JP4150710B2

JP4150710B2 - 映像の局部的輝度向上方法、装置及びコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

Info

Publication number: JP4150710B2
Application number: JP2004320108A
Authority: JP
Inventors: ▲援▼ 熙崔; 昌容金; 性徳李
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2024-11-04
Also published as: JP2005141222A; US7447379B2; CN100469151C; KR20050042699A; EP1530155A3; CN1615029A; US20050094892A1; EP1530155A2; KR100590529B1

Description

本発明はカラー映像処理に係り、特に、映像の局部的輝度向上方法及び装置と、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する

従来の映像輝度向上方法において、色映像表示装置の劣った輝度表示能力を調整または向上を行っている。このような映像輝度向上方法は、３種類に大別される。これらのうち第１群に属する映像輝度向上方法が特許文献１ないし３に開示されている。このような第１群に属する従来の映像の輝度向上方法は、入力映像の全体輝度特性によって表示される出力映像の全体輝度を調整するパラメータを決定する。

第２群に属する映像輝度向上方法が特許文献４に開示されている。このような第２群に属する従来の映像の輝度向上方法は、入力映像の輝度を示す輝度領域の一部ではなく入力映像自体の一部に関する情報を用いて出力映像の全体的な輝度を補償するパラメータを決定する。

前述した第１群及び第２群に属する従来の映像の輝度向上方法は入力映像の輝度領域のうち一部領域の輝度のみ補償することはできないので、入力映像の全体的な輝度識別力を向上させ難く、かつ全体輝度領域の輝度を補償するために輝度補償時間が長い問題点を持つ。

第３群に属する映像輝度向上方法が特許文献５に開示されている。このような第３群に属する従来の映像の輝度向上方法は、入力信号と関係なくディスプレイ装置の輝度特性によってパラメータを調節して出力映像の輝度を補償するものである。

前述した第３群に属する従来の映像の輝度向上方法はディスプレイ装置の特性による輝度表現の低下は防止できるが、入力映像の劣った輝度特性を補償できない問題点を持つ。
米国特許第５，１３２，７９６号明細書（Ｍｅｔｈｏｄａｎｄａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｄｉｇｉｔａｌｌｙｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｇａｍｍａｐｅｄｅｓｔａｌａｎｄｇａｉｎ）米国特許第５，２５５，０９３号明細書（Ａｐｐａｒａｔｕｓａｎｄａｍｅｔｈｏｄｆｏｒｌｉｍｉｔｉｎｇｇａｉｎｉｎａｄｉｇｉｔａｌｇａｍｍａｃｏｒｒｅｃｔｏｒ）米国特許第６，５１５，６７６号明細書（Ａｎａｌｏｇｉｎｔｅｒｆａｃｅｄｉｓｐｌａｙａｐｐａｒａｔｕｓｗｉｔｈｃｏｌｏｒｄｉｓｐｌａｙｃｏｎｔｒｏｌ）米国特許第５，３９４，１９５号明細書（Ｍｅｔｈｏｄａｎｄａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｇａｍｍａｃｏｎｔｒａｓｔｃｏｎｔｒｏｌ）米国特許第６，４１４，６５９号明細書（ＬＣＤｇａｉｎａｎｄｏｆｆｓｅｔｖａｌｕｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍａｎｄｍｅｔｈｏｄ）

本発明が解決しようとする技術的課題は、入力映像の輝度を示す輝度空間の局部的な領域のみを輝度補償できる映像の局部的輝度向上方法を提供することにある。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、入力映像の輝度を示す輝度空間の局部的な領域のみを輝度補償できる映像の局部的輝度向上装置を提供することにある。
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、入力映像の輝度を示す輝度空間の局部的な領域のみを輝度補償できるコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。

本発明は、映像の局部的輝度向上方法であって、（ａ）入力映像の輝度を表現する輝度空間から補償すべき輝度を有する一部領域を選別する段階と、（ｂ）前記選別された一部領域の輝度を補償する段階と、を具備し、前記（ａ）段階は、更に、（ａ１）前記入力映像を複数のブロックに分ける段階と、（ａ２）前記各ブロックに含まれる画素の輝度値を用いて前記各複数のブロックの代表輝度値を抽出する段階と、（ａ３）輝度補償区間に属する代表輝度値を持つブロックの補償ブロックを選別する段階と、を具備し、前記（ｂ）段階は、更に、（ｂ１）前記補償ブロックに適用される輝度補償量を決定する段階と、（ｂ２）前記各補償ブロックに含まれる画素の輝度を、前記決定された前記輝度補償量を用いて補償する段階と、（ｂ３）輝度補償された画素を含むブロック及び、前記輝度補償区間に属していない前記代表輝度値を持つブロックである非補償ブロックを用いて出力映像を形成する段階と、（ｂ４）前記出力映像を表示する段階と、を具備し、前記選別された一部領域は、前記選別されたブロックの代表輝度値を含み、前記輝度補償区間は、前記出力映像をディスプレイするディスプレイ部の輝度特性又はガンマ特性を用いて設定されることを特徴とする。

また、本発明は、映像の局部的輝度向上装置であって、入力映像の輝度を表現する輝度空間から補償すべき輝度を有する一部領域を選別する輝度補償領域選別部と、前記選別された一部領域の輝度を補償する映像部と、を具備し、前記輝度補償領域選別部は、更に、
前記入力映像をブロックに分ける映像分割部と、前記各ブロックに含まれる各画素の輝度値から前記各ブロックの代表輝度値を抽出する代表輝度値抽出部と、輝度補償区間に属する代表輝度値を持つブロックである補償ブロックを選別するブロック選別部と、を具備し、前記映像部は、更に、前記補償ブロックに適用される輝度補償量を決定する補償量決定部と、前記各補償ブロックに含まれる各画素の輝度を、前記決定された前記輝度補償量を用いて補償する輝度補償部と、輝度補償された画素を含むブロック及び前記輝度補償区間に属していない前記代表輝度値を持つブロックである非補償ブロックを用いて出力映像を構成する映像構成部と、前記出力映像を表示するディスプレイ部と、を具備し、前記選別された一部領域は前記選別されたブロックの代表輝度値を含み、前記輝度補償区間は、前記ディスプレイ部の輝度特性又はガンマ特性を用いて設定されることを特徴とする。

さらに、本発明は、映像の局部的輝度向上するコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、コンピュータに、（ａ）入力映像の輝度を表現する輝度空間から補償すべき輝度を有する一部領域を選別する段階と、（ｂ）前記選別された一部領域の輝度を補償する段階と、を実行させ、前記（ａ）段階は、更に、前記入力映像をブロックに分ける段階と、前記各ブロックに含まれる各画素の輝度値を用いて前記各ブロックの代表輝度値を抽出する段階と、輝度補償区間に属する代表輝度値を持つブロックである補償ブロックを選別する段階と、を含み、前記（ｂ）段階は、更に、前記補償ブロックに適用される輝度補償量を決定する段階と、前記各補償ブロックに含まれる各画素の輝度を前記決定された前記輝度補償量を用いて補償する段階と、輝度補償された画素を含むブロック及び前記輝度補償区間に属していない前記代表輝度値を持つブロックである非補償ブロックを用いて出力映像を構成する段階と、前記出力映像を表示する段階と、を含み、前記選別された一部領域は前記選別されたブロックの代表輝度値を含み、前記輝度補償区間は、前記出力映像をディスプレイするディスプレイ部の輝度特性又はガンマ特性を用いて設定されることを特徴とする。

本発明による映像の局部的輝度向上方法、装置及びコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、ディスプレイ部の特性に起因する入力映像の劣った輝度表現部分を補償してディスプレイ部が持つ輝度表現能力を補完または極大化させ、入力映像の輝度空間で劣るか、または向上させる必要がある一部分の輝度を向上させる。これにより入力映像の部分的な識別力を高め、映像のコントラストを改善させ、高輝度や低輝度空間に含まれうる色成分の歪みを防止できる。特にブロック単位で輝度を補償するために、すなわち、補償ブロックに対してのみ輝度補償するために高速で輝度補償を実行でき、周辺を考慮して輝度を補償するために周辺領域との境界を発生させずに輝度を補償でき、特に入力映像の輝度空間のうち一部領域の輝度表現力を向上させることができる。そのため、医療映像や航空写真のように入力映像の輝度分布が一部に偏った特殊な場合において、入力映像の部分的なコントラスト向上にさらに有効に利用できる。

図１は、本発明による映像の局部的輝度向上方法を説明するためのフローチャートである。本発明による映像の局部的輝度向上方法は、入力映像の輝度を示す輝度空間のうち一部領域を選別して輝度を補償する段階（第１０及び第１２段階）よりなる。

本発明による映像の局部的輝度向上方法はまず、入力映像の輝度を表現する輝度空間のうち輝度補償すべき一部領域を選別する（第１０段階）。ここで、輝度補償の必要性は、ディスプレイ部（図示せず）が持つ輝度表現特性が劣るために引き起こされることもあり、入力映像自体が持つ輝度特性が劣るために引き起こされることもある。ディスプレイ部とは、第１２段階で構成される出力映像を表示する役割を果たすものであり、図１に図示された映像の局部的輝度向上方法を行う映像の局部的輝度向上装置に含まれるものである。

図２は、図１に図示された第１０段階に関する一実施形態である第１０Ａ段階を説明するためのフローチャートである。第１０Ａ段階は、入力映像を分けたブロックのうち輝度補償すべきブロックを選別する段階（第３０〜第３４段階）よりなる。

第１０Ａ段階を実行するために、まず、入力映像をブロックに分ける（第３０段階）。本発明の一実施形態によれば、入力映像を分けたブロックは異なるサイズを有していてもよい。すなわち、入力映像は不規則的に分けてもよい。

本発明の他の実施形態によれば、入力映像を分けたブロックは相等しい所定サイズを持ってもよい。すなわち、入力映像は規則的に分けてもよい。

本発明のさらに他の実施形態によれば、入力映像を分ける各ブロックは多数個のマイクロブロックを持つマクロブロックに該当してもよい。ここで、マクロブロックのサイズは相等しく、マイクロブロックのサイズも相等しい。

本発明による映像の局部的輝度向上方法を実行する映像の局部的輝度向上装置の製造コストや性能に応じて前述した３つの実施形態のうち一つを選択することができる。この時、入力映像を分けるブロックのサイズを小さく設定し過ぎないために、入力映像を、前述したようにマクロブロックに分けることができる。なぜなら、ブロックのサイズを小さく設定し過ぎた場合、入力映像の輝度空間のうち一部領域のみを選別的に輝度補償することによってエラーが引き起こされる恐れがあるからである。したがって、出力映像を表示するディスプレイ部のサイズに相応してブロックのサイズを決定できる。

図３はブロック単位に分けられた入力映像を例示する図面である。入力画像は、複数個のマクロブロック４０、４２、４４、４６で構成される。

図３に図示された入力映像はマクロブロック４０、４２、４４、４６に分けられ、各マクロブロックはマイクロブロック５０、５２、５４、５６に分けてもよい。マクロブロック４０のサイズはマイクロブロック５０、５２、５４、５６のサイズより大きく、各マイクロブロック５０、５２、５４、５６は少なくとも一つの画素を含む。例えば、図３に図示された入力映像は１５×１５ピクセルで構成されたマクロブロックに分けられうる。この場合、マイクロブロックのサイズが５×５ピクセルであれば、各マクロブロックは３×３個のマイクロブロックよりなる。

第３０段階後に、各ブロックに含まれる各画素の輝度値を用いて各ブロックの代表輝度値を抽出する（第３２段階）。

もし、入力映像に関する映像情報が輝度値と色度値とに分類されていれば、代表輝度値を抽出する時に用いられる各画素の輝度値は映像情報の輝度値をそのまま使用する。例えば、入力映像に関する映像情報がＹＣｒＣｂのように輝度値Ｙと色度値ＣｒＣｂとに分類されている場合、各ブロックに含まれる各画素の輝度値は映像情報の輝度値Ｙをそのまま使用する。この時、輝度値Ｙ及び色度値ＣｒＣｂは次の数式（１）のように標準化することができる。

図４は、図２に図示された第３２段階に関する本発明による一実施形態である第３２Ａ段階を説明するためのフローチャートである。第３２Ａ段階は、映像情報から各画素の輝度値を抽出して代表輝度値を生成する段階（第５８及び第５９段階）よりなる。

入力映像に関する映像情報が輝度値と色度値とに分類されてない場合、代表輝度値を抽出する時に用いられる各画素の輝度値は映像情報から色座標変換を通じて抽出される（第５８段階）。例えば、入力映像に関する映像情報がＲＧＢ（ＲｅｄＧｒｅｅｎＢｌｕｅ）のように輝度値と色度値とに分類されていない場合、次の数式（２）のような色座標変換過程を通じてＲＧＢ映像情報から輝度値Ｙ及び色度値ＣｒＣｂを抽出する。

第５８段階後に、映像情報から抽出された輝度値Ｙを用いて該当するブロックの代表輝度値を生成する（第５９段階）。
本発明の一実施形態によれば、第３２段階で、各ブロックに含まれる各画素の輝度値の平均値をそのブロックの代表輝度値として決定してもよい。
本発明の他の実施形態によれば、第３２段階で、各ブロックに含まれる各画素の輝度値のうち任意の輝度値を選択し、その選択された輝度値をそのブロックの代表輝度値として決定してもよい。

例えば、第３０段階で入力映像が図３に図示されたようにマクロブロックに分けられ、各マクロブロックはマイクロブロックに分けられるとする。この場合、図３に図示された各マクロブロック４０、４２、４４、４６の代表輝度値は次の数式（３）のように表現できる。

ここで、Ｙ_mはｍ番目マクロブロック４０、４２、４４、４６の代表輝度値を表し、ｍは入力映像に含まれたＭ個のマクロブロックのうち順番を表し、１≦ｍ≦Ｍであり、Ｎは各マクロブロック４０、４２、４４、４６に含まれるマイクロブロックの総個数を表し、ｎはＮ個のマイクロブロックのうち順番を表し、１≦ｎ≦Ｎであり、ｙ_nはｎ番目マイクロブロックの代表輝度値を表す。この時、ｙ_nは次の数式（４）のように表現されることもあり、ｎ番目マイクロブロックに含まれた画素の輝度値のうちから任意に選択されることもある。

ここで、Ｉは各マイクロブロック５０、５２、５４、５６に含まれる画素の総個数を表し、ｙ_iはマイクロブロックに含まれる画素のうちｉ番目画素の輝度値を表す。

一方、第３２段階後に、入力映像を分けるあらゆるブロックのうち輝度補償区間に属する代表輝度値を持つブロック（以下、補償ブロックという。）のみを選別する（第３４段階）。この時、第１０段階で選別された一部領域とは、第３４段階で選別された補償ブロックの代表輝度値よりなる。すなわち、いずれかのブロックの代表輝度値が輝度補償区間に属していれば、そのブロックは補償すべき輝度を有する補償ブロックであると決定される。

本発明によれば、輝度補償区間はディスプレイ部の輝度特性やガンマ特性を用いて設定されるか、または入力映像自体の輝度特性に相応して設定される。このような輝度補償区間は変更してもよい。すなわち、輝度補償区間の開始点及び終了点は、変更可能である。

また、輝度補償区間は図１に図示された映像の輝度向上方法が行われる前にあらかじめ設定されることもあり、図１に図示された映像の輝度向上方法が行われる間に設定されることもある。例えば、ディスプレイ部の輝度特性やガンマ特性が劣った部分を輝度補償区間として設定する場合、輝度補償区間はあらかじめ設定できる。しかし、入力映像自体で輝度表現が減少した部分や輝度表現を向上させる必要のある部分を輝度補償区間として設定する場合、輝度補償区間は第３２段階後に設定されることもある。

図５（ａ）〜（ｃ）は、各々入力映像の輝度値Ｙ_INと出力映像の輝度値Ｙ_OUT間の関係を示すグラフである。ここで、横軸は入力映像の輝度値Ｙ_INを表し、縦軸は出力映像の輝度値Ｙ_OUTを表す。

例えば、ディスプレイ部に入力される試験的な入力映像の輝度値Ｙ_INとその試験的な入力映像Ｙ_INに対する出力映像の輝度値Ｙ_OUT間の関係は、ディスプレイ部が持つ固有な輝度特性により図５（ａ）〜（ｃ）に図示された特性曲線７０、７２、７４のように表すことができる。この場合、特性曲線７０、７２、７４で劣った輝度特性を持つ部分を輝度補償区間６０、６２、６４として設定できる。

入力映像で劣るか、または向上させる必要がある輝度の特性を表す特性曲線７０、７２、７４を、図５（ａ）〜（ｃ）のように表すことができる。この場合、特性曲線７０、７２、７４で劣るか、または向上させる必要がある輝度特性を持つ部分を輝度補償区間６０、６２、６４として設定できる。

輝度補償区間が図５の（ａ）〜（ｃ）に図示されたように設定される場合、輝度補償区間６０、６２、６４に属する代表輝度値を持つブロックを補償ブロックとして選別する（第３４段階）。

一方、第１０段階後に、選別された一部領域の輝度を補償する（第１２段階）。

図６は、図１に図示された第１２段階に関する本発明による一実施形態である第１２Ａ段階を説明するためのフローチャートである。第１２Ａ段階は、補償ブロックに含まれる各画素の輝度を補償する段階（第１００及び第１０２段階）及び出力映像を構成して表示する段階（第１０４及び第１０６段階）よりなる。

第１０段階後に、あらゆる補償ブロックに適用される輝度補償量をそれぞれ決定する（第１００段階）。この時、輝度補償区間に属していない代表輝度値を持つブロックである非補償ブロックに対しては輝度補償量を決定しない。すなわち、非補償ブロックに対する輝度補償量を‘０’として設定し得る。本発明のこの実施形態によれば、補償ブロックの
代表輝度値と、補償ブロックの周辺に位置するブロックである周辺ブロックの代表輝度値間の差を増加するように補償ブロックの輝度補償量を決定する。しかし、補償ブロック別輝度補償量は周辺ブロックの補償量を考慮して決定して、補償ブロックと周辺ブロック間に急激な変化によるブロッキングアーチファクト（ｂｌｏｃｋｉｎｇａｒｔｉｆａｃｔ）の発生を防止することができる。

この時、入力映像が前述したようにマクロブロックに分けられる場合、補償ブロックとなるマクロブロック、すなわち、輝度補償区間に属する代表輝度値を持つマクロブロックに対する輝度補償量が第１００段階で決定される。

第１００段階後に、各補償ブロックに含まれる各画素の輝度を第１００段階で決定されたその補償ブロックの輝度補償量を用いて補償する（第１０２段階）。この時、補償ブロックに含まれる各画素の輝度補償量は補償ブロック内でその画素の位置によって異なって決定される。これについての実施形態を説明すれば次の通りである。

図７は任意の画素の輝度を補償する補償量を説明するための例示図である。同図において、補償ブロック１０８及び周辺ブロック１０９を示す。

本発明の実施形態によれば、補償ブロック１０８に含まれる各画素の輝度補償量Ｃは次の数式（５）のように求めることができる。

ここで、ｄ₁は輝度補償量Ｃが求められる画素、すなわち、補償ブロック１０８に含まれる任意の画素の位置Ｐ_２と補償ブロック１０８の中心Ｐ_１間の距離に該当し、ｄ₂は位置Ｐ₁と周辺ブロック１０９の中心Ｐ₃間の距離に該当する。この時、Ｃ₁は第１００段階で決定された補償ブロック１０８の輝度補償量であり、Ｃ₂は第１００段階で決定された周辺ブロック１０９の輝度補償量である。

この時、数式（５）を使用して求められた輝度補償量Ｃを該当位置Ｐ₁にある画素に適用してその画素の輝度を補償する。

このように、入力映像を分けたブロックのうちあらゆる補償ブロックそれぞれに含まれる各画素に対して前述した第１０２段階でのように輝度を補償する。したがって、図５（ａ）〜（ｃ）に図示された輝度補償区間の特性曲線７０、７２、７４が矢印方向に調整され、補償された特性曲線８０、８２、８４を獲得できる。

本発明によれば、第１０２段階で、各補償ブロックに含まれる各画素の輝度をその画素の彩度によって異なって補償することもある。なぜなら、ＹＣｒＣｂ色空間で低輝度特性を持つ赤（Ｒ）と青（Ｂ）の場合には、輝度補償区間に含まれつつ高彩度を持つ場合に画素の輝度値を少しだけ上げてもその画素の色域を離脱することがあるからである。例えば、各画素の彩度とその画素に適用する輝度補償量とは反比例させうる。すなわち、各画素の彩度が高いほどその画素に適用する輝度補償量を小さく設定する。

第１０２段階後に、輝度補償された画素を含むブロック及び非補償ブロックを用いて出力映像を構成する（第１０４段階）。入力映像に関する映像情報が輝度値と色度値とに分類されている場合、輝度補償された画素を含むブロック及び非補償ブロックを用いて出力映像を構成すればよい。しかし、入力映像に関する映像情報が輝度値と色度値とに分類されていない場合、輝度補償された画素を含むブロックに含まれる各画素の輝度値を次の数式（６）のように輝度値と色度値とが分類できず、例えばＲＧＢの形態に再び逆変換する必要がある。

このように、逆変換された輝度値を持つ画素を含むブロック及び非補償ブロックを用いて出力映像を構成する。すなわち、図４に図示された第５８段階で映像情報から抽出された後に第１０２段階で補償された輝度値を第１０４段階でその色度値と再融合し、輝度値と色度値とに分離されていない形態を持つ映像情報に再構成する。

第１０４段階後に、出力映像を表示する（第１０６段階）。この時、図２に図示された第３２段階で抽出された代表輝度値が逆ガンマ補正を反映した値ならば、第１０６段階で出力映像をガンマ補正して表示する。

以下、本発明による映像の局部的輝度向上装置の構成及び動作を添付した図面を参照して次のように説明する。

図８は、本発明による映像の局部的輝度向上装置の一実施形態のブロック図である。図８を参照すると、本実施形態の映像の局部的輝度向上装置は、輝度補償領域選別部１１０及び映像部１１２で構成される。

図８に図示された映像の局部的輝度向上装置は図１に図示された映像の輝度向上方法を実行する役割をする。

第１０段階を実行するために、輝度補償領域選別部１１０は入力端子ＩＮ１を通じて入力した入力映像の輝度を表現する輝度空間のうち輝度補償すべき一部領域を選別し、その選別された領域に関する情報を映像部１１２に出力する。

第１２段階を実行するために、図８に図示された映像部１１２は、輝度補償領域選別部１１０から入力した情報により認識した選別された一部領域の輝度を補償し、補償された結果を出力端子ＯＵＴ１を通じて出力する。

図９は、図８に図示された輝度補償領域選別部１１０の本発明による望ましい一実施形態である輝度補償領域選別部１１０Ａのブロック図である。図９を参照すると、輝度補償領域選別部１１０Ａは、映像分割部１３０、代表輝度値抽出部１３２及びブロック選別部１３４で構成される。

図９に図示された輝度補償領域選別部１１０Ａは、図２に図示された第１０Ａ段階を実行する役割をする。

第３０段階を実行するために、映像分割部１３０は入力端子ＩＮ２を通じて入力した入力映像をブロックに分け、その結果を代表輝度値抽出部１３２に出力する。

第３２段階を実行するために、代表輝度値抽出部１３２は映像分割部１３０から入力した各ブロックに含まれる各画素の輝度値から各ブロックの代表輝度値を抽出し、その抽出した各ブロックの代表輝度値をブロック選別部１３４に出力する。

第３４段階を実行するために、ブロック選別部１３４は、代表輝度値抽出部１３２から入力した各ブロックの代表輝度値を用いて輝度補償区間に属する代表輝度値を持つブロックである補償ブロックを選別し、その選別された結果を出力端子ＯＵＴ２を通じて映像部１１２に出力する。

図１０は、図８に図示された映像部１１２の本発明による実施形態である映像部１１２Ａのブロック図である。図１０を参照すると、映像部１１２Ａは、補償量決定部１５０、輝度補償部１５２、映像構成部１５４及びディスプレイ部１５６で構成される。

図１０に図示された映像部１１２Ａは、図６に図示された第１２Ａ段階を実行する役割をする。

第１００段階を実行するために、補償量決定部１５０は、入力端子ＩＮ３を通じて輝度補償領域選別部１１０から入力した選別された結果から認識した補償ブロックに適用される輝度補償量を決定し、その決定された補償ブロック別輝度補償量を輝度補償部１５２に出力する。

第１０２段階を実行するために、輝度補償部１５２は、各補償ブロックに含まれる各画素の輝度を、補償量決定部１５０で決定された輝度補償量を用いて補償し、その補償された結果を映像構成部１５４に出力する。

第１０４段階を実行するために、映像構成部１５４は、輝度補償された画素を含むブロックに関する情報を輝度補償部１５２から入力し、輝度補償区間に属していない代表輝度値を持つブロックである非補償ブロックに関する情報を入力端子ＩＮ４を通じて輝度補償領域選別部１１０から入力して出力映像を構成し、その構成された出力映像をディスプレイ部１５６に出力する。

第１０６段階を実行するために、ディスプレイ部１５６は、映像構成部１５４から入力した出力映像を出力端子ＯＵＴ３を通じて表示する。

以下、本発明によるコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な録媒体を説明する。

本発明によるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されるコンピュータプログラムは入力映像の輝度を表現する輝度空間のうち輝度補償すべき一部領域を選別する段階及び選別された一部領域の輝度を補償する段階を実行する。

この時、一部領域を選別する段階において、入力映像をブロックに分ける段階と、各ブロックに含まれた画素の輝度値を用いて各ブロックの代表輝度値を抽出する段階及び輝度補償区間に属する代表輝度値を持つブロックである補償ブロックを選別する段階が実行される。

また、輝度を補償する段階は、補償ブロックに適用される輝度補償量を決定する段階と、各補償ブロックに含まれる各画素の輝度を決定された輝度補償量を用いて補償する段階と、輝度補償された画素を含むブロック及び輝度補償区間に属していない代表輝度値を持つブロックである非補償ブロックを用いて出力映像を構成する段階と、出力映像を表示する段階とよりなる。

本発明はカラー映像処理装置に摘要できる。

本発明による映像の局部的輝度向上方法を説明するためのフローチャートである図１に図示された第１０段階に関する一実施形態である第１０Ａ段階を説明するためのフローチャートである。ブロック単位に分けられた入力映像を例示する図である。図２に図示された第３２段階に関する本発明による一実施形態である第３２Ａ段階を説明するためのフローチャートである。（ａ）ないし（ｃ）は、各々入力映像の輝度値と出力映像の輝度値間の関係を示すグラフである。図１に図示された第１２段階に関する本発明による一実施形態である第１２Ａ段階を説明するためのフローチャートである。任意の画素の輝度を補償する補償量を説明するためのに例示図である。本発明による映像の局部的輝度向上装置の一実施形態のブロック図である。図８に図示された輝度補償領域選別部１１０の本発明による望ましい一実施形態である輝度補償領域選別部１１０Ａのブロック図である図８に図示された映像部１１２の本発明による実施形態である映像部１１２Ａのブロック図である。

Claims

（ａ）入力映像の輝度を表現する輝度空間から補償すべき輝度を有する一部領域を選別する段階と、
（ｂ）前記選別された一部領域の輝度を補償する段階と、を具備し、
前記（ａ）段階は、更に、
（ａ１）前記入力映像を複数のブロックに分ける段階と、
（ａ２）前記各ブロックに含まれる画素の輝度値を用いて前記各複数のブロックの代表輝度値を抽出する段階と、
（ａ３）輝度補償区間に属する代表輝度値を持つブロックである補償ブロックを選別する段階と、を具備し、
前記（ｂ）段階は、更に、
（ｂ１）前記補償ブロックに適用される輝度補償量を決定する段階と、
（ｂ２）前記各補償ブロックに含まれる画素の輝度を、前記決定された前記輝度補償量を用いて補償する段階と、
（ｂ３）輝度補償された画素を含むブロック及び、前記輝度補償区間に属していない前記代表輝度値を持つブロックである非補償ブロックを用いて出力映像を形成する段階と、
（ｂ４）前記出力映像を表示する段階と、を具備し、
前記選別された一部領域は、前記選別されたブロックの代表輝度値を含み、
前記輝度補償区間は、前記出力映像をディスプレイするディスプレイ部の輝度特性又はガンマ特性を用いて設定されることを特徴とする映像の局部的輝度向上方法。
前記（ａ２）段階は、
前記代表輝度値を抽出する時に用いられる前記画素の各輝度値を、前記入力映像に関する映像情報から色座標変換を通じて抽出する段階と、
前記映像情報から抽出された輝度値を用いて前記代表輝度値を生成する段階と、を具備することを特徴とする請求項１に記載の映像の局部的輝度向上方法。
前記入力映像を分ける前記各ブロックは所定サイズを持つことを特徴とする請求項１に記載の映像の局部的輝度向上方法。
前記入力映像を分ける前記各ブロックは、
多数個のマイクロブロックを持つマクロブロックに該当することを特徴とする請求項１に記載の映像の局部的輝度向上方法。
前記（ａ２）段階は、
前記各ブロックに含まれる前記画素の輝度値を平均して前記各ブロックの代表輝度値を抽出することを特徴とする請求項１に記載の映像の局部的輝度向上方法。
前記（ａ２）段階は、
前記各ブロックに含まれる画素の輝度値のうち任意の輝度値を選択して前記各ブロックの代表輝度値として決定することを特徴とする請求項１に記載の映像の局部的輝度向上方法。
前記輝度補償区間は変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の映像の局部的輝度向上方法。
前記（ｂ１）段階において、
前記補償ブロックの輝度補償量を、前記補償ブロックの代表輝度値と、前記補償ブロックの周辺に位置するブロックである周辺ブロックの代表輝度値間の差を増加するように決定することを特徴とする請求項１に記載の映像の局部的輝度向上方法。
前記（ｂ２）段階は、
前記補償ブロックに含まれる各画素の輝度補償量Ｃを下記式：

（ここで、ｄ₁は前記輝度補償量Ｃが求められる画素の位置と前記補償ブロックの中心間の距離に該当し、ｄ₂は前記輝度補償量Ｃが求められる画素の位置と前記周辺ブロックの中心間の距離に該当し、Ｃ₁は前記補償ブロックの輝度補償量であり、Ｃ₂は前記周辺ブロックの輝度補償量である）
を用いて求める段階と、
前記輝度補償量Ｃを該当する画素に適用して前記該当する画素の輝度を補償する段階と、を具備することを特徴とする請求項８に記載の映像の局部的輝度向上方法。
前記（ｂ２）段階は、
前記各補償ブロックに含まれる各画素の輝度を前記各画素の彩度に従って補償する段階を具備することを特徴とする請求項１に記載の映像の局部的輝度向上方法。
入力映像の輝度を表現する輝度空間から補償すべき輝度を有する一部領域を選別する輝度補償領域選別部と、
前記選別された一部領域の輝度を補償する映像部と、を具備し、
前記輝度補償領域選別部は、更に、
前記入力映像をブロックに分ける映像分割部と、
前記各ブロックに含まれる各画素の輝度値から前記各ブロックの代表輝度値を抽出する代表輝度値抽出部と、
輝度補償区間に属する代表輝度値を持つブロックである補償ブロックを選別するブロック選別部と、を具備し、
前記映像部は、更に、
前記補償ブロックに適用される輝度補償量を決定する補償量決定部と、
前記各補償ブロックに含まれる各画素の輝度を、前記決定された前記輝度補償量を用いて補償する輝度補償部と、
輝度補償された画素を含むブロック及び前記輝度補償区間に属していない前記代表輝度値を持つブロックである非補償ブロックを用いて出力映像を構成する映像構成部と、
前記出力映像を表示するディスプレイ部と、を具備し、
前記選別された一部領域は前記選別されたブロックの代表輝度値を含み、
前記輝度補償区間は、前記ディスプレイ部の輝度特性又はガンマ特性を用いて設定されることを特徴とする映像の局部的輝度向上装置。
コンピュータに、
（ａ）入力映像の輝度を表現する輝度空間から補償すべき輝度を有する一部領域を選別する段階と、
（ｂ）前記選別された一部領域の輝度を補償する段階と、を実行させ、
前記（ａ）段階は、更に、
前記入力映像をブロックに分ける段階と、
前記各ブロックに含まれる各画素の輝度値を用いて前記各ブロックの代表輝度値を抽出する段階と、
輝度補償区間に属する代表輝度値を持つブロックである補償ブロックを選別する段階と、を含み、
前記（ｂ）段階は、更に、
前記補償ブロックに適用される輝度補償量を決定する段階と、
前記各補償ブロックに含まれる各画素の輝度を前記決定された前記輝度補償量を用いて補償する段階と、
輝度補償された画素を含むブロック及び前記輝度補償区間に属していない前記代表輝度値を持つブロックである非補償ブロックを用いて出力映像を構成する段階と、
前記出力映像を表示する段階と、を含み、
前記選別された一部領域は前記選別されたブロックの代表輝度値を含み、
前記輝度補償区間は、前記出力映像をディスプレイするディスプレイ部の輝度特性又はガンマ特性を用いて設定されることを特徴とするコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。