JP3838177B2 - 映像表示方法、映像表示装置及びそれに用いるコントラスト調整回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ映像信号をＡ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）して映像表示を行う映像表示技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）や液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置においては、一般的に、ブラウン管を用いた映像表示装置と比べてコントラストが低い。コントラスト向上策としては従来、例えば、ＰＤＰ等においては、蛍光体の発光効率の向上、駆動方式または構造の改善などの技術で対応されてきた。詳しくは、例えば特開平１０−２０８６３７号公報、特開平８−１３８５５８号公報等に記載されている。また、一般的なテレビ受像機における映像のコントラスト調整技術としては、例えば、特開平４−１０７８４号公報に記載されたものがある。該公報には、映像信号から変換し記憶手段に記憶したデジタル信号の最大値、最小値及び平均値を検出演算し、該検出演算結果に基づき、映像信号の増幅利得を制御してコントラストを改善するとした技術が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置においては、より一層の高コントラスト化が望まれる。
本発明の課題点は、かかる従来技術の状況に鑑み、特に、輝度の高い領域においても安定して高いコントラストが得られるようにすることである。
本発明の目的は、上記課題点を解決できる技術を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、映像信号に基づき映像の表示を行う固定画素デバイスを用いた映像表示装置において、前記映像信号の平均輝度レベル情報を用いて前記映像信号の黒補正処理を行う黒補正処理手段と、前記映像信号のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、制御手段と、を備え、前記コントラスト制御手段は前記黒補正手段における黒補正量が所定値以上の場合にコントラストを増大させる制御をし、前記制御手段は、前記平均輝度レベル情報が所定値以上の場合に黒補正処理を実行し、上記所定値以下の輝度範囲においては黒補正処理を実行しないように前記黒補正処理手段を制御し、かつ前記黒補正処理手段における映像信号の黒補正量に応じて前記映像信号のコントラストを制御するように、前記コントラスト制御手段を制御するように構成すればよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図５は本発明の第１の実施例の説明図である。図１は、第１の実施例として、コントラスト調整回路部を主体とした映像表示装置の基本構成図、図２は、ダイナミックレンジ内におけるコントラスト調整動作の説明図、図３は、平均輝度レベルと黒補正レベルの関係の説明図、図４は、黒補正レベルとコントラストゲインの関係の説明図、図５は、図１の構成の具体化構成例を示す図である。本第１の実施例は、回路構成として、デジタル輝度信号に対し、ダイナミックレンジの範囲内において、輝度信号をオフセットさせてブライトネス（輝度レベル）を下げる処理すなわち黒補正処理を行った後、コントラストゲインを増大させてコントラストを向上させる場合の構成例である。
図１において、１はコントラスト調整回路部、２は、コントラスト調整された信号により映像をカラー表示する表示部、３は、入力されたアナログ輝度信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、５は、所定期間内におけるデジタル輝度信号の平均輝度レベルを検出する信号レベル検出回路、６は、デジタル輝度信号をオフセットさせてその輝度レベルを変えるブライトネス可変回路、７は、輝度レベルを変えられたデジタル輝度信号のコントラストゲインを変えるコントラストゲイン可変回路、８は、上記検出した平均輝度レベル情報に基づき、上記信号レベル検出回路５、上記ブライトネス可変回路６、及び上記コントラストゲイン可変回路７を制御する制御回路としてのマイコンである。マイコン８は、上記検出した平均輝度レベルに該当する輝度領域を判定し、該判定結果に対応した制御信号を形成して出力する。入力されたアナログ輝度信号は、Ａ／Ｄ変換器３でデジタル輝度信号に変換されて信号レベル検出回路５に入力される。該信号レベル検出回路５においては、デジタル輝度信号の、例えば１フィールドまたは１フレームの映像期間内における平均輝度レベルが検出される。該検出された平均輝度レベル情報（信号）は、マイコン８に入力される。該マイコン８内では、入力された該平均輝度レベル情報に基づき、該平均輝度レベルが該当する輝度領域が判定され、該判定結果に基づく制御信号が形成されて出力される。該制御信号は、上記信号レベル検出回路５と、上記ブライトネス可変回路６と、上記コントラストゲイン可変回路７とにそれぞれ入力される。該制御信号は、信号レベル検出回路５に対しては検出範囲の制御を行う。ブライトネス可変回路６に対しては、本構成例の場合、所定値以上の平均輝度レベル範囲におけるデジタル輝度信号に対する黒補正制御、すなわち所定値以上の平均輝度レベルのデジタル輝度信号を負側へオフセットさせる制御を行う。また、コントラストゲイン可変回路７に対しては、該制御信号は、上記ブライトネス可変回路６における上記黒補正のレベルに対応し、ダイナミックレンジの範囲内において、所定値以上の平均輝度レベル範囲におけるデジタル輝度信号のコントラストゲインを増大させる制御を行う。これらブライトネス可変回路６に対する制御及びコントラストゲイン可変回路７に対する制御は、フィードフォワード方式の制御として行う。上記のように、デジタル輝度信号に対し、所定値以上の平均輝度レベル範囲において、黒補正処理を行うとともに、該黒補正のレベルに対応し、ダイナミックレンジの範囲内でコントラストゲインを増大させることにより、映像のコントラスト、特に明るい映像の側のコントラストが増大される。コントラストゲインを増大された映像信号は表示部２に送られ、該表示部２において、コントラストが増大された映像が表示される。なお、上記図１には示されないが、本第１の実施例では、上記マイコン８からは別に制御信号が、デジタル輝度信号とデジタル色（色差）信号を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号に変換するカラーマトリックス回路に対し出力されるようになっている。該カラーマトリックス回路では色補正（色の濃さの制御）が行われる。
【０００６】
図２は、図１の構成におけるダイナミックレンジ内でのコントラスト調整動作の説明図である。
図２において、ａは、デジタル輝度信号に黒補正処理を行ったときの波形、ｂは、黒補正処理とコントラスト制御処理（コントラストゲイン増大処理）とを行ったときの波形である。本例は、図１におけるＡ／Ｄ変換器３が、例えば８ビットの場合の最高階調レベル２５５を最大輝度レベル上限、最低階調レベル０を最低輝度レベルとしたダイナミックレンジを有する場合であり、該ダイナミックレンジ上限「２５５」は白レベル、下限「０」は黒レベルである。黒補正処理は、デジタル輝度信号に対し、所定値以上の平均輝度レベル範囲において、輝度信号を負レベル側にオフセットさせてブライトネス（輝度レベル）を下げ、ダイナミックレンジの範囲の上記白レベルに対し所定のマージンをもたせるようにする（波形ａ）。該オフセットさせる量は、本第１の実施例の場合は、該平均輝度レベル値に対応した量とする。コントラスト制御処理（コントラストゲイン増大処理）では、上記黒補正処理で下げた輝度レベル量すなわち黒補正レベルに対応し、ダイナミックレンジの範囲内で、つまり本第１の実施例の場合は上記マージンをなくすように、コントラストゲインを増大させる（波形ｂ）。
【０００７】
図３は、平均輝度レベル値（ＡＰＬ値）に対する輝度信号の負レベル側へのオフセット量つまり黒補正レベルの関係を示す図である。
図３においては、平均輝度レベル値（ＡＰＬ値）が所定値ＡＰＬ０以上となる範囲で黒補正（負側へのオフセット）を行う。平均輝度レベル値（ＡＰＬ値）がＡＰＬ０のとき黒補正レベル（負側へのオフセット量）Ｂ０の黒補正を行い、平均輝度レベル値（ＡＰＬ値）の増大につれて該黒補正レベルを増やし、平均輝度レベル値（ＡＰＬ値）がＡＰＬ１のとき黒補正レベルをＢ１、同ＡＰＬ２のとき同Ｂ２、同ＡＰＬ２のとき同Ｂ２、同ＡＰＬ３のとき同Ｂ３とし、平均輝度レベル値（ＡＰＬ値）が白レベルとなるＡＰＬ４では、最大の黒補正レベルＢ４となるようにする。かかる黒補正処理は、上記図１において、平均輝度レベル情報に基づきマイコン８が、ブライトネス可変回路６を制御することで行う。
このように、平均輝度レベル値（ＡＰＬ値）に応じて予め定められた黒補正レベル、すなわちブライトネス可変量をマイコンが制御することで、より安定、かつ見た目で優れた黒補正を行うことができる。
【０００８】
図４は、上記黒補正処理における黒補正レベルと、コントラストゲイン制御におけるコントラストゲインの関係の説明図である。
図４において、▲１▼は、黒補正レベルすなわち輝度信号の負側へのオフセット量が所定レベル（コントラスト制御開始レベル）に達しないうちはコントラストゲインをゼロにしておき、該所定レベル（コントラスト制御開始レベル）に達したときにはじめて所定値のコントラストゲインを発生させ、該所定レベル以上の黒補正レベル範囲では、黒補正レベルの増大に対応させコントラストゲインも増大させるように制御する場合の特性例である。この特性例に従い上記マイコン８がコントラストゲインを制御する。上記図３の特性においては例えば、平均輝度レベル値（ＡＰＬ値）がＡＰＬ２になり黒補正レベルがＢ２に達したときに、該黒補正レベルＢ２をコントラスト制御開始レベルとして、コントラストゲインの増大を開始させる。また、▲２▼は、黒補正レベルの値に関わらず、すなわち輝度信号の負側へのオフセット量が所定レベルに達しない低い値の場合にも、所定値のコントラストゲインを発生させ、黒補正レベルの増大に対応させてコントラストゲインも増大させるように制御する場合の特性例である。上記図３の特性においては例えば、平均輝度レベル値（ＡＰＬ値）がＡＰＬ０になり黒補正レベルが発生したときに、コントラストゲインの増大を開始させる。▲１▼、▲２▼とも、黒補正レベルが最大レベルのときに、コントラストゲインも最大にする。本▲１▼、▲２▼の特性例では、黒補正レベルに対してコントラストゲインを直線的に変化させているが、本発明はこれに限定されない。
【０００９】
図５は、図１の構成を具体化した構成例を示す図である。
図５において、１はコントラスト調整回路部、２は映像表示を行うＰＤＰや液晶パネル等を用いて成る表示部、Ｔ１はアナログ輝度信号Ｙａの入力端子、１２は、入力されたアナログ輝度信号Ｙａをデジタル輝度信号Ｙｄに変換するＡ／Ｄ変換器、１３は、入力信号を表示部２が表示可能な信号タイミングに変換するスキャンコンバータ、３１は、デジタル輝度信号Ｙｄをオフセットさせてその輝度レベルを変えるブライトネス可変回路（図１の符号６相当）、３２は、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄを、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換するカラーマトリックス回路である。該カラーマトリックス回路３２は、図１におけるコントラストゲイン可変回路７を含む。Ｔ２、Ｔ３は、アナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒの入力端子、１４は、入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒをデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換するＡ／Ｄ変換器、１５は、上記Ａ／Ｄ変換器１２で得られた上記デジタル輝度信号Ｙｄのノイズ除去を行うローパスフィルタであるノイズ除去用ＬＰＦ、１６は、該ノイズ除去用ＬＰＦ１５の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば１フレームまたは１フィールドにおける平均輝度レベルを検出する平均輝度検出回路、１７は、平均輝度検出回路１６で検出された平均輝度レベルの情報（信号）が入力され、該平均輝度レベルが該当する輝度領域を判定する平均輝度判定部、１８は、上記平均輝度レベルが該当する輝度領域の情報に基づき、上記ブライトネス可変回路３１と上記カラーマトリックス回路３２とを制御する制御信号を形成して出力するゲイン制御部である。ゲイン制御部１８は、該制御信号により、ブライトネス可変回路３１を制御して、該ブライトネス可変回路３１における黒補正制御すなわちデジタル輝度信号を負側へオフセットさせ輝度レベルを下げて、図２に示すように、ダイナミックレンジの上限との間にマージンを発生させるとともに、カラーマトリックス回路３２を制御して、上記黒補正処理で下げた輝度レベル量すなわち黒補正レベルに対応し、ダイナミックレンジの範囲内でつまり上記マージンをなくすように、デジタル輝度信号のコントラストゲインを増大させ、コントラストを増大させる。上記のうち、上記平均輝度判定部１７及び上記ゲイン制御部１８は、図１のマイコン８として構成され、Ａ／Ｄ変換器１２、１４、スキャンコンバータ１３、ノイズ除去用ＬＰＦ１５、平均輝度検出回路１６、ブライトネス可変回路３１及びカラーマトリックス回路３２は、例えばＬＳＩ（大規模集積回路）として構成される。なお、ノイズ除去用ＬＰＦ１５は設けない構成であってもよい。
【００１０】
上記図５の構成において、入力端子Ｔ１から入力されたアナログ輝度信号Ｙａは、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル輝度信号Ｙｄに変換された後、スキャンコンバータ１３に入力されるとともに、ノイズ除去用ＬＰＦ１５に入力される。ノイズ除去用ＬＰＦ１５においてノイズを除去された後、平均輝度検出回路１６に入力され、該平均輝度検出回路１６では所定期間内における平均輝度レベルが検出される。該検出された平均輝度レベルの信号は、平均輝度判定部１７に入力され、上記検出された平均輝度レベルがどの輝度領域に該当するか、例えば、高平均輝度領域（高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（低ＡＰＬ領域）、極低平均輝度領域（極低ＡＰＬ領域）のいずれに該当するか、が判定される。該判定された輝度領域の情報は、ゲイン制御部１８に入力される。また、ゲイン制御部１８には、上記平均輝度判定部１７から輝度領域判定に用いた平均輝度レベル情報も上記輝度領域情報とともに入力される。ゲイン制御部１８では、これらの輝度領域情報及び平均輝度レベル情報に基づき、上記ブライトネス可変回路３１と上記カラーマトリックス回路３２とを制御する制御信号が形成される。一方、入力端子Ｔ２、Ｔ３から入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒも、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換された後、スキャンコンバータ１３に入力され、画素変換される。スキャンコンバータ１３から出力されたデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄは、カラーマトリックス回路３２では、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換されて出力される。出力されたデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄは、表示部２に入力され、該表示部２で映像として表示される。
上記第１の実施例構成では、黒補正処理は、デジタル輝度信号に対し、所定値以上の平均輝度レベル範囲において行うとしたが、本発明はこれに限定されず、Ａ／Ｄ変換前のアナログ輝度信号に対して黒補正を行ってもよいし、平均輝度レベル範囲を限定せずに黒補正処理を行ってもよい。
上記第１の実施例構成によれば、デジタル輝度信号のダイナミックレンジの範囲を有効に利用し安定したコントラスト向上が可能となる。
【００１１】
図６、図７は、本発明の第２の実施例の説明図である。図６は、本発明の第２の実施例として、コントラスト調整回路部を主体とした映像表示装置の基本構成図、図７は、図６の構成の具体化構成例を示す図である。
本第２の実施例は、コントラスト調整回路部において、デジタル輝度信号に対し、黒補正処理による負側へのオフセットで下げる輝度レベルを見越しこれに対応してコントラストゲインを増大させるようにした場合の構成例である。このため、上記第１の実施例の場合と異なり、コントラストゲイン可変回路を、ブライトネス可変回路よりも前段側に設ける。
図６において、図１の場合と同様、１はコントラスト調整回路部、２は表示部、３はＡ／Ｄ変換器、５は、所定期間内におけるデジタル輝度信号の平均輝度レベルを検出する信号レベル検出回路、６は、デジタル輝度信号をオフセットさせてその輝度レベルを変えるブライトネス可変回路、７は、輝度レベルを変える量を見越してデジタル輝度信号のコントラストゲインを変えるコントラストゲイン可変回路、８は、上記検出した平均輝度レベル情報に基づき、上記信号レベル検出回路５、上記ブライトネス可変回路６、及び上記コントラストゲイン可変回路７を制御する制御回路としてのマイコンである。図１の場合と同様、入力されたアナログ輝度信号は、Ａ／Ｄ変換器３でデジタル輝度信号に変換されて信号レベル検出回路５に入力される。該信号レベル検出回路５においては、デジタル輝度信号の、例えば１フィールドまたは１フレームの映像期間内における平均輝度レベルが検出される。該検出された平均輝度レベル情報（信号）は、マイコン８に入力される。該マイコン８内では、入力された該平均輝度レベル情報に基づき、該平均輝度レベルが該当する輝度領域が判定され、該判定結果に基づく制御信号が形成されて出力される。該制御信号は、上記信号レベル検出回路５と、上記ブライトネス可変回路６と、上記コントラストゲイン可変回路７とにそれぞれ入力される。該制御信号は、信号レベル検出回路５に対しては検出範囲の制御を行う。上記コントラストゲイン可変回路７に対しては、ブライトネス可変回路６における上記黒補正のレベルすなわちデジタル輝度信号を負側へオフセットさせる量を見越して、ダイナミックレンジの範囲内において、デジタル輝度信号のコントラストゲインを増大させる制御を行う。例えば、このとき、該コントラストゲインの増大によってデジタル輝度信号が、上記コントラストゲイン可変回路７及び上記ブライトネス可変回路６のダイナミックレンジをオーバーしないように、前段のＡ／Ｄ変換器３よりもデジタル輝度信号の階調のビット数を増やすなどの処理を行うようにしてもよい。ブライトネス可変回路６に対しては、デジタル輝度信号に対する黒補正制御、すなわちデジタル輝度信号を負側へオフセットさせる制御を行う。これらブライトネス可変回路６に対する制御及びコントラストゲイン可変回路７に対する制御は、フィードフォワード方式の制御として行い、所定値以上の平均輝度レベル範囲において行う。これによって、映像のコントラスト、特に明るい映像の側でコントラストが増大される。コントラスト調整回路部１でコントラストゲインを増大された映像信号は表示部２に送られ、該表示部２において、コントラストが増大された映像が表示される。なお、本第２の実施例でも、上記マイコン８からは別に制御信号が、デジタル輝度信号とデジタル色（色差）信号を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号に変換するカラーマトリックス回路に対し出力されるようになっている。該カラーマトリックス回路では色補正（色の濃さの制御）が行われる。
【００１２】
図７は、上記図６の構成を具体化した構成例を示す図である。
図７において、３０は、デジタル輝度信号Ｙｄのコントラストゲインを変えるコントラストゲイン可変回路（図６の符号７相当）、デジタル輝度信号Ｙｄの３１は、デジタル輝度信号Ｙｄをオフセットさせてその輝度レベルを変えるブライトネス可変回路（図６の符号６相当）、１８'は、上記平均輝度レベルが該当する輝度領域の情報に基づき、上記コントラストゲイン可変回路３０と上記ブライトネス可変回路３１とを制御する制御信号を形成して出力するゲイン制御部である。該ゲイン制御部１８'は、該制御信号により、コントラストゲイン可変回路３０を制御して、黒補正処理による負側へのオフセットで下げる輝度レベルを見越しこれに対応して、ダイナミックレンジの範囲でコントラストゲインを増大させる。上記図６においても説明したように、例えば、このとき、該コントラストゲインの増大によってデジタル輝度信号が、上記コントラストゲイン可変回路３０及び上記ブライトネス可変回路３１のダイナミックレンジをオーバーしないように、前段のＡ／Ｄ変換器よりもデジタル輝度信号の階調のビット数を増やすなどの処理を行うようにしてもよい。また、該ゲイン制御部１８'は、ブライトネス可変回路３１を制御して、該ブライトネス可変回路３１における黒補正制御すなわちデジタル輝度信号を負側へオフセットさせ輝度レベルを下げる。該デジタル輝度信号に対するコントラストゲイン増大と負側へのオフセットとの組合わせ処理により、映像のコントラストを増大させる。その他の部分については、図５に示す第１の実施例の場合と同様である。図７の構成のうち、平均輝度判定部１７及びゲイン制御部１８'は、図６のマイコン８として構成され、Ａ／Ｄ変換器１２、１４、スキャンコンバータ１３、ノイズ除去用ＬＰＦ１５、平均輝度検出回路１６、コントラストゲイン可変回路３０、ブライトネス可変回路３１及びカラーマトリックス回路３２は、例えば、ＬＳＩ（大規模集積回路）として構成される。
【００１３】
上記図７の構成において、入力端子Ｔ１から入力されたアナログ輝度信号Ｙａは、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル輝度信号Ｙｄに変換された後、スキャンコンバータ１３に入力されるとともに、ノイズ除去用ＬＰＦ１５に入力される。ノイズ除去用ＬＰＦ１５においてノイズを除去された後、平均輝度検出回路１６に入力され、該平均輝度検出回路１６では所定期間内における平均輝度レベルが検出される。該検出された平均輝度レベルの信号は、平均輝度判定部１７に入力され、上記検出された平均輝度レベルがどの輝度領域に該当するかが判定される。該判定された輝度領域の情報は、ゲイン制御部１８'に入力される。ゲイン制御部１８'には、上記平均輝度判定部１７から輝度領域判定に用いた平均輝度レベル情報も上記輝度領域情報とともに入力される。該ゲイン制御部１８'では、これらの輝度領域情報及び平均輝度レベル情報に基づき、コントラストゲイン可変回路３０とブライトネス可変回路３１とを、ダイナミックレンジの範囲内で、所定値以上の平均輝度レベル範囲においてコントラストゲインの増大と黒補正との組合わせ処理を行うように制御する制御信号が形成される。一方、入力端子Ｔ２、Ｔ３から入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒは、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換された後、スキャンコンバータ１３に入力され、画素変換される。スキャンコンバータ１３から出力されたデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄは、カラーマトリックス回路３２で、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換され表示部２側に出力される。デジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄは、表示部２で映像として表示される。
上記第２の実施例構成では、上記黒補正処理とコントラストゲイン増大処理とを、デジタル輝度信号に対し、所定値以上の平均輝度レベル範囲において行うとしたが、本発明はこれに限定されず、Ａ／Ｄ変換前のアナログ輝度信号に対して黒補正を行ってもよいし、平均輝度レベル範囲を限定せずに行ってもよい。
上記第２の実施例構成によっても、デジタル輝度信号のダイナミックレンジの範囲を有効に利用し安定した映像のコントラスト向上を図ることが可能となる。
【００１４】
図８、図９は本発明の第３の実施例の説明図である。図８はコントラスト調整回路部を主体とした映像表示装置の構成図、図９は、図８の回路で行う色補正の説明図である。
本第３の実施例は、上記図７の第２の実施例構成にさらに、色補正をする構成を付加した場合の例である。
図８において、３３は、スキャンコンバータ１３から出力されるデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに対し色補正を行うカラーコントロール回路、１８''は、該カラーコントロール回路３３、コントラストゲイン可変回路３０、及びブライトネス可変回路３１を制御するゲイン制御部である。その他の部分については、図７に示す第２の実施例の場合と同様である。つまり、ゲイン制御部１８''は、平均輝度検出回路で検出した平均輝度レベル情報と該平均輝度レベルが該当する輝度領域情報とに基づき、上記図７の場合と同様にして、上記コントラストゲイン可変回路３０と上記ブライトネス可変回路３１とを制御してコントラスト増大を行うとともに、上記カラーコントロール回路３３を制御して色補正を行う。ゲイン制御部１８''は、内部で形成した制御信号により、コントラストゲイン可変回路３０を制御し、黒補正処理による輝度レベルの低減を見越しこれに対応して、ダイナミックレンジの範囲でコントラストゲインを増大させる。例えば、このとき、該コントラストゲインの増大によってデジタル輝度信号が、上記コントラストゲイン可変回路３０及び上記ブライトネス可変回路３１のダイナミックレンジをオーバーしないように、前段のＡ／Ｄ変換器よりもデジタル輝度信号の階調のビット数を増やすなどの処理を行うようにしてもよい。また、該ゲイン制御部１８''は、ブライトネス可変回路３１を制御し、該ブライトネス可変回路３１における黒補正制御すなわちデジタル輝度信号を負側へオフセットさせ輝度レベルを下げる制御を行う。図８の構成のうち、平均輝度判定部１７及びゲイン制御部１８''は、マイコンとして構成され、Ａ／Ｄ変換器１２、１４、スキャンコンバータ１３、ノイズ除去用ＬＰＦ１５、平均輝度検出回路１６、コントラストゲイン可変回路３０、ブライトネス可変回路３１、カラーコントロール回路３３及びカラーマトリックス回路３２は、例えば、ＬＳＩ（大規模集積回路）として構成される。
【００１５】
上記図８の構成において、入力端子Ｔ１から入力されたアナログ輝度信号Ｙａは、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル輝度信号Ｙｄに変換された後、スキャンコンバータ１３に入力されるとともに、ノイズ除去用ＬＰＦ１５に入力される。ノイズ除去用ＬＰＦ１５においてノイズを除去された後、平均輝度検出回路１６に入力され、該平均輝度検出回路１６では所定期間内における平均輝度レベルが検出される。該検出された平均輝度レベルの信号は、平均輝度判定部１７に入力され、ここで上記検出された平均輝度レベルがどの輝度領域に該当するかが判定される。該判定された輝度領域の情報は、ゲイン制御部１８''に入力される。ゲイン制御部１８''には、上記平均輝度判定部１７から輝度領域判定に用いた平均輝度レベル情報も上記輝度領域情報とともに入力される。該ゲイン制御部１８''では、これらの輝度領域情報及び平均輝度レベル情報に基づき制御信号を形成し、コントラストゲイン可変回路３０とブライトネス可変回路３１とを、ダイナミックレンジの範囲内で、所定値以上の平均輝度レベル範囲においてコントラストゲインの増大と黒補正との組合わせ処理を行うように動作させる。また、該ゲイン制御部１８''では、カラーコントロール回路３３を、色補正制御するための制御信号を形成して出力する。一方、入力端子Ｔ２、Ｔ３から入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒは、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換された後、スキャンコンバータ１３に入力され、画素変換される。スキャンコンバータ１３から出力されたデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄは、カラーコントロール回路３３で色補正された後、カラーマトリックス回路３２で、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換され表示部２側に出力される。表示部２では、デジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄは映像として表示される。
【００１６】
図９は、図８におけるコントラスト調整時の黒補正動作に連動させる色補正の説明図である。
コントラスト調整においては、ゲインの増大は輝度信号に対してのみ行う。このため、黒補正レベルに対応するコントラストゲインの増大に伴い、映像の色の濃さが低下する。本第３の実施例では、この対策として、黒補正レベルに対応するコントラストゲインの増大に対応して映像の色の濃さを増大させる色補正を行う。該色補正は、例えば、図９の特性▲１▼また特性▲２▼に従って前記マイコン８が制御する。特性▲１▼は、黒補正レベルが所定の色補正開始レベルに達するまでは色補正を行わず、色補正開始レベルに達した以降の範囲で、色補正のゲイン（カラーゲイン）を該黒補正レベル値に略比例させて増大させ、最大の黒補正レベルで最大のカラーゲインとなるようにする場合の特性である。特性▲２▼は、黒補正レベルとして、上記所定の色補正開始レベルを設けず、色補正のゲイン（カラーゲイン）を黒補正レベル値に略比例させて増大させ、最大の黒補正レベルのときに最大のカラーゲインとなるようにする場合の特性である。これによって、コントラスト調整時の色の濃さの低下を抑えられる。本▲１▼、▲２▼の特性例では、黒補正レベルに対して色補正のゲインを直線的に変化させているが、本発明はこれに限定されない。
上記第３の実施例構成によれば、デジタル輝度信号のダイナミックレンジの範囲を有効利用した映像のコントラスト改善とともに、該コントラスト改善に伴って色の濃さが低下するのを抑えることができる。
【００１７】
図１０は、本発明の第４の実施例を示す図である。コントラスト調整回路部を主体とした映像表示装置の構成例を示す。
本第４の実施例は、コントラスト制御と色補正とを行わせる制御信号を、デジタル輝度信号から検出した平均輝度レベル情報と同最大輝度レベル情報とに基づいて形成する場合の構成例である。
図１０において、１５１は、Ａ／Ｄ変換器１２で得られたデジタル輝度信号Ｙｄのノイズ除去を行うローパスフィルタの１つであるノイズ除去用ＬＰＦ、１６１は、該ノイズ除去用ＬＰＦ１５１の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば１フレームまたは１フィールドにおける最大輝度レベルを検出する最大輝度検出回路、１７１は、最大輝度検出回路１６１で検出された最大輝度レベルの情報（信号）が入力され、該最大輝度レベルが該当する輝度領域を判定する最大輝度判定部、１８'''は、上記最大輝度レベルが該当する輝度領域の情報と、平均輝度レベルが該当する輝度領域の情報と、平均輝度レベル情報とに基づき、コントラストゲイン可変回路３０と、ブライトネス可変回路３１と、カラーコントロール回路３３とを制御する制御信号を形成して出力するゲイン制御部である。他の部分は、上記図８に示す構成と同様である。
【００１８】
上記図１０の構成において、入力端子Ｔ１からのアナログ輝度信号Ｙａは、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル輝度信号Ｙｄに変換される。該デジタル輝度信号Ｙｄは、スキャンコンバータ１３に入力されるとともに、ノイズ除去用ＬＰＦ１５、１５１に入力される。ノイズ除去用ＬＰＦ１５、１５１においてノイズを除去された後、平均輝度検出回路１６と、最大輝度検出回路１６１とに入力され、平均輝度検出回路１６では所定期間内における平均輝度レベルが検出され、最大輝度検出回路１６１では最大輝度レベルが検出される。該検出された平均輝度レベルと最大輝度レベルの情報はそれぞれ、平均輝度判定部１７、最大輝度判定部１７１に入力され、平均輝度判定部１７では、上記検出された平均輝度レベルがどの輝度領域に該当するかが判定され、最大輝度判定部１７１では、上記検出された最大輝度レベルがどの輝度領域に該当するかが判定される。具体的には、検出された平均輝度レベルは、例えば、４つの平均輝度領域、すなわち、高平均輝度領域（高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（低ＡＰＬ領域）、極低平均輝度領域（極低ＡＰＬ領域）のいずれに該当するかが判定される。また、検出された最大輝度レベルも、例えば、３つの最大輝度領域、すなわち、飽和輝度領域（飽和ＭＡＸ領域）、高輝度領域（高ＭＡＸ領域）、低輝度領域（低ＭＡＸ領域）の３領域のいずれに該当するかが判定される。該判定された上記平均輝度レベルが該当する輝度領域の情報と、上記最大輝度レベルが該当する輝度領域の情報とは、ゲイン制御部１８'''に入力される。また、平均輝度判定部１７から輝度領域判定に用いた平均輝度レベルも合わせて入力される。ゲイン制御部１８'''では、これらの輝度領域情報及び平均輝度レベル情報に基づき、コントラストゲイン可変回路３０、ブライトネス可変回路３１、及びカラーコントロール回路３３をそれぞれ制御する制御信号が形成される。一方、入力端子Ｔ２、Ｔ３から入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒも、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換された後、デジタル輝度信号Ｙｄと同様、スキャンコンバータ１３に入力され、画素変換される。スキャンコンバータ１３から出力されたデジタル輝度信号Ｙｄは、コントラストゲイン可変回路３０に入力され、該コントラストゲイン可変回路３０内において、上記ゲイン制御部１８'''からの制御信号によって制御され、黒補正処理による負側へのオフセットで下げられる輝度レベルを見越しこれに対応して、ダイナミックレンジ内で、所定の平均輝度レベルの範囲でコントラストゲインを増大される。例えば、このとき、該コントラストゲインの増大によってデジタル輝度信号が、上記コントラストゲイン可変回路３０及び上記ブライトネス可変回路３１のダイナミックレンジをオーバーしないように、前段のＡ／Ｄ変換器１２よりもデジタル輝度信号の階調のビット数を増やすなどの処理を行うようにしてもよい。コントラストゲインを増大されたデジタル輝度信号Ｙｄはさらにブライトネス可変回路３１に入力される。ブライトネス可変回路３１では、上記制御信号によって制御され、黒補正制御すなわちデジタル輝度信号を負側へオフセットさせ輝度レベルを下げ、コントラストを上げる。一方、入力端子Ｔ２、Ｔ３から入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒは、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換された後、スキャンコンバータ１３に入力され、画素変換される。スキャンコンバータ１３から出力されたデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄは、カラーコントロール回路３３で色補正された後、カラーマトリックス回路３２で、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換され表示部２側に出力される。表示部２では、デジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄは映像として表示される。
上記第４の実施例構成によれば、安定して高いコントラストを得ることができる。色の濃さの低下も抑えられる。
【００１９】
なお、上記各実施例構成では、黒補正処理とコントラストゲイン増大処理とを、Ａ／Ｄ変換後のデジタル輝度信号に対して所定値以上の平均輝度レベル範囲において行うとしたが、本発明はこれに限定されず、黒補正処理、コントラストゲイン増大処理のいずれか一方または両方を、Ａ／Ｄ変換前のアナログ輝度信号に対して行ってもよいし、また、平均輝度レベル範囲を限定せずに行ってもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、平均輝度レベルを検出し、該平均輝度レベルに応じて予め定められた補正量で輝度信号のコントラストゲイン、及び黒補正を制御することで、安定して高いコントラストを得ることができる。映像の色の濃さも改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の基本構成図である。
【図２】図１の構成におけるコントラスト調整動作の説明図である。
【図３】コントラスト調整における平均輝度レベルと黒補正レベルの関係の説明図である。
【図４】コントラスト調整における黒補正レベルとコントラストゲインの関係の説明図である。
【図５】図１の構成の具体的構成例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例の基本構成図である。
【図７】図６の構成の具体的構成例を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例の基本構成図である。
【図９】図８の構成における色補正の説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施例の基本構成図である。
【符号の説明】
１…コントラスト調整回路、 ２…表示部、 ３、１２、１４…Ａ／Ｄ変換器、 ５…信号レベル検出回路、 ６、３１…ブライトネス可変回路、 ７、３０…コントラストゲイン可変回路、 ８…マイコン、 １３…スキャンコンバータ、 １５、１５１…ノイズ除去用ＬＰＦ、 １６…平均輝度検出回路、 １６１…最大輝度検出回路、 １７…平均輝度判定部、 １７１…最大輝度判定部、 １８、１８'、１８''、１８'''…ゲイン制御部、 ３２…カラーマトリックス回路、 ３３…カラーコントロール回路。

Claims (11)

1. 映像信号に基づき映像の表示を行う固定画素デバイスを用いた映像表示装置において、
   前記映像信号の平均輝度レベル情報を用いて前記映像信号の黒補正処理を行う黒補正処理手段と、
   前記映像信号のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、
   制御手段と、を備え、
   前記コントラスト制御手段は前記黒補正手段における黒補正量が所定値以上の場合にコントラストを増大させる制御をし、
   前記制御手段は、前記平均輝度レベル情報が所定値以上の場合に黒補正処理を実行し、上記所定値以下の輝度範囲においては黒補正処理を実行しないように前記黒補正処理手段を制御し、
   かつ前記黒補正処理手段における映像信号の黒補正量に応じて前記映像信号のコントラストを制御するように、前記コントラスト制御手段を制御することを特徴とする映像表示装置。
2. 映像信号に基づき映像の表示を行う固定画素デバイスを用いた映像表示装置において、
   前記映像信号の平均輝度レベル情報を用いて前記映像信号の黒補正処理を行う黒補正処理手段と、
   前記黒補正処理手段における映像信号の黒補正量が所定値以上の場合に前記映像信号のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、を備え、
   前記映像表示装置に、前記平均輝度レベル情報が所定値以上の映像信号が入力された場合には、前記黒補正処理手段により黒補正処理が実行されかつ前記コントラスト制御手段によりコントラスト制御された映像信号が出力され、
   前記平均輝度レベル情報が上記所定値以下の輝度範囲の映像信号が入力された場合には、黒補正処理が実行されない映像信号が出力されることを特徴とする映像表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の映像表示装置において、
   前記固定画素デバイスは、プラズマディスプレイパネルまたは液晶パネルであることを特徴とする映像表示装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の映像表示装置において、
   前記平均輝度レベル情報は、前記映像信号の１フィールドまたは１フレームの映像期間内における平均輝度レベルであることを特徴とする映像表示装置。
5. 請求項１または２に記載の映像表示装置において、
   前記コントラスト制御手段はダイナミックレンジの範囲内でコントラストを増大させる制御をすることを特徴とする映像表示装置。
6. 請求項１または２に記載の映像表示装置において、
   前記映像信号の色補正を行う色補正手段を備えることを特徴とする映像表示装置。
7. 請求項６に記載の映像表示装置において、
   前記色補正手段は、前記黒補正処理手段における黒補正量に応じて色補正することを特徴とする映像表示装置。
8. 請求項６に記載の映像表示装置において、
   前記色補正手段は、前記黒補正処理手段における黒補正量が所定値以上の場合に色補正を行うことを特徴とする映像表示装置。
9. 請求項１または請求項２に記載の映像表示装置において、
   前記黒補正手段は、前記平均輝度レベル情報の増大に伴って前記黒補正量を増大させることを特徴とする映像表示装置。
10. 請求項１または請求項２に記載の映像表示装置において、
    前記コントラスト制御手段は、前記黒補正手段により黒補正処理が行われた映像信号に対してコントラストを制御することを特徴とする映像表示装置。
11. 請求項１または請求項２に記載の映像表示装置において、
    前記黒補正処理手段は、前記映像信号の負側へのオフセットによって前記映像信号の輝度レベルを下げる黒補正処理を行うことを特徴とする映像表示装置。

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