NL1020384C2

NL1020384C2 - Zwartniveau-uitrekinrichting en werkwijze, die in staat zijn flikkering tot een minimum te beperken.

Info

Publication number: NL1020384C2
Application number: NL1020384A
Authority: NL
Inventors: Injun Hwang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2002-10-25
Also published as: NL1016523C2; US6600519B1; KR100346840B1; NL1016523A1; KR20010067348A; NL1020384A1; DE10055295A1

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, 1 020384 - 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- 1 ' ’ . J .) o ^ij> - 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):

Yuit = -—- * (Yin - Yt) + Yt (3)

Yt - Y min

Yt waarin - de gradiënt van de liin 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.

_ 1020384 - 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 de uitvinding is er een zwartniveau-uitrekinrichting verschaft, welke inrichting omvat: een minimumwaarde-onttrekkingseenheid voor het ontvangen van een beeldsignaal, het onttrekken van de minimumwaarde van elk veld van het beeldsignaal, en het afgeven van de onttrokken minimumwaarde als een veldmi-30 nimumwaarde; een onttrekkingsorgaan voor een gemiddelde-donkergebied-waarde voor het ontvangen van het beeldsignaal, het onttrekken van de gemiddelde waarde van de beeldsignaalniveaus van elk veld, dat tot een donker gebied van het veld behoort, en het afgeven van de onttrokken gemiddelde-donkergebiedwaarde; en een zwartniveau-uitrekeen-35 heid voor het berekenen van een kantelpunt, dat het donkere gebied, dat wordt uitgerekt, begrenst onder gebruikmaking van de veldminimum-waarde en het kantelpunt, het berekenen van een voorgradiënt voor gebruik bij het uitrekken van de veldminimumwaarde tot een voorafbepaalde waarde onder gebruikmaking van de veldminimumwaarde en het - 5 - kantelpunt, het berekenen van een gradiënt overeenkomstig een vooraf-bepaalde gradiëntversterking, en het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van de gradiënt.

Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is er een werk-5 wijze voor het uitrekken van het zwartniveau van een ingangsbeeldsig-naal verschaft, welke werkwijze de stappen omvat van: (a) het ontvan gen van het beeldsignaal en het onttrekken van de minimumwaarde van elk veld van het beeldsignaal om een veldminimumwaarde te verkrijgen; (b) het ontvangen van het beeldsignaal en het onttrekken van de ge-10 middelde waarde van de beeldsignaalniveaus van elk veld, dat tot een uit te rekken donker gebied behoort, en het afgeven van de onttrokken gemiddelde waarde als een gemiddelde waarde van het donkere gebied; (c) het onttrekken van een kantelpunt, dat het donkere gebied, dat wordt uitgerekt, begrenst, onder gebruikmaking van de veldminimum- 15 waarde en de gemiddelde waarde van het donkere gebied; (d) het berekenen van een voorgradiënt voor het uitrekken van de veldminimumwaarde tot een voorafbepaalde waarde onder gebruikmaking van de veldminimumwaarde en het kantelpunt; (e) het berekenen van een gradiënt door het vermenigvuldigen van de voorgradiënt met een voorafbepaalde gra-20 diëntversterkingsfactor; en (f) het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van de gradiënt.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENING De bovenstaande doelen en voordelen van de uitvinding zullen duidelijker worden door het in detail beschrijven van voorkeursuit-25 voeringsvormen daarvan onder verwijzing naar de bijgevoegde tekening, waarin: fig. 1 een gangbare zwartniveau-uitrektechniek toont; fig. 2 een andere gangbare zwartniveau-uitrektechniek toont; fig. 3 een blokschema van een voorkeursuitvoeringsvorm van een 30 zwartniveau-uitrekinrichting volgens de uitvinding is; fig. 4 een gedetailleerd ketendiagram van de zwartniveau-uitrekinrichting van fig. 3 is; fig. 5 de zwartniveau-uitrekking van een beeldsignaal door middel van de zwartniveau-uitrekinrichting van fig. 4 toont; en 35 fig. 6 een stroomschema is, dat een door de aanpassende zwart niveau-uitrekinrichting van fig. 4 gebruikte zwartniveau-uitrekwerk-wijze toont.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

1020384 - 6 -

Onder verwijzing naar fig. 3 bevat een zwartniveau-uit-rekinrichting volgens de uitvinding een minimumwaarde-onttrekkings-eenheid 70, een gemiddelde-donkergebiedwaarde-onttrekkingsorgaan 80 en een zwartniveau-uitrekeenheid 90. In het bijzonder ontvangt het 5 minimumwaarde-onttrekkingsorgaan 70 een ingangsbeeldsignaal Yin en dit orgaan onttrekt de minimumwaarde van een veld van het beeldsig-naal Yin en geeft de veldminimumwaarde Ymin af. Het gemiddelde-don-kergebiedwaarde-onttrekkingsorgaan 80 onttrekt de gemiddelde waarde van de niveaus van het beeldsignaal Yin van elk veld, dat tot het 10 donkere gebied behoort, en geeft de gemiddelde-donkergebiedwaarde Vavr af. In het donkere gebied zijn de niveaus van het beeldsignaal Yin lager dan een grenspunt van het donkere gebied (zie fig. 5). Het grenspunt van het donkere gebied kan door gebruikers worden bepaald.

De zwartniveau-uitrekeenheid 90 berekent onder gebruikmaking 15 van de veldminimumwaarde Ymin en de gemiddelde-donkergebiedwaarde Yavr een kantelpunt Yt, dat een donker gebied, dat wordt uitgerekt, bepaald. De zwartniveau-uitrekeenheid 90 berekent onder gebruikmaking van het kantelpunt Yt en de veldminimumwaarde Ymin ook een voorgra-diënt SI voor gebruik bij het uitrekken van de veldminimumwaarde Ymin 20 tot een voorafbepaalde waarde. De voorafbepaalde waarde correspondeert met het minimumniveau van het apparatuurbereik van een gebruikt beeldsignaalverwerkingssysteem, welk minimumniveau bijvoorbeeld nul is. Onder verwijzing naar fig. 5 correspondeert de voorgradiënt SI met de gradiënt van de lijn L4 tussen het kantelpunt Yt en punt B, 25 wanneer de veldminimumwaarde Ymin is uitgerekt tot de minimumwaarde van het apparatuurbereik, d.w.z. tot nul. De zwartniveau-uitrekeenheid 90 berekent een gradiënt S2 voor gebruik bij zwartniveau-uitrek-king door het vermenigvuldigen van de voorgradiënt SI met een door gebruikers gedefinieerde voorafbepaalde gradiëntversterkingsfactor 30 SG, en rekt het zwartniveau van het beeldsignaal Yin uit onder gebruikmaking van de gradiënt S2.

Fig. 4 is een gedetailleerd ketendiagram van de zwartniveau-uitrekinrichting van fig. 3. Onder verwijzing naar fig. 3 bevat de minimumwaarde-onttrekkingseenheid 70 een eerste LPF 72, een tweede 35 LPF 74 en een veld-LPF 76. De zwartniveau-uitrekeenheid 90 bevat een kantelpunt-ontt-rekkingsorgaan 92, een gradiëntberekeningsorgaan 94, een zwartniveau-uitrekmiddel 94 en een beeldsignaalafgiftegedeelte 98.

1020384 - 7 -

In het bijzonder wordt het beeldsignaal Yin door de eerste LPF 72 laagdoorlaatgefilterd om impulsruis van elke lijn te verwijderen, en dit filter onttrekt aan het ruisvrije signaal de lijnminimumwaarde Lmin van elke lijn. Het eerste LPF 72 bevat een horizontaal LPF 721 5 en een lijnminimumwaarde-onttrekkingsorgaan 723. Het beeldsignaal Yin wordt door het horizontale LPF 721 horizontaal laagdoorlaatgefilterd om in lijnen aanwezige impulsruis te verwijderen. Het lijnminimum-waarde-onttrekkingsorgaan 723 onttrekt de lijnminimumwaarde Lmin aan het door het horizontale LPF 721 afgegeven beeldsignaal, waaruit im-10 pulsruis is verwijderd, en geeft de onttrokken lijnminimumwaarde Lmin af. De versterkingsfactor van het horizontale LPF 721 kan in overeenstemming met de afsnij frequentie worden ingesteld.

De door het eerste LPF 72 afgegeven lijnminimumwaarde Lmin wordt door het tweede LPF 74 laagdoorlaatgefilterd om de veldminimum-15 waarde Lmin van elk veld af te geven. Het tweede LPF 74 bevat een verticaal LPF 741 en een veldminimumwaarde-onttrekkingsorgaan 742. De door het eerste LPF 72 afgegeven lijnminimumwaarde Lmin wordt door het verticale LPF 741 verticaal laagdoorlaatgefilterd en dit filter geeft het laagdoorlaatgefilterde signaal af. Het veldminimumwaarde-20 onttrekkingsorgaan 743 onttrekt de minimumwaarde van het door het verticale LPF 741 afgegeven signaal en geeft de veldminimumwaarde Ymin af. De door het tweede LPF 74 afgegeven veldminimumwaarde Ymin wordt door het veld-LPF 76 laagdoorlaatgefilterd om extreme veldmini-muntwaarden Ymin onder de door het tweede LPF 74 af gegeven waarden te 25 verwijderen. Het verticale LPF 741 heeft een tussen 4 en 90 lijnen variërende stapresponsiekarakteristiek. Het veld-LPF 76 heeft een tussen 3 en 180 velden variërende stapresponsiekarakteristiek.

Hoewel het gemiddelde-donkergebiedwaarde-onttrekkingsorgaan 80 niet in detail in fig. 4 is beschreven, kan het gemiddelde-donkerge-30 biedwaarde-onttrekkingsorgaan 80 anderzijds een eenvoudige opbouw, die een opteller en een deler bevat, aannemen. De gemiddelde-donker-gebiedwaarde Yavr kan worden verkregen door de som van de beeldsigna-len, die tot het donkere gebied van een veld behoren, te delen door het aantal van de in het donkere gebied van het corresponderende veld 35 aanwezige beeldsignalen.

Het kantelpunt-onttrekkingsorgaan 92 in de zwartniveau-uitrek-eenheid 90 onttrekt onder gebruikmaking van de veldminimumwaarde Ymin en de gemiddelde-donkergebiedwaarde Yavr een kantelpunt Yt, dat een 1 (19(13 8 4 - 8 - donker gebied, dat wordt uitgerekt, begrenst. Het kantelpunt Yt kan onder gebruikmaking van formule (5) worden onttrokken:

Yt = Ymin + RTO_TILT * (Yavr - Ymin) (5)

In formule (5) geeft RTO_TILT een verhouding van het kantelpunt 5 Yt en de gemiddelde-donkergebiedwaarde Yavr en de veldminimumwaarde Ymin weer, zoals is weergegeven in fig. 5, welke door gebruikers wordt bepaald en een aanzienlijke factor, die het kantelpunt Yt beïnvloedt, is samen met de gemiddelde-donkergebiedwaarde Yavr en de veldminimumwaarde Ymin.

10 Het gradiëntberekeningsorgaan 94 ontvangt de veldminimumwaarde en het kantelpunt Yt en berekent onder gebruikmaking van formule'(6) een voorgradiënt SI, die correspondeert met de gradiënt van de lijn L4 tussen het kantelpunt Yt en punt B, zoals is weergegeven in fig.

5, wanneer de veldminimumwaarde Ymin tot een voorafbepaalde waarde, 15 d.w.z. tot nul, wordt uitgerekt:

Yt S1 = -(6)

Yt - Y mm

Het zwartniveau-uitrekmiddel 96 berekent de gradiënt S, die de mate van uitrekking van het beeldsignaal Yin bepaalt, door het vermenigvuldigen van de voorgradiënt SI met een voorafbepaalde gradiënt-20 versterkingsfactor SG, en rekt het zwartniveau van het beeldsignaal Yin onder gebruikmaking van de gradiënt S2 en het kantelpunt Yt uit, zoals door formule (7) wordt uitgedrukt:

Yt

Yuit = S2 * (Yin - Yt) + Yt = SG * - * (Yin - Yt) + Yt (7)

Yt - Y min waarin SG een waarde van 0-1 is, welke een door gebruikers gedefi-25 nieerde gradiëntversterkingsfactor weergeeft. Indien de gradiëntver-sterkingsfactor SG bijvoorbeeld 1 is, is de gradiënt S2 gelijk aan de voorgradiënt SI, zodat het veldminimumniveau Ymin tot een voorafbepaalde waarde, d.w.z. nul, wordt uitgerekt. Des te kleiner de gradiëntversterkingsfactor SG is, des te geringer de mate van zwartni-30 veau-uitrekking is. Het verdient de voorkeur, dat de gradiëntversterkingsfactor SG zodanig wordt gedefinieerd, dat de gradiënt S2 groter dan de gradiënt tussen het kantelpunt Yt en de veldminimumwaarde Ymin, zoals is weergegeven in fig. 5, en kleiner dan en gelijk aan de voorgradiënt SI is.

35 In het bijzonder bevat het zwartniveau-uitrekmiddel 96 een eer ste vermenigvuldigingsorgaan 961, een tweede vermenigvuldigingsorgaan 963, een aftrekorgaan 965 en een optelorgaan 967. Het eerste verme- 1020384 ' - 9 - nigvuldigingsorgaan 961 vermenigvuldigt de voorgradiënt SI met de gradiëntversterkingsfactor SG en geeft het product als de gradiënt S2 af. Het aftrekorgaan 965 trekt het kantelpunt Yt van het beeldsignaal Yin af. Het tweede vermenigvuldigingsorgaan 963 vermenigvuldigt het 5 van het aftrekorgaan 965 afkomstige aftrekresultaat (Yin - Yt) met de gradiënt S2. Het optelorgaan 967 telt het beeldsignaal Yin en het van het tweede vermenigvuldigingsorgaan 963 afkomstige product ((Yin - Yt)*S2) op en geeft het optelresultaat, dat het beeldsignaal is, waarvan het zwartniveau is uitgerekt, af.

10 Het beeldsignaal-afgiftegedeelte 98 ontvangt het door het zwartniveau-uitrekmiddel 96 afgegeven beeldsignaal met uitgerekt zwartniveau en het oorspronkelijke ingangsbeeldsignaal Yin en geeft in overeenstemming met het van het aftrekorgaan 965 afkomstige aftrekresultaat selectief het beeldsignaal met uitgerekt zwartniveau of 15 het oorspronkelijke beeldsignaal Yin als een uitgangsbeeldsignaal Yuit af. Indien in het bijzonder het van het aftrekorgaan 965 afkomstige aftrekresultaat een positieve waarde is, geeft het beeldsignaal-afgiftegedeelte 98 het oorspronkelijke beeldsignaal Yin als het uitgangsbeeldsignaal af. Het positieve aftrekresultaat betekent dat 20 het niveau van het ingangsbeeldsignaal Yin hoger dan het kantelpunt Yt ligt, en derhalve is een uitrekking van het zwartniveau niet noodzakelijk, zodat het oorspronkelijke beeldsignaal Yin zonder dat er behoefte bestaat aan zwartniveau-uitrekking wordt afgegeven. Wanneer in tegenstelling hiertoe het van het aftrekorgaan 965 afkomstige af-25 trekresultaat een negatieve waarde is, geeft het beeldsignaal-afgiftegedeelte 98 het beeldsignaal met uitgerekt zwartniveau als het uitgangsbeeldsignaal Yuit af. Het negatieve aftrekresultaat betekent, dat het niveau van het beeldsignaal Yin lager dan het kantelpunt Yt ligt, en derhalve wordt het beeldsignaal met uitgerekt zwartniveau 30 afgegeven.

Fig. 5 toont op grafische wijze de zwartniveau-uitrekking van het beeldsignaal Yin door middel van de in fig. 4 weergegeven zwart-niveau-uitrekinrichting. Onder verwijzing naar fig. 5 geven de streepjeslijnen L3 de resultaten van zwartniveau-uitrekking van het 35 beeldsignaal Yin met een gradiëntversterkingsfactor SG kleiner dan 1 weer, en geeft een volgetrokken lijn L4 het resultaat van zwartniveau-uitrekking van het beeldsignaal Yin met de gradiëntversterkingsfactor SG gelijk aan 1 weer. Wanneer de gradiëntversterkingsfactor SG dicht bij 1 komt, wordt het zwartniveau van het beeldsignaal Yin naar 1020384 -10- de volgetrokken lijn L4 uitgerekt. Aangezien de gradiëntversterkings-factor SG een maximum van 1 heeft, treedt er geen overuitrekking van het beeldsignaal Yin voorbij de minimumwaarde, d.w.z. 0, van het ap-paratuurbereik van het gebruikte beeldverwerkingssysteem op.

5 Door overuitrekking veroorzaakte beeldvervorming, welke een probleem van een gangbare zwartniveau-uitrektechniek vormde, kan door de in fig. 3 weergegeven zwartniveau-uitrekinrichting worden verminderd. Het gebruik van de gemiddelde-donkergebiedwaarde in plaats van de veldmaximumwaarde bij het uitrekken van het zwartniveau van een 10 beeldsignaal draagt bovendien bij tot het tot een minimum beperken van flikkering, welke flikkering mogelijkerwijs optreedt wanneer het beeldsignaalniveau plotseling verandert, bijvoorbeeld tussen een veld met veel ondertitelingsgegevens en een veld zonder ondertitelingsge-gevens. In het bijzonder is de zwartniveau-uitrekinrichting van fig. 15 3 doeltreffender in het elimineren van door de witte ondertitelings gegevens veroorzaakte flikkering. Verder kan de mate van zwartniveau-uitrekking door gebruikers worden ingesteld door middel van het variëren van de gradiëntversterkingsfactor voor de zwartniveau-uitrek-king.

20 Fig. 6 is een stroomschema, dat een door een zwartniveau- uitrekinrichting gebruikte zwartniveau-uitrekwerkwijze toont. De zwartniveau-uitrekwerkwijze zal onder verwijzing naar fig. 6 kort worden beschreven. Allereerst wordt een ingangsbeeldsignaal Yin horizontaal laagdoorlaatgefilterd en het lijnminimum Lmin van elke 25 lijn wordt onttrokken (stap S40) . Vervolgens wordt de lijnminimumwaarde Lmin verticaal laagdoorlaatgefilterd, en de veldmini-mumwaarde Ymin van elk veld wordt onttrokken (stap S42) . De in stap S42 onttrokken veldminimumwaarde Ymin wordt laagdoorlaatgefilterd (stap S44). De gemiddelde waarde Yavr van de beeldsignaalniveaus van 30 elk veld, die tot het donkere gebied van een scherm behoren, wordt onttrokken (stap S46).

Hierna wordt in stap S48 onder gebruikmaking van bovenstaande formule (5) met de veldminimumwaarde Ymin en de gemiddelde-donkergebiedwaarde Yavr een kantelpunt Yt onttrokken (stap S48). Onder ge-35 bruikmaking van bovenstaande formule (6) wordt een voorgradiënt SI berekend (stap S50). Een gradiënt S2 wordt berekend door het vermenigvuldigen van de voorgradiënt SI met een door gebruikers gedefinieerde gradiëntversterkingsfactor SG (stap S52).

1020384 - 11 -

Vervolgens wordt onder gebruikmaking van formule (7) met de in stap S52 berekende gradiënt SI het zwartniveau van het beeldsignaal Yin uitgerekt. In stap S56 wordt bepaald of het niveau van het beeldsignaal Yin hoger ligt dan of gelijk is aan het kantelpunt Yt. Indien 5 dit zo is, wordt het oorspronkelijke beeldsignaal Yin, dat geen zwartniveau-uitrekking heeft ondergaan, afgegeven (stap S58). Anderzijds wordt het beeldsignaal, waarvan het zwartniveau onder gebruikmaking van bovenstaande formule (7) is uitgerekt, afgegeven (stap S62 (S60 (vert.)).

10 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 flikkering tot een minimum door het ingangsbeeldsignaal via meerdere 15 trappen laagdoorlaat te filteren. De onder verwijzing naar fig. .4 beschreven zwartniveau-uitrekinrichting stelt gebruikers in staat om de mate van uitrekking in te stellen. Het gebruik van de gemiddelde-donkergebiedwaarde in plaats van een veldmaximumwaarde bij het uitrekken van het donkere gebied van het beeldsignaal, is bovendien 20 veel doeltreffender in het elimineren van flikkering in een ondertitelingsgegevens-bevattend 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, 25 zal het voor de vakman op dit gebied van de techniek duidelijk zijn, 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.

’020384

Claims

1. Zwartniveau-uitrekinrichting omvattende: een minimumwaarde-onttrekkingseenheid voor het ontvangen van een beeldsignaal, het onttrekken van de minimumwaarde van elk veld van het beeldsignaal, en het afgeven van de onttrokken minimumwaarde 5 als een veldminimumwaarde; een onttrekkingsorgaan voor een gemiddelde-donkergebiedwaarde voor het ontvangen van het beeldsignaal, het onttrekken van de gemiddelde waarde van de beeldsignaalniveaus van elk veld, dat tot een donker gebied van het veld behoort, en het afgeven van de onttrokken 10 gemiddelde-donkergebiedwaarde; en een zwartniveau-uitrekeenheid voor het berekenen van een kan-telpunt, dat het donkere gebied, dat wordt uitgerekt, begrenst onder gebruikmaking van de veldminimumwaarde en het kantelpunt, het berekenen van een voorgradiënt voor gebruik bij het uitrekken van de veld-15 minimumwaarde tot een voorafbepaalde waarde onder gebruikmaking van de veldminimumwaarde en het kantelpunt, het berekenen van een gradiënt overeenkomstig een voorafbepaalde gradiëntversterking, en het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van de gradiënt.

2. Zwartniveau-uitrekinrichting volgens conclusie 1, waarbij de zwartniveau-uitrekeenheid omvat: een kantelpunt-onttrekkingsorgaan voor het onttrekken en afgeven van het kantelpunt onder gebruikmaking van de veldminimumwaarde, de gemiddelde-donkergebiedwaarde en een voorafbepaalde verhouding van 25 het kantelpunt en de veldminimumwaarde en de gemiddelde-donkergebiedwaarde ; een gradiëntberekeningsorgaan voor het ontvangen van de veldminimumwaarde en het kantelpunt, het berekenen van de voorgradiënt en het afgeven van de berekende voorgradiënt; 30 een zwartniveau-uitrekmiddel voor het berekenen van de gradiënt onder gebruikmaking van de voorgradiënt en de gradiëntversterkings-factor en het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van de gradiënt; en een beeldsignaalafgiftegedeelte 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 1020384 - 13 - dan het kantelpunt, en het afgeven van het zwartniveau-uitgerekte signaal indien het beeldsignaalniveau lager ligt dan het kantelpunt.

3. Zwartniveau-uitrekinrichting volgens conclusie 1, waarbij de minimumwaarde-onttrekkingseenheid omvat: 5 een eerste laagdoorlaatfilter voor het uit het beeldsignaal verwijderen van in lijnen aanwezige impulsruis, en het uit het impulsruisvrije beeldsignaal onttrekken van de lijnminimumwaarde van elke lijn; en een tweede laagdoorlaatfilter voor het laagdoorlaatfilteren van 10 de lijnminimumwaarde, het onttrekken van de lijnminimumwaarde van de laagdoorlaatgefilterde lijnminimumwaarde, en het afgeven van de onttrokken minimumwaarde als de veldminimumwaarde.

4. Zwartniveau-uitrekinrichting volgens conclusie 3, verder omvattende een tussen het tweede laagdoorlaatfilter en de zwartni- 15 veau-uitrekeenheid aangesloten veldlaagdoorlaatfilter voor het laagdoorlaatfilteren van de extreme veldminimumwaarde tussen velden onderling.

5. Werkwijze voor het uitrekken van het zwartniveau van een ingangsbeeldsignaal, omvattende de stappen van: 20 (a) het ontvangen van het beeldsignaal en het onttrekken van de minimumwaarde van elk veld van het beeldsignaal om een veldminimumwaarde te verkrijgen; (b) het ontvangen van het beeldsignaal en het onttrekken van de gemiddelde waarde van de beeldsignaalniveaus van elk veld, dat tot 25 een uit te rekken donker gebied behoort, en het afgeven van de onttrokken gemiddelde waarde als een gemiddelde waarde van het donkere gebied; (c) het onttrekken van een kantelpunt, dat het donkere gebied, dat wordt uitgerekt, begrenst, onder gebruikmaking van de veldmini- 30 mumwaarde en de gemiddelde waarde van het donkere gebied; (d) het berekenen van een voorgradiënt voor het uitrekken van de veldminimumwaarde tot een voorafbepaalde waarde onder gebruikmaking van de veldminimumwaarde en het kantelpunt; (e) het berekenen van een gradiënt door het vermenigvuldigen 35 van de voorgradiënt met een voorafbepaalde gradiëntversterkingsfac- tor; en (f) het uitrekken van het zwartniveau van het beeldsignaal onder gebruikmaking van de gradiënt.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij stap (a) omvat: 1020384 - 14 - het uit het beeldsignaal verwijderen van in lijnen aanwezige .impulsruis, en het uit het impulsruisvrije beeldsignaal onttrekken van de lijnminimum- en -maximumwaarden van elke lijn; en het laagdoorlaatfilteren van de lijnminimumwaarde, het onttrek-5 ken van de minimumwaarde van de laagdoorlaatgefilterde lijnminimumwaarde, en het afgeven van de onttrokken minimumwaarde als de veldmi-nimumwaarde.

7. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij stap (e)’omvat: het bepalen of het beeldsignaalniveau hoger ligt dan of gelijk 10 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 het afgeven van het beeldsignaal, waarvan het zwartniveau is 15 uitgerekt, indien bepaald is, dat het beeldsignaalniveau lager ligt dan het kantelpunt. 1Π20384 "