JPH10248024A

JPH10248024A - 映像輝度信号の階調補正装置

Info

Publication number: JPH10248024A
Application number: JP9051328A
Authority: JP
Inventors: Atsuhisa Kageyama; 敦久影山; Masahiro Takeshima; 正弘竹島; Hiroko Sugimoto; 浩子杉本; Minoru Kawabata; 稔川端
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 1998-09-14
Anticipated expiration: 2017-03-06
Also published as: JP3549356B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、映像輝度信号の階調補正は映像の黒レ
ベルを検出することで行っていた。この方法では、映像
の白い部分や全体の階調性を改善することができなかっ
た。【解決手段】映像輝度信号を入力とし、その有効映像
期間中の最小値と最大値の両方を検出し、その最大値と
最小値の差から入力輝度信号の階調を補正する係数を決
定し、その係数を入力映像輝度信号に作用させること
で、出力輝度信号を得、階調補正を行うように構成した
ものである。これにより、映像輝度信号の明るい部分
や、明るい部分から暗い部分まで全体的な階調補正を行
うことが可能となり、より効果的な階調補正効果を得る
ことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像機器における
映像輝度信号の階調性の制御（国際特許分類Ｈ０４Ｎ５
/１６）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像輝度信号の階調補正装置は、
特開平４−２６５０７５公報に記載されたものが知られ
ている。

【０００３】図２０は従来の映像輝度信号の階調補正装
置のブロック図を示すものである。図２０において１０
１は入力映像輝度信号、１０２は平均画像レベル（平均
輝度レベル）、１０３は出力映像輝度信号、１０４は黒
伸長アンプ、１０５は黒伸長レベルコントロール回路、
１０６は黒検出回路、１０７はゲインコントロールアン
プ、１０８は黒−ペデスタル比較回路、１０９は黒ピー
クホールド回路、１１０は平均画像レベル検出回路であ
る。

【０００４】以上のように構成された従来の映像輝度信
号の階調補正装置について、以下その動作について説明
する。

【０００５】まず、黒検出回路１０６により入力映像輝
度信号の黒レベル（本発明の最小値に相当する）が検出
される。この黒レベルがペデスタルレベルより大きけれ
ば、ゲインコントロールアンプ１０７のゲインが上がり
黒伸長レベルコントロール回路１０５で黒伸長アンプ１
０４のゲインが上げられ、映像の比較的暗い部分の階調
を黒方向に伸長する事で階調を補正する。階調補正され
た出力映像輝度信号１０３の黒レベルは黒ピークホール
ド回路１０９で検出され、黒−ペデスタル比較回路１０
８で比較し、補正結果がペデスタル以下にならないよう
にゲインコントロールアンプのゲインを調整するととも
に、平均画像レベル検出回路１１０により、平均輝度レ
ベルに応じて黒伸長アンプのゲインをコントロールする
ことで、より最適な黒レベルの階調補正を実現するよう
構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この映像輝度信号の階
調補正装置においては、映像輝度信号の黒レベル（最小
値）のみを検出し、映像輝度信号の暗い部分の階調性の
みを補正するために、映像輝度信号の明るい部分や、全
体的なコントラストを向上させることができないという
問題点を有しており、この問題に対する改善が要求され
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、映像輝度信号を入力とし、その有効映像期
間中の最小値と最大値の両方を検出し、その最大値と最
小値の差から入力輝度信号の階調を補正する係数を決定
し、その係数を入力映像輝度信号に作用させることで、
出力輝度信号を得、階調補正を行うように構成したもの
である。

【０００８】これにより、映像輝度信号の明るい部分
や、明るい部分から暗い部分まで全体的な階調補正を行
うことが可能となり、より効果的な階調補正効果を得る
ことが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最
小値と最大値を検出し、その最大値と最小値の差から入
力輝度信号の階調を補正する係数を決定し、その係数を
入力映像輝度信号に作用させることで、出力輝度信号を
得、階調補正を行うように構成した映像輝度信号の階調
補正装置としたものであり、映像輝度信号の最小値と最
大値を検出し、最小値を出力映像輝度信号の最黒レベ
ル、また、最大値を出力映像輝度信号の最白レベルに割
り当てることで出力輝度信号のダイナミックレンジを効
果的に拡大し、コントラストを改善するという作用を有
する。

【００１０】請求項２に記載の発明は、映像輝度信号の
最小値と最大値を検出する窓を発生するサンプル窓発生
回路と、サンプル窓の中で最小値を検出する最小値検出
回路と、サンプル窓の中で最大値を検出する最大値検出
回路と、最大値から最小値を減算する第１の減算回路
と、この減算結果を分母にし、分子に予め定められた一
定値を入力とした除算回路と、入力輝度信号から最小値
を減算する第２の減算回路と、この減算結果の負の値を
ゼロにリミットする負側リミット回路と、このリミット
回路の出力に除算回路の出力を乗算する乗算回路と、こ
の乗算結果がオーバーフローしないようにするリミット
回路を設けた映像輝度信号の階調補正装置としたもので
あり、映像輝度信号の最小値と最大値を検出し、最小値
を出力映像輝度信号の最黒レベル、また、最大値を出力
映像輝度信号の最白レベルに割り当て、この間の階調補
正係数を、第１の減算回路と除算回路によって求め、乗
算回路によって出力輝度信号のダイナミックレンジを効
果的に補正拡大し、コントラストを改善するという作用
を有する。この際ダイナミックレンジを越えないよう
に、第２の減算回路と負側リミット回路とリミット回路
によって制限することが可能という作用も有する。

【００１１】請求項３に記載の発明は、最小値を検出し
た値に、垂直映像信号周期の平滑フィルターを設け、こ
のフィルターの出力を新たな最小値として取り扱うよう
にすることで、補正処理の安定化を図ったことを特徴と
する請求項１記載の映像輝度信号の階調補正装置とした
ものであり、最小値を平滑フィルターに通すことで、階
調補正処理を安定化するという作用を有する。

【００１２】請求項４に記載の発明は、最大値を検出し
た値に、垂直映像信号周期の平滑フィルターを設け、こ
のフィルターの出力を新たな最大値として取り扱うよう
にすることで、補正処理の安定化を図ったことを特徴と
する請求項１記載の映像輝度信号の階調補正装置とした
ものであり、最大値を平滑フィルターに通すことで、階
調補正処理を安定化するという作用を有する。

【００１３】請求項５に記載の発明は、最小値を検出し
た値に、一定値を加減算する加減算回路を設け、この加
減算回路の出力を新たな最小値として取り扱うようにす
ることで、階調補正の効果量を調整できるようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載の映像輝度信号の階調補正
装置としたものであり、検出された最小値に一定値を加
減算することで映像輝度信号の黒側の補正効果を調整す
ることができるという作用を有する。

【００１４】請求項６に記載の発明は、最大値を検出し
た値に、一定値を加減算する加減算回路を設け、この加
減算回路の出力を新たな最大値として取り扱うようにす
ることで、階調補正の効果量を調整できるようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載の映像輝度信号の階調補正
装置としたものであり、検出された最大値に一定値を加
減算することで映像輝度信号の白側の補正効果を調整す
ることができるという作用を有する。

【００１５】請求項７に記載の発明は、入力映像輝度信
号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路
を設け、この平均輝度レベルで、請求項５記載の一定値
を変化させるための加減算回路を設け、平均輝度レベル
に応じて階調補正の効果を調整することを特徴とする請
求項５記載の映像輝度信号の階調補正装置としたもので
あり、入力映像輝度信号の平均輝度レベルにより黒側の
階調補正効果を映像の平均輝度レベルに応じてさらに調
整することができるという作用を有する。

【００１６】請求項８に記載の発明は、入力映像輝度信
号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路
を設け、この平均輝度レベルで、請求項６記載の一定値
を変化させるための加減算回路を設け、平均輝度レベル
に応じて階調補正の効果を調整することを特徴とする請
求項６記載の映像輝度信号の階調補正装置としたもので
あり、入力映像輝度信号の平均輝度レベルにより白側の
階調補正効果を映像の平均輝度レベルに応じてさらに調
整することができるという作用を有する。

【００１７】請求項９に記載の発明は、最小値を検出し
た値に、この値と予め設定するリミット値を入力とし、
そのうちの小さいほうの値を新たな最小値としとして出
力する最小値選択回路を設けることで階調補正の効果を
制限することを特徴とする請求項１記載の映像輝度信号
の階調補正装置としたものであり、検出された最小値に
対して、その値がある値以上にならないように制限する
ことで、階調の伸びすぎを防止し、より自然な階調補正
を行うことができるという作用を有する。

【００１８】請求項１０に記載の発明は、最大値を検出
した値に、この値と予め設定するリミット値を入力と
し、そのうちの大きいほうの値を新たな最大値としとし
て出力する最大値選択回路を設けることで階調補正の効
果を制限することを特徴とする請求項１記載の映像輝度
信号の階調補正装置としたものであり、検出された最大
値に対して、その値がある値以下にならないように制限
することで、階調の伸びすぎを防止し、より自然な階調
補正を行うことができるという作用を有する。

【００１９】請求項１１に記載の発明は、入力映像輝度
信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回
路を設け、この平均輝度レベルで、請求項９記載のリミ
ット値を変化させるための加減算回路を設け、平均輝度
レベルに応じて最小値のリミットレベルを変化させるこ
とで階調補正の効果を調整することを特徴とする請求項
９記載の映像輝度信号の階調補正装置としたものであ
り、入力映像輝度信号の平均輝度レベルにより、検出さ
れた最小値に対して、その値がある値以上にならないよ
うに制限する制限値を補正することで、入力映像輝度信
号の平均輝度レベルに応じて階調の伸びすぎを防止し、
より自然な階調補正を行うことができるという作用を有
する。

【００２０】請求項１２に記載の発明は、入力映像輝度
信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回
路を設け、この平均輝度レベルで、請求項１０記載のリ
ミット値を変化させるための加減算回路を設け、平均輝
度レベルに応じて最大値のリミットレベルを変化させる
ことで階調補正の効果を調整することを特徴とする請求
項１０記載の映像輝度信号の階調補正装置としたもので
あり、入力映像輝度信号の平均輝度レベルにより、検出
された最大値に対して、その値がある値以下にならない
ように制限する制限値を補正することで、入力映像輝度
信号の平均輝度レベルに応じて階調の伸びすぎを防止
し、より自然な階調補正を行うことができるという作用
を有する。

【００２１】請求項１３に記載の発明は、補正係数決定
回路により、決定された補正係数と予め設定されるリミ
ット値を入力とし、補正係数をリミット値以下に制限す
ることで階調補正の効果を制限することを特徴とする請
求項１記載の映像輝度信号の階調補正装置としたもので
あり、決定された補正係数の値が大きい時に階調性を伸
張する量が大きいとしたときに、その補正係数をリミッ
ト値により制限することで補正効果を制限し、より自然
な階調補正を行うことができるという作用を有する。

【００２２】請求項１４に記載の発明は、入力映像輝度
信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回
路を設け、この平均輝度レベルで、請求項１３記載のリ
ミット値を変化させるための加減算回路を設け、平均輝
度レベルに応じてリミット回路のリミットレベルを変化
させることで階調補正の効果を調整することを特徴とす
る請求項１３記載の映像輝度信号の階調補正装置とした
ものであり、決定された補正係数の値が大きい時に階調
性を伸張する量が大きいとしたときに、その補正係数を
入力映像輝度信号の平均輝度レベルに応じてリミット値
により制限することで、より自然な階調補正を行うこと
ができるという作用を有する。

【００２３】請求項１５に記載の発明は、入力映像輝度
信号の水平同期信号と垂直同期信号を入力とし、映像輝
度信号の最小値と最大値を検出する窓を発生するサンプ
ル窓発生回路と、サンプル窓の中で最小値を検出する最
小値検出回路と、この最小値に対して垂直映像信号周期
で平滑化をする第１の平滑フィルターと、このフィルタ
ーの出力に第１の一定値を加減算する第１の加減算回路
と、この第１の加減算回路の出力を予め設定した第１の
リミット値以下に制限する最小値選択回路と、サンプル
窓の中で最大値を検出する最大値検出回路と、この最大
値に対して垂直映像信号周期で平滑化をする第２の平滑
フィルターと、このフィルターの出力に第２の一定値を
加減算する第２の加減算回路と、この第２の加減算回路
の出力を予め設定した第２のリミット値以上に制限する
最大値選択回路と、最大値選択回路の出力から最小値選
択回路の出力を減算する第１の減算回路と、この減算結
果を分母にし、分子に予め定められた第３の一定値を入
力とした除算回路と、この除算回路の出力と予め設定し
た第３のリミット値を比較し除算回路の出力値を第３の
リミット値以下に制限する第１のリミット回路と、入力
輝度信号から最小値選択回路の出力を減算する第２の減
算回路と、この減算結果の負の値をゼロにリミットする
負側リミット回路と、この負側リミット回路の出力に第
１のリミット回路の出力を乗算する乗算回路と、この乗
算結果がオーバーフローしないようにする第２のリミッ
ト回路を設けた映像輝度信号の階調補正装置としたもの
であり、サンプル窓発生回路により、映像の任意の範囲
の最大値、最小値を検出し、平滑フィルターにより処理
を安定化でき、第１、第２の加減算回路、最大値選択回
路、最小値選択回路、第１のリミット回路によって補正
効果を調整でき、負側リミット回路、第２のリミット回
路により、ダイナミックレンジを越えることを防止する
ことができるという作用を有する。

【００２４】請求項１６に記載の発明は、入力映像輝度
信号のうち、サンプル窓発生回路から出力されたサンプ
ル窓内の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出
回路を設け、これによって検出した平均輝度レベルをゲ
インコントロールする第１のゲインコントロール回路
と、平均輝度レベルをゲインコントロールする第２のゲ
インコントロール回路と、平均輝度レベルをゲインコン
トロールする第３のゲインコントロール回路と、平均輝
度レベルをゲインコントロールする第４のゲインコント
ロール回路と、平均輝度レベルをゲインコントロールす
る第５のゲインコントロール回路と、第１のゲインコン
トロール回路の出力に第１の一定値を加減算し、この結
果を新たな第１の一定値に置き換えて出力する第１の加
減算回路と、第２のゲインコントロール回路の出力に第
２の一定値を加減算し、この結果を新たな第２の一定値
に置き換えて出力する第２の加減算回路と、第３のゲイ
ンコントロール回路の出力に第１のリミット値を加減算
し、この結果を新たな第１のリミット値に置き換えて出
力する第３の加減算回路と、第４のゲインコントロール
回路の出力に第２のリミット値を加減算し、この結果を
新たな第２のリミット値に置き換えて出力する第４の加
減算回路と、第５のゲインコントロール回路の出力に第
３のリミット値を加減算し、この結果を新たな第３のリ
ミット値に置き換えて出力する第５の加減算回路とを具
備し、入力映像輝度信号の平均輝度レベルに応じて、階
調補正の補正効果を制御することを特徴とした請求項１
５記載の映像輝度信号の階調補正装置としたものであ
り、入力映像輝度信号の平均輝度レベルに応じて、請求
項１５に記載する各効果制御値（一定値、リミット値）
を調整することで、より自然な階調補正を行うことがで
きるという作用を有する。

【００２５】請求項１７に記載の発明は、映像信号のペ
デスタルレベルを検出するペデスタルレベル検出回路と
このペデスタルレベル検出結果をもとに、ペデスタルレ
ベルと入力映像輝度信号のレベルを比較する比較回路
と、この比較結果により、入力映像輝度信号がペデスタ
ルレベルより小さい時は、本階調補正を停止すること
で、同期信号へ階調補正がかかることを防止することを
特徴とする請求項２記載の映像輝度信号の階調補正装置
としたものであり、入力映像輝度信号がペデスタルレベ
ル以下のとき、つまり映像同期信号部分において、本発
明の階調補正効果をなくすことで、同期信号への影響を
なくすことができるという作用を有する。

【００２６】請求項１８に記載の発明は、映像信号のペ
デスタルレベルを検出するペデスタルレベル検出回路と
この検出されたペデスタルレベルを出力映像輝度信号に
加算するための加算回路を設け、階調補正前後のペデス
タルレベルを一定にすることを特徴とする請求項２記載
の映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、入力
映像輝度信号のペデスタルレベルと出力映像輝度信号の
ペデスタルレベルを同じにすることができるという作用
を有する。

【００２７】（実施の形態１）以下に本発明の請求項１
に記載された発明の形態について、図１及び図２を用い
て説明する。

【００２８】図１は、本発明のブロック図、図２は本発
明の階調補正装置の入出力特性を示し、図１において、
１は最小値検出回路で入力映像輝度信号ａの各フィール
ドまたはフレーム単位での最小値を検出する。２は最大
値検出回路で入力映像輝度信号ａの各フィールドまたは
フレーム単位での最大値を検出する。３は減算回路で最
大値ｃから最小値ｂを減算し、輝度分布量ｄを出力す
る。４は補正係数決定回路で輝度分布量ｄから入力映像
輝度信号ａの補正量である補正係数ｅを演算により決定
する。５は補正回路で補正係数ｅを入力映像輝度信号ａ
に作用させることで出力映像輝度信号ｆを得る。図２に
おいて、検出された最小値と最大値を結ぶ直線の傾きが
補正係数ｅである。この補正係数ｅを入力映像輝度信号
ａに乗算することで、出力映像輝度信号ｆに変換し階調
補正を行うように構成されている。

【００２９】（実施の形態２）つぎに、本発明の請求項
２に記載された発明の形態について、図３及び図２を用
いて説明する。

【００３０】図３は、本発明のブロック図を示し、図３
において１〜３は実施の形態１と同様な構成である、６
は除算回路で輝度分布量ｄを分母に、分子には一定値ｒ
を入力し補正係数ｅを出力する。この一定値ｒは、出力
映像輝度信号の最大輝度レベルに相当する。例えば、出
力映像輝度信号が８ビットである時は、２５６（十進
数）などを与えるものである。７はサンプル窓発生回路
で水平同期信号ｋと垂直同期信号ｌを入力とし、カウン
ター回路により、最大値、最小値を検出したい所望のサ
ンプリング窓ｇを発生することができる。８は第２の減
算回路で入力映像輝度信号ａから最小値ｂを減算し、減
算映像輝度信号ｈを出力する。９は第２の減算回路で得
られた減算映像輝度信号ｈの不の部分つまり入力映像輝
度信号ａの最小値ｂ以下の部分をゼロにリミットし、補
正映像輝度信号ｉを出力する。１０は乗算回路で補正映
像輝度信号ｉに補正係数ｅを乗算し、乗算映像輝度信号
ｊを出力する。そして、１１はリミット回路であり、乗
算映像輝度信号ｊがダイナミックレンジを越えないよう
に振幅制限する。以上のような構成により、図２に示す
ような入出力特性を持つような階調補正を実現する構成
となっている。

【００３１】（実施の形態３）つぎに、本発明の請求項
３に記載された発明の形態について、図４を用いて説明
する。

【００３２】図４は、本発明のブロック図を示し、図４
において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。１
２は平滑フィルターであり最小値ｂに対し垂直映像信号
周期（フィールドまたはフレーム周期）の巡回フィルタ
リングまたは平均値フィルタリングを行い、最小値の垂
直映像信号周期での変動を滑らかに平滑化することで処
理を安定化する構成となっている。

【００３３】（実施の形態４）つぎに、本発明の請求項
４に記載された発明の形態について、図５を用いて説明
する。

【００３４】図５は、本発明のブロック図を示し、図５
において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。１
２は平滑フィルターであり最大値ｂに対し垂直映像信号
周期（フィールドまたはフレーム周期）の巡回フィルタ
リングまたは平均値フィルタリングを行い、最大値の垂
直映像信号周期での変動を滑らかに平滑化することで処
理を安定化する構成となっている。

【００３５】（実施の形態５）つぎに、本発明の請求項
５に記載された発明の形態について、図６及び図２を用
いて説明する。

【００３６】図６は、本発明のブロック図を示し、図６
において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。１
３は加減算回路で最小値ｂに予め設定した一定値ｍを加
減算し、それを新たな最小値ｂ’とすることで、図２に
示す最小値の位置を移動することにより階調補正の効果
を制御するように構成されている。

【００３７】（実施の形態６）つぎに、本発明の請求項
６に記載された発明の形態について、図７及び図２を用
いて説明する。

【００３８】図７は、本発明のブロック図を示し、図７
において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。１
３は加減算回路で最大値ｃに予め設定した一定値ｍを加
減算し、それを新たな最小値ｃ’とすることで、図２に
示す最大値の位置を移動することにより階調補正の効果
を制御するように構成されている。

【００３９】（実施の形態７）つぎに、本発明の請求項
７に記載された発明の形態について、図８及び図２を用
いて説明する。

【００４０】図８は、本発明のブロック図を示し、図８
において１〜５および１３は実施の形態５と同様な構成
である。１４は平均輝度レベル検出回路で入力映像輝度
信号ａの平均輝度レベルｎを検出し出力する。１５は加
減算回路で予め設定した一定値ｍに対して平均輝度レベ
ルの加減算を行い平均輝度レベル補正一定値ｍ’を出力
する。このｍ’を実施の形態５の一定値と同様に処理す
ることで、平均輝度レベルｎに応じて新たな最小値ｂ’
を求めることができ、平均輝度レベルに応じて図２に示
す最小値の位置を移動することにより階調補正の効果を
制御するように構成されている。

【００４１】（実施の形態８）つぎに、本発明の請求項
８に記載された発明の形態について、図９及び図２を用
いて説明する。

【００４２】図９は、本発明のブロック図を示し、図９
において１〜５および１３は実施の形態６と同様な構成
である。１４は平均輝度レベル検出回路で入力映像輝度
信号ａの平均輝度レベルｎを検出し出力する。１５は加
減算回路で予め設定した一定値ｍに対して平均輝度レベ
ルの加減算を行い平均輝度レベル補正一定値ｍ’を出力
する。このｍ’を実施の形態６の一定値と同様に処理す
ることで、平均輝度レベルｎに応じて新たな最大値ｃ’
を求めることができ、平均輝度レベルに応じて図２に示
す最大値の位置を移動することにより階調補正の効果を
制御するように構成されている。

【００４３】（実施の形態９）つぎに、本発明の請求項
９に記載された発明の形態について、図１０及び図２を
用いて説明する。

【００４４】図１０は、本発明のブロック図を示し、図
１０において１〜５は実施の形態１と同様な構成であ
る。１６は最小値選択回路で最小値ｂと予め設定したリ
ミット値ｏを比較し、最小値ｂがリミット値ｏより大き
くならないように最小値の値を制限し、それを新たな最
小値ｂ’として出力することで、図２に示す最小値の位
置が右に行き過ぎないように制限することにより階調補
正の効果を制限するように構成されている。

【００４５】（実施の形態１０）つぎに、本発明の請求
項１０に記載された発明の形態について、図１１及び図
２を用いて説明する。

【００４６】図１１は、本発明のブロック図を示し、図
１１において１〜５は実施の形態１と同様な構成であ
る。１７は最大値選択回路で最大値ｃと予め設定したリ
ミット値ｐを比較し、最大値ｃがリミット値ｐより大き
くならないように最大値の値を制限し、それを新たな最
小値ｃ’として出力することで、図２に示す最大値の位
置が左に行き過ぎないように制限することにより階調補
正の効果を制限するように構成されている。

【００４７】（実施の形態１１）つぎに、本発明の請求
項１１に記載された発明の形態について、図１２及び図
２を用いて説明する。

【００４８】図１２は、本発明のブロック図を示し、図
１２において１〜５および１６は実施の形態９と同様な
構成である。１４は平均輝度レベル検出回路であり、実
施の形態７と同じ構成である。１８は加減算回路で平均
輝度レベルｍと予め設定したリミット値ｏを加減算し、
新たなリミット値ｏ’として最小値選択回路１６に与え
ることにより、最小値ｂがリミット値ｏ’より大きくな
らないように最小値の値を制限し、それを新たな最小値
ｂ’として出力することで、図２に示す最小値の位置が
右に行き過ぎないように平均輝度レベルに応じて制限す
ることにより階調補正の効果を制限するように構成され
ている。

【００４９】（実施の形態１２）つぎに、本発明の請求
項１２に記載された発明の形態について、図１３及び図
２を用いて説明する。

【００５０】図１３は、本発明のブロック図を示し、図
１３において１〜５および１７は実施の形態１０と同様
な構成である。１４は平均輝度レベル検出回路であり、
実施の形態７と同じ構成である。１９は加減算回路で平
均輝度レベルｍと予め設定したリミット値ｐを加減算
し、新たなリミット値ｐ’として最大値選択回路１７に
与えることにより、最大値ｃがリミット値ｐ’より大き
くならないように最大値の値を制限し、それを新たな最
大値ｃ’として出力することで、図２に示す最大値の位
置が左に行き過ぎないように平均輝度レベルに応じて制
限することにより階調補正の効果を制限するように構成
されている。

【００５１】（実施の形態１３）つぎに、本発明の請求
項１３に記載された発明の形態について、図１４及び図
２を用いて説明する。

【００５２】図１４は、本発明のブロック図を示し、図
１４において１〜５は実施の形態１と同様な構成であ
る。２３はリミット回路で予め設定したリミット値ｑと
補正係数ｅを比較し、補正係数ｅがリミット値ｑより大
きくならないようにリミットした後、新たな補正係数
ｅ’として出力し階調補正を行うことで図２に示す入出
力特性の傾きが急峻になり過ぎないように制限を行うこ
とにより階調補正の効果を制限するように構成されてい
る。

【００５３】（実施の形態１４）つぎに、本発明の請求
項１４に記載された発明の形態について、図１５及び図
２を用いて説明する。

【００５４】図１５は、本発明のブロック図を示し、図
１５において１〜５は実施の形態１と同様な構成であ
る。また、２３はリミット回路で実施の形態１３と同様
な構成である。また、１４は平均輝度レベル検出回路で
あり、実施の形態７と同じ構成である。２０は加減算回
路で予め設定したリミット値ｑと平均輝度レベルｍを加
減算し、新たなリミット値ｑ’を出力する。リミット回
路２３は、新たなリミット値ｑ’と補正係数ｅを比較
し、補正係数ｅがリミット値ｑ’より大きくならないよ
うにリミットした後、新たな補正係数ｅ’として出力し
階調補正を行うことで図２に示す入出力特性の傾きが急
峻になり過ぎないように平均輝度レベルに応じて制限を
行うことにより階調補正の効果を制限するように構成さ
れている。

【００５５】（実施の形態１５）つぎに、本発明の請求
項１５に記載された発明の形態について、図１６を用い
て説明する。

【００５６】図１６は、本発明のブロック図を示し、図
１６において１〜５は実施の形態１と同様な構成であ
る。また、６〜１１は実施の形態２と同様な構成であ
る。また１２は実施の形態３と同様な構成である。２１
は平滑フィルターであり、実施の形態４の平滑フィルタ
ーと同様な構成である。１３は実施の形態５と同様な構
成である。２２は加減算回路で実施の形態６の加減算回
路と同様な構成である。１６は実施の形態９と同様な構
成である。１７は実施の形態１０と同様な構成である。
２３は実施の形態１３と同様な構成である。以上のよう
な構成で処理の安定性があり、滑らかで、かつ、階調補
正の効果を任意に設定可能な階調補正装置を実現でき
る。

【００５７】（実施の形態１６）つぎに、本発明の請求
項１６に記載された発明の形態について、図１７を用い
て説明する。

【００５８】図１７は、本発明のブロック図を示し、図
１７において１〜１３、２１〜２３は実施の形態１５と
同様な構成である。１４は平均輝度レベル検出回路であ
り、実施の形態７と同様な構成である。２４は第１のゲ
インコントロール回路であり平均輝度レベルｎのゲイン
コントロールを行いこれを第３の加減算回路３２で第２
の一定値ｓに加減算し新たな第２の一定値ｓ’とし、こ
れを第２の加減算回路２２の加減算値とする。また、２
５は第２のゲインコントロール回路であり平均輝度レベ
ルｎのゲインコントロールを行いこれを第４の加減算回
路３３で第１の一定値ｍに加減算し新たな第１の一定値
ｍ’とし、これを第１の加減算回路１３の加減算値とす
る。２６は第３のゲインコントロール回路であり平均輝
度レベルｎのゲインコントロールを行いこれを第５の加
減算回路３４で第２のリミット値ｏに加減算し新たな第
２のリミット値ｏ’とし、これを最大値選択回路１７の
リミット値とする。２７は第４のゲインコントロール回
路であり平均輝度レベルｎのゲインコントロールを行い
これを第６の加減算回路３５で第１のリミット値ｐに加
減算し新たな第１のリミット値ｐ’とし、これを最小値
選択回路１６のリミット値とする。３７は第５のゲイン
コントロール回路であり平均輝度レベルｎのゲインコン
トロールを行いこれを第７の加減算回路３６で第３のリ
ミット値ｑに加減算し新たな第３のリミット値ｑ’と
し、これを第１のリミット回路２３のリミット値とす
る。以上のような構成で処理の安定性があり、滑らか
で、かつ、階調補正の効果を平均輝度レベルに応じて任
意に設定可能な階調補正装置を実現できる。

【００５９】（実施の形態１７）つぎに、本発明の請求
項１７に記載された発明の形態について、図１８を用い
て説明する。

【００６０】図１８は、本発明のブロック図を示し、図
１８において１〜３および６〜１１の構成は実施の形態
２と同様な構成である。２８はペデスタルレベル検出回
路で入力映像輝度信号ａのバックポーチまたはフロント
ポーチ部分の輝度レベルを検出しペデスタルレベルｕを
出力する。２９は比較回路であり、入力映像輝度信号ａ
とペデスタルレベルｕを比較し入力映像輝度信号ａがペ
デスタル以下かどうかの判定信号ｖを出力する。３０は
補正停止回路で判定信号ｖがペデスタル以下のときに補
正係数ｅを補正停止状態に切り替える。これにより、同
期信号へ階調補正を行うことへの副作用を防止すること
ができる。

【００６１】（実施の形態１８）つぎに、本発明の請求
項１８に記載された発明の形態について、図１９を用い
て説明する。

【００６２】図１９は、本発明のブロック図を示し、図
１９において１〜３および６〜１１の構成は実施の形態
２と同様な構成である。２８は実施の形態１７と同様な
構成である。３１は加算回路で補正出力輝度信号ｆにペ
デスタルレベルｕを加算することで入力映像輝度信号と
同じペデスタルレベルを持つ補正出力輝度信号ｗを出力
する。３８は第３のリミット回路で加算回路３１でのオ
ーバーフローを防止し出力映像輝度信号ｘを出力する。
これにより、入力と出力のペデスタルレベルの等しい階
調補正装置が実現できる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、映像輝度
信号の明るい部分や、明るい部分から暗い部分まで全体
的な階調補正を行うことが可能となり、より効果的な階
調補正効果を得ることと、この階調補正が映像の同期信
号部分へかかることを防止し、入出力のペデスタルレベ
ルの等しい階調補正を実現することができるという有利
な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階
調補正装置のブロック構成図

【図２】同映像輝度信号の階調補正装置の入出力特性図

【図３】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階
調補正装置のブロック構成図

【図４】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階
調補正装置のブロック構成図

【図５】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階
調補正装置のブロック構成図

【図６】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階
調補正装置のブロック構成図

【図７】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階
調補正装置のブロック構成図

【図８】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階
調補正装置のブロック構成図

【図９】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階
調補正装置のブロック構成図

【図１０】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の
階調補正装置のブロック構成図

【図１１】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の
階調補正装置のブロック構成図

【図１２】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の
階調補正装置のブロック構成図

【図１３】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の
階調補正装置のブロック構成図

【図１４】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の
階調補正装置のブロック構成図

【図１５】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の
階調補正装置のブロック構成図

【図１６】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の
階調補正装置のブロック構成図

【図１７】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の
階調補正装置のブロック構成図

【図１８】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の
階調補正装置のブロック構成図

【図１９】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の
階調補正装置のブロック構成図

【図２０】従来の映像輝度信号の階調補正装置のブロッ
ク構成図

【符号の説明】

１最小値検出回路２最大値検出回路３減算回路４補正係数決定回路５補正回路６除算回路７サンプル窓検出回路８減算回路９負側リミット回路１０乗算回路１１リミット回路１２平滑フィルター１３加減算回路１４平均輝度レベル検出回路１５加減算回路１６最小値選択回路１７最大値選択回路１８加減算回路１９加減算回路２０加減算回路２１平滑フィルター２２加減算回路２３リミット回路２４ゲインコントロール回路２５ゲインコントロール回路２６ゲインコントロール回路２７ゲインコントロール回路２８ペデスタルレベル検出回路２９比較回路３０補正停止回路３１加算回路３２加減算回路３３加減算回路３４加減算回路３５加減算回路３６加減算回路３７ゲインコントロール回路１０４黒伸長アンプ１０５黒伸長レベルコントロール回路１０６黒検出回路１０７ゲインコントロールアンプ１０８黒−ペデスタル比較回路１０９黒ピークホールド回路１１０平均画像レベル検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川端稔大阪府茨木市松下町１番１号株式会社松下エーヴィシー・テクノロジー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像輝度信号を入力とし、その有効映像
期間中の最小値と最大値を検出し、その最大値と最小値
の差から入力輝度信号の階調を補正する係数を決定し、
その係数を入力映像輝度信号に作用させることで、出力
輝度信号を得、階調補正を行うように構成した映像輝度
信号の階調補正装置。
【請求項２】映像輝度信号の最小値と最大値を検出す
る窓を発生するサンプル窓発生回路と、サンプル窓の中
で最小値を検出する最小値検出回路と、サンプル窓の中
で最大値を検出する最大値検出回路と、最大値から最小
値を減算する第１の減算回路と、この減算結果を分母に
し、分子に予め定められた一定値を入力とした除算回路
と、入力輝度信号から最小値を減算する第２の減算回路
と、この減算結果の負の値をゼロにリミットする負側リ
ミット回路と、このリミット回路の出力に除算回路の出
力を乗算する乗算回路と、この乗算結果がオーバーフロ
ーしないようにするリミット回路を設けた映像輝度信号
の階調補正装置。
【請求項３】最小値を検出した値に、垂直映像信号周
期の平滑フィルターを設け、このフィルターの出力を新
たな最小値として取り扱うようにすることで、補正処理
の安定化を図ったことを特徴とする請求項１記載の映像
輝度信号の階調補正装置。
【請求項４】最大値を検出した値に、垂直映像信号周
期の平滑フィルターを設け、このフィルターの出力を新
たな最大値として取り扱うようにすることで、補正処理
の安定化を図ったことを特徴とする請求項１記載の映像
輝度信号の階調補正装置。
【請求項５】最小値を検出した値に、一定値を加減算
する加減算回路を設け、この加減算回路の出力を新たな
最小値として取り扱うようにすることで、階調補正の効
果量を調整できるようにしたことを特徴とする請求項１
記載の映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項６】最大値を検出した値に、一定値を加減算
する加減算回路を設け、この加減算回路の出力を新たな
最大値として取り扱うようにすることで、階調補正の効
果量を調整できるようにしたことを特徴とする請求項１
記載の映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項７】入力映像輝度信号の平均輝度レベルを検
出する平均輝度レベル検出回路を設け、この平均輝度レ
ベルで、請求項５記載の一定値を変化させるための加減
算回路を設け、平均輝度レベルに応じて階調補正の効果
を調整することを特徴とする請求項５記載の映像輝度信
号の階調補正装置。
【請求項８】入力映像輝度信号の平均輝度レベルを検
出する平均輝度レベル検出回路を設け、この平均輝度レ
ベルで、請求項６記載の一定値を変化させるための加減
算回路を設け、平均輝度レベルに応じて階調補正の効果
を調整することを特徴とする請求項６記載の映像輝度信
号の階調補正装置。
【請求項９】最小値を検出した値に、この値と予め設
定するリミット値を入力とし、そのうちの小さいほうの
値を新たな最小値としとして出力する最小値選択回路を
設けることで階調補正の効果を制限することを特徴とす
る請求項１記載の映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項１０】最大値を検出した値に、この値と予め
設定するリミット値を入力とし、そのうちの大きいほう
の値を新たな最大値としとして出力する最大値選択回路
を設けることで階調補正の効果を制限することを特徴と
する請求項１記載の映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項１１】入力映像輝度信号の平均輝度レベルを
検出する平均輝度レベル検出回路を設け、この平均輝度
レベルで、請求項９記載のリミット値を変化させるため
の加減算回路を設け、平均輝度レベルに応じて最小値の
リミットレベルを変化させることで階調補正の効果を調
整することを特徴とする請求項９記載の映像輝度信号の
階調補正装置。
【請求項１２】入力映像輝度信号の平均輝度レベルを
検出する平均輝度レベル検出回路を設け、この平均輝度
レベルで、請求項１０記載のリミット値を変化させるた
めの加減算回路を設け、平均輝度レベルに応じて最大値
のリミットレベルを変化させることで階調補正の効果を
調整することを特徴とする請求項１０記載の映像輝度信
号の階調補正装置。
【請求項１３】補正係数決定回路により、決定された
補正係数と予め設定されるリミット値を入力とし、補正
係数をリミット値以下に制限することで階調補正の効果
を制限することを特徴とする請求項１記載の映像輝度信
号の階調補正装置。
【請求項１４】入力映像輝度信号の平均輝度レベルを
検出する平均輝度レベル検出回路を設け、この平均輝度
レベルで、請求項１３記載のリミット値を変化させるた
めの加減算回路を設け、平均輝度レベルに応じてリミッ
ト回路のリミットレベルを変化させることで階調補正の
効果を調整することを特徴とする請求項１３記載の映像
輝度信号の階調補正装置。
【請求項１５】入力映像輝度信号の水平同期信号と垂
直同期信号を入力とし、映像輝度信号の最小値と最大値
を検出する窓を発生するサンプル窓発生回路と、サンプ
ル窓の中で最小値を検出する最小値検出回路と、この最
小値に対して垂直映像信号周期で平滑化をする第１の平
滑フィルターと、このフィルターの出力に第１の一定値
を加減算する第１の加減算回路と、この第１の加減算回
路の出力を予め設定した第１のリミット値以下に制限す
る最小値選択回路と、サンプル窓の中で最大値を検出す
る最大値検出回路と、この最大値に対して垂直映像信号
周期で平滑化をする第２の平滑フィルターと、このフィ
ルターの出力に第２の一定値を加減算する第２の加減算
回路と、この第２の加減算回路の出力を予め設定した第
２のリミット値以上に制限する最大値選択回路と、最大
値選択回路の出力から最小値選択回路の出力を減算する
第１の減算回路と、この減算結果を分母にし、分子に予
め定められた第３の一定値を入力とした除算回路と、こ
の除算回路の出力と予め設定した第３のリミット値を比
較し除算回路の出力値を第３のリミット値以下に制限す
る第１のリミット回路と、入力輝度信号から最小値選択
回路の出力を減算する第２の減算回路と、この減算結果
の負の値をゼロにリミットする負側リミット回路と、こ
の負側リミット回路の出力に第１のリミット回路の出力
を乗算する乗算回路と、この乗算結果がオーバーフロー
しないようにする第２のリミット回路を設けた映像輝度
信号の階調補正装置。
【請求項１６】入力映像輝度信号のうち、サンプル窓
発生回路から出力されたサンプル窓内の平均輝度レベル
を検出する平均輝度レベル検出回路を設け、これによっ
て検出した平均輝度レベルをゲインコントロールする第
１のゲインコントロール回路と、平均輝度レベルをゲイ
ンコントロールする第２のゲインコントロール回路と、
平均輝度レベルをゲインコントロールする第３のゲイン
コントロール回路と、平均輝度レベルをゲインコントロ
ールする第４のゲインコントロール回路と、平均輝度レ
ベルをゲインコントロールする第５のゲインコントロー
ル回路と、第１のゲインコントロール回路の出力に第１
の一定値を加減算し、この結果を新たな第１の一定値に
置き換えて出力する第１の加減算回路と、第２のゲイン
コントロール回路の出力に第２の一定値を加減算し、こ
の結果を新たな第２の一定値に置き換えて出力する第２
の加減算回路と、第３のゲインコントロール回路の出力
に第１のリミット値を加減算し、この結果を新たな第１
のリミット値に置き換えて出力する第３の加減算回路
と、第４のゲインコントロール回路の出力に第２のリミ
ット値を加減算し、この結果を新たな第２のリミット値
に置き換えて出力する第４の加減算回路と、第５のゲイ
ンコントロール回路の出力に第３のリミット値を加減算
し、この結果を新たな第３のリミット値に置き換えて出
力する第５の加減算回路とを具備し、入力映像輝度信号
の平均輝度レベルに応じて、階調補正の補正効果を制御
することを特徴とした請求項１５記載の映像輝度信号の
階調補正装置。
【請求項１７】映像信号のペデスタルレベルを検出す
るペデスタルレベル検出回路とこのペデスタルレベル検
出結果をもとに、ペデスタルレベルと入力映像輝度信号
のレベルを比較する比較回路と、この比較結果により、
入力映像輝度信号がペデスタルレベルより小さい時は、
本階調補正を停止することで、同期信号へ階調補正がか
かることを防止することを特徴とする請求項２記載の映
像輝度信号の階調補正装置。
【請求項１８】映像信号のペデスタルレベルを検出す
るペデスタルレベル検出回路とこの検出されたペデスタ
ルレベルを出力映像輝度信号に加算するための加算回路
を設け、階調補正前後のペデスタルレベルを一定にする
ことを特徴とする請求項２記載の映像輝度信号の階調補
正装置。