JPH0787587B2 - 階調補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、テレビジョン受像機やビデオテープレコーダ
等の映像機器において、映像信号の階調を補正すること
のできる階調補正装置に関するものである。

従来の技術 近年、階調補正装置は、テレビジョン受像機の大型化，
高画質化にともない、映像信号をよりダイナミックにCR
T上に表現するという意味から重要視されている。

以下、図面を参照しながら、従来の階調補正装置の一例
について説明する。

第３図は従来の階調補正装置のブロック図である。第３
図において、１はアナログ・デジタル（AD）変換器であ
り、アナログ信号であるところの入力輝度信号ａをデジ
タルデータに変換し、輝度信号データｂを出力する。２
はヒストグラムメモリである。ヒストグラムメモリと
は、輝度信号データｂに対応してメモリアドレスが設定
され、そのアドレスのデータがそれぞれの入力輝度に対
応したヒストグラムを表しており、入力輝度に応じて、
その輝度のデータがヒストグラムメモリ出力データｅと
して読み出されるメモリである。尚、このヒストグラム
メモリ２においては、外部に設けた加算器９で特定の度
数を加算された後、再びその入力輝度信号の輝度に応じ
たアドレスに記憶される。尚、ここで特定度数とは、例
えば“1"である。４は累積加算・正規化演算器であり、
ヒストグラムメモリ２からのヒストグラムデータｃを入
力として累積加算し、その累積加算後の最大値が出力輝
度の最大値となるように正規化し、累積・正規化ヒスト
グラムデータｄを出力する。５はルックアップテーブル
であり、内部はメモリで構成される。このルックアップ
テーブル５は輝度データｂの輝度に応じてアドレスが設
定され、そのアドレスに累積・正規化されたヒストグラ
ムデータｄを記憶し、輝度データｂの入力と同期するよ
うにその輝度データに対応するアドレスのデータを読み
だし、それを出力輝度信号データｇとして出力する。６
はデジタル・アナログ（DA）変換器であり、出力輝度信
号データｄをアナログの出力輝度信号ｈに変換し出力す
る。

以上のように構成された階調補正装置について、以下、
第３図と第４図を用いてその動作を説明する。

まず、入力輝度信号ａはAD変換器１により輝度信号デー
タｂに変換される。次に、輝度信号データｂ（の輝度）
に対応するヒストグラムメモリ２のアドレスのデータが
選択され、これがヒストグラムメモリデータｅとなる。
このデータｅは加算器９により加算データ（１）が加算
され、ヒストグラムメモリデータｆとなり、再びヒスト
グラムメモリ２の元のアドレスに記憶される。このよう
にして、１枚または枚数の画像についてヒストグラムを
とる。このようにして得たヒストグラムは、例えば第４
図（ａ）に示すようなものである。ヒストグラムが取ら
れた後、ヒストグラムメモリ２からデータ（ヒストグラ
ムデータｃ）がアドレスの小さいもの（入力輝度の小さ
いもの）から順番に累積加算・正規化演算器４に読み出
される。この演算器４においてその累積ヒストグラムが
計算され、その累積値の最大値が出力輝度信号データの
最大値となるように正規化される。これが、第４図
（ｂ）である。次に、この正規化が終わったデータは、
累積・正規化ヒストグラムデータｄとしてルックアップ
テーブル５に入力される。このルックアップテーブル５
は、ランダム・アクセス・メモリで構成され、そのアド
レスが入力輝度、そのアドレスのデータが累積・正規化
ヒストグラムデータｄとなるように使用される。このル
ックアップテーブル５にデータｄのセットが終わると階
調補正が行なわれる。階調補正は、入力輝度信号データ
ｂがルックアップテーブル５に入力され、そのデータｂ
に応じてアドレスが設定され、そのアドレスのデータを
読み出す。これが出力輝度信号データｇとなる（第４図
（ｃ））。このデータｇはDA変換器６に入力されアナロ
グ量に変換され出力輝度信号ｈが得られ階調補正が行え
ることとなる。以上の処理は画像処理の分野で、一般に
ヒストグラム変換処理と言われているものである。

発明が解決しようとする課題 このような従来の階調補正装置では、白黒信号を処理す
る場合はよいが、カラー画像信号にその処理を適用した
場合、色情報が入らないため実際に階調が拡大されて欲
しい部分、たとえば人間の顔などや、目に敏感な色とさ
れているNTSC方式のＩ軸に近い部分等が十分に階調が引
き延ばされないという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、特定の色と輝度またはその
どちらかをもった映像の部分を検出し、その部分の階調
を引き延ばされるようにヒストグラムをとる際のヒスト
グラム加算データを補正することで、実際に階調を引き
延ばしたいところが十分に階調補正することのできる階
調補正装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の階調補正装置は、従
来の構成に加え、加算度数制御器と、補正色検出回路と
を備え、従来の輝度のみならず色成分に応じてヒストグ
ラムを補正する度数をコントロールできるように構成し
たものである。

作用 本発明は上記した構成によって、色信号データと輝度信
号データから、特定の色のある部分を補正色検出回路に
より検出し、その結果によりヒストグラムメモリの度数
を加算する場合、従来の特定の補正データではなく補正
データとして、検出した補正色に応じてその選択の幅を
広くとる。その結果、その輝度部分のヒストグラム度数
が大きくなり、その結果、累積・正規化を行うとその輝
度部分の変化量が大きくなり、階調が引き延ばされるこ
ととなる。

実施例 以下、本発明の一実施例の階調補正装置について、図面
を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における階調補正装置のブロ
ック図である。第１図において、１はAD変換器、２はヒ
ストグラムメモリ、４は累積加算・正規化演算器、５は
ルックアップテーブル、６はDA変換器であり、これらは
従来例と同様のものである。３は加算度数制御器であ
り、ヒストグラムメモリ出力データｅに補正色検出デー
タｋに応じた加算データを加算し、ヒストグラムメモリ
入力データｆを出力する。７はAD変換器であり、入力色
信号ｉ（色搬送波信号、色差信号Ｒ−Y,B−Y,G−Ｙ、ま
たはI,Q信号）をAD変換し、入力色信号データｊを出力
する。８は補正色検出回路であり、入力輝度信号データ
b,入力色信号データｊを入力とし、これらの信号の大き
さから、目的とする階調補正を強めたい色部分を検出
し、検出結果を補正色検出データｋとして出力する。

以上のように構成された階調補正装置について、以下第
１図および第２図を用いてその動作を説明する。

第２図は本実施例でのヒストグラム変換の流れを（ａ）
（ｂ）（ｃ）の順に示すものであり、従来例と本実
施例の違いは、従来例の加算器９の代わりに本実施例で
は加算度数制御器３を設け、この加算度数を入力色信号
ｉと入力輝度信号ａにより可変する点である。まず、入
力色信号ｉは色信号AD変換器７に入力され入力色信号デ
ータｊに変換される。入力色信号データｊと入力輝度信
号データｂは補正色検出回路８に入力され特定の色と輝
度を持つ部分、またはそのいずれかが検出される。たと
えば肌色の部分を検出する場合は、入力色信号ｉが色差
信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙであるとすると、 Ａ・（Ｒ−Ｙ）−Ｂ・（Ｂ−Ｙ） ……（１） という演算を行い、（A,Bは正の定数とする）この式の
結果が大きいときは肌色に近いと判断し、なおかつ肌色
は輝度が比較的高いということから、この判断結果に輝
度が明るいという判断結果を付け足す。つまり、補正色
検出回路８に入力されている入力輝度信号データｂの大
きさが大きい部分を比較回路等を構成して検出すること
にするとより検出結果が正確になる。このようにして、
ある特定の色や輝度を有する部分において、その部分の
検出を行い補正色信号データｋを出力する。この信号ｋ
は加算度数制御器３に入力される。加算度数制御器３は
補正色信号データｋに応じてヒストグラムメモリ出力デ
ータｅに加算する度数を決定し、従来例では値１を加算
していたものを本実施例では特定の部分を検出した場合
それより大きくするように加算度数を制御する。これに
より、補正色検出回路８により検出された部分について
はヒストグラムメモリの加算度数が大きくなり、この結
果、以上のようにして得られたヒストグラムを累積し正
規化して得られた累積・正規化ヒストグラムデータｄ
は、第２図（ｂ）に示すように、補正色検出回路８によ
り検出された部分について、その傾き（変化量）が大き
くなり、結果として第２図（ｃ）に示すように、その部
分の輝度が引き延ばされることとなる。

以上のように本実施例によれば、色信号をAD変換する色
信号AD変換器７を設け、それにより得られる色信号デー
タｊと、従来例よりある入力輝度信号データｂから、特
定の色のある部分を補正色検出回路８を設け、検出し、
その結果によりヒストグラムメモリ２の度数を加算する
場合、従来の１ではなく加算データとしてもっと大きな
値をとるようにする加算度数制御器３を設けることによ
り、その輝度部分のヒストグラム度数が大きくなり、そ
の結果、累積・正規化を行うとその輝度部分の変化量が
大きくなり、階調を引き延ばすことができる。

なお、本実施例において（１）式では色差信号で示した
が、これは、I,Q信号でも、色搬送波信号でもよい。ま
た、それらの複数の信号でも、いずれか一つでもよい。
また、本実施例では加算度数制御器3,累積加算器4,正規
化演算器4,補正色検出回路８をそれぞれ別に示している
が、これらおよびその一部にマイクロプロセッサ等の汎
用演算装置を用いてもよい。また、同様にヒストグラム
メモリ２とルックアップテーブル５を別々に示している
が、これらは、一つのメモリを共用してもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、従来のヒストグラムメモリを用
いた階調補正装置の構成に加え、加算度数制御器，色信
号AD変換器，補正色検出回路を設けることにより、特定
の色と輝度またはそのどちらかをもった映像の部分を検
出し、その部分の階調が引き延ばされるようにヒストグ
ラムをとる際のヒストグラム加算データを補正すること
で、実際に階調を引き延ばしたいところが十分に階調補
正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における階調補正装置のブロ
ック図、第２図は第１図の動作説明のための特性図、第
３図は従来の階調補正装置のブロック図、第４図は第３
図の動作説明のための特性図である。 ３……加算度数制御器、７……色信号AD変換器、８……
補正色検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力輝度信号のヒストグラムを得るヒスト
   グラムメモリと、このヒストグラムメモリから出力され
   たヒストグラムデータを入力とし累積ヒストグラムを求
   め、この累積ヒストグラムを所定の輝度レベルに応じて
   正規化する演算器と、この演算器の出力を入力とし、前
   記入力輝度信号と前記正規化されている演算器出力とを
   同期させ、演算器出力を輝度信号データとして出力する
   出力回路とを備えるとともに、色信号と輝度信号、また
   はそのいずれか一方を入力とし、特定の色および輝度の
   少なくともいずれか一方を有する映像成分を検出する補
   正色検出回路と、この検出データにもとづいて前記ヒス
   トグラムメモリに保持されているヒストグラムデータを
   補正する度数を変化させながら補正する制御回路とを備
   えた階調補正装置。