(57)【要約】【課題】非線形処理による影響を考慮して最適に輪郭補正された映像信号を得る。【解決手段】入力映像信号の高域成分を抽出し(161)、この高域成分に対して任意の強調量(163)を選択的に乗算して輪郭補正信号を生成し(162)、この輪郭補正信号を入力映像信号に加算することで映像の水平輪郭を補正する水平輪郭補正部(16)と、入力映像信号の各輝度レベルの画素数を計測して輝度ヒストグラムを取得するヒストグラム取得部(17)と、輝度ヒストグラムに基づいて強調量を指示する制御量を演算する演算制御部(18)とを具備し、演算制御部(18)は、輝度ヒストグラムから水平輪郭補正の輝度レベル毎の制御量Ｇを求めると共に、輝度ヒストグラムから非線形処理の輝度レベル毎の制御量Ｇ（ｂ）を求め、Ｇ（ｂ）を与えたときにＧが得られる制御量（Ｇ（ａ））を求めて水平輪郭補正部(16)に送り、水平輪郭補正を実行させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平輪郭補正処理と非線形処理が併用される映像処理装置において、
前記映像信号の高域成分を抽出し、この高域成分に対して任意の強調量を選択的に乗算して輪郭補正信号を生成し、この輪郭補正信号を前記映像信号に加算することで映像の水平輪郭を補正する水平輪郭補正部と、
前記映像信号の各輝度レベルの画素数を計測して輝度ヒストグラムを得るヒストグラム取得部と、
前記輝度ヒストグラムに基づいて前記強調量を指示する制御量を演算する演算制御部と
を具備し、
前記演算制御部は、前記輝度ヒストグラムから前記水平輪郭補正の輝度レベル毎の第１の制御量を求めると共に、前記輝度ヒストグラムから前記非線形処理の輝度レベル毎の第２の制御量を求め、前記第２の制御量を与えたときに前記第１の制御量が得られる第３の制御量を求めて前記水平輪郭補正部に送ることを特徴とする映像処理装置。
【請求項２】
前記演算制御部は、
前記輝度ヒストグラムから前記水平輪郭補正の輝度レベル毎の制御量Ｇを前記第１の制御量として算出し、
前記輝度ヒストグラムから前記非線形処理の輝度レベル毎の微分利得Ｇｂを前記第２の制御量として算出し、
前記非線形処理の特性を考慮した水平輪郭補正の制御量Ｇａを、Ｇ＝Ｇａ×Ｇｂの関係式に従って輝度レベル毎に算出することで前記第３の制御量を求めることを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項３】
水平輪郭補正処理と非線形処理が併用される映像処理装置に用いられ、
前記映像信号の高域成分を抽出し、
前記高域成分に対して任意の強調量を選択的に乗算して輪郭補正信号を生成し、
前記輪郭補正信号を前記映像信号に加算することで映像の水平輪郭を補正し、
前記映像信号の各輝度レベルの画素数を計測して輝度ヒストグラムを取得し、
前記輝度ヒストグラムに基づいて前記強調量を指示する制御量を演算する映像処理方法であって、
前記輝度ヒストグラムから前記水平輪郭補正の輝度レベル毎の第１の制御量を求めると共に、前記輝度ヒストグラムから前記非線形処理の輝度レベル毎の第２の制御量を求め、
前記第２の制御量を与えたときに前記第１の制御量が得られる第３の制御量を求めて前記水平輪郭補正の制御量とすることを特徴とする映像処理方法。
【請求項４】
入力映像信号に水平輪郭補正処理と非線形処理を施して表示する映像表示装置であって、
前記映像信号の高域成分を抽出し、この高域成分に対して任意の強調量を選択的に乗算して輪郭補正信号を生成し、この輪郭補正信号を前記映像信号に加算することで映像の水平輪郭を補正する水平輪郭補正部と、
前記映像信号の各輝度レベルの画素数を計測して輝度ヒストグラムを得るヒストグラム取得部と、
前記輝度ヒストグラムに基づいて前記強調量を指示する制御量を演算する演算制御部と、
前記水平輪郭補正処理が施された映像信号を表示する表示部と
を具備し、
前記演算制御部は、前記輝度ヒストグラムから前記水平輪郭補正の輝度レベル毎の第１の制御量を求めると共に、前記輝度ヒストグラムから前記非線形処理の輝度レベル毎の第２の制御量を求め、前記第２の制御量を与えたときに前記第１の制御量が得られる第３の制御量を求めて前記水平輪郭補正部に送ることを特徴とする映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力映像信号に対して水平輪郭補正を行う映像処理装置、映像処理方法及び映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、映像処理装置にあっては、入力映像信号に対して水平輪郭を補正する水平輪郭補正回路が設けられている。但し、過度の輪郭強調を行うと、視聴者にぎらつき感を与える等の弊害を生じるため、輪郭変化の大きな部分の輝度輪郭強調をなくし、輪郭変化の小さな部分の輪郭強調不足を改善する提案がなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上記映像処理装置では、表示系のダイナミックレンジを確保する等の理由で、入力輝度信号に対して水平輪郭補正処理を行った後に非線形処理が行われている。ところが、入力される信号によっては、非線形処理によって微小振幅成分などが圧縮されてしまい、ディテールの低下等の弊害が生じることがあった。また、中程度に振幅する成分などは大きく伸張されてしまうことがあり、過度の輪郭補正成分によって過強調され、ぎらつき感が生じる等の弊害が生じてしまうことがあった。
【特許文献１】特開平１１−２４３４９６号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、従来の映像処理装置の水平輪郭補正回路では、非線形処理と併用された場合に、輝度が圧縮された映像シーンではディテール表現の不足が生じ、伸張された映像シーンでは過度の輪郭補正成分によってノイズの増加やぎらつき感を生じるといった問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記の問題を解決し、非線形処理による影響を考慮して最適に輪郭補正された映像信号を得ることのできる映像処理装置、映像処理方法及び映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係る映像処理装置は、水平輪郭補正処理と非線形処理が併用される装置において、前記映像信号の高域成分を抽出し、この高域成分に対して任意の強調量を選択的に乗算して輪郭補正信号を生成し、この輪郭補正信号を前記映像信号に加算することで映像の水平輪郭を補正する水平輪郭補正部と、前記映像信号の各輝度レベルの画素数を計測して輝度ヒストグラムを得るヒストグラム取得部と、前記輝度ヒストグラムに基づいて前記強調量を指示する制御量を演算する演算制御部とを具備し、前記演算制御部は、前記輝度ヒストグラムから前記水平輪郭補正の輝度レベル毎の第１の制御量を求めると共に、前記輝度ヒストグラムから前記非線形処理の輝度レベル毎の第２の制御量を求め、前記第２の制御量を与えたときに前記第１の制御量が得られる第３の制御量を求めて前記水平輪郭補正部に送ることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る映像処理方法は、水平輪郭補正処理と非線形処理が併用される映像処理装置に用いられ、前記映像信号の高域成分を抽出し、前記高域成分に対して任意の強調量を選択的に乗算して輪郭補正信号を生成し、前記輪郭補正信号を前記映像信号に加算することで映像の水平輪郭を補正し、前記映像信号の各輝度レベルの画素数を計測して輝度ヒストグラムを取得し、前記輝度ヒストグラムに基づいて前記強調量を指示する制御量を演算する映像処理方法であって、前記輝度ヒストグラムから前記水平輪郭補正の輝度レベル毎の第１の制御量を求めると共に、前記輝度ヒストグラムから前記非線形処理の輝度レベル毎の第２の制御量を求め、前記第２の制御量を与えたときに前記第１の制御量が得られる第３の制御量を求めて前記水平輪郭補正の制御量とすることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る映像表示装置は、入力映像信号に水平輪郭補正処理と非線形処理を施して表示する装置であって、前記映像信号の高域成分を抽出し、この高域成分に対して任意の強調量を選択的に乗算して輪郭補正信号を生成し、この輪郭補正信号を前記映像信号に加算することで映像の水平輪郭を補正する水平輪郭補正部と、前記映像信号の各輝度レベルの画素数を計測して輝度ヒストグラムを得るヒストグラム取得部と、前記輝度ヒストグラムに基づいて前記強調量を指示する制御量を演算する演算制御部と、前記水平輪郭補正処理が施された映像信号を表示する表示部とを具備し、前記演算制御部は、前記輝度ヒストグラムから前記水平輪郭補正の輝度レベル毎の第１の制御量を求めると共に、前記輝度ヒストグラムから前記非線形処理の輝度レベル毎の第２の制御量を求め、前記第２の制御量を与えたときに前記第１の制御量が得られる第３の制御量を求めて前記水平輪郭補正部に送ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように構成したことにより、本発明によれば、非線形処理による影響を考慮して最適に輪郭補正された映像信号を得ることのできる映像処理装置、映像処理方法及び映像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明が適用された映像処理装置を含む映像表示装置の一実施形態を示すブロック図である。図１において、端子１１から入力される映像信号（輝度信号）は、フレームメモリ１２によって１フレーム遅延され、さらに遅延回路１３によって輪郭補正に要する時間だけ遅延された後、加算器１４で後述の輪郭補正成分が加算されて非線形処理回路１５に送られる。
【００１２】
上記フレームメモリ１２の出力映像信号は、本発明に係る水平輪郭補正回路１６の輪郭補正回路１６１に送られる。この輪郭補正回路１６１は、入力映像信号から任意の高域成分を抽出するもので、その抽出結果は乗算器１６２に送られる。一方、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）によるＬＵＴ（Look Up Table）格納部１６３には、複数段階の強調量テーブルが格納されており、後述のプロセッサ１８から指示される強調量を読み出し出力する。このＬＵＴ格納部１６３から読み出される強調量は上記輪郭補正回路１６１で得られた高域成分と乗算され、前述の輪郭補正成分として加算器１４に送られる。
【００１３】
一方、上記端子１１から入力された映像信号は、ヒストグラム取得部１７に入力されるこのヒストグラム取得部１７は、フレームメモリ１２で確保された１フレーム分の映像信号を順次取り込み、フレーム毎に各輝度レベルの画素数を計測して輝度ヒストグラムを取得するもので、このヒストグラム情報はプロセッサ１８に送られる。このプロセッサ１８は、ヒストグラム情報に基づいて水平輪郭の強調量を求め、上記ＬＵＴ格納部１６３に該当する値を読み出すように指示する。また、ヒストグラム情報からガンマ補正等の非線形特性を算出し、非線形処理回路１５にその特性データを与えて非線形処理を実行させる。このようにして得られた映像信号は、表示ディスプレイ１９に送られて表示される。
【００１４】
上記構成において、上記プロセッサ１８における水平輪郭補正量の制御について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００１５】
まず、ヒストグラム取得部１７から１フレーム分の輝度ヒストグラムが与えられると（ステップＳ１１）、水平輪郭補正の輝度レベル毎の制御量Ｇを算出する（ステップＳ１２）と共に、非線形処理の輝度レベル（Δ）毎の微分利得Ｇｂを算出する（ステップＳ１３）。
【００１６】
続いて、非線形処理特性を考慮した水平輪郭補正の制御量Ｇａを、以下の関係式に従って輝度レベル毎に算出する（ステップＳ１４）。  
Ｇ＝Ｇａ×Ｇｂ
最終的に、上記のようにして算出された制御量ＧａをＬＵＴ格納部１６３に指示し、該当する強調量を読み出し出力させる（ステップＳ１５）。
【００１７】
上記プロセッサ１８における高域強調量を制御する過程について、さらに具体的に説明する。
【００１８】
まず、ヒストグラム取得回路１７では、映像信号が入力されると、各輝度レベルの画素数が計測されて輝度ヒストグラムが得られる。この際、レベルの分解数は入力信号のダイナミックレンジに対して十分細かいものとする（例えば８ビット分解能の２５６分割）。
【００１９】
１フレーム分取得したところで、ヒストグラム情報はプロセッサ１８に入力される。プロセッサ１８では、各レベルの高域強調量となるＬＵＴおよび非線形処理のための非線形処理となるＬＵＴ（γ特性）を算出する。高域強調量および非線形特性のレベルの分解数は入力信号のダイナミックレンジに対して十分細かいものとする（例えば８ビット分解能の２５６分割）。
【００２０】
ここで、水平輪郭補正回路１６の高域強調量および非線形処理回路１５の非線形特性は入力のヒストグラム情報により各々独立に算出され与えられる。
【００２１】
非線形特性の影響について、図３を参照して説明する。図３の非線形特性例では、点線は入出力１：１の場合、実線が実際の使用例を示している。入力レベルΔでの微分利得は、点線では微分利得１、実線では微分利得が１よりも大きくなっている。
【００２２】
微分利得が１の場合は、図４に示すように、水平輪郭補正出力の振幅は非線形特性に影響を受けない。これに対し、微分利得が１より大きい場合は、図５のように、水平輪郭補正出力は非線形特性により伸張されてしまう。また、微分利得が１より小さい場合は、図６に示すように、水平輪郭補正出力は非線形特性により圧縮されてしまう。ここで、図４、５、６の入力Ａ（輪郭補正出力）は図１に示す乗算器１６２の出力である。
【００２３】
上記プロセッサ１８の高域強調量の設定方法としては、水平輪郭補正回路１６の制御量をＧａ、非線形処理の微分利得をＧｂ、入力信号に対する所望の高域強調量をＧとすると、Ｇ＝Ｇａ×ＧｂとなるようにＧａを各入力レベルに対して算出する。
【００２４】
例えば、図７に示す非線形特性の微分利得が１より大きい場合では、微分利得１の場合と同じ出力Ｂを得るために輪郭補正出力の振幅を圧縮している。また、図８に示す微分利得が１より小さい場合では、輪郭補正出力の振幅を伸張している。
【００２５】
これにより非線形処理の影響を受けずに所望の輪郭補正量を一定に制御することが可能となる。よって、非線形処理の影響を受けずに、最適に輪郭補正された映像を得ることが可能となる。
【００２６】
具体的に、図９を参照して水平輪郭補正制御量と非線形特性との関係について説明する。
【００２７】
図９（ａ）は、上記水平輪郭補正制御量（図１のＬＵＴ格納部１６３の出力）の特性例であり、実線が入力信号の輝度ヒストグラムから演算して得られた制御量（ゲインＧ）、点線が非線形特性を考慮した制御量（ゲインＧａ）を示している。また、図９（ｂ）は、予め与えられた非線形処理特性例を示しており、太い実線は非線形処理特性例、細い実線は入出力１：１の特性を示している。
【００２８】
本発明の水平輪郭補正回路の制御量（ゲインＧａ）の設定方法としては、まず入力信号の輝度ヒストグラムから算出された水平輪郭補正制御特性と非線形処理特性より、各レベルΔでの制御量（Ｇ）と微分利得（Ｇｂ）を算出する。各レベルΔにおいて水平輪郭補正制御量（Ｇ）から非線形処理特性の微分利得（Ｇｂ）を除算することにより、非線形処理の影響を考慮した最適な輪郭補正制御量（Ｇａ）を算出することができる。
【００２９】
以上のように、上記実施形態では、映像信号処理において水平輪郭補正と非線形処理が併用される場合でも、非線形処理特性を考慮して輪郭補正制御量を決定することができ、最終的な輪郭補正の最適化を実現することができる。
【００３０】
尚、上記実施形態では、水平輪郭補正回路の後段に非線形処理回路がある場合について説明したが、順序が逆になったとしても、非線形処理特性のΔでのＡＣ的なゲインは水平輪郭補正回路に影響を与えるので、最終出力でのゲイン値は一定になるように制御する必要がある。すなわち、水平輪郭補正の補正成分はＡＣ成分であり、非線形処理はＤＣ的な変換特性になるため、一見、影響を与えないように見えますが、Δで考えるとＡＣに影響を与える。よって、非線形処理回路の後段に水平輪郭補正回路を配置する場合にも、本発明は同様な効果を奏し得るものである。
【００３１】
また、表示ディスプレイ１９のパネル制御（ホワイトバランス調整）のための非線形処理（ＲＧＢγ）はパネル直前の配置が望ましいが、今回の非線形処理はＹγ補正等になるので、必ずしもパネルの直前に位置しなければならないという制約はない。したがって、本発明では、非線形処理の位置に関係なく水平輪郭補正を的確に実施することが可能となる。
【００３２】
その他、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る映像処理装置が適用された映像表示装置の一実施形態を示すブロック図。
【図２】上記実施形態のプロセッサにおける水平輪郭補正量の制御手順を示すフローチャート。
【図３】上記実施形態の非線形処理回路における非線形特性例を示す入出力特性図。
【図４】上記実施形態において、非線形特性の微分利得１の場合を示す入出力特性図。
【図５】上記実施形態において、微分利得１より大きい場合の輪郭補正成分への影響を示す入出力特性図。
【図６】上記実施形態において、微分利得１より小さい場合の輪郭補正成分への影響を示す入出力特性図。
【図７】上記実施形態において、微分利得１より大きい場合の輪郭補正振幅幅の調整例を示す入出力特性図。
【図８】上記実施形態において、微分利得１より小さい場合の輪郭補正振幅幅の調整例を示す入出力特性図。
【図９】上記実施形態において、水平輪郭補正制御量と非線形特性との関係について説明するための特性例を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１１…端子、１２…フレームメモリ、１３…遅延回路、１４…加算器、１５…非線形処理回路、１６…水平輪郭補正回路、１６１…輪郭補正回路、１６２…乗算器、１６３…ＬＵＴ格納部、１７…ヒストグラム取得部、１８…プロセッサ、１９…表示ディスプレイ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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