NL1016523C2

NL1016523C2 - Zwartniveau-uitrekinrichting en werkwijze, die in staat zijn flikkering tot een minimum te beperken.

Info

Publication number: NL1016523C2
Application number: NL1016523A
Authority: NL
Inventors: Injun Hwang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2002-04-22
Also published as: NL1016523A1; DE10055295A1; US6600519B1; NL1020384C2; KR100346840B1; KR20010067348A; NL1020384A1

Description

Korte aanduiding: Zwartniveau-uitrekinrichting en werkwijze, die in staat zijn flikkering tot een minimum te beperken .

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

1. Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een zwartniveau-uitrekinrichting voor beeldsignaalverwerkingssystemen en meer in het bijzonder op 5 een inrichting en een werkwijze voor het uitrekken van het zwartni-veau van een beeldsignaal, welke in staat zijn door een plotselinge verandering in beeldsignaalniveaus veroorzaakte flikkering te elimineren .

2. Beschrijving van de stand van de techniek 10 In het algemeen is het dynamische bereik van een ingangsbeeld- signaal smaller dan het vaste bereik van de apparatuur voor het verwerken van beeldsignalen. Hierin betekent het vaste bereik van de apparatuur het bereik van het minimumniveau tot het maximumniveau van een beeldsignaal, welke niveaus door een beeldsignaalverwerkingssys-15 teem kunnen worden weergegeven. Wanneer een beeldsignaal, waarvan het dynamische bereik smaller is dan het bereik van de apparatuur, in een beeldsignaalverwerkingssysteem wordt ingevoerd, wordt het dynamische bereik van het beeldsignaal tot dicht bij het bereik van de apparatuur uitgerekt, teneinde daardoor de resolutie van het beeldsignaal 20 te verbeteren.

Anderzijds is de beeldkwaliteit belangrijker in donkere gebieden dan in heldere gebieden van een scherm, zodat pogingen zijn ondernomen om de resolutie van het donkere gebied te vergroten. Het vergroten van de resolutie van het donkere gebied van een scherm 25 wordt met "zwartuitrekking" of "zwartexpandering" aangeduid. Wanneer er nagenoeg geen beeldsignaal optreedt in het donkere gebied, lijkt het totale scherm bovendien wit en saai te zijn. Wanneer het dynamische bereik van het beeldsignaal op het heldere gebied is geconcentreerd, wordt met andere woorden het dynamische bereik van het beeld-30 signaal in het donkere ("zwarte") gebied geëxpandeerd teneinde de beeldkwaliteit te verbeteren. De in de beschrijving gebruikte term "beeldsignaal" verwijst naar de "helderheid" van het beeldsignaal, 1016523 - 2 - welke een van een verscheidenheid aan signalen, die worden gebruikt om het beeld uit te drukken, is.

Er bestaan twee typische zwartniveau-uitrektechnieken. Een eerste werkwijze is het detecteren van de minimum- en maximumwaarden in 5 het dynamische bereik van een ingangsbeeldsignaal, het berekenen van een kantelpunt, vanwaaraf de zwartniveau-uitrekking begint en het uitrekken van het beeldsignaal, waarvan het niveau lager ligt dan het kantelpunt, in evenredigheid met het verschil tussen het kantelpunt en de niveaus van het beeldsignaal. Deze gangbare zwartniveau-uitrek-10 techniek is weergegeven in fig. 1. Zoals is weergegeven in fig. 1, wordt een kantelpunt Yt, vanwaaraf de zwartniveau-uitrekking begint, berekend door de formule (1):

Yt = Ymin + RT * (Ymax - Ymin) (1) waarin Ymin de minimumwaarde van een ingangsbeeldsignaal Yin, RT een 15 verhouding van een donker gebied en het totale dynamische bereik van het ingangsbeeldsignaal en Ymax de maximumwaarde van het ingangsbeeldsignaal Yin weergeeft.

In de in fig. 1 weergegeven zwartniveau-uitrekwerkwijze wordt het zwartniveau van het beeldsignaal Yin geëxpandeerd onder gebruik-20 making van een voorafbepaalde gradiënt, bijvoorbeeld Gl, G2 of G3, in overeenstemming met het. dynamische bereik van het ingangsbeeldsignaal Yin ongeacht het bereik van de apparatuur van het gebruikte beeldver-werkingssysteem, zoals wordt uitgedrukt door de formule (2):

Yuit = Yin + G * (Yin - Yt) (2) 25 waarin Yuit het resultaat van de zwartniveau-uitrekking van het ingangsbeeldsignaal Yin en G een voorafbepaalde gradiënt, bijvoorbeeld Gl, G2 of G3, weergeeft. In fig. 1 geven de streepjeslijnen 12, 14 en 16 de resultaten van de zwartniveau-uitrekking van het ingangsbeeldsignaal Yin onder gebruikmaking van de gradiënten Gl, G2 respectieve-30 lijk G3 weer. Met andere woorden, wordt het zwartniveau onder het kantelpunt Yt geëxpandeerd in evenredigheid met het verschil tussen het zwartniveau van het ingangsbeeldsignaal Yin en het kantelpunt Yt..

In het geval, waarin een scherm een consistente donkere tint heeft, bijvoorbeeld wanneer een nachtscène wordt weergegeven, d.w.z. 35 dat het dynamische bereik van een ingangsbeeldsignaal smal is, wordt het zwartniveau van het beeldsignaal gering uitgerekt. Wanneer echter enig contrast optreedt in een weergegeven beeld, d.w.z., wanneer het dynamische bereik van een ingangsbeeldsignaal breed is, wordt het zwartniveau van het beeldsignaal breder uitgerekt, waardoor een dis- mi Rsoa - 3 - creter beeld wordt weergegeven. Zelfs wanneer er geen behoefte is om het donkere gebied uit te rekken, d.w.z. wanneer het dynamische bereik van het ingangsbeeldsignaal zo breed is als het bereik van de apparatuur, kan het zwartniveau echter ongewenst uitgerekt worden. In 5 dit geval worden nagenoeg alle signaalniveaus van het donkere gebied lager dan de minimumwaarde van het bereik van de apparatuur, zodat beelddetails in het donkere gebied niet gezien kunnen worden.

Anderzijds is er een tweede zwartniveau-uitrektechniek voor het uitrekken van de minimumwaarde Ymin van een scherm tot het minimumni-10 veau van het bereik van de apparatuur, teneinde daardoor het donkere gebied onder het kantelpunt Yt uit te rekken. De tweede zwartniveau-uitrektechniek is weergegeven in fig. 2. Zoals is weergegeven in fig. 2, wordt de minimumwaarde Ymin van een scherm altijd uitgerekt tot het minimumniveau van het vaste bereik van de apparatuur om het 15 zwartniveau van het beeldsignaal uit te rekken, zoals wordt uitgedrukt door formule (3):

Yt

Yuit = - * (Yin - Yt) + Yt (3)

Yt - Y min

Yt waarin - de gradiënt van de lijn 22 is, welke onder gebruik-

Yt - Y min making van twee punten B en Yt wordt berekend. De rechterterm van de 20 formule (3) kan op een wijze als formule (2) worden gerangschikt, zoals door formule (4) wordt uitgedrukt:

Yuit = Yin + (-—-- - 1) * (Yin - Yt) (4)

Yt - Y min

Yt waarin--1 met de gradiënt G van formule (2) overeenkomt.

Yt - Y min

In de tweede zwartniveau-uitrektechniek kan het minimumsignaal-25 niveau, tot welk niveau het signaal wordt uitgerekt, niet lager zijn dan het minimumniveau van het bereik van de apparatuur, d.w.z. nul.

Om deze reden daalt het signaal met uitgerekt zwartniveau in tegenstelling tot de eerste gangbare zwartniveau-expansietechniek niet voorbij het minimumniveau van het bereik van de apparatuur, hoewel 30 een beeldsignaal met een breed dynamisch bereik wordt ingevoerd.

Zelfs voor een ingangsbeeldsignaal met een smal dynamisch bereik, zoals een nachtscène met een consistente tint, wordt echter de minimumwaarde Ymin van het beeldsignaal eveneens verlaagd tot het minimumniveau van het bereik van de apparatuur, teneinde daardoor het 35 zwartniveau van het signaal uit te rekken. Als gevolg hiervan wordt het donkere gebied van het scherm dof.

1016523 - - 4 -

De hierboven beschreven eerste en tweede zwartniveau-uitrek-technieken veroorzaken beide een fout in het onttrekken van de minimum- en maximumwaarden van een scherm als gevolg van in het scherm aanwezige impulsruis, zodat flikkering optreedt. Wanneer een continu 5 zwart- of witniveausignaal, zoals ondertitelingsgegevens, wordt weergegeven op een bepaalde plaats van het scherm, wordt de onttrekking van de minimum- en maximumwaarden van het scherm nadelig beïnvloed door het weergegeven zwart- of witniveausignaal. Als gevolg hiervan kan een zwartniveau-uitrekking niet nauwkeurig worden uitgevoerd.

10 SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Om de bovenstaande problemen op te lossen, is een eerste doel van de onderhavige uitvinding het verschaffen van een inrichting en een werkwijze voor het aanpassend uitrekken van het zwartniveau van een ingangsbeeldsignaal in overeenstemming met het dynamische bereik 15 van het ingangsbeeldsignaal, zodat het optreden van flikkering bij zwartniveau-uitrekking, welke flikkering wordt veroorzaakt als gevolg van impulsruis of ondertitelingsgegevens, tot een minimum kan worden verminderd.

Het is een tweede doel van de onderhavige uitvinding een zwart-20 niveau-uitrekinrichting en -werkwijze te verschaffen, waarin het bereik van zwartniveau-uitrekking door gebruikers wordt gevarieerd en het optreden van flikkering bij zwartniveau-uitrekking, welke flikkering wordt veroorzaakt als gevolg van impulsruis of ondertitelingsgegevens, tot een minimum kan worden verminderd.

25 Volgens een aspect van de uitvinding is een aanpassende zwart- niveau-uitrekinrichting verschaft, welke inrichting omvat: een minimum- en maximumwaarde-onttrekkingseenheid voor het ontvangen van een beeldsignaal, het onttrekken van de minimum- en maximumwaarden aan elk veld van het beeldsignaal, en het afgeven van de onttrokken mini-30 mum- en maximumwaarden als veldminimum- respectievelijk -maximumwaarden; en een aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid voor het berekenen van een kantelpunt, dat een donker gebied, dat uitgerekt wordt, begrenst onder gebruikmaking van de veldminimum- en -maximumwaarden, het berekenen van een eerste gradiënt voor gebruik bij het uitrekken 35 van de veldminimumwaarde tot een voorafbepaalde waarde, het gebruiken van de veldminimumwaarde en het kantelpunt, het selecteren van de eerste gradiënt of een door gebruikers gedefinieerde tweede gradiënt in overeenstemming met het dynamische bereik van het beeldsignaal, en m RR23 - 5 - het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van de geselecteerde gradiënt.

In een andere uitvoeringsvorm omvat de aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting: een eerste laagdoorlaatfiltereenheid voor het laag-5 doorlaatfilteren van een beeldsignaal om in lijnen aanwezige impulsruis te verwijderen en het onttrekken van de lijnminimum- en -maximumwaarden van elke lijn uit het impulsruisvrije beeldsignaal; een tweede laagdoorlaatfiltereenheid voor het laagdoorlaatfilteren van de lijnminimum- en -maximumwaarden, het onttrekken van de minimum- en 10 maximumwaarden uit de laagdoorlaatgefilterde lijnminimum- en -maximumwaarden, en het afgeven van de onttrokken minimum- en maximumwaarden als de veldminimum- respectievelijk -maximumwaarden; en een aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid voor het berekenen van een kantelpunt, dat een donker gebied, dat uitgerekt wordt, begrenst on-15 der gebruikmaking van de veldminimum- en -maximumwaarden, en het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal, indien het beeldsig-naalniveau lager ligt dan of gelijk is aan het kantelpunt.

Volgens een ander aspect van de uitvinding is een werkwijze voor het uitrekken van het zwartniveau van een ingangsbeeldsignaal 20 verschaft, welke werkwijze de stappen omvat van; (a) het ontvangen van het beeldsignaal en het onttrekken van de minimum- en maximumwaarden van elk veld van het beeldsignaal om veldminimum- en -maximumwaarden te verkrijgen; (b) het onttrekken van een kantelpunt, dat een donker gebied, dat wordt uitgerekt, begrenst onder gebruikmaking 25 van de veldminimum- en -maximumwaarden; (c) het berekenen van een eerste gradiënt voor het uitrekken van de veldminimumwaarde tot een voorafbepaalde waarde onder gebruikmaking van de veldminimumwaarde en het kantelpunt; (d) het selecteren van de eerste gradiënt of een door gebruikers gedefinieerde tweede gradiënt in overeenstemming met het 30 dynamische bereik van het ingangssignaal; en (e) het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van de geselecteerde gradiënt.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENING De bovenstaande doelen en voordelen van de uitvinding zullen 35 duidelijker worden door het in detail beschrijven van voorkeursuitvoeringsvormen daarvan onder verwijzing naar de bijgevoegde tekening, waarin: fig. 1 een gangbare zwartniveau-uitrektechniek toont; fig. 2 een andere gangbare zwartniveau-uitrektechniek toont; 1016523 - 6 - fig. 3 een blokschema van een voorkeursuitvoeringsvorm van een aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting volgens de uitvinding is; fig. 4 een gedetailleerd ketendiagram van de zwartniveau-uitrekinrichting van fig. 3 is; 5 fig. 5 de karakteristieken van het horizontale LPF van fig. 4 onder verwijzing naar een beeldsignaal is; fig. 6 de relatie tussen de versterkings factor en de afsnijfre-quentie van het in fig. 4 weergegeven horizontale LPF 34 toont; fig. 7 de stapresponsiekarakteristieken van het verticale LPF 10 van fig. 4 toont; fig. 8 de stapresponsiekarakteristieken van het veld-LPF van fig. 4 toont; fig. 9 de zwartniveau-uitrekking van een beeldsignaal door middel van de aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting van fig. 4 toont; 15 en fig. 10 een stroomschema is, dat een door de aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting van fig. 4 gebruikte zwartniveau-uitrekwerk-wijze toont.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING 20 In fig. 3 is een blokschema van een aanpassende zwartniveau- uitrekinrichting volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven. Zoals is weergegeven in fig. 3 bevat de aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting een minimum- en maximumwaarde-onttrek-kingseenheid 30 en een aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid 50. De 25 minimum- en maximumwaarde-onttrekkingseenheid 30 ontvangt een beeldsignaal Yin, onttrekt de velctminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax, d.w.z. de minimum- en maximumwaarden van elk veld van het beeldsignaal Yin, en geeft de veldminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax af.

30 De aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid 50 berekent een kan- telpunt Yt, dat een donker gebied, dat wordt uitgerekt, begrenst onder gebruikmaking van de veldminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax van elk veld. De aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid 50 berekent ook een eerste gradiënt G1 voor gebruik bij het uitrekken van de 35 veldminimumwaarde Ymin tot een voorafbepaalde waarde onder gebruikmaking van het kantelpunt Yt en de veldminimumwaarde Ymin. De voorafbepaalde waarde komt overeen met het minimumniveau van het apparatuur-bereik van een gebruikt beeldsignaalverwerkingssysteem, dat bijvoorbeeld nul is. De aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid 50 selecteert 1016523 - 7 - de eerste gradiënt G1 of een door gebruikers gedefinieerde tweede gradiënt G2 in overeenstemming met het dynamische bereik van het in-gangsbeeldsignaal Yin en rekt het zwartniveau van het beeldsignaal Yin uit onder gebruikmaking van de geselecteerde gradiënt.

5 De eerste gradiënt G1 wordt geselecteerd wanneer het dynamische bereik van het beeldsignaal Yin breed is, en de tweede gradiënt G2 wordt geselecteerd, wanneer het dynamische bereik van het beeldsignaal Yin smal is, voor het uitrekken van het zwartniveau van het ingangssignaal Yin. Dit wil zeggen, dat de zwartniveau-uitrekinrichting 10 volgens de uitvinding in staat is om het zwartniveau van het ingangs-beeldsignaal Yin op aanpassende wijze uit te rekken in overeenstemming met het dynamische bereik van het beeldsignaal Yin.

Fig. 4 is een gedetailleerd ketendiagram van de aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting van fig. 3. Onder verwijzing naar fig. 4 15 bevat de minimum- en maximumwaarde-onttrekkingseenheid 30 een eerste laagdoorlaatfilter (LPF) 32, een tweede LPF 38 en een veld-LPF 44. De aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid 50 bevat een kantelpunt-ont-trekkingsorgaan 52, een gradiëntberekeningsorgaan 54, een zwartni-veau-uitrekmiddel 64 en een beeldsignaal-afgiftegedeelte 68.

20 In het bijzonder wordt het beeldsignaal Yin door het eerste LPF

32 laagdoorlaatgefilterd om impulsruis van elke lijn te verwijderen en worden de lijnminimum- en -maximumwaarden Lmin en Lmax, d.w.z. de minimum- en maximumwaarden van elke lijn, aan het ruisvrije signaal onttrokken. Door dit te doen, kan een mogelijke fout, dat ruis, bij-25 voorbeeld impulsruis, wordt onttrokken als de lijnminimum- of -maximumwaarde Lmin of Lmax van een lijn, worden voorkomen. Het eerste LPF 32 bevat een horizontaal LPF 34 en een lijnminimum- en -maximumwaar-de-onttrekkingsorgaan 36. Het beeldsignaal Yin wordt door het horizontale LPF 34 horizontaal laagdoorlaatgefilterd om in elke lijn 30 aanwezige impulsruis te verwijderen. Het lijnminimum- en -maximum-waarde-onttrekkingsorgaan 36 onttrekt de lijnminimum- en -maximumwaarden Lmin en Lmax aan het door het horizontale LPF 34 afgegeven beeldsignaal, waaruit impulsruis is verwijderd, en geeft de onttrokken lijnminimum- en -maximumwaarden Lmin en Lmax af.

35 Fig. 5 toont de karakteristieken van het horizontale LPF 34, werkend op een ingangsbeeldsignaal Yin. Onder verwijzing naar fig. 5 heeft het beeldsignaal Yin voor een lijn een eerste interval Tl, waarvoor het niveau van het beeldsignaal Yin plotseling daalt. Het eerste interval Tl kan worden herkend als impulsruis of een normaal 1Π16523 - 8 - signaal, afhankelijk van de fiiterkarakteristieken van het horizontale LPF 34. Met andere woorden wordt het eerste interval Tl als impulsruis beschouwd indien de afsnij frequentie van het horizontale LPF 34 laag is. Indien de afsnij frequentie van het horizontale LPF 34 5 hoog is, wordt het eerste interval Tl anderzijds als het beeldsignaal Yin beschouwd.

De relatie tussen de afsnij frequentie van het horizontale LPF 34 en het eerste interval Tl is weergegeven in Tabel 1 . Tabel 1 toont de variaties van het eerste interval Tl, dat als een normaal beeld-10 signaal kan worden herkend, met betrekking tot de afsnij frequentie van het horizontale LPF 34.________

Nr. Afsnij frequent ie Eerste interval ________[ kHz]_____[sj__ 1 _____570________1jL5_ 2 _420 _____2_ 3 ___280 ______3_ 4 ______ 200___ 4__ 5 ______130______6__ _ 6____100 ____ 8____ _ 7___ 7 0_________13_ 8______50_ J_____17__

Zoals uit Tabel 1 kan worden afgeleid, dient het eerste interval Tl te worden vergroot voor herkenning als een normaal beeldsignaal wanneer de afsnijfrequentie klein wordt.

15 Fig. 6 toont de relatie tussen de versterkingsfactor en de af- snijfrequentie van het in fig. 4 weergegeven horizontale LPF 34. Zoals is weergegeven in fig. 6 kan de versterkingsfactor van het horizontale LPF 34 in overeenstemming met de afsnijfrequentie worden ingesteld .

20 De door het eerste LPF 32 afgegeven lijnminimum- en maximum waarden Lmin en Lmax worden door het tweede LPF 38 laagdoorlaatgefil-terd om de veldminimum- en -maximumwaarden Ymin respectievelijk Ymax af te geven. Indien ondertitelingsgegevens op het scherm worden weergegeven, wordt bijvoorbeeld een zwart- of witniveau van de ondertite-25 1ingsgegevens continu op enkele lijnen van het scherm weergegeven.

Indien er echter geen proces op deze zwart- of witniveausignalen wordt uitgevoerd, kan het zwart- of witniveau van signalen als de veldminimum- of -maximumwaarde Ymin of Ymax worden onttrokken. Om het optreden van dit type fout te voorkomen wanneer zwart- of witniveau- 4 η Λ CCO^ - 9 - signalen continu op bepaalde lijnen van een scherm worden weergegeven, wordt het zwart- of witniveau van de signalen van ondertite-lingsgegevens door het tweede LPF 38 laagdoorlaatgefilterd, zodat de veldminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax in elk veld op nauwkeu-5 rige wijze kunnen worden onttrokken.

In het bijzonder bevat het tweede LPF 38 een verticaal LPF 40 en een veldminimum-en -maximumwaarde-onttrekkingsorgaan 42. De door het eerste LPF 32 afgegeven lijnminimum- en -maximumwaarden Lmin en Lmax worden door het verticaal LPF 40 verticaal laagdoorlaatgefilterd 10 en het verticaal LPF 40 geeft een eerste signaal NI respectievelijk een tweede signaal N2 af. Het veldminimum- en -maximumwaarde-onttrek-kingsorgaan 42 onttrekt de minimumwaarde van het door het verticaal LPF 40 afgegeven eerste signaal NI en geeft de veldminimumwaarde Ymin af. Het veldminimum- en -maximumwaarde-onttrekkingsorgaan 42 onttrekt 15 de maximumwaarde van het tweede signaal N2 en geeft de veldmaximum-waarde Ymax af. De stapresponsiekarakteristiek van het verticaal LPF 40 van fig. 4 is weergegeven in fig. 7. Zoals is weergegeven in fig. 7, heeft het verticaal LPF 40 een tussen 4 en 90 lijnen variërende stapresponsiekarakteristiek.

20 Anderzijds worden de door het tweede LPF 38 afgegeven veldmini mum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax door het veld-LPF 44 laagdoorlaatgef ilterd om extreme veldminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax onder de door het tweede LPF 38 afgegeven waarden te verwijderen. De stapresponsiekarakteristiek van het veld-LPF 44 van fig. 4 is weerge-25 geven in fig. 8. Zoals is weergegeven in fig. 8, heeft het veld-LPF 44 een tussen 3 en 180 velden variërende stapresponsiekarakteristiek.

Anderzijds onttrekt het kantelpunt-onttrekkingsorgaan 52 in de aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid 50 een kantelpunt Yt, dat een donker gebied, dat wordt uitgerekt, begrenst onder gebruikmaking van 30 de door het veld-LPF 44 afgegeven veldminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax. Het kantelpunt Yt kan door gebruikers worden gevarieerd. Bijvoorbeeld kan een middenwaarde tussen de veldminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax als het kantelpunt Yt worden gedefinieerd. Als alternatief kan een een-derde punt of een twee-derde punt 35 tussen de veldminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax van elk veld als het kantelpunt Yt worden gedefinieerd. Het kantelpunt-onttrekkingsorgaan 52 rekt bovendien de veldminimumwaarde Ymin uit onder gebruikmaking van de door gebruikers gedefinieerde tweede gradiënt G2, hetgeen door de formule (5) wordt uitgedrukt, en vergelijkt het re- 1016523 - 10 - sultaat van de uitrekking met een voorafbepaalde waarde (het minimumniveau van het apparatuurbereik), d.w.z. nul, en geeft een eerste se-lectiesignaal Sl af:

Yuit = Ymin + G2 * (Ymin - Yt) (5) 5 Het gradiëntberekeningsorgaan 54 ontvangt de veldminimumwaarde en het kantelpunt Yt en berekent een eerste gradiënt G1 onder gebruikmaking van formule (6), welke wordt gebruikt om de veldminimumwaarde Ymin tot een voorafbepaalde waarde uit te rekken:

Yt G1 - -- - 1 (6)

Yt - Y min 10 Het zwartniveau-uitrekmiddel 64 selecteert de eerste gradiënt G1 of de tweede gradiënt G2 in overeenstemming met het eerste seiec-tiesignaal Sl, en rekt het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van een geselecteerde gradiënt G en het kantelpunt Yt uit. Wanneer het resultaat van de berekening onder gebruikmaking van 15 formule (5) groter is dan nul, bepaalt het kantelpunt-onttrekkingsor-gaan 52 in het bijzonder, dat het dynamische bereik van het beeldsignaal Yin smal is, en geeft een eerste selectiesignaal Sl af, dat het zwartniveau-uitrekmiddel 64 in staat stelt om de tweede gradiënt G2 te selecteren en om het zwartniveau van het beeldsignaal Yin onder 20 gebruikmaking van de tweede gradiënt G2 uit. te rekken. Wanneer het resultaat van de berekening onder gebruikmaking van formule (5) kleiner dan nul is, bepaalt het kanteIpuntonttrekkingsorgaan 52 echter, dat het dynamische bereik van het beeldsignaal Yin breed is, en geeft een selectiesignaal Sl af, dat het zwartniveau-uitrekmiddel 64 in 25 staat stelt de eerste gradiënt G1 te selecteren en het zwartniveau van het beeldsignaal Yin onder gebruikmaking van de eerste gradiënt G1 uit te rekken.

In het bijzonder bevat het zwartniveau-uitrekmiddel 64 een se-lectieorgaan 56, een aftrekorgaan 58, een vermenigvuldigingsorgaan 60 30 en een optelorgaan 62. Het selectieorgaan 56 ontvangt de eerste gradiënt G1 en de tweede gradiënt G2, en geeft in overeenstemming met het selectiesignaal Sl de eerste gradiënt G1 of de tweede gradiënt G2 selectief af. Het aftrekorgaan 58 trekt het kantelpunt Yt van het beeldsignaal Yin af. Het vermenigvuldigingsorgaan 60 vermenigvuldigt 35 het van het aftrekorgaan 58 afkomstige aftrekresultaat (Yin - Yt) met een door het selectieorgaan 56 geselecteerde gradiënt G. Het optelorgaan 52 telt het beeldsignaal Yin en het van het vermenigvuldigingsorgaan 60 afkomstige product ((Yin - Yt)*G) op en geeft het optelre- ί n 1 rr 0¾ 'i - 11 - sultaat, dat het beeldsignaal is, waarvan het zwartniveau uitgerekt is, af.

Het door het optelorgaan 62 afgegeven beeldsignaal met uitgerekt zwartniveau wordt door bovenstaande formule (4) uitgedrukt 5 wanneer in overeenstemming met het selectiesignaal SI de eerste gradiënt Gl is geselecteerd, en wordt door bovenstaande formule (2) uitgedrukt wanneer in overeenstemming met het selectiesignaal Sl de tweede gradiënt G2 is geselecteerd. Met andere woorden wordt het zwartniveau van het beeldsignaal uitgerekt onder gebruikmaking van 10 bovenstaande formule (4) wanneer een beeldsignaal Yin met een breed dynamisch bereik is ingevoerd, en wordt onder gebruikmaking van bovenstaande formule (2) uitgerekt wanneer een beeldsignaal Yin met een smal dynamisch bereik is ingevoerd. De zwartniveau-uitrekinrichting volgens de uitvinding rekt het zwartniveau van een 15 beeldsignaal in overeenstemming met het dynamische bereik van het beeldsignaal Yin op aanpassende wijze uit, en derhalve wordt een optimale zwartniveau-uitrekking gewaarborgd door het oplossen van de problemen van de beide eerder beschreven gangbare technieken, die het zwartniveau van een beeldsignaal onder gebruikmaking van formules (2) 20 respectievelijk (4) uitrekken.

Het beeldsignaal-afgiftegedeelte 66 ontvangt het door het zwartniveau-uitrekmiddel 64 afgegeven beeldsignaal met uitgerekt zwartniveau en het oorspronkelijke ingangsbeeldsignaal Yin en geeft het beeldsignaal met uitgerekt zwartniveau of het oorspronkelijke 25 beeldsignaal Yin in overeenstemming met het van het aftrekorgaan 57 afkomstige aftrekresultaat op selectieve wijze als een uitgangsbeeld-signaal Yuit af. Indien in het bijzonder het van het aftrekorgaan 58 afkomstige aftrekresultaat een positieve waarde is, geeft het beeld-signaal-afgiftegedeelte 56 het oorspronkelijke beeldsignaal Yin als 30 het uitgangsbeeldsignaal Yuit af. Het positieve aftrekresultaat betekent, dat het niveau van het ingangsbeeldsignaal Yin hoger ligt dan het kantelpunt Yt, en derhalve is een zwartniveau-uitrekking niet noodzakelijk, zodat het oorspronkelijke beeldsignaal Yl wordt afgegeven zonder dat er behoefte bestaat aan zwartniveau-uitrekking. Wan-35 neer in tegenstelling hiertoe het van het aftrekorgaan 58 afkomstige aftrekresultaat een negatieve waarde is, geeft het beeldsignaalafgif-tegedeelte 68 het beeldsignaal met uitgerekt zwartniveau als het uitgangsbeeldsignaal Yuit af. Het negatieve aftrekresultaat betekent, dat het niveau van het beeldsignaal Yin lager ligt dan het kantelpunt 101 6523 * - 12 -

Yt, en derhalve wordt het beeldsignaal Yuit met uitgerekt zwartniveau a fgegeven.

Fig. 9 toont op grafische wijze de zwartniveau-uitrekking van het beeldsignaal Yin door middel van de in fig. 4 weergegeven aanpas-5 sende zwartniveau-uitrekinrichting. Onder verwijzing naar fig. 9 geven de streepjeslijnen LI de resultaten van zwartniveau-uitrekking van het beeldsignaal Yin onder gebruikmaking van de gradiënt G2 weer, en geeft de volgetrokken lijn L2 het resultaat van zwartniveau-uitrekking van het beeldsignaal Yin onder gebruikmaking van de gradiënt 10 G1 weer.

Zoals eerder is beschreven, rekt de voorkeursuitvoeringsvorm van de in fig. 4 weergegeven aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting het zwartniveau van een ingangsbeeldsignaal in overeenstemming met het dynamische bereik van het ingangsbeeldsignaal op aanpassende 15 wijze uit, zodat, overuitrekking voorbij het apparatuurbereik kan worden voorkomen. Bovendien kan een plotselinge verandering in beeldniveaus als gevolg van de aanwezigheid van impulsruis of ondertite-1ingsgegevens worden verminderd door middel van meertraps laagdoor-laatfilteren, waardoor flikkering tot een minimum wordt; verminderd.

20 Fig. 10 is een stroomschema, dat een door de in fig. 4 weerge geven aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting gebruikte zwartniveau-uitrekwerkwijze toont. De zwartniveau-uitrekwerkwijze zal onder verwijzing naar fig. 10 kort worden beschreven. Allereerst wordt een ingangsbeeldsignaal Yin horizontaal laagdoorlaatgefilterd en worden 25 lijnminimum- en -maximumwaarden Lmin en Lmax van elke lijn onttrokken (stap S10). Vervolgens worden de lijnminimum- en -maximumwaarden Lmin en Lmax verticaal laagdoorlaatgefilterd, en worden veldminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax van elk veld onttrokken (stap S12). De in stap S12 onttrokken veldminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax 30 worden laagdoorlaatgefilterd (stap S14).

Hierna wordt met de veldminimum- en -maximumwaarden Ymin en Ymax onder gebruikmaking van bovenstaande formule (1) een kantelpunt Yt onttrokken (stap S16). Onder gebruikmaking van bovenstaande formule (4) wordt een eerste gradiënt G1 voor het uitrekken van de veldmi-35 nimumwaarde Ymin tot de minimumwaarde van het apparatuurbereik van een gebruikt beeldverwerkingssysteem berekend (stap S18). De veldmi-nimumwaarde Ymin wordt ook onder gebruikmaking van een door gebruikers gedefinieerde gradiënt G2 uitgerekt (stap S20).

1016523 - 13 -

In stap S22 wordt bepaald of het resultaat van de zwartniveau-uitrekking in stap S20 groter dan of gelijk aan een voorafbepaalde waarde, d.w.z. nul, is. Indien het resultaat van stap S20 groter dan of gelijk aan de voorafbepaalde waarde is, wordt het zwartniveau van 5 het beeldsignaal Yin onder gebruikmaking van bovenstaande formule (2) met de tweede gradiënt G2 uitgerekt (stap S24). Anderzijds wordt het zwartniveau van het beeldsignaal Yin onder gebruikmaking van formule (4) met de in stap S18 berekende eerste gradiënt G1 uitgerekt (stap S26). In stap S28 wordt bepaald of het niveau van het beeldsignaal 10 Yin hoger ligt dan of gelijk is aan het kantelpunt Yt. Indien dit het geval is, wordt het oorspronkelijke beeldsignaal Yin, dat geen zwart-niveau-uitrekking heeft ondergaan, afgegeven (stap S30). Anderzijds wordt het beeldsignaal, waarvan het zwartniveau onder gebruikmaking van bovenstaande formule (2) of (4) is uitgerekt, afgegeven (stap 15 S32) .

Zoals eerder is vermeld, voorkomt de zwartniveau-uitrekinrich-ting volgens de uitvinding overuitrekking, en beperkt deze inrichting door een plotselinge verandering in signaalniveaus als gevolg van de aanwezigheid van impulsruis of ondertitelingsgegevens veroorzaakte 20 flikkering tot een minimum door het ingangsbeeldsignaal via meerdere trappen laagdoorlaat te filteren. De onder verwijzing naar fig. 4 beschreven aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting rekt in het bijzonder het zwartniveau van een beeldsignaal in overeenstemming met het dynamische bereik van het beeldsignaal op aanpassende wijze uit, zo-25 dat door een groot veld-tot-veld niveauverschil veroorzaakte fouten kunnen worden voorkomen. Het gebruik van de gemiddelde-donkergebied-waarde in plaats van de veldmaximumwaarde bij het uitrekken van het donkere gebied van het beeldsignaal, is bovendien veel doeltreffender in het elimineren van flikkering in een ondertitelingsgegevens-bevat-30 tend veld, en in het bijzonder in een witte-ondertitelingsgegevens-bevattend veld.

Hoewel de uitvinding in het bijzonder is weergegeven en beschreven onder verwijzing naar voorkeursuitvoeringsvormen daarvan, zal het voor de vakman op dit gebied van de techniek duidelijk zijn, 35 dat verschillende veranderingen in vorm en details daaraan kunnen worden aangebracht zonder de gedachte en omvang van de uitvinding, zoals deze door de bijgevoegde conclusies wordt gedefinieerd, te verlaten .

1016523*

Claims

1. Aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting omvattende: een minimum- en maximumwaarde-onttrekkingseenheid voor het ontvangen van een beeldsignaal, het onttrekken van de minimum- en maximumwaarden aan elk veld van het beeldsignaal, en het afgeven van de 5 onttrokken minimum- en maximumwaarden als veldminimum- respectievelijk -maximumwaarden; en een aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid voor het berekenen van een kantelpunt, dat een donker gebied, dat uitgerekt wordt, begrenst onder gebruikmaking van de veldminimum- en -maximumwaarden, 10 het berekenen van een eerste gradiënt voor gebruik bij het uitrekken van de veldminimumwaarde tot een voorafbepaaide waarde, het gebruiken van de veldminimumwaarde en het kantelpunt, het selecteren van de eerste gradiënt of een door gebruikers gedefinieerde tweede gradiënt in overeenstemming met het dynamische bereik van het beeldsignaal, en 15 het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van de geselecteerde gradiënt.

2. Aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting volgens conclusie 1, waarbij de aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid omvat: een kantelpunt-onttrekkingsorgaan voor het: onttrekken en afge-20 ven van het kantelpunt, het vergelijken van het resultaat van de zwartniveau-uitrekking van de veldminimumwaarde onder gebruikmaking van de tweede gradiënt met: de voorafbepaalde waarde, en het af geven van het vergelijkingsresultaat als een selectiesignaal; een gradiëntberekeningsorgaan voor het ontvangen van de veldmi-25 nimumwaarde en het kantelpunt, tiet berekenen van de eerste gradiënt voor het uitrekken van de veldminimumwaarde tot de voorafbepaalde waarde, en het afgeven van de eerste gradiënt; een zwartniveau-uitrekmiddel voor het selecteren van de eerste gradiënt of de tweede gradiënt overeenkomstig het selectiesignaal, en 30 het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van de geselecteerde gradiënt en het kantelpunt; en een beeldsignaal-afgiftegedeelte voor het ontvangen van het beeldsignaal, het kantelpunt en de van het zwartniveau-uitrekmiddel afkomstige uitgerekt-zwartniveausignaaluitgang, en voor het afgeven 35 van het oorspronkelijke beeldsignaal indien het beeldsignaalniveau hoger ligt dan het kantelpunt, en voor het afgeven van de uitgerekt- 1016523 - 15 - zwartniveausignaaluitgang indien het beeldsignaalniveau lager ligt dan het kantelpunt.

3. Aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting volgens conclusie 2, waarbij het zwartniveau-uitrekmiddel omvat: 5 een selectieorgaan voor het ontvangen van de eerste gradiënt en de tweede gradiënt, en het selectief afgeven van de eerste gradiënt of de tweede gradiënt overeenkomstig het selectiesignaal; een aftrekorgaan voor het van het beeldsignaalniveau aftrekken van het kantelpunt; 10 een vermenigvuldigingsorgaan voor het vermenigvuldigen van het van het aftrekorgaan afkomstige aftrekresultaat met de door het selectieorgaan geselecteerde gradiënt; en een optelorgaan voor het optellen van het beeldsignaal en het van het vermenigvuldigingsorgaan afkomstige product, en het afgeven 15 van het optelresultaat als het uitgerekt-zwartniveaubeeldsignaal.

4. Aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting, omvattende: een eerste laagdoorlaatfiltereenheid voor het laagdoorlaatfil-teren van een beeldsignaal om in lijnen aanwezige impulsruis te verwijderen en het onttrekken van de lijnminimum- en -maximumwaarden van 20 elke lijn uit het impulsruisvrije beeldsignaal; een tweede laagdoorlaatfiltereenheid voor het laagdoorlaatfil-teren van de lijnminimum- en -maximumwaarden, het onttrekken van de minimum- en maximumwaarden uit de laagdoorlaatgefilterde lijnminimum-en -maximumwaarden, en het afgeven van de onttrokken minimum- en 25 maximumwaarden als de veldminimum- respectievelijk -maximumwaarden; en een aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid voor het berekenen van een kantelpunt, dat een donker gebied, dat uitgerekt wordt, begrenst onder gebruikmaking van de veldminimum- en -maximumwaarden, en 30 het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal, indien het beeldsignaalniveau lager ligt dan of gelijk is aan het kantelpunt.

5. Aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting volgens conclusie 4, verder omvattende een tussen de tweede laagdoorlaatfiltereenheid en de aanpassende zwartniveau-uitrekeenheid aangesloten veldlaagdoor- 35 laatfilter voor het laagdoorlaatfilteren van de extreme veldminimum-en -maximumwaarden van velden onderling.

6. Aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting volgens conclusie 4, waarbij de eerste laagdoorlaatfiltereenheid omvat: 4 n 1 et; O 3 - 16 - een horizontaal laagdoorlaatfilter voor het horizontaal iaag-doorlaatfilteren van het beeldsignaal en het afgeven van het horizontaal laagdoorlaatgefilterde beeldsignaal; en een lijnminimum- en -maximumwaarde-onttrekkingsorgaan voor het 5 onttrekken van de door het horizontale laagdoorlaatfilter afgegeven minimum- en maximumwaarden, en het afgeven van de onttrokken minimum-en maximumwaarden als lijnminimum- respectievelijk -maximumwaarden.

7. Aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting volgens conclusie 4, waarbij de tweede laagdoorlaatfiltereenheid omvat: 10 een verticaal laagdoorlaatfilter voor het verticaal laagdoor laatf ,i 1 teren van de lijnminimum- en -maximumwaarden, en het afgeven van de verticaal laagdoorlaatgef ilterde lijnminimum- en -maximumwaarden als eerste respectievelijk tweede signalen; en een veldminimum- en -maximumwaarde-onttrekkinqsorgaan voor het 15 onttrekken van de minimumwaarde van het eerste signaal en de maximumwaarde van het tweede signaal en het afgeven van de minimum- en maximumwaarden als de veldminimum- respectievelijk -maximumwaarden.

8. Aanpassende zwartniveau-uitrekinrichting volgens conclusie 4, waarbij de aanpassende zwartniveau-uifrekeenheid omvat: 20 een kantelpunt-onttrekkingsorgaan voor het onttrekken en afge ven van het kantelpunt, het vergelijken van het resultaat van de zwartniveau-uitrekking van de veldminimumwaarde onder gebruikmaking van een voorafbepaalde eerste gradiënt, met een voorafbepaalde waarde, en het afgeven van het vergelijkingsresultaat als een eerste selec-25 tiesignaal; een qradi ëntberekenmgsorgaan voor het ontvangen van de veldminimumwaarde en het kantelpunt, het berekenen van een tweede gradiënt voor het uitrekken van de veldminimumwaarde tot de voorafbepaalde waarde, en het afgeven van de tweede gradiënt; 30 een zwartniveau-uitrekmiddel voor het selecteren van de eerste gradiënt of de tweede gradiënt overeenkomstig het selectiesignaal, en het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van de geselecteerde gradiënt en het kantelpunt; en een beeldsignaal-afgiftegedeelte voor het ontvangen van het 35 beeldsignaal, het kantelpunt en de zwartniveau-uitgerekte signaaluit-gang van het zwartniveau-uitrekmiddel, en het afgeven van het oorspronkelijke beeldsignaal indien het beeldsignaalniveau hoger ligt dan het kantelpunt, en het afgeven van het zwartniveau-uitgerekte signaal indien het beeldsignaalniveau lager ligt dan het kantelpunt.

101 BK 9a - 17 -

9. Werkwijze voor het uitrekken van het zwartniveau van een ingangsbeeldsignaal, omvattende de stappen van: (a) het ontvangen van het beeldsignaal en het onttrekken van de minimum- en maximumwaarden van elk veld van het beeldsignaal om veld- 5 minimum- en -maximumwaarden te verkrijgen; (b) het onttrekken van een kantelpunt, dat een donker gebied, dat wordt uitgerekt, begrenst onder gebruikmaking van de veldminimum-en -maximumwaarden; (c) het berekenen van een eerste gradiënt voor het uitrekken 10 van de veldminimumwaarde tot een voorafbepaalde waarde onder gebruikmaking van de veldminimumwaarde en het kantelpunt; (d) het selecteren van de eerste gradiënt of een door gebruikers gedefinieerde tweede gradiënt in overeenstemming met het dynamische bereik van het ingangssignaal; en 15 (e) het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal on der gebruikmaking van de geselecteerde gradiënt.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij de stap (a) omvat: het uit het beeldsignaal verwijderen van in lijnen van het scherm aanwezige impulsruis, en het uit het impulsruisvrije beeldsig- 20 naai onttrekken van de lijnminimum- en -maximumwaarden van elke lijn; het laagdoorlaatfilteren van de lijnminimumwaarde, het onttrekken van de lijnminimumwaarde van de laagdoorlaatgefilterde lijnminimumwaarde, en het afgeven van de onttrokken minimumwaarde als de veldminimumwaarde; en 25 het laagdoorlaatfilteren van de lijnmaximumwaarde, het onttrek ken van de lijnmaximumwaarde, het onttrekken van de maximumwaarde van de laagdoorlaatgefilterde lijnmaximumwaarde, en het afgeven van de onttrokken maximumwaarde als de veldmaximumwaarde.

11. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij stap (e) omvat: 30 het bepalen of het beeldsignaalniveau hoger ligt dan of gelijk is aan het kantelpunt; het afgeven van het oorspronkelijke beeldsignaal indien bepaald is, dat het beeldsignaalniveau hoger ligt dan of gelijk is aan het kantelpunt; en 35 het afgeven van het beeldsignaal, waarvan het zwartniveau is uitgerekt, indien bepaald is, dat het beeldsignaalniveau lager ligt dan het kantelpunt. 1n1rrosl