ点ゲイン入力端子
Ｔo 映像出力端子
【発明の属する技術分野】
本発明はテレビジョン受信機やパーソナルコンピュータ等の表示装置において、ノイズによる画質劣化が無く、表示画像の階調やコントラストの最適制御を実現可能とする映像信号処理装置およびテレビジョン信号受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン放送などでは、表示装置としてＣＲＴ（陰極線管）表示装置を使用することを想定した映像信号が送信されている。このため、ＣＲＴ表示装置を使用したテレビジョン受信機では、ガンマ補正回路におけるＣＲＴ表示装置のガンマ値が２. ２であることを想定して、放送局側からそのガンマ補正を相殺するように、ガンマ値が２. ２の逆数としたガンマ補正を施した映像信号が送信されてきている。このようにして、送受信系の総合ガンマ値が１となるようにすることで、ＣＲＴ表示装置では原画像を忠実な色や階調等で再現できるようになっている。
【０００３】
図３における曲線ΓCRT は、ＣＲＴ表示装置のガンマ特性を示すグラフである。しかし、実際は曲線ΓCRT に従ったガンマ補正を施しても、階調やコントラストの点から画像の画質を評価すると、原画像を忠実に再現していない場合もあり、より忠実な画像を得るためにはガンマ曲線の特性を微調整する等の必要がある。また、最近ではテレビジョン放送の表示装置としてＣＲＴ表示装置の代わりに液晶表示装置を使用する場合も想定される。この場合、液晶表示装置のガンマ特性は、ＣＲＴ表示装置の場合と異なり、図３の曲線ΓLCD のような特性となる。
【０００４】
また、プラズマディスプレイパネルは図３に示す曲線ΓPDのように線形の補正特性を有しており、ＣＲＴ表示装置の場合のガンマ特性とは明らかに異っている。これらの場合も同様に、テレビジョン放送を液晶表示装置やプラズマディスプレイパネル上で忠実な画像を得るためには、ガンマ特性がそれぞれの表示装置上で見たガンマ補正のガンマ値が１となるように特性を変えるために、映像信号の振幅レベルを入力信号のレベルに応じて最適に制御する必要がある。このように、ガンマ特性が可変なガンマ補正回路は例えば、特開平８−１９０３６３号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のガンマ補正回路においては、表示装置等で入力映像信号の画像表示をする段階で階調が線形な画像表示ができるように、この映像信号の振幅レベルをこの映像信号の振幅レベルに応じて増幅することで、表示装置の種類毎に適切な再現画像となるように補正制御するものであるが、これと共にノイズも増幅されて再現画像の画質が劣化するという問題点があった。このように、再現画像の階調性能を上げるために映像信号の振幅レベルを上げるような処理を施すガンマ特性の調整とノイズとの間の関係はトレードオフの関係になるという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決するもので、ガンマ補正を施すことにより映像信号と共に増幅されたノイズ成分を適正に抑圧し、画像の品質を損なうことなく最適なガンマ補正を施すことができる映像信号処理装置およびテレビジョン信号受信装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため本発明は、ガンマ補正手段で用いられるガンマ補正特性を、入力映像信号のレベル範囲を複数に分割した各分割点に対応する折れ点と該折れ点間の直線とで折れ線近似し、ノイズ抑圧手段でノイズ信号を抑圧する際のノイズ抑圧レベルを、ガンマ補正特性の折れ点および該折れ点間の直線毎に設定される増幅率に応じた値とし、かつ該ガンマ補正特性で設定される増幅率が大きくなるに従って、前記ノイズ抑圧レベルを大きくするように構成したものである。
【０００８】
そして、ガンマ補正手段は、折れ線近似したガンマ補正特性の複数個の折れ点のレベル値を設定する折れ点レベル設定手段と、
前記折れ点の乗算係数を設定する折れ点乗算係数設定手段と、
前記折れ点毎に、前記折れ点レベル設定手段で設定されたレベル値と該折れ点乗算係数設定手段で設定された乗算係数とを乗算する複数の第一の乗算手段と、
前記折れ点レベル設定手段で設定された折れ点のレベル値と折れ点乗算係数設定手段で設定された乗算係数とから、ガンマ補正特性の各折れ点間の直線の傾きを乗算係数として演算する複数の乗算係数演算手段と、
入力される映像信号に複数の乗算係数演算手段で得られる乗算係数を乗算する複数の第二の乗算手段と、
入力映像信号のレベルが折れ点または該折れ点間の範囲の何れに属するかを検出する振幅レベル検出手段と、
該振幅レベル検出手段が検出した結果に基づいて、入力される映像信号に対応する前記複数の第一の乗算手段と前記複数の第二の乗算手段との何れかの出力信号をガンマ補正された映像信号として選択し、出力する選択手段と
を有し、
前記ノイズ抑圧手段は、前記振幅レベル検出手段が検出した結果に基づいて、前記選択手段が選択した前記第一または第二の乗算手段で用いられる乗算係数に応じたノイズ抑圧量を生成するノイズ抑圧量生成手段を有し、該ノイズ抑圧量に従ってガンマ補正された映像信号のノイズを抑圧するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明による一実施形態に係る映像信号処理装置およびテレビジョン信号受信装置の概略構成を示すブロック図である。
同図において、１００はガンマ補正回路、１０４はノイズ抑圧量生成回路、１０５〜１１４，１１７，１１８はガンマ補正回路の内部回路であり、１０５〜１０８は乗算回路、１０９〜１１１はゲイン演算回路、１１２〜１１４は乗算回路、１１７は選択回路、１１８は振幅レベル検出回路、１２０はノイズ抑圧回路、１２３，１２４，１２６，１２７はノイズ抑圧量生成回路１０４の内部回路であり、１２３はＳ /Ｎ検出回路、１２４はリミッタ、１２６は補正量演算回路、１２７は加算回路、１２８はテレビジョン受信装置の表示装置、Ｔr はノイズ抑圧レベル入力端子、Ｔs はスライスレベル入力端子、Ｔi は映像入力端子、Ｔp は折れ点レベル入力端子、Ｔg は折れ点ゲイン入力端子、Ｔo は映像出力端子である。
【００１０】
以下に、この実施形態の動作を説明する。
図示しない受信部でテレビジョン放送が受信されて所定の信号処理が為された量子化されたデジタル映像信号は、映像入力端子Ｔi からガンマ補正回路１００へ入力される。ガンマ補正回路１００で表示装置１２８のガンマ特性を相殺するためのガンマ補正を受けたデジタル映像信号はノイズ抑圧回路１２０に入力され、ノイズ成分が抑圧されて映像出力端子Ｔo から表示装置１２８へ出力される。
【００１１】
以下、ガンマ補正回路１００の動作について説明する。
図２は表示装置のガンマ特性を補正するためのガンマ補正回路１００の折れ線近似したガンマ補正曲線を示すグラフである。同図を参照しながら、ガンマ補正のための演算の過程を説明する。
映像入力端子Ｔi より入力されたデジタル映像信号のレベル範囲は、０、ａ１, ａ２, ａ３, ・・・ ,an, a(n+1) （ｎは整数）の信号レベルで分割される。即ち、この信号レベルは折れ線近似のガンマ補正特性の各折れ点での入力映像信号のレベルであり、以下、信号レベル＝０を原点と言い、レベル範囲を分割する信号レベルａ１〜,an をそれぞれ各折れ点ａ１〜,an と言う。
【００１２】
原点０、折れ点ａ１〜 a(n+1) の各折れ点での値（レベル）０，ａ１〜 a(n+1) は折れ点レベル入力端子Ｔp より入力される。そして、原点０のレベル設定値は乗算回路１０５に入力されて記憶保持される。折れ点ａ１のレベル設定値は乗算回路１０６に入力され、記憶保持される。また、折れ点ａ２のレベル設定値は乗算回路１０７に入力されて記憶保持される。折れ点ａ３のレベル設定値は乗算回路１０８に入力されて記憶保持される。以下同様に、図１では図示を省略したが、折れ点 a(n) のレベル設定値も同じ回路構成の乗算回路に入力されて記憶保持される。
【００１３】
また、前述した各乗算回路１０５〜１０８・・・ へは、折れ点ゲイン入力端子Ｔg から入力された乗算係数β０、β１、β２、β３、・・・ が供給される。まず、乗算回路１０５へは乗算係数β０が供給される。本実施形態では、折れ点の始点を原点（入力値：０）としているので、乗算回路１０５からは乗算係数β０の設定値に拘らず、０の値が出力される。
【００１４】
また、乗算回路１０６では、同様に折れ点ａ１の値 a１が入力されて記憶保持され、乗算係数β１の設定値に折れ点ａ１の値 a１が乗算され、その結果、β１・ a１の値が出力される。また、乗算回路１０７では、折れ点ａ２の値ａ２が入力されて記憶保持され、乗算係数β２の設定値に折れ点ａ２の値ａ２が乗算され、その結果のβ２・ a２の値が出力される。さらにまた、乗算回路１０８では折れ点ａ３の値 a３が入力されて記憶保持され、乗算係数β３の値に折れ点ａ３の値 a３が乗算され、その結果としてβ３・ a３の値が出力される。同様にして、折れ点 an の値 an も全く同じ回路構成の乗算回路で乗算係数βｎの値と乗算され、その結果としてβｎ・ a(n) が出力される。なお、乗算係数β０〜β (ｎ+1) の設定値は、原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) での映像信号の信号レベルを増幅するための増幅率でもある。
【００１５】
次に、ゲイン演算回路１０９〜１１１の動作について説明する。
各ゲイン演算回路１０９〜１１１では、原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) 間それぞれの直線線部分の傾きを表す乗算係数β01〜βｎ (ｎ+1) の値を演算する。図２に示すように、原点０−折れ点ａ１間の直線の傾きがβ01、折れ点 a１−ａ２間の直線の傾きがβ12、折れ点 a２−ａ３間の直線の傾きがβ23、折れ点 a３−ａ４間の直線の傾きがβ34、・・・ 、折れ点 aｎ− a(n+1) 間の直線の傾きがβn(n+1)である。
【００１６】
ゲイン演算回路１０９では乗算回路１０５の共に値が０の入出力信号と、乗算回路１０６の a１の値の入力信号およびβ１・ a１の値の出力信号とが入力保持され、次式に示すように、原点０と折れ点ａ１間の直線の傾きを表す値β01が演算されて出力される。
【００１７】
【数１】
この値β01は乗算回路１１２に入力されて乗算係数として用いられる。
【００１９】
また、ゲイン演算回路１１０については、次式に従って折れ点 a１−ａ２間の直線の傾きを表す値β12が演算されて出力される。
【００２０】
【数２】
この値β12は乗算回路１１３に入力され、映像入力端子Ｔi より入力される映像信号の乗算係数として用いられる。
ここで、いま、この入力映像信号のレベルａが、 a１＜ａ＜ａ２であるとき、乗算回路１１３からは、
【００２２】
【数３】
のレベルの信号がガンマ補正された映像信号として出力される。なお、上式の右辺第２項は直流成分であり、乗算回路１１３で上記の各係数を用いて生成される。
【００２４】
また、ゲイン演算回路１１１では同様にして、次式に従って折れ点 a２−ａ３間の直線の傾きを表す値β23が演算され出力される。
β23＝（β３・ａ３−β２・ａ２）/ （ａ３− a２）
この値β23は乗算回路１１４に入力され、映像入力端子Ｔi より入力される映像信号の乗算係数として用いられる。
ここで、いま、この入力映像信号のレベルａが、 a２＜ａ＜ａ３であるとき、乗算回路１１４からは上記と同様に、
【００２５】
【数４】
のレベルの信号がガンマ補正された映像信号として出力される。なお、上式の右辺第２項も直流成分であり、乗算回路１１４で上記の各係数を用いて生成される。
【００２７】
以下同様にして、ゲイン演算回路１１１に続くゲイン演算回路での折れ点 aｉ−ａ(i+1) （ｉは３以上の整数）間の直線の傾きを表す値βi(i+1)が演算されて出力される。そして、図２に示すように、折れ点 a(n) と折れ点 a(n+1) の間の直線の傾きを表す値βn(n+1)も全く同様の次の演算式より算出される。
【００２８】
【数５】
また、映像入力端子Ｔi より入力される映像信号のレベルａが aｎ＜ａ＜ a(n+1) であるとき、値βｎ( ｎ+1) が供給される乗算回路からは、
【００３０】
【数６】
のレベルの信号がガンマ補正された映像信号として出力される。なお、上式の右辺第２項も直流成分であり、上記の乗算回路で上記の各係数を用いてて生成される。
【００３２】
振幅レベル検出回路１１８には、図４に示すように、折れ点レベル入力端子Ｔp より入力された折れ点情報である原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) の値が入力されて記憶保持される。そして、振幅レベル検出回路１１８では、映像入力端子Ｔi より入力されたデジタル映像信号のレベルが、原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) の値と比較されることによりデコードされ、これら原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) の値で決まるレベル範囲の何れに属するかを表すデコード信号として出力される。このデコード信号は選択回路１１７に制御信号として入力され、入力映像信号の振幅レベルに応じて、各乗算回路１０５〜１０８，１１２〜１１４の出力信号の何れか一つを選択して出力する。即ち、選択回路１１７は、振幅レベル検出回路１１８から出力された制御信号により、次のように各乗算回路１０５〜１０７，１１２〜１１４の出力の何れか一つを選択して出力する。
【００３３】
まず、（入力振幅レベル）＝０の時には、乗算回路１０５の出力信号を選択して出力する。次に、０＜（入力振幅レベル）＜（ａ１）の時には、乗算回路１１２の出力信号を選択して出力する。（入力振幅レベル）＝ａ１の時には、乗算回路１０６の出力信号を選択して出力する。（ａ１）＜（入力振幅レベル）＜（ａ２）の時には、乗算回路１０６の出力信号を選択して出力する。また、（入力振幅レベル）＝ａ２の時には、乗算回路１０７の出力信号を選択して出力し、（ａ２）＜（入力振幅レベル）＜（ａ３）の時には、乗算回路１０７の出力信号を選択する。（入力振幅レベル）＝ａ３の時には、乗算回路１０８の出力信号を選択して出力する。以下同様にして、（入力振幅レベル）＝ａｎの時には、折れ点ａｎに対応した乗算回路の出力信号を選択して出力し、また、（ａｎ）＜（入力振幅レベル）＜（ａ（ｎ+1））の時には、傾きβn(n+1)が乗算係数として用いられる乗算回路の出力信号を選択して出力する。
【００３４】
以上のようにして、ガンマ補正回路１００では、図２で示すように、映像入力端子Ｔi より入力された量子化されたデジタル映像信号から、折れ線近似されたガンマ補正特性に基づいてガンマ補正された映像信号が出力される。そして、折れ点ａ１〜 a(n+1) の値や、これらでの乗算係数β０〜β(n+1) の値を適宜設定することにより、図３で示したような各々異なるガンマ特性の表示装置に対して共通に適用できる。
このガンマ補正された映像信号は、ノイズ抑圧回路１２０に入力される。
【００３５】
このノイズ抑圧回路１２０は、ガンマ補正回路１００で入力映像信号のレベル増幅と共に増幅されたノイズ成分が、以下に述べるようにして抑圧される。このノイズ抑圧回路１２０でのノイズ抑圧の度合いはノイズ抑圧量生成回路１０４から入力される直流制御値によって決定される。
ノイズ抑圧量生成回路１０４は、Ｓ／Ｎ検出回路１２３、リミッタ１２４、補正量演算回路１２６および加算器１２７から構成されており、ノイズ抑圧レベル入力端子Ｔr からノイズを抑圧する設定値が入力される。この設定値は、値が大きければノイズ抑圧量が大きく、小さければノイズ抑圧量が小さく、ゼロであればノイズ抑圧は行わないことを意味する。この設定値として、例えば、直流値「２」とする。この設定値「２」はリミッタ１２４に入力される。
【００３６】
Ｓ／Ｎ検出回路１２３では、映像入力端子Ｔi より入力された映像信号が供給され、この映像信号のノイズの周期に較べて非常に長い周期の同期信号部分からノイズを抽出して積分し、その積分値をノイズレベル値として出力する。このノイズレベル値は映像信号に重畳されたノイズの平均値に相当するものである。このノイズレベル値信号はリミッタ１２４のもう一方の入力端子に入力される。
【００３７】
リミッタ１２４は、ノイズ抑圧レベル入力端子Ｔr より入力された設定値を超えないように、Ｓ／Ｎ検出回路１２３より入力されたノイズレベル値に制限を加える。例えば、Ｓ／Ｎ検出回路１２３で検出されたたノイズレベル値が「１」であったとすると、このノイズレベル値はノイズ抑圧レベル入力端子Ｔr より入力された設定値「２」より値が小さいので、リミッタ１２４からは、Ｓ／Ｎ検出回路１２３の出力値「１」がその侭出力される。リミッタ１２４の出力信号は加算器１２７の一方の入力端子へ入力される。
【００３８】
図５は補正量演算回路１２６の内部回路構成を示すブロック図であって、５０１〜５０８は同じ構成の比較回路、５１０は選択回路、Ｔa は増幅率入力端子、Ｔc は選択制御入力端子である。また、図６は補正量演算回路１２６内部の比較回路の入出力特性を示す変換特性グラフである。以下に、これらの図を参照して補正量演算回路１２６の動作について説明する。
【００３９】
図５において、折れ点ゲイン入力端子Ｔg （図１）より入力される原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) に対応した乗算係数β０〜β( ｎ+1) と、ゲイン演算回路１０９〜１１１（図１）等で演算した原点０、各折れ点ａ１〜 a(n+1) 間の直線部分の傾きを表す乗算係数β01〜βｎ( ｎ+1) とは増幅率入力端子Ｔa を介して、また、スライスレベルSLはスライスレベル入力端子Ｔs を介してそれぞれ比較回路５０１〜５０８へ入力される。
【００４０】
この例では、スライスレベルSL値は、図６に示すように、３値であって、具体的には、図４に示すように、ＳＬ０＝0.8,ＳＬ１＝1.5,ＳＬ２＝2.5 としている。各比較回路５０１〜５０８では、上述の乗算係数β０〜β( ｎ+1) ，β01〜βｎ( ｎ+1) と、この３値のスライスレベルSL0 〜SL2 とのレベル比較が行われ、その比較結果が、０〜３の４値のデコード値として出力される。
【００４１】
即ち、比較回路５０１では、次のように、乗算係数β０とスライスレベルSL0 〜SL2 とのレベルの大小を判別して、乗算係数β０が０≦β０≦ SL0の時にはデコード値０を出力し、SL0 ＜β０≦ SL1の時にはデコード値１を出力し、SL1 ＜β０≦ SL2の時にはデコード値２を出力し、SL２＜β０の時にはデコード値３を出力する。この乗算係数β０の値は前述したように「０」なので、比較回路５０１はデコード値「０」を出力する。
【００４２】
以下の説明を容易にするために、乗算係数β０〜β( ｎ+1) と乗算係数β01〜βｎ( ｎ+1) について、具体的な数値を当てることにする。即ち、図４に示すように、β１＝2.4 、β２＝1.8 、β３＝1.4 、・・・ 、βｎ＝0.9 、β( ｎ+1) ＝0.7 と設定し、折れ点間の直線の傾きを示す乗算係数は前述したようにそれぞれ、β01＝2.8 、β12＝2.3 、β23＝1.6 、・・・ 、βｎ( ｎ+1) ＝0.7 と算出されたものとする。従って、比較回路５０２では、乗算係数β01＝2.8 であるから、この値は SL ２＜β01であり、変換値３を出力する。以下同様に、比較回路５０３〜５０８についても、それぞれデコード値が出力される。
【００４３】
振幅レベル検出回路１１８（図１）より出力されて選択回路１１７の制御に用いられる制御信号は、また、補正量演算回路１２６に選択制御入力端子Ｔc から入力され、選択回路５１０の選択制御に用いられる。これにより、図１におけるガンマ補正回路１００において、選択回路１１７が、乗算回路１０５〜１０８，１１２〜１１４の出力信号の何れか一つを選択すると、この出力が選択された乗算回路に供給される乗算係数と同じ乗算係数が供給される図５における比較回路５０１〜５０８の何れかの出力デコード値が選択回路５１０によって選択され、ノイズ抑圧補正量として出力される。各乗算係数に対するノイズ抑圧補正量の値を図４に示す。
【００４４】
図１において、このようにして補正量演算回路１２６から出力されたノイズ抑圧補正量は加算器１２７のもう一方の入力端子に入力される。加算器１２７では、前述のリミッタ１２４から出力されたノイズ抑圧値「１」と、補正量演算回路１２６からのノイズ抑圧補正量とが加算され、その加算値がノイズ抑圧レベルとしてノイズ抑圧回路１２０に供給される。ノイズ抑圧回路１２０では、加算器１２７から出力されたノイズ抑圧レベルに従って、ガンマ補正回路１００からの映像信号のノイズが抑圧される。この場合のノイズ抑圧レベルの値を図４に示す。
【００４５】
このようにして、加算器１２７から出力されたノイズ抑圧レベルは、乗算係数β０〜βｎβ( ｎ+1) 、β01〜βｎ( ｎ+1) の値が大きいとき、つまり、ガンマ補正回路１００での映像信号の増幅率が大きいときはノイズ抑圧量も大きくなり、映像信号の増幅率が小さいときにはノイズ抑圧量も小さくなるようになっている。言い換えると、ガンマ補正回路１００でガンマ補正する際に、入力した映像信号での大きく増幅した部分ではノイズ抑圧量も大きくし、また、小さく増幅した部分ではノイズ抑圧量も小さくしている。このように、ガンマ補正回路１００でガンマ補正された映像信号の増幅率に応じてノイズ抑圧回路１２０でのノイズ抑圧量が与えられることで、映像信号全体のＳ／Ｎ比が改善されると共に、ガンマ補正の際に入力映像信号のレベルに応じて割り当てられた映像信号の増幅率に応じた抑圧レベルでノイズも抑圧されるので、最適なノイズ抑圧が可能となる。ガンマ補正回路１００でガンマ補正されて階調とコントラストを最適に制御され、さらに、ノイズ抑圧回路１２０でノイズが最適に抑圧された映像信号は、映像出力端子Ｔo から出力されて表示装置１２８へ出力される。従って、表示装置１２８では、階調とコントラストが調整された原画像に忠実な映像が映し出される。
【００４６】
このように、本実施形態では、ガンマ補正回路１００はガンマ補正特性を、映像信号のレベル範囲を複数に分割して、これら分割点で折れ点となり、分割点間で直線となる折れ線近似とすると共に、これら分割点と分割点間毎にそれぞれ所望とする増幅率を設定し、この増幅率に従って入力映像信号を増幅して出力する。補正量演算回路１２６は、分割点や分割点間で設定した増幅率に応じたノイズ抑圧レベルを生成する。ノイズ抑圧回路１２０はガンマ補正により、信号レベルによって異なる振幅のノイズ信号を含んだ映像信号となった信号に対して、分割されたガンマ補正された映像信号のノイズをノイズ抑圧レベルに従って抑圧するので、映像信号の品質を極力劣化させずにノイズ信号を抑圧することができる。従って、入力映像信号に対して最適なガンマ補正が施され、しかも、ノイズが良好に抑圧されて、表示装置１２８では、画質の劣化がない最適な階調とコントラストの映像を得ることができる。
【００４７】
前述したように、補正量演算回路１２６では、乗算係数の大きいところはノイズ抑圧レベルを大きくすることでノイズ信号を最適に抑圧したが、表示装置１２８で表示した映像信号の信号レベルが低い部分の画像と高い部分の画像を比較すると、これらの部分に同じレベルのノイズが付加されている場合、かかる映像信号を、ガンマ補正回路１００において仮に同じ増幅率で増幅したとしても、信号レベルが高くて明るく表示される部分に付加されたノイズに比べ、信号レベルが低くて暗く表示される部分に付加されたノイズが目立って見える。
【００４８】
そこで、補正量演算回路１２６からは、映像信号の信号レベルが低い部分に対して、ノイズ抑圧量をさらに増やして加算器１２７に供給するようにしても良い。補正量演算回路１２６でこのような制御を行うことにより、増幅率を上げてガンマ補正を行ったことによりノイズが目立つ、特に、信号レベルが低い画像部分については、よりノイズ低減効果が高まり、画質がさらに向上した画像を表示装置１２８に表示させることができる。
【００４９】
図７は本発明による映像信号処理装置の他の実施形態を示すブロック図であって、７０１はノイズ抑圧回路１２０の後段に設けられた輪郭強調回路であり、この輪郭強調回路７０１が設けられた点だけが前述の実施の形態と異なっている。前述したように、ノイズ抑圧効果を十分に発揮させるためにノイズ抑圧回路１２０に供給するノイズ抑圧レベルを増加すると、特に、ノイズ信号は十分抑圧されるが、その反面、例えば、芝目を表すような画像においては、映像信号の信号レベルが低い小振幅の部分では、ノイズ抑圧回路１２０による上記のノイズ抑圧処理による高域成分の振幅レベルの低下により、この部分の表示映像の高域成分の周波数特性が劣化することとなり、若干ぼけたような画像になってしまう。
【００５０】
そこで、本実施形態では、図７において、ノイズ抑圧回路１２０の後段に設けられた輪郭強調回路７１０により、ノイズ抑圧回路１２０から供給される映像信号に対し、ノイズ抑圧回路１２０でより劣化した輪郭部分をより強調するように、輪郭強調処理を行う。
このために、この輪郭強調回路７１０では、入力された映像信号から輪郭部分の高域成分を抽出し、この高域成分がノイズ抑圧回路１２０で十分に抑圧されたものである時は、この高域成分を十分に増幅して映像信号の輪郭部分に加算する。この場合、輪郭部分の高域成分がノイズ抑圧回路１２０でどの程度抑圧されたかは、補正量演算回路１２６と同様の方法で検出することができ、また、この抑圧された高域成分の増幅率も補正量演算回路１２６で得られるノイズ抑圧量が大きい時は、高域成分がより大きく抑圧されることになり、従って、このノイズ抑圧量に応じた増幅率で上記高域成分を増幅することになる。
【００５１】
こうすることにより、映像信号に十分なノイズ抑圧を行うと共に、映像信号の輪郭の高域成分も十分に保持できる。よって、ガンマ補正された映像信号の高域周波数特性を維持しつつ、ノイズ信号を十分に抑圧した映像を表示装置に表示することができる。
なお、以上の説明では、映像入力端子Ｔi より入力される映像信号をテレビジョン放送の受信信号としたが、パーソナルコンピュータの映像信号やビデオカメラの出力映像信号等の他の映像信号であっても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガンマ補正手段でのガンマ補正特性を、入力映像信号の所定レベル範囲を複数に分割して、分割点を折れ点として、これらの折れ点間を結ぶ直線とから成る折れ線で近似し、また、該ガンマ補正手段でガンマ補正された映像信号のノイズを抑圧する際のノイズ抑圧レベルを、該分割点や分割間毎に割り当てられた増幅率に応じた値としたので、入力映像信号が最適にガンマ補正されると共にノイズ成分も適正に抑圧され、画像の品質を損なうことなく最適なガンマ補正を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による映像信号処理装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した実施形態でのガンマ補正特性の一具体例を示す特性図である。
【図３】異なる種類の表示装置のガンマ特性を示す特性図である。
【図４】図１に示した実施形態での各信号の数値を具体例で示す表図である。
【図５】図１における補正量演算回路の一具体例を示す回路図である。
【図６】図１に示した補正量演算回路の動作を示す図である。
【図７】本発明による映像信号処理装置の他の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ ガンマ補正回路
１０４ ノイズ抑圧量生成回路
１０５〜１０８，１１２〜１１４ 乗算回路
１０９〜１１１ ゲイン演算回路
１１７ 選択回路
１１８ 振幅レベル検出回路
１２０ ノイズ抑圧回路
１２３ Ｓ /Ｎ検出回路
１２４ リミッタ
１２６ 補正量演算回路
１２７ 加算回路
１２８ 表示装置
Ｔr ノイズ抑圧レベル入力端子
Ｔs スライスレベル入力端子
Ｔi 映像入力端子
Ｔp 折れ点レベル入力端子
Ｔg 折れ点ゲイン入力端子
Ｔo 映像出力端子
Claims (5)
- 入力される映像信号に対し、ガンマ補正処理を施すガンマ補正手段と、該ガンマ補正手段から出力される該映像信号のノイズ成分を抑圧するノイズ抑圧処理を施すノイズ抑圧手段とを具え、
前記ガンマ補正手段のガンマ補正特性を、該入力映像信号のレベル範囲を複数に分割した各分割点に対応する折れ点と該折れ点間の直線とで折れ線近似し、
前記ノイズ抑圧手段でノイズ信号を抑圧する際のノイズ抑圧レベルを、該ガンマ補正特性の該折れ点および該折れ点間の直線毎に設定される増幅率に応じた値とし、かつ該ガンマ補正特性で設定される増幅率が大きくなるに従って、前記ノイズ抑圧レベルを大きくするように構成したことを特徴とする映像信号処理装置。 - 前記ガンマ補正手段は、
折れ線近似した前記ガンマ補正特性の複数個の前記折れ点のレベル値を設定する折れ点レベル設定手段と、
前記折れ点の乗算係数を設定する折れ点乗算係数設定手段と、
前記折れ点毎に、前記折れ点レベル設定手段で設定されたレベル値と該折れ点乗算係数設定手段で設定された乗算係数とを乗算する複数の第一の乗算手段と、前記折れ点レベル設定手段で設定された該折れ点のレベル値と該折れ点乗算係数設定手段で設定された乗算係数とから、前記ガンマ補正特性の各折れ点間の直線の傾きを乗算係数として演算する複数の乗算係数演算手段と、
前記入力される映像信号に該複数の乗算係数演算手段で得られる該乗算係数を乗算する複数の第二の乗算手段と、
前記入力映像信号のレベルが前記折れ点または前記折れ点間の範囲の何れに属するかを検出する振幅レベル検出手段と、
該振幅レベル検出手段が検出した結果に基づいて、前記入力される映像信号に対応する前記複数の第一の乗算手段と前記複数の第二の乗算手段との何れかの出力信号をガンマ補正された映像信号として選択し、出力する選択手段と
を有し、
前記ノイズ抑圧手段は、前記振幅レベル検出手段が検出した結果に基づいて、前記選択手段が選択した前記第一または第二の乗算手段で用いられる乗算係数に応じたノイズ抑圧量を生成するノイズ抑圧量生成手段を有し、該ノイズ抑圧量に従ってガンマ補正された映像信号のノイズを抑圧することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。 - 前記ノイズ抑圧量生成手段は、信号レベルの低い映像信号に対して前記ノイズ抑圧量をさらに増加させることを特徴とした請求項２記載の映像信号処理装置。
- ノイズ抑圧手段から出力される前記映像信号の輪郭を強調する輪郭強調手段を設け、
該輪郭強調手段は、前記ノイズ抑圧手段での前記ノイズ抑圧量に応じた強調度で強調し、前記ノイズ抑圧手段による輪郭レベルの低減を補償可能に構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一つに記載の映像信号処理装置。 - 請求項１〜請求項４記載の何れかの映像信号処理装置を具えたことを特徴とするテレビジョン信号受信装置。
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