JPH07111604A - ガンマ補正回路 - Google Patents

ガンマ補正回路

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JPH07111604A
JPH07111604A JP25677593A JP25677593A JPH07111604A JP H07111604 A JPH07111604 A JP H07111604A JP 25677593 A JP25677593 A JP 25677593A JP 25677593 A JP25677593 A JP 25677593A JP H07111604 A JPH07111604 A JP H07111604A
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JP
Japan
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signal
gamma correction
video signal
level
band limiting
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Application number
JP25677593A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenta Sagawa
賢太 寒川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は映像信号の低輝度レヘ゛ルでのS/Nを、
画質劣化させることなく改善するガンマ補正回路を提供
することを目的とする。 【構成】 スイッチ7には入力映像信号と帯域制限信号が供
給されており、スイッチ7の選択出力信号に対してカ゛ンマ補正
を施す。一方比較器4では高域成分、比較器5では信号
レヘ゛ルがそれぞれ検出され、この検出結果はANDケ゛ート6、
有効判定回路20において論理処理され、スイッチ7の制御に
用いられる。 【効果】 カ゛ンマ補正部への入力信号として帯域制限信号
を選択する条件(低輝度レヘ゛ルで、かつ高域成分が少ない)
を判定する際、画素単位ではなく所定の領域で判定する
ため判定の精度が向上する。したがって輪郭部分等で選
択誤りによる鮮鋭度劣化が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、受像機側でのガンマ補
正処理を必要とするハイビジョン受像機などに適用され
るガンマ補正回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガンマ補正を行う場合、低輝度レ
ベル(黒レベル)付近で利得が大きくなり、ここでの入
力信号に含まれるランダム雑音成分がより大きく増幅さ
れて、暗いシーンでの雑音が目だち易くなり、全体とし
て画像が劣化するという課題があった。
【0003】図8は従来のガンマ補正回路による入出力
特性を示したものである。前述のように低輝度レベル
(黒レベル)付近での利得が高い(傾きが立っている)
ため低輝度レベルに混入したランダム雑音等の微小な変
化Δliは、出力Δloと大きく増幅されてしまう。こ
の課題を解決するために例えば特公平5−48662号
公報に述べられているガンマ補正回路がある。
【0004】図9は特公平5−48662号公報で述べ
られている従来のガンマ補正回路の構成図である。図9
において、1はガンマ補正部、2は平均化処理回路、3
は減算器、4および5は比較器、6はANDゲート、7
はスイッチである。ガンマ補正部1は図8に示したもの
と同じ入出力特性を持つものである。
【0005】図9のガンマ補正回路に入力された映像信
号は平均化処理回路2において注目画素信号および近傍
画素信号を用いて平均化されS/Nが改善される。平均
化処理は重み付け平均化処理でもよい。平均化処理はい
わゆるローパスフィルタリング処理であり、減算器3に
おいて上記平均化出力と入力された映像信号との差をと
ることによって高域成分が得られる。
【0006】この高域成分は比較器4に入力され適当な
閾値k1との比較により雑音による高域成分(一般に検
出される信号レベルは小さい)と映像信号の有意な高域
成分(映像信号に含まれる輪郭などがこれに相当し、検
出される信号レベルは上記より大きい)とをk1を境に
して弁別し、比較結果はANDゲート6の一方の入力端
子に供給される。
【0007】一方、入力された映像信号も比較器5に直
接入力される。この比較器5では適当な閾値k2との比
較によりk2を境に映像信号の低輝度レベルとそれ以上
のレベルが弁別される。比較結果はANDゲート6のも
う一方の入力端子に供給される。ANDゲートの出力結
果はスイッチ7の制御に用いられ、スイッチ7の出力は
ガンマ補正部に供給されている。スイッチ7には入力さ
れた映像信号と平均化処理回路2からの平均化信号が供
給されており、スイッチ7はANDゲート6からの制御
信号の論理値が正の場合は平均化信号を選択し、論理値
が負の場合は入力された映像信号を選択するように動作
する。
【0008】したがって高域成分レベルがk1より小さ
くかつ信号レベルが0<vi<k2であるような信号に
対しては、ANDゲート6の出力論理値が正になり平均
化処理によりS/Nが改善された信号がガンマ補正部1
の入力信号として選択されるため、低輝度レベルでのS
/Nおよび鮮鋭度を劣化させることなくガンマ補正を行
うことができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
ような従来の構成では、ある特定の画像に対しては正確
に入力された映像信号と平均化信号の切り替えが行えず
画質劣化が生じるという課題を有している。
【0010】たとえば、図10(a)に示すような低輝
度レベルから高輝度レベルに変化するような輪郭を持つ
映像信号が入力されたとする。平均化処理回路2の出力
は図10(b)、減算器3の出力は図10(c)、比較
器4の出力は図10(d)、比較器5の出力は図10
(e)、ANDゲート6の出力は図10(f)となる。
ANDゲート6の出力論理値が正の領域では平均化信号
が選択されるためガンマ補正部1の入力信号は図10
(g)となる。その結果ガンマ補正された出力信号vo
は図10(h)に示す波形となる。つまり出力信号とし
て輪郭部分に平均化処理による鈍った輪郭が付加された
信号となり鮮鋭度劣化が生じる。
【0011】また、図11(a)に示すようなインパル
ス雑音が入力された場合、比較器5の出力論理値に図1
1(e)に示すような信号レベルの誤検出が発生し、A
NDゲート6の出力論理値は図11(f)のようにな
る。その結果ガンマ補正部1にはインパルス雑音部分が
そのまま入力されることになり、ガンマ補正出力信号は
インパルス雑音部分が増幅されて画質劣化を生じる。
【0012】本発明は上記課題に鑑み、輪郭部分での鮮
鋭度劣化を生じることなく有効に低輝度レベルのS/N
を改善するガンマ補正回路を提供するものである。さら
にインパルス的な雑音に対しても安定してS/N改善が
行えるガンマ補正回路を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達するため、
第1の発明のガンマ補正回路は、入力映像信号を帯域制
限する帯域制限手段と、前記入力映像信号と前記帯域制
限手段からの帯域制限信号を選択的に出力する選択手段
と、前記選択手段からの出力信号に対してガンマ補正を
施すガンマ補正手段と、入力映像信号の信号レベルを検
出する信号レベル検出手段と、前記入力映像信号に含ま
れる高域成分を検出する高域成分検出手段と、前記検出
信号レベルと前記検出高域成分をもとに信号レベルが黒
レベル付近であり、かつ高域成分が少ないという状態を
判定する第1の判定手段と、前記第1の判定手段からの
判定信号を入力し注目画素近傍の所定領域内すべてにお
いて前記判定信号が真であることを判定する第2の判定
手段とを備え、前記第2の判定手段での判定結果が真で
ある場合は前記選択手段において前記帯域制限された信
号を選択出力するように制御するという構成を備えたも
のである。
【0014】第2の発明のガンマ補正回路は、入力映像
信号を帯域制限する帯域制限手段と、前記入力映像信号
と前記帯域制限手段からの帯域制限信号を選択的に出力
する選択手段と、前記選択手段からの出力信号に対して
ガンマ補正を施すガンマ補正手段と、前記帯域制限手段
からの帯域制限信号をもとに信号レベルを検出する信号
レベル検出手段と、前記入力映像信号に含まれる高域成
分を検出する高域成分検出手段と、前記検出信号レベル
と前記検出高域成分をもとに信号レベルが黒レベル付近
であり、かつ高域成分が少ないことを判定する判定手段
とを備え、前記判定手段での判定結果が真である場合は
前記選択手段において前記帯域制限された信号を選択出
力するように制御するという構成を備えたものである。
【0015】
【作用】第1の発明によれば、信号レベルが黒レベル付
近にあり、かつ高域成分が少ないという状態を画素単位
ではなく所定の領域で判定するため、選択手段での本線
信号と帯域制限信号の選択精度が向上する。したがって
輪郭部分等で選択誤りによる鮮鋭度劣化を防止できる。
【0016】さらに第2の発明によれば、信号レベル検
出用の信号として帯域制限された信号を用いるため、イ
ンパルス雑音による選択誤りが防止され、インパルス雑
音等に対しても有効にS/N改善を行うことができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例のガンマ補正回
路について、図面を参照しながら説明する。図1は本発
明の第1の実施例におけるガンマ補正回路の構成図を示
すものである。
【0018】図1において、1はガンマ補正部、2は平
均化処理回路、3は減算器、4および5は比較器、6は
第1の判定手段としてのANDゲート、7はスイッチ、
20は第2の判定手段としての有効判定回路である。ガ
ンマ補正部1は図8に示したものと同じ入出力特性を持
つものである。図9に示した従来例と異なる点は、AN
Dゲート6の出力信号を有効判定回路20に供給し、有
効判定回路20の出力信号でスイッチ7を制御している
点である。
【0019】例えば図10(a)に示す信号が入力され
た場合、ANDゲート6の出力信号は図10(f)に示
す信号となる。ここまでの動作は従来例で説明したもの
と同じである。第1の実施例のガンマ補正回路ではこの
論理信号が有効判定回路20に供給されている。有効判
定回路20は、例えば図2に示す回路で構成される。
【0020】図2において、21、22、23および2
4は1画素遅延器、25はANDゲートである。図2の
有効判定回路は注目画素およびその近傍5画素における
論理値が正の時のみ出力論理値が正になるように動作す
る。したがって有効判定回路20の出力論理値は図3
(a)に示す信号となり、その結果スイッチ7の出力信
号として図3(b)の信号が得られ、ガンマ補正出力信
号として図3(c)の波形となる。
【0021】上記のように有効判定回路20を用いるこ
とにより、注目画素近傍すべてが同じ論理値になった時
のみ有効(実施例では論理値を正)とするため、輪郭近
傍で平均化信号が選択される領域が削減され、輪郭近傍
で平均化信号が選択出力されない。したがってガンマ補
正信号の輪郭部分での鮮鋭度劣化は発生しない。
【0022】尚、本実施例では有効判定回路20の判定
領域を左右近傍5画素として説明したがこれに限ったこ
とではなく、平均化処理回路2で平均化処理に用いられ
た画素の領域をカバーするものであればよい。たとえば
平均化処理回路2において平均化処理を注目画素の左右
の画素のみならず上下、斜めに位置する画素を用いて平
均化処理を行った場合は、有効判定もそれにあわせて注
目画素の左右、上下、斜めに位置する画素での論理値を
用いればよい。
【0023】有効判定回路20は判定に用いる画素の領
域が広いほど画像の平坦部分の検出精度が向上し、より
正確に輪郭部分での鮮鋭度劣化を防止することが可能と
なるが、これは逆に平均化信号が選択される領域が減少
することを意味する。そこで図4に示す本発明第2の実
施例におけるガンマ補正回路のように有効判定回路20
の出力信号を拡大回路30に供給し、拡大回路30の出
力信号でスイッチ7を制御するという構成でこれを防止
できる。
【0024】拡大回路30は、図4に示すように1画素
遅延器とORゲートで構成されており、近傍画素におけ
る論理値を用いた論理和演算を行う。したがって近傍画
素で論理値が正の値が存在すればたとえ注目画素の論理
値が負であったとしても正に置き換えられるため正の論
理値の領域が拡大され平均化信号の選択領域が拡大でき
る。
【0025】次に、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。図5は本発明の第3の実施
例におけるガンマ補正回路の構成を示す図である。
【0026】図5において、1はガンマ補正部、2は平
均化処理回路、3は減算器、4および5は比較器、6は
ANDゲート、7はスイッチである。ガンマ補正部1は
図8に示したものと同じ入出力特性を持つものである。
図9に示した従来例と異なる点は、信号レベルを検出す
るための比較器5の入力信号として平均化処理回路2の
出力信号を用いている点である。
【0027】例えば図11(a)に示すようなインパル
ス雑音が入力された場合、平均化処理回路2の出力信号
は図11(b)に示す信号となる。ここまでの動作は従
来例で説明したものと同じである。第3の実施例のガン
マ補正回路では図11(b)に示す平均化信号を信号レ
ベル検出に用いるため、比較器5の出力論理値は図6
(a)に示す信号となる。したがってANDゲート7の
出力論理値は図6(b)にしめす信号となり、その結果
スイッチ7の出力信号として図6(c)の信号が得ら
れ、ガンマ補正出力信号として図3(d)の波形とな
る。
【0028】このように信号レベル判定用の信号として
平均化信号を用いることで、インパルス雑音による信号
レベルの誤検出が防止できるため、インパルス雑音がそ
のままガンマ補正部に入力されることはなく、結果とし
てガンマ補正信号のS/N劣化を防止することができ
る。
【0029】次に、本発明の第4の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図7は本発明の第4の実施
例におけるガンマ補正回路の構成を示す図である。
【0030】図7に示す第4の実施例のガンマ補正回路
は図4に示した第2の実施例のガンマ補正回路と図5に
示した第3の実施例のガンマ補正回路を組み合わせたも
のであり、この構成を用いることで信号レベルの誤検出
が防止できるとともに輪郭近傍での切り替え信号の精度
を高めることができる。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明は、入力映像信号を
帯域制限する帯域制限手段と、前記入力映像信号と前記
帯域制限手段からの帯域制限信号を選択的に出力する選
択手段と、前記選択手段からの出力信号に対してガンマ
補正を施すガンマ補正手段と、前記入力映像信号の信号
レベルを検出する信号レベル検出手段と、前記入力映像
信号に含まれる高域成分を検出する高域成分検出手段
と、前記検出信号レベルと前記検出高域成分をもとに信
号レベルが黒レベル付近であり、かつ高域成分が少ない
という状態を判定する第1の判定手段と、前記第1の判
定手段からの判定信号を入力し注目画素近傍の所定領域
内すべてにおいて前記判定信号が真であることを判定す
る第2の判定手段とを備え、前記第2の判定手段での判
定結果が真である場合は前記選択手段において前記帯域
制限された信号を選択出力するように制御するいう構成
を備えることにより、輪郭部分等での鮮鋭度劣化を防止
することができる。
【0032】また、入力映像信号を帯域制限する帯域制
限手段と、前記入力映像信号と前記帯域制限手段からの
帯域制限信号を選択的に出力する選択手段と、前記選択
手段からの出力信号に対してガンマ補正を施すガンマ補
正手段と、前記帯域制限手段からの帯域制限信号をもと
に信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、前記入
力映像信号に含まれる高域成分を検出する高域成分検出
手段と、前記検出信号レベルと前記検出高域成分をもと
に信号レベルが黒レベル付近であり、かつ高域成分が少
ないことを判定する判定手段とを備え、前記判定手段で
の判定結果が真である場合は前記選択手段において前記
帯域制限された信号を選択出力するように制御するとい
う構成を備えることにより、インパルス雑音に対しても
有効にS/Nを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるガンマ補正回路
の構成図
【図2】本発明の第1の実施例における有効判定回路の
構成図
【図3】本発明の第1の実施例の動作を説明するための
波形図
【図4】本発明の第2の実施例におけるガンマ補正回路
の構成図
【図5】本発明の第3の実施例におけるガンマ補正回路
の構成図
【図6】本発明の第3の実施例の動作を説明するための
波形図
【図7】本発明の第4の実施例におけるガンマ補正回路
の構成図
【図8】ガンマ補正部の入出力特性図
【図9】従来例におけるガンマ補正回路の構成図
【図10】従来例におけるガンマ補正回路の課題を説明
するための波形図
【図11】従来例におけるガンマ補正回路の課題を説明
するための波形図
【符号の説明】
1 ガンマ補正部 2 平均化処理回路 3 減算器 4 比較器 5 比較器 6 ANDゲート 7 スイッチ 20 有効判定回路 30 拡大回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】映像信号にガンマ補正を施すガンマ補正回
    路であって、入力映像信号を帯域制限する帯域制限手段
    と、前記入力映像信号と前記帯域制限手段からの帯域制
    限信号を選択的に出力する選択手段と、前記選択手段か
    らの出力信号に対してガンマ補正を施すガンマ補正手段
    と、前記入力映像信号の信号レベルを検出する信号レベ
    ル検出手段と、前記入力映像信号に含まれる高域成分を
    検出する高域成分検出手段と、前記検出信号レベルと前
    記検出高域成分をもとに信号レベルが黒レベル付近であ
    り、かつ高域成分が少ないという状態を判定する第1の
    判定手段と、前記第1の判定手段からの判定信号を入力
    し注目画素近傍の所定領域内すべてにおいて前記判定信
    号が真であることを判定する第2の判定手段とを備え、
    前記第2の判定手段での判定結果が真である場合は前記
    選択手段において前記帯域制限された信号を選択出力す
    るように制御することを特徴とするガンマ補正回路。
  2. 【請求項2】映像信号にガンマ補正を施すガンマ補正回
    路であって、入力映像信号を帯域制限する帯域制限手段
    と、前記入力映像信号と前記帯域制限手段からの帯域制
    限信号を選択的に出力する選択手段と、前記選択手段か
    らの出力信号に対してガンマ補正を施すガンマ補正手段
    と、前記帯域制限手段からの帯域制限信号をもとに信号
    レベルを検出する信号レベル検出手段と、前記入力映像
    信号に含まれる高域成分を検出する高域成分検出手段
    と、前記検出信号レベルと前記検出高域成分をもとに信
    号レベルが黒レベル付近であり、かつ高域成分が少ない
    ことを判定する判定手段とを備え、前記判定手段での判
    定結果が真である場合は前記選択手段において前記帯域
    制限された信号を選択出力するように制御することを特
    徴とするガンマ補正回路。
JP25677593A 1993-10-14 1993-10-14 ガンマ補正回路 Pending JPH07111604A (ja)

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