JPH1023347A - Gradation correction device - Google Patents

Gradation correction device

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Publication number
JPH1023347A
JPH1023347A JP17270596A JP17270596A JPH1023347A JP H1023347 A JPH1023347 A JP H1023347A JP 17270596 A JP17270596 A JP 17270596A JP 17270596 A JP17270596 A JP 17270596A JP H1023347 A JPH1023347 A JP H1023347A
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JP
Japan
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memory
histogram
luminance
image
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP17270596A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Ookusu
淳 大楠
Hideto Nakahigashi
秀人 中東
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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Publication of JPH1023347A publication Critical patent/JPH1023347A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To operate optimal gradation correction to each picture in a small circuit scale even when plural pictures are displayed on a display screen. SOLUTION: A luminance signal is converted into a digital signal by an A/D converter 1 for each field, and inputted through a histogram i/f circuit 3 to a histogram 2. The histogram 2 stores the degree of each luminance as data by using a luminance value as an address. A CPU 4 prepares the cumulative histogram of luminance based on the histogram data, and fetches it through a cumulative memory i/f circuit 9 in a cumulative histogram memory 8. The CPU 4 prepares correction data by referring to the result of the cumulative histogram for each screen so that the cumulative curve can be a straight line, and stores it in lookup table memories 11a and 11b. Thus, gradation correction can be operated by this table.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン受像
機又は画像表示装置に多画面の画像を表示するとき、各
画像の階調を補正する階調補正装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gradation correcting device for correcting the gradation of each image when displaying a multi-screen image on a television receiver or an image display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、カラーテレビジョン受像機の大型
化、高画質化が進んでいる。画像をより鮮明に見せるた
め、映像(画像)信号を非線形な増幅器に通すことによ
って階調を補正することにより、CRT上の映像のダイ
ナミックレンジを拡大する階調補正装置が重視されてき
ている。また、TVの分野では多画面化が進み、2画面
に異なった番組を映すことのできるTVが主流となって
いる。そのとき2画面に独立した階調補正をすることの
できる階調補正装置も考案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, color television receivers have been increasing in size and image quality. In order to make an image look sharper, a tone correction device that enlarges a dynamic range of a video on a CRT by correcting a gray level by passing a video (image) signal through a non-linear amplifier has been emphasized. In the field of TV, the number of screens has been increased, and TVs capable of displaying different programs on two screens have become mainstream. At that time, a tone correction device capable of performing independent tone correction on two screens has also been devised.

【0003】ここで従来の階調補正装置について図面を
参照しつつ説明する。図7は従来の階調補正装置の構成
例を示すブロック図である。本図においてA/D変換器
1は入力された画像信号の輝度成分(以下、輝度信号と
いう)をA/D変換する変換器である。デジタル変換さ
れた輝度信号は同期処理回路18、ヒストグラムインタ
ーフェース回路(ヒストグラムi/f回路)3a、ヒス
トグラムi/f回路3b、第1のセレクタ12a、第2
のセレクタ12bに入力される。ここで輝度信号は複数
の番組を同時に表示するための信号とする。
Here, a conventional tone correction device will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional tone correction device. In FIG. 1, an A / D converter 1 is a converter for A / D converting a luminance component (hereinafter, referred to as a luminance signal) of an input image signal. The digitally converted luminance signal is supplied to the synchronization processing circuit 18, the histogram interface circuit (histogram i / f circuit) 3a, the histogram i / f circuit 3b, the first selector 12a, and the second
Is input to the selector 12b. Here, the luminance signal is a signal for simultaneously displaying a plurality of programs.

【0004】同時に表示する複数の画像を第1の画像
(A)と第2の画像(B)とすると、ヒストグラムメモ
リ2aは第1の画像の輝度信号a1の輝度ヒストグラム
を少なくとも1フィールド間で記録するメモリである。
ヒストグラムi/f回路3aはヒストグラムメモリ2a
の書き込み及び読み出しの制御を行うインターフェース
回路である。同じくヒストグラムメモリ2bは第2の画
像の輝度信号a2の輝度ヒストグラムを少なくとも1フ
ィールド間で記録するメモリである。ヒストグラムi/
f回路3bはヒストグラムメモリ2bの書き込み及び読
み出しの制御を行うインターフェース回路である。
Assuming that a plurality of images to be displayed simultaneously are a first image (A) and a second image (B), a histogram memory 2a records a luminance histogram of a luminance signal a1 of the first image in at least one field. Memory.
The histogram i / f circuit 3a has a histogram memory 2a.
Is an interface circuit that controls writing and reading of data. Similarly, the histogram memory 2b is a memory for recording a luminance histogram of the luminance signal a2 of the second image in at least one field. Histogram i /
The f circuit 3b is an interface circuit that controls writing and reading of the histogram memory 2b.

【0005】CPU4は、ヒストグラムメモリ2a,2
bの輝度ヒストグラムデータから、累積ヒストグラムを
算出したり、更にルックアップテーブルを算出するため
の演算を行う演算制御部である。プログラムROM5
は、CPU4の演算プログラムを格納するROMであ
る。第1のレジスタRAM6は、累積ヒストグラムメモ
リ2a及びルックアップテーブルメモリ11aへの格納
データを算出するのに用いるパラメータを保持するため
のメモリである。同様に第2のレジスタRAM7は、累
積ヒストグラムメモリ2b及びルックアップテーブルメ
モリ11bへの格納データを算出するのに用いるパラメ
ータを保持するためのメモリである。
The CPU 4 includes histogram memories 2a, 2
An operation control unit that performs an operation for calculating a cumulative histogram from the luminance histogram data b and further calculating a lookup table. Program ROM 5
Is a ROM for storing an operation program of the CPU 4. The first register RAM 6 is a memory for storing parameters used for calculating data stored in the cumulative histogram memory 2a and the look-up table memory 11a. Similarly, the second register RAM 7 is a memory for storing parameters used for calculating data stored in the cumulative histogram memory 2b and the look-up table memory 11b.

【0006】累積ヒストグラムメモリ8aはヒストグラ
ムメモリ2aに格納されたヒストグラム分布の累積演算
結果を記憶するメモリである。また累積ヒストグラムメ
モリ8bはヒストグラムメモリ2bに格納されたヒスト
グラム分布の累積演算結果を記憶するメモリである。こ
こでは、メモリのアドレスに輝度レベルを対応させ、メ
モリのデータにその輝度レベルの度数を対応させる。累
積メモリi/f回路9aは、累積ヒストグラムメモリ8
aの書き込み及び読み出しを制御し、CPU4の制御に
よりヒストグラムメモリ2aの処理データの累積を行う
インターフェース回路である。同様に累積メモリi/f
回路9bは、累積ヒストグラムメモリ8bの書き込み及
び読み出しを制御し、CPU4の制御によりヒストグラ
ムメモリ2bの処理データの累積を行うインターフェー
ス回路である。CPU4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
レベルを算出し、累積メモリi/f回路9a,9bを制
御する。
[0006] The cumulative histogram memory 8a is a memory for storing the cumulative calculation result of the histogram distribution stored in the histogram memory 2a. The cumulative histogram memory 8b is a memory for storing the cumulative calculation result of the histogram distribution stored in the histogram memory 2b. Here, the luminance level is associated with the address of the memory, and the frequency of the luminance level is associated with the data of the memory. The cumulative memory i / f circuit 9a includes the cumulative histogram memory 8
The interface circuit controls writing and reading of a, and accumulates processing data of the histogram memory 2a under the control of the CPU 4. Similarly, cumulative memory i / f
The circuit 9b is an interface circuit that controls writing and reading of the cumulative histogram memory 8b and accumulates processing data of the histogram memory 2b under the control of the CPU 4. When calculating the cumulative histogram, the CPU 4 calculates a luminance level at which the accumulation starts and a luminance level at which the accumulation stops, and controls the accumulation memory i / f circuits 9a and 9b.

【0007】ルックアップテーブルメモリ(LUTメモ
リ)11aは、輝度信号a1に対してCPU4で算出さ
れた輝度の補正データを記憶するメモリである。同じく
ルックアップテーブルメモリ11bは、輝度信号a2に
対してCPU4で算出された輝度の補正データを記憶す
るメモリである。ここでもLUTメモリのアドレスに輝
度レベルを対応させ、そのデータに補正データを対応さ
せる。
The look-up table memory (LUT memory) 11a is a memory for storing luminance correction data calculated by the CPU 4 for the luminance signal a1. Similarly, the look-up table memory 11b is a memory for storing luminance correction data calculated by the CPU 4 for the luminance signal a2. Here, the luminance level is made to correspond to the address of the LUT memory, and the correction data is made to correspond to the data.

【0008】LUTメモリi/f回路10aはルックア
ップテーブルメモリ11aの書き込み及び読み出しの制
御をするインターフェース回路である。同じくLUTメ
モリi/f回路10bはルックアップテーブルメモリ1
1bの書き込み及び読み出しの制御をするインターフェ
ース回路である。これらのLUTメモリi/f回路は、
CPU4によって制御される。
The LUT memory i / f circuit 10a is an interface circuit for controlling writing and reading of the look-up table memory 11a. Similarly, the LUT memory i / f circuit 10b is a lookup table memory 1
1b is an interface circuit for controlling writing and reading. These LUT memory i / f circuits are:
It is controlled by the CPU 4.

【0009】同期処理回路18は、輝度信号a1,a2
の垂直及び水平表示開始点を初めとする位相情報を認識
し、各メモリ回路、i/f回路のタイミング制御を行う
回路である。以上のヒストグラムi/f回路、累積メモ
リi/f回路、LUTメモリi/f回路、プログラムR
OM5、レジスタRAM6、RAM7は、データバス及
びアドレスバスを介してCPU4に接続されている。
The synchronization processing circuit 18 includes luminance signals a1, a2
This circuit recognizes the phase information including the vertical and horizontal display start points and controls the timing of each memory circuit and i / f circuit. The above histogram i / f circuit, cumulative memory i / f circuit, LUT memory i / f circuit, program R
The OM 5, the register RAM 6, and the RAM 7 are connected to the CPU 4 via a data bus and an address bus.

【0010】第1のセレクタ12aは、LUTメモリi
/f回路10aの出力とA/D変換器1の出力を選択
し、選択結果をルックアップテーブル11aのアドレス
として与えるセレクタである。ルックアップテーブルメ
モリ11aの書き込み動作時にはLUTメモリi/f回
路10aの出力を選択し、読み出し動作時にはA/D変
換器1の出力であるデジタル輝度信号を選択し、ルック
アップテーブルメモリ11aのアドレスに入力する。
The first selector 12a has an LUT memory i
A selector which selects the output of the / f circuit 10a and the output of the A / D converter 1 and gives the selection result as an address of the lookup table 11a. At the time of a write operation of the look-up table memory 11a, the output of the LUT memory i / f circuit 10a is selected, and at the time of a read operation, a digital luminance signal output from the A / D converter 1 is selected. input.

【0011】第2のセレクタ12bはLUTメモリi/
f回路10bの出力とA/D変換器1の出力とを選択
し、選択結果をルックアップテーブル11bのアドレス
として与えるセレクタである。ルックアップテーブルメ
モリ11bが書き込み動作時にLUTメモリi/f回路
10bの出力を選択し、読み出し動作時にA/D変換器
1の出力であるデジタル輝度信号を選択し、ルックアッ
プテーブルメモリ11bのアドレスに入力する。
The second selector 12b is connected to the LUT memory i /
This is a selector that selects the output of the f-circuit 10b and the output of the A / D converter 1 and gives the selection result as an address of the lookup table 11b. The look-up table memory 11b selects the output of the LUT memory i / f circuit 10b at the time of the write operation, and selects the digital luminance signal which is the output of the A / D converter 1 at the time of the read operation. input.

【0012】第3のセレクタ16は、ルックアップテー
ブルメモリ11aの出力信号とルックアップテーブルメ
モリ11bの出力信号を選択するセレクタである。D/
A変換器17は第3のセレクタ16から出力されるデジ
タル信号をアナログ信号に変換する変換器である。
The third selector 16 is a selector for selecting an output signal of the lookup table memory 11a and an output signal of the lookup table memory 11b. D /
The A converter 17 is a converter that converts a digital signal output from the third selector 16 into an analog signal.

【0013】このように構成された従来の階調補正回路
の動作について説明する。A/D変換器1に入力される
輝度信号をaとすると、A/D変換器1は輝度信号aを
デジタル変換した変換輝度信号bを生成する。複数種類
の画面(例えば2画面)が存在する場合、それぞれ異な
った画面の輝度信号a1,a2が夫々デジタルの変換輝
度信号b1、b2に変換される。ヒストグラムメモリi
/f回路3a,3bは、変換輝度信号b1,b2を夫々
ヒストグラムメモリ2a,2bのアドレスとしてアクセ
スされる度に、そのアドレスのデータを1だけ加算して
ヒストグラムメモリ2a,2bに戻すことにより、度数
分布のデータを作成する。またヒストグラムメモリ2
a,2bの各アドレスの度数があるレベル以上にならな
いように制限を加える。この動作を一垂直走査期間(1
フィールドの期間)行うことによって輝度信号a1,a
2の輝度ヒストグラムを検出する。
The operation of the conventional gradation correction circuit thus configured will be described. Assuming that the luminance signal input to the A / D converter 1 is a, the A / D converter 1 generates a converted luminance signal b obtained by digitally converting the luminance signal a. When there are a plurality of types of screens (for example, two screens), luminance signals a1 and a2 of different screens are converted into digital converted luminance signals b1 and b2, respectively. Histogram memory i
Each time the converted luminance signals b1 and b2 are accessed as addresses of the histogram memories 2a and 2b, the / f circuits 3a and 3b add one to the data at the address and return the data to the histogram memories 2a and 2b. Create frequency distribution data. Histogram memory 2
A restriction is made so that the frequency of each address a and 2b does not exceed a certain level. This operation is performed for one vertical scanning period (1
(Period of a field) to obtain luminance signals a1, a
2 is detected.

【0014】このヒストグラムメモリ2a,2bの内容
は、一垂直走査期間又はその整数倍の期間ごとにクリア
され、全てのデータが0に初期化される。一垂直走査期
間に2種類の画像が存在するときは、夫々の画像に対し
てヒストグラムメモリ2a、ヒストグラムメモリ2bが
割り当てられる。そしてヒトグラムメモリi/f回路3
aは、ヒストグラムメモリ2aが割り当てられた画面の
輝度信号b1のときだけオンになり、ヒストグラムメモ
リi/f回路3bはヒストグラム2bが割り当てられた
画面の輝度信号b2のときだけオンになる。すなわち複
数種類の画像の切り換え時にヒストグラムメモリ2のデ
ータ加算のオン/オフ制御を行う。
The contents of the histogram memories 2a and 2b are cleared every one vertical scanning period or an integral multiple thereof, and all data are initialized to zero. When two types of images exist in one vertical scanning period, a histogram memory 2a and a histogram memory 2b are assigned to each image. And the humangram memory i / f circuit 3
a is turned on only when the luminance signal b1 of the screen to which the histogram memory 2a is assigned, and the histogram memory i / f circuit 3b is turned on only when the luminance signal b2 of the screen to which the histogram 2b is assigned. That is, on / off control of the data addition of the histogram memory 2 is performed at the time of switching between a plurality of types of images.

【0015】ここで、ヒストグラムメモリ2aに割り当
てられた画面の輝度信号b1に対するCPU4の動作、
及びルックアップテーブルメモリ11aの処理内容につ
いて説明する。
Here, the operation of the CPU 4 with respect to the screen luminance signal b1 assigned to the histogram memory 2a,
The processing contents of the lookup table memory 11a will be described.

【0016】CPU4はヒストグラムメモリ2aのデー
タを読み出し、ヒストグラムメモリ2aに夫々割り当て
られた画面の輝度信号b1の最小輝度レベルYMIN 、ヒ
ストグラムに書き込まれた総度数TPXを検出し、分散
DSTを計算する。さらに全サンプルポイントでの輝度
レベルの平均値APLを算出する。この4つの制御パラ
メータ(YMIN 、TPX、DST、APL)を使用し
て、ベース値BSE(=加算値の初期設定値)、累積ス
タートポイントRST、累積エンドポイントREDの3
つの制御パラメータを計算する。
The CPU 4 reads the data from the histogram memory 2a, detects the minimum luminance level YMIN of the screen luminance signal b1 assigned to the histogram memory 2a and the total frequency TPX written in the histogram, and calculates the variance DST. Further, an average value APL of the luminance levels at all sample points is calculated. Using these four control parameters (YMIN, TPX, DST, APL), three values of a base value BSE (= initial setting value of the added value), an accumulated start point RST, and an accumulated end point RED are obtained.
Calculate two control parameters.

【0017】次に、再度ヒストグラムメモリ2aからデ
ータを読み出し、既に算出した各制御パラメータを基
に、リミット値LIMや一定の加算値OFTの演算を行
い、その結果を補正ヒストグラムデータcとする。
Next, data is read out again from the histogram memory 2a, and a limit value LIM and a fixed addition value OFT are calculated based on the control parameters already calculated, and the result is used as corrected histogram data c.

【0018】図8及び図9は入力輝度信号aから輝度ヒ
ストグラムのデータを作成し、累積ヒストグラムを求
め、これより補正ヒストグラムデータを作成する各段階
のデータ処理方法を示した説明図である。図8(a)は
ヒストグラムメモリ2に保持されたデータを示し、サン
プリングした特定のフィールドの輝度信号b1に対し
て、各輝度レベルにおける輝度値の度数分布を測定した
グラフである。図8(b)は、ある輝度レベルの度数が
計測できる最大値を超える場合を想定し、度数値にリミ
ット値を設ける場合の説明図である。そして図8(c)
はベース値BSE、累積スタートポイントRST、累積
エンドポイントREDの設定状態の1例を示す説明図で
ある。
FIGS. 8 and 9 are explanatory diagrams showing the data processing method at each stage of creating data of a luminance histogram from an input luminance signal a, obtaining an accumulated histogram, and generating corrected histogram data from the data. FIG. 8A is a graph showing the data held in the histogram memory 2 and measuring the frequency distribution of the luminance value at each luminance level with respect to the luminance signal b1 of the sampled specific field. FIG. 8B is an explanatory diagram of a case where a frequency value at a certain luminance level exceeds a maximum value that can be measured, and a limit value is provided for the frequency value. And FIG. 8 (c)
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a setting state of a base value BSE, an accumulated start point RST, and an accumulated end point RED.

【0019】図9(d)に示すように、加算するベース
値BSEが大きいほど累積加算したグラフは直線L2に
示すようにリニアになり、加算するベース値BSEが小
さいほど累積加算したグラフは曲線L1に示すように湾
曲し、輝度レベルの低い部分と高い部分でその曲線は平
坦化することが判る。
As shown in FIG. 9D, the graph obtained by cumulative addition becomes larger as indicated by a straight line L2 as the base value BSE to be added becomes larger, and the graph obtained by cumulative addition becomes smaller as the base value BSE to be added becomes smaller. It can be seen that the curve is curved as indicated by L1, and the curve is flattened at the low and high luminance levels.

【0020】図7の累積メモリi/f回路9aは、CP
U4より与えられる累積スタートポイントとRST、累
積エンドポイントREDにより、その範囲内のヒストグ
ラムデータcの累積ヒストグラムデータdを計算し、こ
の結果を累積ヒストグラムメモリ8aに格納する。この
様子を図8(c)、図9(d)に示す。
The cumulative memory i / f circuit 9a shown in FIG.
Based on the cumulative start point, RST, and cumulative end point RED given by U4, the cumulative histogram data d of the histogram data c within the range is calculated, and the result is stored in the cumulative histogram memory 8a. This state is shown in FIGS. 8C and 9D.

【0021】次にCPU4は、累積ヒストグラムメモリ
8aからデータを読み出し、その累積ヒストグラムデー
タの最大値が最大輝度レベルhとなるような正規化係数
を求める。この正規化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い、その結果iをル
ックアップテーブルメモリ11aに記憶する。このと
き、最大輝度レベル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。この状況を
図9(e)に示す。
Next, the CPU 4 reads data from the cumulative histogram memory 8a, and obtains a normalization coefficient such that the maximum value of the cumulative histogram data becomes the maximum luminance level h. Based on this normalization coefficient, normalization processing is performed on each data g of the cumulative histogram, and the result i is stored in the look-up table memory 11a. At this time, by controlling the maximum luminance level h, operations such as automatic contrast control (ACL) and automatic bright control (ABL) can be performed. This situation is shown in FIG.

【0022】輝度のダイナミックレンジが広がっている
信号は、図9(d)の直線L2に示すようにその累積ヒ
ストグラムがリニアに近くなる。そこで入力画像輝度信
号の累積ヒストグラムを曲線L1の状態から直線L2の
状態に近づけるための補正作業をルックアップテーブル
メモリ11aを用いて行う。ルックアップテーブルメモ
リ11aからは、ヒストグラムメモリ2aに割り当てら
れた画面での輝度信号b1をアドレスとしてそのデータ
jが読み出される。そしてこのデータjが第1の補正輝
度信号k1として第3のセレクタ16に出力される。図
9(f)は、補正後の輝度信号のヒストグラムを示す。
A signal having a wide luminance dynamic range has a cumulative histogram that is close to linear as indicated by a straight line L2 in FIG. 9D. Therefore, a correction operation for bringing the cumulative histogram of the input image luminance signal from the state of the curve L1 to the state of the straight line L2 is performed using the look-up table memory 11a. The data j is read from the look-up table memory 11a using the luminance signal b1 on the screen assigned to the histogram memory 2a as an address. Then, the data j is output to the third selector 16 as the first corrected luminance signal k1. FIG. 9F shows a histogram of the corrected luminance signal.

【0023】以上のCPU4及びルックアップテーブル
メモリ11でのデータ作成動作は、他の輝度信号a2に
対しても同様に行われる。即ち、ヒストグラムメモリ2
bに割り当てられた輝度信号b2に対しても、累積ヒス
トグラムメモリ8b、累積メモリi/f回路9b、ルッ
クアップテーブルメモリ11b、LUTメモリi/f回
路10bを使用して第2の補正出力信号k2を作成する
ことができる。
The above-described data creation operation in the CPU 4 and the look-up table memory 11 is similarly performed for the other luminance signal a2. That is, the histogram memory 2
The second correction output signal k2 is also used for the luminance signal b2 assigned to the b using the cumulative histogram memory 8b, the cumulative memory i / f circuit 9b, the look-up table memory 11b, and the LUT memory i / f circuit 10b. Can be created.

【0024】次に第3のセレクタ16は、ヒストグラム
メモリ2aに割り当てられた画面領域に対しては第1の
補正出力信号k1を選択し、ヒストグラムメモリ2bに
割り当てられた画面領域に対しては第2の補正出力信号
k2を選択する。そしてD/A変換器17は、第3のセ
レクタ16からの出力信号kをアナログ信号lに変換し
て出力する。尚、同期処理回路18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タイ
ミングを制御する。
Next, the third selector 16 selects the first correction output signal k1 for the screen area assigned to the histogram memory 2a, and selects the first correction output signal k1 for the screen area assigned to the histogram memory 2b. 2 is selected. Then, the D / A converter 17 converts the output signal k from the third selector 16 into an analog signal 1 and outputs it. The synchronization processing circuit 18 controls the operation timing of each circuit so that the operation of each unit is performed in the order described above.

【0025】以上のような階調補正装置では、表示画面
上に複数の画像を表示させる場合に、それぞれの輝度信
号に対して独立したヒストグラムを得ることができ、得
られる階調補正テーブル(ルックアップテーブル)も正
確なものを得ることができる。
In the above-described gradation correcting apparatus, when displaying a plurality of images on the display screen, an independent histogram can be obtained for each luminance signal, and the obtained gradation correction table (look-up) can be obtained. Uptable) can also be accurate.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
従来の構成では、表示画面上の複数の画像を正確に補正
するためには、画像の数に応じた回路量及びメモリ量が
必要となるという欠点を有していた。
However, in the above-described conventional configuration, in order to accurately correct a plurality of images on a display screen, a circuit amount and a memory amount corresponding to the number of images are required. Had.

【0027】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、テレビジョン受像機又は画像
表示装置に多画面の画像を表示するとき、より少ないヒ
ストグラムi/f回路及びヒストグラムメモリを用い
て、各画像の階調を補正する階調補正装置を実現するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and when displaying a multi-screen image on a television receiver or an image display device, a smaller number of histogram i / f circuits and An object of the present invention is to realize a gradation correction device that corrects the gradation of each image using a histogram memory.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本願の請求項1記載の発明は、一画面に複数の画像を
同時に表示するとき、各画像の階調を夫々補正する階調
補正装置であって、入力された夫々の画像の輝度信号に
ついて、特定周期Tで画像の輝度度数分布を記憶するヒ
ストグラムメモリと、前記ヒストグラムメモリに対して
輝度度数分布のデータの書き込み及び読み出し制御をす
るヒストグラムインターフェース回路と、前記ヒストグ
ラムメモリに保持された輝度度数分布のデータを前記ヒ
ストグラムインターフェース回路を介して取り出して累
積輝度度数分布を演算すると共に、得られた累積輝度度
数分布が所望の形状になるよう制御パラメータを設定
し、前記制御パラメータを用いて輝度度数分布を修正
し、修正輝度度数分布を用いて入力輝度信号のレベルを
補正するための補正テーブルを作成する演算制御部と、
前記演算制御部で作成された複数の画像に対する補正テ
ーブルを少なくとも特定周期Tの間保持する複数のルッ
クアップテーブルメモリと、各画像が入力される毎に前
記複数のルックアップテーブルメモリを切り換えて輝度
信号を入力し、前記ルックアップテーブルメモリの補正
テーブルを用いて各画像の補正輝度信号を出力する画像
切換セレクタと、を具備することを特徴とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 of the present application provides a gradation correction for correcting the gradation of each image when a plurality of images are simultaneously displayed on one screen. A histogram memory for storing a luminance frequency distribution of an image at a specific cycle T for a luminance signal of each input image, and writing and reading control of data of the luminance frequency distribution with respect to the histogram memory. The histogram interface circuit and the data of the luminance frequency distribution held in the histogram memory are taken out through the histogram interface circuit to calculate the cumulative luminance frequency distribution, and the obtained cumulative luminance frequency distribution has a desired shape. Setting a control parameter, correcting the luminance frequency distribution using the control parameter, A calculation control unit that creates a correction table for correcting the level of the input luminance signal using,
A plurality of look-up table memories that hold correction tables for a plurality of images created by the arithmetic control unit for at least a specific period of time T; An image switching selector for inputting a signal and outputting a corrected luminance signal of each image using the correction table of the look-up table memory.

【0029】また本願の請求項2記載の発明では、前記
ヒストグラムメモリインターフェース回路は、複数の画
像に対して画像信号のフィールド毎に順次切り換えて輝
度信号を取り込み、同一画面上に表示される複数の画像
の中から1つの画像の輝度度数分布を抽出するように制
御して前記ヒストグラムメモリに与えることを特徴とす
るものである。
Further, in the invention according to claim 2 of the present application, the histogram memory interface circuit fetches a luminance signal by sequentially switching image signals for a plurality of images for each field, and displays a plurality of images displayed on the same screen. It is characterized in that the luminance frequency distribution of one image is controlled to be extracted from among the images and is provided to the histogram memory.

【0030】また本願の請求項3記載の発明は、同一の
画像表示領域に1つ以上の画像を同時に表示するとき、
各画像の階調を夫々補正する階調補正装置であって、各
画像の輝度値をアドレス信号に変換するとき、各画像に
応じてアドレス幅を縮小すると共に、所定のオフセット
値を加算することによりメモリの記録領域を重複しない
ように割り当てるアドレス信号生成部と、前記アドレス
信号生成部アドレスにより変換されたアドレスに基づい
て夫々の画像の輝度値を入力し、特定周期Tで複数の画
像の輝度度数分布をまとめて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に対して輝度度数分布の
データの書き込み及び読み出し制御をするヒストグラム
インターフェース回路と、前記ヒストグラムメモリに保
持された1つ以上の輝度度数分布のデータを前記ヒスト
グラムインターフェース回路を介して取り出して夫々の
累積輝度度数分布を演算すると共に、得られた夫々の累
積輝度度数分布が所望の形状になるよう制御パラメータ
を設定し、前記制御パラメータを用いて夫々の輝度度数
分布を修正し、修正輝度度数分布を用いて各画像の輝度
信号のレベルを補正する補正テーブルを作成する演算制
御部と、前記演算制御部で作成された1つ以上の画像に
対する補正テーブルを少なくとも特定周期Tの間保持
し、前記補正テーブルを用いて各画像の補正輝度信号を
出力するルックアップテーブルメモリと、を具備するこ
とを特徴とするものである。
According to the invention described in claim 3 of the present application, when one or more images are simultaneously displayed in the same image display area,
A tone correction device for correcting the tone of each image, wherein when converting the luminance value of each image into an address signal, the address width is reduced according to each image and a predetermined offset value is added. An address signal generating unit for allocating recording areas of the memory so as not to overlap with each other, and inputting a luminance value of each image based on the address converted by the address signal generating unit address. A histogram memory for storing frequency distributions collectively; a histogram interface circuit for controlling writing and reading of luminance frequency distribution data to and from the histogram memory; and one or more luminance frequency distribution data held in the histogram memory From the histogram interface circuit to obtain the respective cumulative luminance frequency distributions. Along with the calculation, control parameters are set so that each of the obtained cumulative luminance frequency distributions has a desired shape, each luminance frequency distribution is corrected using the control parameters, and each image is corrected using the corrected luminance frequency distribution. An arithmetic control unit that creates a correction table that corrects the level of the luminance signal of at least one image, and a correction table for one or more images created by the arithmetic control unit is held for at least a specific period T, and the correction table is used A look-up table memory for outputting a corrected luminance signal of each image.

【0031】また本願の請求項4記載の発明では、前記
アドレス信号生成部は、画像信号の輝度レベルのビット
幅を小さくするシフタと、1つ以上の画像を同時に表示
するとき、各画像に応じて前記シフタの出力データにオ
フセットを与える加算器と、を有することを特徴とする
ものである。
Further, in the invention according to claim 4 of the present application, the address signal generating section includes a shifter for reducing a bit width of a luminance level of an image signal, and a shifter for simultaneously displaying one or more images. And an adder for giving an offset to the output data of the shifter.

【0032】また本願の請求項5記載の発明では、前記
シフタ及び前記加算器は、複数画像の階調補正のオン/
オフ信号によって動作又は非動作に制御されることを特
徴とするものである。
Further, in the invention described in claim 5 of the present application, the shifter and the adder turn on / off gradation correction of a plurality of images.
It is characterized in that it is controlled to be activated or deactivated by an off signal.

【0033】請求項1、2記載の構成によれば、入力さ
れた映像信号の輝度の振幅レベルの度数分布をヒストグ
ラムメモリに記憶させる。同一画面上に複数の画像を表
示させる場合、ヒストグラムメモリインターフェース回
路は複数の画像の中から1つの映像信号に対応した領域
の度数分布を抽出するように制御する。そしてヒストグ
ラムメモリインターフェースは画像の抽出領域をフィー
ルド毎に切り換える。そして表示画面上に複数の画像を
表示させる場合も、フィールド毎にヒストグラムメモリ
へのデータ蓄積を切り換えることで、ヒストグラムメモ
リやヒストグラムメモリインターフェース回路の回路規
模を増やすことなく複数画面の階調補正処理を行うこと
ができる。
According to the first and second aspects, the frequency distribution of the amplitude level of the luminance of the input video signal is stored in the histogram memory. When displaying a plurality of images on the same screen, the histogram memory interface circuit controls so as to extract a frequency distribution of a region corresponding to one video signal from the plurality of images. Then, the histogram memory interface switches the image extraction area for each field. Also, when displaying a plurality of images on the display screen, the gradation correction processing for the plurality of screens can be performed without increasing the circuit scale of the histogram memory and the histogram memory interface circuit by switching the data storage in the histogram memory for each field. It can be carried out.

【0034】請求項3〜5記載の構成によれば、入力さ
れた映像信号の輝度の振幅レベルの度数分布をヒストグ
ラムメモリに記憶させる。このときアドレス信号生成部
は各画像の輝度値をアドレス信号に変換するとき、各画
像に応じてアドレス幅を縮小すると共に、所定のオフセ
ット値を加算することによりメモリの記録領域を重複し
ないように割り当てる。このときシフタは映像信号の輝
度レベルデータのビット幅を小さくし、加算器は画面の
表示領域に応じてオフセットを与える。こうすると表示
画面上に複数の画像を表示させる場合も、各画像のアド
レス幅が小さくなっているので、1つのヒストグラムメ
モリやルックアップテーブルメモリを用いて複数画像の
階調補正が同時にできる。また、複数画面の階調補正オ
フ信号によって1つの画像に対してヒストグラムメモリ
やルックアップテーブルメモリをフルに使用した階調補
正装置に切り換えることもできる。
According to the third to fifth aspects, the frequency distribution of the amplitude level of the luminance of the input video signal is stored in the histogram memory. At this time, when converting the luminance value of each image into an address signal, the address signal generation unit reduces the address width according to each image and adds a predetermined offset value so that the recording area of the memory does not overlap. assign. At this time, the shifter reduces the bit width of the luminance level data of the video signal, and the adder gives an offset according to the display area of the screen. In this way, even when a plurality of images are displayed on the display screen, since the address width of each image is small, tone correction of the plurality of images can be performed simultaneously using one histogram memory or look-up table memory. Further, it is also possible to switch to a gradation correction device which fully uses a histogram memory or a lookup table memory for one image in response to a gradation correction off signal for a plurality of screens.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施の形態1)本発明の第1実施形態における階調補
正装置について図面を参照しつつ説明する。図1は本実
施形態の階調補正装置の構成を示すブロック図であり、
従来例と同一部分は同一の符号を付けて説明する。本図
においてA/D変換器1は入力された画像信号(輝度信
号)をA/D変換する変換器である。ヒストグラムメモ
リ2は輝度信号aの輝度レベルのヒストグラムを記憶す
るヒストグラムメモリである。一般にはメモリのアドレ
スに入力信号の輝度レベルを対応させ、そのデータに1
フレーム内の各輝度レベルの度数を対応させる。ヒスト
グラムi/f回路3、ヒストグラムメモリ2の書き込み
及び読み出しを制御するインターフェース回路である。
このように本実施形態では複数の画像に対して1組のヒ
ストグラムメモリ2とヒストグラムi/f回路3で輝度
のヒストグラムを処理するように構成している。
(Embodiment 1) A gradation correcting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a tone correction device according to the present embodiment.
The same parts as those in the conventional example will be described with the same reference numerals. In the figure, an A / D converter 1 is a converter for A / D converting an input image signal (luminance signal). The histogram memory 2 is a histogram memory for storing a histogram of the luminance level of the luminance signal a. Generally, the luminance level of an input signal is made to correspond to an address of a memory, and 1
The frequency of each luminance level in the frame is made to correspond. This is an interface circuit that controls writing and reading of the histogram i / f circuit 3 and the histogram memory 2.
As described above, the present embodiment is configured so that a histogram of luminance is processed by a set of the histogram memory 2 and the histogram i / f circuit 3 for a plurality of images.

【0036】図2はヒストグラムメモリi/f回路3の
構成を具体的に示したブロック図である。本図において
セレクタ31は、ヒストグラムメモリ2のアドレスをA
/D変換器1又はCPU4のデータバス側に切り換える
セレクタである。セレクタ32は、ヒストグラムメモリ
2のデータ入力を切り換えるセレクタである。加算器3
3は、ヒストグラムメモリ2からのデータ出力に1を加
算する加算器である。リミッタ回路34は、ヒストグラ
ムメモリ2からのデータ出力に1を加算したとき、加算
結果が所定値からオーバーフローするのを防止するため
に設けたリミッタ回路である。これは図8(b)で説明
したリミット値LIMを設定するための回路である。
FIG. 2 is a block diagram specifically showing the configuration of the histogram memory i / f circuit 3. In the figure, the selector 31 sets the address of the histogram memory 2 to A
A selector for switching to the data bus side of the / D converter 1 or the CPU 4. The selector 32 is a selector for switching data input to the histogram memory 2. Adder 3
An adder 3 adds 1 to the data output from the histogram memory 2. The limiter circuit 34 is a limiter circuit provided to prevent the result of addition from overflowing from a predetermined value when 1 is added to the data output from the histogram memory 2. This is a circuit for setting the limit value LIM described with reference to FIG.

【0037】バスセレクタ35は、他ブロックと接続さ
れた双方向データバスとのデータの授受を管理するセレ
クタであリ、トライステートバッファにより構成され
る。セレクタ36は、双方向データバスから送られてく
る画面切換パルスと、後述するフィールドカウンタ15
から送られてくるフィールド識別信号とによって、加算
器33の出力をヒストグラムメモリ2に与えるか否かを
選択するセレクタである。
The bus selector 35 is a selector for managing data transfer with a bidirectional data bus connected to another block, and is constituted by a tri-state buffer. The selector 36 controls a screen switching pulse sent from the bidirectional data bus and a field counter 15 described later.
Is a selector for selecting whether or not to provide the output of the adder 33 to the histogram memory 2 based on the field identification signal sent from the

【0038】図1のヒストグラムメモリi/f回路3に
より、ヒストグラムメモリ2へのデータ書き込み時に
は、A/D変換器1の出力する輝度信号をヒストグラム
メモリ2のアドレスに入力し、輝度レベルに応じてその
分布度数をデータとして加算器33を介して加算してい
く。またヒストグラムメモリ2に抽出されたヒストグラ
ム分布の読み出し処理は、バスセレクタ35を介して行
う。
When data is written to the histogram memory 2 by the histogram memory i / f circuit 3 of FIG. 1, the luminance signal output from the A / D converter 1 is input to the address of the histogram memory 2 and is adjusted according to the luminance level. The distribution frequency is added as data via the adder 33. The process of reading the histogram distribution extracted in the histogram memory 2 is performed via the bus selector 35.

【0039】図4は画像表示装置又はTV受像機の画像
表示領域において、ヒストグラム抽出用のサンプリング
窓の構成を示している。図4(a)は画像表示領域Dに
1つの画像Aを表示する場合を示し、図4(b)は画像
表示領域Dに画像A、画像Bを表示する場合を示してい
る。
FIG. 4 shows a configuration of a sampling window for extracting a histogram in an image display area of an image display device or a TV receiver. FIG. 4A illustrates a case where one image A is displayed in the image display area D, and FIG. 4B illustrates a case where the image A and the image B are displayed in the image display area D.

【0040】図1において、CPU4はヒストグラムメ
モリ2のデータから累積ヒストグラムを算出したり、更
にルックアップテーブルを算出するための演算を行う演
算制御部である。プログラムROM5はCPU4の演算
プログラムを格納するROMである。レジスタRAM6
は第1の画面、例えば図4(b)のサンプリング窓D1
の累積ヒストグラムメモリ8及びルックアップテーブル
メモリ11aへの格納データを算出するのに用いるパラ
メータを格納するためのRAMである。レジスタRAM
7は第2の画面、例えば図4(b)のサンプリング窓D
2の累積ヒストグラムメモリ8及びルックアップテーブ
ルメモリ11bへの格納データを算出するのに用いるパ
ラメータを格納するためのRAMである。
In FIG. 1, a CPU 4 is an arithmetic control unit that calculates an accumulated histogram from the data in the histogram memory 2 and further performs calculations for calculating a look-up table. The program ROM 5 is a ROM for storing a calculation program of the CPU 4. Register RAM6
Is the first screen, for example, the sampling window D1 in FIG.
Is a RAM for storing parameters used for calculating data stored in the cumulative histogram memory 8 and the look-up table memory 11a. Register RAM
Reference numeral 7 denotes a second screen, for example, a sampling window D shown in FIG.
2 is a RAM for storing parameters used for calculating data stored in the cumulative histogram memory 8 and the look-up table memory 11b.

【0041】累積ヒストグラムメモリ8は、ヒストグラ
ムメモリ2に格納されたヒストグラム分布の累積演算結
果を記憶するメモリである。一般には、メモリのアドレ
スに輝度レベルを対応させ、そのデータに各輝度レベル
の度数を対応させる。累積メモリi/f回路9は累積ヒ
ストグラムメモリ8の書き込み及び読み出しを制御する
インターフェース回路であり、CPU4の制御によりヒ
ストグラムメモリ2の処理データの累積を行う。またC
PU4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算出し、
累積メモリi/f回路9を制御する。
The cumulative histogram memory 8 is a memory for storing the cumulative calculation result of the histogram distribution stored in the histogram memory 2. Generally, a luminance level is associated with an address of a memory, and the frequency of each luminance level is associated with the data. The accumulation memory i / f circuit 9 is an interface circuit for controlling writing and reading of the accumulation histogram memory 8, and accumulates processing data of the histogram memory 2 under the control of the CPU 4. Also C
When calculating the cumulative histogram, the PU 4 calculates a luminance level at which the accumulation starts and a luminance level at which the accumulation stops.
It controls the accumulation memory i / f circuit 9.

【0042】ルックアップテーブルメモリ11aは、C
PU4で算出された第1の画面の補正データを記憶する
メモリである。同じくルックアップテーブルメモリ11
bは、CPU4で算出された第2の画面の補正データを
記憶するメモリである。一般には、メモリのアドレスに
輝度レベルを対応させ、そのデータとして補正データを
記憶させる。LUTメモリi/f回路10aはルックア
ップテーブルメモリ11aの書き込み及び読み出しの制
御をするインターフェース回路である。同じくLUTメ
モリi/f回路10bは、ルックアップテーブルメモリ
11bの書き込み及び読み出しの制御をするインターフ
ェース回路である。
The look-up table memory 11a stores C
This is a memory for storing correction data of the first screen calculated by the PU4. Look-up table memory 11
b is a memory for storing the correction data of the second screen calculated by the CPU 4. Generally, a luminance level is made to correspond to an address of a memory, and correction data is stored as the data. The LUT memory i / f circuit 10a is an interface circuit that controls writing and reading of the look-up table memory 11a. Similarly, the LUT memory i / f circuit 10b is an interface circuit that controls writing and reading of the look-up table memory 11b.

【0043】第1のセレクタ12aは、LUTメモリi
/f回路10aの出力とA/D変換器1の出力のいずれ
かを選択し、選択結果をルックアップテーブルメモリ1
1aのアドレスとして与えるセレクタである。第1のセ
レクタ12aは、ルックアップテーブルメモリ11aが
書き込み動作時にはLUTメモリi/f回路10aの出
力を選択し、ルックアップテーブルメモリ11aの読み
出し動作時には、A/D変換器1の出力であるデジタル
輝度信号を選択し、ルックアップテーブルメモリ11a
のアドレスに与える。
The first selector 12a has an LUT memory i
/ F circuit 10a and the output of the A / D converter 1 are selected, and the selection result is stored in the look-up table memory 1
This is a selector given as an address of 1a. The first selector 12a selects the output of the LUT memory i / f circuit 10a when the look-up table memory 11a performs a write operation, and selects the digital output which is the output of the A / D converter 1 when the look-up table memory 11a performs a read operation. The luminance signal is selected and the look-up table memory 11a is selected.
Give to the address.

【0044】第2のセレクタ12bは、LUTメモリi
/f回路10bの出力とA/D変換器1の出力のいずれ
かを選択し、選択結果をルックアップテーブルメモリ1
1bのアドレスとして与えるセレクタである。第2のセ
レクタ12bは、ルックアップテーブルメモリ11bが
書き込み動作時にはLUTメモリi/f回路10bの出
力を選択し、ルックアップテーブルメモリ11bの読み
出し動作時には、A/D変換器1の出力であるデジタル
輝度信号を選択し、ルックアップテーブルメモリ11b
のアドレスに与える。
The second selector 12b is connected to the LUT memory i
/ F circuit 10b and the output of the A / D converter 1 are selected, and the selection result is stored in the look-up table memory 1
This is a selector given as an address of 1b. The second selector 12b selects an output of the LUT memory i / f circuit 10b when the look-up table memory 11b performs a write operation, and outputs a digital signal which is an output of the A / D converter 1 when the look-up table memory 11b performs a read operation. The luminance signal is selected and the look-up table memory 11b is selected.
Give to the address.

【0045】第3のセレクタ16は、ルックアップテー
ブルメモリ11aの出力信号、又はルックアップテーブ
ルメモリ11bの出力信号のいずれかを選択する画像切
換セレクタである。D/A変換器17は、第3のセレク
タ16からの階調補正されたデジタルの輝度信号をアナ
ログ信号に変換する変換器である。
The third selector 16 is an image switching selector for selecting either the output signal of the lookup table memory 11a or the output signal of the lookup table memory 11b. The D / A converter 17 is a converter that converts a digital luminance signal whose tone has been corrected from the third selector 16 into an analog signal.

【0046】従来例と異なり、本実施形態にはフィール
ドカウンタ15が設けられている。フィールドカウンタ
15は同期処理回路18の出力する同期信号に基づい
て、フィールド識別信号を発生する回路である。フィー
ルド識別信号とは、例えば図4(b)に示すように画像
表示領域Dに2画面を同時に表示する場合、1フィール
ド毎にオン/オフが繰り返されるような信号である。同
期処理回路18は従来例と同様に、輝度信号の垂直及び
水平表示開始点を初めとする位相情報を認識し、各メモ
リ及びその他の回路のタイミング制御を行う回路であ
る。
Unlike the conventional example, a field counter 15 is provided in this embodiment. The field counter 15 is a circuit that generates a field identification signal based on the synchronization signal output from the synchronization processing circuit 18. The field identification signal is a signal that is repeatedly turned on / off for each field when two screens are simultaneously displayed in the image display area D as shown in FIG. 4B, for example. The synchronization processing circuit 18 is a circuit for recognizing phase information such as the vertical and horizontal display start points of the luminance signal and controlling the timing of each memory and other circuits, as in the conventional example.

【0047】以上のように構成された本実施形態の階調
補正回路の動作について説明する。従来例と同様にし
て、まず入力輝度信号aをA/D変換器1に入力し、デ
ジタルの輝度信号bに変換する。1フレーム又は1フィ
ールドに複数種類の画面、例えば2画面が存在する場
合、デジタルに変換された輝度信号を夫々b1、b2と
する。図2に示すようにヒストグラムメモリi/f回路
3は、フィールドカウンタ15から出力されるフィール
ド識別信号と、同期処理回路19から出力される画面切
り換えパルスによって、2画面のうち現在処理すべき画
面の輝度信号を選択し、その輝度信号bをヒストグラム
メモリ2に与える。
The operation of the gradation correction circuit according to the present embodiment having the above-described configuration will be described. In the same manner as in the conventional example, first, an input luminance signal a is input to the A / D converter 1 and converted into a digital luminance signal b. If there are a plurality of types of screens in one frame or one field, for example, two screens, the digitally converted luminance signals are referred to as b1 and b2, respectively. As shown in FIG. 2, the histogram memory i / f circuit 3 uses the field identification signal output from the field counter 15 and the screen switching pulse output from the synchronization processing circuit 19 to change the current screen of the two screens. A luminance signal is selected, and the luminance signal b is supplied to the histogram memory 2.

【0048】輝度信号b1,b2のうち、選択された輝
度信号をb3とすると、輝度信号b3をヒストグラムメ
モリ2のアドレスとし、アクセスされる度にそのアドレ
スのデータを加算器33により1だけ加算してヒストグ
ラムメモリ2に戻す。またヒストグラムメモリ2の各ア
ドレスの度数があるレベル以上にならないように、リミ
ッタ回路34の動作により制限を加える。加算器33の
入力信号のビット幅が例えば8とし、度数のデータ(11
111100) がヒストグラムメモリ2より返されると、リミ
ッタ回路34の出力はNAND(11111100) =1とな
る。この8ビット表現(00000001) を元のデータに加算
すると、加算器36の出力は(11111101)となり、この
値がヒストグラムメモリ2に格納される。一方、度数の
データ(11111111) がヒストグラムメモリ2より返され
ると、リミッタ回路34の出力はNAND(11111111)
=0=(00000000) となる。この場合ヒストグラムメモ
リ2のその輝度レベルにおける度数は増加しなくなる。
Assuming that the selected luminance signal among the luminance signals b1 and b2 is b3, the luminance signal b3 is used as an address of the histogram memory 2, and each time the data is accessed, the adder 33 adds 1 to the data at that address. To return to the histogram memory 2. Further, a limit is imposed by the operation of the limiter circuit 34 so that the frequency of each address of the histogram memory 2 does not exceed a certain level. The bit width of the input signal of the adder 33 is, for example, 8 and the frequency data (11
When (111100) is returned from the histogram memory 2, the output of the limiter circuit 34 becomes NAND (11111100) = 1. When this 8-bit expression (00000001) is added to the original data, the output of the adder 36 becomes (11111101), and this value is stored in the histogram memory 2. On the other hand, when the frequency data (11111111) is returned from the histogram memory 2, the output of the limiter circuit 34 becomes NAND (11111111).
= 0 = (00000000). In this case, the frequency of the histogram memory 2 at that luminance level does not increase.

【0049】一般に、輝度ヒストグラムを抽出している
期間(サンプル期間)に、画面の全画素がアクセスされ
るとデータ処理を終える。このような動作を一垂直走査
期間行うことによって一方の画面に対する輝度信号b3
の輝度ヒストグラムを検出することができる。この場合
のヒストグラムメモリ2の内容は、一垂直走査期間後、
又はその整数倍の期間ごとにクリアされ、全てのデータ
が0に初期化される。
Generally, when all the pixels of the screen are accessed during the period (sample period) during which the luminance histogram is being extracted, the data processing is completed. By performing such an operation for one vertical scanning period, a luminance signal b3 for one screen is obtained.
Can be detected. In this case, the content of the histogram memory 2 is such that after one vertical scanning period,
Alternatively, the data is cleared every period of an integral multiple thereof, and all data is initialized to zero.

【0050】次にヒストグラムメモリ2のデータをCP
U4が読み出し、ヒストグラムメモリ2に割り当てられ
た画面の輝度信号の最小輝度レベルYMIN 、ヒストグラ
ムに書き込まれた総度数TPXを検出し、分散DSTを
計算する。さらにCPU4は全サンプルポイントでの輝
度レベルの平均値APLを算出する。分散DSTの値に
よっては、入力された画像に対して階調補正を行わない
場合もある。
Next, the data in the histogram memory 2 is stored in the CP
U4 detects the minimum luminance level YMIN of the luminance signal of the screen allocated to the histogram memory 2 and the total frequency TPX written in the histogram, and calculates the variance DST. Further, the CPU 4 calculates an average value APL of the luminance levels at all the sample points. Depending on the value of the variance DST, gradation correction may not be performed on the input image.

【0051】CPU4はこの4つの制御パラメータ(Y
MIN 、TPX、DST、APL)を使用して、ベース値
BSE、累積スタートポイントRST、累積エンドポイ
ントREDの3つの制御パラメータを計算する。
The CPU 4 determines the four control parameters (Y
MIN, TPX, DST, APL) are used to calculate three control parameters: base value BSE, cumulative start point RST, and cumulative end point RED.

【0052】次に、再度ヒストグラムメモリ2からデー
タを読み出し、算出した各制御パラメータを基に図8
(b)のようなリミッタの設定を行い、図8(c)のよ
うな一定値の加算処理を行う。こうして得られた結果を
補正ヒストグラムデータcとする。ここで、加算するベ
ース値BSEが大きいほど、累積加算したグラフは直線
に近くなり、また加算するベース値BSEが小さいほ
ど、累積加算したグラフは曲線となり、低輝度と高輝度
部で平坦化する。
Next, data is read from the histogram memory 2 again, and FIG.
A limiter is set as shown in FIG. 8B, and a constant value adding process as shown in FIG. The result thus obtained is used as corrected histogram data c. Here, the larger the base value BSE to be added is, the closer the cumulative added graph is to a straight line, and the smaller the base value BSE to be added is, the more the cumulative added graph becomes a curve and flattened in the low luminance and high luminance portions. .

【0053】そして、累積メモリi/f回路9は、CP
U4より与えられる累積スタートポイントRSTと累積
エンドポイントRED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d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。この様子を再度図8(c)及び図9(d)の曲線L
1で示す。
The accumulative memory i / f circuit 9 is connected to the CP
Based on the cumulative start point RST and the cumulative end point RED given by U4, the cumulative histogram data d of the corrected histogram data c is calculated within the range, and the result is stored in the cumulative histogram memory 8. This situation is again shown by the curve L in FIGS. 8C and 9D.
Indicated by 1.

【0054】次にCPU4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
の最大値が最大輝度レベルhとなるような正規化係数を
求める。そしてこの正規化係数を基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う。CPU4は、
ヒストグラムメモリ2に蓄積された輝度データが第1、
第2のどちらの画面のものかによって、ルックアップテ
ーブルメモリ11a,11ba、及びLUTメモリi/
f回路10a,10bの選択を行う。そして正規化処理
をした結果iを、例えば選択したルックアップテーブル
メモリ11aに記憶する。
Next, the CPU 4 reads data from the cumulative histogram memory 8 and obtains a normalization coefficient such that the maximum value of the cumulative histogram data becomes the maximum luminance level h. Then, a normalization process is performed on each data g of the cumulative histogram based on the normalization coefficient. CPU4
The luminance data stored in the histogram memory 2 is the first,
The lookup table memories 11a and 11ba and the LUT memory i /
The f circuits 10a and 10b are selected. Then, the result i of the normalization processing is stored in, for example, the selected look-up table memory 11a.

【0055】このとき、最大輝度レベル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9(e)に示す。ダイナミックレン
ジが広がっている信号の場合は、累積ヒストグラムが図
9(d)の直線L2のようになる。そこで輝度信号にお
いて、図9(d)の曲線L1のような累積ヒストグラム
を直線L2に近づけるための補正作業を行う。
At this time, by controlling the maximum luminance level h, automatic contrast control (ACL),
An operation like an automatic bright control (ABL) can be performed. This operation is shown in FIG. In the case of a signal having a wide dynamic range, the cumulative histogram becomes like a straight line L2 in FIG. 9D. Therefore, in the luminance signal, a correction operation is performed to bring a cumulative histogram like a curve L1 in FIG. 9D close to a straight line L2.

【0056】ルックアップテーブル11aでは、ヒスト
グラムメモリ2に割り当てられた画面での輝度信号b1
をアドレスとしてそのデータjが読み出される。こうし
て図4(b)の画像Aに対する補正された輝度信号(補
正出力信号)k1が出力される。図9(f)は補正後の
輝度信号のヒストグラムを示す。この図9(f)と図8
(a)とを比較すると、低輝度及び高輝度レベルでの画
素数が増加し、狭い階調の画像が広い階調の画像に変換
されていることが判る。
In the look-up table 11a, the luminance signal b1 on the screen assigned to the histogram memory 2
Is used as an address to read the data j. Thus, a corrected luminance signal (corrected output signal) k1 for the image A in FIG. 4B is output. FIG. 9F shows a histogram of the corrected luminance signal. This FIG. 9 (f) and FIG.
Comparing with (a), it can be seen that the number of pixels at low and high luminance levels increases, and an image with a narrow gradation is converted to an image with a wide gradation.

【0057】次に第3のセレクタ16は、第1の画面領
域に対する第1の補正出力信号k1と、次のフィールド
周期で作成された第2の画面領域に対する第2の補正出
力信号k2とを夫々の画面領域に応じて切り換え、補正
出力信号kを出力する。そしてD/A変換器17は、第
3のセレクタ16からのデジタルの補正出力信号kをア
ナログ信号に変換して画像表示部に出力する。同期処理
回路18は、以上に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タイミングを制御する。
Next, the third selector 16 compares the first corrected output signal k1 for the first screen area with the second corrected output signal k2 for the second screen area created in the next field cycle. Switching is performed in accordance with each screen area, and a correction output signal k is output. Then, the D / A converter 17 converts the digital correction output signal k from the third selector 16 into an analog signal and outputs the analog signal to the image display unit. The synchronization processing circuit 18 controls the operation timing of each circuit so that the operation of each unit is performed in the order described above.

【0058】このように1フィールド毎にヒストグラム
を作成し、ルックアップテーブルにデータを記録すれ
ば、次のフィールドで処理すべき画像を取り込むことに
より、最適な階調補正を実行することができる。例えば
4画面を処理する場合、LUTメモリi/f10、ルッ
クアップテーブルメモリ11は4組必要となるが、1組
のヒストグラムi/f回路3とヒストグラムメモリ2を
用いて処理することができる。
As described above, if a histogram is created for each field and data is recorded in the lookup table, an image to be processed in the next field is taken in, so that optimum gradation correction can be executed. For example, when processing four screens, four sets of the LUT memory i / f10 and the look-up table memory 11 are required, but the processing can be performed using one set of the histogram i / f circuit 3 and the histogram memory 2.

【0059】連続するフィールドをF1,F2,F3,
F4,・・・とすると、この場合の制御は、フィールド
をF1でヒストグラムi/f回路3とヒストグラムメモ
リ2を用いて第1の画像のルックアップテーブルメモリ
11aを更新し、このテーブルのデータを用いてフィー
ルドF2〜F5までの輝度信号の階調補正を行う。同様
にフィールドF2でヒストグラムi/f回路3とヒスト
グラムメモリ2を用いて第2の画像のルックアップテー
ブルメモリ11bを更新し、このテーブルのデータを用
いてフィールドF3〜F6までの輝度信号の階調補正を
行う。更にフィールドF3でヒストグラムi/f回路3
とヒストグラムメモリ2を用いて画像Cのルックアップ
テーブルメモリ11cを更新し、このテーブルのデータ
を用いてフィールドをF4〜F7までの輝度信号の階調
補正を行うという具合である。
Successive fields are defined as F1, F2, F3,
Assuming that F4,..., The control in this case is to update the look-up table memory 11a of the first image using the histogram i / f circuit 3 and the histogram memory 2 with the field at F1, and to store the data in this table. The gradation correction of the luminance signal in the fields F2 to F5 is performed using the above. Similarly, in the field F2, the look-up table memory 11b of the second image is updated using the histogram i / f circuit 3 and the histogram memory 2, and using the data of this table, the gradation of the luminance signal in the fields F3 to F6 is used. Make corrections. Further, in field F3, the histogram i / f circuit 3
Then, the look-up table memory 11c of the image C is updated using the histogram memory 2 and the data of this table, and the gradation correction of the luminance signals F4 to F7 is performed in the field using the data of this table.

【0060】このように制御すると、画面の数だけのヒ
ストグラムメモリや累積ヒストグラムメモリの必要がな
くなり、1画面分のヒストグラムメモリ、累積ヒストグ
ラムメモリで、最適な階調補正を実現することができ
る。画面にカットが入り、その内容が変わらない限り、
数フレーム単位では画面の輝度分布は大幅に変化しない
ので、一度作成した階調補正のデータは有効であるとい
える。
With this control, the number of histogram memories and cumulative histogram memories corresponding to the number of screens is not required, and the optimum gradation correction can be realized with the histogram memory and cumulative histogram memory for one screen. As long as the screen is cut and the content does not change,
Since the luminance distribution of the screen does not change significantly in several frame units, it can be said that the gradation correction data created once is effective.

【0061】(実施の形態2)次に本発明の第2実施形
態における階調補正装置について図面を参照しつつ説明
する。図3は本実施形態の階調補正装置の構成を示すブ
ロック図であり、従来例及び第1実施形態と同一部分は
同一の符号を付けて説明する。
(Embodiment 2) Next, a gradation correcting apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the tone correction apparatus of the present embodiment, and the same parts as those in the conventional example and the first embodiment are described with the same reference numerals.

【0062】本図においてA/D変換器1は入力された
画像信号(輝度信号)をA/D変換する変換器である。
ヒストグラムメモリ41はデジタル変換された輝度信号
の輝度レベルのヒストグラムを記憶するメモリである。
そのメモリサイズは第1実施形態のものと同一である。
一般にはメモリのアドレスに入力信号の輝度レベルを対
応させ、そのデータに輝度レベルの度数が入るようにす
る。ヒストグラムi/f回路42は、ヒストグラムメモ
リ41の書き込み及び読み出しを制御するインターフェ
ース回路である。
In this figure, an A / D converter 1 is a converter for A / D converting an input image signal (luminance signal).
The histogram memory 41 is a memory for storing a histogram of the luminance level of the digitally converted luminance signal.
The memory size is the same as that of the first embodiment.
Generally, the luminance level of the input signal is made to correspond to the address of the memory, and the frequency of the luminance level is included in the data. The histogram i / f circuit 42 is an interface circuit that controls writing and reading of the histogram memory 41.

【0063】シフタ20はA/D変換器1の出力する輝
度信号のビット幅を小さくするシフタである。シフタ2
0はCPU4から出力される2画面の階調補正のオン/
オフ信号(AI−オン/オフ信号)によってシフトする
か否かを決める回路である。加算器21はシフタ20か
らの輝度レベルにオフセットを加算する加算器である。
第1の論理積回路22は、加算器21においてシフタ2
0からの輝度レベルにオフセット値を加算するか否かを
指示する論理積回路である。第1の論理積回路22には
レジスタ23の出力するオフセット信号と、同期処理回
路18の出力する画面切換信号が与えられる。
The shifter 20 is a shifter for reducing the bit width of the luminance signal output from the A / D converter 1. Shifter 2
0 indicates the on / off state of the two-screen gradation correction output from the CPU 4.
This is a circuit for determining whether or not to shift by an off signal (AI-on / off signal). The adder 21 is an adder that adds an offset to the luminance level from the shifter 20.
The first AND circuit 22 includes a shifter 2 in the adder 21.
This is an AND circuit for instructing whether or not to add an offset value to a luminance level from 0. The first AND circuit 22 is supplied with an offset signal output from the register 23 and a screen switching signal output from the synchronization processing circuit 18.

【0064】レジスタ23は加算器21において加算す
るオフセット値を格納するレジスタである。第2の論理
積回路24は、CPU4から出力されるAI−オン/オ
フ信号によって、シフタ20の出力する輝度信号にオフ
セットを加算するか否かを切り換える論理積回路であ
る。第2の論理積回路24には同期処理回路18の出力
するAI−オン/オフ信号と、第1の論理積回路22の
出力信号が与えられる。以上のシフタ20,レジスタ2
3,加算器21は、各画像に応じてアドレス幅の縮小と
オフセット値の加算とにより、メモリの記録領域を重複
しないように割当てるアドレス信号生成部を構成してい
る。
The register 23 is a register for storing an offset value to be added in the adder 21. The second AND circuit 24 is an AND circuit that switches whether or not to add an offset to the luminance signal output from the shifter 20 according to the AI-ON / OFF signal output from the CPU 4. The second AND circuit 24 is supplied with the AI-ON / OFF signal output from the synchronization processing circuit 18 and the output signal of the first AND circuit 22. Shifter 20 and register 2 described above
3. The adder 21 constitutes an address signal generating unit that allocates the recording areas of the memory so as not to overlap by reducing the address width and adding the offset value according to each image.

【0065】シフタ20へのAI−オン/オフと第2の
論理積回路24のオン/オフとは同期している。CPU
4は、ヒストグラムメモリ41のデータから累積ヒスト
グラムを算出したり、更にルックアップテーブルを算出
するための演算を行う演算制御部である。プログラムR
OM5はCPU4の演算プログラムを格納するROMで
ある。
The AI-ON / OFF of the shifter 20 and the ON / OFF of the second AND circuit 24 are synchronized. CPU
Reference numeral 4 denotes a calculation control unit that calculates a cumulative histogram from the data in the histogram memory 41 and performs a calculation for calculating a look-up table. Program R
OM5 is a ROM for storing the operation program of CPU4.

【0066】レジスタRAM6は、第1の画面(例えば
図4のサンプリング窓D1)の累積ヒストグラムメモリ
8及びルックアップテーブルメモリ43への格納データ
を算出するのに用いるパラメータを格納するためのRA
Mである。レジスタRAM7は、第2の画面(例えば図
4のサンプリング窓D2)の累積ヒストグラムメモリ8
及びルックアップテーブルメモリ43への格納データを
算出するのに用いるパラメータを格納するためのRAM
である。累積ヒストグラムメモリ8は、ヒストグラムメ
モリ41に格納されたヒストグラム分布から演算された
輝度の累積演算結果を記憶するメモリである。一般に
は、メモリのアドレスに輝度レベルを対応させ、そのデ
ータに輝度レベルの度数が入るようにする。
The register RAM 6 stores an RA for storing parameters used for calculating data to be stored in the cumulative histogram memory 8 and the look-up table memory 43 of the first screen (for example, the sampling window D1 in FIG. 4).
M. The register RAM 7 stores a cumulative histogram memory 8 for the second screen (for example, the sampling window D2 in FIG. 4).
And a RAM for storing parameters used for calculating data to be stored in the look-up table memory 43
It is. The cumulative histogram memory 8 is a memory that stores the result of the cumulative calculation of the luminance calculated from the histogram distribution stored in the histogram memory 41. Generally, a luminance level is made to correspond to an address of a memory, and the frequency of the luminance level is included in the data.

【0067】累積メモリi/f回路9は、累積ヒストグ
ラムメモリ8の書き込み及び読み出しを制御し、CPU
4の制御によりヒストグラムメモリ41の処理データの
累積を行うインターフェース回路である。このときCP
U4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算出し、
累積メモリi/f回路9を制御する。ルックアップテー
ブルメモリ43はCPU4で算出された補正データを記
憶するメモリである。一般には、メモリのアドレスに輝
度レベルを対応させ、そのデータに補正データを記憶す
る。
The cumulative memory i / f circuit 9 controls writing and reading of the cumulative histogram memory 8, and
4 is an interface circuit for accumulating the processing data of the histogram memory 41 under the control of 4. At this time CP
U4 calculates a luminance level at which the accumulation starts and a luminance level at which the accumulation stops when calculating the cumulative histogram,
It controls the accumulation memory i / f circuit 9. The lookup table memory 43 is a memory for storing the correction data calculated by the CPU 4. Generally, a luminance level is made to correspond to an address of a memory, and correction data is stored in the data.

【0068】LUTメモリi/f回路44は、ルックア
ップテーブルメモリ43の書き込み及び読み出しを制御
するインターフェース回路である。セレクタ45はLU
Tメモリi/f回路44の出力と加算器21の出力の一
方を選択し、選択結果をルックアップテーブルメモリ4
3のアドレスとして与えるセレクタである。ルックアッ
プテーブルメモリ43の書き込み動作時には、LUTメ
モリi/f回路44の出力を選択し、ルックアップテー
ブルメモリ43の読み出し動作時には、加算器21の出
力する輝度信号を選択し、ルックアップテーブルメモリ
43のアドレスに入力する。
The LUT memory i / f circuit 44 is an interface circuit for controlling writing and reading of the look-up table memory 43. Selector 45 is LU
One of the output of the T memory i / f circuit 44 and the output of the adder 21 is selected, and the selection result is stored in the lookup table memory 4.
3 is a selector given as address 3. At the time of the write operation of the look-up table memory 43, the output of the LUT memory i / f circuit 44 is selected. At the time of the read operation of the look-up table memory 43, the luminance signal output from the adder 21 is selected. Enter the address.

【0069】D/A変換器17はルックアップテーブル
メモリ43のデジタル信号をアナログ信号に変換する変
換器である。同期処理回路18は画像信号の垂直及び水
平表示開始点を初めとする位相情報を認識し、各メモリ
及び各回路のタイミング制御を行う回路である。
The D / A converter 17 is a converter for converting a digital signal in the look-up table memory 43 into an analog signal. The synchronization processing circuit 18 is a circuit that recognizes phase information such as the vertical and horizontal display start points of an image signal and controls the timing of each memory and each circuit.

【0070】このように構成された第2実施形態の階調
補正回路の動作について説明する。図5及び図6は本実
施形態の階調補正回路の動作原理を示す説明図であり、
図8及び図9と同様の形式でヒストグラム等を表示して
いる。まず入力された輝度信号aをA/D変換器1に与
え、デジタル変換された輝度信号b1を生成する。同一
画面上に複数種類の画面(例えば2画面)が存在し、2
画面ともに独立した階調補正を行うものとする。この場
合、2画面階調補正信号であるAI−オン/オフ信号は
オンとなる。そうすると輝度信号b1はシフタ20によ
ってビット幅の小さい信号に変換される。これは図8
(a)に示す入力輝度レベルが例えば1/2に圧縮さ
れ、図6(a)に示すような入力輝度レベルに変換され
る。
The operation of the gradation correction circuit of the second embodiment having the above-described configuration will be described. 5 and 6 are explanatory diagrams showing the operation principle of the gradation correction circuit according to the present embodiment.
A histogram or the like is displayed in the same format as in FIGS. 8 and 9. First, the input luminance signal a is supplied to the A / D converter 1 to generate a digitally converted luminance signal b1. A plurality of types of screens (for example, two screens) exist on the same screen.
It is assumed that independent gradation correction is performed on both screens. In this case, the AI-on / off signal, which is a two-screen gradation correction signal, is turned on. Then, the luminance signal b1 is converted by the shifter 20 into a signal having a small bit width. This is Figure 8
The input luminance level shown in FIG. 6A is compressed to, for example, 、, and is converted into an input luminance level as shown in FIG.

【0071】図3の加算器21は第1及び第2の画像に
対して、シフタ20の出力信号に夫々異なるオフセット
値を加算する。そしてヒストグラムi/f回路42は加
算器21の出力する輝度信号が入力されると、この輝度
信号をヒストグラムメモリ41にアドレスとして与え
る。このときオフセット値は、異なる画像間でヒストグ
ラムメモリ41のアドレスが重ならないような大きな値
をとるものとする。
The adder 21 in FIG. 3 adds different offset values to the output signal of the shifter 20 to the first and second images. When the luminance signal output from the adder 21 is input, the histogram i / f circuit 42 gives the luminance signal to the histogram memory 41 as an address. At this time, the offset value takes a large value so that addresses of the histogram memory 41 do not overlap between different images.

【0072】ヒストグラムi/f回路42は図2の場合
と同様にして、加算器21の出力信号をヒストグラムメ
モリ41のアドレスとし、アクセスされる度にそのアド
レスのデータiに対して1だけ加算してヒストグラムメ
モリ41に戻す。またヒストグラムメモリ41の各アド
レスの度数があるレベル以上にならないように制限を加
える。こうすると、図5(a)に示すように、第1,第
2の画像の輝度分布が同一座標上に同時に得られる。
The histogram i / f circuit 42 uses the output signal of the adder 21 as an address of the histogram memory 41 in the same manner as in the case of FIG. To the histogram memory 41. In addition, the frequency of each address in the histogram memory 41 is restricted so as not to exceed a certain level. In this way, as shown in FIG. 5A, the luminance distributions of the first and second images can be simultaneously obtained on the same coordinates.

【0073】一般に、輝度ヒストグラムを抽出している
期間(サンプル期間)に、画面の全画素がアクセスされ
るとデータ処理を終える。このような動作を一垂直走査
期間行うことによって第1,第2の画像に対する輝度信
号の輝度ヒストグラムを検出することができる。このよ
うなヒストグラムメモリ41の内容は、一定期間ごとに
クリアされて全てのデータが0に初期化される。この処
理周期は一垂直走査期間又はその整数倍に選ばれる。
Generally, when all pixels on the screen are accessed during the period during which the luminance histogram is being extracted (sample period), the data processing is terminated. By performing such an operation for one vertical scanning period, a luminance histogram of a luminance signal for the first and second images can be detected. The contents of the histogram memory 41 are cleared at regular intervals and all data is initialized to zero. This processing cycle is selected to be one vertical scanning period or an integral multiple thereof.

【0074】次にヒストグラムメモリ41のデータをC
PU4が読み出し、ヒストグラムメモリ41に割り当て
られた画面の輝度信号の最小輝度レベルYMIN 、ヒスト
グラムに書き込まれた総度数TPXを検出し、分散DS
Tを計算する。さらにCPU4は第1,第2の画像に対
して全サンプルポイントでの輝度レベルの平均値APL
を算出する。
Next, the data in the histogram memory 41 is stored in C
The PU 4 detects the minimum luminance level YMIN of the luminance signal of the screen allocated to the histogram memory 41 and the total frequency TPX written in the histogram, and detects the variance DS.
Calculate T. Further, the CPU 4 calculates the average value APL of the luminance levels at all sample points for the first and second images.
Is calculated.

【0075】CPU4はこの4つの制御パラメータ(Y
MIN 、TPX、DST、APL)を使用して、ベース値
BSE、累積スタートポイントRST、累積エンドポイ
ントREDの3つの制御パラメータを計算する。
The CPU 4 determines the four control parameters (Y
MIN, TPX, DST, APL) are used to calculate three control parameters: base value BSE, cumulative start point RST, and cumulative end point RED.

【0076】次に、再度ヒストグラムメモリ41からデ
ータを読み出し、既に算出した各制御パラメータを基
に、図5(b)に示すようなリミッタ処理を行い、更に
図5(c)に示すように一定の加算処理を行う。その結
果を補正ヒストグラムデータcとする。ここでは加算す
るベース値BSEが大きいほど累積加算したグラフは直
線に近くなり、加算するベース値BSEが小さいほど累
積加算したグラフは曲線になり、かつ両端が平坦化す
る。
Next, the data is read out again from the histogram memory 41, a limiter process as shown in FIG. 5 (b) is performed based on the control parameters already calculated, and further a fixed process as shown in FIG. 5 (c). Is added. The result is used as corrected histogram data c. Here, as the base value BSE to be added is larger, the graph of the cumulative addition becomes closer to a straight line, and as the base value BSE to be added is smaller, the graph of the cumulative addition becomes a curve, and both ends are flattened.

【0077】そして累積メモリi/f回路9は、CPU
4より与えられる累積スタートポイントRSTと累積エ
ンドポイントRED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d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5(c)及び図6(d)に示す。
The accumulation memory i / f circuit 9 has a CPU
Based on the cumulative start point RST and the cumulative end point RED given from 4, the cumulative histogram data d of the corrected histogram data c is calculated for the range, and the result is stored in the cumulative histogram memory 8.
This situation is shown in FIGS. 5C and 6D.

【0078】次にCPU4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
の最大値が最大輝度レベルhとなるような正規化係数を
求め、この正規化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う。このときの入力輝度
レベルと出力輝度レベルの関係は図6(e)のようにな
る。そしてその結果iをルックアップテーブルメモリ4
3に記憶する。この時、最大輝度レベル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。
Next, the CPU 4 reads out the data from the cumulative histogram memory 8 and obtains a normalization coefficient such that the maximum value of the cumulative histogram data becomes the maximum luminance level h. A normalization process is performed on each data g. The relationship between the input luminance level and the output luminance level at this time is as shown in FIG. Then, the result i is stored in the lookup table memory 4
3 is stored. At this time, by controlling the maximum luminance level h, automatic contrast control (ACL),
An operation like an automatic bright control (ABL) can be performed.

【0079】ダイナミックレンジが広がっている信号
は、図6(d)に示すように累積ヒストグラムが直線に
近くなる。そこで入力画像輝度信号の累積ヒストグラム
を直線に近づけるための補正作業をルックアップテーブ
ルを用いて行う。
For a signal having a wide dynamic range, the cumulative histogram is close to a straight line as shown in FIG. Therefore, a correction operation for making the cumulative histogram of the input image luminance signal close to a straight line is performed using a look-up table.

【0080】ルックアップテーブルメモリ43により、
加算器21の出力信号をアドレスとしてそのデータjを
読み出し、補正出力信号kを得る。図6(f)は補正後
の輝度信号のヒストグラムを示す。そしてD/A変換器
17は、ルックアップテーブルメモリ43からの出力信
号をアナログ信号に変換して画像表示部に出力する。
The look-up table memory 43
The data j is read out using the output signal of the adder 21 as an address to obtain a corrected output signal k. FIG. 6F shows a histogram of the corrected luminance signal. Then, the D / A converter 17 converts the output signal from the look-up table memory 43 into an analog signal and outputs the analog signal to the image display unit.

【0081】同一表示領域に1つの画面しかないか、又
は複数種類の画面が存在したとしてもそのうち1画面の
みに階調補正を行う場合は、2画面階調補正信号である
AI−オン/オフ信号をオフにする。この場合、論理積
回路24を介してレジスタ23から送られてくるオフセ
ット値は0となり、シフタ20もAI−オン/オフ信号
がオフであるのでビット幅縮小動作をストップする。こ
の動作によって1画面のみに階調補正を行うことができ
る。従ってヒストグラムメモリ41、累積ヒストグラム
メモリ8、ルックアップテーブルメモリ43を1画面の
画像に対してフルに使用することができる。尚、同期処
理回路18は、前述した順序で各部の動作が行われるよ
うに各回路の動作タイミングを制御する。
If there is only one screen in the same display area, or if there are a plurality of types of screens and only one of them is to be subjected to gradation correction, the two-screen gradation correction signal AI-on / off Turn off the signal. In this case, the offset value sent from the register 23 through the AND circuit 24 becomes 0, and the shifter 20 also stops the bit width reduction operation because the AI-on / off signal is off. By this operation, gradation correction can be performed on only one screen. Therefore, the histogram memory 41, the cumulative histogram memory 8, and the look-up table memory 43 can be fully used for an image of one screen. The synchronization processing circuit 18 controls the operation timing of each circuit so that the operation of each unit is performed in the order described above.

【0082】このように入力画像信号レベルのビット幅
を小さくすることで、画面の数が増加してもヒストグラ
ムメモリ、累積ヒストグラムメモリ、ルックアップテー
ブルメモリのメモリ量が増加させる必要がなくなる。即
ち1画面分のヒストグラムメモリ、累積ヒストグラムメ
モリ、ルックアップテーブルメモリで、最適な階調補正
を実現することができる。また、複数画面の階調補正の
オフ信号によってヒストグラムメモリやルックアップテ
ーブルメモリをフルに使用した階調補正装置に切り換え
ることができる。
By thus reducing the bit width of the input image signal level, it is not necessary to increase the memory capacity of the histogram memory, the cumulative histogram memory, and the look-up table memory even when the number of screens increases. That is, the optimum gradation correction can be realized by the histogram memory, the cumulative histogram memory, and the look-up table memory for one screen. In addition, it is possible to switch to a gradation correction device that fully uses a histogram memory or a look-up table memory by an off signal of gradation correction for a plurality of screens.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、表示画面
上に複数の画像を表示させる場合も、フィールド毎にヒ
ストグラムメモリにデータを蓄積する画面を切り換える
ことで、ヒストグラムメモリの使用量を増やすことな
く、またヒストグラムメモリインターフェース回路の回
路量を増やすことなく、複数画面に対応した階調補正処
理を実現できる。
As described above, according to the present invention, even when a plurality of images are displayed on the display screen, the screen for storing data in the histogram memory is switched for each field, thereby reducing the amount of the histogram memory used. It is possible to realize gradation correction processing corresponding to a plurality of screens without increasing the number of the histogram memory interface circuits and without increasing the number of circuits.

【0084】また、輝度レベルのビット幅を小さくする
ことでヒストグラムメモリやルックアップテーブルメモ
リの使用量を増やすことなく、またヒストグラムメモリ
インターフェース回路やルックアップテーブルメモリi
/f回路の回路量を増やすことなく、複数画面に対応し
た階調補正処理を実現できる。
By reducing the bit width of the luminance level, the amount of use of the histogram memory and the look-up table memory is not increased, and the histogram memory interface circuit and the look-up table memory i are not increased.
A gradation correction process corresponding to a plurality of screens can be realized without increasing the circuit amount of the / f circuit.

【0085】さらに、複数画面の階調補正オフ信号によ
って、ヒストグラムメモリやルックアップテーブルメモ
リをフルに使用した階調補正装置に切り換えることがで
きる。
Further, it is possible to switch to a gradation correction device using a histogram memory or a look-up table memory fully by a gradation correction off signal for a plurality of screens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の階調補正装置の全体構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a tone correction device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の各実施形態の階調補正装置に用いられ
るヒストグラムメモリi/f回路のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a histogram memory i / f circuit used in the gradation correction device of each embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施形態の階調補正装置の全体構
成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an overall configuration of a tone correction device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】ヒストグラムを得るためのサンプリング窓の説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a sampling window for obtaining a histogram.

【図5】第2実施形態の階調補正装置の各部の動作を説
明するための特性図(その1)である。
FIG. 5 is a characteristic diagram (part 1) for explaining the operation of each unit of the gradation correction apparatus according to the second embodiment.

【図6】第2実施形態の階調補正装置の各部の動作を説
明するための特性図(その2)である。
FIG. 6 is a characteristic diagram (part 2) for explaining the operation of each unit of the gradation correction apparatus according to the second embodiment.

【図7】従来の階調補正装置の構成例を示すブロック図
である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional tone correction device.

【図8】第1実施形態及び従来の階調補正装置の各部の
動作を説明するための特性図(その1)である。
FIG. 8 is a characteristic diagram (part 1) for explaining the operation of each unit of the first embodiment and the conventional tone correction device.

【図9】第1実施形態及び従来の階調補正装置の各部の
動作を説明するための特性図(その2)である。
FIG. 9 is a characteristic diagram (part 2) for explaining the operation of each unit of the first embodiment and the conventional gradation correction device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 A/D変換器 2,41 ヒストグラムメモリ 3,42 ヒストグラムi/f回路 4 CPU 5 プログラムROM 6,7 レジスタRAM 8 累積ヒストグラムメモリ 9 累積メモリi/f回路 11a,11b,45 ルックアップテーブルメモリ 10a,10b,44 LUTメモリi/f回路 12a,12b,16,31,32,36,45 セレ
クタ 15 フィールドカウンタ 17 D/A変換器 18 同期処理回路 20 シフタ 21,33 加算器 22,24 論理積回路 23 レジスタ 34 リミッタ 35 バスセレクタ
Reference Signs List 1 A / D converter 2, 41 Histogram memory 3, 42 Histogram i / f circuit 4 CPU 5 Program ROM 6, 7 Register RAM 8 Cumulative histogram memory 9 Cumulative memory i / f circuit 11a, 11b, 45 Lookup table memory 10a , 10b, 44 LUT memory i / f circuit 12a, 12b, 16, 31, 32, 36, 45 selector 15 field counter 17 D / A converter 18 synchronization processing circuit 20 shifter 21, 33 adder 22, 24 logical product circuit 23 register 34 limiter 35 bus selector

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一画面に複数の画像を同時に表示すると
き、各画像の階調を夫々補正する階調補正装置であっ
て、 入力された夫々の画像の輝度信号について、特定周期T
で画像の輝度度数分布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に対して輝度度数分布のデータ
の書き込み及び読み出し制御をするヒストグラムインタ
ーフェース回路と、 前記ヒストグラムメモリに保持された輝度度数分布のデ
ータを前記ヒストグラムインターフェース回路を介して
取り出して累積輝度度数分布を演算すると共に、得られ
た累積輝度度数分布が所望の形状になるよう制御パラメ
ータを設定し、前記制御パラメータを用いて輝度度数分
布を修正し、修正輝度度数分布を用いて入力輝度信号の
レベルを補正するための補正テーブルを作成する演算制
御部と、 前記演算制御部で作成された複数の画像に対する補正テ
ーブルを少なくとも特定周期Tの間保持する複数のルッ
クアップテーブルメモリと、 各画像が入力される毎に前記複数のルックアップテーブ
ルメモリを切り換えて輝度信号を入力し、前記ルックア
ップテーブルメモリの補正テーブルを用いて各画像の補
正輝度信号を出力する画像切換セレクタと、を具備する
ことを特徴とする階調補正装置。
1. A gradation correcting apparatus for correcting a gradation of each image when a plurality of images are simultaneously displayed on one screen.
A histogram memory that stores a luminance frequency distribution of an image, a histogram interface circuit that controls writing and reading of data of the luminance frequency distribution with respect to the histogram memory, and the data of the luminance frequency distribution held in the histogram memory. Calculating the cumulative luminance frequency distribution by taking out through the histogram interface circuit, setting a control parameter so that the obtained cumulative luminance frequency distribution has a desired shape, and correcting the luminance frequency distribution using the control parameters, An arithmetic control unit for creating a correction table for correcting the level of the input luminance signal using the corrected luminance frequency distribution; and a correction table for a plurality of images created by the arithmetic control unit is held for at least a specific period T. Multiple look-up table memories and each image An image switching selector that switches the plurality of look-up table memories each time a luminance signal is input, inputs a luminance signal, and outputs a corrected luminance signal of each image using the correction table of the look-up table memory. A gradation correction apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記ヒストグラムメモリインターフェー
ス回路は、 複数の画像に対して画像信号のフィールド毎に順次切り
換えて輝度信号を取り込み、同一画面上に表示される複
数の画像の中から1つの画像の輝度度数分布を抽出する
ように制御して前記ヒストグラムメモリに与えるもので
あることを特徴とする請求項1記載の階調補正装置。
2. The histogram memory interface circuit according to claim 1, wherein said plurality of images are sequentially switched for each field of an image signal to fetch a luminance signal, and a luminance of one image is selected from a plurality of images displayed on the same screen. 2. The gradation correcting device according to claim 1, wherein the frequency distribution is controlled so as to be extracted and applied to the histogram memory.
【請求項3】 同一の画像表示領域に1つ以上の画像を
同時に表示するとき、各画像の階調を夫々補正する階調
補正装置であって、 各画像の輝度値をアドレス信号に変換するとき、各画像
に応じてアドレス幅を縮小すると共に、所定のオフセッ
ト値を加算することによりメモリの記録領域を重複しな
いように割り当てるアドレス信号生成部と、 前記アドレス信号生成部アドレスにより変換されたアド
レスに基づいて夫々の画像の輝度値を入力し、特定周期
Tで複数の画像の輝度度数分布をまとめて記憶するヒス
トグラムメモリと、 前記ヒストグラムメモリに対して輝度度数分布のデータ
の書き込み及び読み出し制御をするヒストグラムインタ
ーフェース回路と、 前記ヒストグラムメモリに保持された1つ以上の輝度度
数分布のデータを前記ヒストグラムインターフェース回
路を介して取り出して夫々の累積輝度度数分布を演算す
ると共に、得られた夫々の累積輝度度数分布が所望の形
状になるよう制御パラメータを設定し、前記制御パラメ
ータを用いて夫々の輝度度数分布を修正し、修正輝度度
数分布を用いて各画像の輝度信号のレベルを補正する補
正テーブルを作成する演算制御部と、 前記演算制御部で作成された1つ以上の画像に対する補
正テーブルを少なくとも特定周期Tの間保持し、前記補
正テーブルを用いて各画像の補正輝度信号を出力するル
ックアップテーブルメモリと、を具備することを特徴と
する階調補正装置。
3. A gradation correction device for correcting the gradation of each image when one or more images are simultaneously displayed in the same image display area, wherein the luminance value of each image is converted into an address signal. An address signal generation unit that reduces an address width according to each image and allocates a recording area of a memory so as not to overlap by adding a predetermined offset value; and an address converted by the address signal generation unit address. A histogram memory for inputting the luminance value of each image based on the above, and collectively storing the luminance frequency distributions of a plurality of images at a specific cycle T; A histogram interface circuit, and one or more luminance frequency distribution data held in the histogram memory. The obtained cumulative luminance frequency distribution is calculated via the stogram interface circuit, and control parameters are set so that the obtained cumulative luminance frequency distribution has a desired shape. An arithmetic control unit that corrects the frequency distribution and creates a correction table for correcting the level of the luminance signal of each image using the corrected luminance frequency distribution; and a correction table for one or more images created by the arithmetic control unit. A look-up table memory that holds at least for a specific period T and outputs a corrected luminance signal of each image using the correction table.
【請求項4】 前記アドレス信号生成部は、 画像信号の輝度レベルのビット幅を小さくするシフタ
と、 1つ以上の画像を同時に表示するとき、各画像に応じて
前記シフタの出力データにオフセットを与える加算器
と、を有するものであることを特徴とする請求項3記載
の階調補正装置。
4. An address signal generating section, comprising: a shifter for reducing a bit width of a luminance level of an image signal; and an offset for output data of the shifter according to each image when one or more images are simultaneously displayed. 4. A gradation correcting apparatus according to claim 3, comprising:
【請求項5】 前記シフタ及び前記加算器は、 複数画像の階調補正のオン/オフ信号によって動作又は
非動作に制御されることを特徴とする請求項4記載の階
調補正装置。
5. The gradation correction device according to claim 4, wherein the shifter and the adder are controlled to be activated or deactivated by an on / off signal for gradation correction of a plurality of images.
JP17270596A 1996-07-02 1996-07-02 Gradation correction device Pending JPH1023347A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001075503A (en) * 1999-07-07 2001-03-23 Sharp Corp Display device
CN100463494C (en) * 2005-08-30 2009-02-18 株式会社东芝 Video signal processing apparatus and video signal processing method
US7697723B2 (en) 2005-10-05 2010-04-13 Mitsubishi Electric Corporation Image recognition device

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