JP4466454B2 - Video correction device - Google Patents
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Description
本発明は、映像補正装置に関する。 The present invention relates to an image correction apparatus.
図4は従来の映像補正装置の構成を示すブロック図である。図4において、21は第1の映像特徴検出部、22は利得制御処理部、23は第1の階調可変利得処理部、24は第2の映像特徴検出部、25は補正制御処理部、26はAPL補正制御処理部、27は第2の階調可変利得処理部を示している。このような従来の映像補正装置の制御方式でよく行われる処理として、映像のレベル補正(一般にガンマ補正)処理の説明を以下に述べる。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional video correction apparatus. In FIG. 4, 21 is a first video feature detection unit, 22 is a gain control processing unit, 23 is a first gradation variable gain processing unit, 24 is a second video feature detection unit, 25 is a correction control processing unit,
第1の映像特徴検出部21では、入力画像の輝度信号Yinのレベル分布(ヒストグラム)、平均値(略称APL:Average Picture Level)、また映像の最大値(MAX)、最小値(MIN)を検出する。これに基づいて映像表示装置(ディスプレイ)に表示した際に、見やすい階調特性に映像信号を制御する。ヒストグラム、APL、MIN、MAXなどの映像の特徴は、利得制御処理部22で輝度信号Yinの階調特性を補正するデータに加工され、第1の階調可変利得処理部23にてレベルに応じた利得が輝度信号Yinに与えられ、所望の階調特性の出力信号Yout1が得られる。以上が第1ステップである。
The first video
第2の映像特徴検出部24は第1の階調可変利得処理部23の出力信号Yout1の映像の特徴を検出し、補正制御処理部25は第1の映像特徴検出部21により検出された入力映像信号Yinの特徴と、第2の映像特徴検出部24により検出された信号Yout1の映像の特徴に基づいて第2の階調可変利得処理部27の制御データを生成する。第2の階調可変利得処理部27は補正制御処理部25からの制御データに基づいて、APL補正処理部26でAPL補正された信号Yout1をさらに補正して最終的に輝度信号出力Yout2を出力する。以上が第2ステップである。
The second
第1ステップにおいて、画像のヒストグラムなどを検出し、その結果導き出された可変利得で制御された階調可変利得処理の特性の一つを図5に示す。図5において、破線Aで示すゲイン=1の特性は信号スルーに該当し、これに対して実線Bは中間階調が沈むように制御される特性を示す。この場合、振幅レベルの中心部が暗く沈む現象となり、映像信号に対してヒストグラム、APL、MIN、MAXを検出する第1の映像特徴検出部21と第2の映像特徴検出部24とのAPLの差はマイナス側に変動する。
FIG. 5 shows one characteristic of the gradation variable gain processing controlled by the variable gain obtained by detecting the histogram of the image in the first step and derived as a result. In FIG. 5, the characteristic of gain = 1 shown by the broken line A corresponds to signal through, and the solid line B shows the characteristic controlled so that the intermediate gray level sinks. In this case, the central part of the amplitude level becomes dark and sinks, and the APL of the first video
この回路は、上述した映像の特徴を検出する第1、第2の映像特徴検出部21、24を第1の階調可変利得処理部23の前後に持つことで、第1の階調可変利得処理部23の処理結果の評価(比較)が可能となる。前述したAPLの変動は、補正制御処理部25で評価(比較)され、APL補正処理部26にて補正される。補正内容は画像をディスプレイで表示して、主観評価に基づいて最適化が図れるが、例えばAPL変動が無い方向に補正するのであれば、APLの差を「0」にするようにAPL補正処理部26で補正する。この補正内容の特性を図6に示す。制御された信号C1,C2がゲイン=1の特性C0に平行となる。また、プラス・マイナス一方向に振る場合、APLの差分値の大きさを加味して補正スケールを決めることも可能である。
This circuit includes first and second video
しかしながら、このような従来の技術ではAPL補正処理部26において単純に入力信号をオフセットしてしまうので、その結果、映像信号はダイナミックレンジに張り付いてしまい、信号成分の黒つぶれ、白つぶれを招いてしまう問題点があった。
本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、黒側、白側の信号成分の再現を効果的に行うことが可能な映像補正装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a video correction apparatus capable of effectively reproducing the black and white signal components. It is said.
請求項1の発明の映像補正装置は、入力映像信号の特徴量として、輝度信号のレベル分布であるヒストグラム、平均値(APL)、最大値、最小値を検出する第1の映像特徴検出部と、前記第1の映像特徴検出部で検出された特徴量に基づき、前記入力映像信号の階調特性を補正するデータを生成する利得制御処理部と、前記入力映像信号に対して、前記利得制御処理部の生成した階調特性を補正するデータに基づき階調特性を調整し第1の補正済み映像信号を出力する第1の階調可変利得処理部と、前記第1の階調可変利得処理部の出力する第1の補正済み映像信号に対してその特徴量として、輝度信号のレベル分布であるヒストグラム、平均値(APL)、最大値、最小値を検出する第2の映像特徴検出部と、前記第1の映像特徴検出部により検出された入力映像信号の特徴量と前記第2の映像特徴検出部により検出された第1の補正済み映像信号の特徴量とに基づいて制御データを生成する補正制御処理部と、前記第1の補正済み映像信号に対して、前記補正制御処理部の出力する制御データによりAPL補正処理を行うAPL補正処理部と、前記APL補正処理部によるAPL補正処理済みの映像信号に対して、前記補正制御処理部の生成した制御データに基づいて補正し、最終補正済み映像信号を出力する第2の階調可変利得処理部とを備え、かつ、前記APL補正処理部が、前記第1の補正済み映像信号に対して、前記補正制御処理部において得られた補正データを加算することで補正データを生成する加算器と、前記第1の補正済み映像信号に対して予め設定されている一定の利得に対して、当該映像信号のレベルが所定値を超えた時に当該利得をかけることによって白飛びを起こさない利得に制限し、当該利得を前記第1の補正済み映像信号にかける白側処理部と、前記第1の補正済み映像信号に対して予め設定されている一定の利得に対して、当該映像信号のレベルが所定値を下回った時に当該利得をかけることによって黒つぶれを起こさない利得にかさ上げし、当該利得を前記第1の補正済み映像信号にかける黒側処理部と、前記加算器において生成された補正データと前記白側処理部において生成した信号の最小値を選択し、前記加算器において生成された補正データと前記黒側処理部において生成した信号の最大値を選択し、前記APL補正処理済みの映像信号として出力するセレクタとを有するものとしたことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a first video feature detection unit that detects a histogram, an average value (APL), a maximum value, and a minimum value, which are level distributions of luminance signals, as a feature amount of an input video signal. A gain control processing unit for generating data for correcting gradation characteristics of the input video signal based on the feature amount detected by the first video feature detection unit; and the gain control for the input video signal. A first gradation variable gain processing section that adjusts the gradation characteristics based on data for correcting the gradation characteristics generated by the processing section and outputs a first corrected video signal; and the first gradation variable gain processing. A second video feature detection unit that detects a histogram, an average value (APL), a maximum value, and a minimum value, which is a level distribution of the luminance signal, as a feature amount of the first corrected video signal output by the unit; , The first video feature detection unit A correction control processing unit that generates control data based on the feature amount of the input video signal detected by the second video feature detection unit and the feature amount of the first corrected video signal detected by the second video feature detection unit; The APL correction processing unit that performs APL correction processing on the corrected video signal of 1 with the control data output from the correction control processing unit, and the video signal that has been subjected to APL correction processing by the APL correction processing unit, A second gradation variable gain processing unit that corrects based on the control data generated by the correction control processing unit and outputs a final corrected video signal, and the APL correction processing unit includes the first correction An adder that generates correction data by adding the correction data obtained in the correction control processing unit to the already corrected video signal, and a preset value for the first corrected video signal. Is limited to a gain that does not cause whiteout by applying the gain when the level of the video signal exceeds a predetermined value, and the gain is applied to the first corrected video signal. When the level of the video signal falls below a predetermined value with respect to the constant gain preset for the side processing unit and the first corrected video signal, blackout is caused by applying the gain when the level falls below a predetermined value. The black side processing unit that raises the gain to the first corrected video signal, the correction data generated by the adder, and the minimum value of the signal generated by the white side processing unit are selected. And a selector that selects the correction data generated in the adder and the maximum value of the signal generated in the black side processing unit, and outputs the selected video signal as the APL corrected video signal. It is characterized by being.
請求項2の発明は、請求項1の映像補正装置において、前記APL補正処理部は、前記第1の映像特徴検出部で得たヒストグラムを参照し、入力輝度信号レベルの高いヒストグラム分布が多い場合に白側の傾きを任意に制御する白側処理部と、前記第1の映像特徴検出部で得たヒストグラムを参照し、入力輝度信号レベルの低いヒストグラム分布が多い場合に黒側の傾きを任意に制御する黒側制御部とを有するものとしたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the video correction apparatus according to the first aspect, the APL correction processing unit refers to the histogram obtained by the first video feature detection unit, and there are many histogram distributions with a high input luminance signal level. The white side processing unit that arbitrarily controls the white side inclination and the histogram obtained by the first video feature detection unit are referred to, and the black side inclination is arbitrarily selected when there are many histogram distributions with low input luminance signal levels. And a black side control unit for controlling the control.
本発明によれば、映像信号の入力信号レベルに応じ、利得を適切に可変設定することで、信号成分の黒つぶれ、白飛びを低減でき、黒側、白側の信号成分の再現性を効果的に行うことができる。 According to the present invention, by appropriately variably setting the gain according to the input signal level of the video signal, it is possible to reduce the blackout and whiteout of the signal component, and the reproducibility of the black and white signal components is effective. Can be done automatically.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)図1は本発明の第1の実施の形態の映像補正装置におけるAPL補正処理部26の構成を示すブロック図である。本実施の形態の映像補正装置そのものの構成は従来例と同様に図4に示す構成であり、そのうち、APL補正処理部26が図1の構成をとることを特徴としている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an APL
図1に示すように、本実施の形態の映像補正装置におけるAPL補正処理部26は、加算器10、白側処理部11、黒側処理部12、セレクタ13とから構成されている。加算器10は入力輝度信号Yin(図4における第1の補正後の輝度信号Yout1と同じ)と図4の補正制御処理部25において得られた補正データdc_inとを加算することで補正データY_datを得る。第1の階調可変利得処理部23において行われた処理により、映像信号のAPLが上昇または低減してしまうことがある。その問題に対応するために第1、第2の映像特徴検出部21、24から得られるAPL成分の変動を分析し、抑圧する方向で補正データdc_inによって補正をかけている。
As shown in FIG. 1, the APL
白側処理部11と黒側処理部12は入力輝度信号Yinに任意の傾きを持った信号を生成する。白側処理部11で得られた信号をY_siro、黒側処理部12で得られた信号をY_kuroとする。セレクタ13は、入力輝度信号の補正データY_datと白側処理部11で得られた信号Y_siro、黒側処理部12で得られた信号Y_kuroを選択し、輝度信号出力Youtとして出力する。
The white side processing unit 11 and the black
図2は、図1でのAPL補正処理部26の入出力特性を表す図である。図2に示すように白側処理部11では、入力信号レベルに対して傾きの開始点up_stpを設定する。この点より傾きのゲインをup_kとして任意の直線Y_siroを得る。同様に黒側処理部12では、入力信号レベルに対して傾きの開始点dc_blevを設定する。この点より傾きのゲインをlo−kとして任意の直線Y_kuroを得る。そしてセレクタ13において、入力輝度信号の補正データY_datと白側処理部11で得られた信号Y_siroの最小値を選択し(数1式)、
Yout=min(Y_siro,Y_dat) (数1)
入力輝度信号の補正データY_datと黒側処理部12で得られた信号Y_kuroの最大値を選択する(数2式)。
FIG. 2 is a diagram illustrating the input / output characteristics of the APL
Yout = min (Y_siro, Y_dat) (Equation 1)
The maximum value of the correction data Y_dat of the input luminance signal and the signal Y_kuro obtained by the black
Yout=max(Y_kuro,Y_dat) (数2)
こうしてAPL補正処理部26で補正した輝度信号出力Youtを得る。
Yout = max (Y_kuro, Y_dat) (Equation 2)
In this way, the luminance signal output Yout corrected by the APL
また、入力輝度信号の補正データY_datが入力映像信号Yinに対してプラスに振れた時には白側処理部11での処理のみを、マイナスに振れた時には黒側処理部12での処理のみを行うように限定した使用をすることもできる。
Further, when the correction data Y_dat of the input luminance signal swings positive with respect to the input video signal Yin, only the processing by the white side processing unit 11 is performed, and when the correction data Y_dat swings negative, only the processing by the black
補正処理制御部25によって得られたdc_inの値が大きくて補正データY_datの値がマイナスにオフセットされた場合には映像は黒つぶれがおきている。この時、数2式で示すように黒側の処理を行うことで黒つぶれを抑制することができる。また補正データY_datの値がプラスにオフセットされた場合には映像は全体的に白茶けた感じになる。この時、数1式で示すように白側の処理を行うことで白側の再現性を高めることができる。
When the value of dc_in obtained by the correction
以上のように、本実施の形態の映像補正装置によれば、APL補正処理部26が第1、第2の映像特徴検出部21、24の検出値を基に上述した補正制御処理を行うことで、起こりうる映像のコントラスト感の低減を階調つぶれなく改善できる。
As described above, according to the video correction apparatus of the present embodiment, the APL
(第2の実施の形態)本発明の第2の実施の形態の映像補正装置について説明する。第2の実施の形態は、その全体構成は図4に示した従来例と同様の構成であり、またAPL補正処理部26の内部構成は図1に示した第1の実施の形態と同様であるが、このAPL補正処理部26が、第1の映像特徴検出部21で検出したヒストグラムによって適応的に第1の実施の形態と同様の制御を行うことを特徴とする。
(Second Embodiment) An image correction apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the second embodiment is the same as that of the conventional example shown in FIG. 4, and the internal configuration of the APL
本実施の形態では、APL補正処理部26は次のように動作する。図4に示す第1の映像特徴検出部21において検出したヒストグラムによって、第1の階調可変利得処理部23が階調可変利得処理を行う。この処理により映像が浮き上がって見え、白茶けたように見えることがある。そこで本実施の形態では、検出したヒストグラム情報をAPL補正処理部26に与え、入力輝度信号レベルの高いヒストグラム分布が多い場合には、図1の白側処理部11とおいて白側の傾きを制御して傾きを寝かせるような直線を作る。そうすることで、白側の階調の再現性を高めることができる。同様に入力輝度信号レベルの低いヒストグラム分布が多い場合には、図1の黒側処理部12において黒側の傾きを制御して傾きを寝かせるような直線を作ることで、黒側の階調の再現性を高めることができ、黒浮きを抑えることができる。
In the present embodiment, the APL
以上のように第2の実施の形態によれば、映像信号の特徴に連動して傾きを制御することでコントラスト感の高い映像信号が得られる。 As described above, according to the second embodiment, a video signal with a high contrast feeling can be obtained by controlling the tilt in conjunction with the characteristics of the video signal.
(第3の実施の形態)本発明の第3の実施の形態の映像補正装置について説明する。第3の実施の形態は、その全体構成は図4に示した従来例と同様の構成であり、またAPL補正処理部26の内部構成は図1に示した第1の実施の形態と同様であるが、このAPL補正処理部26が、第1の映像特徴検出部21で検出したMIN、MAXによって適応的に第1の実施の形態と同様の制御を行うことを特徴とする。
(Third Embodiment) An image correction apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the third embodiment is the same as that of the conventional example shown in FIG. 4, and the internal configuration of the APL
本実施の形態では、APL補正処理部26は次のように動作する。図4に示す第2の映像特徴検出部24で検出された映像輝度信号の最小値MIN、最大値MAXをAPL補正処理部26に与え、図3に示すように入力輝度信号Yin(図4における第1の補正後の輝度信号Yout1と同じ)に対する補正データY_datの値がMAXよりも小さい時に、APL補正処理の出力値をMAXがダイナミックレンジの最大値または所望する値になるよう白側処理部11において直線Y_siroを生成する。また、入力輝度信号Y_inの補正データY_datの値がMINよりも大きい時に、APL補正処理の出力値をMINがゼロまたは所望する値になるよう黒側処理部12において直線Y_kuroを生成する。
In the present embodiment, the APL
本実施の形態では、APL補正処理部26が上述のように、入力輝度信号Yinに対する補正データY_datの値がMAXよりも小さい時に、APL補正処理の出力値をMAXがダイナミックレンジの最大値または所望する値になるよう白側処理部11において直線Y_siroを生成することで、白側の階調の再現性を高める。また、補正データY_datの値がMAXよりも大きく、白側にもう少し階調を望む時には白側の制御を行うことで、所望する階調を得ることができる。同様に、入力輝度信号Y_inの補正データY_datの値がMINよりも大きい時に、APL補正処理の出力値をMINがゼロまたは所望する値になるよう黒側処理部12において直線Y_kuroを生成することで、黒側の階調の再現性を高めることができる。また、補正データY_datの値がMINよりも小さく、黒側にもう少し階調を望む時には黒側の制御を行うことで、所望する階調を得ることができる。
In the present embodiment, as described above, when the value of the correction data Y_dat for the input luminance signal Yin is smaller than MAX, the APL
以上のように本実施の形態によれば、映像信号の特徴に連動して傾きを制御することでコントラスト感の高い映像信号を得られる。 As described above, according to the present embodiment, a video signal with a high contrast feeling can be obtained by controlling the tilt in conjunction with the characteristics of the video signal.
10 加算器
11 白側処理部
12 黒側処理部
13 セレクタ
21 第1の映像特徴検出部
22 利得制御処理部
23 第1の階調可変利得処理部
24 第2の映像特徴検出部
25 補正制御部
26 APL補正処理部
27 第2の階調可変利得処理部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第1の映像特徴検出部で検出された特徴量に基づき、前記入力映像信号の階調特性を補正するデータを生成する利得制御処理部と、
前記入力映像信号に対して、前記利得制御処理部の生成した階調特性を補正するデータに基づき階調特性を調整し第1の補正済み映像信号を出力する第1の階調可変利得処理部と、
前記第1の階調可変利得処理部の出力する第1の補正済み映像信号に対してその特徴量として、輝度信号のレベル分布であるヒストグラム、平均値(APL)、最大値、最小値を検出する第2の映像特徴検出部と、
前記第1の映像特徴検出部により検出された入力映像信号の特徴量と前記第2の映像特徴検出部により検出された第1の補正済み映像信号の特徴量とに基づいて制御データを生成する補正制御処理部と、
前記第1の補正済み映像信号に対して、前記補正制御処理部の出力する制御データによりAPL補正処理を行うAPL補正処理部と、
前記APL補正処理部によるAPL補正処理済みの映像信号に対して、前記補正制御処理部の生成した制御データに基づいて補正し、最終補正済み映像信号を出力する第2の階調可変利得処理部とを備え、
前記APL補正処理部は、
前記第1の補正済み映像信号に対して、前記補正制御処理部において得られた補正データを加算することで補正データを生成する加算器と、
前記第1の補正済み映像信号に対して予め設定されている一定の利得に対して、当該映像信号のレベルが所定値を超えた時に当該利得をかけることによって白飛びを起こさない利得に制限し、当該利得を前記第1の補正済み映像信号にかける白側処理部と、
前記第1の補正済み映像信号に対して予め設定されている一定の利得に対して、当該映像信号のレベルが所定値を下回った時に当該利得をかけることによって黒つぶれを起こさない利得にかさ上げし、当該利得を前記第1の補正済み映像信号にかける黒側処理部と、
前記加算器において生成された補正データと前記白側処理部において生成した信号の最小値を選択し、前記加算器において生成された補正データと前記黒側処理部において生成した信号の最大値を選択し、前記APL補正処理済みの映像信号として出力するセレクタとを有することを特徴とする映像補正装置。 A first video feature detection unit that detects a histogram, which is a level distribution of a luminance signal, an average value (APL), a maximum value, and a minimum value, as a feature amount of an input video signal;
A gain control processing unit that generates data for correcting a gradation characteristic of the input video signal based on the feature amount detected by the first video feature detection unit;
A first gradation variable gain processing unit that adjusts the gradation characteristic based on data for correcting the gradation characteristic generated by the gain control processing unit and outputs a first corrected video signal for the input video signal When,
A histogram, average value (APL), maximum value, and minimum value, which are level distributions of luminance signals, are detected as feature amounts of the first corrected video signal output from the first gradation variable gain processing unit. A second video feature detection unit,
Control data is generated based on the feature amount of the input video signal detected by the first video feature detection unit and the feature amount of the first corrected video signal detected by the second video feature detection unit. A correction control processing unit;
An APL correction processing unit that performs an APL correction process on the first corrected video signal according to control data output from the correction control processing unit;
A second gradation variable gain processing unit that corrects an APL correction processed video signal by the APL correction processing unit based on control data generated by the correction control processing unit and outputs a final corrected video signal And
The APL correction processing unit
An adder that generates correction data by adding correction data obtained in the correction control processing unit to the first corrected video signal;
A constant gain preset for the first corrected video signal is limited to a gain that does not cause whiteout by applying the gain when the level of the video signal exceeds a predetermined value. A white-side processing unit that applies the gain to the first corrected video signal;
A certain gain preset for the first corrected video signal is raised to a gain that does not cause blackout by applying the gain when the level of the video signal falls below a predetermined value. A black side processing unit for applying the gain to the first corrected video signal;
Select the correction data generated in the adder and the minimum value of the signal generated in the white side processing unit, and select the correction data generated in the adder and the maximum value of the signal generated in the black side processing unit And a selector that outputs the video signal after the APL correction processing.
The APL correction processing unit refers to the histogram obtained by the first video feature detection unit, and a white side processing unit that arbitrarily controls the white side inclination when there are many histogram distributions with high input luminance signal levels; And a black side control unit that refers to the histogram obtained by the first video feature detection unit and arbitrarily controls the black side inclination when there are many histogram distributions with low input luminance signal levels. Item 2. The image correction apparatus according to Item 1.
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