JP3986257B2 - 映像信号処理装置 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン受像機等において、ディジタル化された映像信号に含まれる輝度信号のレベルを補正し、鮮明な画像を表示することを可能にする映像信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン受像機においては、黒い部分の少ない画像では、画面中の黒部分が周囲部から浮き、めりはりのない画像となる。これを防止するため黒レベル補正が行われる。黒レベル補正は、入力輝度信号の最黒部分が基準レベルに近づくように黒方向に伸張する補正であり、その入出力特性は後述の図３に示すようなものである。従来、黒レベル補正は、トランジスタ、抵抗等から構成されるアナログ回路で行われてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、テレビジョン信号処理回路を高集積化するため、映像信号をディジタル化し、ディジタル処理することが求められている。従って、上記の黒レベル補正も、アナログ回路ではなく、入出力特性を表すディジタルデータを格納するＲＯＭ等のメモリを備えたディジタル回路で行うことが必要になってきている。
【０００４】
しかしながら、図３のような非線形の入出力特性をディジタル回路で実現するためには、大容量のメモリが必要であり、製造コストが上昇するという問題がある。本発明は、ディジタル輝度信号の黒レベル補正を行うディジタル回路に必要なメモリの容量を低減することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ディジタル映像信号に含まれるディジタル輝度信号の黒レベルを補正する映像信号処理装置において、入力されるディジタル輝度信号を非線形変換するための入出力特性データを格納したメモリ手段と、前記入力されるディジタル輝度信号の値と第１の固定値とを比較する比較手段と、前記メモリ手段から出力される非線形変換されたディジタル輝度信号を外部から供給される重み付け信号で重み付けする重み付け手段と、該重み付け手段から出力される重み付けされたディジタル輝度信号の値及び第２の固定値の一方を前記比較手段の比較結果に応じて選択して出力する切り替え手段と、該切り替え手段の出力と前記入力されるディジタル輝度信号とを乗算する乗算手段とを備え、前記重み付け手段は、前記メモリ手段から出力される非線形変換されたディジタル輝度信号と外部から供給される重み付け信号との乗算を行う乗算器と、第３の固定値から該乗算器の出力を差し引く減算器とを含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記メモリ手段が、複数の異なる入出力特性データを格納し、外部から供給される制御信号の値に対応する入出力データが前記非線形変換のために使用されることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明の実施の形態１である映像信号処理装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において、１はＲＯＭ、２は乗算器、３は減算器、４は切り替え手段、５は乗算器、６は比較器、７はＯＲゲートである。
【０００９】
図１において、ＲＯＭ１には、８ビットの入力ディジタル輝度信号Y-INの下位７ビットと、後述の黒レベル補正開始点を設定する２ビットの制御信号BLK-S-Pointの全２ビットの計９ビットの信号が入力される。該ＲＯＭ１は、この９ビットの信号の値に対応した値を有する８ビットの信号を乗算器２へ送る。
【００１０】
乗算器２は、このＲＯＭ１からの８ビットの信号と黒レベル補正の重み付けを行うために外部から入力される８ビットの制御信号BLK-S-Weightとの乗算を行う。本実施形態では、この乗算により得られる１６ビットの信号の上位８ビットを減算器３に送る。減算器３は、固定値（本実施形態では‘ＦＦＨ’）から、乗算器２から出力される８ビットの信号の値を減算する。減算器３による減算の結果は切り替え手段４に送られる。切り替え手段４は、後述の切り替え信号が‘１’であれば固定値（本実施形態では‘ＦＦＨ’）を選択し、切り替え信号が‘０’であれば減算器３の出力を選択し、乗算器５に送る。
【００１１】
一方、比較器６にも８ビットのディジタル輝度信号Y-INが入力され、該比較器６は、このディジタル輝度信号と固定値（本実施形態では‘７ＦＨ’）とを比較し、信号Y-INの値が‘７ＦＨ’より大きいとき‘１’の信号、その他のときは‘０’の信号を端子（Ａ＞Ｂ）からＯＲゲート７に送る。
【００１２】
ＯＲゲート７は、その一方の入力端子には比較器６からの出力が入力され、他方の入力端子には黒レベル補正を行うか否かを決定する１ビットの制御信号BLK-S-on/offが外部から入力される。これにより制御信号BLK-S-on/offが‘１’のときには、比較器６の出力結果の如何に関わらず、ＯＲゲート７から切り替え手段４に送られる切り替え信号は‘１’となり、切り替え手段４は固定値‘ＦＦＨ’を選択する。
【００１３】
乗算器５は、上記入力ディジタル輝度信号の全８ビットと、切り替え手段４の出力８ビットとを乗算し、１６ビットの乗算結果を出力する。この乗算器５の１６ビット出力のうち上位８ビットが本実施形態の映像信号処理装置の出力輝度信号Y-OUTとして外部に送出される。切り替え手段４が固定値‘ＦＦＨ’を選択した場合には、黒レベル補正は行われず、入力輝度信号Y-INと出力輝度信号Y-OUTとは線形の関係にあるが、切り替え手段４が減算器３の出力を選択した場合には、黒レベル補正が行われ、図３の実線に示すように、入力輝度信号のレベルが低い部分（図３の場合は５０ＩＲＥ以下の部分）では出力輝度信号は黒方向に伸長される。
【００１４】
図２に、ＲＯＭ１の入出力特性を示す。図２に示すように、ＲＯＭ１に入力される９ビットの入力信号が‘００Ｈ’から‘７ＦＨ’の間にあるときは、その８ビットの出力信号の値は、該入力信号の値の増加に伴い‘００Ｈ’から始まり一度‘ＦＦＨ’に上がった後、また‘００Ｈ’に戻る。９ビット入力信号が‘８０Ｈ’から‘ＦＦＨ’の間、‘１００Ｈ’から‘１７ＦＨ’の間、あるいは‘１８０Ｈ’から‘１ＦＦＨ’の間にある場合においても８ビットの出力信号の値は同様に変化するが、‘００Ｈ’に戻るポイントがそれぞれ異なっている。これらの４種類の入出力特性の‘００Ｈ’に戻るそれぞれのポイント（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）が、黒レベル補正が開始される点となる。
【００１５】
図２において破線で区切られている上記４つの入出力特性のいずれを使用するかは、２ビットの制御信号BLK-S-Pointにより決定される。例えば、この信号が‘００’のとき、‘００Ｈ’から‘７ＦＨ’の範囲の入出力特性が使用され、この場合、上記（ａ）点は‘７ＦＨ’であり、黒レベル補正の開始点は入力輝度レベルで５０ＩＲＥとなる。また、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）点がそれぞれ‘Ｅ６Ｈ’、‘１４ＤＨ’、‘１Ｂ４Ｈ’であるとき、制御信号BLK-S-Pointを‘０１’、‘１０’、あるいは‘１１’とすれば、黒レベル補正開始点を４０ＩＲＥ、３０ＩＲＥ、あるいは２０ＩＲＥにそれぞれ設定することができる。
【００１６】
図３は、制御信号BLK-S-Pointが‘００’のときの本実施形態の装置の輝度信号の入出力特性を示している。上述したように、出力輝度信号（切り替え手段４の８ビットの出力と入力ディジタル輝度信号の８ビットとを乗算して得られる１６ビットの信号の上位８ビット）は、図３の実線に示すように５０ＩＲＥ以下の入力レベルでは黒方向に伸長される。
【００１７】
また、乗算器２に供給される８ビットの重み付け信号BLK-S-Weightの値を小さくすると、乗算器２から出力される８ビットの信号の値もそれに応じて小さくなる。即ち、重み付け信号BLK-S-Weightを小さくしていくと、乗算器２の出力は、図２に示すように実線で表されるＲＯＭ１の出力値から点線で表されるように００Ｈ側に近づいていく。従って減算器３の出力は、固定値ＦＦＨに近づいていくことになり、その結果、装置の入力輝度信号の低レベル部分での入出力特性は、図３の点線に示すように線形特性に近づいていく。
【００１８】
黒レベル補正を行わない状態から黒レベル補正を行う状態に移行する際、８ビットの重み付け信号BLK-S-Weightの値を００ＨからＦＦＨまで徐々に増加させて行くことにより、画面上の変化をゆるやかにし、自然に見せることができる。
【００１９】
以上説明した実施の形態においては、入出力されるディジタル輝度信号を共に８ビット、ＲＯＭ１への入力を９ビット、該ＲＯＭ１からの出力を８ビットとしたが、ビット数はこれらに限られるものではなく、例えば入出力ディジタル輝度信号を共に１０ビットとし、ＲＯＭへの入力を１１ビットとし、該ＲＯＭからの出力を１０ビットとすることも可能である。
【００２０】
また、実施の形態では、ＲＯＭ１における入出力の諧調数を等しくしているが、例えばＲＯＭ１からの出力を７ビットとし、黒レベル補正の際の諧調を粗くすることによりＲＯＭ１の容量を更に低減することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、黒レベル補正を必要としない入出力特性の線形部分では、切り替え手段によりメモリ手段の出力に代えて固定値を選択するので、メモリ手段に線形部分に対応するデータを格納する必要がなく、従ってその分、メモリ手段の容量を小さくすることができる。また、黒レベル補正を行っていない状態から黒レベルを行っている状態に移行する際、重み付け手段による重み付けの量を徐々に大きくしていくことにより、画面上の変化をゆるやかにして自然に見せることが可能になる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、黒レベル補正の開始点を調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の映像信号処理装置の実施の形態の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】 図１の映像信号処理装置のＲＯＭに格納される入出力特性データの説明図である。
【図３】 図１の映像信号処理装置の輝度信号の入出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１ ＲＯＭ、 ２ 乗算器、 ３ 減算器、 ４ 切り替え手段、 ５ 乗算器、 ６ 比較器、 ７ ＯＲゲート。
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン受像機等において、ディジタル化された映像信号に含まれる輝度信号のレベルを補正し、鮮明な画像を表示することを可能にする映像信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン受像機においては、黒い部分の少ない画像では、画面中の黒部分が周囲部から浮き、めりはりのない画像となる。これを防止するため黒レベル補正が行われる。黒レベル補正は、入力輝度信号の最黒部分が基準レベルに近づくように黒方向に伸張する補正であり、その入出力特性は後述の図３に示すようなものである。従来、黒レベル補正は、トランジスタ、抵抗等から構成されるアナログ回路で行われてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、テレビジョン信号処理回路を高集積化するため、映像信号をディジタル化し、ディジタル処理することが求められている。従って、上記の黒レベル補正も、アナログ回路ではなく、入出力特性を表すディジタルデータを格納するＲＯＭ等のメモリを備えたディジタル回路で行うことが必要になってきている。
【０００４】
しかしながら、図３のような非線形の入出力特性をディジタル回路で実現するためには、大容量のメモリが必要であり、製造コストが上昇するという問題がある。本発明は、ディジタル輝度信号の黒レベル補正を行うディジタル回路に必要なメモリの容量を低減することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ディジタル映像信号に含まれるディジタル輝度信号の黒レベルを補正する映像信号処理装置において、入力されるディジタル輝度信号を非線形変換するための入出力特性データを格納したメモリ手段と、前記入力されるディジタル輝度信号の値と第１の固定値とを比較する比較手段と、前記メモリ手段から出力される非線形変換されたディジタル輝度信号を外部から供給される重み付け信号で重み付けする重み付け手段と、該重み付け手段から出力される重み付けされたディジタル輝度信号の値及び第２の固定値の一方を前記比較手段の比較結果に応じて選択して出力する切り替え手段と、該切り替え手段の出力と前記入力されるディジタル輝度信号とを乗算する乗算手段とを備え、前記重み付け手段は、前記メモリ手段から出力される非線形変換されたディジタル輝度信号と外部から供給される重み付け信号との乗算を行う乗算器と、第３の固定値から該乗算器の出力を差し引く減算器とを含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記メモリ手段が、複数の異なる入出力特性データを格納し、外部から供給される制御信号の値に対応する入出力データが前記非線形変換のために使用されることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明の実施の形態１である映像信号処理装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において、１はＲＯＭ、２は乗算器、３は減算器、４は切り替え手段、５は乗算器、６は比較器、７はＯＲゲートである。
【０００９】
図１において、ＲＯＭ１には、８ビットの入力ディジタル輝度信号Y-INの下位７ビットと、後述の黒レベル補正開始点を設定する２ビットの制御信号BLK-S-Pointの全２ビットの計９ビットの信号が入力される。該ＲＯＭ１は、この９ビットの信号の値に対応した値を有する８ビットの信号を乗算器２へ送る。
【００１０】
乗算器２は、このＲＯＭ１からの８ビットの信号と黒レベル補正の重み付けを行うために外部から入力される８ビットの制御信号BLK-S-Weightとの乗算を行う。本実施形態では、この乗算により得られる１６ビットの信号の上位８ビットを減算器３に送る。減算器３は、固定値（本実施形態では‘ＦＦＨ’）から、乗算器２から出力される８ビットの信号の値を減算する。減算器３による減算の結果は切り替え手段４に送られる。切り替え手段４は、後述の切り替え信号が‘１’であれば固定値（本実施形態では‘ＦＦＨ’）を選択し、切り替え信号が‘０’であれば減算器３の出力を選択し、乗算器５に送る。
【００１１】
一方、比較器６にも８ビットのディジタル輝度信号Y-INが入力され、該比較器６は、このディジタル輝度信号と固定値（本実施形態では‘７ＦＨ’）とを比較し、信号Y-INの値が‘７ＦＨ’より大きいとき‘１’の信号、その他のときは‘０’の信号を端子（Ａ＞Ｂ）からＯＲゲート７に送る。
【００１２】
ＯＲゲート７は、その一方の入力端子には比較器６からの出力が入力され、他方の入力端子には黒レベル補正を行うか否かを決定する１ビットの制御信号BLK-S-on/offが外部から入力される。これにより制御信号BLK-S-on/offが‘１’のときには、比較器６の出力結果の如何に関わらず、ＯＲゲート７から切り替え手段４に送られる切り替え信号は‘１’となり、切り替え手段４は固定値‘ＦＦＨ’を選択する。
【００１３】
乗算器５は、上記入力ディジタル輝度信号の全８ビットと、切り替え手段４の出力８ビットとを乗算し、１６ビットの乗算結果を出力する。この乗算器５の１６ビット出力のうち上位８ビットが本実施形態の映像信号処理装置の出力輝度信号Y-OUTとして外部に送出される。切り替え手段４が固定値‘ＦＦＨ’を選択した場合には、黒レベル補正は行われず、入力輝度信号Y-INと出力輝度信号Y-OUTとは線形の関係にあるが、切り替え手段４が減算器３の出力を選択した場合には、黒レベル補正が行われ、図３の実線に示すように、入力輝度信号のレベルが低い部分（図３の場合は５０ＩＲＥ以下の部分）では出力輝度信号は黒方向に伸長される。
【００１４】
図２に、ＲＯＭ１の入出力特性を示す。図２に示すように、ＲＯＭ１に入力される９ビットの入力信号が‘００Ｈ’から‘７ＦＨ’の間にあるときは、その８ビットの出力信号の値は、該入力信号の値の増加に伴い‘００Ｈ’から始まり一度‘ＦＦＨ’に上がった後、また‘００Ｈ’に戻る。９ビット入力信号が‘８０Ｈ’から‘ＦＦＨ’の間、‘１００Ｈ’から‘１７ＦＨ’の間、あるいは‘１８０Ｈ’から‘１ＦＦＨ’の間にある場合においても８ビットの出力信号の値は同様に変化するが、‘００Ｈ’に戻るポイントがそれぞれ異なっている。これらの４種類の入出力特性の‘００Ｈ’に戻るそれぞれのポイント（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）が、黒レベル補正が開始される点となる。
【００１５】
図２において破線で区切られている上記４つの入出力特性のいずれを使用するかは、２ビットの制御信号BLK-S-Pointにより決定される。例えば、この信号が‘００’のとき、‘００Ｈ’から‘７ＦＨ’の範囲の入出力特性が使用され、この場合、上記（ａ）点は‘７ＦＨ’であり、黒レベル補正の開始点は入力輝度レベルで５０ＩＲＥとなる。また、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）点がそれぞれ‘Ｅ６Ｈ’、‘１４ＤＨ’、‘１Ｂ４Ｈ’であるとき、制御信号BLK-S-Pointを‘０１’、‘１０’、あるいは‘１１’とすれば、黒レベル補正開始点を４０ＩＲＥ、３０ＩＲＥ、あるいは２０ＩＲＥにそれぞれ設定することができる。
【００１６】
図３は、制御信号BLK-S-Pointが‘００’のときの本実施形態の装置の輝度信号の入出力特性を示している。上述したように、出力輝度信号（切り替え手段４の８ビットの出力と入力ディジタル輝度信号の８ビットとを乗算して得られる１６ビットの信号の上位８ビット）は、図３の実線に示すように５０ＩＲＥ以下の入力レベルでは黒方向に伸長される。
【００１７】
また、乗算器２に供給される８ビットの重み付け信号BLK-S-Weightの値を小さくすると、乗算器２から出力される８ビットの信号の値もそれに応じて小さくなる。即ち、重み付け信号BLK-S-Weightを小さくしていくと、乗算器２の出力は、図２に示すように実線で表されるＲＯＭ１の出力値から点線で表されるように００Ｈ側に近づいていく。従って減算器３の出力は、固定値ＦＦＨに近づいていくことになり、その結果、装置の入力輝度信号の低レベル部分での入出力特性は、図３の点線に示すように線形特性に近づいていく。
【００１８】
黒レベル補正を行わない状態から黒レベル補正を行う状態に移行する際、８ビットの重み付け信号BLK-S-Weightの値を００ＨからＦＦＨまで徐々に増加させて行くことにより、画面上の変化をゆるやかにし、自然に見せることができる。
【００１９】
以上説明した実施の形態においては、入出力されるディジタル輝度信号を共に８ビット、ＲＯＭ１への入力を９ビット、該ＲＯＭ１からの出力を８ビットとしたが、ビット数はこれらに限られるものではなく、例えば入出力ディジタル輝度信号を共に１０ビットとし、ＲＯＭへの入力を１１ビットとし、該ＲＯＭからの出力を１０ビットとすることも可能である。
【００２０】
また、実施の形態では、ＲＯＭ１における入出力の諧調数を等しくしているが、例えばＲＯＭ１からの出力を７ビットとし、黒レベル補正の際の諧調を粗くすることによりＲＯＭ１の容量を更に低減することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、黒レベル補正を必要としない入出力特性の線形部分では、切り替え手段によりメモリ手段の出力に代えて固定値を選択するので、メモリ手段に線形部分に対応するデータを格納する必要がなく、従ってその分、メモリ手段の容量を小さくすることができる。また、黒レベル補正を行っていない状態から黒レベルを行っている状態に移行する際、重み付け手段による重み付けの量を徐々に大きくしていくことにより、画面上の変化をゆるやかにして自然に見せることが可能になる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、黒レベル補正の開始点を調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の映像信号処理装置の実施の形態の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】 図１の映像信号処理装置のＲＯＭに格納される入出力特性データの説明図である。
【図３】 図１の映像信号処理装置の輝度信号の入出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１ ＲＯＭ、 ２ 乗算器、 ３ 減算器、 ４ 切り替え手段、 ５ 乗算器、 ６ 比較器、 ７ ＯＲゲート。
Claims (2)
- ディジタル映像信号に含まれるディジタル輝度信号の黒レベルを補正する映像信号処理装置において、入力されるディジタル輝度信号を非線形変換するための入出力特性データを格納したメモリ手段と、前記入力されるディジタル輝度信号の値と第１の固定値とを比較する比較手段と、前記メモリ手段から出力される非線形変換されたディジタル輝度信号を外部から供給される重み付け信号で重み付けする重み付け手段と、該重み付け手段から出力される重み付けされたディジタル輝度信号の値及び第２の固定値の一方を前記比較手段の比較結果に応じて選択して出力する切り替え手段と、該切り替え手段の出力と前記入力されるディジタル輝度信号とを乗算する乗算手段とを備え、
前記重み付け手段は、前記メモリ手段から出力される非線形変換されたディジタル輝度信号と外部から供給される重み付け信号との乗算を行う乗算器と、第３の固定値から該乗算器の出力を差し引く減算器とを含む
ことを特徴とする映像信号処理装置。 - 前記メモリ手段は、複数の異なる入出力特性データを格納し、外部から供給される制御信号の値に対応する入出力データが前記非線形変換のために使用されることを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
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| JP2001004602A JP3986257B2 (ja) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | 映像信号処理装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002209123A JP2002209123A (ja) | 2002-07-26 |
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