JPH04271669A - 階調補正装置 - Google Patents

階調補正装置

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JPH04271669A
JPH04271669A JP3032792A JP3279291A JPH04271669A JP H04271669 A JPH04271669 A JP H04271669A JP 3032792 A JP3032792 A JP 3032792A JP 3279291 A JP3279291 A JP 3279291A JP H04271669 A JPH04271669 A JP H04271669A
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JP
Japan
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circuit
histogram
memory
output
control register
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Application number
JP3032792A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Tsuji
敏昭 辻
Atsuhisa Kageyama
敦久 影山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to AU11155/92A priority patent/AU640858B2/en
Priority to DE69225263T priority patent/DE69225263T2/de
Priority to MYPI92000298A priority patent/MY106674A/en
Priority to KR1019920002986A priority patent/KR950006237B1/ko
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    • G06T5/92—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/40—Image enhancement or restoration by the use of histogram techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/142—Detection of scene cut or scene change
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/179—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a scene or a shot
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/85—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression
    • H04N19/87—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression involving scene cut or scene change detection in combination with video compression
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/147—Scene change detection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/20—Circuitry for controlling amplitude response

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受像機、
ビデオテープレコーダ、ビデオカメラ、ビデオディスク
等の、映像信号の階調を補正する場合に用いる階調補正
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、階調補正装置は、カラーテレビジ
ョン受像機の大型化、高画質化にともない、画像をより
鮮明に見せるため、映像信号を非線形な増幅器に通すこ
とによって、映像信号の階調を補正し、ＣＲＴ上の映像
のダイナミックレンジを拡大するために重要視されてき
ている。
【０００３】以下に、従来の階調補正装置について説明
する。図４は、従来の階調補正装置のブロック図を示す
ものである。図４において、１は入力輝度信号をディジ
タル値に変換するＡＤ変換器である。２は、入力輝度信
号の輝度分布を取るヒストグラムメモリであり、一般的
にはメモリのアドレスに輝度レベルを、そのデータに度
数が入るようにする。３は、ヒストグラム演算回路であ
り、ヒストグラムメモリ２のデータから入力輝度信号の
平均値、モード値、最小値、最大値、偏差係数、白面積
、黒面積等を算出し、その結果によりリミッタレベル、
加算値、累積スタート、累積ストップ、最大輝度レベル
等の各制御値を計算し、リミッタ加算回路５、累積コン
トロールレジスタ回路６、正規化コントロールレジスタ
回路７に出力する。リミッタ加算回路５は、ヒストグラ
ムのデータを処理するものであり、ヒストグラム演算回
路３から転送されるデータにより、ヒストグラムのデー
タがあるレベル以上にならないように制限を加えたり、
加算演算を行う。一般にはアドレスが１度アクセスされ
る間にデータ処理を終える。累積コントロールレジスタ
回路６は、累積ヒストグラムを求める際に、その累積を
始める輝度レベルと、累積を止める輝度レベルをヒスト
グラム演算回路３より与えられ、ヒストグラム累積加算
回路８を制御する。
【０００４】ヒストグラム累積加算回路８は、累積コン
トロールレジスタ回路６の制御信号によりヒストグラム
メモリ２の処理データの累積を行う。９は、累積ヒスト
グラムメモリであり、ヒストグラム累積加算回路８の累
積結果を記憶する。一般にメモリのアドレスに輝度レベ
ルを、そのデータに度数が入るようにする。正規化コン
トロールレジスタ回路７は、累積ヒストグラムのデータ
を正規化してルックアップテーブルを作成する際に、そ
の正規化後の出力輝度信号の最大輝度レベルをヒストグ
ラム演算回路３より与えられ、その値に応じて正規化係
数を制御する。１０は、ルックアップテーブル演算回路
であり、累積ヒストグラムメモリ９のデータをもとに正
規化コントロールレジスタ回路７の出力に応じて正規化
を行う。１１は、ルックアップテーブルメモリであり、
ルックアップテーブル演算回路１０で正規化されたデー
タを記憶する。一般にメモリのアドレスに輝度レベルを
、そのデータに度数が入るようにする。１２は、タイミ
ング制御回路であり、各演算の順序や、各メモリの制御
等を行う。１３は、ＤＡ変換器であり、ルックアップテ
ーブルで補正された出力データをアナログ値に変換する
。
【０００５】以上のように構成された階調補正回路につ
いて、以下その動作について説明する。図５に各部の動
作波形を図示する。
【０００６】まず、入力輝度信号ａをＡＤ変換器１に入
力し、ディジタル値に変換し、変換入力輝度信号ｂとし
て出力する。ヒストグラムメモリ２は、この変換入力輝
度信号ｂをメモリアドレスとし、そのアドレスのデータ
をリミッタ・加算回路５で処理する。この動作を１垂直
走査期間行うことによって入力輝度信号ａのヒストグラ
ム分布を取ることができる。これを図５（ａ）に示す。
【０００７】次に、このヒストグラム分布の入ったヒス
トグラムメモリ２のデータをヒストグラム演算回路３が
読み出し、入力輝度信号の平均値、モード値、最小値、
最大値、偏差係数、白面積、黒面積等を計算する。そし
て、これらの計算結果からリミッタレベル、加算値、累
積計算のスタート輝度レベル、およびストップ輝度レベ
ル、正規化後の最大輝度レベル等の各制御値を求め、こ
れらのデータをリミッタ・加算回路５、累積コントロー
ルレジスタ回路６、正規化コントロールレジスタ回路７
に転送する。
【０００８】次に、リミッタ・加算回路５はヒストグラ
ムメモリ２からデータを読み出し、各データに対しヒス
トグラム演算回路３から転送された各データをもとにリ
ミッタ（図５（ｂ））や加算等の演算を行い、その結果
（補正ヒストグラムデータｃ）をヒストグラム累積加算
回路８に出力する（図５（ｃ））。ここで、加算値が一
定の場合、その値が大きいほど累積データはリニアに近
くになり、また小さいほどヒストグラム平坦化処理に近
くなる（図５（ｃ）、図５（ｄ））。
【０００９】そして、ヒストグラム累積加算回路８は、
累積コントロールレジスタ回路６より与えられる累積ス
タート輝度レベルと累積ストップ輝度レベルにより、そ
の範囲内について補正ヒストグラムデータｃの累積ヒス
トグラムデータｆを計算し、この結果を累積ヒストグラ
ムメモリ９に記憶する。
【００１０】次に、ルックアップテーブル演算回路１０
は、累積ヒストグラムメモリ９からデータを読み出し、
その累積ヒストグラムデータの最大値が正規化コントロ
ールレジスタ回路７より与えられる最大出力輝度レベル
ｈになるように正規化係数を求め、この係数を全累積ヒ
ストグラムデータｇに対して演算を行い、その結果ｉを
ルックアップテーブルメモリ１１に記憶する。このとき
、最大出力輝度レベルｈを制御することにより自動コン
トラストコントロール（ＡＣＬ）や、自動ブライトコン
トロール（ＡＢＬ）のような動作ができる。この動作を
図５（ｅ）に示す。
【００１１】次に、ルックアップテーブルメモリ１１は
、変換入力輝度信号ｂをアドレスとしてそのデータを読
み出し、このデータを補正出力輝度信号ｊとして出力す
る（図５（ｆ））。そして、ＤＡ変換器１３は、この補
正出力輝度信号ｊをアナログ信号ｋに変換して出力する
。
【００１２】タイミング制御回路１２は、以上述べたよ
うなタイミングで各部の動作が行われるように各回路の
動作を制御する。（たとえば、同一出願人の出願にかか
る特願平１−２６５３９３号「階調補正装置」参照）
【
００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、検出されるヒストグラムの最小値は、１
垂直走査期間のヒストグラムから検出する瞬時値である
ため、映像信号に雑音が多く含まれていると、その値が
大きく変動し、その結果、補正した出力輝度信号が振動
するという問題を有していた。
【００１４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、検出する最小値が雑音等の影響を受けずにスムーズ
な補正を行う階調補正装置を提供するとともに、映像シ
ーンの変化に追随し、応答が遅れないような階調補正装
置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の階調補正装置は、ヒストグラムメモリと、ヒ
ストグラム演算回路と、リミッタ・加算回路と、累積コ
ントロールレジスタ回路と、正規化コントロールレジス
タ回路と、ヒストグラム累積加算回路と、累積ヒストグ
ラムメモリと、ルックアップテーブル演算回路と、ルッ
クアップテーブルメモリと、タイミング制御回路とを備
え、上記ヒストグラム演算回路は、最小値を検出する回
路を有し、この回路が、Ｓ／Ｎ検出回路と、その出力に
接続されてクリップレベルが制御されるクリップ回路か
ら構成されていることを特徴とする。
【００１６】さらに、ヒストグラム演算回路は、映像シ
ーンの変化検出回路と、巡回型フィルタ回路と、この巡
回型フィルタ回路のフィードバック係数が映像シーン変
化検出回路の出力で制御される回路から構成されている
。
【００１７】さらに、ヒストグラム演算回路は、映像シ
ーンの変化検出回路と、巡回型フィルタ回路と、この映
像シーン変化検出回路の出力で、巡回型フィルタ回路の
入力を出力するか巡回型フィルタ回路の出力を出力する
か制御される選択回路から構成されている。
【００１８】
【作用】この構成によって、入力される映像信号のＳ／
Ｎを検出し、そのレベルに応じて最小値を検出するクリ
ップ回路のレベルを変えることにより、雑音による検出
値の変動を止めることができる。
【００１９】また、巡回型フィルタ回路を追加し、この
フィードバック係数を映像シーンの変化レベルに応じて
変えることにより、検出する最小値の変動を止め、滑ら
かな補正ができる。
【００２０】さらに、映像シーンが急激に変化したとき
は、巡回型フィルタ回路を通さず、その瞬間値を出力す
ることにより応答の遅れをなくすことができる。
【００２１】
【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例について
、図面を参照しながら説明する。
【００２２】図１においては要部のみを示す。図中２は
ヒストグラムメモリであり従来例と同じである。５０は
Ｓ／Ｎ検出回路であり、映像信号に含まれている雑音の
レベルを検出する。５１はクリップ回路であり、あるレ
ベル以下の度数を切り捨てる。
【００２３】以上のように構成された階調補正装置につ
いてその動作を説明する。まずＳ／Ｎ検出回路５０で映
像信号中の雑音レベルを検出し、その出力レベルにより
クリップ回路５１におけるクリップレベルを変える。す
なわち、雑音が多い場合はクリップレベルを大きくし、
雑音が少ないときはクリップレベルを小さくする。
【００２４】以上のように本実施例によれば、Ｓ／Ｎ検
出回路５０と、その回路５０に接続されてその出力によ
りクリップレベルが制御されるクリップ回路５１を設け
ることにより、映像信号に含まれる雑音による最小値検
出の大きな変動を防ぐことができ、補正出力信号が振動
しない階調補正を行うことができる。
【００２５】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
【００２６】図２において２はヒストグラムメモリ、５
１はクリップ回路であり、図１と同様である。５２は映
像シーン変化検出回路であり、映像シーンの変化する度
合いを検出する。５３は加算器、５４はフィードバック
係数をＫ倍する回路であり、これらは巡回型フィルタ回
路を構成する。
【００２７】以上のように構成された階調補正装置につ
いてその動作を説明する。まず、クリップ回路５１であ
る一定以下の度数を零とし、このクリップ回路５１の出
力信号を巡回型フィルタ回路に接続する。そして、巡回
型フィルタ回路のフィードバック係数の重みＫは映像シ
ーン変化検出回路５２の出力により、その変化の度合い
に応じて、検出する最小値が振動しない範囲内で最適な
値に制御される。つまり、映像シーンの変化が小さいと
きは係数Ｋの値を大きくする。
【００２８】以上のように本実施例によれば、映像シー
ン変化検出回路５２と、加算器５３と、上記映像シーン
変化検出回路５２の出力によってフィードバック係数が
制御されるＫ倍回路を設けることにより、雑音等による
検出値の変動を極力押さえ、滑らかな階調補正を行うこ
とができる。
【００２９】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
【００３０】図３において２はヒストグラムメモリ、５
１はクリップ回路、５２は映像シーン変化検出回路、５
３は加算器、５４はＫ倍回路であり、これらは図２と同
様である。５５は２入力１出力の選択回路で、映像シー
ン変化検出回路５２の出力によりクリップ回路５１の出
力と巡回型フィルタ回路の出力を切り替える。
【００３１】以上のように構成された階調補正装置につ
いてその動作を説明する。まず、クリップ回路５１であ
る一定以下の度数を零とし、その出力に巡回型フィルタ
回路を接続する。選択回路５５は、通常は、巡回型フィ
ルタ回路の出力を選択し、映像シーンが大きく変化した
ときはクリップ回路５１の出力を選択する。
【００３２】以上のように本実施例によれば、映像シー
ン変化検出回路５２と、加算器５３、Ｋ倍回路５４と、
上記映像シーン変化検出回路５２の出力で制御される選
択回路５５を設けることにより、映像シーンが急変した
ときは巡回型フィルタによる応答の遅れをなくすことが
でき、シーンの変化に追随したスムーズな階調補正を行
うことができる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように本発明は、ヒストグラムメ
モリと、ヒストグラム演算回路と、リミッタ・加算回路
と、累積コントロールレジスタ回路と、正規化コントロ
ールレジスタ回路と、ヒストグラム累積加算回路と、累
積ヒストグラムメモリと、ルックアップテーブル演算回
路と、ルックアップテーブルメモリと、タイミング制御
回路とを備え、ヒストグラム演算回路は、最小値を検出
する回路を有し、その回路は、Ｓ／Ｎ検出回路と、Ｓ／
Ｎ検出回路の出力によってクリップレベルが制御される
クリップ回路を設けることにより、映像信号に含まれる
雑音による最小値検出の大きな変動を防ぐことができ、
補正された出力信号が振動しない優れた階調補正装置を
実現できるものである。
【００３４】さらに、ヒストグラム演算回路は、映像シ
ーンの変化検出回路と、巡回型フィルタ回路と、この巡
回型フィルタ回路のフィードバック係数が映像シーン変
化検出回路の出力によって制御される回路を設けること
により、シーンの変化度合いに応じて、雑音などによる
検出値の変動を極力押さえることができ、滑らかな階調
補正を行える優れた階調補正装置を実現できるものであ
る。
【００３５】さらに、ヒストグラム演算回路は、映像シ
ーンの変化検出回路と、巡回型フィルタ回路と、この映
像シーン変化検出回路の出力によって巡回型フィルタ回
路の入力を出力するか、巡回型フィルタ回路の出力を出
力するかが制御される選択回路を設けることにより、映
像シーンが急変したときは巡回型フィルタによる応答の
遅れをなくすことができ、シーンの変化に追随した階調
補正ができる優れた階調補正装置を実現できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における階調補正装置の
ブロック図。
【図２】本発明の第２の実施例における階調補正装置の
ブロック図。
【図３】本発明の第３の実施例における階調補正装置の
ブロック図。
【図４】従来の階調補正装置のブロック図。
【図５】従来の階調補正装置の動作を説明する波形図。
【符号の説明】
５１　　クリップ回路 ５２　　映像シーン変化検出回路 ５３　　加算器 ５４　　Ｋ倍回路 ５５　　２入力１出力選択回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　映像輝度信号のヒストグラムを記憶す
    るヒストグラムメモリと、このヒストグラムメモリに接
    続されこのデータからヒストグラムの特徴を抽出するヒ
    ストグラム演算回路と、このヒストグラム演算回路の出
    力に接続され上記ヒストグラムメモリのデータを処理す
    るリミッタ・加算回路と、それぞれ上記ヒストグラム演
    算回路の出力に接続された累積コントロールレジスタ回
    路および正規化コントロールレジスタ回路と、上記ヒス
    トグラムメモリと累積コントロールレジスタ回路に接続
    されヒストグラムメモリの処理データを累積加算するヒ
    ストグラム累積加算回路と、累積加算した結果を記憶す
    る累積ヒストグラムメモリと、この累積ヒストグラムメ
    モリと正規化コントロールレジスタ回路に接続され累積
    ヒストグラムメモリのデータを正規化するルックアップ
    テーブル演算回路と、この結果を記憶するルックアップ
    テーブルメモリを備え、上記ヒストグラム演算回路は、
    ヒストグラムの最小値を検出する回路を有し、この最小
    値検出回路は、入力映像信号からＳ／Ｎを検出する回路
    と、このＳ／Ｎ検出回路とヒストグラムメモリの出力に
    接続され、Ｓ／Ｎ検出回路の出力によってクリップレベ
    ルが制御されるクリップ回路よりなることを特徴とする
    階調補正装置。
  2. 【請求項２】　　映像輝度信号のヒストグラムを記憶す
    るヒストグラムメモリと、このヒストグラムメモリに接
    続されこのデータからヒストグラムの特徴を抽出するヒ
    ストグラム演算回路と、このヒストグラム演算回路の出
    力に接続され上記ヒストグラムメモリのデータを処理す
    るリミッタ・加算回路と、それぞれ上記ヒストグラム演
    算回路の出力に接続された累積コントロールレジスタ回
    路および正規化コントロールレジスタ回路と、上記ヒス
    トグラムメモリと累積コントロールレジスタ回路に接続
    されヒストグラムメモリの処理データを累積加算するヒ
    ストグラム累積加算回路と、累積加算した結果を記憶す
    る累積ヒストグラムメモリと、この累積ヒストグラムメ
    モリと正規化コントロールレジスタ回路に接続され累積
    ヒストグラムメモリのデータを正規化するルックアップ
    テーブル演算回路と、この結果を記憶するルックアップ
    テーブルメモリを備え、上記ヒストグラム演算回路は、
    ヒストグラムの最小値を検出する回路を有し、この最小
    値検出回路は、クリップ回路の出力端に接続された映像
    シーンの変化を検出する回路と、加算器とある係数Ｋ倍
    する回路で構成される巡回型フィルタ回路と、上記映像
    シーン変化検出回路の出力によって上記巡回型フィルタ
    回路のＫ倍回路を制御する回路よりなることを特徴とす
    る階調補正装置。
  3. 【請求項３】　　映像輝度信号のヒストグラムを記憶す
    るヒストグラムメモリと、このヒストグラムメモリに接
    続されこのデータからヒストグラムの特徴を抽出するヒ
    ストグラム演算回路と、このヒストグラム演算回路の出
    力に接続され上記ヒストグラムメモリのデータを処理す
    るリミッタ・加算回路と、それぞれ上記ヒストグラム演
    算回路の出力に接続された累積コントロールレジスタ回
    路および正規化コントロールレジスタ回路と、上記ヒス
    トグラムメモリと累積コントロールレジスタ回路に接続
    されヒストグラムメモリの処理データを累積加算するヒ
    ストグラム累積加算回路と、累積加算した結果を記憶す
    る累積ヒストグラムメモリと、この累積ヒストグラムメ
    モリと正規化コントロールレジスタ回路に接続され累積
    ヒストグラムメモリのデータを正規化するルックアップ
    テーブル演算回路と、この結果を記憶するルックアップ
    テーブルメモリを備え、上記ヒストグラム演算回路は、
    ヒストグラムの最小値を検出する回路を有し、この最小
    値検出回路は、クリップ回路の出力に接続された映像シ
    ーンの変化を検出する回路と、加算器とある係数Ｋ倍す
    る回路で構成される巡回型フィルタ回路と、上記映像シ
    ーン変化検出回路の出力により上記巡回型フィルタ回路
    の出力とクリップ回路の出力を切り替える２入力１出力
    の選択回路よりなることを特徴とする階調補正装置。
JP3032792A 1991-02-27 1991-02-27 階調補正装置 Pending JPH04271669A (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3032792A JPH04271669A (ja) 1991-02-27 1991-02-27 階調補正装置
US07/838,844 US5239378A (en) 1991-02-27 1992-02-21 Gradation corrector with improved smoothing, signal-to-noise ratio and fast response time
EP92301535A EP0501728B1 (en) 1991-02-27 1992-02-24 Gradation corrector
AU11155/92A AU640858B2 (en) 1991-02-27 1992-02-24 Gradation corrector
DE69225263T DE69225263T2 (de) 1991-02-27 1992-02-24 Gradationskorrekturanordnung
MYPI92000298A MY106674A (en) 1991-02-27 1992-02-25 Gradation corrector
KR1019920002986A KR950006237B1 (ko) 1991-02-27 1992-02-26 계조보정장치
CA002061893A CA2061893C (en) 1991-02-27 1992-02-26 Gradation corrector
CN92101144A CN1025274C (zh) 1991-02-27 1992-02-27 灰度校正器

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3032792A JPH04271669A (ja) 1991-02-27 1991-02-27 階調補正装置

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