JP4363880B2 - 非線形処理回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像処理などに使用され、入力信号に対して非線形処理を行う非線形処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等のディスプレイにおける入力信号値表示輝度の特性をガンマ特性といい、一般にＣＲＴの輝度ＬはＣＲＴへの入力信号値Ｅのγ乗に比例して変化する（Ｌ＝ＫＥγ：Ｋは定数）。
【０００３】
したがって、正しい階調表現を行うためには、予め１／γ乗の逆補正を行った信号をＣＲＴに加える必要がある。これをγ補正という。
【０００４】
一般にγ補正は全入力ポイントの変換テーブルをＲＯＭ（Ｒｅａｄ ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）に記憶させ、この変換テーブルから入力信号を変換していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、例えば図７に示すような８箇所の折れ点を有した近似されたγ特性（以下、「直線近似γ特性」という。）を利用して非線形処理をすることができる。この方法では変換テーブルを記憶させるためのＲＯＭ等のメモリは必要がない。
【０００６】
直線近似γ特性は８つの折れ点区間に分割され、各区間はそれぞれ所定の傾き（ａ１〜ａ８）をもった１次折れ線になっている。例えば、第１の区間の非線形処理はａ１＊ｘ、第２の区間の非線形処理はａ２＊ｘのように乗算処理が行われる。
【０００７】
非線形信号を入力すると、各折れ点区間で非線形処理された信号の和を取ることによって近似的にγ補正され非線形処理信号を形成する。
【０００８】
図７の直線近似γ特性を用いた非線形処理回路１００の構成図を図８に示す。
【０００９】
入力された非線形信号を判別する折れ点区間判別回路１０２と、各折れ点区間の処理を行う８つの非線形処理主回路１０３〜１１０と、これらの８つの非線形処理主回路１０３〜１１０で処理されたそれぞれの信号を加算する出力信号選択回路１１１とを備えている。
【００１０】
折れ点区間判別回路１０２は、非線形回路１０１の非線形入力信号がどの折れ点区間に属するのかを検出している。
【００１１】
各非線形処理主回路は、直線近似値設定回路１１２によって各直線近似値が設定されて、直線近似直線の傾きを非線形信号に乗算する処理を行っている。
【００１２】
出力信号選択回路１１１は、各非線形処理主回路で乗算処理された信号の総てを加算処理を行う回路である。
【００１３】
例えば、図７に示す直線近似γ直線に対して非線形信号Ｘ３´が入力してきた場合、折れ点区間判別回路１０２において入力信号が第３の非線形処理主回路１０５の折れ点区間に入ることを検出する。
【００１４】
第１の非線形処理主回路１０３では、ａ１＝（Ｙ１−Ｙ０）／（Ｘ１−Ｘ０）の傾きに第１の非線形処理主回路１０３の入力信号データ（Ｘ１−Ｘ０）を乗算する。よって、第１の非線形処理主回路１０３の折れ点区間では（Ｙ１−Ｙ０）の信号が得られる。
【００１５】
第２の非線形処理主回路１０４では、ａ２＝（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｘ２−Ｘ１）の傾きに第２の非線形処理主回路１０４の入力信号のデータ（Ｘ２−Ｘ１）を乗算する。よって、第２の非線形処理主回路１０４の折れ点区間では（Ｙ２−Ｙ１）の信号が得られる。
【００１６】
第３の非線形処理主回路１０５では、ａ３＝（Ｙ３−Ｙ２）／（Ｘ３−Ｘ２）の傾きに第３の非線形処理主回路１０５の入力信号のデータ（Ｘ３’−Ｘ２）を乗算する。よって、第３の非線形処理主回路１０５の折れ点区間では（Ｘ３’−Ｘ２）／（Ｘ３−Ｘ２）×（Ｙ３−Ｙ２）の信号が得られる。
【００１７】
その他の第４乃至第８の非線形処理主回路１０６〜１１０には入力信号データは入力されないので、第４乃至第８の非線形処理主回路１０６〜１１０の出力信号はゼロである。
【００１８】
これら第１乃至第８の非線形処理主回路１０３〜１１０で処理された信号を出力信号選択回路１１１で加算処理して、非線形処理出力信号を出力する。この場合の出力信号は、（Ｙ１−Ｙ０）＋（Ｙ２−Ｙ１）＋（Ｘ３’−Ｘ２）／（Ｘ３−Ｘ２）×（Ｙ３−Ｙ２）＋０＋０＋０＋０＋０＝（Ｙ２−Ｙ０）＋（Ｘ３’−Ｘ２）／（Ｘ３−Ｘ２）×（Ｙ３−Ｙ２）＝Ｙ２’である。
【００１９】
【特許文献１】
特開平６−２４５２２１号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術のように全入力ポイントの変換テーブルという膨大なデータをＲＯＭ等のメモリに記憶させるので、必要なメモリ容量も大きくなり回路が大きくなっていた。
【００２１】
また、図８のような非線形処理回路１００ではＲＯＭ等のメモリは必要としないが、折れ点区間の数の非線形処理主回路が必要となる。また、各非線形処理主回路の乗算処理の設定もそれぞれ行わなくてはならず、設定値の情報量も増加し、非線形処理回路が大きくなってしまっていた。
【００２２】
そこで、本発明は全入力ポイントの変換テーブルを使用しない非線形処理回路の回路規模を小さくすることを目的とする。
【００２３】
【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の一態様によれば、非線形の入力信号を、ｎ個の折れ点区間であるｎ区間に分割して、前記入力信号を前記ｎ区間の区間毎に直線近似する非線形処理回路において、前記入力信号をｎ／２区間に分割して、前記入力信号を前記ｎ／２区間の区間毎に直線近似し、第１の非線形処理信号を形成する前記ｎ／２区間の区間毎に設けられた非線形処理主回路を含む、主処理回路と、前記第１の非線形処理信号を、前記ｎ／２区間の区間毎に更に２区間に分割した区間毎に、直線近似し、第２の非線形処理信号を形成する副処理回路とを備えることを特徴とする非線形処理回路。
【００２４】
第１区間毎に分割された直線近似特性を有した非線形変換の第１の関数を用いた非線形処理により第１の非線形処理信号を作成する前記第１区間の区間毎に設けられた非線形処理主回路を含む、主処理回路と、前記第１の非線形処理信号を、前記第１区間の区間毎に更に２分割した第２区間の区間毎の直線近似特性を有した非線形変換の第２の関数を用いた非線形処理し、第２の非線形処理信号を作成する副処理回路とを備えることを特徴とする非線形処理回路。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の非線形処理回路について図を参照しながら説明する。
【００２６】
［第１の実施形態］図１は第１の実施形態に係る非線形処理回路１を表わした回路図である。また、図２は、図１に示す非線形処理回路１で処理される８つの折れ点区間からなる直線近似γ特性であり、横軸に非線形信号（入力信号）、縦軸に非線形処理信号（出力信号）をとっている。
【００２７】
非線形回路２から出力された非線形信号は、主処理回路３と副処理回路４の２段階で非線形処理される。主処理回路３と副処理回路４のそれぞれの非線形処理の設定値は、直線近似設定値回路５中の主回路用設定回路６と副処理回路４中の副回路用設定回路７に記憶されている。主回路用設定回路６と副回路用設定回路７はレジスタ等の記憶回路から構成されている。
【００２８】
主処理回路３は、入力された非線形信号を解析する信号解析回路８と、４つの分割された折れ点区間において入力信号を乗算処理する４つの非線形処理主回路９〜１２と、これら非線形処理主回路９〜１２によって処理された信号を加算処理する非線形処理出力信号選択回路１３とを備えている。
【００２９】
また、副処理回路４は、主処理回路３で処理された信号を微調整する非線形処理副回路１４と、この非線形処理副回路１４における補正値を記憶する副回路用設定回路７とを備えている。
【００３０】
また、直線近似設定値回路５は、主処理回路３を設定する主回路用設定回路６と、副処理回路４を設定する補正値を記憶する副回路用自動設定判別回路１５とを備えている。
【００３１】
非線形回路２から出力された非線形信号は、信号入力端１６から非線形処理回路１に入力される。
【００３２】
入力された非線形信号は、信号解析回路８に入力される。信号解析回路８では、非線形信号が４つある第１乃至第４の非線形処理主回路９〜１２の中からどの非線形処理主回路で処理されるかの判別を行っている。また、各非線形処理主回路９〜１２に入力させる被処理信号を非線形信号から作成し、各非線形処理主回路９〜１２に対し出力する。
【００３３】
主処理回路３で用いる４つの折れ点区間に分割された直線近似γ特性を図３に示す。第１乃至第４の折れ点区間を有した直線近似γ特性である。図２に示す８つの折れ点区間を有した直線近似γ特性と比較して、折れ点区間の数が半分である。
【００３４】
各非線形処理主回路９〜１２は、各折れ点区間での近似直線の傾きを信号解析回路８で作成された非線形信号に乗算する処理を行っている。
【００３５】
第１乃至第４の折れ点区間の傾きはそれぞれａ１乃至ａ４である。それぞれの折れ点区間での非線形処理は、各折れ点区間にそれぞれ入力される信号をｘ１乃至ｘ４とすると、第１の折れ点区間ではａ１＊ｘ１、第２の折れ点区間ではａ２＊ｘ２、第３の折れ点区間ではａ３＊ｘ３、第４の折れ点区間ではａ４＊ｘ４である。
【００３６】
これら各傾き（ａ１〜ａ４）の係数は直線近似設定値回路５内の主回路用設定回路６に記憶されている。これらの傾きの値は、直線近似設定端１７から入力して主回路用設定回路６に書き込むことができる。
【００３７】
例えば、図３に示す直線近似γ特性に対してＸ２´又はＸ２´´の非線形信号が入力した場合、信号解析回路８において入力信号は第２の折れ点区間に入ることを判別する。
【００３８】
更に信号解析回路８では、非線形信号から（Ｘ１−Ｘ０），（Ｘ２´−Ｘ１）の入力信号を形成する。この作成された入力信号（Ｘ１−Ｘ０）は第１の非線形処理主回路９に、入力信号（Ｘ２´−Ｘ１）は第２の非線形処理主回路１０に入力する。
【００３９】
第１の非線形処理主回路９では、直線近似値主回路用設定回路６に記憶された第１の非線形処理主回路９の傾きａ１＝（Ｙ１−Ｙ０）／（Ｘ１−Ｘ０）を読み出して、この傾きａ１と作成された入力信号（Ｘ１−Ｘ０）の乗算処理が行われる。すなわち、ａ１×（Ｘ１−Ｘ０）＝Ｙ１が得られる。
【００４０】
第２の非線形処理主回路１０では、直線近似値主回路用設定回路６に記憶された第２の非線形処理主回路１０の傾きａ２＝（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｘ２−Ｘ１）を読み出して、この傾きａ２と作成された入力信号（Ｘ２´−Ｘ１）の乗算処理が行われる。すなわち、ａ２×（Ｘ２´−Ｘ１）＝（Ｘ２´−Ｘ１）・（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｘ２−Ｘ１）＝Ｙ２´が得られる。
【００４１】
その他の第３及び第４の非線形処理主回路１１，１２は信号解析回路８において選択されていないので、信号処理されることはない。
【００４２】
出力信号選択回路１３では、第１及び第２の非線形処理主回路９，１０で乗算処理された処理信号Ｙ１，Ｙ２´を加算して（Ｙ＝Ｙ１＋Ｙ２´）、１次非線形処理信号を作成する。
【００４３】
次に、主処理回路３において図３に示す粗い直線近似γ特性で非線形処理（メイン補正）された非線形処理信号に対し、副処理回路４で微調整（サブ補正）を施す。
【００４４】
このサブ補正は、非線形処理副回路１４と副回路用設定回路７とを備えた副処理回路４と、直線近似設定値回路５中の副回路用自動設定判別回路１５によって行われる。
【００４５】
副回路用自動設定判別回路１５は、主処理回路３で用いた直線近似γ特性が有する折れ点区間それぞれの最大ゲイン補正量が記憶されている。本実施形態の主処理回路３の直線近似γ特性は４つの折れ点区間を有しているので、副回路用自動設定判別回路１５に記憶されている設定値は４つあればよい。
【００４６】
また、副回路用設定回路７には、副回路用自動設定判別回路１５に記憶された折れ点区間の最大ゲイン補正量を読み出して記憶している。これは、主処理回路３中の信号解析回路８で入力された非線形信号を解析して、この非線形信号が属する折れ点区間を判別することができるので、対応する最大ゲイン補正量を副回路用自動設定判別回路１５から読み出すことができる。
【００４７】
非線形処理副回路１４は、主処理回路３でメイン補正が施された１次非線形処理信号を微調整するための回路である。
【００４８】
次に、副処理回路４におけるサブ補正の具体的な処理方法について説明する。以下、主処理回路３で図３に示す直線近似γ特性の第２の折れ点区間のＸ２´の非線形信号が入力した場合を例とする。
【００４９】
図４（ａ）は図３の直線近似γ特性の第２の折れ点区間を拡大した直線近似γ特性である。点線で示した直線は前述した主処理回路３で用いた第１の直線近似γ特性である。実線で示した１次折れ線は副処理回路４でサブ補正された第２の直線近似γ特性である。
【００５０】
第２の直線近似γ特性の具体的な形成方法は、第２の折れ点区間の中間点をサブ設定ポイントとし、このサブ設定ポイントに副回路用設定回路に記憶された最大ゲイン補正量を加算する。サブ設定ポイントに最大ゲイン補正量が加算されたポイントから第２の折れ点区間の始点（Ｘ１，Ｙ１）と終点（Ｘ２，Ｙ２）に対して直線を下ろす。したがって、第２の直線近似γ特性は、第２の折れ点区間はサブ設定ポイントを境として更に２つの折れ点区間に分割することができる。
【００５１】
サブ補正は主処理回路３で処理された１次非線形処理信号に補正値Ａ´を加算することによって微調整を行うことができる。
【００５２】
図４（ｂ）は第２の折れ点区間における１次非線形処理信号に加算する補正値を表わした１次折れ線である。横軸が入力信号、縦軸がサブ補正量を表わしている。横軸の始点を０とすると終点は（Ｘ２−Ｘ１）である。
【００５３】
横軸の中心点が図４（ａ）に示すサブ設定ポイントである。サブ補正量はサブ設定ポイントが最も大きく、区間の始点又は終点に近づくほど小さくなっていく。サブ設定ポイントに加算する最大ゲイン補正量は副回路用設定回路７から読み出した値である。この最大ゲイン補正量をＢとすると、図４（ｂ）に示すサブ設定ポイントから左半分の補正量の傾きは、２Ｂ／（Ｘ２−Ｘ１）である。
【００５４】
よって、非線形信号Ｘ２´が入力した場合の補正量は、２Ｂ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´となり、この補正量を主処理回路３で処理された１次非線形処理信号Ｙ１＋Ｙ２´に加算される。
【００５５】
次に、Ｘ２´´の非線形信号が入力した場合の補正値の計算手法を説明する。
【００５６】
先ず、図４（ｂ）に示す左半分の直線を右半分まで延長した点線の直線を仮定する。この点線の直線における非線形信号Ｘ２´´は、２Ｂ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´´である。
【００５７】
次に、点線の直線から横軸に対して垂直に下ろした実線の直線までの距離は、｛２Ｂ／（Ｘ２−Ｘ１）×（Ｘ２´´―（Ｘ２−Ｘ１）／２）｝×２＝４Ｂ・Ｘ２´´／（Ｘ２−Ｘ１）−２Ｂと計算することができる。
【００５８】
以上より、非線形信号Ｘ２´´の補正量は、２Ｂ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´´―２Ｂ｛２／（Ｘ２−Ｘ１）−１｝＝２Ｂ｛１−Ｘ２´´・（Ｘ２−Ｘ１）｝＝Ａ´´となる。
【００５９】
この補正量Ａ´´を主処理回路３で処理された１次非線形処理信号Ｙ１＋Ｙ２´に加算することによって副処理回路４で微調整された２次非線形処理信号を得ることができる。この２次非線形処理信号が非線形処理回路１の最終的な非線形処理信号として信号出力端１８から出力される。
【００６０】
主処理回路３では４つの折れ点区間を有する比較的粗い直線近似γ特性であった。副処理回路４は１つの折れ点区間のサブ設定ポイントを境に２つの区間に分割するので、最終的に図２に示すような８つの折れ点区間の直線近似γ特性の非線形処理を行うことになる。
【００６１】
このように非線形処理回路１ を主処理回路３ と副処理回路４ とに分割することによって、非線形処理主回路を従来技術の半分にすることができるので、回路規模を小さくする
ことが可能である。また、副処理回路でサブ補正をすることができるので、γ 補正の補正精度は従来技術と変わることはない。
【００６２】
［第２の実施形態］本発明の第２の実施形態に係る非線形処理回路の回路図は、図１に示す第１の実施形態に係る非線形処理回路１の回路図と同様である。また、図５は、横軸に非線形信号（入力信号）、縦軸に非線形処理信号（出力信号）をとり、８つの折れ点区間からなる直線近似γ特性である。
【００６３】
第１の実施形態と同様に非線形回路２から出力された非線形信号は、主処理回路３と副処理回路４の２段階で非線形処理される。主処理回路３と副処理回路４のそれぞれの設定値は直線近似設定値回路５中の主回路用設定回路６と副処理回路４中の副回路用設定回路７に記憶されている。主回路用設定回路６と副回路用設定回路７はレジスタ等の記憶回路から構成されている。
【００６４】
主処理回路３は、入力された非線形信号を解析する信号解析回路８と、４つの分割された折れ点区間において入力信号を乗算する４つの非線形処理主回路９〜１２と、これら非線形処理主回路９〜１２によって処理された信号を加算処理する非線形処理出力信号選択回路１３とを備えている。
【００６５】
また、副処理回路４は、主処理回路３で処理された信号を微調整する非線形処理副回路１４と、この非線形処理副回路１４における補正値を記憶する副回路用設定回路７とを備えている。
【００６６】
また、直線近似設定値回路５は、主処理回路３を設定する主回路用設定回路６と、副処理回路４を設定する補正値を記憶する副回路用自動設定判別回路１５とを備えている。
【００６７】
非線形回路２から出力された非線形信号は、信号入力端１６から非線形処理回路１に入力される。
【００６８】
入力された非線形信号は、信号解析回路８に入力される。信号解析回路８では、非線形信号が４つある第１乃至第４の非線形処理主回路９〜１２の中からどの非線形処理主回路で処理されるかの判別を行っている。また、各非線形処理主回路９〜１２に入力させる被処理信号を非線形信号から作成し、各非線形処理主回路９〜１２に対し出力する。
【００６９】
主処理回路３での非線形処理は第１の実施形態と同様である。第１乃至第４の折れ点区間からなる図３に示す直線近似γ特性による非線形処理を行う。
【００７０】
次に、主処理回路３における粗い直線近似γ特性で非線形処理（メイン補正）された非線形処理信号に対し、副処理回路４で微調整（サブ補正）を施す。
【００７１】
このサブ補正は、非線形処理副回路１４と副回路用設定回路７とを備えた副処理回路４と、直線近似設定値回路５中の副回路用自動設定判別回路１５によって行われる。
【００７２】
副回路用自動設定判別回路１５は、主処理回路３で用いた直線近似γ特性が有する折れ点区間それぞれの最大ゲイン補正量及び補正値加算方向が記憶されている。
【００７３】
また、副回路用設定回路７には、副回路用自動設定判別回路１５に記憶された折れ点区間の最大ゲイン補正量及び補正値加算方向を読み出して記憶している。これは、主処理回路３中の信号解析回路８で入力された非線形信号を解析してこの非線形信号が属する折れ点区間を判別することができるので、対応する最大ゲイン補正量及び補正値加算方向を副回路用自動設定判別回路１５から読み出すことができる。
【００７４】
非線形処理副回路１４は、主処理回路３でメイン補正が施された１次非線形処理信号を微調整するための回路である。
【００７５】
次に、副処理回路４におけるサブ補正の具体的な処理方法について説明する。以下、主処理回路３で図３に示す直線近似γ特性の第２の折れ点区間のＸ２´の非線形信号が入力した場合を例とする。
【００７６】
図６（ａ）は図３の直線近似γ特性の第２の折れ点区間を拡大した直線近似γ特性である。点線で示した直線は前述した主処理回路３で用いた第１の直線近似γ特性である。実線で示した１次折れ線は副処理回路４でサブ補正された第２の直線近似γ特性である。
【００７７】
第２の直線近似γ特性の具体的な形成方法は、第２の折れ点区間の中間点をサブ設定ポイントとし、副回路用設定回路７に記憶された補正値加算方向に最大ゲイン補正量を加算する。この加算されたポイントから第２の折れ点区間の始点（Ｘ１，Ｙ１）と終点（Ｘ２，Ｙ２）に対して直線を下ろす。従って、第２の直線近似γ特性は、最大ゲイン補正量が加算されたポイントを境として更に２つの折れ点区間に分割することができる。
【００７８】
サブ補正は主処理回路３で処理された１次非線形処理信号に補正値Ｃ´を加算することによって微調整を行うことができる。
【００７９】
図６（ｂ）は第２の折れ点区間における１次非線形処理信号に加算する補正量を表わした１次折れ線である。横軸が入力信号、縦軸がサブ補正量を表わしている。横軸の始点を０とすると始点は（Ｘ２−Ｘ１）である。横軸の中心点が図６（ａ）に示すサブ設定ポイントである。
【００８０】
ここで、補正値加算方向をマイナス方向とし、最大ゲイン補正量を（Ｘ２−Ｘ１）／６とすると、サブ設定ポイントからマイナス方向に（Ｘ２−Ｘ１）／６移動したポイントのサブ補正量が最も大きく、区間の始点又は終点に近づくほど小さくなっていく。
【００８１】
このサブ設定ポイントから（Ｘ２−Ｘ１）／６だけ移動した最大ポイント（Ｘ２−Ｘ１）／３の最大補正値をＤとすると、図６（ｂ）に示す最大ポイント（Ｘ２−Ｘ１）／３から左側の補正量の傾きは３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）である。
【００８２】
よって、非線形信号Ｘ２´が入力した場合の補正量は、３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´となり、この補正量を主処理回路３で処理された１次非線形処理信号（Ｙ１＋Ｙ２´）に加算される。
【００８３】
次に、Ｘ２´´の非線形信号が入力した場合の補正量の計算手法を説明する。
【００８４】
先ず、図６（ｂ）に示す最大ポイント（Ｘ２−Ｘ１）／３より左側の直線を右側まで延長した点線の直線を仮定する。この点線の直線における非線形信号Ｘ２´´は、３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´´である。
【００８５】
次に、点線の直線から横軸に対し垂直に降ろした実線の直線までの距離は、３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×｛Ｘ２´´―（Ｘ２−Ｘ１）／３｝＋１／２・３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×｛Ｘ２´´―（Ｘ２−Ｘ１）／３｝＝３／２・３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×｛Ｘ２´´―（Ｘ２−Ｘ１）／３｝と計算することができる。
【００８６】
以上より、非線形信号Ｘ２´´の補正量は、３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´´―３／２・３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×｛Ｘ２´´―（Ｘ２−Ｘ１）／３｝＝１／２・３ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）・｛（Ｘ２−Ｘ１）−Ｘ２´´｝＝Ｃ´´となる。
【００８７】
この補正量Ｃ´´を主処理回路３で処理された１次非線形処理信号Ｙ１＋Ｙ２´に加算することによって副処理回路４で微調整された２次非線形処理信号を得ることができる。この２次非線形処理信号が非線形処理回路１の最終的な非線形処理信号として信号出力端１８から出力される。
【００８８】
主処理回路３では第１の実施形態と同様に４つの折れ点区間を有する比較的粗い直線近似γ特性であった。副処理回路４は１つの折れ点区間の最大ポイントを境に２つの区間に分割するので、最終的に図５に示すような８つの折れ点区間の直線近似γ特性の非線形処理を行うことになる。
【００８９】
副処理回路４に折れ点区間を分割するポイントは、主処理回路３の折れ点区間の中心点（サブ設定ポイント）ではなく、サブ設定ポイントから最大ゲイン補正値分ずれたポイントである。したがって、直線近似γ特性をより滑らかに形成することができるので、よりγ特性に近づいた非線形処理を行うことが可能となる。
【００９０】
なお、上述した実施形態は８つの折れ点区間を有する直線γ特性を用いたが、これに限らず折れ点区間は８より少なくても、また８より多くても本発明の効果を得ることができる。
【００９１】
直線近似γ特性の折れ点区間の数を多くすればするほど、必要となる非線形処理主回路の数が多くなるので、効果的に回路規模を小さくすることができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明は、変換テーブルを使用しないで、回路規模の小さい非線形処理回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態における非線形処理回路の回路図である。
【図２】 図１に示す非線形処理回路の直線近似γ特性を示した関数である。
【図３】 主処理回路における非線形処理回路の直線近似γ特性を示した関数である。
【図４】 副処理回路における非線形処理回路の直線近似γ特性の一部を示した関数である。
【図５】 第２の実施形態に係る非線形処理回路の直線近似γ特性を示した関数である。
【図６】 副処理回路における非線形処理回路の直線近似γ特性の一部を示した関数である。
【図７】 従来技術の非線形処理回路の直線近似γ特性を示した関数である。
【図８】 従来技術の非線形処理回路の回路図である。
【符号の説明】
１・・・非線形処理回路
２・・・非線形回路
３・・・主処理回路
４・・・副処理回路
５・・・直線近似設定値回路
６・・・主回路用設定回路
７・・・副回路用設定回路
８・・・信号解析回路
９〜１２・・・非線形処理主回路
１３・・・出力信号選択回路
１４・・・非線形処理副回路
１５・・・副回路用自動設定判別回路
１６・・・信号入力端
１７・・・直線近似設定端
１８・・・信号出力端
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像処理などに使用され、入力信号に対して非線形処理を行う非線形処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等のディスプレイにおける入力信号値表示輝度の特性をガンマ特性といい、一般にＣＲＴの輝度ＬはＣＲＴへの入力信号値Ｅのγ乗に比例して変化する（Ｌ＝ＫＥγ：Ｋは定数）。
【０００３】
したがって、正しい階調表現を行うためには、予め１／γ乗の逆補正を行った信号をＣＲＴに加える必要がある。これをγ補正という。
【０００４】
一般にγ補正は全入力ポイントの変換テーブルをＲＯＭ（Ｒｅａｄ ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）に記憶させ、この変換テーブルから入力信号を変換していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、例えば図７に示すような８箇所の折れ点を有した近似されたγ特性（以下、「直線近似γ特性」という。）を利用して非線形処理をすることができる。この方法では変換テーブルを記憶させるためのＲＯＭ等のメモリは必要がない。
【０００６】
直線近似γ特性は８つの折れ点区間に分割され、各区間はそれぞれ所定の傾き（ａ１〜ａ８）をもった１次折れ線になっている。例えば、第１の区間の非線形処理はａ１＊ｘ、第２の区間の非線形処理はａ２＊ｘのように乗算処理が行われる。
【０００７】
非線形信号を入力すると、各折れ点区間で非線形処理された信号の和を取ることによって近似的にγ補正され非線形処理信号を形成する。
【０００８】
図７の直線近似γ特性を用いた非線形処理回路１００の構成図を図８に示す。
【０００９】
入力された非線形信号を判別する折れ点区間判別回路１０２と、各折れ点区間の処理を行う８つの非線形処理主回路１０３〜１１０と、これらの８つの非線形処理主回路１０３〜１１０で処理されたそれぞれの信号を加算する出力信号選択回路１１１とを備えている。
【００１０】
折れ点区間判別回路１０２は、非線形回路１０１の非線形入力信号がどの折れ点区間に属するのかを検出している。
【００１１】
各非線形処理主回路は、直線近似値設定回路１１２によって各直線近似値が設定されて、直線近似直線の傾きを非線形信号に乗算する処理を行っている。
【００１２】
出力信号選択回路１１１は、各非線形処理主回路で乗算処理された信号の総てを加算処理を行う回路である。
【００１３】
例えば、図７に示す直線近似γ直線に対して非線形信号Ｘ３´が入力してきた場合、折れ点区間判別回路１０２において入力信号が第３の非線形処理主回路１０５の折れ点区間に入ることを検出する。
【００１４】
第１の非線形処理主回路１０３では、ａ１＝（Ｙ１−Ｙ０）／（Ｘ１−Ｘ０）の傾きに第１の非線形処理主回路１０３の入力信号データ（Ｘ１−Ｘ０）を乗算する。よって、第１の非線形処理主回路１０３の折れ点区間では（Ｙ１−Ｙ０）の信号が得られる。
【００１５】
第２の非線形処理主回路１０４では、ａ２＝（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｘ２−Ｘ１）の傾きに第２の非線形処理主回路１０４の入力信号のデータ（Ｘ２−Ｘ１）を乗算する。よって、第２の非線形処理主回路１０４の折れ点区間では（Ｙ２−Ｙ１）の信号が得られる。
【００１６】
第３の非線形処理主回路１０５では、ａ３＝（Ｙ３−Ｙ２）／（Ｘ３−Ｘ２）の傾きに第３の非線形処理主回路１０５の入力信号のデータ（Ｘ３’−Ｘ２）を乗算する。よって、第３の非線形処理主回路１０５の折れ点区間では（Ｘ３’−Ｘ２）／（Ｘ３−Ｘ２）×（Ｙ３−Ｙ２）の信号が得られる。
【００１７】
その他の第４乃至第８の非線形処理主回路１０６〜１１０には入力信号データは入力されないので、第４乃至第８の非線形処理主回路１０６〜１１０の出力信号はゼロである。
【００１８】
これら第１乃至第８の非線形処理主回路１０３〜１１０で処理された信号を出力信号選択回路１１１で加算処理して、非線形処理出力信号を出力する。この場合の出力信号は、（Ｙ１−Ｙ０）＋（Ｙ２−Ｙ１）＋（Ｘ３’−Ｘ２）／（Ｘ３−Ｘ２）×（Ｙ３−Ｙ２）＋０＋０＋０＋０＋０＝（Ｙ２−Ｙ０）＋（Ｘ３’−Ｘ２）／（Ｘ３−Ｘ２）×（Ｙ３−Ｙ２）＝Ｙ２’である。
【００１９】
【特許文献１】
特開平６−２４５２２１号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術のように全入力ポイントの変換テーブルという膨大なデータをＲＯＭ等のメモリに記憶させるので、必要なメモリ容量も大きくなり回路が大きくなっていた。
【００２１】
また、図８のような非線形処理回路１００ではＲＯＭ等のメモリは必要としないが、折れ点区間の数の非線形処理主回路が必要となる。また、各非線形処理主回路の乗算処理の設定もそれぞれ行わなくてはならず、設定値の情報量も増加し、非線形処理回路が大きくなってしまっていた。
【００２２】
そこで、本発明は全入力ポイントの変換テーブルを使用しない非線形処理回路の回路規模を小さくすることを目的とする。
【００２３】
【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の一態様によれば、非線形の入力信号を、ｎ個の折れ点区間であるｎ区間に分割して、前記入力信号を前記ｎ区間の区間毎に直線近似する非線形処理回路において、前記入力信号をｎ／２区間に分割して、前記入力信号を前記ｎ／２区間の区間毎に直線近似し、第１の非線形処理信号を形成する前記ｎ／２区間の区間毎に設けられた非線形処理主回路を含む、主処理回路と、前記第１の非線形処理信号を、前記ｎ／２区間の区間毎に更に２区間に分割した区間毎に、直線近似し、第２の非線形処理信号を形成する副処理回路とを備えることを特徴とする非線形処理回路。
【００２４】
第１区間毎に分割された直線近似特性を有した非線形変換の第１の関数を用いた非線形処理により第１の非線形処理信号を作成する前記第１区間の区間毎に設けられた非線形処理主回路を含む、主処理回路と、前記第１の非線形処理信号を、前記第１区間の区間毎に更に２分割した第２区間の区間毎の直線近似特性を有した非線形変換の第２の関数を用いた非線形処理し、第２の非線形処理信号を作成する副処理回路とを備えることを特徴とする非線形処理回路。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の非線形処理回路について図を参照しながら説明する。
【００２６】
［第１の実施形態］図１は第１の実施形態に係る非線形処理回路１を表わした回路図である。また、図２は、図１に示す非線形処理回路１で処理される８つの折れ点区間からなる直線近似γ特性であり、横軸に非線形信号（入力信号）、縦軸に非線形処理信号（出力信号）をとっている。
【００２７】
非線形回路２から出力された非線形信号は、主処理回路３と副処理回路４の２段階で非線形処理される。主処理回路３と副処理回路４のそれぞれの非線形処理の設定値は、直線近似設定値回路５中の主回路用設定回路６と副処理回路４中の副回路用設定回路７に記憶されている。主回路用設定回路６と副回路用設定回路７はレジスタ等の記憶回路から構成されている。
【００２８】
主処理回路３は、入力された非線形信号を解析する信号解析回路８と、４つの分割された折れ点区間において入力信号を乗算処理する４つの非線形処理主回路９〜１２と、これら非線形処理主回路９〜１２によって処理された信号を加算処理する非線形処理出力信号選択回路１３とを備えている。
【００２９】
また、副処理回路４は、主処理回路３で処理された信号を微調整する非線形処理副回路１４と、この非線形処理副回路１４における補正値を記憶する副回路用設定回路７とを備えている。
【００３０】
また、直線近似設定値回路５は、主処理回路３を設定する主回路用設定回路６と、副処理回路４を設定する補正値を記憶する副回路用自動設定判別回路１５とを備えている。
【００３１】
非線形回路２から出力された非線形信号は、信号入力端１６から非線形処理回路１に入力される。
【００３２】
入力された非線形信号は、信号解析回路８に入力される。信号解析回路８では、非線形信号が４つある第１乃至第４の非線形処理主回路９〜１２の中からどの非線形処理主回路で処理されるかの判別を行っている。また、各非線形処理主回路９〜１２に入力させる被処理信号を非線形信号から作成し、各非線形処理主回路９〜１２に対し出力する。
【００３３】
主処理回路３で用いる４つの折れ点区間に分割された直線近似γ特性を図３に示す。第１乃至第４の折れ点区間を有した直線近似γ特性である。図２に示す８つの折れ点区間を有した直線近似γ特性と比較して、折れ点区間の数が半分である。
【００３４】
各非線形処理主回路９〜１２は、各折れ点区間での近似直線の傾きを信号解析回路８で作成された非線形信号に乗算する処理を行っている。
【００３５】
第１乃至第４の折れ点区間の傾きはそれぞれａ１乃至ａ４である。それぞれの折れ点区間での非線形処理は、各折れ点区間にそれぞれ入力される信号をｘ１乃至ｘ４とすると、第１の折れ点区間ではａ１＊ｘ１、第２の折れ点区間ではａ２＊ｘ２、第３の折れ点区間ではａ３＊ｘ３、第４の折れ点区間ではａ４＊ｘ４である。
【００３６】
これら各傾き（ａ１〜ａ４）の係数は直線近似設定値回路５内の主回路用設定回路６に記憶されている。これらの傾きの値は、直線近似設定端１７から入力して主回路用設定回路６に書き込むことができる。
【００３７】
例えば、図３に示す直線近似γ特性に対してＸ２´又はＸ２´´の非線形信号が入力した場合、信号解析回路８において入力信号は第２の折れ点区間に入ることを判別する。
【００３８】
更に信号解析回路８では、非線形信号から（Ｘ１−Ｘ０），（Ｘ２´−Ｘ１）の入力信号を形成する。この作成された入力信号（Ｘ１−Ｘ０）は第１の非線形処理主回路９に、入力信号（Ｘ２´−Ｘ１）は第２の非線形処理主回路１０に入力する。
【００３９】
第１の非線形処理主回路９では、直線近似値主回路用設定回路６に記憶された第１の非線形処理主回路９の傾きａ１＝（Ｙ１−Ｙ０）／（Ｘ１−Ｘ０）を読み出して、この傾きａ１と作成された入力信号（Ｘ１−Ｘ０）の乗算処理が行われる。すなわち、ａ１×（Ｘ１−Ｘ０）＝Ｙ１が得られる。
【００４０】
第２の非線形処理主回路１０では、直線近似値主回路用設定回路６に記憶された第２の非線形処理主回路１０の傾きａ２＝（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｘ２−Ｘ１）を読み出して、この傾きａ２と作成された入力信号（Ｘ２´−Ｘ１）の乗算処理が行われる。すなわち、ａ２×（Ｘ２´−Ｘ１）＝（Ｘ２´−Ｘ１）・（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｘ２−Ｘ１）＝Ｙ２´が得られる。
【００４１】
その他の第３及び第４の非線形処理主回路１１，１２は信号解析回路８において選択されていないので、信号処理されることはない。
【００４２】
出力信号選択回路１３では、第１及び第２の非線形処理主回路９，１０で乗算処理された処理信号Ｙ１，Ｙ２´を加算して（Ｙ＝Ｙ１＋Ｙ２´）、１次非線形処理信号を作成する。
【００４３】
次に、主処理回路３において図３に示す粗い直線近似γ特性で非線形処理（メイン補正）された非線形処理信号に対し、副処理回路４で微調整（サブ補正）を施す。
【００４４】
このサブ補正は、非線形処理副回路１４と副回路用設定回路７とを備えた副処理回路４と、直線近似設定値回路５中の副回路用自動設定判別回路１５によって行われる。
【００４５】
副回路用自動設定判別回路１５は、主処理回路３で用いた直線近似γ特性が有する折れ点区間それぞれの最大ゲイン補正量が記憶されている。本実施形態の主処理回路３の直線近似γ特性は４つの折れ点区間を有しているので、副回路用自動設定判別回路１５に記憶されている設定値は４つあればよい。
【００４６】
また、副回路用設定回路７には、副回路用自動設定判別回路１５に記憶された折れ点区間の最大ゲイン補正量を読み出して記憶している。これは、主処理回路３中の信号解析回路８で入力された非線形信号を解析して、この非線形信号が属する折れ点区間を判別することができるので、対応する最大ゲイン補正量を副回路用自動設定判別回路１５から読み出すことができる。
【００４７】
非線形処理副回路１４は、主処理回路３でメイン補正が施された１次非線形処理信号を微調整するための回路である。
【００４８】
次に、副処理回路４におけるサブ補正の具体的な処理方法について説明する。以下、主処理回路３で図３に示す直線近似γ特性の第２の折れ点区間のＸ２´の非線形信号が入力した場合を例とする。
【００４９】
図４（ａ）は図３の直線近似γ特性の第２の折れ点区間を拡大した直線近似γ特性である。点線で示した直線は前述した主処理回路３で用いた第１の直線近似γ特性である。実線で示した１次折れ線は副処理回路４でサブ補正された第２の直線近似γ特性である。
【００５０】
第２の直線近似γ特性の具体的な形成方法は、第２の折れ点区間の中間点をサブ設定ポイントとし、このサブ設定ポイントに副回路用設定回路に記憶された最大ゲイン補正量を加算する。サブ設定ポイントに最大ゲイン補正量が加算されたポイントから第２の折れ点区間の始点（Ｘ１，Ｙ１）と終点（Ｘ２，Ｙ２）に対して直線を下ろす。したがって、第２の直線近似γ特性は、第２の折れ点区間はサブ設定ポイントを境として更に２つの折れ点区間に分割することができる。
【００５１】
サブ補正は主処理回路３で処理された１次非線形処理信号に補正値Ａ´を加算することによって微調整を行うことができる。
【００５２】
図４（ｂ）は第２の折れ点区間における１次非線形処理信号に加算する補正値を表わした１次折れ線である。横軸が入力信号、縦軸がサブ補正量を表わしている。横軸の始点を０とすると終点は（Ｘ２−Ｘ１）である。
【００５３】
横軸の中心点が図４（ａ）に示すサブ設定ポイントである。サブ補正量はサブ設定ポイントが最も大きく、区間の始点又は終点に近づくほど小さくなっていく。サブ設定ポイントに加算する最大ゲイン補正量は副回路用設定回路７から読み出した値である。この最大ゲイン補正量をＢとすると、図４（ｂ）に示すサブ設定ポイントから左半分の補正量の傾きは、２Ｂ／（Ｘ２−Ｘ１）である。
【００５４】
よって、非線形信号Ｘ２´が入力した場合の補正量は、２Ｂ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´となり、この補正量を主処理回路３で処理された１次非線形処理信号Ｙ１＋Ｙ２´に加算される。
【００５５】
次に、Ｘ２´´の非線形信号が入力した場合の補正値の計算手法を説明する。
【００５６】
先ず、図４（ｂ）に示す左半分の直線を右半分まで延長した点線の直線を仮定する。この点線の直線における非線形信号Ｘ２´´は、２Ｂ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´´である。
【００５７】
次に、点線の直線から横軸に対して垂直に下ろした実線の直線までの距離は、｛２Ｂ／（Ｘ２−Ｘ１）×（Ｘ２´´―（Ｘ２−Ｘ１）／２）｝×２＝４Ｂ・Ｘ２´´／（Ｘ２−Ｘ１）−２Ｂと計算することができる。
【００５８】
以上より、非線形信号Ｘ２´´の補正量は、２Ｂ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´´―２Ｂ｛２／（Ｘ２−Ｘ１）−１｝＝２Ｂ｛１−Ｘ２´´・（Ｘ２−Ｘ１）｝＝Ａ´´となる。
【００５９】
この補正量Ａ´´を主処理回路３で処理された１次非線形処理信号Ｙ１＋Ｙ２´に加算することによって副処理回路４で微調整された２次非線形処理信号を得ることができる。この２次非線形処理信号が非線形処理回路１の最終的な非線形処理信号として信号出力端１８から出力される。
【００６０】
主処理回路３では４つの折れ点区間を有する比較的粗い直線近似γ特性であった。副処理回路４は１つの折れ点区間のサブ設定ポイントを境に２つの区間に分割するので、最終的に図２に示すような８つの折れ点区間の直線近似γ特性の非線形処理を行うことになる。
【００６１】
このように非線形処理回路１ を主処理回路３ と副処理回路４ とに分割することによって、非線形処理主回路を従来技術の半分にすることができるので、回路規模を小さくする
ことが可能である。また、副処理回路でサブ補正をすることができるので、γ 補正の補正精度は従来技術と変わることはない。
【００６２】
［第２の実施形態］本発明の第２の実施形態に係る非線形処理回路の回路図は、図１に示す第１の実施形態に係る非線形処理回路１の回路図と同様である。また、図５は、横軸に非線形信号（入力信号）、縦軸に非線形処理信号（出力信号）をとり、８つの折れ点区間からなる直線近似γ特性である。
【００６３】
第１の実施形態と同様に非線形回路２から出力された非線形信号は、主処理回路３と副処理回路４の２段階で非線形処理される。主処理回路３と副処理回路４のそれぞれの設定値は直線近似設定値回路５中の主回路用設定回路６と副処理回路４中の副回路用設定回路７に記憶されている。主回路用設定回路６と副回路用設定回路７はレジスタ等の記憶回路から構成されている。
【００６４】
主処理回路３は、入力された非線形信号を解析する信号解析回路８と、４つの分割された折れ点区間において入力信号を乗算する４つの非線形処理主回路９〜１２と、これら非線形処理主回路９〜１２によって処理された信号を加算処理する非線形処理出力信号選択回路１３とを備えている。
【００６５】
また、副処理回路４は、主処理回路３で処理された信号を微調整する非線形処理副回路１４と、この非線形処理副回路１４における補正値を記憶する副回路用設定回路７とを備えている。
【００６６】
また、直線近似設定値回路５は、主処理回路３を設定する主回路用設定回路６と、副処理回路４を設定する補正値を記憶する副回路用自動設定判別回路１５とを備えている。
【００６７】
非線形回路２から出力された非線形信号は、信号入力端１６から非線形処理回路１に入力される。
【００６８】
入力された非線形信号は、信号解析回路８に入力される。信号解析回路８では、非線形信号が４つある第１乃至第４の非線形処理主回路９〜１２の中からどの非線形処理主回路で処理されるかの判別を行っている。また、各非線形処理主回路９〜１２に入力させる被処理信号を非線形信号から作成し、各非線形処理主回路９〜１２に対し出力する。
【００６９】
主処理回路３での非線形処理は第１の実施形態と同様である。第１乃至第４の折れ点区間からなる図３に示す直線近似γ特性による非線形処理を行う。
【００７０】
次に、主処理回路３における粗い直線近似γ特性で非線形処理（メイン補正）された非線形処理信号に対し、副処理回路４で微調整（サブ補正）を施す。
【００７１】
このサブ補正は、非線形処理副回路１４と副回路用設定回路７とを備えた副処理回路４と、直線近似設定値回路５中の副回路用自動設定判別回路１５によって行われる。
【００７２】
副回路用自動設定判別回路１５は、主処理回路３で用いた直線近似γ特性が有する折れ点区間それぞれの最大ゲイン補正量及び補正値加算方向が記憶されている。
【００７３】
また、副回路用設定回路７には、副回路用自動設定判別回路１５に記憶された折れ点区間の最大ゲイン補正量及び補正値加算方向を読み出して記憶している。これは、主処理回路３中の信号解析回路８で入力された非線形信号を解析してこの非線形信号が属する折れ点区間を判別することができるので、対応する最大ゲイン補正量及び補正値加算方向を副回路用自動設定判別回路１５から読み出すことができる。
【００７４】
非線形処理副回路１４は、主処理回路３でメイン補正が施された１次非線形処理信号を微調整するための回路である。
【００７５】
次に、副処理回路４におけるサブ補正の具体的な処理方法について説明する。以下、主処理回路３で図３に示す直線近似γ特性の第２の折れ点区間のＸ２´の非線形信号が入力した場合を例とする。
【００７６】
図６（ａ）は図３の直線近似γ特性の第２の折れ点区間を拡大した直線近似γ特性である。点線で示した直線は前述した主処理回路３で用いた第１の直線近似γ特性である。実線で示した１次折れ線は副処理回路４でサブ補正された第２の直線近似γ特性である。
【００７７】
第２の直線近似γ特性の具体的な形成方法は、第２の折れ点区間の中間点をサブ設定ポイントとし、副回路用設定回路７に記憶された補正値加算方向に最大ゲイン補正量を加算する。この加算されたポイントから第２の折れ点区間の始点（Ｘ１，Ｙ１）と終点（Ｘ２，Ｙ２）に対して直線を下ろす。従って、第２の直線近似γ特性は、最大ゲイン補正量が加算されたポイントを境として更に２つの折れ点区間に分割することができる。
【００７８】
サブ補正は主処理回路３で処理された１次非線形処理信号に補正値Ｃ´を加算することによって微調整を行うことができる。
【００７９】
図６（ｂ）は第２の折れ点区間における１次非線形処理信号に加算する補正量を表わした１次折れ線である。横軸が入力信号、縦軸がサブ補正量を表わしている。横軸の始点を０とすると始点は（Ｘ２−Ｘ１）である。横軸の中心点が図６（ａ）に示すサブ設定ポイントである。
【００８０】
ここで、補正値加算方向をマイナス方向とし、最大ゲイン補正量を（Ｘ２−Ｘ１）／６とすると、サブ設定ポイントからマイナス方向に（Ｘ２−Ｘ１）／６移動したポイントのサブ補正量が最も大きく、区間の始点又は終点に近づくほど小さくなっていく。
【００８１】
このサブ設定ポイントから（Ｘ２−Ｘ１）／６だけ移動した最大ポイント（Ｘ２−Ｘ１）／３の最大補正値をＤとすると、図６（ｂ）に示す最大ポイント（Ｘ２−Ｘ１）／３から左側の補正量の傾きは３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）である。
【００８２】
よって、非線形信号Ｘ２´が入力した場合の補正量は、３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´となり、この補正量を主処理回路３で処理された１次非線形処理信号（Ｙ１＋Ｙ２´）に加算される。
【００８３】
次に、Ｘ２´´の非線形信号が入力した場合の補正量の計算手法を説明する。
【００８４】
先ず、図６（ｂ）に示す最大ポイント（Ｘ２−Ｘ１）／３より左側の直線を右側まで延長した点線の直線を仮定する。この点線の直線における非線形信号Ｘ２´´は、３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´´である。
【００８５】
次に、点線の直線から横軸に対し垂直に降ろした実線の直線までの距離は、３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×｛Ｘ２´´―（Ｘ２−Ｘ１）／３｝＋１／２・３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×｛Ｘ２´´―（Ｘ２−Ｘ１）／３｝＝３／２・３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×｛Ｘ２´´―（Ｘ２−Ｘ１）／３｝と計算することができる。
【００８６】
以上より、非線形信号Ｘ２´´の補正量は、３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×Ｘ２´´―３／２・３Ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）×｛Ｘ２´´―（Ｘ２−Ｘ１）／３｝＝１／２・３ｄ／（Ｘ２−Ｘ１）・｛（Ｘ２−Ｘ１）−Ｘ２´´｝＝Ｃ´´となる。
【００８７】
この補正量Ｃ´´を主処理回路３で処理された１次非線形処理信号Ｙ１＋Ｙ２´に加算することによって副処理回路４で微調整された２次非線形処理信号を得ることができる。この２次非線形処理信号が非線形処理回路１の最終的な非線形処理信号として信号出力端１８から出力される。
【００８８】
主処理回路３では第１の実施形態と同様に４つの折れ点区間を有する比較的粗い直線近似γ特性であった。副処理回路４は１つの折れ点区間の最大ポイントを境に２つの区間に分割するので、最終的に図５に示すような８つの折れ点区間の直線近似γ特性の非線形処理を行うことになる。
【００８９】
副処理回路４に折れ点区間を分割するポイントは、主処理回路３の折れ点区間の中心点（サブ設定ポイント）ではなく、サブ設定ポイントから最大ゲイン補正値分ずれたポイントである。したがって、直線近似γ特性をより滑らかに形成することができるので、よりγ特性に近づいた非線形処理を行うことが可能となる。
【００９０】
なお、上述した実施形態は８つの折れ点区間を有する直線γ特性を用いたが、これに限らず折れ点区間は８より少なくても、また８より多くても本発明の効果を得ることができる。
【００９１】
直線近似γ特性の折れ点区間の数を多くすればするほど、必要となる非線形処理主回路の数が多くなるので、効果的に回路規模を小さくすることができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明は、変換テーブルを使用しないで、回路規模の小さい非線形処理回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態における非線形処理回路の回路図である。
【図２】 図１に示す非線形処理回路の直線近似γ特性を示した関数である。
【図３】 主処理回路における非線形処理回路の直線近似γ特性を示した関数である。
【図４】 副処理回路における非線形処理回路の直線近似γ特性の一部を示した関数である。
【図５】 第２の実施形態に係る非線形処理回路の直線近似γ特性を示した関数である。
【図６】 副処理回路における非線形処理回路の直線近似γ特性の一部を示した関数である。
【図７】 従来技術の非線形処理回路の直線近似γ特性を示した関数である。
【図８】 従来技術の非線形処理回路の回路図である。
【符号の説明】
１・・・非線形処理回路
２・・・非線形回路
３・・・主処理回路
４・・・副処理回路
５・・・直線近似設定値回路
６・・・主回路用設定回路
７・・・副回路用設定回路
８・・・信号解析回路
９〜１２・・・非線形処理主回路
１３・・・出力信号選択回路
１４・・・非線形処理副回路
１５・・・副回路用自動設定判別回路
１６・・・信号入力端
１７・・・直線近似設定端
１８・・・信号出力端
Claims (6)
- 非線形の入力信号を、ｎ個の折れ点区間であるｎ区間に分割して、前記入力信号を前記ｎ区間の区間毎に直線近似する非線形処理回路において、
前記入力信号をｎ／２区間に分割して、前記入力信号を前記ｎ／２区間の区間毎に直線近似し、第１の非線形処理信号を形成する前記ｎ／２区間の区間毎に設けられた非線形処理主回路を含む、主処理回路と、
前記第１の非線形処理信号を、前記ｎ／２区間の区間毎に更に２区間に分割した区間毎に、直線近似し、第２の非線形処理信号を形成する副処理回路とを備えることを特徴とする非線形処理回路。 - 第１区間毎に分割された直線近似特性を有した非線形変換の第１の関数を用いた非線形処理により第１の非線形処理信号を作成する前記第１区間の区間毎に設けられた非線形処理主回路を含む、主処理回路と、
前記第１の非線形処理信号を、前記第１区間の区間毎に更に２分割した第２区間の区間毎の直線近似特性を有した非線形変換の第２の関数を用いた非線形処理し、第２の非線形処理信号を作成する副処理回路とを備えることを特徴とする非線形処理回路。 - 前記主処理回路は、
前記ｎ／２区間又は前記第１区間の中から、入力された非線形信号の属する区間を判別する判別手段と、
前記ｎ／２区間又は前記第１区間の各区間に入力する第１の処理信号を前記非線形信号から形成する処理信号形成手段と、
前記各区間に入力された前記第１の処理信号に所定の係数を乗算して第２の処理信号を作成する乗算手段を備えた主処理回路と、
前記各区間で乗算処理された前記第２の処理信号を加算する加算手段とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非線形処理回路。 - 前記所定の係数を記憶する記憶回路を備えることを特徴とする請求項３に記載の非線形処理回路。
- 前記副処理回路は、
前記第１の非線形処理信号に加算する補正量を記憶する副記憶回路を備え、
前記属する区間の前記補正量を前記副記憶回路から読み出し、前記補正量を最大ゲインとし、前記属する区間における前記第１の非線形処理信号の始点又は終点に近づくほど前記補正量が小さくなる特性を有した前記第２の非線形処理信号を作成することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の非線形処理回路。 - 前記副処理回路は、
前記第１の非線形処理信号に加算する補正量を記憶する第１の副記憶回路と、
前記補正量を加算する方向を指示する方向値を記憶する第２の副記憶回路とを備え、
前記属する区間の前記補正量を前記第１の副記憶回路から読み出し、前記第１の非線形処理信号に対して前記補正量を前記第２の副記憶回路から読み出した方向値に加算し、前記補正量が加算された点を最大ゲインとし、前記属する区間における前記第１の非線形処理信号の始点又は終点に近づくほど前記補正量が小さくなる特性を有した前記第２の非線形処理信号を作成することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の非線形処理回路。
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