JPH04349783A - 階調補正装置 - Google Patents
階調補正装置Info
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- JPH04349783A JPH04349783A JP3123646A JP12364691A JPH04349783A JP H04349783 A JPH04349783 A JP H04349783A JP 3123646 A JP3123646 A JP 3123646A JP 12364691 A JP12364691 A JP 12364691A JP H04349783 A JPH04349783 A JP H04349783A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 62
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000009125 cardiac resynchronization therapy Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
-
- 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
- H04N5/202—Gamma control
-
- 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
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- H—ELECTRICITY
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
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- H04N1/407—Control or modification of tonal gradation or of extreme levels, e.g. background level
- H04N1/4072—Control or modification of tonal gradation or of extreme levels, e.g. background level dependent on the contents of the original
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- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【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。
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。
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３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３において、１は、入力輝度信号のうち
の黒部分の信号を検出し、黒検出信号を出力する黒検出
回路である。２は、黒検出信号をゲインコントロール電
圧により利得制御し、増幅黒検出信号を出力するゲイン
コントロール回路である。３は、入力輝度信号と増幅輝
度信号を加算し、出力輝度信号を出力する加算器である
。４は、出力輝度信号の黒ピークレベルを保持し、その
電圧を黒ピークホールド電圧として出力する黒ピークホ
ールド回路である。５は、黒ピークホールド電圧と基準
電圧を比較する比較器である。６は、基準電圧を発生す
る電圧源である。
する。図３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３において、１は、入力輝度信号のうち
の黒部分の信号を検出し、黒検出信号を出力する黒検出
回路である。２は、黒検出信号をゲインコントロール電
圧により利得制御し、増幅黒検出信号を出力するゲイン
コントロール回路である。３は、入力輝度信号と増幅輝
度信号を加算し、出力輝度信号を出力する加算器である
。４は、出力輝度信号の黒ピークレベルを保持し、その
電圧を黒ピークホールド電圧として出力する黒ピークホ
ールド回路である。５は、黒ピークホールド電圧と基準
電圧を比較する比較器である。６は、基準電圧を発生す
る電圧源である。
【０００４】以上のように構成された階調補正装置につ
いて、以下その動作について図４を参照しながら説明す
る。
いて、以下その動作について図４を参照しながら説明す
る。
【０００５】図４はこの従来例での各部の信号を示す。
まず、入力輝度信号ａは、黒検出回路１に入力され輝度
信号の一定値以下の部分の黒信号が抜き出され、黒検出
信号ｂとして出力される。次に、黒検出信号ｂはゲイン
コントロール回路２に入力され、ゲインコントロール電
圧ｆに応じて利得が制御され、増幅黒検出信号ｃとして
出力される。この信号ｃは、次に加算器３に入力され、
入力輝度信号ａと加算され、黒側のダイナミックレンジ
が拡大された出力輝度信号ｄが出力される。この信号ｄ
は出力されるとともに、黒ピークホールド回路４に入力
される。この回路では、一番黒い輝度信号レベルを検出
し、その電圧を黒ピークホールド電圧ｅとして出力する
。比較器５では、この電圧ｅと電圧源６から発生される
基準電圧ｒを比較し、その差をゲインコントロール電圧
ｆとして上記ゲインコントロール回路２にフィードバッ
クする。このフィードバック系は、黒ピーク電圧ｅが基
準電圧ｇと等しくなると安定する。このように、黒検出
された成分がある場合このピーク電圧が常に基準電圧に
等しく制御されることで、黒側にダイナミックレンジが
拡大され、階調補正がなされる。
信号の一定値以下の部分の黒信号が抜き出され、黒検出
信号ｂとして出力される。次に、黒検出信号ｂはゲイン
コントロール回路２に入力され、ゲインコントロール電
圧ｆに応じて利得が制御され、増幅黒検出信号ｃとして
出力される。この信号ｃは、次に加算器３に入力され、
入力輝度信号ａと加算され、黒側のダイナミックレンジ
が拡大された出力輝度信号ｄが出力される。この信号ｄ
は出力されるとともに、黒ピークホールド回路４に入力
される。この回路では、一番黒い輝度信号レベルを検出
し、その電圧を黒ピークホールド電圧ｅとして出力する
。比較器５では、この電圧ｅと電圧源６から発生される
基準電圧ｒを比較し、その差をゲインコントロール電圧
ｆとして上記ゲインコントロール回路２にフィードバッ
クする。このフィードバック系は、黒ピーク電圧ｅが基
準電圧ｇと等しくなると安定する。このように、黒検出
された成分がある場合このピーク電圧が常に基準電圧に
等しく制御されることで、黒側にダイナミックレンジが
拡大され、階調補正がなされる。
【０００６】図５は、他の従来の階調補正装置のブロッ
ク図を示すものである。図５において、７はＡ／Ｄ変換
器であり、入力輝度信号をディジタル値に変換する。８
はヒストグラムメモリであり、入力輝度信号の輝度ヒス
トグラムを抽出する。一般にはメモリのアドレスに入力
信号の輝度レベルを、そのデータに度数が入るようにす
る。９はヒストグラム累積加算回路であり、ヒストグラ
ムメモリ８の出力信号の累積加算を行う。１０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
９の累積結果を順次する。一般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。１
１は、ルックアップテーブル演算回路であり、累積加算
した最大値が出力輝度信号の最大値になるように累積ヒ
ストグラムメモリ１０の各データを正規化する。１２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１１で正規化された出力信号を記憶する
。一般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。１３はＤ／Ａ変換器であり
、ルックアップテーブルメモリ１２で補正されたディジ
タル値の出力輝度信号をアナログ信号に変換する。１４
は、タイミング制御回路であり、上記の各演算の順序や
、各メモリの制御等を行う。
ク図を示すものである。図５において、７はＡ／Ｄ変換
器であり、入力輝度信号をディジタル値に変換する。８
はヒストグラムメモリであり、入力輝度信号の輝度ヒス
トグラムを抽出する。一般にはメモリのアドレスに入力
信号の輝度レベルを、そのデータに度数が入るようにす
る。９はヒストグラム累積加算回路であり、ヒストグラ
ムメモリ８の出力信号の累積加算を行う。１０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
９の累積結果を順次する。一般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。１
１は、ルックアップテーブル演算回路であり、累積加算
した最大値が出力輝度信号の最大値になるように累積ヒ
ストグラムメモリ１０の各データを正規化する。１２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１１で正規化された出力信号を記憶する
。一般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。１３はＤ／Ａ変換器であり
、ルックアップテーブルメモリ１２で補正されたディジ
タル値の出力輝度信号をアナログ信号に変換する。１４
は、タイミング制御回路であり、上記の各演算の順序や
、各メモリの制御等を行う。
【０００７】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６はこの従来
例での変換の様子を図示したものである。
いて、以下その動作について説明する。図６はこの従来
例での変換の様子を図示したものである。
【０００８】まず、入力輝度信号ａをＡ／Ｄ変換器７に
入力し、ディジタル値に変換し、変換入力輝度信号ｈと
して出力する。ヒストグラムメモリ８は、この変換入力
輝度信号ｈをアドレスとし、アクセスされる度にそのア
ドレスのデータを１だけ加算していく。この動作を一垂
直走査期間行うことによって入力輝度信号ａの輝度ヒス
トグラムを検出する。この様子を図６（ａ）に示す。こ
のヒストグラムメモリ８の内容は、一定期間ごとにクリ
アされ、全てのデータを０にする。この期間は、一般に
一垂直走査期間、またはその整数倍に選ばれる。
入力し、ディジタル値に変換し、変換入力輝度信号ｈと
して出力する。ヒストグラムメモリ８は、この変換入力
輝度信号ｈをアドレスとし、アクセスされる度にそのア
ドレスのデータを１だけ加算していく。この動作を一垂
直走査期間行うことによって入力輝度信号ａの輝度ヒス
トグラムを検出する。この様子を図６（ａ）に示す。こ
のヒストグラムメモリ８の内容は、一定期間ごとにクリ
アされ、全てのデータを０にする。この期間は、一般に
一垂直走査期間、またはその整数倍に選ばれる。
【０００９】次に、ヒストグラムメモリ８のデータを０
番地のアドレスから順次読み出し、ヒストグラム累積加
算回路９で、この出力信号ｉを累積加算する。そして、
この累積加算した結果ｊを累積ヒストグラムメモリ１０
に記憶する。この様子を図６（ｂ）に示す。
番地のアドレスから順次読み出し、ヒストグラム累積加
算回路９で、この出力信号ｉを累積加算する。そして、
この累積加算した結果ｊを累積ヒストグラムメモリ１０
に記憶する。この様子を図６（ｂ）に示す。
【００１０】次に、ルックアップテーブル演算回路１１
で、累積ヒストグラムメモリ１０の最大値が、出力輝度
レベルの最大値になるような正規化係数を計算し、この
係数で累積ヒストグラムメモリ１０の各データに対して
正規化演算を行い、その演算結果ｌをルックアップテー
ブルメモリ１２に記憶する。この様子を図６（ｃ）に示
す。
で、累積ヒストグラムメモリ１０の最大値が、出力輝度
レベルの最大値になるような正規化係数を計算し、この
係数で累積ヒストグラムメモリ１０の各データに対して
正規化演算を行い、その演算結果ｌをルックアップテー
ブルメモリ１２に記憶する。この様子を図６（ｃ）に示
す。
【００１１】ルックアップテーブルメモリ１２は、変換
入力輝度信号ｈをアドレスとし、そのアドレスに対する
データを読み出し、このデータを補正出力輝度信号ｍと
して出力する。図６（ｄ）は、輝度変換後のヒストグラ
ムを示している。そして、Ｄ／Ａ変換器１３で、この補
正出力輝度信号ｍをアナログ信号ｄに変換して出力する
。
入力輝度信号ｈをアドレスとし、そのアドレスに対する
データを読み出し、このデータを補正出力輝度信号ｍと
して出力する。図６（ｄ）は、輝度変換後のヒストグラ
ムを示している。そして、Ｄ／Ａ変換器１３で、この補
正出力輝度信号ｍをアナログ信号ｄに変換して出力する
。
【００１２】タイミング制御回路１４は、以上述べたよ
うな順序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。
うな順序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。
【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、まず前者の例では、黒信号のみを階調補
正の対象としていたため、明るい部分や、中間輝度レベ
ルの信号については階調補正できず、充分なダイナミッ
クレンジの改善ができないという課題を有していた。
来の構成では、まず前者の例では、黒信号のみを階調補
正の対象としていたため、明るい部分や、中間輝度レベ
ルの信号については階調補正できず、充分なダイナミッ
クレンジの改善ができないという課題を有していた。
【００１４】また、後者の例では、一般にヒストグラム
平坦化処理と呼ばれているものであり、ダイナミックレ
ンジは１００％に拡大されるが、通常の映像信号にこの
処理を行うと、現実の画像とかけ離れた映像になり、か
えって見にくくなるという課題を有していた。
平坦化処理と呼ばれているものであり、ダイナミックレ
ンジは１００％に拡大されるが、通常の映像信号にこの
処理を行うと、現実の画像とかけ離れた映像になり、か
えって見にくくなるという課題を有していた。
【００１５】本発明は上記従来の課題を解決するもので
、黒側についてはもちろん、明るい部分や中間輝度レベ
ルの信号についても充分に階調補正を行うとともに、ダ
イナミックレンジの広がり過ぎを防ぎ、より忠実で高コ
ントラストの階調補正を行うことのできる階調補正装置
を提供することを目的とする。
、黒側についてはもちろん、明るい部分や中間輝度レベ
ルの信号についても充分に階調補正を行うとともに、ダ
イナミックレンジの広がり過ぎを防ぎ、より忠実で高コ
ントラストの階調補正を行うことのできる階調補正装置
を提供することを目的とする。
【００１６】
【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、こ
のヒストグラムメモリのデータを処理するリミッタ回路
と、上記ヒストグラムメモリの出力信号から輝度ヒスト
グラムの総度数を検出する総度数検出回路と、この総度
数検出回路の出力信号および上記ヒストグラムメモリの
出力信号からヒストグラムの輝度分布を検出する輝度分
布検出回路と、この輝度分布検出回路の出力信号および
上記総度数検出回路の出力信号から輝度ヒストグラムの
広がり度合を算出する分散係数演算回路と、この分散係
数演算回路の演算結果から累積ヒストグラムを求める際
に加算する一定値を算出する加算値演算回路と、この加
算値演算回路の演算結果と上記ヒストグラムメモリの出
力信号を加算する加算器と、上記ヒストグラムメモリの
出力信号から輝度ヒストグラムの最小輝度レベルを検出
する最小値検出回路と、上記ヒストグラムメモリに入力
される映像信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レ
ベル検出回路と、この平均輝度レベル検出回路の出力信
号および上記最小値検出回路の出力信号および分散係数
演算回路の出力信号から累積ヒストグラムを開始する輝
度レベルを算出する累積スタート輝度レベル演算回路と
、上記平均輝度レベル検出回路の出力信号から累積ヒス
トグラムを終了する輝度レベルを算出する累積ストップ
輝度レベル演算回路と、上記累積スタート輝度レベル演
算回路の出力信号および累積ストップ輝度レベル演算回
路の出力信号により上記加算器の出力信号を制御しなが
ら累積加算するヒストグラム累積加算回路と、この累積
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の出力信号から累積ヒストグ
ラムの最大値を検出する最大累積値検出回路と、この最
大累積値検出回路の出力信号をもとに上記累積ヒストグ
ラムメモリの出力信号を正規化するルックアップテーブ
ル演算回路と、このルックアップテーブル演算回路の演
算結果を記憶しそのデータをもとに入力された映像輝度
信号を変換して出力するルックアップテーブルメモリと
、上記各回路の動作を制御するタイミング制御回路から
構成されることを特徴とする。
に本発明の階調補正装置は、ヒストグラムメモリと、こ
のヒストグラムメモリのデータを処理するリミッタ回路
と、上記ヒストグラムメモリの出力信号から輝度ヒスト
グラムの総度数を検出する総度数検出回路と、この総度
数検出回路の出力信号および上記ヒストグラムメモリの
出力信号からヒストグラムの輝度分布を検出する輝度分
布検出回路と、この輝度分布検出回路の出力信号および
上記総度数検出回路の出力信号から輝度ヒストグラムの
広がり度合を算出する分散係数演算回路と、この分散係
数演算回路の演算結果から累積ヒストグラムを求める際
に加算する一定値を算出する加算値演算回路と、この加
算値演算回路の演算結果と上記ヒストグラムメモリの出
力信号を加算する加算器と、上記ヒストグラムメモリの
出力信号から輝度ヒストグラムの最小輝度レベルを検出
する最小値検出回路と、上記ヒストグラムメモリに入力
される映像信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レ
ベル検出回路と、この平均輝度レベル検出回路の出力信
号および上記最小値検出回路の出力信号および分散係数
演算回路の出力信号から累積ヒストグラムを開始する輝
度レベルを算出する累積スタート輝度レベル演算回路と
、上記平均輝度レベル検出回路の出力信号から累積ヒス
トグラムを終了する輝度レベルを算出する累積ストップ
輝度レベル演算回路と、上記累積スタート輝度レベル演
算回路の出力信号および累積ストップ輝度レベル演算回
路の出力信号により上記加算器の出力信号を制御しなが
ら累積加算するヒストグラム累積加算回路と、この累積
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の出力信号から累積ヒストグ
ラムの最大値を検出する最大累積値検出回路と、この最
大累積値検出回路の出力信号をもとに上記累積ヒストグ
ラムメモリの出力信号を正規化するルックアップテーブ
ル演算回路と、このルックアップテーブル演算回路の演
算結果を記憶しそのデータをもとに入力された映像輝度
信号を変換して出力するルックアップテーブルメモリと
、上記各回路の動作を制御するタイミング制御回路から
構成されることを特徴とする。
【００１７】
【作用】本発明は、上記した構成によって、まず、リミ
ッタ回路で、抽出した輝度ヒストグラムの度数をある一
定値に上限を制限し、その後、総度数検出回路で輝度ヒ
ストグラムの総度数を検出し、さらに輝度分布検出回路
で輝度ヒストグラムの輝度分布を検出する。これらの結
果より、分散係数演算回路で輝度ヒストグラムの広がり
度合を算出し、加算値演算回路で累積ヒストグラムを求
める際の一定加算値を算出する。そして、加算器でこの
加算値とヒストグラムメモリの出力信号を加算し、ヒス
トグラム累積加算回路でその加算結果を累積加算する。 そして、その累積加算した結果を累積ヒストグラムメモ
リに記憶する。ただし、累積加算は累積スタート輝度レ
ベル演算回路で検出した開始点と、累積ストップ輝度レ
ベル演算回路で検出した終了点の範囲内で行う。ここで
、上記累積加算の終了点は、平均輝度レベル検出回路で
検出した入力映像信号の平均輝度レベルから算出する。 また、累積加算の開始点は、最小値検出回路で検出した
輝度ヒストグラムの最小輝度レベルおよび上記平均輝度
レベルおよび上記分散係数から算出する。
ッタ回路で、抽出した輝度ヒストグラムの度数をある一
定値に上限を制限し、その後、総度数検出回路で輝度ヒ
ストグラムの総度数を検出し、さらに輝度分布検出回路
で輝度ヒストグラムの輝度分布を検出する。これらの結
果より、分散係数演算回路で輝度ヒストグラムの広がり
度合を算出し、加算値演算回路で累積ヒストグラムを求
める際の一定加算値を算出する。そして、加算器でこの
加算値とヒストグラムメモリの出力信号を加算し、ヒス
トグラム累積加算回路でその加算結果を累積加算する。 そして、その累積加算した結果を累積ヒストグラムメモ
リに記憶する。ただし、累積加算は累積スタート輝度レ
ベル演算回路で検出した開始点と、累積ストップ輝度レ
ベル演算回路で検出した終了点の範囲内で行う。ここで
、上記累積加算の終了点は、平均輝度レベル検出回路で
検出した入力映像信号の平均輝度レベルから算出する。 また、累積加算の開始点は、最小値検出回路で検出した
輝度ヒストグラムの最小輝度レベルおよび上記平均輝度
レベルおよび上記分散係数から算出する。
【００１８】次に、最大累積値検出回路で検出した累積
ヒストグラムの最大値をもとに、ルックアップテーブル
演算回路で、累積ヒストグラムの各データを正規化する
。そして、その演算結果をルックアップテーブルメモリ
に記憶し、このデータをもとに入力映像信号の変換を行
う。
ヒストグラムの最大値をもとに、ルックアップテーブル
演算回路で、累積ヒストグラムの各データを正規化する
。そして、その演算結果をルックアップテーブルメモリ
に記憶し、このデータをもとに入力映像信号の変換を行
う。
【００１９】以上のように、ヒストグラムメモリにより
入力された映像信号の輝度ヒストグラムを検出し、一般
に行われているヒストグラム平坦化処理を行うが、その
際、高ダイナミックレンジ化の特徴はそのままに、かつ
映像信号に最適な処理を行うことができる。
入力された映像信号の輝度ヒストグラムを検出し、一般
に行われているヒストグラム平坦化処理を行うが、その
際、高ダイナミックレンジ化の特徴はそのままに、かつ
映像信号に最適な処理を行うことができる。
【００２０】
【実施例】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。
しながら説明する。
【００２１】図１は本発明の階調補正装置のブロック図
である。図１において、７はＡ／Ｄ変換器、８はヒスト
グラムメモリ、９はヒストグラム累積加算回路、１０は
累積ヒストグラムメモリ、１１はルックアップテーブル
演算回路、１２はルックアップテーブルメモリ、１３は
Ｄ／Ａ変換器であり後者の従来例と同じである。３１は
リミッタ回路であり、輝度ヒストグラムの度数がある値
以上にならないように制限する。３２は平均輝度レベル
検出回路であり、入力映像信号の平均輝度レベルを検出
する。３３は総度数検出回路であり、処理した輝度ヒス
トグラムの総度数を検出する。３４は輝度分布検出回路
であり、輝度分布の広がりを検出する。３５は分散係数
演算回路であり、輝度ヒストグラムの広がり度合を算出
する。３６は加算値演算回路であり、累積ヒストグラム
を求める際に加算する一定値を算出する。３７は加算器
であり、ヒストグラムメモリ８の出力信号と加算値演算
回路３６の出力信号を加算する。３８は、最小値検出回
路であり、輝度ヒストグラムの最小輝度レベルを検出す
る。３９は累積スタート輝度レベル演算回路であり、累
積ヒストグラムの演算を行うときの開始輝度レベルを算
出する。４０は累積ストップ輝度レベル演算回路であり
、累積ヒストグラムの演算を行うときの終了輝度レベル
を算出する。４１は最大累積値検出回路であり、累積ヒ
ストグラムの最大値を検出する。１４は、タイミング制
御回路であり、上記各回路の演算順序や、メモリの制御
等を行う。
である。図１において、７はＡ／Ｄ変換器、８はヒスト
グラムメモリ、９はヒストグラム累積加算回路、１０は
累積ヒストグラムメモリ、１１はルックアップテーブル
演算回路、１２はルックアップテーブルメモリ、１３は
Ｄ／Ａ変換器であり後者の従来例と同じである。３１は
リミッタ回路であり、輝度ヒストグラムの度数がある値
以上にならないように制限する。３２は平均輝度レベル
検出回路であり、入力映像信号の平均輝度レベルを検出
する。３３は総度数検出回路であり、処理した輝度ヒス
トグラムの総度数を検出する。３４は輝度分布検出回路
であり、輝度分布の広がりを検出する。３５は分散係数
演算回路であり、輝度ヒストグラムの広がり度合を算出
する。３６は加算値演算回路であり、累積ヒストグラム
を求める際に加算する一定値を算出する。３７は加算器
であり、ヒストグラムメモリ８の出力信号と加算値演算
回路３６の出力信号を加算する。３８は、最小値検出回
路であり、輝度ヒストグラムの最小輝度レベルを検出す
る。３９は累積スタート輝度レベル演算回路であり、累
積ヒストグラムの演算を行うときの開始輝度レベルを算
出する。４０は累積ストップ輝度レベル演算回路であり
、累積ヒストグラムの演算を行うときの終了輝度レベル
を算出する。４１は最大累積値検出回路であり、累積ヒ
ストグラムの最大値を検出する。１４は、タイミング制
御回路であり、上記各回路の演算順序や、メモリの制御
等を行う。
【００２２】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。図２に各部の動作波形を図示
する。
いてその動作を説明する。図２に各部の動作波形を図示
する。
【００２３】まず、ヒストグラムメモリ８に、入力映像
信号の輝度ヒストグラムを記憶する。この様子を図２（
ａ）に示す。次に、リミッタ回路３１で、輝度ヒストグ
ラムの度数について、ある一定の上限を設け、その値を
越えた度数はその上限値に制限する。この様子を図２（
ｂ）に示す。以後、この処理した輝度ヒストグラムデー
タをもとに各演算等を行う。
信号の輝度ヒストグラムを記憶する。この様子を図２（
ａ）に示す。次に、リミッタ回路３１で、輝度ヒストグ
ラムの度数について、ある一定の上限を設け、その値を
越えた度数はその上限値に制限する。この様子を図２（
ｂ）に示す。以後、この処理した輝度ヒストグラムデー
タをもとに各演算等を行う。
【００２４】まず、総度数検出回路３３で、輝度ヒスト
グラムの面積、つまり各度数の合計を検出する。次に、
輝度分布検出回路３４で、検出した総度数の１０％およ
び９０％の度数を算出し、ヒストグラムメモリ８のデー
タからこれら１０％から９０％の度数が含まれる輝度レ
ベルの範囲を検出する。分散係数演算回路３５は、検出
した総度数および輝度分布をもとに輝度ヒストグラムの
広がり度合を算出する。加算値演算回路３６は、算出し
た分散係数から累積ヒストグラムを求める際に加算する
一定値を算出する（図２（ｃ）参照）。この加算値は補
正効果の強弱を制御し、加算値が小さいほど補正効果は
強まリ、加算値が大きいほど補正効果が弱まる。そして
、加算器３７で、ヒストグラムメモリ８の出力信号と加
算値演算回路３６の出力信号の加算を行う。
グラムの面積、つまり各度数の合計を検出する。次に、
輝度分布検出回路３４で、検出した総度数の１０％およ
び９０％の度数を算出し、ヒストグラムメモリ８のデー
タからこれら１０％から９０％の度数が含まれる輝度レ
ベルの範囲を検出する。分散係数演算回路３５は、検出
した総度数および輝度分布をもとに輝度ヒストグラムの
広がり度合を算出する。加算値演算回路３６は、算出し
た分散係数から累積ヒストグラムを求める際に加算する
一定値を算出する（図２（ｃ）参照）。この加算値は補
正効果の強弱を制御し、加算値が小さいほど補正効果は
強まリ、加算値が大きいほど補正効果が弱まる。そして
、加算器３７で、ヒストグラムメモリ８の出力信号と加
算値演算回路３６の出力信号の加算を行う。
【００２５】次に、最小値検出回路３８は、ヒストグラ
ムメモリ８の出力信号から輝度ヒストグラムの最小輝度
レベルを検出し、平均輝度レベル検出回路３２は、入力
された映像輝度信号の平均レベルを検出する。さらに、
累積スタート輝度レベル演算回路３９は、検出した最小
輝度レベルおよび平均輝度レベルおよび分散係数から累
積ヒストグラムを求めるときに累積を開始する輝度レベ
ルを算出する。また、累積ストップ輝度レベル演算回路
４０は、検出した平均輝度レベルから累積ヒストグラム
を求めるときに累積を終了する輝度レベルを算出する。
ムメモリ８の出力信号から輝度ヒストグラムの最小輝度
レベルを検出し、平均輝度レベル検出回路３２は、入力
された映像輝度信号の平均レベルを検出する。さらに、
累積スタート輝度レベル演算回路３９は、検出した最小
輝度レベルおよび平均輝度レベルおよび分散係数から累
積ヒストグラムを求めるときに累積を開始する輝度レベ
ルを算出する。また、累積ストップ輝度レベル演算回路
４０は、検出した平均輝度レベルから累積ヒストグラム
を求めるときに累積を終了する輝度レベルを算出する。
【００２６】それから、ヒストグラム累積加算回路９は
、累積スタート輝度レベル演算回路３９で算出した輝度
レベルおよび累積ストップ輝度レベル演算回路４０で算
出した輝度レベルの範囲内で加算器３７の出力信号の累
積加算を行い、その累積加算した結果を累積ヒストグラ
ムメモリ１０に記憶する。この様子を図２（ｄ）に示す
。最大累積値検出回路４１は、累積ヒストグラムメモリ
１０のデータから最大値を検出し、ルックアップテーブ
ル演算回路１１で、その最大値が補正した出力輝度レベ
ルの最大値となるような正規化係数を計算し、この係数
で累積ヒストグラムメモリ１０の各データを正規化する
。この様子を図２（ｅ）に示す。そして、その演算結果
をルックアップテーブルメモリ１２に記憶し、設定を完
了する。補正した出力輝度信号は、入力輝度信号をルッ
クアップテーブルメモリ１２のアドレスに当て、そのア
ドレスに対するデータをもとに得られる。図２（ｆ）は
、輝度変換後のヒストグラムである。
、累積スタート輝度レベル演算回路３９で算出した輝度
レベルおよび累積ストップ輝度レベル演算回路４０で算
出した輝度レベルの範囲内で加算器３７の出力信号の累
積加算を行い、その累積加算した結果を累積ヒストグラ
ムメモリ１０に記憶する。この様子を図２（ｄ）に示す
。最大累積値検出回路４１は、累積ヒストグラムメモリ
１０のデータから最大値を検出し、ルックアップテーブ
ル演算回路１１で、その最大値が補正した出力輝度レベ
ルの最大値となるような正規化係数を計算し、この係数
で累積ヒストグラムメモリ１０の各データを正規化する
。この様子を図２（ｅ）に示す。そして、その演算結果
をルックアップテーブルメモリ１２に記憶し、設定を完
了する。補正した出力輝度信号は、入力輝度信号をルッ
クアップテーブルメモリ１２のアドレスに当て、そのア
ドレスに対するデータをもとに得られる。図２（ｆ）は
、輝度変換後のヒストグラムである。
【００２７】以上のように本実施例によれば、ヒストグ
ラムメモリ８と、ヒストグラム累積加算回路９と、累積
ヒストグラムメモリ１０と、ルックアップテーブル演算
回路１１と、ルックアップテーブルメモリ１２と、タイ
ミング制御回路１４と、リミッタ回路３１と、平均輝度
レベル検出回路３２と、総度数検出回路３３と、輝度分
布検出回路３４と、分散係数演算回路３５と、加算値演
算回路３６と、加算器３７と、最小値検出回路３８と、
累積スタート輝度レベル演算回路３９と、累積ストップ
輝度レベル演算回路４０と、最大累積値検出回路４１を
設けることにより、ヒストグラム平坦化処理をテレビジ
ョン信号等の映像信号の階調補正に応用し、その補正効
果を輝度ヒストグラムデータから検出した一定加算値、
累積開始輝度レベルおよび累積終了輝度レベル等により
制御することで、従来のような黒側だけの補正でなく、
明るい部分や中間輝度レベルの信号についても充分に階
調補正を行うとともに、ダイナミックレンジの広がり過
ぎを防ぎ、より忠実で高コントラストの階調補正を行う
ことができる。
ラムメモリ８と、ヒストグラム累積加算回路９と、累積
ヒストグラムメモリ１０と、ルックアップテーブル演算
回路１１と、ルックアップテーブルメモリ１２と、タイ
ミング制御回路１４と、リミッタ回路３１と、平均輝度
レベル検出回路３２と、総度数検出回路３３と、輝度分
布検出回路３４と、分散係数演算回路３５と、加算値演
算回路３６と、加算器３７と、最小値検出回路３８と、
累積スタート輝度レベル演算回路３９と、累積ストップ
輝度レベル演算回路４０と、最大累積値検出回路４１を
設けることにより、ヒストグラム平坦化処理をテレビジ
ョン信号等の映像信号の階調補正に応用し、その補正効
果を輝度ヒストグラムデータから検出した一定加算値、
累積開始輝度レベルおよび累積終了輝度レベル等により
制御することで、従来のような黒側だけの補正でなく、
明るい部分や中間輝度レベルの信号についても充分に階
調補正を行うとともに、ダイナミックレンジの広がり過
ぎを防ぎ、より忠実で高コントラストの階調補正を行う
ことができる。
【００２８】
【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、リミッタ回路と、総度数検出回路と、輝度分布
検出回路と、分散係数演算回路と、加算値演算回路と、
加算器と、最小値検出回路と、平均輝度レベル検出回路
と、累積スタート輝度レベル演算回路と、累積ストップ
輝度レベル演算回路と、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、最大累積値検出回路と、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を設けることにより、明
るい部分や中間輝度レベルの信号についても充分に階調
補正を行うとともに、ダイナミックレンジの広がり過ぎ
を防ぎ、より忠実で高コントラストの階調補正を行うこ
とができる階調補正装置が実現できるものである。
モリと、リミッタ回路と、総度数検出回路と、輝度分布
検出回路と、分散係数演算回路と、加算値演算回路と、
加算器と、最小値検出回路と、平均輝度レベル検出回路
と、累積スタート輝度レベル演算回路と、累積ストップ
輝度レベル演算回路と、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、最大累積値検出回路と、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を設けることにより、明
るい部分や中間輝度レベルの信号についても充分に階調
補正を行うとともに、ダイナミックレンジの広がり過ぎ
を防ぎ、より忠実で高コントラストの階調補正を行うこ
とができる階調補正装置が実現できるものである。
【図１】本発明の実施例における階調補正装置のブロッ
ク図。
ク図。
【図２】本発明の階調補正装置の動作を説明する波形図
。
。
【図３】従来の第１の階調補正装置のブロック図。
【図４】従来の第１の階調補正装置の動作を説明する波
形図。
形図。
【図５】従来の第２の階調補正装置のブロック図。
【図６】従来の第２の階調補正装置の動作を説明する波
形図。
形図。
８ ヒストグラムメモリ
９ ヒストグラム累積加算回路
１０ 累積ヒストグラムメモリ
１１ ルックアップテーブル演算回路１２ ルック
アップテーブルメモリ １４ タイミング制御回路 ３１ リミッタ回路 ３２ 平均輝度レベル検出回路 ３３ 総度数検出回路 ３４ 輝度分布検出回路 ３５ 分散係数演算回路 ３６ 加算値演算回路 ３７ 加算器 ３８ 最小値検出回路 ３９ 累積スタート輝度レベル演算回路４０ 累積
ストップ輝度レベル演算回路４１ 最大累積値検出回
路
アップテーブルメモリ １４ タイミング制御回路 ３１ リミッタ回路 ３２ 平均輝度レベル検出回路 ３３ 総度数検出回路 ３４ 輝度分布検出回路 ３５ 分散係数演算回路 ３６ 加算値演算回路 ３７ 加算器 ３８ 最小値検出回路 ３９ 累積スタート輝度レベル演算回路４０ 累積
ストップ輝度レベル演算回路４１ 最大累積値検出回
路
Claims (1)
- 【請求項１】 映像輝度信号の輝度ヒストグラムを記
憶するヒストグラムメモリと、このヒストグラムメモリ
に接続されヒストグラムメモリのデータを処理するリミ
ッタ回路と、上記ヒストグラムメモリの出力信号から輝
度ヒストグラムの総度数を検出する総度数検出回路と、
この総度数検出回路の出力信号および上記ヒストグラム
メモリの出力信号から輝度ヒストグラムの輝度分布を検
出する輝度分布検出回路と、この輝度分布検出回路の出
力信号および上記総度数検出回路の出力信号から輝度ヒ
ストグラムの広がり度合を算出する分散係数演算回路と
、この分散係数演算回路の演算結果から累積ヒストグラ
ムを求める際に加算する一定値を算出する加算値演算回
路と、この加算値演算回路の演算結果と上記ヒストグラ
ムメモリの出力信号を加算する加算器と、上記ヒストグ
ラムメモリの出力信号から輝度ヒストグラムの最小輝度
レベルを検出する最小値検出回路と、上記ヒストグラム
メモリに入力される映像信号の平均輝度レベルを検出す
る平均輝度レベル検出回路と、この平均輝度レベル検出
回路の出力信号および上記最小値検出回路の出力信号お
よび分散係数演算回路の出力信号から累積ヒストグラム
を開始する輝度レベルを算出する累積スタート輝度レベ
ル演算回路と、上記平均輝度レベル検出回路の出力信号
から累積ヒストグラムを終了する輝度レベルを算出する
累積ストップ輝度レベル演算回路と、上記累積スタート
輝度レベル演算回路の出力信号および累積ストップ輝度
レベル演算回路の出力信号により上記加算器の出力信号
を制御しながら累積加算するヒストグラム累積加算回路
と、この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の出力信号から
累積ヒストグラムの最大値を検出する最大累積値検出回
路と、この最大累積値検出回路の出力信号をもとに上記
累積ヒストグラムメモリの出力信号を正規化するルック
アップテーブル演算回路と、このルックアップテーブル
演算回路の演算結果を記憶しそのデータをもとに入力さ
れた映像輝度信号を変換して出力するルックアップテー
ブルメモリと、上記各回路の動作を制御するタイミング
制御回路を備えたことを特徴とする階調補正装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3123646A JP2936791B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 階調補正装置 |
| US07/886,927 US5294986A (en) | 1991-05-28 | 1992-05-22 | Video signal gradation corrector which prevents excessive extension of the dynamic range |
| CA002069366A CA2069366C (en) | 1991-05-28 | 1992-05-25 | Gradation corrector |
| AU17141/92A AU641095B2 (en) | 1991-05-28 | 1992-05-26 | Gradation corrector |
| KR1019920008903A KR960010188B1 (ko) | 1991-05-28 | 1992-05-26 | 계조보정장치 |
| MYPI92000908A MY107996A (en) | 1991-05-28 | 1992-05-27 | Gradation correction |
| EP92108949A EP0516083B1 (en) | 1991-05-28 | 1992-05-27 | Gradation corrector |
| DE69217119T DE69217119T2 (de) | 1991-05-28 | 1992-05-27 | Gradationskorrekturanordnung |
| CN92104237A CN1024882C (zh) | 1991-05-28 | 1992-05-28 | 灰度校正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3123646A JP2936791B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 階調補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04349783A true JPH04349783A (ja) | 1992-12-04 |
| JP2936791B2 JP2936791B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=14865752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3123646A Expired - Fee Related JP2936791B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 階調補正装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5294986A (ja) |
| EP (1) | EP0516083B1 (ja) |
| JP (1) | JP2936791B2 (ja) |
| KR (1) | KR960010188B1 (ja) |
| CN (1) | CN1024882C (ja) |
| AU (1) | AU641095B2 (ja) |
| CA (1) | CA2069366C (ja) |
| DE (1) | DE69217119T2 (ja) |
| MY (1) | MY107996A (ja) |
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