JPH07250339A - 階調補正装置 - Google Patents

階調補正装置

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JPH07250339A
JPH07250339A JP4123994A JP4123994A JPH07250339A JP H07250339 A JPH07250339 A JP H07250339A JP 4123994 A JP4123994 A JP 4123994A JP 4123994 A JP4123994 A JP 4123994A JP H07250339 A JPH07250339 A JP H07250339A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 輝度信号の階調補正に伴い、Y/C比を一定
に保つため色信号についても階調補正を行う時、色信号
の階調補正により増幅されてしまうノイズの抑制をする
ことが可能となる階調補正装置を提供することを目的と
する。 【構成】 映像の輝度分布ともとに適応的な階調補正テ
ーブルを発生し、そのテーブルをもとに画素単位で輝度
信号の階調補正を行い、この時補正後のY/C比を一定
に保つため色信号に対しても同様の処理を行う階調補正
装置において、色補正データ算出時に色補正信号の演算
レートを輝度補正の半分とし、各画素の輝度レベルをも
とに得られる階調補正データに対し平均処理を行うこと
により、色階調補正時に受ける輝度信号に重畳されたノ
イズの影響を半減することができる階調補正を実現する
ことが可能となる。

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2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2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
の輝度ヒストグラムを抽出するヒストグラムメモリであ
り、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。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、一定加算値、累積スタート輝度レベ
ル、累積ストップ輝度レベル、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4、累積コントロー
ルレジスタ回路5、正規化コントロールレジスタ回路6
に出力する。4はリミッタ・加算回路であり、ヒストグ
ラムメモリ2のデータを処理する。即ち、ヒストグラム
演算回路3から転送される制御データにより、輝度ヒス
トグラムの度数があるレベル以上にならないように制限
を加えたり、一定値の加算演算を行う。一般に、輝度ヒ
ストグラムを抽出している期間(サンプルしている期
間)はアドレスが一度アクセスされる間にデータ処理を
終える。5は累積コントロールレジスタ回路であり、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7を制御
する。
【0004】6は正規化コントロールレジスタ回路であ
り、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がヒストグラム演算回路3より与え
られ、累積ヒストグラムの最大累積度数が前記最大輝度
レベルとなるように、前記最大輝度レベルの値に応じて
ルックアップテーブル演算回路9で用いる正規化係数を
制御する。7はヒストグラム累積加算回路であり、累積
コントロールレジスタ回路5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。8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7の
累積演算の結果を記憶する。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。9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8の各データを正規化コントロールレ
ジスタ回路6の出力信号に基づいて正規化した後、各デ
ータから対応する輝度レベルを減算することにより各輝
度レベルに対応する階調補正データを算出する。
【0005】10はルックアップテーブルであり、ルッ
クアップテーブル演算回路9で算出された補正データを
記憶する。一般には、メモリのアドレスに輝度レベル
を、そのデータに補正データが入るようにする。11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。12は輝度補正演算回路であり、各画
素の輝度レベルをアドレスとしてルックアップテーブル
より読み出された補正信号と映像信号を入力として階調
補正演算を行う。13はDA変換器であり、輝度補正演
算回路12からのディジタル信号出力をアナログ信号に
変換する。
【0006】15は入力色信号をディジタル値に変換す
るAD変換器である。16は色補正演算回路であり、Y
/C比を階調補正の前後で一定に保つため、輝度補正演
算回路12で用いた階調補正データを対応する画素の輝
度レベル、色レベルによりC/Y倍することにより得ら
れる色信号用の階調補正データを用いてAD変換器15
の出力である色信号に階調補正演算を行う。17はDA
変換器であり、色補正演算回路16からのディジタル信
号出力をアナログ信号に変換する。
【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3に各部の動
作を示す。まず、入力輝度信号aをAD変換器1に入力
し、ディジタル信号に変換し、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をアドレスとし、各データ毎、そのアドレスの
データに1が加算される。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抽
出することができる。この様子を図3(a)に示す。
【0008】次に、この輝度ヒストグラムの入ったヒス
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a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、一定加
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、これらの制御信号eをリミッタ・加算回路4、累積
コントロールレジスタ回路5、正規化コントロールレジ
スタ回路6に転送する。
【0009】次に、リミッタ・加算回路4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から転送された各制御信号をもとに
リミッタ(図3(b)参照)や一定値の加算(図3
(c)参照)等の演算を行い、その結果を補正ヒストグ
ラムデータcとしてヒストグラム累積加算回路7に出力
する。ここで、加算する一定値が大きい程累積加算した
曲線は直線に近くなり、又その値が小さいほどヒストグ
ラム平坦化処理に近くなる(図3(d)参照)。
【0010】そして、ヒストグラム累積加算回路7は、
累積コントロールレジスタ回路5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8に記憶する。この様子を図3(c)および図
3(d)に示す。
【0011】次に、ルックアップテーブル演算回路9
は、累積ヒストグラムメモリ8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6より与えられる最大出力輝度レベル
hとなるような正規化係数を求め、この係数をもとに累
積ヒストグラムの各データgに対して正規化処理を行っ
た後、各データから対応する輝度レベルを減算し、その
結果iをルックアップテーブル10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
ントラスト制御(ACL)や、自動ブライト制御(AB
L)のような動作ができる。この動作を図3(e)に示
す。
【0012】次に、ルックアップテーブル10は、変換
入力輝度信号bをアドレスとしてそのデータjを読み出
し、そのデータjと変換入力輝度信号bを入力として輝
度補正演算回路12により階調補正演算を行い、補正出
力輝度信号kを得る。(図3f)は、補正後の輝度信号
のヒストグラムを示す。そして、13のDA変換器A
は、この補正出力輝度信号kをアナログ信号lに変換し
て出力する。
【0013】また、入力色信号mはAD変換器15によ
りディジタル変換し、変換入力色信号nとする。そし
て、変換入力色信号nを輝度階調補正データj、変換入
力輝度信号bと共に色補正演算回路16に入力し、輝度
補正用のデータjを変換入力輝度信号b、変換入力色信
号nとの演算(C/Y倍)により色補正用のデータを算
出する。さらに、この色補正用のデータにより変換入力
色信号nの階調補正演算を行い、補正出力色信号pを得
る。そして、DA変換器17は、この補正出力色信号p
をアナログ信号qに変換して出力する。
【0014】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。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の構成では、各画素の輝度レベルのルックアップテーブ
ルをアドレスとして階調補正データを得るため、輝度信
号にノイズが重畳された場合、得られた補正データもそ
の影響を受けることになる。色信号はその補正信号をC
/Y倍したデータにより補正演算されるため、補正後の
色信号も輝度信号に重畳されたノイズの影響を受けると
いう弊害を有していた。
【0016】本発明は前記課題を解決するもので、通
常、色の信号帯域が輝度のものに対して半分以下である
こと、一般画像データは2次元的に相関関係がある場合
が多いことにに着目し、色補正演算を輝度補正演算の半
分のレートで行うことにより、色の階調補正データも輝
度の階調補正データの半分のレートとなり、これにより
色補正データは輝度補正データ2画素分の平均をとった
後C/Y倍し、得ることにより、色階調補正への輝度信
号に重畳されたノイズの影響を半減することを可能とす
る階調補正装置を提供することを目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の階調補正装置は、入力輝度信号をディジタル
値に変換する第1のAD変換器と、前記入力輝度信号の
輝度ヒストグラムを記憶するヒストグラムメモリと、前
記ヒストグラムメモリのデータより入力輝度信号のAP
L値、最大値、最小値等の映像の特徴抽出を行い、これ
らのデータよりクリップ値、加算値、累積スタート値、
累積ストップ値等の制御パラメータを算出するヒストグ
ラム演算回路と、前記ヒストグラム演算回路からの制御
データによりヒストグラムメモリのデータの最大値を制
限したり、各データに一定値を加算し、ヒストグラムメ
モリのデータを加工するリミッタ・加算回路と、前記ヒ
ストグラムメモリのデータを累積加算するヒストグラム
累積加算回路と、この演算結果を記憶する累積ヒストグ
ラムメモリと、前記ヒストグラム演算回路で得られた制
御データにより前記ヒストグラム累積加算回路でのヒス
トグラム累積加算処理のスタート、ストップ値を制御す
る累積コントロールレジスタ回路と、前記ヒストグラム
演算回路で得られた前記累積ヒストグラムメモリの最大
値により累積ヒストグラムメモリのデータの正規化処理
を制御するための正規化コントロールレジスタ回路と、
前記正規化コントロールレジスタ回路からの制御により
累積ヒストグラムメモリのデータを正規化演算した後に
得られたデータから対応する輝度レベルを減算し階調補
正データを算出するルックアップテーブル演算回路と、
この演算結果を記憶するルックアップテーブルと、前記
第1のAD変換器の出力信号と同信号をアドレスとして
前記ルックアップテーブルから得られた補正信号により
階調補正を行う輝度補正演算回路と、演算後の映像信号
をアナログ値に変換する第1のDA変換器と、入力色信
号をディジタル値に変換する第2のAD変換器と、前記
ルックアップテーブルの出力補正信号を対応する画素の
輝度レベルで除算し、得られたデータ2画素分の平均値
を算出する平均値算出回路と、入力色信号をデジタル値
に変換する第2のAD変換器と、前記第2のAD変換器
の出力色信号と前記出力色信号に対応する画素の階調補
正信号を入力として、前記2信号を乗算することにより
色補正データとし、その後階調補正を行う色補正演算回
路と、演算後の色信号をアナログ値に変換する第2のD
A変換器から構成されている。
【0018】
【作用】本発明は、前記した構成により、各画素単位で
輝度レベルに応じて階調補正データを得ることにより、
輝度、色信号に対し階調補正を行う時、色の階調補正演
算については輝度の補正演算に比べ演算レートを下げ、
色の階調補正データとして対応する画素の輝度補正デー
タ2画素分の平均を取り、そのデータをC/Y倍し得る
ことにより、色階調補正への輝度信号に重畳されたノイ
ズの影響を半減することができる階調補正を実現するこ
とが可能となる。
【0019】
【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。
【0020】図1は本発明の一実施例を示す階調補正装
置のブロック図である。図1において、従来例の図2と
同一部分には同一符号を付し説明は省略する。14は平
均値算出回路であり、輝度補正演算回路12で用いた階
調補正データを対応する画素の輝度レベルで除算し、2
画素単位で得られたデータの平均値を取る。16は色補
正演算回路であり、平均値算出回路14の出力データを
対応する色信号で除算することにより色補正データを算
出し、前記補正データによりAD変換器15の出力であ
る色信号に階調補正演算を行う。
【0021】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3に各部の動
作を示す。図1のブロック図からもわかるように、輝度
信号に対する階調補正回路の動作は従来例と同一であ
る。従来例と異なるのは色信号に対する階調補正回路の
動作である。
【0022】即ち、ルックアップテーブル10からの出
力信号jと対応する画素の輝度信号bを平均値算出回路
14に入力し、輝度補正信号jを輝度信号bで除算した
後、2画素単位で平均して補正データoを出力する。
【0023】入力色信号mはAD変換器15によりディ
ジタル変換し、変換入力色信号nとする。そして、変換
入力色信号nを前記補正データoと共に色補正演算回路
16に入力し、前記補正データoと変換入力色信号nと
の乗算により色補正用のデータを算出する。さらに、こ
の色補正用のデータにより変換入力色信号nの階調補正
演算を行い、補正出力色信号pを得る。そして、DA変
換器17は、この補正出力色信号pをアナログ信号qに
変換して出力する。
【0024】以上のように本実施例によれば、色階調補
正への輝度信号に重畳されたノイズの影響を半減するこ
とができる階調補正を実現することが可能となる。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明は、入力色信号をデ
ィジタル値に変換する第2のAD変換器と、前記ルック
アップテーブルの出力補正信号を対応する画素の輝度レ
ベルで除算し、得られたデータ2画素分の平均値を算出
する平均値算出回路と、前記第2のAD変換器の出力色
信号と前記出力色信号に対応する画素の階調補正信号を
入力として、前記2信号を乗算することにより色補正デ
ータとし、その後階調補正を行う色補正演算回路と、演
算後の色信号をアナログ値に変換するDA変換器Bを有
することにより、色階調補正への輝度信号に重畳された
ノイズの影響を半減することを可能とする階調補正装置
を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す階調補正装置のブロッ
ク図
【図2】従来の階調補正装置のブロック図
【図3】(a) 入力輝度データのヒストグラム (b) 度数にリミッタをかけた場合の補正輝度データ
のヒストグラム (c) 度数にリミッタをかけ、一定値を加算した場合
の補正輝度データのヒストグラム (d) 補正輝度データの累積ヒストグラム (e) 最大出力輝度レベルを制御した場合の出力輝度
レベル分布図 (f) 階調補正演算後の補正輝度データのヒストグラ
【符号の説明】 1 AD変換器 2 ヒストグラムメモリ 3 ヒストグラム演算回路 4 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 ヒストグラム累積加算回路 8 累積ヒストグラムメモリ 9 ルックアップテーブル演算回路 10 ルックアップテーブル 11 タイミング制御回路 12 輝度補正演算回路 13 DA変換器 14 平均値算出回路 15 AD変換器 16 色補正演算回路 17 DA変換器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力輝度信号をディジタル値に変換する第
    1のAD変換器と、前記入力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、前記ヒストグラム
    メモリのデータより入力輝度信号のAPL値、最大値、
    最小値等の映像の特徴抽出を行い、これらのデータより
    クリップ値、加算値、累積スタート値、累積ストップ値
    等の制御パラメータを算出するヒストグラム演算回路
    と、前記ヒストグラム演算回路からの制御データにより
    ヒストグラムメモリのデータの最大値を制限したり、各
    データに一定値を加算し、ヒストグラムメモリのデータ
    を加工するリミッタ・加算回路と、前記ヒストグラムメ
    モリのデータを累積加算するヒストグラム累積加算回路
    と、この演算結果を記憶する累積ヒストグラムメモリ
    と、前記ヒストグラム演算回路で得られた制御データに
    より前記ヒストグラム累積加算回路でのヒストグラム累
    積加算処理のスタート、ストップ値を制御する累積コン
    トロールレジスタ回路と、前記ヒストグラム演算回路で
    得られた前記累積ヒストグラムメモリの最大値により累
    積ヒストグラムメモリのデータの正規化処理を制御する
    ための正規化コントロールレジスタ回路と、前記正規化
    コントロールレジスタ回路からの制御により累積ヒスト
    グラムメモリのデータを正規化演算した後に得られたデ
    ータから対応する輝度レベルを減算し階調補正データを
    算出するルックアップテーブル演算回路と、この演算結
    果を記憶するルックアップテーブルと、前記第1のAD
    変換器の出力信号と同信号をアドレスとして前記ルック
    アップテーブルから得られた補正信号により階調補正を
    行う輝度補正演算回路と、演算後の映像信号をアナログ
    値に変換する第1のDA変換器と、入力色信号をディジ
    タル値に変換する第2のAD変換器と、前記ルックアッ
    プテーブルの出力補正信号を対応する画素の輝度レベル
    で除算し、得られたデータ2画素分の平均値を算出する
    平均値算出回路と、入力色信号をデジタル値に変換する
    第2のAD変換器と、前記第2のAD変換器の出力色信
    号と前記出力色信号に対応する画素の階調補正信号を入
    力として、前記2信号を乗算することにより色補正デー
    タとし、その後階調補正を行う色補正演算回路と、演算
    後の色信号をアナログ値に変換する第2のDA変換器を
    有することを特徴とする階調補正装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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