JP4376352B2

JP4376352B2 - Tone correction device

Info

Publication number: JP4376352B2
Application number: JP13089399A
Authority: JP
Inventors: 靖利山本; 彰浩田村; 匡幸米山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2019-05-12
Also published as: JP2000324363A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラなどに用いられる階調補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の階調補正装置としては特願平９−０１２８４４号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
図９に従来の階調補正装置の構成図を示す。図９において、１は入力端子、３は信号レベル検出手段、４はヒストグラム検出手段、５は階調特性設定手段、６は階調補正手段、９は出力端子である。
【０００４】
従来の階調補正装置では、入力端子１より入力した入力信号を信号レベル検出手段３でレベル検出し、ヒストグラム検出手段４で入力信号の１画面分に相当する輝度値のヒストグラムを算出し、階調特性設定手段５で入力信号の輝度値の分布の度合いに応じて、傾きが変わるような階調特性を算出し、階調補正手段６で階調特性設定手段５で算出した階調特性により階調補正して出力端子９より出力する。
【０００５】
ここで、信号レベル検出手段３では入力信号を等間隔の複数のレベルに分割し、そのレベルごとに輝度値の分布を検出している。
【０００６】
図１０に従来の階調補正装置のヒストグラム分布及び階調補正特性を示す。図１０において、（ａ）はヒストグラムで横軸は入力信号の分割レベル、縦軸は入力信号の各信号レベルに対応する頻度分布（ヒストグラム）である。（ｂ）は階調補正特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｃ）はガンマ補正特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｄ）は階調補正特性とガンマ補正特性を含めた総合階調特性である。
【０００７】
なお、ガンマ補正処理は階調補正装置の出力信号に対して、カメラの信号処理で行われる処理であり、対応するブロックは図９には記載されていない。
【０００８】
図１０（ａ）は低輝度部と高輝度部に分布が集中している状態を表している。図１０（ｂ）では、図１０（ａ）で頻度の多かった分割レベルに相当する入力信号レベルに対応する階調補正特性の傾きが急になるように設定されており、頻度の多かった分割レベルのコントラストが強調される。また、逆に図１０（ａ）で頻度の少なかった分割レベルに相当する入力信号レベルに対応する階調補正特性の傾きは緩やかになるように設定される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、ビデオカメラのように、ガンマ補正や、ニー補正を施すような機器においては、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調特性は強調され、高輝度部の階調特性は抑圧されるので、最適な階調補正特性を得ることができないという課題がある。
【００１０】
また、低輝度部は、ガンマ補正により３倍から４倍のゲインがかかるため、特に入力信号レベルの分割数が少ない場合には出力信号の低輝度部の補正レベルの間隔が相対的に広くなり、階調補正を最適に調整するのは困難になるという課題がある。
【００１１】
また、高輝度部はニー補正により傾きが極端に抑圧されるため、検出したヒストグラムのデータ通り補正したのでは、高輝度部が階調不足になるという課題がある。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、最適な階調補正特性を得ることができる階調補正装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の階調補正装置は、入力信号に対し、入力信号の低輝度部における階調特性が強調される補正処理を行なう階調補正装置であって、入力信号レベルの分布範囲を複数の分割レベルに分割し入力信号がどの分割レベルに入っているかを検出する信号レベル検出手段と、分割レベルごとの入力信号の分布であるヒストグラムを検出するヒストグラム検出手段と、ヒストグラムに応じて分布の多いレベルの傾きが急になるように階調特性を設定する階調特性設定手段と、階調特性設定手段で設定された階調特性に応じて、入力信号に非線形な階調補正を施す階調補正手段と、信号レベル検出手段で用いられる分割レベルの間隔が前記入力信号レベルの小さい方から大きい方に広くなっていくように、分割レベルの間隔を調整する分割レベル調整手段とを備えたものである。
【００１４】
請求項１記載の階調補正装置によれば、信号レベル検出手段で入力信号レベルの分布範囲を複数の分割レベルに分割し入力信号がどの分割レベルに入っているかを検出し、分割レベル調整手段で信号レベル検出手段で用いられる分割レベルの間隔が、入力信号レベルの小さい方から大きい方に広くなっていくように分割レベルの間隔を調整し、ヒストグラム検出手段で分割レベルごとの入力信号の分布であるヒストグラムを検出し、階調特性設定手段でヒストグラムに応じて分布の多いレベルの傾きが急になるように階調特性を設定し、階調特性設定手段で設定された階調特性に応じて、信号に非線形な階調補正を施すという作用を有する。
【００１５】
したがって、例えばビデオカメラのように、ガンマ補正や、ニー補正を施すような機器において、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調特性が強調される場合でも、例えば低輝度部の分割レベル数を細かくとって低輝度部を重視した階調補正をする等、最適な階調補正特性を得ることができる。
【００１６】
請求項２記載の階調補正装置は、請求項１において、分割レベル調整手段は分割レベルの間隔が入力信号レベルの小さい方から大きい方に広くなっていくように設定する複数の分割レベル設定手段で構成され、信号レベル検出手段は入力信号を分割レベル調整手段で設定された分割レベルと比較する複数の比較器を有するものである。
【００１７】
請求項２記載の階調補正装置によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００２２】
請求項３記載の階調補正装置は、請求項１または請求項２において、階調特性設定手段が特定の分割レベルの階調特性の傾きがヒストグラムの分布に対して、より急峻になるように階調特性を設定する重み付け手段を有するものである。
【００２３】
請求項３記載の階調補正装置によれば、請求項１または請求項２と同様な効果のほか、重み付け手段で特定の信号レベルの階調特性の傾きがヒストグラムの分布に対して、より急峻になるように階調特性を設定することによって、例えばビデオカメラのようにガンマ補正やニー補正を施すような機器において、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調特性が強調される場合でも最適な階調補正特性を得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態の階調補正装置について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施の形態の階調補正装置の構成を表す構成図である。階調補正の分割レベル数は多ければ多いほど細かな階調補正が可能となるが、それに対して回路規模は大きくなる。実際には１６分割程度が望ましいが、説明を容易にするため、第１の実施の形態では入力信号の分割レベル数を８とする。
【００２６】
図１において、１は入力端子、２は分割レベル調整手段、３は信号レベル検出手段、４はヒストグラム検出手段、５は階調特性設定手段、６は階調補正手段、７ａ〜７ｈは分割レベル設定手段としてのレジスタ、８ａ〜８ｈは比較器、９は出力端子、１０は信号レベル判定回路、１１はマルチプレクサ、１２はレジスタ（１２ａ〜１２ｈ）、１３はセレクタ、１４は加算器である。
【００２７】
入力端子１より入力された入力信号Ｓｉｎは信号レベル検出手段３に入力される。信号レベル検出手段３は分割レベル調整手段２の分割レベル設定手段としてのレジスタ７ａ〜７ｈに設定された８個の分割レベルデータを入力し、比較器８ａ〜８ｈで入力信号Ｓｉｎと上記８個の分割レベルデータとを比較し、信号レベル判定回路１０で入力信号が８個の分割レベルのうちどのレベルに入っているかを判定し制御信号としてヒストグラム検出手段４に伝える。
【００２８】
ここで、レジスタ７ａ〜７ｈに設定する分割レベルは入力信号の小さい方から最初の４分の１の範囲を４分割し、次の４分の１の範囲を２分割し、残り２分の１の範囲を２分割するように設定する。
【００２９】
ヒストグラム検出手段４では、入力した制御信号によりマルチプレクサ１１とセレクタ１３を制御し、マルチプレクサ１１とセレクタ１３は８個のレジスタ１２ａ〜１２ｈのうち入力した信号レベルに対応したレジスタを選択する。加算器１４では選択されたレジスタ１２ａ〜１２ｈのいずれかの出力信号に１を加算し、再び同じレジスタ１２に格納する。この動作を１フィールド期間にわたって行うことによって８個のレベルに対応するヒストグラムデータH(０)からH(７)が得られる。
【００３０】
以上のようにして求められた８個のレベルに対応するヒストグラムデータH(０）からH(７）は、テレビ信号の垂直ブランキング期間内に階調特性設定手段５に転送される。
【００３１】
階調特性設定手段５内では、ヒストグラムデータH(０）からH(７）の累積積分値SH（０）からSH（７）により階調補正特性を得て、階調補正手段６の階調補正特性を設定する。累積積分値SH(n）は、H(n)を用いて、SH(n）＝ΣH(k) k=0,1,2,・・・ ,nで表される。
【００３２】
階調補正手段６では階調特性設定手段５により設定された階調補正特性により入力端子１から入力する入力信号Ｓｉｎに対して階調補正処理を施し出力信号Ｓｏｕｔを出力端子９より出力する。
【００３３】
出力信号Ｓｏｕｔはビデオカメラなどでは図示しないガンマ補正回路により階調補正であるガンマ補正処理が施されてカメラ出力として出力される。
【００３４】
図２に第１の実施の形態の階調補正装置のヒストグラム分布及び階調補正特性を示す。図において（ａ）はヒストグラムで横軸は入力信号の分割レベル、縦軸は入力信号の各信号レベルに対応する頻度分布（ヒストグラム）である。（ｂ）は階調補正特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｃ）はガンマ補正特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｄ）は階調補正特性とガンマ補正特性を含めた総合階調特性である。
【００３５】
図２（ａ）のように低輝度部の分割数を細かくとっているため、低輝度部を重視した階調補正となっている。これにより、図２（ｄ）の総合階調特性では低輝度側の階調特性が図１０（ｄ）の従来の階調補正装置の総合階調特性に比べてなめらかに補正されている。
【００３６】
第１の実施の形態による本発明の効果は、ビデオカメラのように、ガンマ補正や、ニー補正を施すような機器において、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調特性が強調される場合でも最適な階調補正特性を得ることができるというものである。
【００３７】
（実施の形態２）
実施の形態１で分割レベルを設定したレジスタ７、信号レベルを検出した比較器８は信号レベルの分割の数だけ必要となり回路規模が大きくなる。
【００３８】
第２の実施の形態による本発明の目的は、第１の実施の形態に対してより簡単な構成で第１の実施の形態と同様の効果を得ようと言うものである。
【００３９】
以下、本発明の第２の実施の形態の階調補正装置について、図３および図４を参照しながら説明する。
【００４０】
図３は第２の実施の形態の階調補正装置の構成を示す構成図である。図３において、１４ａ、１４ｂは加算器、１５は分割レベル調整手段である補助的な階調補正手段、１６ａ、１６ｂは増幅器、１７は最小値回路である。
【００４１】
入力端子１に入力した入力信号Ｓｉｎは補助的階調補正手段１５に入力される。
【００４２】
補助的階調補正手段１５では入力信号Ｓｉｎを増幅器１６ａで２倍した信号Ｓ０と、入力信号Ｓｉｎに加算器１４ａでオフセット値off １が加算された信号Ｓ１と、増幅器１６ｂで１／２倍し加算器１４ｂでオフセット値off ２が加算された信号Ｓ２が最小値回路１７に入力され、３つの信号のうち最小のレベルを示す信号が予備の階調補正が施された信号Ｓｉｎ２として出力される。
【００４３】
ここで、オフセット値off １を入力信号の分割範囲の１／４、オフセット値off ２を入力信号の分割範囲の１／２とすると、Ｓｉｎ２の階調特性は図４（ａ）のようになる。
【００４４】
次に補助的階調補正手段１５の出力信号Ｓｉｎ２は信号レベル検出手段３に入力される。
【００４５】
第２の実施の形態における信号レベル検出手段３は入力信号レベルを８つのレベルに等間隔に分割するように構成している。デジタル信号においては入力信号の上位の３ビットにより８つのレベルの分割制御信号を得ることができる。
【００４６】
ヒストグラム検出手段４，階調特性設定手段５、階調補正手段６の動作は第１の実施の形態に準じるので、ここでは省略する。
【００４７】
図４に第２の実施の形態の階調補正装置のヒストグラム分布及び階調補正特性を示す。図４において（ａ）は補助的階調補正手段の階調特性であり、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｂ）はヒストグラムで横軸は入力信号の分割レベル、縦軸は入力信号の各信号レベルに対応する頻度分布（ヒストグラム）である。（ｃ）は階調補正特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｄ）は階調補正特性とガンマ補正特性を含めた総合階調特性である。
【００４８】
入力信号Ｓｉｎに対し補助的階調補正手段１５で低輝度部の信号を２倍にすることにより、入力信号Ｓｉｎの４分の１の範囲に分布していた信号はＳｉｎ２では２分の１の範囲に分布することになる。入力信号Ｓｉｎの次の４分の１の範囲に分布していた信号はＳｉｎ２では２分の１から４分の３の範囲に分布する。このように補助的階調補正手段１５で予備の階調補正を施すことにより、分割範囲を設定した第１の実施の形態と同様の範囲をヒストグラムの検出に割り当てることができる。そのため、ヒストグラム検出手段４で得られるヒストグラムの値は分割の間隔が等間隔であるのに第１の実施の形態と同じ値が得られ、第１の実施の形態と同様の階調特性が得られる。
【００４９】
第２の実施の形態による本発明の効果は、補助的階調補正手段１５を簡単な構成とすることができるため、小さな回路規模で第１の実施の形態と同様の階調補正特性を得ることができるというものである。
【００５０】
（実施の形態３）
以下、本発明の第３の実施の形態の階調補正装置について、図５および図６を参照しながら説明する。
【００５１】
第３の実施の形態による本発明の目的は、低輝度部の階調特性の設定の自由度を上げ、最適な階調特性を得るというものである。
【００５２】
図５に第３の実施の形態の階調補正装置の構成を示す。図５において、１は入力端子、２は分割レベル調整手段、３は信号レベル検出手段、４はヒストグラム検出手段、５は階調特性設定手段、６は階調補正手段、９は出力端子、１４は第１のレベル補正手段としての加算器、１８は第２のレベル補正手段としての減算器である。
【００５３】
入力端子１に入力された入力信号ははじめに分割レベル調整手段２に入力される。分割レベル調整手段２では特定のオフセット値off１が第１のレベル補正手段としての加算器１４で加算され、オフセット付きの入力信号Ｓｉｎ２が出力される。ここで、オフセット値ｏｆｆ１は１段目に相当する最も低いレベルの分割レベルの幅より小さい値とする。
【００５４】
次にオフセット付き入力信号Ｓｉｎ２は信号レベル検出手段３に入力され、信号レベルが検出される。
【００５５】
信号レベル検出手段３では、第２の実施の形態と同様に等間隔の分割レベルで信号レベルを検出し、ヒストグラム検出手段４でオフセット加算された入力信号のヒストグラムが算出される。階調特性設定手段５では、ヒストグラム検出手段４で検出されたヒストグラム値に応じた階調特性を算出するが、最も低いレベルの分割レベルに対応する信号に対しては階調補正を行わず入力信号をそのまま出すように設定する。階調補正手段６では、階調特性設定手段５で算出された階調補正特性を入力し、階調補正された出力信号を出力する。
【００５６】
階調補正手段６の出力信号は分割レベル調整手段２の第２のレベル補正手段としての減算器１８により、オフセット値off ２が減じられ、出力信号Ｓｏｕｔとして出力端子９から出力される。
【００５７】
図６に第３の実施の形態の階調補正装置のヒストグラム分布及び階調補正特性を示す。図６において（ａ）は分割レベル調整手段２の加算器１４の出力信号Ｓｉｎ２の階調特性であり、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｂ）はヒストグラムで横軸は入力信号の分割レベル、縦軸は入力信号の各信号レベルに対応する頻度分布（ヒストグラム）である。（ｃ）は階調補正特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｄ）は分割レベル調整手段２の減算器１８の出力信号Ｓoutの階調特性であり、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｅ）は階調補正特性とガンマ補正特性を含めた総合階調特性である。
【００５８】
図６（ｃ）では最小の分割レベルの傾きは１倍になっている。図６（ｄ）ではオフセット値ｏｆｆ２を減じ、図６（ｃ）の特性を負側にシフトした形の特性になっている。図６（ｅ）では、オフセット値に相当するレベルだけ最小の分割レベルが小さくなった形で総合特性が形成されている。
【００５９】
折れ線で階調補正を行う場合には、その折れ点のレベルで階調特性の傾きが不連続になり、階調補正後の画像の階調特性が不自然となる場合があるが、本実施の形態のように入力信号にオフセット値を加算することによって折れ点を調整することにより、より自然な階調特性を得ることができる。
【００６０】
第３の実施の形態による本発明の効果は、入力信号にオフセット値を加算することによって折れ点を調整することにより、より自然な階調特性を得ることができるというものである。
【００６１】
（実施の形態４）
以下、本発明の第４の実施の形態の階調補正装置について、図７および図８を参照しながら説明する。
【００６２】
第４の実施の形態による本発明の目的は、重み付け手段で特定の信号レベルの階調特性の傾きがヒストグラムの分布に対して、より急峻になるように階調特性を設定することによって、ビデオカメラのように、ガンマ補正や、ニー補正を施すような機器において、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調特性が強調される場合でも最適な階調補正特性を得ることである。
【００６３】
図７は本発明の第４の実施の形態の階調補正装置の構成を表す構成図である。図７において、１９は重み付け手段、２０は階調特性算出手段である。
【００６４】
第４の実施の形態において分割レベル調整手段２、信号レベル検出手段３、ヒストグラム検出手段４の動作は第３の実施の形態に準じるので、ここでは省略する。階調特性設定手段５は階調特性算出手段２０において第３の実施の形態と同様に階調補正特性を算出した後、算出した階調補正特性を重み付け手段１９に入力する。重み付け手段１９では特定の信号レベルの階調特性の傾きがヒストグラムの分布に対して、より急峻になるように階調特性を設定する。具体的には８分割された信号レベルの階調補正特性に対し、各段の傾きが最下段は１倍、次の３段は１／２倍、次の２段は１倍、次の２段は２倍となるようなゲインをかける。
【００６５】
階調補正手段６では、階調特性設定手段５で算出された階調補正特性を入力し、階調補正された出力信号を出力する。
【００６６】
階調補正手段６の出力信号は分割レベル調整手段２の第２のレベル補正手段としての減算器１８により、オフセット値off２が減じられ、出力信号Ｓｏｕｔとして出力端子９から出力される。
【００６７】
図８に第４の実施の形態の階調補正装置の階調補正特性等を示す。図８において（ａ）は階調補正特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。図８（ａ）では重み付け前の階調補正特性を波線で示す。（ｂ）は階調補正特性とガンマ補正特性を含めた総合階調特性である。
【００６８】
図８（ａ）で重み付け処理により最下段の傾きは１倍、次の３段の傾きは１／２倍に、次の２段の傾きは１倍に、次の２段の傾きは２倍となっている。
【００６９】
結果として、図８（ｂ）のように、ガンマ補正後の総合特性で、高輝度部の階調特性が急峻になっていることがわかる。
【００７０】
第４の実施の形態による本発明の効果は、重み付け手段１９で特定の信号レベルの階調特性の傾きがヒストグラムの分布に対して、より急峻になるように階調特性を設定することによって、ビデオカメラのように、ガンマ補正や、ニー補正を施すような機器において、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調特性が強調される場合でも最適な階調補正特性を得ることができるというものである。
【００７１】
なお、第２の実施の形態から第４の実施の形態で分割レベル調整手段２の分割レベルは固定値として扱っているが、入力信号のダイナミックレンジやヒストグラムデータの分布の変化に対応して分割レベルを変化させても良い。この場合はさらに細かな調整が可能となる。
【００７２】
また、第１の実施の形態から第４の実施の形態で入力信号の分割レベル数を８としたが、それ以上であってもそれ以下であっても良い。分割数を多くすれば、相対的に回路規模が大きくなるが、より細かな調整が可能となる。
【００７３】
また、第２の実施の形態における補助的階調補正手段１５はゲインとオフセットを変えた３種類の信号のうち最小のものを取り出す構成となっているが、折れ線近似である必要はない。
【００７４】
また、第１の実施の形態から第４の実施の形態の分割レベル調整手段２は、組み合わせて使用することができる。複数の分割レベル調整手段２を組み合わせれば、よりよい階調補正特性を得ることができる。例えば、第２の実施の形態および第３の実施の形態の分割レベル調整手段２の少なくとも一方を第１の実施の形態に加えたり、第３の実施の形態の分割レベル調整手段２を第２の実施の形態に加えることが考えられる。さらに第４の実施の形態の階調特性設定手段５を第１の実施の形態または第２の実施の形態に適用することが可能である。
【００７５】
また、第４の実施の形態で重み付け手段１９で階調補正特性に対して重み付け処理を行っているが、ヒストグラム検出手段４から入力するヒストグラムデータに対して重み付け処理を施しても同様の効果が得られる。
【００７６】
この重み付け手段１９を有する階調特性設定手段５は、第１の実施の形態および第２の実施の形態に適用することも可能である。
また、第４の実施の形態で重み付けの値は固定値として扱っているが、入力信号のダイナミックレンジやヒストグラムデータの分布の変化に対応して重み付け量を変化させても良い。この場合はさらに細かな調整が可能となる。
【００７７】
また、第４の実施の形態の重み付け量をカメラ信号処理で施されるガンマ補正特性と逆の特性としても良い。そうすることによって、ガンマ補正による低輝度部の強調と、高輝度部の抑圧をキャンセルすることができる。
【００７８】
【発明の効果】
請求項１記載の階調補正装置によれば、例えばビデオカメラのように、ガンマ補正や、ニー補正を施すような機器において、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調特性が強調される場合でも、例えば低輝度部の分割レベル数を細かくとって低輝度部を重視した階調補正をする等、最適な階調補正特性を得ることができる。
【００７９】
請求項２記載の階調補正装置によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００８２】
請求項３記載の階調補正装置によれば、請求項１または請求項２と同様な効果のほか、重み付け手段で特定の信号レベルの階調特性の傾きがヒストグラムの分布に対して、より急峻になるように階調特性を設定することによって、例えばビデオカメラのようにガンマ補正やニー補正を施すような機器において、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調特性が強調される場合でも最適な階調補正特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の階調補正装置の構成を表す構成図である。
【図２】第１の実施の形態の階調補正装置の特性図を示し、（ａ）はヒストグラム分布、（ｂ）は階調補正特性、（ｃ）はガンマ補正特性、（ｄ）は総合階調特性である。
【図３】第２の実施の形態の階調補正装置の構成を表す構成図である。
【図４】第２の実施の形態の階調補正装置の特性図を示し、（ａ）は補助階調補正特性、（ｂ）はヒストグラム分布、（ｃ）は階調補正特性、（ｄ）は総合階調特性である。
【図５】第３の実施の形態の階調補正装置の構成を表す構成図である。
【図６】第３の実施の形態の階調補正装置の特性図を示し、（ａ）は出力信号Ｓｉｎ２の階調特性、（ｂ）はヒストグラム分布、（ｃ）は階調補正特性、（ｄ）はＳｏｕｔの階調特性、（ｅ）は総合階調特性である。
【図７】第４の実施の形態の階調補正装置の構成を表す構成図である。
【図８】第４の実施の形態の階調補正装置の特性図を示し、（ａ）は階調補正特性、（ｂ）は総合階調特性である。
【図９】従来の階調補正装置の構成を示す構成図である。
【図１０】従来の階調補正装置の特性図を示し、（ａ）はヒストグラム分布、（ｂ）は階調補正特性、（ｃ）はガンマ補正特性、（ｄ）は総合階調特性である。
【符号の説明】
１入力端子
２分割レベル調整手段
３信号レベル検出手段
４ヒストグラム検出手段
５階調特性設定手段
６階調補正手段
７分割レベル設定手段としてのレジスタ
８比較器
９出力端子
１０信号レベル判定回路
１１マルチプレクサ
１２レジスタ
１３セレクタ
１４加算器
１５補助的階調補正手段
１６増幅器
１７最小値回路
１８減算器
１９重み付け手段
２０階調特性算出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gradation correction device used for a video camera or the like.
[0002]
[Prior art]
As a conventional gradation correction apparatus, the one described in Japanese Patent Application No. 9-012844 is known.
[0003]
FIG. 9 shows a configuration diagram of a conventional gradation correction apparatus. In FIG. 9, 1 is an input terminal, 3 is a signal level detection means, 4 is a histogram detection means, 5 is a gradation characteristic setting means, 6 is a gradation correction means, and 9 is an output terminal.
[0004]
In the conventional gradation correction apparatus, the level of the input signal input from the input terminal 1 is detected by the signal level detection means 3, and the histogram of the luminance value corresponding to one screen of the input signal is calculated by the histogram detection means 4. The tone characteristic setting means 5 calculates a gradation characteristic such that the slope changes according to the degree of distribution of the luminance value of the input signal, and the gradation correction means 6 calculates the gradation characteristic calculated by the gradation characteristic setting means 5. The tone is corrected and output from the output terminal 9.
[0005]
Here, the signal level detection means 3 divides the input signal into a plurality of equally spaced levels and detects the distribution of luminance values for each level.
[0006]
FIG. 10 shows a histogram distribution and gradation correction characteristics of a conventional gradation correction apparatus. 10, (a) is a histogram, the horizontal axis is the division level of the input signal, and the vertical axis is the frequency distribution (histogram) corresponding to each signal level of the input signal. (B) is the gradation correction characteristic, the horizontal axis is the input signal level, and the vertical axis is the output signal level. (C) is a gamma correction characteristic, the horizontal axis is the input signal level, and the vertical axis is the output signal level. (D) is a total gradation characteristic including a gradation correction characteristic and a gamma correction characteristic.
[0007]
Note that the gamma correction processing is processing performed by camera signal processing on the output signal of the gradation correction device, and corresponding blocks are not shown in FIG.
[0008]
FIG. 10A shows a state in which the distribution is concentrated on the low luminance portion and the high luminance portion. In FIG. 10 (b), the gradient of the gradation correction characteristic corresponding to the input signal level corresponding to the division level having a high frequency in FIG. 10 (a) is set to be steep, and the division having a high frequency is performed. Level contrast is enhanced. On the contrary, the gradient of the gradation correction characteristic corresponding to the input signal level corresponding to the division level that is less frequent in FIG. 10A is set to be gentle.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration as described above, in a device that performs gamma correction or knee correction, such as a video camera, the tone characteristics of the low luminance portion of the signal level are enhanced by the gamma correction, and the high luminance portion Therefore, there is a problem that the optimum gradation correction characteristic cannot be obtained.
[0010]
In addition, since the low-brightness part takes a gain of 3 to 4 times due to gamma correction, the correction level interval of the low-brightness part of the output signal becomes relatively wide especially when the number of divisions of the input signal level is small. Therefore, it is difficult to optimally adjust the gradation correction.
[0011]
In addition, since the slope of the high luminance part is extremely suppressed by knee correction, there is a problem that the high luminance part becomes insufficient in gradation when corrected according to the data of the detected histogram.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a gradation correction apparatus capable of obtaining optimum gradation correction characteristics.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The gradation correction apparatus according to claim 1 is a gradation correction apparatus that performs a correction process for emphasizing a gradation characteristic in a low-luminance portion of an input signal with respect to an input signal. The signal level detection means for detecting the division level into which the input signal is divided, the histogram detection means for detecting the histogram which is the distribution of the input signal for each division level, and the distribution of the distribution according to the histogram Gradation characteristic setting means for setting gradation characteristics so that the inclination of many levels becomes steep, and a level for performing nonlinear gradation correction on the input signal according to the gradation characteristics set by the gradation characteristic setting means a tone correction unit, so that the distance division level used by the signal level detecting means is gradually widened larger from the smaller the input signal level, divided Les adjusting the spacing of the division level It is obtained by a Le adjustment means.
[0014]
According to the gradation correction apparatus of claim 1, the signal level detection means divides the distribution range of the input signal level into a plurality of division levels, detects which division level the input signal is in, and the division level adjustment means. The division level interval is adjusted so that the division level interval used by the signal level detection means becomes wider from the smaller input signal level to the larger one, and the distribution of the input signal for each division level by the histogram detection means The gradation characteristic is detected, the gradation characteristic setting means sets the gradation characteristic so that the slope of the level with many distributions becomes steep according to the histogram, and the gradation characteristic setting means responds to the gradation characteristic set by the gradation characteristic setting means. Thus, there is an effect that nonlinear tone correction is performed on the signal.
[0015]
Therefore, for example, in a device that performs gamma correction or knee correction, such as a video camera, even if the gradation characteristics of the low luminance part of the signal level are emphasized by the gamma correction, for example, the division level of the low luminance part It is possible to obtain optimum gradation correction characteristics, such as performing gradation correction with an emphasis on the low luminance part by taking a small number.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the gradation correction device according to the first aspect, wherein the division level adjustment means sets the division level interval so that the interval between the division levels increases from the smaller input signal level to the larger one. The signal level detection means has a plurality of comparators for comparing the input signal with the division level set by the division level adjustment means.
[0017]
According to the gradation correction apparatus of the second aspect, the same effect as that of the first aspect is obtained.
[0022]
Gradation correction apparatus according to the third aspect, Oite to claim 1 or claim 2, with respect to the distribution gradient of the histogram of the gradation characteristics of the gradation characteristic setting means certain division level, steeper In this way, weighting means for setting gradation characteristics is provided.
[0023]
According to the gradation correction apparatus of the third aspect , in addition to the same effect as that of the first or second aspect, the gradient of the gradation characteristic of a specific signal level by the weighting means is steeper than the distribution of the histogram. If the tone characteristics are set so that the tone characteristics of the low-brightness part of the signal level are emphasized by gamma correction in a device that performs gamma correction or knee correction, such as a video camera. However, optimum tone correction characteristics can be obtained.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, a gradation correction apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0025]
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the gradation correction apparatus according to the first embodiment of the present invention. As the number of gradation correction division levels increases, finer gradation correction becomes possible, but the circuit scale becomes larger. Actually, about 16 divisions are desirable, but in order to facilitate explanation, in the first embodiment, the number of division levels of the input signal is eight.
[0026]
In FIG. 1, 1 is an input terminal, 2 is a division level adjustment means, 3 is a signal level detection means, 4 is a histogram detection means, 5 is a gradation characteristic setting means, 6 is a gradation correction means, and 7a to 7h are division levels. Registers as setting means, 8a to 8h are comparators, 9 is an output terminal, 10 is a signal level determination circuit, 11 is a multiplexer, 12 is a register (12a to 12h), 13 is a selector, and 14 is an adder.
[0027]
An input signal Sin input from the input terminal 1 is input to the signal level detection means 3. The signal level detection means 3 inputs eight division level data set in the registers 7a to 7h as division level setting means of the division level adjustment means 2, and the comparator 8a to 8h inputs the input signal Sin and the above eight pieces. The division level data is compared, the signal level determination circuit 10 determines which level the input signal is in among the eight division levels, and transmits it to the histogram detection means 4 as a control signal.
[0028]
Here, the division levels set in the registers 7a to 7h are divided into the first quarter range from the smallest input signal into four, the next quarter range into two, and the remaining half. Is set to be divided into two.
[0029]
In the histogram detection means 4, the multiplexer 11 and the selector 13 are controlled by the input control signal, and the multiplexer 11 and the selector 13 select a register corresponding to the input signal level among the eight registers 12a to 12h. The adder 14 adds 1 to the output signal of any of the selected registers 12a to 12h, and stores it again in the same register 12. By performing this operation over one field period, histogram data H (0) to H (7) corresponding to eight levels are obtained.
[0030]
The histogram data H (0) to H (7) corresponding to the eight levels obtained as described above are transferred to the gradation characteristic setting means 5 within the vertical blanking period of the television signal.
[0031]
In the gradation characteristic setting means 5, gradation correction characteristics are obtained from the cumulative integration values SH (0) to SH (7) of the histogram data H (0) to H (7), and the gradation of the gradation correction means 6 is obtained. Set the correction characteristics. The cumulative integral value SH (n) is expressed by SH (n) = ΣH (k) k = 0, 1, 2,..., N using H (n).
[0032]
The gradation correction means 6 performs gradation correction processing on the input signal Sin input from the input terminal 1 according to the gradation correction characteristic set by the gradation characteristic setting means 5 and outputs an output signal Sout from the output terminal 9.
[0033]
The output signal Sout is subjected to gamma correction processing as gradation correction by a gamma correction circuit (not shown) in a video camera or the like, and is output as a camera output.
[0034]
FIG. 2 shows a histogram distribution and gradation correction characteristics of the gradation correction apparatus according to the first embodiment. In the figure, (a) is a histogram, the horizontal axis is the division level of the input signal, and the vertical axis is the frequency distribution (histogram) corresponding to each signal level of the input signal. (B) is the gradation correction characteristic, the horizontal axis is the input signal level, and the vertical axis is the output signal level. (C) is a gamma correction characteristic, the horizontal axis is the input signal level, and the vertical axis is the output signal level. (D) is a total gradation characteristic including a gradation correction characteristic and a gamma correction characteristic.
[0035]
As shown in FIG. 2A, since the number of divisions of the low luminance portion is fine, gradation correction is performed with an emphasis on the low luminance portion. Thus, a comprehensive gradation characteristic shown in FIG. 2 (d) is smoothly corrected gradation characteristic of the low-intensity side than the overall gradation characteristic of the conventional gradation correcting apparatus of FIG. 10 (d).
[0036]
The effect of the present invention according to the first embodiment is that, in a device that performs gamma correction or knee correction, such as a video camera, the tone characteristics of the low luminance portion of the signal level are enhanced by the gamma correction. Even in this case, the optimum gradation correction characteristic can be obtained.
[0037]
(Embodiment 2)
The register 7 in which the division level is set in the first embodiment and the comparator 8 in which the signal level is detected are required by the number of divisions of the signal level, and the circuit scale increases.
[0038]
The object of the present invention according to the second embodiment is to obtain the same effect as that of the first embodiment with a simpler configuration than that of the first embodiment.
[0039]
Hereinafter, a gradation correction apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0040]
FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the gradation correction apparatus according to the second embodiment. In FIG. 3, 14a and 14b are adders, 15 is an auxiliary gradation correcting means which is a division level adjusting means, 16a and 16b are amplifiers, and 17 is a minimum value circuit.
[0041]
The input signal Sin input to the input terminal 1 is input to the auxiliary gradation correction means 15.
[0042]
In the auxiliary gradation correction means 15, the signal S0 obtained by doubling the input signal Sin by the amplifier 16a, the signal S1 obtained by adding the offset value off 1 by the adder 14a to the input signal Sin, and ½ times by the amplifier 16b. The signal S2 added with the offset value off 2 by the adder 14b is input to the minimum value circuit 17, and a signal indicating the minimum level among the three signals is output as the signal Sin2 subjected to preliminary gradation correction. .
[0043]
Here, assuming that the offset value off 1 is 1/4 of the input signal division range and the offset value off 2 is 1/2 of the input signal division range, the gradation characteristics of Sin2 are as shown in FIG. .
[0044]
Next, the output signal Sin2 of the auxiliary gradation correcting means 15 is inputted to the signal level detecting means 3.
[0045]
The signal level detection means 3 in the second embodiment is configured to divide the input signal level into eight levels at equal intervals. In the digital signal, eight levels of division control signals can be obtained by the upper 3 bits of the input signal.
[0046]
Since the operations of the histogram detection means 4, the gradation characteristic setting means 5, and the gradation correction means 6 are the same as those in the first embodiment, they are omitted here.
[0047]
FIG. 4 shows a histogram distribution and gradation correction characteristics of the gradation correction apparatus according to the second embodiment. In FIG. 4, (a) is the gradation characteristic of the auxiliary gradation correction means, the horizontal axis is the input signal level, and the vertical axis is the output signal level. (B) is a histogram, the horizontal axis is the division level of the input signal, and the vertical axis is the frequency distribution (histogram) corresponding to each signal level of the input signal. (C) is the gradation correction characteristic, the horizontal axis is the input signal level, and the vertical axis is the output signal level. (D) is a total gradation characteristic including a gradation correction characteristic and a gamma correction characteristic.
[0048]
By subtracting the signal of the low luminance part by the auxiliary gradation correction means 15 with respect to the input signal Sin, the signal distributed in the quarter range of the input signal Sin is half of that in Sin2. Will be distributed in the range. The signal distributed in the next quarter range of the input signal Sin is distributed in the half to three quarter range in Sin2. Thus, by performing preliminary gradation correction by the auxiliary gradation correction means 15, the same range as in the first embodiment in which the division range is set can be assigned to the detection of the histogram. Therefore, the histogram values obtained by the histogram detection means 4 are the same as those in the first embodiment even though the division intervals are equal, and the same gradation characteristics as those in the first embodiment are obtained. It is done.
[0049]
The effect of the present invention according to the second embodiment is that the auxiliary gradation correction means 15 can have a simple configuration, so that the same gradation correction characteristics as in the first embodiment can be obtained with a small circuit scale. It can be done.
[0050]
(Embodiment 3)
Hereinafter, a gradation correction apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0051]
An object of the present invention according to the third embodiment is to increase the degree of freedom in setting the gradation characteristics of the low luminance part and obtain the optimum gradation characteristics.
[0052]
FIG. 5 shows the configuration of the gradation correction apparatus according to the third embodiment. In FIG. 5, 1 is an input terminal, 2 is a division level adjusting means, 3 is a signal level detecting means, 4 is a histogram detecting means, 5 is a gradation characteristic setting means, 6 is a gradation correcting means, 9 is an output terminal, 14 Is an adder as first level correction means, and 18 is a subtractor as second level correction means.
[0053]
The input signal input to the input terminal 1 is first input to the division level adjusting means 2. In the division level adjusting means 2, the specific offset value off1 is added by the adder 14 as the first level correcting means, and an input signal Sin2 with an offset is output. Here, the offset value off1 is set to a value smaller than the width of the lowest division level corresponding to the first stage.
[0054]
Next, the input signal Sin2 with an offset is input to the signal level detecting means 3, and the signal level is detected.
[0055]
As in the second embodiment, the signal level detection unit 3 detects the signal level at equally-spaced division levels, and calculates a histogram of the input signal offset-added by the histogram detection unit 4. The gradation characteristic setting means 5 calculates gradation characteristics according to the histogram value detected by the histogram detection means 4, but does not perform gradation correction on the signal corresponding to the lowest division level. Set to output the signal as is. The gradation correction means 6 inputs the gradation correction characteristic calculated by the gradation characteristic setting means 5 and outputs an output signal with gradation corrected.
[0056]
The output signal of the gradation correction means 6 is subtracted from the offset value off 2 by the subtractor 18 as the second level correction means of the division level adjustment means 2 and is output from the output terminal 9 as the output signal Sout.
[0057]
FIG. 6 shows a histogram distribution and gradation correction characteristics of the gradation correction apparatus according to the third embodiment. 6A shows the gradation characteristics of the output signal Sin2 of the adder 14 of the division level adjusting means 2, where the horizontal axis represents the input signal level and the vertical axis represents the output signal level. (B) is a histogram, the horizontal axis is the division level of the input signal, and the vertical axis is the frequency distribution (histogram) corresponding to each signal level of the input signal. (C) is the gradation correction characteristic, the horizontal axis is the input signal level, and the vertical axis is the output signal level. (D) is the gradation characteristic of the output signal Sout of the subtractor 18 of the division level adjusting means 2, the horizontal axis is the input signal level, and the vertical axis is the output signal level. (E) is a comprehensive gradation characteristic including a gradation correction characteristic and a gamma correction characteristic.
[0058]
In FIG. 6C, the gradient of the minimum division level is 1 time. In FIG. 6D, the offset value off2 is reduced, and the characteristic of FIG. 6C is shifted to the negative side. In FIG. 6E, the overall characteristic is formed in a form in which the minimum division level is reduced by a level corresponding to the offset value.
[0059]
When gradation correction is performed using a polygonal line, the gradient of the gradation characteristic becomes discontinuous at the level of the broken point, and the gradation characteristic of the image after gradation correction may become unnatural. By adjusting the break point by adding an offset value to the input signal as in the above embodiment, a more natural gradation characteristic can be obtained.
[0060]
The effect of the present invention according to the third embodiment is that a more natural gradation characteristic can be obtained by adjusting the break point by adding an offset value to the input signal.
[0061]
(Embodiment 4)
Hereinafter, a gradation correction apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0062]
An object of the present invention according to the fourth embodiment is to set the gradation characteristics so that the gradient of the gradation characteristics of a specific signal level is steeper than the distribution of the histogram by the weighting means. In a device such as a camera that performs gamma correction or knee correction, an optimum gradation correction characteristic is obtained even when the gradation characteristic of a low-luminance portion of the signal level is enhanced by gamma correction.
[0063]
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the gradation correction apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 7, 19 is a weighting means, and 20 is a gradation characteristic calculating means.
[0064]
In the fourth embodiment, the operations of the division level adjusting means 2, the signal level detecting means 3, and the histogram detecting means 4 are the same as those in the third embodiment, and are omitted here. The gradation characteristic setting unit 5 calculates the gradation correction characteristic in the gradation characteristic calculation unit 20 as in the third embodiment, and then inputs the calculated gradation correction characteristic to the weighting unit 19. The weighting means 19 sets the gradation characteristics so that the gradient of the gradation characteristics at a specific signal level becomes steeper than the histogram distribution. Specifically, with respect to the gradation correction characteristics of the signal level divided into 8 parts, the slope of each stage is 1 time at the bottom stage, 1/2 time at the next 3 stages, 1 time at the next 2 stages, and 2 The stage is multiplied by a gain that doubles.
[0065]
The gradation correction means 6 inputs the gradation correction characteristic calculated by the gradation characteristic setting means 5 and outputs an output signal with gradation corrected.
[0066]
The output signal of the gradation correction means 6 is subtracted from the offset value off2 by the subtractor 18 as the second level correction means of the division level adjustment means 2, and is output from the output terminal 9 as the output signal Sout.
[0067]
FIG. 8 shows tone correction characteristics and the like of the tone correction apparatus according to the fourth embodiment. In FIG. 8, (a) is the gradation correction characteristic, the horizontal axis is the input signal level, and the vertical axis is the output signal level. In FIG. 8A, the gradation correction characteristic before weighting is indicated by a wavy line. (B) is a comprehensive gradation characteristic including a gradation correction characteristic and a gamma correction characteristic.
[0068]
In FIG. 8 (a), the slope of the bottom stage is 1 time, the slope of the next 3 stages is ½ times, the slope of the next 2 stages is 1 time, and the slope of the next 2 stages is 2 times. It has become.
[0069]
As a result, as shown in FIG. 8B, it can be seen that the tone characteristics of the high luminance part are steep in the overall characteristics after gamma correction.
[0070]
The effect of the present invention according to the fourth embodiment is that the weighting means 19 sets the gradation characteristic so that the gradient of the gradation characteristic of a specific signal level becomes steeper than the distribution of the histogram. In a device that performs gamma correction or knee correction, such as a video camera, the optimum gradation correction characteristic can be obtained even when the gradation characteristic of the low luminance portion of the signal level is enhanced by the gamma correction. That's it.
[0071]
In the second to fourth embodiments, the division level of the division level adjusting means 2 is treated as a fixed value. However, the division level is divided in accordance with changes in the dynamic range of the input signal and the distribution of the histogram data. The level may be changed. In this case, finer adjustment is possible.
[0072]
In the first to fourth embodiments, the number of division levels of the input signal is 8, but it may be more or less. If the number of divisions is increased, the circuit scale becomes relatively large, but finer adjustment is possible.
[0073]
In addition, the auxiliary gradation correction unit 15 in the second embodiment is configured to extract the minimum of the three types of signals with different gains and offsets, but need not be polygonal line approximation.
[0074]
Further, the division level adjusting means 2 of the first to fourth embodiments can be used in combination. By combining a plurality of division level adjusting means 2, better gradation correction characteristics can be obtained. For example, at least one of the division level adjustment means 2 of the second embodiment and the third embodiment is added to the first embodiment, or the division level adjustment means 2 of the third embodiment is added to the second embodiment. It is conceivable to add to the embodiment. Furthermore, the gradation characteristic setting means 5 of the fourth embodiment can be applied to the first embodiment or the second embodiment.
[0075]
In the fourth embodiment, the weighting unit 19 performs the weighting process on the gradation correction characteristic. However, the same effect can be obtained by performing the weighting process on the histogram data input from the histogram detecting unit 4. can get.
[0076]
The gradation characteristic setting means 5 having the weighting means 19 can be applied to the first embodiment and the second embodiment.
In the fourth embodiment, the weighting value is handled as a fixed value, but the weighting amount may be changed in accordance with the change in the dynamic range of the input signal or the distribution of the histogram data. In this case, finer adjustment is possible.
[0077]
Further, the weighting amount of the fourth embodiment may be a characteristic opposite to the gamma correction characteristic performed by the camera signal processing. By doing so, it is possible to cancel the enhancement of the low luminance part and the suppression of the high luminance part by gamma correction.
[0078]
【The invention's effect】
According to the gradation correction apparatus of claim 1, in a device that performs gamma correction or knee correction, such as a video camera, for example, the gradation characteristic of the low luminance portion of the signal level is enhanced by the gamma correction. Even in this case, for example, an optimum gradation correction characteristic can be obtained, for example, by making the number of division levels of the low luminance part fine and performing gradation correction with an emphasis on the low luminance part.
[0079]
According to the gradation correction apparatus of the second aspect, the same effect as that of the first aspect is obtained.
[0082]
According to the gradation correction apparatus of the third aspect , in addition to the same effect as that of the first or second aspect, the gradient of the gradation characteristic of a specific signal level by the weighting means is steeper than the distribution of the histogram. If the tone characteristics are set so that the tone characteristics of the low-brightness part of the signal level are emphasized by gamma correction in a device that performs gamma correction or knee correction, such as a video camera. However, optimum tone correction characteristics can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a gradation correction apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2A and 2B are characteristic diagrams of the gradation correction apparatus according to the first embodiment, in which FIG. 2A is a histogram distribution, FIG. 2B is a gradation correction characteristic, FIG. 2C is a gamma correction characteristic, and FIG. It is a gradation characteristic.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a configuration of a gradation correction apparatus according to a second embodiment.
4A and 4B are characteristic diagrams of a gradation correction apparatus according to a second embodiment, where FIG. 4A is an auxiliary gradation correction characteristic, FIG. 4B is a histogram distribution, FIG. 4C is a gradation correction characteristic, and FIG. Is an overall gradation characteristic.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a configuration of a gradation correction apparatus according to a third embodiment.
6A and 6B are characteristic diagrams of a gradation correction apparatus according to a third embodiment, where FIG. 6A is a gradation characteristic of an output signal Sin2, FIG. 6B is a histogram distribution, FIG. 6C is a gradation correction characteristic; d) is the gradation characteristic of Sout, and (e) is the overall gradation characteristic.
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a configuration of a gradation correction apparatus according to a fourth embodiment.
8A and 8B are characteristic diagrams of a gradation correction apparatus according to a fourth embodiment, where FIG. 8A is a gradation correction characteristic and FIG. 8B is a total gradation characteristic.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional gradation correction apparatus.
FIGS. 10A and 10B are characteristic diagrams of a conventional gradation correction apparatus, where FIG. 10A is a histogram distribution, FIG. 10B is a gradation correction characteristic, FIG. 10C is a gamma correction characteristic, and FIG. .
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input terminal 2 Division | segmentation level adjustment means 3 Signal level detection means 4 Histogram detection means 5 Gradation characteristic setting means 6 Gradation correction means 7 Register 8 as division | segmentation level setting means Comparator 9 Output terminal 10 Signal level determination circuit 11 Multiplexer 12 Register 13 Selector 14 Adder 15 Auxiliary gradation correction means 16 Amplifier 17 Minimum value circuit 18 Subtractor 19 Weighting means 20 Gradation characteristic calculation means

Claims

A gradation correction apparatus that performs a correction process for enhancing gradation characteristics in a low-luminance part of an input signal with respect to an input signal,
A signal level detection means for dividing the distribution range of the input signal level into a plurality of division levels and detecting which division level the input signal is in;
Histogram detection means for detecting a histogram that is a distribution of the input signal for each division level;
Gradation characteristic setting means for setting gradation characteristics so that the gradient of the level with many distributions becomes steep according to the histogram;
Gradation correction means for performing nonlinear gradation correction on the input signal in accordance with the gradation characteristics set by the gradation characteristic setting means;
A gray level provided with a division level adjusting unit that adjusts the division level interval so that the division level interval used by the signal level detection unit becomes wider from a smaller input signal level to a larger one. Correction device.

The division level adjusting means is composed of a plurality of division level setting means for setting the interval of the division level so as to increase from the smaller input signal level to the larger one .
2. The gradation correction apparatus according to claim 1, wherein the signal level detection means includes a plurality of comparators for comparing the input signal with the division level set by the division level adjustment means.

Relative tone characteristic setting means distribution slope of the histogram of the gradation characteristics of a particular division level, more claim 1 or with a weighting means for setting a tone characteristic to be steeper, as claimed in claim 2, wherein Tone correction device.