KR20070023530A - 화상 처리 장치, 화상 표시 장치 및 화상 처리 방법 - Google Patents

Abstract

화상 처리에 의한 부자연스러운 화질 변동을 억제하는 것이 가능한 화상 처리 장치, 화상 표시 장치 및 화상 처리 방법을 제공한다.

게인 생성부(2)내의 휘도 분포 검출 회로(21)가, 스위치(14)로부터 출력되는 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)의 히스토그램 분포에 의한 휘도 분포를 검출한다. 또, 분포 리미터(22)가, 휘도 분포 데이터(Hin)의 도수치를 분산 임계치(Lim) 이하로 제한함으로써, 특정 휘도 레벨로의 분포 집중을 완화하고, 평준화 처리를 실시한다. 그리고, 화상 처리부(3)내의 γ보정 회로(31)가, 평준화 처리된 휘도 분포(Hout1)를 이용하여, YUV 신호(Yin, Uin, Vin)의 화상 처리(콘트라스트 조정)를 실시한다.

Description

화상 처리 장치, 화상 표시 장치 및 화상 처리 방법{Image processing apparatus, image display and image processing method}

도 1은, 본 발명의 제 1실시형태와 관련되는 화상 표시 장치의 전체 구성을 나타내는 회로 블록도이다.

도 2는, 휘도 분포를 설명하기 위한 특성도이다.

도 3은, 도 1에 나타낸 분포 리미터의 작용을 설명하기 위한 특성도이다.

도 4는, 도 1에 나타낸 γ보정 회로의 작용을 설명하기 위한 특성도이다.

도 5는, 휘도 분포에 있어서의 특정 휘도 레벨의 분포 변화를 설명하기 위한 특성도이다.

도 6은, 본 발명의 제 2실시형태와 관련되는 게인 생성부의 구성을 나타내는 회로 블록도이다.

도 7은, 도 6에 나타낸 분포 필터의 작용을 설명하기 위한 특성도이다.

도 8은, 본 발명의 변형예와 관련되는 게인 생성부의 구성을 나타내는 회로 블록도이다.

도 9는, 종래의 화상 표시 장치의 휘도 분포에 있어서의 특정 휘도 레벨의 분포 변화를 설명하기 위한 특성도이다.

도 10은, 도 9에 나타낸 휘도 레벨의 분포 변화에 의한 감마 곡선의 변화 모 양을 설명하기 위한 특성도이다.

본 발명은, 화상 신호에 화질 보정 처리를 실시하는 기능을 갖춘 화상 처리 장치, 화상 표시 장치 및 화상 처리 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 텔레비전 수상기, VTR(Video Tape Recorder), 디지털카메라, 텔레비전 카메라 혹은 프린터 등의 기기는, 입력 화상에 화질 보정을 하고 나서 출력하는 화상 처리 기능(예를 들면 명암이나 콘트라스트의 조정, 윤곽 보정 등의 기능)을 가지고 있다. 이러한 기능은, 주로 전체적으로 어둡고 콘트라스트가 낮은 화상이나, 세부(細部)가 희미해진 화상에 대해서 효과적으로 적용된다.

이러한 기능 가운데, 콘트라스트 조정은, 통상적으로, 이른바 감마 특성을 나타내는 감마 곡선을 보정함으로써 행해진다. 이 감마 곡선을 보정할 때에 각 휘도 레벨마다 설정되는 보정량의 정도는, 게인(이득)으로 불린다.

예를 들면, 특허 문헌(1~3)에는, 입력 화상의 휘도 분포를 히스토그램 분포로서 검출하고, 이 히스토그램 분포에 의거하여, 입력 화상에 대해서 콘트라스트 조정 등의 화상 처리를 실시하도록 한 화상 처리 기술이 개시되어 있다. 이러한 기술에 의하면, 도수치가 큰 휘도 레벨에 대해서 특히 게인을 크게 설정함으로써, 전체적으로 콘트라스트를 보다 효과적으로 향상시키는 것이 가능하다.

[특허 문헌 1]특개 2002－366121호 공보

[특허 문헌 2]특개 2004－40808호 공보

[특허 문헌 3]특개 2004－282377호 공보

그런데, 이러한 특허 문헌(1~3)의 기술에서는, 예를 들면 도 9에 나타낸 바와 같이, 히스토그램 분포에 의한 휘도 분포(120A)가 특정 휘도 레벨에 집중되어 있는 경우에 있어서, 그 집중되어 있는 휘도 레벨이 도면 중의 화살표(P101, P102)와 같이 변동하면, 설령 이것이 아주 미세한 변동이었다고 해도, 콘트라스트 조정 등의 화상 처리 결과에 큰 변동이 생겨 버리는 경우가 있다. 즉, 그 변동이 분할된 휘도 레벨 사이에 걸쳐 있는 변동인 경우에는, 이 히스토그램 분포에 의거하여 화상 처리를 하면, 예를 들면 도 10에 나타낸 콘트라스트 조정의 경우와 같이, 화상 처리전의 감마 곡선(γ101)과 화상 처리 후의 감마 곡선(γ102)에서는, 큰 화질 변동(도면 중의 화살표(P103, P104) 참조)을 초래하게 되는 것이다. 이러한 큰 화질 변동은, 표시 화질에 위화감을 주어 부자연스러운 화상이 표시되게 된다. 이러한 문제는, 휘도 레벨의 분할수가 적은 경우에, 특히 현저하게 된다.

이와 같이, 종래의 기술에서는, 히스토그램 분포에 의한 휘도 분포가 특정 휘도 레벨에 집중되어 있는 경우에는, 화상 처리에 의해서 부자연스러운 화질 변동이 발생한다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점에 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 화상 처리에 의한 부자연스러운 화질 변동을 억제하는 것이 가능한 화상 처리 장치, 화상 표시 장치 및 화상 처리 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 화상 처리 장치는, 입력 화상 데이터의 화상 프레임내에서의 휘도 히스토그램을 취득하는 취득 수단과, 취득된 휘도 히스토그램에 대해서 평준화 처리를 실시하는 평준화 수단과, 평준화 처리된 휘도 히스토그램을 이용하여, 입력 화상 데이터에 대한 화상 처리를 실시하는 화상 처리 수단을 갖춘 것이다. 또한 「화상 프레임」이란, 1 화면을 구성하는 화상 데이터를 의미한다.

이 경우에 있어서, 상기 평준화 수단이, 휘도 히스토그램의 도수(度數)를 소정의 도수 임계치 이하로 제한함으로써, 평준화 처리를 실시하도록 하는 것이 가능하고, 또, 휘도 히스토그램이 연속된 복수의 휘도 레벨간에 있어서 소정의 가중 평균치를 각각 산출하는 동시에, 산출한 이 가중 평균치를 각각의 휘도 레벨의 도수치로 치환함으로써, 평준화 처리를 실시하도록 하는 것이 가능하다.

본 발명의 화상 표시 장치는, 입력 화상 데이터의 화상 프레임내에서의 휘도 히스토그램을 취득하는 취득 수단과, 취득된 휘도 히스토그램에 대해서 평준화 처리를 실시하는 평준화 수단과, 평준화 처리된 휘도 히스토그램을 이용하여, 입력 화상 데이터에 대한 화상 처리를 실시하고, 화상 처리 데이터를 생성하는 화상 처리 수단과, 생성된 화상 처리 데이터에 의거하는 화상 표시를 실시하는 표시 수단을 갖춘 것이다.

본 발명의 화상 처리 방법은, 입력 화상 데이터의 화상 프레임내에서의 휘도 히스토그램을 취득하고, 취득된 휘도 히스토그램에 대해서 평준화 처리를 실시하고, 평준화 처리된 휘도 히스토그램을 이용하여, 입력 화상 데이터에 대한 화상 처 리를 실시하도록 한 것이다.

본 발명의 화상 처리 장치, 화상 표시 장치 및 화상 처리 방법에서는, 입력 화상 데이터의 화상 프레임내에서의 휘도 히스토그램이 취득되며, 취득된 휘도 히스토그램에 대해서, 평준화 처리가 실시된다. 그리고, 평준화 처리된 휘도 히스토그램을 이용하여, 입력 화상 데이터에 대한 화상 처리가 실시된다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

［제 1실시형태］

도 1은, 본 발명의 제 1실시형태와 관련되는 화상 표시 장치의 전체 구성을 나타내는 것이다. 이 화상 표시 장치는, 튜너(11), Y／C분리 회로(12), 크로마(chroma)디코더(13), 스위치(14), 지연 회로(15), 게인 생성부(2) 및 화상 처리부(3)로 이루어지는 화상 처리 기능부와, 매트릭스 회로(41), 드라이버(42) 및 디스플레이(5)로 이루어지는 화상 표시 기능부를 갖추고 있다. 또한 본 발명의 제 1실시형태와 관련되는 화상 처리 장치 및 화상 처리 방법은, 본 실시의 형태와 관련되는 화상 표시 장치에 의해서 구현화되므로, 이하, 아울러 설명한다.

이 화상 표시 장치로 입력되는 화상 신호는, TV(TeleVision)로부터의 텔레비전 신호 외에, VCR(Video Cassette Recorder)나 DVD(Digital Versatile Disc) 등의 출력에 있어서도 좋다. 이와 같이 복수종류의 매체로부터 화상 정보를 확보하고, 각각에 대해 화면 표시를 실시하는 것은, 근래의 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터(PC)에 있어서는 일반적으로 되어 있다.

튜너(11)는, TV로부터의 텔레비전 신호를 수신하는 동시에 복조하고, 콤퍼짓 신호(CVBS；Composite Video Burst Signal)로서 출력하는 것이다.

Y／C분리 회로(12)는, 튜너(11)로부터의 콤퍼짓(composite) 신호, 또는 VCR이나 DVD(1)로부터의 콤퍼짓 신호를 각각, 휘도 신호(Y1)와 색신호(C1)로 분리하여 출력하는 것이다.

크로마디코더(13)는, Y／C분리 회로(12)에 의해서 분리된 휘도 신호(Y1) 및 색신호(C1)를, 휘도 신호(Y1) 및 색 차이 신호(U1, V1)로 이루어지는 YUV 신호(Y1, U1, V1)로서 출력하는 것이다.

또한, 이 YUV 신호는, 2차원 디지털 화상의 화상 데이터이며, 화상상의 위치에 대응하는 화소치(畵素値)의 집합이다. 그 중에서 휘도 신호(Y)는 휘도 레벨을 표현하고, 흰색 100％인 흰색 레벨과, 검은색 100％인 검은색 레벨과의 사이의 진폭값을 취하도록 되어 있다. 또, 화상 신호의 흰색 100％는, IRE(Institute of Radio Engineers)라고 하는 화상 신호의 상대적인 비(比)를 나타내는 단위에 있어서, 100(IRE)으로 정해져 있다. 일본의 NTSC(National Television Standards Committee) 신호의 규격에서는, 흰색 레벨이 100 IRE, 검은색 레벨이 0 IRE이다. 한편, 색 차이 신호(U, V)는 각각, 청색(B；Blue)으로부터 휘도 신호(Y)를 연장한 신호(B－Y), 적색(R；Red)으로부터 휘도 신호(Y)를 연장한 신호(R－Y)에 대응하고 있고, 이러한 U신호, V신호를 휘도 신호(Y)와 조합함으로써, 색(색상, 채도, 휘도)이 표현되게 되어 있다.

스위치(14)는, 복수종류의 매체로부터의 YUV 신호(여기에서는 YUV 신호(Y1, U1, V1), 및 DVD(2)로부터의 YUV 신호(Y2, U2, V2))를 변경함으로써, 선택한 신호 를 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)로서 출력하는 것이다.

게인 생성부(2)는, 후술하는 화상 처리부(3)내의 γ보정 회로(31)로 출력하는 게인 데이터(Gout)를 생성하는 것이며, 휘도 분포 검출 회로(21)와, 분포 리미터(22)와, 게인 산출 회로(23)를 가지고 있다.

휘도 분포 검출 회로(21)는, 스위치(14)로부터 출력되는 YUV 신호(Yin, Uin, Vin) 중 휘도 신호(Yin)에 의거하여, 히스토그램 분포로 이루어지는 휘도 분포를 검출하는 것이다.

도 2는, 휘도 분포 검출 회로(21)에 의해서 검출되는 휘도 분포의 일례(휘도 분포(20A))를 나타낸 것이며, 세로축이 히스토그램 분포의 도수를, 가로축이 휘도 레벨을 나타내고 있다. 또, 이 휘도 분포(20A)의 예에서는, 휘도 레벨이 8 단계(8 계조)로 구성되어 있다. 또한, 검출된 휘도 분포를 나타내는 휘도 분포 데이터(Hin)는, 분포 리미터(22)로 출력된다. 또, 생성되는 휘도 분포 데이터(Hout1)는, 예를 들면, 화상 표시할 때의 1 프레임만큼의 데이터나, 1 필드만큼의 데이터인 화상 프레임의 데이터(1 화면을 구성하는 화상 데이터)로 구성된다.

분포 리미터(22)는, 휘도 분포 검출 회로(21)로부터 출력되는 휘도 분포 데이터(Hin)에 있어서, 히스토그램의 도수를 소정의 임계치 이하로 제한하는 회로이다. 구체적으로는, 예를 들면 도 3(a)에 나타낸 휘도 분포(20B) 중의 부호(P1)로 나타낸 바와 같이, 특정 휘도 레벨에 분포가 집중되고, 도수 임계치(Lim) 이상의 도수가 되어 있는 경우에는, 도 3(b)에 나타낸 휘도 분포(20C) 중의 부호(P2)로 나타낸 바와 같이, 이 도수 임계치(Lim) 이상의 도수치를 삭제하도록 한다. 이 것에 의해, 히스토그램에 있어서의 특정 휘도 레벨로의 분포 집중이 완화되며, 평준화된다. 이와 같이 하여, 평준화 처리된 휘도 분포 데이터(Hout1)는, 게인 산출 회로(23)로 출력된다.

게인 산출 회로(23)는, 분포 리미터(22)에 있어서 평준화 처리된 휘도 분포 데이터(Hout1)에 의거하여, 화상 처리부(3)내의 γ보정 회로(31)에 있어서 콘트라스트 조정을 위해서 이용되는 게인(이득) 데이터(Gout)를 산출하는 것이다. 이 게인 데이터(Gout)의 산출 방법으로서는, 구체적으로는, 휘도 분포 데이터(Hout1)를 참조하여, 도수치가 큰 휘도 레벨에 대해서는, 도수치가 작은 휘도 레벨보다, 보정량의 정도, 즉 게인 데이터(Gout)가 커지도록 설정한다. 즉, 입력 휘도 레벨의 변화에 대한 출력 휘도 레벨의 변화량을 크게 하고 있다(도 7참조). 이와 같이 설정하면, 후술하는 바와 같이, 전체적으로 콘트라스트가 보다 효과적으로 향상하기 때문이다. 또한, 이와 같이 하여 산출된 게인 데이터(Gout)는, 화상 처리부(3)내의 γ보정 회로(31)로 출력된다.

지연 회로(15)는, 스위치(14)로부터 출력되는 색 차이 신호(Uin, Vin)에 대해서 지연시키고, 게인 생성부(2)로부터 출력되는 게인 데이터(Gout)와의 사이에 동기를 취해서, 화상 처리부(3)로 출력하는 것이다.

화상 처리부(3)는, 게인 생성부(2)로부터 출력되는 게인 데이터(Gout)를 이용하여, 스위치(14)로부터 출력되어서 지연 회로(15)를 거친 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)에 대해서 소정의 화상 처리를 하는 것이며, 본 실시형태의 화상 표시 장치에서는, 이 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)에 대해서 콘트라스트 개선 처리를 실시하는 γ 보정 회로(31)에 의해 구성되어 있다.

이 γ보정 회로(31)는, 상기와 같이, 게인 데이터(Gout)를 이용하여, YUV 신호(Yin, Uin, Vin)에 대해서 콘트라스트 개선 처리를 실시하는 것이다. 구체적으로는, 예를 들면 도 4의 입력 휘도 레벨-출력 휘도 레벨 특성에 나타낸 바와 같이, 원래의 γ커브 곡선(γ1)에 대해서, 각 휘도 레벨마다 게인 데이터(Gout)(예를 들면, 도면 중의 게인 데이터(Gout1, Gout2)로 나타내지는 정도로, 명암 조정을 실시한다. 이와 같이 명암 조정을 실시하면, 예를 들면 γ커브 곡선(γ1)을 γ커브 곡선(γ2)과 같이 보정할 수 있고, 도수치가 큰 휘도 레벨 부근(도 3에 나타낸 바와 같이, 중간의 휘도 레벨 부근)에서, 기울기를 급격하게 함으로써 특히 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 따라서, 화상 처리 후의 YUV 신호(Yout, Uout, Vout) 전체로서, 콘트라스트를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 하여 화상 처리(콘트라스트 조정) 후의 YUV 신호(Yout, Uout, Vout)는, 매트릭스 회로(41)로 출력된다.

매트릭스 회로(41)는, 화상 처리부(3)에 의해서 화상 처리 후의 YUV 신호(Yout, Uout, Vout)를 RGB 신호로 재생하는 동시에, 재생된 RGB 신호(Rout, Gout, Bout)를 드라이버(42)로 출력하는 것이다.

드라이버(42)는, 매트릭스 회로(41)로부터 출력되는 RGB 신호(Rout, Gout, Bout)에 의거하여 디스플레이(5)에 대한 구동 신호를 생성하고, 이 구동 신호를 디스플레이(5)로 출력하는 것이다.

디스플레이(5)는, 드라이버(42)로부터 출력되는 구동 신호에 따라서, 화상 처리부(3)에 의해서 화상 처리 후의 YUV 신호(Yout, Uout, Vout)에 의거하는 화상 표시를 실시하는 것이다. 이 디스플레이(5)는, 어떠한 종류의 디스플레이 디바이스에 있어서도 좋고, 예를 들면 CRT(Cathode-Ray Tube)(51)나, LCD(Liquid Crystal Display)(52), 도시하지 않은 PDP(Plasma Display Panel) 등이 이용된다.

여기서, YUV 신호(Yin, Uin, Vin)는 본 발명에 있어서의 「입력 화상 데이터」의 구체적인 예에 대응하고, YUV 신호(Yout, Uout, Vout)는 본 발명에 있어서의 「화상 처리 데이터 」의 구체적인 예에 대응한다. 또, 휘도 분포 검출 회로(21)는 본 발명에 있어서의 「취득 수단」의 구체적인 예에 대응하고, 분포 리미터(22)는 본 발명에 있어서의 「평준화 수단」의 구체적인 예에 대응하고, γ보정 회로(31)는 본 발명에 있어서의 「화상 처리 수단」의 구체적인 예에 대응한다.

다음에, 도 1~도 5를 참조하여, 본 실시형태의 화상 표시 장치의 동작에 대해 설명한다.

우선, 이 화상 표시 장치로 입력되는 화상 신호가, YUV 신호로 복조된다. 구체적으로는, TV로부터의 텔레비전 신호는, 튜너(11)에서 복조되어 콤퍼짓 신호가 되며, VCR나 DVD(1)으로부터는, 콤퍼짓 신호가 직접, 화상 표시 장치로 입력된다. 그리고 이러한 콤퍼짓 신호는, Y／C분리 회로(12)에 있어서, 휘도 신호(Y1)와 색신호(C1)로 분리되며, 크로마디코더(13)에 있어서, YUV 신호(Y1, U1, V1)로 디코드된다. 한편, DVD(2)에서는, YUV 신호(Y2, U2, V2)가 직접, 화상 표시 장치로 입력된다.

다음으로, 스위치(14)에 있어서, 이러한 YUV 신호(Y1, U1, V1)와 YUV 신호 (Y2, U2, V2) 가운데, 한쪽의 YUV 신호가 선택되며, YUV 신호(Yin, Uin, Vin)로서 출력된다. 그리고, 이 YUV 신호(Yin, Uin, Vin) 가운데, 휘도 신호(Yin)는, 게인 생성부(2) 및 화상 처리부(3)내의 γ보정 회로(31)로 출력되는 한편, 색 차이 신호(Uin, Vin)는, 각각 지연 회로(15)로 출력된다.

여기서, 게인 생성부(2)에서는, 입력되는 휘도 신호(Yin)에 의거하여, 이하와 같은 게인 데이터(Gout)의 생성 동작이 이루어진다.

구체적으로는, 우선 휘도 분포 검출 회로(21)에서는, 스위치(14)로부터 출력되는 YUV 신호 (Yin, Uin, Vin) 중 휘도 신호(Yin)에 의거하여, 예를 들면 도 2에 나타낸 바와 같은, 히스토그램 분포로 이루어지는 휘도 분포가 검출되며, 휘도 분포 데이터(Hin)로서 출력된다. 그 다음에, 분포 리미터(22)에서는, 이 휘도 분포 데이터(Hin)에 있어서, 도수치가 소정의 임계치 이하로 제한된다. 보다 구체적으로는, 특정 휘도 레벨에 분포가 집중되어 도수 임계치(Lim) 이상의 도수치가 되어 있는 경우에는, 이 도수 임계치(Lim) 이상의 도수치가 삭제되며, 그 결과, 특정 휘도 레벨로의 분포 집중이 완화되며, 평준화된다. 그리고, 게인 산출 회로(23)에서는, 이와 같이 하여 평준화 처리된 휘도 분포 데이터(Hout1)에 의거하여, 게인 데이터(Gout)가 산출되며, 화상 처리부(3)내의 γ보정 회로(31)에 공급된다.

한편, 지연 회로(15)에서는, 색 차이 신호(Uin, Vin)에 대해서 지연되며, 그 결과, 게인 생성부(2)로부터 출력되는 게인 데이터(Gout)와의 사이에서, 동기가 취해진다.

다음으로, 화상 처리부(3)의 γ보정 회로(31)에서는, 스위치(14)로부터 출력된 휘도 신호(Yin)와 스위치(14)로부터 출력되어서 지연 회로(15)를 거친 색 차이 신호(Uin, Vin)에 의거하여, 게인 생성부(2)로부터 공급되는 게인 데이터(Gout)를 이용함으로써, 이러한 YUV신호(Yin, Uin, Vin)에 대해서, 콘트라스트 개선 처리가 실시된다. 구체적으로는, 게인 데이터(Gout)로 나타나는 정도로, 각 휘도 레벨마다 명암 조정이 이루어진다.

여기서, 이 게인 생성부(2)로부터 공급되는 게인 데이터(Gout)는, 상기와 같이, 분포 리미터(22)에 의해서 평준화 처리된 휘도 분포 데이터(Hout1)에 의거하는 것이다. 따라서, 예를 들면 도 5에 나타낸 휘도 분포(20C)와 같이, 분포 집중되어 있는 휘도 레벨이 도면 중의 화살표(P3, P4)와 같이 변동했을 경우에 있어서도, 콘트라스트 조정 후의 YUV신호(Yout, Uout, Vout)에 있어서의 콘트라스트 조정전의 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)에 대한 변동이, 평준화 처리되기 전의 휘도 분포 데이터(Hin)에 의거하는 게인 데이터를 이용했을 경우와 비교해서, 저감된다.

그 다음에, 매트릭스 회로(41)에서는, 콘트라스트 처리 후의 YUV 신호(Yout, Uout, Vout)가 RGB 신호(Rout, Gout, Bout)로 재생되며, 드라이버(42)에서는, 이 RGB신호(Rout, Gout, Bout)에 의거하여 구동 신호가 생성되며, 이 구동 신호에 의거하여, 디스플레이(5)에, 화상이 표시된다.

이상과 같이, 본 실시의 형태에서는, 게인 생성부(2)내의 휘도 분포 검출 회로(21)가, 스위치(14)로부터 출력되는 YUV 신호(Yin, Uin, Vin)의 히스토그램 분포에 의한 휘도 분포를 검출하는 동시에, 분포 리미터(22)가, 이 휘도 분포의 도수치 를 소정의 도수 임계치(Lim) 이하로 제한함으로써 특정 휘도 레벨로의 분포 집중을 완화하여 평준화 처리를 실시하고, 화상 처리부(3)내의 γ보정 회로(31)가, 평준화 처리된 휘도 분포 데이터(Hout1)를 이용하여, YUV 신호(Yin, Uin, Vin)의 화상 처리(콘트라스트 조정)를 실시하도록 했으므로, 특정 휘도 레벨에 분포가 집중되어 있는 경우에 있어서도, 화상 처리에 의한 부자연스러운 화질 변동을 억제하는 것이 가능해진다.

［제 2실시형태］

다음에, 본 발명의 제 2실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 화상 표시 장치는, 제 1실시형태의 화상 표시 장치에 있어서의 게인 생성부(2)에 있어서, 분포 리미터(22) 대신에 분포 필터(24)를 설치하도록 한 것이다.

도 6은, 본 실시의 형태와 관련되는 게인 생성부(2)의 구성을 나타내는 것이다. 본 실시형태의 게인 생성부(2)는, 휘도 분포 검출 회로(21)와, 분포 필터(24)와, 게인 산출 회로(23) 등으로 구성되어 있다. 또한 제 1실시형태에 있어서의 구성요소와 동일한 것에는 동일한 부호를 첨부하고, 적절하게 설명을 생략한다.

분포 필터(24)는, 휘도 분포 검출 회로(21)로부터 출력되는 휘도 분포 데이터(Hin)에 있어서, 연속한 복수의 휘도 레벨 사이에서 소정의 가중 평균치를 산출하는 동시에, 이것을 원래의 도수치로 치환하여 휘도 분포 데이터(Hout2)로서 출력하는 것이다.

구체적으로는, 예를 들면 도 7(a), (b)에 각각 나타낸 휘도 분포(20D, 20E) 를 참조하여 설명하면, 이하와 같이 된다. 즉, 예를 들면 도 7(a)에 나타낸 휘도 분포(20D)와 같이, 어느 휘도 레벨(좌측의 휘도 레벨)의 도수치가 20, 그 우측의 휘도 레벨(한가운데의 휘도 레벨)의 도수치가 100, 또 그 우측의 휘도 레벨(우측의 휘도 레벨)의 도수치가 20인 경우에, 즉 한가운데의 휘도 레벨에 분포 집중되어 있는 경우, 각각의 휘도 레벨에 있어서, 이하의 식(1)~(3)에서 나타낸 연속한 복수(이 경우, 3개)의 휘도 레벨 사이에서의 중요 평균치 Aｖe(왼쪽), Aｖe(가운데), Aｖe(오른쪽)가 산출된다. 또한, 이 경우의 가중치(weight)는, 일례로서(왼쪽：가운데：오른쪽)=(1：2：1)로 되어 있다.

Aｖe(왼쪽)=(0×1＋20×2＋100×1)／(1＋2＋1)=35…(1)

Aｖe(가운데)=(20×1＋100×2＋20×1)／(1＋2＋1)=60…(2)

Aｖe(오른쪽)=(100×1＋20×2＋0×1)／(1＋2＋1)=35…(3)

따라서, 이러한 식(1)~(3)에 의해서 산출된 중요 평균치 Aｖe(왼쪽), Aｖe(가운데), Aｖe(오른쪽)를, 각각 원래의 휘도 레벨의 도수치로 치환하면, 도 7(b)에 나타낸 바와 같은 휘도 분포(20E)가 된다. 이 휘도 분포(20E)를, 원래의 휘도 분포(20D)와 비교하면, 도면 중의 화살표(P5~P7)로 나타낸 바와 같이, 각각, 도수치가 20에서 35로 증가하고, 100에서 60으로 감소하고, 20에서 35로 증가하고 있으므로, 한가운데의 휘도 레벨로의 분포 집중이 완화되며, 평준화되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 이 분포 필터(24)는, 본 발명에 있어서의 「평준화 수단」의 구체적인 예에 대응한다.

이상과 같이, 본 실시의 형태에서는, 게인 생성부(2)에 있어서, 제 1실시형 태의 분포리미터(22) 대신에 분포 필터(24)를 설치하며, 휘도 분포에 대해 소정의 가중 평균치를 산출하고, 이것을 원래의 도수치로 치환하여 휘도 분포 데이터(Hout2)로서 출력하도록 했으므로, 분포 필터(22)의 경우와 같이, 특정 휘도 레벨로의 분포 집중을 완화시키는 것으로 평준화할 수 있고, 제 1실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 특정 휘도 레벨에 분포가 집중되어 있는 경우에 있어서도, 화상 처리에 의한 부자연스러운 화질 변동을 억제하는 것이 가능해진다.

이상, 제 1 및 제 2실시형태를 들어 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시의 형태로 한정되지 않고, 여러 가지의 변형이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시의 형태에서는, 분포 리미터(22) 및 분포 필터(24)의 어느 한쪽을, 게인 생성부(2)내에 설치했을 경우에 대해 설명했지만, 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이, 게인 생성부(2)내에, 이러한 분포 리미터(22) 및 분포 필터(24)의 양쪽 모두를 설치하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 분포 리미터(22)가, 히스토그램 분포에 의한 휘도 분포의 도수치를 도수 임계치(Lim) 이하로 제한하는 동시에, 분포 리미터(24)가, 도수치 제한이 이루어진 후의 휘도 분포 데이터(Hout1)에 대해 가중 평균치를 산출하고, 이것을 원래의 도수치로 치환하여 휘도 분포 데이터(Hout2)로서 출력하도록 한다. 이와 같이 구성했을 경우, 이러한 분포 리미터(22) 및 분포 필터(24)의 양자를 이용하여, 부자연스러운 화질 변동을 보다 저감할 수 있다. 또한 도 8에서는, 분포 리미터(22)의 출력 측에 분포 필터(24)를 배치한 예를 나타냈지만, 이것들을 반대로 배치하도록 해도 좋다. 즉, 휘도 분포 검출 회로(21)와 분포 리미터(22)와의 사이에, 분포 필터(24)를 배치하 도록 해도 좋다.

또, 상기 실시의 형태에서는, 휘도 분포(20A~20E)에 있어서 휘도 레벨이 8 단계(8 계조)로 분할되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 분포 리미터(22)나 분포 필터(24)가, 이 휘도 레벨의 분할수에 따라 평준화 처리를 실시하도록 해도 좋다. 즉, 특정 휘도 레벨로의 분포 집중에 기인한 부자연스러운 화질 변동은, 상술과 같이 이 휘도 레벨의 분할수가 적은 경우에 특히 현저하게 되기 때문에, 분할수가 소정의 임계치(분할 임계치) 이하의 경우에만, 평준화 처리를 실시하도록 한다. 이와 같이 구성했을 경우, 부자연스러운 화질 변동이 거의 신경이 쓰이지 않을 정도의 분할수인 경우에는, 분포 리미터(22)나 분포 필터(24)에 의한 평준화 처리를 정지시키는 것으로, 화상 처리 전체의 처리 속도를 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시의 형태에서는, 화상 처리부(3)가, γ보정 회로(31)를 포함하도록 했을 경우에 대해 설명했지만, 화상 처리부(3)의 구성은 이것에는 한정되지 않고, 다른 화상 처리용의 회로를 포함하도록 해도 좋고, 또, 이러한 회로를 복수 설치하도록 해도 좋다.

본 발명의 화상 처리 장치, 화상 표시 장치 또는 화상 처리 방법에 의하면, 입력 화상 데이터의 화상 프레임내에서의 휘도 히스토그램을 취득하는 동시에 취득된 휘도 히스토그램에 대해서 평준화 처리를 실시하고, 평준화 처리된 휘도 히스토그램을 이용하여, 입력 화상 데이터에 대한 화상 처리를 실시하도록 했으므로, 화상 처리에 의한 부자연스러운 화질 변동을 억제하는 것이 가능해진다.

Claims (8)

1. 입력 화상 데이터의 화상 프레임내에서의 휘도 히스토그램을 취득하는 취득 수단과,

   취득된 휘도 히스토그램에 대해서 평준화 처리를 실시하는 평준화 수단과,

   상기 평준화 처리된 휘도 히스토그램을 이용하여, 상기 입력 화상 데이터에 대한 화상 처리를 실시하는 화상 처리 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 평준화 수단은, 상기 휘도 히스토그램의 도수(frequency)를 소정의 도수 임계치 이하로 제한하는 분포 리미터를 가지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 평준화 수단은, 상기 휘도 히스토그램의 연속된 복수의 휘도 레벨간에 있어서 소정의 가중 평균치를 각각 산출하는 동시에, 산출한 이 가중 평균치를 각각의 휘도 레벨의 도수치로 치환하는 분포 필터를 가지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 평준화 수단은, 상기 분포 리미터에 의해 제한된 휘도 히스토그램에 있어서, 더욱더, 상기 휘도 히스토그램이 연속된 복수의 휘도 레벨간에 있어서 소정의 가중 평균치를 각각 산출하는 동시에, 산출한 이 가중 평균치를 각각의 휘도 레벨의 도수치로 치환하는 분포 필터를 가지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 평준화 수단은, 상기 휘도 히스토그램에 있어서의 휘도 레벨의 분할수가 소정의 분할 임계치 이하인 경우에, 상기 평준화 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 화상 처리 수단은, 상기 입력 화상 데이터의 콘트라스트를 개선시키기 위한 γ보정 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
7. 입력 화상 데이터의 화상 프레임내에서의 휘도 히스토그램을 취득하는 취득 수단과,

   취득된 휘도 히스토그램에 대해서 평준화 처리를 실시하는 평준화 수단과,

   상기 평준화 처리된 휘도 히스토그램을 이용하여, 상기 입력 화상 데이터에 대한 화상 처리를 실시하고, 화상 처리 데이터를 생성하는 화상 처리 수단과,

   생성된 상기 화상 처리 데이터에 의거하는 화상 표시를 실시하는 표시 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
8. 입력 화상 데이터의 화상 프레임내에서의 휘도 히스토그램을 취득하고,

   취득된 휘도 히스토그램에 대해서 평준화 처리를 실시하고,

   상기 평준화 처리된 휘도 히스토그램을 이용하여, 상기 입력 화상 데이터에 대한 화상 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.

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