JP4420385B2

JP4420385B2 - 動的コントラスト改善方法

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Publication number: JP4420385B2
Application number: JP2003541261A
Authority: JP
Inventors: デイーンフイリマン，ポール; エドワードホーランダー，トーマス
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2010-02-24
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Description

本発明は、ビデオ・データの動的コントラスト改善（ＤＣＩ：ＤｙｎａｍｉｃＣｏｎｔｒａｓｔＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ：ダイナミック・コントラスト・インプルーブメント）に関する。

ビデオ・ディスプレイの画像コントラストに関して強い要求があるが、各ディスプレイはダイナミック・レンジ（ｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅ）が限られている。一般に、ディスプレイのダイナミック・レンジを超えると望ましくない影響が生じるので、単にビデオ信号の振幅を増大させることにより画像コントラストを上げることはできない。更に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）およびプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）タイプなど比較的新しいフラット・パネル・ディスプレイでは、従来方式の陰極線管（ＣＲＴ）の設計よりもダイナミック・レンジが狭いことがある。しかし、画像の内容に応じてディスプレイのダイナミック・レンジを効率的に使用すると、画像コントラストおよび画質を向上させることができる。このような動的コントラスト改善（ＤＣＩ）方法が、アクバイヤ氏（Ａｋｂａｙｉｒ）の米国特許第６，２８５，４１３に記載されている。

Ａｋｂａｙｉｒ特許は、画像をフレームに関して解析し、その解析結果に応じてデュアル・セグメント伝達関数（ｄｕａｌｓｅｇｍｅｎｔｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ）のパラメータを調整して、主観的に最良の画質を得る方法を開示している。図１は、Ａｋｂａｙｉｒ特許に開示されているデュアル・セグメント伝達関数のグラフである。平均画像輝度（ｉｍａｇｅａｖｅｒａｇｅｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）、ダーク・サンプル分布（ｄａｒｋｓａｍｐｌｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）、フレーム・ピーク値（ｆｒａｍｅｐｅａｋｖａｌｕｅ）および信号対雑音比（ＳＮＲ：ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ、Ｓ／Ｎ比）の４つの異なる特性について各画像フレームを解析する。この伝達関数（ＴＦ：ＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）は、適応ピボット点（ａｄａｐｔｉｖｅｐｉｖｏｔｐｏｉｎｔ）を伴う２つのセグメント（暗いサンプル用の下側セグメントおよび明るいサンプル用の上側セグメント）からなる。信号対雑音比は、信号の準備を適応させ（ノイズ推定器は、ＤＣＩの一部ではない）、平均画像輝度、ダーク・サンプル分布およびフレーム・ピーク値は、伝達関数を制御する。下側セグメントのゲインは、ダーク・サンプル分布に適応する。ダーク（暗い）サンプルがあまり多くないとゲインは高くなり、ダーク（暗い）サンプルの数が比較的多いとゲインは低くなる。下側セグメントのゲイン（Ｓｅｇｍｅｎｔ１＿Ｇａｉｎ）は、次式で示す範囲に制限される。

この伝達関数の上側セグメントのゲイン（Ｓｅｇｍｅｎｔ２＿Ｇａｉｎ）は、フレーム・ピーク値に適応する。公称値よりも低い検出ピーク値は、公称ピーク値に移動させるように計算を行う。検出したピーク値が公称ピーク値以上の場合には、ゲイン１．０（変化なし）を用いる。次いで、不自然な効果を避けるために、理論的に計算したゲインをある最大値に制限する。

この伝達関数の第３パラメータは、ピボット点である。このピボット点（ｐｉｖｏｔｐｏｉｎｔ：回転軸）は、平均画像輝度に適応し、暗い画像のコントラストをより高く且つ明るくする。平均輝度が低いとピボット点は低いレベルに移動し、平均輝度が高いとピボット点は高いレベルに移動する。ピボット点の最小値は、約７ＩＲＥであり、最大値は約４０ＩＲＥである。ただし、１００ＩＲＥ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲａｄｉｏＥｎｇｉｎｅｅｒｓ（米国無線技術協会）単位）ルミナンスは、基準ビデオ信号の白レベルを表し、０ＩＲＥルミナンスは、ブランキング・レベルを表す。

Ａｋｂａｙｉｒ特許は、垂直帰線消去期間内で動的コントラスト改善（ＤＣＩ）伝達関数を計算することを開示している（Ａｋｂａｙｉｒ特許の第８段、第４３〜４５行参照）。垂直帰線消去期間（垂直ブランキング期間）または垂直帰線消去期間（ＶＢＩ：ＶｅｒｔｉｃａｌＢｌａｎｋｉｎｇＩｎｔｅｒｖａｌ）は、ビデオＣＲＴ内の電子ビームがフレームの終わりからスクリーン上部まで移動するのに必要な時間である。ソフトウエア・ベースのビデオ処理システムでは、垂直帰線消去期間（ＶＢＩ）中に多くの動作を実行するのにマイクロプロセッサが必要なことがある。例えば、テレビジョン信号のＶＢＩ部分（ＶＢＩ信号）を使用して、従来の映像または音声プログラム以外の情報、例えば、クローズド・キャプション（ＣＣ：文字放送）の文字や株式市場データを送信する。ＶＢＩ中にＤＣＩ計算を実施すると、マイクロプロセッサが、ＶＢＩ信号を受信し処理し、且つ／またはＶＢＩ中に他の動作を実行しなければならない時間の長さが短くなる。

本発明は、この問題を解決することを対象とする。

ビデオ・データの動的コントラスト改善（ＤＣＩ）を行う方法は、ビデオ・フレームの一部分（２００）を解析するステップと、このビデオ・フレームの一部分（２００）の解析終了に応答して、ＤＣＩ伝達関数の計算を強制的に開始するステップとを含んでいる。
特許請求の範囲と実施例との対応関係を実施例で使われている参照符号を用いて示すと以下の通りである。
（請求項１）
ビデオ・データの動的コントラスト改善（ＤＣＩ）を行う方法であって、
ビデオ・フレームの一部分（２００）を解析するステップと、
前記ビデオ・フレームの前記一部分（２００）の前記解析の終了に応答して、動的コントラスト改善（ＤＣＩ）伝達関数の計算を強制的に開始するステップであって、前記ビデオ・フレームの受信中に前記動的コントラスト改善伝達関数計算を完了する前記ステップと、
を含む方法。
（請求項２）
前記強制的に開始するステップが、マイクロプロセッサ（２５０）に割込み信号を発生するステップを含む、請求項１に記載の方法。
（請求項３）
前記動的コントラスト改善伝達関数計算の結果を、前記ビデオ・フレームの前記受信に続く垂直帰線消去期間中にレジスタに書き込むステップとを更に含む、請求項２に記載の方法。
（請求項４）
インターレース・ビデオ・フレームの第１フィールドの受信後、リセット信号を非活動状態に維持するステップと、
前記インターレース・ビデオ・フレームの第２フィールドの受信後、前記リセット信号を活性化するステップとを更に含む、請求項３に記載の方法。
（請求項５）
前記動的コントラスト改善伝達関数計算の結果を、前記ビデオ・フレームの前記受信に続く垂直帰線消去期間中にレジスタに書き込むステップとを更に含む、請求項１に記載の方法。
（請求項６）
ビデオ・データの動的コントラスト改善（ＤＣＩ）を行う方法であって、
ビデオ・フレームを表すデータを受信するステップと、
平均画像輝度値およびダーク・サンプル分布値について、前記ビデオ・フレームを表す前記データの、解析ウインドウ（２００）で定義された少なくとも一部を解析するステップと、
前記平均画像輝度値および前記ダーク・サンプル分布値に基づいて、下側セグメントと、上側セグメントと、前記下側セグメントと前記上側セグメントを分離する適応ピボット点とを有するデュアル・セグメント伝達関数のパラメータを調整するステップと、
前記解析ステップの完了に応答して、前記調整ステップを開始するトリガをかけるステップであって、前記解析ステップの完了が、前記ビデオ・フレームの受信中に発生する前記ステップとを含む方法。
（請求項７）
前記調整ステップが、前記平均画像輝度値に応答して前記適応ピボット点を移動するステップと、前記ダーク・サンプル分布値に応答して前記下側セグメントのゲインを調整するステップとを含む、請求項６に記載の方法。
（請求項８）
前記トリガをかけるステップが、マイクロプロセッサ（２５０）に割込み信号を発生するステップを含む、請求項７に記載の方法。
（請求項９）
前記トリガをかけるステップが、前記受信ステップが完了する前に完了する、請求項８に記載の方法。
（請求項１０）
前記トリガをかけるステップが、マイクロプロセッサ（２５０）に割込み信号を発生するステップを含む、請求項６に記載の方法。
（請求項１１）
前記トリガをかけるステップが、前記受信ステップが完了する前に完了する、請求項１０に記載の方法。

本発明の特徴および利点は、例として示す以下の説明からより明らかになる。

図２は、本発明による動的コントラスト改善（ＤＣＩ）１００用の方法および装置の一例の上位機能ブロック図である。図２に示すように、動的コントラスト改善（ＤＣＩ）１００は、解析ウインドウ・ブロック（ＡｎａｌｙｓｉｓＷｉｎｄｏｗＢｌｏｃｋ）１１０、適応信号分割器ブロック（ＡｄａｐｔｉｖｅＳｉｇｎａｌＳｐｌｉｔｔｅｒＢｌｏｃｋ）１２０、画像解析ブロック（ＩｍａｇｅＡｎａｌｙｓｉｓＢｌｏｃｋ）１３０、無限インパルス応答（ＩＩＲ：ＩｎｆｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）型フィルタおよびパラメータ計算（ＰａｒａｍｅｔｅｒＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ）共通ブロック１４０、デュアル・セグメント伝達関数ブロック（ＤｕａｌＳｅｇｍｅｎｔＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎＢｌｏｃｋ）１５０および色飽和度補償ブロック（ＣｏｌｏｒＳａｔｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎＢｌｏｃｋ）１６０の６つの主要ブロックを含んでいる。適応信号分割器ブロック１２０、デュアル・セグメント伝達関数ブロック１５０および色飽和度補償ブロック１６０の適切な実施形態は、例えば、Ａｋｂａｙｉｒの米国特許第６，２８５，４１３からも周知のものである。本発明は、従来型マイクロプロセッサ２５０（図４参照）と、以下でより詳細に論じる解析ウインドウ・ブロック１１０、画像解析ブロック１３０およびパラメータ計算ブロック１４０の機能を改善させる適切なソフトウエアとを含んでいる。そのために、マイクロプロセッサ２５０（図４参照）は、このソフトウエアを実行する共有リソース（資源）となる。本明細書では、このソフトウエアを、当業者なら容易に理解するはずの、対応する機能ブロック図およびタイミング図について説明する。ただし、本明細書では、説明を明確にするためにこのブロック図／タイミング図による手法を用いることにも留意されたい。当業者なら、このソフトウエアを、対応する流れ図その他の適当な方法で代わりに説明し得ることを理解されたい。

図３に、解析ウインドウ（ａｎａｌｙｓｉｓｗｉｎｄｏｗ）２００の例を示す。ズームおよびフォーマット変換などの応用例では画像フォーマットを変更することが知られており、この場合、画像サイズ全体は表示されない。解析ウインドウ２００により、表示された画像サイズの一部を定義して動的コントラスト改善（ＤＣＩ）解析を行う。ＤＣＩ機能に関する解析は、ウインドウ２００内で許可され、ウインドウ２００外では禁止される。こうすると、字幕やロゴの解析を禁止することも可能である。本発明の実施形態の例では、マイクロプロセッサ２５０（図４参照）が、解析ウインドウ２００用のユーザ設定およびフォーマット制御後の表示画像サイズを取得し、解析ウインドウ２００のサイズを計算し、ウインドウ２００のパラメータを開始ライン（ＳｔａｒｔＬＩＮＥ）、終了ライン（ＥｎｄＬＩＮＥ）、開始画素（ＳｔａｒｔＰＩＸＥＬ）および終了画素（ＥｎｄＰＩＸＥＬ）として、各レジスタＳＬＩＮＥ、ＥＬＩＮＥ、ＳＰＩＸＥＬ、ＥＰＩＸＥＬに書き込む。ラインおよび画素カウンタと、ウインドウ２００のパラメータとを比較することにより、解析ウインドウ２００内のサンプルのイネーブル信号が得られる。解析ウインドウ２００用のユーザ設定は、表示画像サイズに関連するオフセット（ＯＦＳ）で定義される。以下の式に、ユーザ設定とそれに対応する画素およびライン数の関係を示す。
ＳＰＩＸＥＬ＝ＬＥＦＴ＿ＯＦＳ
ＥＰＩＸＥＬ＝ＰＩＸＥＬ＿ＰＥＲ＿ＬＩＮＥ−ＲＩＧＨＴ＿ＯＦＳ−１
ＳＬＩＮＥ＝ＴＯＰ＿ＯＦＳ
ＥＬＩＮＥ＝ＬＩＮＥ＿ＰＥＲ＿ＦＩＥＬＤ−ＢＯＴＴＯＭ＿ＯＦＳ−１
ここで、
ＬＥＦＴ＿ＯＦＳ解析から除外する画像左側の画素数
ＲＩＧＨＴ＿ＯＦＳ解析から除外する画像右側の画素数
ＴＯＰ＿ＯＦＳ解析から除外する画像上部のライン数
ＢＯＴＴＯＭ＿ＯＦＳ解析から除外する画像下部のライン数

図４は、図２に示した解析ウインドウ・ブロック１１０の一例の機能ブロック図であり、図４ａおよび図４ｂは、この解析ウインドウ・ブロック１１０の例により生成されるＡＮＡＬＹＳＩＳ＿ＲＥＳＥＴ（解析リセット）信号およびＥＮＤ＿ＡＮＬＹ（解析終了）信号のタイミング図の例である。本発明では、垂直帰線消去期間を使い切ることなく、フレームごとに動的コントラスト改善（ＤＣＩ）計算を実施する際に使用するソフトウエア・レジスタを更新する。こうすることにより、マイクロプロセッサ２５０が垂直帰線消去期間を利用して、他の必要なシステム計算を実行することができる。また、動的コントラスト改善（ＤＣＩ）を提供するビデオ信号処理システムで使用するマイクロプロセッサ２５０を、比較的複雑でない実施形態とすることもできる。マイクロプロセッサ２５０が、より長い時間をかけて他の計算を実行できるように、本発明では、ＥＮＤ＿ＡＮＬＹ信号と垂直帰線消去期間の間でＤＣＩレジスタの更新が強制的に行われるようにする。従来方式の割込み入力を用いてマイクロプロセッサ２５０に割込みをかけるために、ＥＮＤ＿ＡＮＬＹ信号を利用する。垂直帰線消去期間が開始時またはその少し後まで、ＤＣＩ計算を実施する。この時点でＤＣＩ計算が完了していることが期待される。ただし、ＡＮＡＬＹＳＩＳ＿ＲＥＳＥＴ信号を活性化（アクティブに）するまでは、この計算を強制的に終了させるものはない。ＡＮＡＬＹＳＩＳ＿ＲＥＳＥＴ信号を活性化すると、ＤＣＩレジスタに新しいＤＣＩデータを書き込まなければならない。このようにしてＤＣＩ計算を強制的に行わせることにより、マイクロプロセッサ２５０が他の計算および制御を実施するために、全ての垂直帰線消去期間ではないまでも、大部分の垂直帰線消去期間が得られる。各フレームの解析ウインドウ２００の終了時にＥＮＤ＿ＡＮＬＹを活性化するので、フレームごとにＤＣＩレジスタが更新される。

テストのためにレジスタＦＲＥＥＺＥ＿ＡＮＬＹを含める。こうすると、画像解析をフレームに同期させて停止することができ、それにより、現在処理中のフレームの解析が必ず完了し、次いで、解析が禁止される。これは、ＡＮＡＬＹＳＩＳ＿ＲＥＳＥＴ信号により制御される。このＡＮＡＬＹＳＩＳ＿ＲＥＳＥＴ信号は、マイクロプロセッサ２５０により生成される。この信号は、解析結果を読み取った後で、短時間（例えば、数クロックの期間）活性化され（ハイ（高）に設定され）、次いで、再度ロー（低）に設定される。ＡＮＡＬＹＳＩＳ＿ＲＥＳＥＴ信号のタイミングは決まっていない。ただし、ＡＮＡＬＹＳＩＳ＿ＲＥＳＥＴ信号は、適切な範囲内で（即ち、フレームに基づき、解析結果の読み取り後、垂直帰線消去期間内で）活性化される（図４ａおよび図４ｂ参照）。ＦＲＥＥＺＥ＿ＡＮＬＹレジスタをオンに設定すると、解析が停止し、ＡＮＡＬＹＳＩＳ＿ＲＥＳＥＴ信号がディスエーブルされる（ロー（低）に設定される）。このレジスタが、オンである限り、さらなる画像処理用に最新の解析結果が取り込まれる。

解析ウインドウ・ブロック１１０は、解析の終了を示すＥＮＤ＿ＡＮＬＹ信号も発生する。ダーク・サンプル分布計算に必要な正確な解析では、レジスタ内の残りのデータを調べ、結果を補正することが必要である。ＥＮＤ＿ＡＮＬＹ信号がハイ（高）になると、ダーク・サンプル分布解析を完了するために必要な動作を実施する。

図５は、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタおよびパラメータ計算共通ブロック１４０の例のルックアップ・テーブルの実施形態３００の機能ブロック図である。画像解析は、フレームに関して行う。そのため、インターレース走査では、第２フィールドの終わりに、画像解析ブロック１３０（図２参照）が解析結果を生成する（例えば、図４ａのＥＮＤ＿ＡＮＬＹ信号参照）。実際、この解析は、解析ウインドウ２００（図３参照）の内部でしか行われない。解析ウインドウ２００が、通常そうであるように活性化状態の画像サイズよりも小さい場合、この解析は、最初に解析ウインドウ２００の終わりで完了すると思われる。これは、解析ウインドウ・ブロック１１０（図４参照）からのＥＮＤ＿ＡＮＬＹ信号により示される。

画像解析ブロック１３０（図２参照）は、各フレームごとに、平均輝度（ＡＶＲＧ＿ＢＲ）、ダーク・サンプル分布（ＤＲＫＳ＿ＤＩＳＴ）およびフレーム・ピーク値（ＦＲ＿ＰＥＡＫ）についての情報を提供する。これらの値により、次のフレームで使用する伝達関数の特性が決まる。これら３つの値すべてを、フレームごとに無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタでフィルタ処理する。このフィルタ処理の時定数は、平均輝度では、ＡＢ＿ＡＴＴ、ＡＢ＿ＤＥＣ、ダーク・サンプル分布では、ＤＳ＿ＡＴＴ、ＤＳ＿ＤＥＣおよびピーク値では、ＰＫ＿ＡＴＴ、ＰＫ＿ＤＥＣの設定により決まる。各解析情報のフィルタ処理に２つの時定数の設定を用いると、動作開始時間および減衰時間を独立に制御することができる（ｘｘ＿ＡＴＴ：動作開始時定数、ｘｘ＿ＤＥＣ：減衰時定数）。

フレーム平均輝度により、デュアル・セグメント伝達関数のピボット点が決まる。この値を適切な範囲に制限し、次いで、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタによりフィルタ処理する。現在および前の値に応じて、フィルタ処理に減衰または動作開始時定数を用いる。フィルタ処理した値を、小数５ビットの精度でフレーム平均輝度レジスタＡＶＲＧ＿ＢＲに記憶する。まず、内部ピボット点の値ＴＦ＿ＤＰＰＩを計算する。これは、上側セグメントのゲインを計算する部分で必要である。この値は、符号なしフォーマットで表され、小数３ビットを含んでいる。この内部ピボット点の値は、ルマ（ｌｕｍａ）フォーマットに適合していなければならない。最終的なピボット点の値は、この内部の値を符号付きフォーマットに変換し、最下位ビット（ＬＳＢ）を切り捨てることにより得られる。ピボット点の利用可能なダイナミック・レンジは、（所望の場合には）ユーザ設定ＰＰ＿ＬＩＭにより下側の値を制限することにより小さくなる。

フレーム・ピーク解析部分からのピーク・カウンタ値を合計し２^Ｎ倍に正規化する。全てのカウンタＰＫＣＮＴ＿００〜ＰＫＣＮＴ＿１５が完全に埋まった場合、結果は２５５になる。カウンタの状態に応じて、正規化した値は０〜２５５の間の値をとる。この値は、８ビットの精度を有する。最小ピーク値は、上側セグメントのゲインを所望の最大値に制限するために１８５に制限される（符号なしフォーマットの８ビット・ルミナンス信号の場合）。最大ピーク値は、２４０である。上側セグメントのゲインは、検出されたピーク値が、２４０よりも小さい場合には、そのピーク値が、２４０まで伸張されるように決定される。最大ピーク値と最小ピーク値の差から値５５が得られる。この値に正規化したピーク値をかける。８ビットのシフト操作により、小数ビットが切り捨てられる。その結果、最小値１８５に対するフレーム・ピーク値が得られる。（所望の場合には）この最小値をユーザ設定ＡＰ＿ＬＩＭにより制限し、それにより、上側セグメントのゲインが所定の最大値よりも大きくならない。最大ゲインは、自然な画質が保たれるように次式で定義する。

絶対フレーム・ピーク値を得るために、相対ピーク計算値を最小値に加える。その後で、このピーク値を無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタによりフィルタ処理する。現在または前のピーク値に応じて、フィルタ処理に減衰または動作開始時定数を用いる。フィルタ処理した値を、小数５ビットの精度でフレーム・ピーク・レジスタＦＲ＿ＰＥＡＫに記憶する。次式で与えられるように、フィルタ処理したピーク値およびピボット点位置により上側セグメントのゲイン（ｇａｉｎ：利得）が決まる。

更に計算を行うには、小数３ビットの精度で十分である。従って、２つのＬＳＢを切り捨てる。平均輝度解析から得られた（同じフォーマットおよび精度を有する）ピボット点をピーク値から減ずる。これはセグメント・ゲインを決める式の分母である。

セグメント・ゲインの計算は、ルックアップ・テーブル３５０および乗算器４００により実施される除算器を含んでいる。ルックアップ・テーブル３５０は、以下の表で与えられるように、ｎビットの精度で以下の計算結果を含んでいる。

ピボット点よりも大きいルミナンス信号の伝達関数は、次式で与えられる。

セグメント・ゲインを、整数部と小数部に分割する。ただし、整数部は、常に１である。

小数部だけを用いると１ビットが節約される。従って、ゲイン計算値から整数部を減ずる。その結果をレジスタＧＡＩＮ＿ＳＥＧ２に書き込む。

ルックアップ・テーブルでは、１／ｘの近似が行われるので、この値の精度は更に下がり、ルックアップ・テーブルのアドレスとして用いるためにオフセット７９から取り除かれる。

同じ式の分子（Ｙ１００ＩＲＥ−ＴＦ＿ＤＰＰＩ）にルックアップ・テーブルのデータをかけ、５ビットのシフト操作により小数ビットを切り捨てる。

フレーム・ダーク・サンプル分布値により、下側セグメントのゲインが決まる。これも、他のパラメータと同じ方法でフィルタ処理し、次いで、２つのＬＳＢを切り捨てることにより所望のフォーマットに変換する。

外部装置によりＤＣＩの外で測定した信号対雑音比も同じ方法で処理し、それにより、周知の方法で適応信号分割器ブロック１２０においてコアリング値（ｃｏｒｉｎｇｖａｌｕｅ）を制御するのに用いることができる。

図６は、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタおよびパラメータ計算共通ブロック１４０の例の除算器の実施形態６００の機能ブロック図である。除算器の実施形態６００は、（１／ｘの近似を行う）ルックアップ・テーブル３５０および乗算器４００の代わりに、適当な除算ブロック６５０（Ｃプログラミング言語の整数除算など）が用いられる点を除き、ルックアップ・テーブルの実施形態３００（図５参照）と同じ動作を実行する。

このように、（ルックアップ・テーブルの実施形態３００または除算器の実施形態６００の何れの）動作においても、動的コントラスト改善（ＤＣＩ）１００は、ＥＮＤ＿ＡＮＬＹ信号を生成して、解析の終了を示し、ＥＮＤ＿ＡＮＬＹ信号でマイクロプロセッサに割込みをかけ、それにより、解析データが利用可能になり次第それらを読み取る。解析ウインドウ２００のサイズに応じて、この解析は、垂直帰線消去期間の開始よりもはるかに早く完了する。その結果、マイクロプロセッサは、（垂直帰線消去期間中ではなく）ビデオが活動状態の間にＤＣＩ計算を実施し、垂直帰線消去中にデュアル・セグメント伝達関数のセグメント・レジスタに結果を書き込むだけでよい。その後、マイクロプロセッサは、垂直帰線消去期間の間に他のタスクを行うために確実に解放される。更に、本発明の動的コントラスト改善（ＤＣＩ）アルゴリズムをソフトウエアで実施すると、ハードウエア・ベースの処理システムを再構成するのに一般に必要な、よりコストがかかり、複雑なステップとは異なり、今後、単にプログラムを書き換えるだけでこのアルゴリズムの調整を行うことができる。

アクバイヤ氏（Ａｋｂａｙｉｒ）の米国特許第６，２８５，４１３に開示されているデュアル・セグメント伝達関数を示すグラフである。本発明による動的コントラスト改善（ＤＣＩ）用の方法および装置の例を示す上位機能ブロック図である。解析ウインドウの例を示す図である。図２の解析ウインドウ・ブロックの例を示す機能ブロック図である。解析ウインドウ・ブロックの例により生成されるＡＮＡＬＹＳＩＳ＿ＲＥＳＥＴ信号およびＥＮＤ＿ＡＮＬＹ信号のタイミングの例を示す図である。解析ウインドウ・ブロックの例により生成されるＡＮＡＬＹＳＩＳ＿ＲＥＳＥＴ信号およびＥＮＤ＿ＡＮＬＹ信号のタイミングの例を示す図である。無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタおよびパラメータ計算共通ブロックの例のルックアップ・テーブルの実施形態を示す機能ブロック図である。無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタおよびパラメータ計算共通ブロック１４０の例の除算器の実施形態を示す機能ブロック図である。

Claims

帰線消去期間によって分けられる複数のビデオ・フレームを有するビデオ・データの動的コントラスト改善を行う方法であって、
前記ビデオ・フレームの一部分を解析するステップと、
前記ビデオ・フレームの前記一部分の前記解析の終了に応答して、動的コントラスト改善伝達関数の計算を強制的に開始するステップと、
前記ビデオ・フレームの期間中に前記動的コントラスト改善伝達関数計算を完了するステップと、
を含む方法。
前記強制的に開始するステップが、マイクロプロセッサに割込み信号を発生するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記動的コントラスト改善伝達関数計算の結果を、前記ビデオ・フレームの前記期間に続く垂直帰線消去期間中にレジスタに書き込むステップとを更に含む、請求項２に記載の方法。
インターレース・ビデオ・フレームの第１フィールドの期間後、リセット信号を非活動状態に維持するステップと、
前記インターレース・ビデオ・フレームの第２フィールドの期間後、前記リセット信号を活性化するステップとを更に含む、請求項３に記載の方法。
前記動的コントラスト伝達関数計算の結果を、前記ビデオ・フレームの前記期間に続く垂直帰線消去期間中にレジスタに書き込むステップとを更に含む、請求項１に記載の方法。
帰線消去期間によって分けられる複数のビデオ・フレームを有するビデオ・データの動的コントラスト改善を行う方法であって、
前記ビデオ・フレームを表すデータを処理するステップと、
平均画像輝度値およびダーク・サンプル分布値について、前記ビデオ・フレームを表す前記データの、解析ウインドウで定義された少なくとも一部を解析するステップと、
前記平均画像輝度値および前記ダーク・サンプル分布値に基づいて、下側セグメントと、上側セグメントと、前記下側セグメントと前記上側セグメントを分離する適応ピボット点とを有するデュアル・セグメント伝達関数のパラメータを調整するステップと、
前記解析ステップの完了に応答して、前記調整ステップを開始するトリガをかけるステップであって、前記解析ステップの完了が、前記ビデオ・フレームの期間中に発生する前記ステップとを含む方法。
前記調整ステップが、前記平均画像輝度値に応答して前記適応ピボット点を移動するステップと、前記ダーク・サンプル分布値に応答して前記下側セグメントのゲインを調整するステップとを含む、請求項６に記載の方法。
前記トリガをかけるステップが、マイクロプロセッサに割込み信号を供給するステップを含む、請求項７に記載の方法。
前記トリガをかけるステップが、前記処理ステップが完了する前に完了する、請求項８に記載の方法。
前記トリガをかけるステップが、マイクロプロセッサに割込み信号を供給するステップを含む、請求項６に記載の方法。
前記トリガをかけるステップが、前記処理ステップが完了する前に完了する、請求項１０に記載の方法。