(57)【要約】【課題】  入力された映像信号につき非線形レベル処理を施す映像信号処理装置及び方法において、かかる非線形レベル処理に対応して的確なノイズ除去を実現する。【解決手段】  入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去部２１と、指定された非線形曲線に基づいて上記入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形レベル制御部２２と、非線形レベル制御部２２において使用する非線形曲線の変化特性に基づいて映像信号の階調毎に予め生成された制御用データを記憶するメモリ２３とを備え、入力された映像信号においてノイズが生成した階調並びに指定された非線形曲線に応じてメモリ２３から制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいてノイズ除去手段において除去すべきノイズ量を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去手段と、
指定された非線形曲線に基づいて上記入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理手段と、
上記非線形処理手段において使用する上記非線形曲線の変化特性に基づいて上記映像信号の階調毎に予め生成された制御用データを記憶する記憶手段と、
上記入力された上記映像信号においてノイズが生成した階調並びに上記指定された非線形曲線に応じて上記記憶手段から上記制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいて上記ノイズ除去手段において除去すべきノイズ量を制御する制御手段とを備えること
を特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
上記記憶手段は、上記非線形処理手段において使用する上記非線形曲線の傾きの逆数に基づいて上記映像信号の階調毎に予め決定された制御用データを記憶すること
を特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
上記ノイズ除去手段によりノイズ除去され、かつ上記非線形処理手段により信号レベルを変更された映像信号を表示する表示手段と、当該映像信号を他の電子機器へ送信する送信手段と、当該映像信号を記録する記録手段のうち、何れか１つ以上を備えること
を特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去手段と、
指定された非線形曲線に基づいて上記入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理手段と、
上記ノイズ除去手段を制御するための制御用データを記憶する記憶手段と、
上記非線形処理手段において使用する上記非線形曲線の変化特性を識別し、識別した変化特性に基づいて上記映像信号の階調毎に上記制御用データを生成し、これを上記記憶手段に記憶させる制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記入力された上記映像信号においてノイズが生成した階調並びに上記指定された非線形曲線に応じて上記記憶手段から上記制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいて上記ノイズ除去手段において除去すべきノイズ量を制御すること
を特徴とする映像信号処理装置。
【請求項５】
上記制御手段は、上記非線形処理手段において使用する上記非線形曲線の変化特性を映像フィールド周期で識別すること
を特徴とする請求項４記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去手段と、
指定された非線形曲線に基づいて上記入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理手段と、
上記ノイズ除去手段によりノイズ除去され、かつ上記非線形処理手段により信号レベルを変更された映像信号を表示する表示手段と、
上記非線形処理手段において使用する上記非線形曲線の変化特性に基づいて上記映像信号の階調毎に予め生成された制御用データを記憶する記憶手段と、
上記入力された上記映像信号においてノイズが生成した階調並びに上記指定された非線形曲線に応じて上記記憶手段から上記制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいて上記ノイズ除去手段において除去すべきノイズ量を制御する制御手段とを備えること
を特徴とする映像表示装置。
【請求項７】
入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去ステップと、
指定された非線形曲線に基づいて上記入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理ステップと、
上記非線形処理ステップにおいて使用する非線形曲線の変化特性に基づいて上記映像信号の階調毎に予め生成された制御用データをメモリに記憶させる記憶ステップと、
上記ノイズ除去ステップに移行した場合に、上記入力された上記映像信号においてノイズが生成した階調並びに上記指定された非線形曲線に応じて上記メモリから上記制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいて上記ノイズ除去手段において除去すべきノイズ量を制御する制御ステップとを有すること
を特徴とする映像信号処理方法。
【請求項８】
上記記憶ステップでは、上記非線形処理ステップにおいて使用する非線形曲線の傾きの逆数に基づいて上記映像信号の階調毎に予め生成された制御用データを上記メモリに記憶させること
を特徴とする請求項７記載の映像信号処理方法。
【請求項９】
上記ノイズ除去ステップにおいてノイズ除去され、かつ上記非線形処理ステップにおいて信号レベルを変更された映像信号を表示する表示ステップと、当該映像信号を他の電子機器へ送信する送信ステップと、当該映像信号を記録する記録ステップのうち、何れか１つ以上を有すること
を特徴とする請求項７記載の映像信号処理方法。
【請求項１０】
入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去ステップと、
指定された非線形曲線に基づいて上記入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理ステップと、
上記非線形処理ステップにおいて使用する上記非線形曲線の変化特性を識別し、識別した変化特性に基づいて上記映像信号の階調毎に上記制御用データを生成し、これをメモリに予め記憶させる制御用データ生成ステップと、
上記ノイズ除去ステップに移行した場合に、上記入力された上記映像信号においてノイズが生成した階調並びに上記指定された非線形曲線に応じて上記メモリから上記制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいて上記ノイズ除去ステップにおいて除去すべきノイズ量を制御する制御ステップとを有すること
を特徴とする映像信号処理方法。
【請求項１１】
上記制御ステップでは、上記非線形処理ステップにおいて使用する上記非線形曲線の変化特性を映像フィールド周期で識別すること
を特徴とする請求項１０記載の映像信号処理方法。
【請求項１２】
入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去ステップと、
指定された非線形曲線に基づいて上記入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理ステップと、
上記ノイズ除去ステップによりノイズ除去され、かつ上記非線形処理ステップにより信号レベルを変更された映像信号を表示する表示ステップと、
上記非線形処理ステップにおいて使用する非線形曲線の変化特性に基づいて上記映像信号の階調毎に予め生成された制御用データをメモリに記憶させる記憶ステップと、
上記ノイズ除去ステップに移行した場合に、上記入力された上記映像信号においてノイズが生成した階調並びに上記指定された非線形曲線に応じて上記メモリから上記制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいて上記ノイズ除去ステップにおいて除去すべきノイズ量を制御する制御ステップとを有すること
を特徴とする映像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された映像信号につきノイズ除去処理並びに非線形処理を施す映像信号処理装置及び方法、並びにかかる処理が施された映像信号を表示する映像表示装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にビデオテープレコーダやテレビジョン受像機等において取り扱う映像信号には、ガンマ補正、ニー補正、ホワイトブラッククリップ、輪郭補正、ホワイトバランス調整、色相調整に加え、階調毎にノイズを除去するノイズ除去処理等、各種信号処理が施される。
【０００３】
また、このような映像信号においては、入出力特性が非線形となるようないわゆる非線形処理も施される。一般的に映像信号は最黒の基準となるペデスタルレベルが白側に浮いた状態で送られてくる。この黒レベルのペデスタルレベルとの差はセットアップと呼ばれ、ビデオテープレコーダ又はテレビジョン受像機の機種や、かかる映像信号を発信する放送局等に応じて異なってくる。このため、黒レベルを的確に表現するためには、かかるセットアップをキャンセルする必要があるところ、従来において映像信号の輝度レベルを最適化するテレビジョン受像機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、ディスプレイ上に表示される映像信号の明るさは、入力される映像信号の信号レベルに対して比例関係にはならない。このため、映像信号の信号レベルがディスプレイの発光特性の逆特性となるように非線形処理を予め施しておくことにより、入力される映像信号の信号レベルに対して線形な階調をディスプレイを介して表現するためのガンマ補正も一般的に行われている。
【０００５】
さらに、この非線形処理は、上述した補正手段として用いられる場合のみならず、画面中の黒部分の面積が小さい場合において、中間輝度を下げて引き締まった画像を生成する、いわゆる高画質化を図る場合においても用いられる。
【０００６】
ここで入力される映像信号の信号レベル変化量が出力時には高くなるような非線形処理を施す場合には、ノイズ成分の振幅は、映像信号の振幅と比較して微小なものであっても増幅されることとなり、ひいては表示される画像のノイズ感も増大してしまう。また、入力される映像信号の変化量に対し出力すべき映像信号の変化量が増大するような、いわゆる入出力特性の傾きが急峻になるような非線形処理を施す場合、並びに入力される映像信号の変化量に対し出力すべき映像信号の変化量が減少するような、いわゆる入出力特性の傾きが緩やかになるような非線形処理を施す場合、互いに同振幅のノイズ成分であってもその増幅率は前者の方がより大きくなる。
【０００７】
一般に入力される映像信号のランダムノイズ振幅は、平均化すると画面内で一様となり、時間方向に関しても一様とみなせるため、非線形処理後の映像信号をディスプレイ上に表示した場合には、画面内において入出力特性の傾きが急峻となる非線形処理が施された映像信号のノイズ感が相対的に悪くなる。これは、入出力特性の傾きが急峻となる非線形処理が数多く施された映像信号が多いシーンは、入出力特性の傾きが緩やかとなる非線形処理が施された映像信号が多いシーンと比較してノイズ感が相対的に悪くなることを示唆している。
【０００８】
例えば、図６に示すように、低輝度部（黒側）の映像入力信号に対する出力信号のレベル変化量が高輝度部（白側）入力に対する変化量よりも大きくなるような非線形曲線に基づき、入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理回路に、図７(a)に示すような幅が等間隔であり、かつ１段あたりの信号レベルの変化量が等しい階段状波形を持つ映像信号を入力すると、図７(b)に示すように低輝度になるにつれて信号レベルの変化量が大きくなる波形の映像信号が出力されることになる。
【０００９】
このような非線形処理回路に入力される映像信号につき、例えば図８(a)に示すように低輝度領域と高輝度領域の２箇所に同振幅のノイズが重畳された場合には、上述の如き非線形処理により、図８(b)に示すように低輝度領域におけるノイズの振幅が高輝度領域におけるノイズの振幅よりも相対的に大きくなる。即ち、低輝度領域におけるノイズの振幅は、点線で示される入力時における映像信号のノイズ振幅より増幅されているのに対し、高輝度領域におけるノイズの振幅は、かかる点線で示される入力時における映像信号のノイズ振幅より小さくなることが分かる。
【００１０】
ちなみに、このような映像信号に重畳されるノイズを除去するためのノイズ除去回路も従来において案出されてはいるが、あくまで同振幅のノイズに対しての抑圧量は同等となるため、上述した非線形な入出力特性と相関させてノイズを除去することができない。
【００１１】
またノイズ除去回路として、映像フィールド内でノイズの周波数成分を減衰させるフィルタを利用する場合には、かかるノイズの周波数以外の信号成分をも減衰させてしまう結果、ディスプレイ上に表示すべき映像が鮮鋭さを欠くこととなる。また、時間的に前後する映像フィールド間の差分を利用する場合には、物体が動いた場合に残像を残してしまう等の副作用が生じるため、ノイズを完全に除去することができず、またノイズ除去強度を非常に大きくすることもできない。このため、非線形処理によるノイズ感の悪化を改善することができない。
【００１２】
例えば、図９(a)における点線に示すようにノイズ成分の振幅をノイズ除去回路により抑圧した映像信号につき、図６に示すような非線形曲線に基づいて信号レベルを変更した場合においても、図９(b)に示すように、低輝度領域におけるノイズ成分と高輝度領域におけるノイズ成分の振幅比は、変化することはなく、また低輝度領域のノイズ成分の絶対振幅も大きくなってしまう。
【００１３】
【特許文献１】特開平７−１５４６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、入力された映像信号につき非線形処理を施す映像信号処理装置及び方法において、かかる非線形処理に対応して的確なノイズ除去を実現することができる映像信号処理装置及び方法、並びにかかる処理が施された映像信号を表示する映像表示装置及び方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明を適用した映像信号処理装置は、上述した課題を解決するために、入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去手段と、指定された非線形曲線に基づいて上記入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理手段と、非線形処理手段において使用する非線形曲線の変化特性に基づいて映像信号の階調毎に予め生成された制御用データを記憶する記憶手段と、入力された映像信号においてノイズが生成した階調並びに指定された非線形曲線に応じて記憶手段から制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいてノイズ除去手段において除去すべきノイズ量を制御する制御手段とを備える。
【００１６】
本発明を適用した映像信号処理装置は、上述した課題を解決するために、入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去手段と、指定された非線形曲線に基づいて入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理手段と、ノイズ除去手段を制御するための制御用データを記憶する記憶手段と、非線形処理手段において使用する非線形曲線の変化特性を識別し、識別した変化特性に基づいて映像信号の階調毎に制御用データを生成し、これを記憶手段に記憶させる制御手段とを備え、制御手段は、入力された映像信号においてノイズが生成した階調並びに指定された非線形曲線に応じて記憶手段から制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいてノイズ除去手段において除去すべきノイズ量を制御する。
【００１７】
本発明を適用した映像表示装置は、上述した課題を解決するために、入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去手段と、指定された非線形曲線に基づいて上記入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理手段と、ノイズ除去手段によりノイズ除去され、かつ非線形処理手段により信号レベルを変更された映像信号を表示する表示手段と、非線形処理手段において使用する非線形曲線の変化特性に基づいて映像信号の階調毎に予め生成された制御用データを記憶する記憶手段と、入力された映像信号においてノイズが生成した階調並びに指定された非線形曲線に応じて記憶手段から制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいてノイズ除去手段において除去すべきノイズ量を制御する制御手段とを備える。
【００１８】
本発明を適用した映像信号処理方法は、上述した課題を解決するために、入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去ステップと、指定された非線形曲線に基づいて入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理ステップと、非線形処理ステップにおいて使用する非線形曲線の変化特性に基づいて映像信号の階調毎に予め生成された制御用データをメモリに記憶させる記憶ステップと、ノイズ除去ステップに移行した場合に、入力された上記映像信号においてノイズが生成した階調並びに指定された非線形曲線に応じてメモリから制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいてノイズ除去手段において除去すべきノイズ量を制御する制御ステップとを有する。
【００１９】
本発明を適用した映像信号処理方法は、上述した課題を解決するために、入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去ステップと、指定された非線形曲線に基づいて入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理ステップと、非線形処理ステップにおいて使用する非線形曲線の変化特性を識別し、識別した変化特性に基づいて映像信号の階調毎に制御用データを生成し、これをメモリに予め記憶させる制御用データ生成ステップと、ノイズ除去ステップに移行した場合に、入力された映像信号においてノイズが生成した階調並びに指定された非線形曲線に応じてメモリから制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいてノイズ除去ステップにおいて除去すべきノイズ量を制御する制御ステップとを有する。
【００２０】
本発明を適用した映像表示方法は、上述した課題を解決するために、入力された映像信号に生成されたノイズを除去するノイズ除去ステップと、指定された非線形曲線に基づいて入力された映像信号の信号レベルを変更する非線形処理ステップと、ノイズ除去ステップによりノイズ除去され、かつ非線形処理ステップにより信号レベルを変更された映像信号を表示する表示ステップと、非線形処理ステップにおいて使用する非線形曲線の変化特性に基づいて映像信号の階調毎に予め生成された制御用データをメモリに記憶させる記憶ステップと、ノイズ除去ステップに移行した場合に、入力された映像信号においてノイズが生成した階調並びに指定された非線形曲線に応じてメモリから制御用データを読み出し、読み出した制御用データに基づいてノイズ除去ステップにおいて除去すべきノイズ量を制御する制御ステップとを有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、映像信号の信号レベルの入出力特性が非線形になるように処理を行う際において、かかる非線形の特性に応じて的確なノイズ除去量を制御することができるため、表示すべき画像の鮮鋭化を図ることが可能となる。これにより、特に画面内においてコントラストが高くなるように処理される信号レベルにつき、的確なノイズ除去をすることが可能となり、ひいては、或る程度の大きさを持つ物体や領域のノイズ感を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、入力された映像信号につきノイズ除去処理並びに非線形処理を施す映像信号処理装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本発明を適用した映像信号処理装置１は、例えば図１に示すように、入力端子１１を介して外部から入力された映像信号のノイズを階調単位で除去するノイズ除去部２１と、ノイズ除去部２１によりノイズが除去された映像信号が供給され、かかる映像信号の階調（信号レベル）を指定された非線形曲線に基づいて変更するとともに、これを出力端子１２を介して外部へ出力する非線形レベル制御部２２と、所定の情報を記憶するためのメモリ２３と、接続されたノイズ除去部２１，非線形レベル制御部２２，メモリ２３を制御するためのマイクロコントローラ２４とを備えている。
【００２４】
ノイズ除去部２１は、映像信号に重畳されたノイズにつき、当該信号の階調に応じてマイクロコントローラ２４により指定されたノイズ量だけ除去する。このノイズ除去部２１に入力される映像信号が仮に８ビットに量子化され２５６階調で表される場合には、信号の階調に応じて２５６通りのノイズ量の指定をマイクロコントローラ２４より受けることができ、当該指定されたノイズ量だけ映像信号のノイズを除去することになる。ノイズ除去部２１は、このノイズを除去した映像信号を非線形レベル制御部２２へ送信する。
【００２５】
非線形レベル制御部２２は、ノイズ除去部２１においてノイズ除去された映像信号が供給される。この非線形レベル制御部２２は、図２に示すようにa，b，cの３種類からなる非線形曲線のうち指定された１の非線形曲線に基づいて、かかる供給された映像信号につき非線形処理を施す。ユーザは、図示しない操作部を介してこの３種類の非線形曲線の何れかを自由に選択することが可能であり、選択された非線形曲線は、マイクロコントローラ２４を介して非線形レベル制御部２２へ通知されることになる。ちなみに、非線形曲線は３種類に限定されるものではなく、いかなる種類で、またいかなる変化傾向に基づいて構成されていてもよい。
【００２６】
この非線形レベル制御部２２において、例えば図２中ａで示される非線形曲線が指定されていた場合には、供給された映像信号につき低輝度（黒側）の信号レベル変化量が、高輝度（白側）の信号レベル変化量よりも高くなるように非線形処理が施されることになる。
【００２７】
メモリ２３は、各非線形曲線の変化特性に基づいて予め生成されたノイズ除去率が記憶されている。このメモリ２３には、例えば図３(a)に示すような非線形曲線が存在する場合には、この非線形曲線の傾きの逆特性となるような図３(b)の特性を示すノイズ除去率が記憶されている。この図３(b)に示されるノイズ除去率の曲線は、例えば図３(a)に示す非線形曲線の傾きの逆数となるようにしてもよい。即ち、コントラストの大きくなる階調におけるノイズ除去率は、コントラストの小さくなる階調に対するノイズ除去率に対して大きくなるように設定されることになる。ちなみに、このノイズ除去率は、あくまで非線形曲線の傾きを含めた変化特性に対応していれば、いかに設定されていてもよい。
【００２８】
ノイズ除去率は、図３(b)に示す曲線に基づき各階調につき決定されてメモリ２３に記憶されることになる。このため、映像信号が、例えば８ビット２５６階調で量子化されている場合には、２５６通りのノイズ除去率が決定されてメモリ２３に記憶されることになり、さらに、非線形曲線が３種類存在する場合には、７６８（＝２５６×３）通りのノイズ除去率が決定されてメモリ２３に記憶されることになる。
【００２９】
マイクロコントローラ２４は、ノイズ除去部２１に入力された映像信号においてノイズが発生している階調並びに指定された非線形曲線に応じてメモリ２３から制御用データとしてのノイズ除去率を読み出す。即ち、ノイズ除去部２１においてノイズを除去すべき階調が特定され、さらに指定された非線形曲線がａ〜ｃのうちいずれか特定されているため、マイクロコントローラ２４は、メモリ２３に記憶されている７６８通りのノイズ除去率のうち一つを読み出してこれを制御データとすることができる。マイクロコントローラ２４は、この読み出したノイズ除去率と、ユーザが任意に指定可能な値とを乗算することにより、上述したノイズ量を計算し、これをノイズ除去部２１に指定する。これにより、ノイズ除去部２１において、信号の階調に応じて２５６通りのノイズ量に基づいたノイズ除去が実現されることになる。
【００３０】
ちなみに、このマイクロコントローラ２４は、入力端子１１を介して入力された映像信号からノイズが発生している階調を直接的に識別することも可能である。
【００３１】
上述の如き構成からなる映像信号処理装置１において、例えば図４(a)に示すような幅が等間隔であり、かつ１段あたりの信号レベルの変化量が等しい階段状波形を持つ映像信号であって、さらに低輝度領域と高輝度領域の２箇所に同振幅のノイズが重畳されている場合には、先ずノイズ除去部２１においてマイクロコントローラ２４より指定されたノイズ量に基づいてノイズ除去されることになる。このノイズ除去部２１におけるノイズ除去を行う前において、例えば図３(a)に示す非線形曲線が既に指定されていた場合には、その逆特性としてのノイズ除去率（図３(b)）が既にメモリ２３に記憶されている。このため、発生しているノイズの階調をマイクロコントローラ２４により識別し、かかる識別した階調のノイズ除去率をメモリ２３から読み出してノイズ量を求め、かかるノイズ量分だけノイズを除去する。その結果、映像信号は、図４(b)に示すように低輝度領域にあるノイズが高輝度領域にあるノイズと比較してより抑えられた波形になる。
【００３２】
このノイズ除去された映像信号は、非線形レベル制御部２２へ供給され、図３(a)に示される非線形曲線に基づいて非線形処理が施されることになる。その結果、図４(c)に示すように、低輝度領域と高輝度領域にあるノイズの振幅は同程度に抑圧されたものとなる。ちなみに、非線形レベル制御部２２では、あくまで上述の非線形曲線に基づいて非線形処理が施される結果、低輝度領域にあるノイズの方が高輝度領域にあるノイズより増幅されることになるが、かかる非線形曲線の逆特性としてのノイズ除去率をもって低輝度領域のノイズ振幅がより小さくなるようにノイズ除去されているため、最終的に各ノイズ成分の振幅比を平均化させることが可能となる。
【００３３】
このため、本発明を適用した映像信号処理装置１では、非線形レベル制御部２２における非線形処理に対応して的確なノイズ除去を実現することができ、ユーザがノイズの減衰量を調整することなく、自動的にノイズ除去量を調整することができ、常に鮮明な画像を表示させることが可能となる。
【００３４】
なお、本発明は、上述の如く予め決定したノイズ除去率をメモリ２３に記憶させておく場合に限定されるものではなく、例えば図５に示すように、非線形曲線の傾きを識別することによりメモリに格納すべきデータ量を映像信号の階調数のみに軽減可能な映像信号処理装置２に適用してもよい。
【００３５】
この映像信号処理装置２は、例えば図５に示すように、入力端子１１を介して外部から入力された映像信号ノイズを画素単位で除去するノイズ除去部２１と、ノイズ除去部２１によりノイズが除去された映像信号が供給され、かかる映像信号の階調（信号レベル）を指定された非線形曲線に基づいて変更するとともに、これを出力端子１２を介して外部へ出力する非線形レベル制御部２２と、所定の情報を記憶するためのメモリ３３と、各構成要素を制御するためのマイクロコントローラ２４と、このマイクロコントローラ２４に接続されたカウンタ３１と、カウンタ３１からの入力信号又は入力端子１１からの映像信号を切り替えるための第１のセレクタ３２と、非線形レベル制御部２２からの出力信号と、入力端子１１から直接的に供給される映像信号を切り替えるための第２のセレクタ３４と、マイクロコントローラ２４，第１のセレクタ３２，非線形レベル制御部２２に接続されてなる入出力レベル特性計測部３５とを備えている。なお、この図５に示す映像信号処理装置２において、上述した映像信号処理装置１と同一の構成要素については、同一の番号を付すことによりここでの説明を省略する。
【００３６】
カウンタ３１は、０から階調数までクロック毎に１ずつレベルを増加させた計測用入力信号を生成する。
【００３７】
入出力レベル特性計測部３５は、第１のセレクタ３２からの計測用入力信号と、非線形レベル制御部２２において非線形制御された信号がともに入力される。この入出力レベル特性計測部３５は、これら入力された計測用入力信号と、非線形制御された信号を比較することにより、非線形レベル制御部２２における処理の非線形曲線の傾きを各階調につき求める。この入出力レベル特性計測部３５において求められた非線形曲線は、マイクロコントローラ２４に通知されることになる。
【００３８】
第１のセレクタ３２並びに第２のセレクタ３４は、ともにマイクロコントローラ２４による制御の下、切り替え操作が実行される。
【００３９】
このような構成からなる映像信号処理装置２では、映像の存在しないいわゆる垂直ブランキング期間中に非線形曲線の傾きを求める。
【００４０】
先ず垂直ブランキング期間が開始されると、マイクロコントローラ２４は、ノイズ除去部２１に入力される信号が入力端子１１を介して入力される映像信号から、カウンタ３１から出力される計測用入力信号となるように第１のセレクタ３２を切り替える。
【００４１】
次に非線形レベル制御部２２において設定されている非線形曲線の傾きを計測する。かかる場合において、マイクロコントローラ２４は、カウンタ３１の値を０にリセットし、その後信号レベルを０から階調数に至るまで１ずつ増加させていくことにより、計測用入力信号を生成する。生成された計測用入力信号は、第１のセレクタ３２を介してノイズ除去部２１並びに入出力レベル特性計測部３５へ送信される。このブランキング期間中においてノイズ除去部２１は、マイクロコントローラ２４による制御の下、入力される信号につきノイズ除去を行わないように設定されている。その結果、計測用入力信号は、ノイズ除去部２１において何れの処理も施されることなくそのまま非線形レベル制御部２２へと送られる。
【００４２】
非線形レベル制御部２２では、この計測用入力信号につき、設定されている非線形曲線に基づいて非線形制御を施す。この計測用入力信号は、カウンタにおいて階調数分だけクロック毎に発生されたものであるため、全ての計測用入力信号につき非線形制御が施される結果、図３(a)に示すような各階調に対して非線形の出力信号が得られることになる。この出力信号は、入出力レベル特性計測部３５へと送信される。
【００４３】
この入出力レベル特性計測部３５は、この非線形レベル制御部２２からの信号の変化量を計測用入力信号の各階調との関係において識別することにより、非線形レベル制御部２２において施された非線形処理の詳細を判別する。これにより、非線形レベル制御部２２において設定されている非線形曲線の傾きを識別することが可能となる。
【００４４】
ちなみに、この非線形曲線に傾きは、計測用入力信号の信号値をｎとし、非線形レベル制御部２２における出力信号の信号値をｘ（ｎ）とした場合に、ｘ（ｎ＋２）とこれに２クロック遅延させた信号ｘ（ｎ）を用いて以下の（１）式に基づいて求めるようにしてもよい。
（ｘ（ｎ＋２）−ｘ（ｎ））／２・・・・・・・・・・・・・・・（１）
この（１）式の解は、ｎ＋１の階調に対する非線形曲線の傾きとなる。ちなみに、階調数に至るまで１ずつ増加させた計測用入力信号全てに対して非線形曲線の傾きを求めることにより、最終的に図３(a)に示すような非線形曲線そのものを求めることができる。この入出力レベル特性計測部３５は、求めた非線形曲線の傾きを順次マイクロコントローラ２４へ送り、マイクロコントローラ２４は、この送られてきた非線形曲線の傾きに対して所定の係数を乗算することにより、各階調につき図３(b)に示すようなノイズ除去率を求める。マイクロコントローラ２４は、この求めたノイズ除去率をメモリ３３へ順次格納していく。かかる処理をカウンタ３１において設定された全ての階調につき実行することにより、全ての階調につきノイズ除去率を求めて、これをメモリ３３へ記憶させることが可能となる。
【００４５】
ちなみに、この非線形曲線の計測期間は、映像信号が２５６階調で２５６クロックを要し、また映像信号が１０２４階調であっても１０２４クロックを要するのみであるため、標準信号であれば垂直ブランキング期間中において非線形曲線を求めることが可能となる。
【００４６】
この計測期間中において、仮に映像信号が入力端子１１を介して外部から供給された場合においても、第２のセレクタ３４は入力端子１１からの信号を外部へ直接出力するように制御されているため、計測用入力信号が外部へと出力されることを防ぐことが可能となる。
【００４７】
マイクロコントローラ２４は、上述の如き計測が終了した後において、第１のセレクタ３２を入力端子１１側に切り替えることにより、ノイズ除去部２１に供給される信号をカウンタ３１からの計測用入力信号から外部からの映像信号によるものとし、また、非線形レベル制御部２２において非線形処理が施された映像信号が出力端子１２を介して外部へ出力されるように第２のセレクタ３４を非線形レベル制御部２２側へ切り替える。
【００４８】
このような非線形曲線の計測機能を実装した映像信号処理装置２は、選択可能な全ての非線形曲線に応じたノイズ除去率をメモリ２３へ記憶させる必要がなくなり、入出力レベル特性制御部３５において識別した一つの非線形曲線に応じたノイズ除去率をメモリ３３へ記憶するのみで足りる。このため、メモリ３３へ記憶すべきデータ量を映像信号の階調数のみで賄うことが可能となり、非線形処理のパターンが増えるにつれて記憶容量を増設する必要もなくなることから、コストの削減を図ることが可能となる。特に映像信号の高画質化を図る場合において、平均信号レベルを検出してそれに応じて動的な非線形レベル処理を行う場合などは，非線形処理のパターンは無数に多くなることがあるため，本発明を適用した映像信号処理装置２のように非線形レベル処理特性を計測する機構を持つことは有用である。
【００４９】
なお、この映像信号処理装置２において、このような非線形曲線を計測する周期は、最短でも映像フィールド周波数であれば足りる。その理由としては、映像信号の非線形処理において、動的にその特性を変化させる場合においても、かかる特性の細かい変化により表示映像に違和感を与えないようにするため、通常は１映像フィールド内で当該特性を変化させることは行わないからである。また、同じ輝度であるはずの領域において明るさが急激に変動することにより、表示映像が瞬いて映し出されるのを防止すべく、時間的に接近した映像フィールド間では映像信号の非線形処理特性を緩やかに変化させるようにしている場合が多いため、非線形処理を計測する周期は、ある程度長くしても問題は生じないからである。
【００５０】
本発明を適用した映像信号処理装置１，２は、上述した構成に加えて、ノイズ除去部２１によりノイズ除去され、かつ非線形レベル制御部２２により信号レベルを変更された映像信号を表示する図示しない表示部、当該映像信号を他の電子機器へ送信するための図示しない送信部、当該映像信号をメディアに記録する図示しない記録部のうち、何れか１つ以上を備えるようにしてもよい。
【００５１】
さらに本発明は、ノイズ除去部２１によりノイズ除去され、かつ非線形レベル制御部２２により信号レベルを変更された映像信号を表示するための映像表示装置に適用してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明を適用した映像信号処理装置の構成につき示す図である。
【図２】非線形レベル制御部における非線形処理において参照する非線形曲線につき説明するための図である。
【図３】各階調に対する非線形の出力信号、並びに設定すべきノイズ除去率につき説明するための図である。
【図４】本発明を適用した映像信号処理装置によるノイズ除去につき説明するための図である。
【図５】本発明を適用した映像信号処理装置における他の構成につき示す図である。
【図６】従来の非線形処理回路における非線形処理を行う際の非線形特性につき説明するための図である。
【図７】階段状波形を持つ映像信号を入力した場合における信号レベルの変化につき説明するための図である。
【図８】従来の非線形処理回路によるノイズ除去処理につき説明するための図である。
【図９】従来の非線形処理回路によるノイズ除去処理につき説明するための他の図である。
【符号の説明】
【００５３】
１,２  映像信号処理装置、１１  入力端子、１２  出力端子、２１  ノイズ除去部、２２  非線形レベル制御部、２３  メモリ、２４  マイクロコントローラ
【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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