(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最小値を検出する最小値検出回路と、最大値を検出する最大値検出回路と、前記最小値を検出した値に一定値を加減算する加減算回路と、前記映像輝度信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路とを設け、前記最大値と前記加減算回路の出力値の差から前記映像輝度信号の階調を補正する係数を決定し、その係数を前記映像輝度信号に作用させることで、出力輝度信号を得、階調補正を行うように構成し、前記加減算回路の出力を新たな最小値として取り扱うようにすることで、階調補正の効果量を調整できるようにするとともに、前記平均輝度レベルで前記加減算回路で加減算する一定値を変化させることにより平均輝度レベルに応じて階調補正の効果を調整するようにしたことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項２】
映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最小値を検出する最小値検出回路と、最大値を検出する最大値検出回路と、前記最大値を検出した値に一定値を加減算する加減算回路と、前記映像輝度信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路とを設け、前記最小値と前記加減算回路の出力値の差から前記映像輝度信号の階調を補正する係数を決定し、その係数を前記映像輝度信号に作用させることで、出力輝度信号を得、階調補正を行うようにし、前記加減算回路の出力を新たな最大値として取り扱うようにすることで、階調補正の効果量を調整できるようにするとともに、前記平均輝度レベルで、前記加減算回路で加減算する一定値を変化させることにより平均輝度レベルに応じて階調補正の効果を調整するようにしたことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項３】
映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最小値を検出する最小値検出回路と、最大値を検出する最大値検出回路と、前記最小値を検出した値と予め設定するリミット値とを比較し、そのうちの小さい方の値を新たな最小値として出力する最小値選択回路とを設け、前記最大値と前記最小値選択回路からの出力値との差から前記映像輝度信号の階調を補正する係数を決定し、その係数を前記映像輝度信号に作用させることで、出力輝度信号を得、階調補正を行うようにし、前記最小値選択回路から出力される値が前記予め設定されたリミット値より大きくならないように制限することにより前記階調補正の効果を制限するようにしたことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項４】
映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最小値を検出する最小値検出回路と、最大値を検出する最大値検出回路と、前記最大値を検出した値と予め設定するリミット値とを比較し、そのうちの大きい方の値を新たな最大値として出力する最大値選択回路とを設け、前記最大値選択回路からの出力値と前記最小値との差から前記映像輝度信号の階調を補正する係数を決定し、その係数を前記映像輝度信号に作用させることで、出力輝度信号を得、階調補正を行うようにし、前記最大値選択回路から出力される値が前記予め設定されたリミット値より小さくならないように制限することにより階調補正の効果を制限することを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項５】
映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最小値を検出する最小値検出回路と、最大値を検出する最大値検出回路と、前記映像輝度信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路と、前記平均輝度レベルと予め設定したリミット値を加減算して予め設定された前記リミット値を変化させるための加減算回路と、前記最小値を検出した値と前記加減算回路からの出力値とを比較し、そのうちの小さい方の値を新たな最小値として出力する最小値選択回路とを設け、前記最大値と最小値選択回路からの出力値との差から前記映像輝度信号の階調を補正する係数を決定し、その係数を前記映像輝度信号に作用させることで、出力輝度信号を得、階調補正を行うようにし、前記最小値選択回路から出力される値が前記加減算回路からの出力値より大きくならないように制限することにより階調補正の効果を制限するとともに、前記平均輝度レベルに応じて最小値のリミットレベルを変化させることで階調補正の効果を調整するようにしたことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項６】
映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最小値を検出する最小値検出回路と、最大値を検出する最大値検出回路と、前記映像輝度信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路と、前記平均輝度レベルと予め設定したリミット値を加減算して予め設定された前記リミット値を変化させるための加減算回路と、前記最大値を検出した値と前記加減算回路からの出力値とを比較し、そのうちの大きい方の値を新たな最大値として出力する最大値選択回路とを設け、前記最大値選択回路から出力される最大値と前記最小値検出回路から出力される最小値との差から前記映像輝度信号の階調を補正する係数を決定し、その係数を前記映像輝度信号に作用させることで、出力輝度信号を得、階調補正を行うようにし、前記最大値が前記加減算回路から出力されるリミット値よりも小さくならないようにすることで階調補正の効果を制限するとともに、前記平均輝度レベルで前記リミット値を変化させることにより、平均輝度レベルに応じて最大値のリミットレベルを変化させて階調補正の効果を調整するようにしたことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項７】
映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最小値を検出する最小値検出回路と、最大値を検出する最大値検出回路と、その最大値と最小値の差から前記輝度信号の階調を補正する係数を決定する補正係数決定回路と、前記映像輝度信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路と、前記平均輝度レベルと予め設定されるリミット値を加減算して前記リミット値を変化させて出力するための加減算回路と、前記補正係数決定回路により決定された補正係数を前記加減算回路からの出力値以下に制限するリミット回路とを設け、前記補正係数決定回路で決定された係数を前記リミット回路を介して前記映像輝度信号に作用させることで、出力輝度信号を得、階調補正を行うようにし、前記補正係数を前記加減算回路から出力されるリミット値以下に制限することにより階調補正の効果を制限するとともに、前記平均輝度レベル検出回路からの平均輝度レベルで前記リミット値を変化させることにより、前記平均輝度レベル検出回路で検出された平均輝度レベルに応じて前記リミット回路のリミットレベルを変化させて階調補正の効果を調整するようにしたことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項８】
映像輝度信号の水平同期信号と垂直同期信号を入力とし、前記映像輝度信号の最小値と最大値を検出する窓を発生するサンプル窓発生回路と、サンプル窓の中で最小値を検出する最小値検出回路と、この最小値に対して垂直映像信号周期で平滑化をする第１の平滑フィルターと、この第１の平滑フィルターの出力に第１の一定値を加減算する第１の加減算回路と、この第１の加減算回路の出力を予め設定した第１のリミット値以下に制限する最小値選択回路と、前記サンプル窓の中で最大値を検出する最大値検出回路と、この最大値に対して垂直映像信号周期で平滑化をする第２の平滑フィルターと、この第２の平滑フィルターの出力に第２の一定値を加減算する第２の加減算回路と、この第２の加減算回路の出力を予め設定した第２のリミット値以上に制限する最大値選択回路と、前記最大値選択回路の出力から前記最小値選択回路の出力を減算する第１の減算回路と、この減算結果を分母にし、分子に予め定められた第３の一定値を入力とした除算回路と、この除算回路の出力と予め設定した第３のリミット値を比較し除算回路の出力値を第３のリミット値以下に制限する第１のリミット回路と、前記映像輝度信号から前記最小値選択回路の出力を減算する第２の減算回路と、この第２の減算回路から出力される減算結果の負の値をゼロにリミットする負側リミット回路と、この負側リミット回路の出力に前記第１のリミット回路の出力を乗算する乗算回路と、この乗算結果がオーバーフローしないようにする第２のリミット回路を設けた映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項９】
映像輝度信号の水平同期信号と垂直同期信号を入力とし、映像輝度信号の最小値と最大値を検出する窓を発生するサンプル窓発生回路と、前記サンプル窓の中で最小値を検出する最小値検出回路と、この最小値に対して垂直映像信号周期で平滑化をする第１の平滑フィルターと、この第１の平滑フィルターの出力に第１の一定値を加減算する第１の加減算回路と、この第１の加減算回路の出力を予め設定した第１のリミット値以下に制限する最小値選択回路と、前記サンプル窓の中で最大値を検出する最大値検出回路と、この最大値に対して垂直映像信号周期で平滑化をする第２の平滑フィルターと、この第２の平滑フィルターの出力に第２の一定値を加減算する第２の加減算回路と、この第２の加減算回路の出力を予め設定した第２のリミット値以上に制限する最大値選択回路と、この最大値選択回路の出力から前記最小値選択回路の出力を減算する第１の減算回路と、この第１の減算回路から出力される減算結果を分母にして、分子に予め定められた第３の一定値を入力とした除算回路と、この除算回路の出力と予め設定した第３のリミット値を比較して前記除算回路の出力値を第３のリミット値以下に制限する第１のリミット回路と、前記映像輝度信号から前記最小値選択回路の出力を減算する第２の減算回路と、この第２の減算回路から出力される減算結果の負の値をゼロにリミットする負側リミット回路と、この負側リミット回路の出力に前記第１のリミット回路の出力を乗算する乗算回路と、この乗算結果がオーバーフローしないようにする第２のリミット回路と、前記映像輝度信号のうち、前記サンプル窓発生回路から出力されたサンプル窓内の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路とを設け、前記平均輝度レベル検出回路によって検出した平均輝度レベルをゲインコントロールする第１のゲインコントロール回路と、前記平均輝度レベルをゲインコントロールする第２のゲインコントロール回路と、前記平均輝度レベルをゲインコントロールする第３のゲインコントロール回路と、前記平均輝度レベルをゲインコントロールする第４のゲインコントロール回路と、前記平均輝度レベルをゲインコントロールする第５のゲインコントロール回路と、前記第１のゲインコントロール回路の出力に第１の一定値を加減算し、この結果を新たな第１の一定値に置き換えて出力する第１の加減算回路と、前記第２のゲインコントロール回路の出力に第２の一定値を加減算し、この結果を新たな第２の一定値に置き換えて出力する第２の加減算回路と、前記第３のゲインコントロール回路の出力に第１のリミット値を加減算し、この結果を新たな第１のリミット値に置き換えて出力する第３の加減算回路と、前記第４のゲインコントロール回路の出力に第２のリミット値を加減算し、この結果を新たな第２のリミット値に置き換えて出力する第４の加減算回路と、前記第５のゲインコントロール回路の出力に第３のリミット値を加減算し、この結果を新たな第３のリミット値に置き換えて出力する第５の加減算回路とを具備し、前記第５の加減算回路からの出力を前記第１のリミット回路のリミット値とすることにより、前記映像輝度信号の平均輝度レベルに応じて、階調補正の補正効果を制御するようにしたことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項１０】
映像輝度信号の水平同期信号と垂直同期信号を入力とし、映像輝度信号の最小値と最大値を検出する窓を発生するサンプル窓発生回路と、前記サンプル窓の中で最小値を検出する最小値検出回路と、前記サンプル窓の中で最大値を検出する最大値検出回路と、前記最大値から前記最小値を減算する第１の減算回路と、この第１の減算回路から出力される減算結果を分母にし、分子に予め定められた一定値を入力とした除算回路と、前記映像輝度信号から最小値を減算する第２の減算回路と、この第２の減算回路から出力される減算結果の負の値をゼロにリミットする第１のリミット回路と、この第１のリミット回路の出力に前記除算回路の出力を乗算する乗算回路と、この乗算結果がオーバーフローしないようにする第２のリミット回路と、前記映像輝度信号のペデスタルレベルを検出するペデスタルレベル検出回路とを設け、このペデスタルレベル検出回路で検出されたペデスタルレベル検出結果をもとに、前記ペデスタルレベル検出回路で検出されたペデスタルレベルと前記映像輝度信号のレベルを比較する比較回路と、この比較結果により、前記映像輝度信号が前記ペデスタルレベルより小さい時は、階調補正を停止することで、同期信号へ階調補正がかかることを防止するようにしたことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置。
【請求項１１】
映像輝度信号の水平同期信号と垂直同期信号を入力とし、前記映像輝度信号の最小値と最大値を検出する窓を発生するサンプル窓発生回路と、前記サンプル窓の中で最小値を検出する最小値検出回路と、前記サンプル窓の中で最大値を検出する最大値検出回路と、前記最大値から前記最小値を減算する第１の減算回路と、この第１の減算回路から出力される減算結果を分母にし、分子に予め定められた一定値を入力とした除算回路と、前記映像輝度信号から最小値を減算する第２の減算回路と、この第２の減算回路から出力される減算結果の負の値をゼロにリミットする第１のリミット回路と、この第１のリミット回路の出力に前記除算回路の出力を乗算する乗算回路と、この乗算回路から出力される乗算結果がオーバーフローしないようにする第２のリミット回路と、前記映像輝度信号のペデスタルレベルを検出するペデスタルレベル検出回路と、このペデスタルレベル検出回路で検出されたペデスタルレベルを前記第２のリミット回路から出力される映像輝度信号に加算するための加算回路とを設け、階調補正前後のペデスタルレベルを同じにするようにしたことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像機器における映像輝度信号の階調性の制御（国際特許分類Ｈ０４Ｎ５／１６）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像輝度信号の階調補正装置は、特開平４−２６５０７５公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
図２０は従来の映像輝度信号の階調補正装置のブロック図を示すものである。図２０において１０１は入力映像輝度信号、１０２は平均画像レベル（平均輝度レベル）、１０３は出力映像輝度信号、１０４は黒伸長アンプ、１０５は黒伸長レベルコントロール回路、１０６は黒検出回路、１０７はゲインコントロールアンプ、１０８は黒−ペデスタル比較回路、１０９は黒ピークホールド回路、１１０は平均画像レベル検出回路である。
【０００４】
以上のように構成された従来の映像輝度信号の階調補正装置について、以下その動作について説明する。
【０００５】
まず、黒検出回路１０６により入力映像輝度信号の黒レベル（本発明の最小値に相当する）が検出される。この黒レベルがペデスタルレベルより大きければ、ゲインコントロールアンプ１０７のゲインが上がり黒伸長レベルコントロール回路１０５で黒伸長アンプ１０４のゲインが上げられ、映像の比較的暗い部分の階調を黒方向に伸長する事で階調を補正する。階調補正された出力映像輝度信号１０３の黒レベルは黒ピークホールド回路１０９で検出され、黒−ペデスタル比較回路１０８で比較し、補正結果がペデスタル以下にならないようにゲインコントロールアンプのゲインを調整するとともに、平均画像レベル検出回路１１０により、平均輝度レベルに応じて黒伸長アンプのゲインをコントロールすることで、より最適な黒レベルの階調補正を実現するよう構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この映像輝度信号の階調補正装置においては、映像輝度信号の黒レベル（最小値）のみを検出し、映像輝度信号の暗い部分の階調性のみを補正するために、映像輝度信号の明るい部分や、全体的なコントラストを向上させることができないという問題点を有しており、この問題に対する改善が要求されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本願発明は、映像輝度信号の最小値と最大値を検出する窓を発生するサンプル窓発生回路と、サンプル窓の中で最小値を検出する最小値検出回路と、サンプル窓の中で最大値を検出する最大値検出回路と、最大値から最小値を減算する第１の減算回路と、この減算結果を分母にし、分子に予め定められた一定値を入力とした除算回路と、入力輝度信号から最小値を減算する第２の減算回路と、この減算結果の負の値をゼロにリミットする負側リミット回路と、このリミット回路の出力に除算回路の出力を乗算する乗算回路と、この乗算結果がオーバーフローしないようにするリミット回路を設けた構成により、映像輝度信号の階調補正を行うようにしたものであり、入力映像輝度信号の平均輝度レベルに応じて、階調補正の補正効果を制御するようにしたものである。
【０００８】
これにより、映像輝度信号の明るい部分や、明るい部分から暗い部分まで全体的な階調補正を行うことが可能となり、より効果的な階調補正効果を得ることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最小値と最大値を検出し、その最大値と最小値の差から入力輝度信号の階調を補正する係数を決定し、その係数を入力映像輝度信号に作用させることで、
出力輝度信号を得、階調補正を行うように構成した映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、映像輝度信号の最小値と最大値を検出し、最小値を出力映像輝度信号の最黒レベル、また、最大値を出力映像輝度信号の最白レベルに割り当てることで出力輝度信号のダイナミックレンジを効果的に拡大し、コントラストを改善するという作用を有する。
【００１０】
又、映像輝度信号の最小値と最大値を検出する窓を発生するサンプル窓発生回路と、サンプル窓の中で最小値を検出する最小値検出回路と、サンプル窓の中で最大値を検出する最大値検出回路と、最大値から最小値を減算する第１の減算回路と、この減算結果を分母にし、分子に予め定められた一定値を入力とした除算回路と、入力輝度信号から最小値を減算する第２の減算回路と、この減算結果の負の値をゼロにリミットする負側リミット回路と、このリミット回路の出力に除算回路の出力を乗算する乗算回路と、この乗算結果がオーバーフローしないようにするリミット回路を設けた映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、映像輝度信号の最小値と最大値を検出し、最小値を出力映像輝度信号の最黒レベル、また、最大値を出力映像輝度信号の最白レベルに割り当て、この間の階調補正係数を、第１の減算回路と除算回路によって求め、乗算回路によって出力輝度信号のダイナミックレンジを効果的に補正拡大し、コントラストを改善するという作用を有する。この際ダイナミックレンジを越えないように、第２の減算回路と負側リミット回路とリミット回路によって制限することが可能という作用も有する。
【００１１】
又、最小値を検出した値に、垂直映像信号周期の平滑フィルターを設け、このフィルターの出力を新たな最小値として取り扱うようにすることで、補正処理の安定化を図ったことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、最小値を平滑フィルターに通すことで、階調補正処理を安定化するという作用を有する。
【００１２】
又、最大値を検出した値に、垂直映像信号周期の平滑フィルターを設け、このフィルターの出力を新たな最大値として取り扱うようにすることで、補正処理の安定化を図ったことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、最大値を平滑フィルターに通すことで、階調補正処理を安定化するという作用を有する。
【００１３】
又、最小値を検出した値に、一定値を加減算する加減算回路を設け、この加減算回路の出力を新たな最小値として取り扱うようにすることで、階調補正の効果量を調整できるようにしたことを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、検出された最小値に一定値を加減算することで映像輝度信号の黒側の補正効果を調整することができるという作用を有する。
【００１４】
又、最大値を検出した値に、一定値を加減算する加減算回路を設け、この加減算回路の出力を新たな最大値として取り扱うようにすることで、階調補正の効果量を調整できるようにしたものであり、検出された最大値に一定値を加減算することで映像輝度信号の白側の補正効果を調整することができるという作用を有する。
【００１５】
本願請求項１に記載の発明は、映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最小値を検出する最小値検出回路と、最大値を検出する最大値検出回路と、前記最小値を検出した値に一定値を加減算する加減算回路と、前記映像輝度信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路とを設け、前記最大値と前記加減算回路の出力値の差から前記映像輝度信号の階調を補正する係数を決定し、その係数を前記映像輝度信号に作用させることで、出力輝度信号を得、階調補正を行うように構成し、前記加減算回路の出力を新たな最小値として取り扱うようにすることで、階調補正の効果量を調整できるようにするとともに、前記平均輝度レベルで前記加減算回路で加減算する一定値を変化させることにより平均輝度レベルに応じて階調補正の効果を調整するようにしたものであり、入力映像輝度信号の平均輝度レベルにより黒側の階調補正効果を映像の平均輝度レベルに応じてさらに調整することができるという作用を有する。
【００１６】
又、本願請求項２に記載の発明は、映像輝度信号を入力とし、その有効映像期間中の最小値を検出する最小値検出回路と、最大値を検出する最大値検出回路と、前記最大値を検出した値に、一定値を加減算する加減算回路と、前記映像輝度信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路とを設け、前記最小値と前記加減算回路の出力値の差から前記映像輝度信号の階調を補正する係数を決定し、その係数を前記映像輝度信号に作用させることで、出力輝度信号を得、階調補正を行うようにし、前記加減算回路の出力を新たな最大値として取り扱うようにすることで、階調補正の効果量を調整できるようにするとともに、前記平均輝度レベルで、前記加減算回路で加減算する一定値を変化させることにより平均輝度レベルに応じて階調補正の効果を調整するようにしたものであり、入力映像輝度信号の平均輝度レベルにより白側の階調補正効果を映像の平均輝度レベルに応じてさらに調整することができるという作用を有する。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、最小値を検出した値に、この値と予め設定するリミット値を入力とし、そのうちの小さいほうの値を新たな最小値としとして出力する最小値選択回路を設けることで階調補正の効果を制限することを特徴とするものであり、検出された最小値に対して、その値がある値以上にならないように制限することで、階調の伸びすぎを防止し、より自然な階調補正を行うことができるという作用を有する。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、最大値を検出した値に、この値と予め設定するリミット値を入力とし、そのうちの大きいほうの値を新たな最大値としとして出力する最大値選択回路を設けることで階調補正の効果を制限することを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、検出された最大値に対して、その値がある値以下にならないように制限することで、階調の伸びすぎを防止し、より自然な階調補正を行うことができるという作用を有する。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、入力映像輝度信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路を設け、この平均輝度レベルで、請求項３記載のリミット値を変化させるための加減算回路を設け、平均輝度レベルに応じて最小値のリミットレベルを変化させることで階調補正の効果を調整することを特徴とする請求項９記載の映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、入力映像輝度信号の平均輝度レベルにより、検出された最小値に対して、その値がある値以上にならないように制限する制限値を補正することで、入力映像輝度信号の平均輝度レベルに応じて階調の伸びすぎを防止し、より自然な階調補正を行うことができるという作用を有する。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、入力映像輝度信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路を設け、この平均輝度レベルで、リミット値を変化させるための加減算回路を設け、平均輝度レベルに応じて最大値のリミットレベルを変化させることで階調補正の効果を調整することを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、入力映像輝度信号の平均輝度レベルにより、検出された最大値に対して、その値がある値以下にならないように制限する制限値を補正することで、入力映像輝度信号の平均輝度レベルに応じて階調の伸びすぎを防止し、より自然な階調補正を行うことができるという作用を有する。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、入力映像輝度信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路を設け、この平均輝度レベルでリミット値を変化させるための加減算回路を設け、平均輝度レベルに応じてリミット回路のリミットレベルを変化させることで階調補正の効果を調整することを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、決定された補正係数の値が大きい時に階調性を伸張する量が大きいとしたときに、その補正係数を入力映像輝度信号の平均輝度レベルに応じてリミット値により制限することで、より自然な階調補正を行うことができるという作用を有する。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、入力映像輝度信号の水平同期信号と垂直同期信号を入力とし、映像輝度信号の最小値と最大値を検出する窓を発生するサンプル窓発生回路と、サンプル窓の中で最小値を検出する最小値検出回路と、この最小値に対して垂直映像信号周期で平滑化をする第１の平滑フィルターと、このフィルターの出力に第１の一定値を加減算する第１の加減算回路と、この第１の加減算回路の出力を予め設定した第１のリミット値以下に制限する最小値選択回路と、サンプル窓の中で最大値を検出する最大値検出回路と、この最大値に対して垂直映像信号周期で平滑化をする第２の平滑フィルターと、このフィルターの出力に第２の一定値を加減算する第２の加減算回路と、この第２の加減算回路の出力を予め設定した第２のリミット値以上に制限する最大値選択回路と、最大値選択回路の出力から最小値選択回路の出力を減算する第１の減算回路と、この減算結果を分母にし、分子に予め定められた第３の一定値を入力とした除算回路と、この除算回路の出力と予め設定した第３のリミット値を比較し除算回路の出力値を第３のリミット値以下に制限する第１のリミット回路と、入力輝度信号から最小値選択回路の出力を減算する第２の減算回路と、この減算結果の負の値をゼロにリミットする負側リミット回路と、この負側リミット回路の出力に第１のリミット回路の出力を乗算する乗算回路と、この乗算結果がオーバーフローしないようにする第２のリミット回路を設けた映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、サンプル窓発生回路により、映像の任意の範囲の最大値、最小値を検出し、平滑フィルターにより処理を安定化でき、第１、第２の加減算回路、最大値選択回路、最小値選択回路、第１のリミット回路によって補正効果を調整でき、負側リミット回路、第２のリミット回路により、ダイナミックレンジを越えることを防止することができるという作用を有する。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、入力映像輝度信号のうち、サンプル窓発生回路から出力されたサンプル窓内の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路を設け、これによって検出した平均輝度レベルをゲインコントロールする第１のゲインコントロール回路と、平均輝度レベルをゲインコントロールする第２のゲインコントロール回路と、平均輝度レベルをゲインコントロールする第３のゲインコントロール回路と、平均輝度レベルをゲインコントロールする第４のゲインコントロール回路と、平均輝度レベルをゲインコントロールする第５のゲインコントロール回路と、第１のゲインコントロール回路の出力に第１の一定値を加減
算し、この結果を新たな第１の一定値に置き換えて出力する第１の加減算回路と、第２のゲインコントロール回路の出力に第２の一定値を加減算し、この結果を新たな第２の一定値に置き換えて出力する第２の加減算回路と、第３のゲインコントロール回路の出力に第１のリミット値を加減算し、この結果を新たな第１のリミット値に置き換えて出力する第３の加減算回路と、第４のゲインコントロール回路の出力に第２のリミット値を加減算し、この結果を新たな第２のリミット値に置き換えて出力する第４の加減算回路と、第５のゲインコントロール回路の出力に第３のリミット値を加減算し、この結果を新たな第３のリミット値に置き
換えて出力する第５の加減算回路とを具備し、入力映像輝度信号の平均輝度レベルに応じて、階調補正の補正効果を制御することを特徴とした映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、入力映像輝度信号の平均輝度レベルに応じて、本請求項に記載する各効果制御値（一定値、リミット値）を調整することで、より自然な階調補正を行うことができるという作用を有する。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、映像信号のペデスタルレベルを検出するペデスタルレベル検出回路とこのペデスタルレベル検出結果をもとに、ペデスタルレベルと入力映像輝度信号のレベルを比較する比較回路と、この比較結果により、入力映像輝度信号がペデスタルレベルより小さい時は、本階調補正を停止することで、同期信号へ階調補正がかかることを防止することを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、入力映像輝度信号がペデスタルレベル以下のとき、つまり映像同期信号部分において、本発明の階調補正効果をなくすことで、同期信号への影響をなくすことができるという作用を有する。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、映像信号のペデスタルレベルを検出するペデスタルレベル検出回路とこの検出されたペデスタルレベルを出力映像輝度信号に加算するための加算回路を設け、階調補正前後のペデスタルレベルを一定にすることを特徴とする映像輝度信号の階調補正装置としたものであり、入力映像輝度信号のペデスタルレベルと出力映像輝度信号のペデスタルレベルを同じにすることができるという作用を有する。
【００２７】
（実施の形態１）
以下に本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。
【００２８】
図１は、本発明のブロック図、図２は本発明の階調補正装置の入出力特性を示し、図１において、１は最小値検出回路で入力映像輝度信号ａの各フィールドまたはフレーム単位での最小値を検出する。２は最大値検出回路で入力映像輝度信号ａの各フィールドまたはフレーム単位での最大値を検出する。３は減算回路で最大値ｃから最小値ｂを減算し、輝度分布量ｄを出力する。４は補正係数決定回路で輝度分布量ｄから入力映像輝度信号ａの補正量である補正係数ｅを演算により決定する。５は補正回路で補正係数ｅを入力映像輝度信号ａに作用させることで出力映像輝度信号ｆを得る。図２において、検出された最小値と最大値を結ぶ直線の傾きが補正係数ｅである。この補正係数ｅを入力映像輝度信号ａに乗算することで、出力映像輝度信号ｆに変換し階調補正を行うように構成されている。
【００２９】
（実施の形態２）
又、本発明の実施の形態について、図３及び図２を用いて説明する。
【００３０】
図３は、本発明のブロック図を示し、図３において１〜３は実施の形態１と同様な構成である、６は除算回路で輝度分布量ｄを分母に、分子には一定値ｒを入力し補正係数ｅを出力する。この一定値ｒは、出力映像輝度信号の最大輝度レベルに相当する。例えば、出力映像輝度信号が８ビットである時は、２５６（十進数）などを与えるものである。７はサンプル窓発生回路で水平同期信号ｋと垂直同期信号ｌを入力とし、カウンター回路により、最大値、最小値を検出したい所望のサンプリング窓ｇを発生することができる。８は第２の減算回路で入力映像輝度信号ａから最小値ｂを減算し、減算映像輝度信号ｈを出力する。９は第２の減算回路で得られた減算映像輝度信号ｈの不の部分つまり入力映像輝度信号ａの最小値ｂ以下の部分をゼロにリミットし、補正映像輝度信号ｉを出力する。１０は乗算回路で補正映像輝度信号ｉに補正係数ｅを乗算し、乗算映像輝度信号ｊを出力する。そして、１１はリミット回路であり、乗算映像輝度信号ｊがダイナミックレンジを越えないように振幅制限する。以上のような構成により、図２に示すような入出力特性を持つような階調補正を実現する構成となっている。
【００３１】
（実施の形態３）
更に、本発明の実施の形態について、図４を用いて説明する。
【００３２】
図４は、本発明のブロック図を示し、図４において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。１２は平滑フィルターであり最小値ｂに対し垂直映像信号周期（フィールドまたはフレーム周期）の巡回フィルタリングまたは平均値フィルタリングを行い、最小値の垂直映像信号周期での変動を滑らかに平滑化することで処理を安定化する構成となっている。
【００３３】
（実施の形態４）
更に又、本発明の実施の形態について、図５を用いて説明する。
【００３４】
図５は、本発明のブロック図を示し、図５において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。１２は平滑フィルターであり最大値ｂに対し垂直映像信号周期（フィールドまたはフレーム周期）の巡回フィルタリングまたは平均値フィルタリングを行い、最大値の垂直映像信号周期での変動を滑らかに平滑化することで処理を安定化する構成となっている。
【００３５】
（実施の形態５）
更に又、本発明の実施の形態について、図６及び図２を用いて説明する。
【００３６】
図６は、本発明のブロック図を示し、図６において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。１３は加減算回路で最小値ｂに予め設定した一定値ｍを加減算し、それを新たな最小値ｂ’とすることで、図２に示す最小値の位置を移動することにより階調補正の効果を制御するように構成されている。
【００３７】
（実施の形態６）
更に又、本発明の実施の形態について、図７及び図２を用いて説明する。
【００３８】
図７は、本発明のブロック図を示し、図７において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。１３は加減算回路で最大値ｃに予め設定した一定値ｍを加減算し、それを新たな最小値ｃ’とすることで、図２に示す最大値の位置を移動することにより階調補正の効果を制御するように構成されている。
【００３９】
（実施の形態７）
つぎに、本発明の請求項１に記載された発明の実施の形態について、図８及び図２を用いて説明する。
【００４０】
図８は、本発明のブロック図を示し、図８において１〜５および１３は実施の形態５と同様な構成である。１４は平均輝度レベル検出回路で入力映像輝度信号ａの平均輝度レベルｎを検出し出力する。１５は加減算回路で予め設定した一定値ｍに対して平均輝度レベルの加減算を行い平均輝度レベル補正一定値ｍ’を出力する。このｍ’を実施の形態５の一定値と同様に処理することで、平均輝度レベルｎに応じて新たな最小値ｂ’を求めることができ、平均輝度レベルに応じて図２に示す最小値の位置を移動することにより階調補正の効果を制御するように構成されている。
【００４１】
（実施の形態８）
つぎに、本発明の請求項２に記載された発明の実施の形態について、図９及び図２を用いて説明する。
【００４２】
図９は、本発明のブロック図を示し、図９において１〜５および１３は実施の形態６と同様な構成である。１４は平均輝度レベル検出回路で入力映像輝度信号ａの平均輝度レベルｎを検出し出力する。１５は加減算回路で予め設定した一定値ｍに対して平均輝度レベルの加減算を行い平均輝度レベル補正一定値ｍ’を出力する。このｍ’を実施の形態６の一定値と同様に処理することで、平均輝度レベルｎに応じて新たな最大値ｃ’を求めることができ、平均輝度レベルに応じて図２に示す最大値の位置を移動することにより階調補正の効果を制御するように構成されている。
【００４３】
（実施の形態９）
つぎに、本発明の請求項３に記載された発明の実施の形態について、図１０及び図２を用いて説明する。
【００４４】
図１０は、本発明のブロック図を示し、図１０において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。１６は最小値選択回路で最小値ｂと予め設定したリミット値ｏを比較し、最小値ｂがリミット値ｏより大きくならないように最小値の値を制限し、それを新たな最小値ｂ’として出力することで、図２に示す最小値の位置が右に行き過ぎないように制限することにより階調補正の効果を制限するように構成されている。
【００４５】
（実施の形態１０）
つぎに、本発明の請求項４に記載された発明の実施の形態について、図１１及び図２を用いて説明する。
【００４６】
図１１は、本発明のブロック図を示し、図１１において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。１７は最大値選択回路で最大値ｃと予め設定したリミット値ｐを比較し、最大値ｃがリミット値ｐより小さくならないように最大値の値を制限し、それを新たな最大値ｃ’として出力することで、図２に示す最大値の位置が左に行き過ぎないように制限することにより階調補正の効果を制限するように構成されている。
【００４７】
（実施の形態１１）
つぎに、本発明の請求項５に記載された発明の実施の形態について、図１２及び図２を用いて説明する。
【００４８】
図１２は、本発明のブロック図を示し、図１２において１〜５および１６は実施の形態９と同様な構成である。１４は平均輝度レベル検出回路であり、実施の形態７と同じ構成である。１８は加減算回路で平均輝度レベルｍと予め設定したリミット値ｏを加減算し、新たなリミット値ｏ’として最小値選択回路１６に与えることにより、最小値ｂがリミット値ｏ’より大きくならないように最小値の値を制限し、それを新たな最小値ｂ’として出力することで、図２に示す最小値の位置が右に行き過ぎないように平均輝度レベルに応じて制限することにより階調補正の効果を制限するように構成されている。
【００４９】
（実施の形態１２）
つぎに、本発明の請求項６に記載された発明の実施の形態について、図１３及び図２を用いて説明する。
【００５０】
図１３は、本発明のブロック図を示し、図１３において１〜５および１７は実施の形態１０と同様な構成である。１４は平均輝度レベル検出回路であり、実施の形態７と同じ構成である。１９は加減算回路で平均輝度レベルｍと予め設定したリミット値ｐを加減算し、新たなリミット値ｐ’として最大値選択回路１７に与えることにより、最大値ｃがリミット値ｐ’より小さくならないように最大値の値を制限し、それを新たな最大値ｃ’として出力することで、図２に示す最大値の位置が左に行き過ぎないように平均輝度レベルに応じて制限することにより階調補正の効果を制限するように構成されている。
【００５１】
（実施の形態１３）
つぎに、本発明の参考とする形態について、図１４及び図２を用いて説明する。
【００５２】
図１４は、本発明のブロック図を示し、図１４において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。２３はリミット回路で予め設定したリミット値ｑと補正係数ｅを比較し、補正係数ｅがリミット値ｑより大きくならないようにリミットした後、新たな補正係数ｅ’として出力し階調補正を行うことで図２に示す入出力特性の傾きが急峻になり過ぎないように制限を行うことにより階調補正の効果を制限するように構成されている。
【００５３】
（実施の形態１４）
つぎに、本発明の請求項７に記載された発明の実施の形態について、図１５及び図２を用いて説明する。
【００５４】
図１５は、本発明のブロック図を示し、図１５において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。また、２３はリミット回路で実施の形態１３と同様な構成である。また、１４は平均輝度レベル検出回路であり、実施の形態７と同じ構成である。２０は加減算回路で予め設定したリミット値ｑと平均輝度レベルｍを加減算し、新たなリミット値ｑ’を出力する。リミット回路２３は、新たなリミット値ｑ’と補正係数ｅを比較し、補正係数ｅがリミット値ｑ’より大きくならないようにリミットした後、新たな補正係数ｅ’として出力し階調補正を行うことで図２に示す入出力特性の傾きが急峻になり過ぎないように平均輝度レベルに応じて制限を行うことにより階調補正の効果を制限するように構成されている。
【００５５】
（実施の形態１５）
つぎに、本発明の請求項８に記載された発明の実施の形態について、図１６を用いて説明する。
【００５６】
図１６は、本発明のブロック図を示し、図１６において１〜５は実施の形態１と同様な構成である。また、６〜１１は実施の形態２と同様な構成である。また１２は実施の形態３と同様な構成である。２１は平滑フィルターであり、実施の形態４の平滑フィルターと同様な構成である。１３は実施の形態５と同様な構成である。２２は加減算回路で実施の形態６の加減算回路と同様な構成である。１６は実施の形態９と同様な構成である。１７は実施の形態１０と同様な構成である。２３は実施の形態１３と同様な構成である。以上のような構成で処理の安定性があり、滑らかで、かつ、階調補正の効果を任意に設定可能な階調補正装置を実現できる。
【００５７】
（実施の形態１６）
つぎに、本発明の請求項９に記載された発明の実施の形態について、図１７を用いて説明する。
【００５８】
図１７は、本発明のブロック図を示し、図１７において１〜１３、２１〜２３は実施の形態１５と同様な構成である。１４は平均輝度レベル検出回路であり、実施の形態７と同様な構成である。２４は第１のゲインコントロール回路であり平均輝度レベルｎのゲインコントロールを行いこれを第３の加減算回路３２で第２の一定値ｓに加減算し新たな第２の一定値ｓ’とし、これを第２の加減算回路２２の加減算値とする。また、２５は第２のゲインコントロール回路であり平均輝度レベルｎのゲインコントロールを行いこれを第４の加減算回路３３で第１の一定値ｍに加減算し新たな第１の一定値ｍ’とし、これを第１の加減算回路１３の加減算値とする。２６は第３のゲインコントロール回路であり平均輝度レベルｎのゲインコントロールを行いこれを第５の加減算回路３４で第２のリミット値ｏに加減算し新たな第２のリミット値ｏ’とし、これを最大値選択回路１７のリミット値とする。２７は第４のゲインコントロール回路であり平均輝度レベルｎのゲインコントロールを行いこれを第６の加減算回路３５で第１のリミット値ｐに加減算し新たな第１のリミット値ｐ’とし、これを最小値選択回路１６のリミット値とする。３７は第５のゲインコントロール回路であり平均輝度レベルｎのゲインコントロールを行いこれを第７の加減算回路３６で第３のリミット値ｑに加減算し新たな第３のリミット値ｑ’とし、これを第１のリミット回路２３のリミット値とする。以上のような構成で処理の安定性があり、滑らかで、かつ、階調補正の効果を平均輝度レベルに応じて任意に設定可能な階調補正装置を実現できる。
【００５９】
（実施の形態１７）
つぎに、本発明の請求項１０に記載された発明の実施の形態について、図１８を用いて説明する。
【００６０】
図１８は、本発明のブロック図を示し、図１８において１〜３および６〜１１の構成は実施の形態２と同様な構成である。２８はペデスタルレベル検出回路で入力映像輝度信号ａのバックポーチまたはフロントポーチ部分の輝度レベルを検出しペデスタルレベルｕを出力する。２９は比較回路であり、入力映像輝度信号ａとペデスタルレベルｕを比較し入力映像輝度信号ａがペデスタル以下かどうかの判定信号ｖを出力する。３０は補正停止回路で判定信号ｖがペデスタル以下のときに補正係数ｅを補正停止状態に切り替える。これにより、同期信号へ階調補正を行うことへの副作用を防止することができる。
【００６１】
（実施の形態１８）
つぎに、本発明の請求項１１に記載された発明の実施の形態について、図１９を用いて説明する。
【００６２】
図１９は、本発明のブロック図を示し、図１９において１〜３および６〜１１の構成は実施の形態２と同様な構成である。２８は実施の形態１７と同様な構成である。３１は加算回路で補正出力輝度信号ｆにペデスタルレベルｕを加算することで入力映像輝度信号と同じペデスタルレベルを持つ補正出力輝度信号ｗを出力する。３８は第３のリミット回路で加算回路３１でのオーバーフローを防止し出力映像輝度信号ｘを出力する。これにより、入力と出力のペデスタルレベルの等しい階調補正装置が実現できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、映像輝度信号の明るい部分や、明るい部分から暗い部分まで全体的な階調補正を行うことが可能となり、より効果的な階調補正効果を得ることと、この階調補正が映像の同期信号部分へかかることを防止し、入出力のペデスタルレベルの等しい階調補正を実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図２】同映像輝度信号の階調補正装置の入出力特性図
【図３】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図４】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図５】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図６】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図７】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図８】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図９】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図１０】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図１１】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図１２】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図１３】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図１４】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図１５】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図１６】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図１７】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図１８】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図１９】本発明の一実施の形態による映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【図２０】従来の映像輝度信号の階調補正装置のブロック構成図
【符号の説明】
１  最小値検出回路
２  最大値検出回路
３  減算回路
４  補正係数決定回路
５  補正回路
６  除算回路
７  サンプル窓検出回路
８  減算回路
９  負側リミット回路
１０  乗算回路
１１  リミット回路
１２  平滑フィルター
１３  加減算回路
１４  平均輝度レベル検出回路
１５  加減算回路
１６  最小値選択回路
１７  最大値選択回路
１８  加減算回路
１９  加減算回路
２０  加減算回路
２１  平滑フィルター
２２  加減算回路
２３  リミット回路
２４  ゲインコントロール回路
２５  ゲインコントロール回路
２６  ゲインコントロール回路
２７  ゲインコントロール回路
２８  ペデスタルレベル検出回路
２９  比較回路
３０  補正停止回路
３１  加算回路
３２  加減算回路
３３  加減算回路
３４  加減算回路
３５  加減算回路
３６  加減算回路
３７  ゲインコントロール回路
１０４  黒伸長アンプ
１０５  黒伸長レベルコントロール回路
１０６  黒検出回路
１０７  ゲインコントロールアンプ
１０８  黒−ペデスタル比較回路
１０９  黒ピークホールド回路
１１０  平均画像レベル検出回路
【図１】
0003549356.tif 000002
【図２】
0003549356.tif 000003
【図３】
0003549356.tif 000004
【図４】
0003549356.tif 000005
【図５】
0003549356.tif 000006
【図６】
0003549356.tif 000007
【図７】
0003549356.tif 000008
【図８】
0003549356.tif 000009
【図９】
0003549356.tif 000010
【図１０】
0003549356.tif 000011
【図１１】
0003549356.tif 000012
【図１２】
0003549356.tif 000013
【図１３】
0003549356.tif 000014
【図１４】
0003549356.tif 000015
【図１５】
0003549356.tif 000016
【図１６】
0003549356.tif 000017
【図１７】
0003549356.tif 000018
【図１８】
0003549356.tif 000019
【図１９】
0003549356.tif 000020
【図２０】
0003549356.tif 000021