(57)【要約】【課題】ガンマ補正の変曲点及び補正量を変化させて常に適切な強調処理をする。【解決手段】輝度ガンマ補正回路３０には、暗部輝度検出部１、暗部輝度ガンマ補正量作成部２、明部輝度検出部３、明部輝度ガンマ補正量作成部４、輝度ガンマ補正曲線作成回路５が設けられる。暗部輝度検出部１では入力輝度信号が暗部強調量に変換され、明部輝度検出部３では入力輝度信号が明部強調量に変換される。暗部輝度ガンマ補正量作成部２では暗部強調量から生成された暗部引き込み量及び暗部引き込み制限量が加算され暗部輝度ガンマ補正量が作成される。明部輝度ガンマ補正量作成部４では明部強調量から生成された明部引き込み量及び明部引き込み制限量が加算され明部輝度ガンマ補正量が作成される。輝度ガンマ補正曲線作成回路５では入力輝度信号、暗部輝度ガンマ補正量、及び明部輝度ガンマ補正量から、ガンマ補正の変曲点と補正量が変化する輝度ガンマ曲線が生成される。【選択図】図１
2008099207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合映像信号からＹ／Ｃ分離された輝度信号が入力され、暗部の前記輝度信号を暗部強調量に変換する暗部輝度検出部と、
前記輝度信号が入力され、明部の前記輝度信号を明部強調量に変換する明部輝度検出部と、
前記暗部強調量が入力され、前記第１の強調量に応じてガンマ補正の変曲点及び補正量を変化させた暗部輝度ガンマ補正量を生成する暗部輝度ガンマ補正量作成部と、
前記明部強調量が入力され、前記明部強調量に応じてガンマ補正の変曲点及び補正量を変化させた明部輝度ガンマ補正量を生成する明部輝度ガンマ補正量作成部と、
前記輝度信号、前記暗部輝度ガンマ補正量、及び前記明部輝度ガンマ補正量が入力され、前記輝度信号と前記暗部輝度ガンマ補正量から暗部輝度ガンマ補正曲線を生成し、前記輝度信号と前記明部輝度ガンマ補正量から明部輝度ガンマ補正曲線を生成し、前記暗部輝度ガンマ補正曲線と前記明部輝度ガンマ補正曲線から輝度ガンマ補正された輝度信号を出力する輝度ガンマ補正手段と、
を具備することを特徴とする映像輝度補正回路。
【請求項２】
前記暗部輝度ガンマ補正量作成部は、前記暗部強調量から暗部引き込み量及び暗部引き込み制限量を生成し、前記暗部引き込み量と前記暗部引き込み制限量とを加算処理して前記暗部輝度ガンマ補正量を生成し、
前記明部輝度ガンマ補正量作成部は、前記明部強調量から明部引き込み量及び明部引き込み制限量を生成し、前記明部引き込み量と前記明部引き込み制限量とを加算処理して前記明部輝度ガンマ補正量を生成することを特徴とする請求項１に記載の映像輝度補正回路。
【請求項３】
前記暗部引き込み量はゼロＩＲＥで最大値、１００ＩＲＥで最小値となり、前記暗部引き込み制限量はゼロＩＲＥで最大値、前記暗部引き込み量値のＩＲＥ以上で最小値となり、前記明部引き込み量は１００ＩＲＥで最大値、ゼロＩＲＥで最小値となり、前記明部引き込み制限量は１００ＩＲＥで最大値、前記明引き込み量値のＩＲＥ以下で最小値となることを特徴とする請求項１又は２に記載の映像輝度補正回路。
【請求項４】
前記暗部輝度検出部は、前記輝度信号の暗部の画素の重み付けを行い、前記暗部の画素の重み付けから暗部の輝度量を算出し、前記暗部の輝度量を前記暗部強調量に変換し、
前記明部輝度検出部は、前記輝度信号の明部の画素の重み付けを行い、前記明部の画素の重み付けから明部の輝度量を算出し、前記明部の輝度量を前記明部強調量に変換することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の映像輝度補正回路。
【請求項５】
暗部の輝度信号を暗部強調量に変換する暗部輝度検出部と、明部の前記輝度信号を明部強調量に変換する明部輝度検出部と、暗部輝度ガンマ補正量を生成する暗部輝度ガンマ補正量作成部と、明部輝度ガンマ補正量を生成する明部輝度ガンマ補正量作成部と、輝度ガンマ補正された輝度信号を出力する輝度ガンマ補正手段とを有する映像輝度補正回路を用いた輝度補正方法であって、
前記暗部輝度検出部から出力される暗部強調量から、ゼロＩＲＥで最大値となり、１００ＩＲＥで最小値となる暗部引き込み量を生成するステップと、
前記暗部引き込み量から、ゼロＩＲＥで最大値となり、前記暗部引き込み量値のＩＲＥ以上で最小値となる引き込みを制限する暗部引き込み制限量を生成するステップと、
前記暗部引き込み量と前記暗部引き込み制限量を加算処理し、暗部輝度ガンマ補正量を生成するステップと、
前記明部輝度検出部から出力される明部強調量から、１００ＩＲＥで最大値となり、ゼロＩＲＥで最小値となる明部引き込み量を生成するステップと、
前記明部引き込み量から、１００ＩＲＥで最大値となり、前記明引き込み量値のＩＲＥ以下で最小値となる引き込みを制限する明部引き込み制限量を生成するステップと、
前記明部引き込み量と前記明部引き込み制限量を加算処理し、明部輝度ガンマ補正量を生成するステップと、
前記輝度信号と前記暗部輝度ガンマ補正量を加算処理して暗部輝度ガンマ補正曲線を生成するステップと、
前記輝度信号と前記明部輝度ガンマ補正量を加算処理して明部輝度ガンマ補正曲線を生成するステップと、
前記暗部輝度ガンマ補正曲線と前記明部輝度ガンマ補正曲線を加算処理して輝度ガンマ曲線を生成するステップと、
を具備することを特徴とする映像輝度補正回路を用いた輝度補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画質を調整する画質調整回路に係り、特にガンマ補正を行う映像輝度補正回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶなどの複合映像信号（コンポジット映像信号とも呼称される）は、受信機側で色信号と輝度信号にＹ／Ｃ分離される。Ｙ／Ｃ分離された輝度信号は、輝度の暗部と明部が強調され、輝度の中間部の諧調表現能力が広く取られる。このため、映像画面の表現能力を高めたメリハリ感のある画面表示が表示される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１などに記載されている画像処理では、輝度の中間レベルが多い映像画面では表現能力を向上できる。しかし、映像画面の輝度信号情報は多種多彩に刻々変化するので、中間レベルが少なく、輝度レベルが高く明るい領域に偏った映像画面或いは輝度レベルが低く暗い領域に偏った映像画面などの場合、輝度の暗部と明部の諧調表現能力が制限されて細部の表現ができず、適切な強調処理が行えないという問題点がある。
【特許文献１】特開２００１−２５７９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ガンマ補正の変曲点及び補正量を変化させて常に適切な強調処理を行うことができる映像輝度補正回路及びそれを用いた輝度補正方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様の映像輝度補正回路は、複合映像信号からＹ／Ｃ分離された輝度信号が入力され、暗部の前記輝度信号を暗部強調量に変換する暗部輝度検出部と、前記輝度信号が入力され、明部の前記輝度信号を明部強調量に変換する明部輝度検出部と、前記暗部強調量が入力され、前記第１の強調量に応じてガンマ補正の変曲点及び補正量を変化させた暗部輝度ガンマ補正量を生成する暗部輝度ガンマ補正量作成部と、前記明部強調量が入力され、前記明部強調量に応じてガンマ補正の変曲点及び補正量を変化させた明部輝度ガンマ補正量を生成する明部輝度ガンマ補正量作成部と、前記輝度信号、前記暗部輝度ガンマ補正量、及び前記明部輝度ガンマ補正量が入力され、前記輝度信号と前記暗部輝度ガンマ補正量から暗部輝度ガンマ補正曲線を生成し、前記輝度信号と前記明部輝度ガンマ補正量から明部輝度ガンマ補正曲線を生成し、前記暗部輝度ガンマ補正曲線と前記明部輝度ガンマ補正曲線から輝度ガンマ補正された輝度信号を出力する輝度ガンマ補正手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
更に、本発明の一態様の映像輝度補正回路を用いた輝度補正方法は、暗部の輝度信号を暗部強調量に変換する暗部輝度検出部と、明部の前記輝度信号を明部強調量に変換する明部輝度検出部と、暗部輝度ガンマ補正量を生成する暗部輝度ガンマ補正量作成部と、明部輝度ガンマ補正量を生成する明部輝度ガンマ補正量作成部と、輝度ガンマ補正された輝度信号を出力する輝度ガンマ補正手段とを有する映像輝度補正回路を用いた輝度補正方法であって、前記暗部輝度検出部から出力される暗部強調量から、ゼロＩＲＥで最大値となり、１００ＩＲＥで最小値となる暗部引き込み量を生成するステップと、前記暗部引き込み量から、ゼロＩＲＥで最大値となり、前記暗部引き込み量値のＩＲＥ以上で最小値となる引き込みを制限する暗部引き込み制限量を生成するステップと、前記暗部引き込み量と前記暗部引き込み制限量を加算処理し、暗部輝度ガンマ補正量を生成するステップと、前記明部輝度検出部から出力される明部強調量から、１００ＩＲＥで最大値となり、ゼロＩＲＥで最小値となる明部引き込み量を生成するステップと、前記明部引き込み量から、１００ＩＲＥで最大値となり、前記明引き込み量値のＩＲＥ以下で最小値となる引き込みを制限する明部引き込み制限量を生成するステップと、前記明部引き込み量と前記明部引き込み制限量を加算処理し、明部輝度ガンマ補正量を生成するステップと、前記輝度信号と前記暗部輝度ガンマ補正量を加算処理して暗部輝度ガンマ補正曲線を生成するステップと、前記輝度信号と前記明部輝度ガンマ補正量を加算処理して明部輝度ガンマ補正曲線を生成するステップと、前記暗部輝度ガンマ補正曲線と前記明部輝度ガンマ補正曲線を加算処理して輝度ガンマ曲線を生成するステップとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガンマ補正の変曲点及び補正量を変化させて常に適切な強調処理を行うことができる映像輝度補正回路及びそれを用いた輝度補正方法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】
【０００８】
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、本発明の実施例１に係る映像輝度補正回路及びそれを用いた輝度補正方法について、図面を参照して説明する。図１は輝度ガンマ補正回路の構成を示すブロック図、図２は輝度ガンマ補正前の輝度信号の特性を示す図である。本実施例では、輝度ガンマ補正回路に暗部輝度ガンマ補正を行う補正部と明部輝度ガンマ補正を行う補正部とを設けている。
【００１０】
図１に示すように、輝度ガンマ補正回路３０には、暗部輝度検出部１、暗部輝度ガンマ補正量作成部２、明部輝度検出部３、明部輝度ガンマ補正量作成部４、及び輝度ガンマ補正曲線作成回路５が設けられる。輝度ガンマ補正回路３０は、Ｙ／Ｃ分離回路で複合映像信号（コンポジット映像信号とも呼称される）からＹ／Ｃ分離された輝度信号を入力輝度信号Ｙｉｎとして入力し、ガンマ補正された出力輝度信号Ｙｏｕｔを出力する。ここで、複合映像信号はＮＴＳＣ（National  Television  System  Committee）規格の信号であり、入力輝度信号Ｙｉｎは、例えばＡＤＣ（Analog−to−Digital  Converter）によりアナログ信号からデジタル変換されたデジタル信号である。
【００１１】
輝度ガンマ補正回路３０に入力される入力輝度信号Ｙｉｎは、図２に示すように、一番暗い輝度信号が０（ゼロ）ＩＲＥ（Institute  of  Radio  Engineers）の０ｍV、一番明るい輝度信号が１００ＩＲＥの７１４ｍＶ（１ＩＲＥが７．１４ｍＶ）である。ガンマ補正されない場合、同じ信号レベルの輝度信号が出力信号Ｙｏｕｔとして出力される。輝度信号は一般的に暗部、中間部、及び明部に分類される。ここでは、０（ゼロ）ＩＲＥから２５ＩＲＥ未満の領域を暗部、２５ＩＲＥから７５ＩＲＥまでの領域を中間部、７５ＩＲＥよりも大きい値から１００ＩＲＥの領域を明部と分類される。なお、この領域分類は適宜その値を変更してもよい。
【００１２】
暗部輝度検出部１には、暗部画素重み付け回路１１、暗部輝度量算出回路１２、及び暗部強調量変換回路１３が設けられる。
【００１３】
暗部画素重み付け回路１１は、入力輝度信号Ｙｉｎを入力し、入力輝度信号Ｙｉｎの暗部領域の画素の重み付けを行い、暗部画素重み付け信号として出力信号Ｓ１を暗部輝度量算出回路１２に出力する。
【００１４】
暗部輝度量算出回路１２は、暗部画素重み付け回路１１と暗部強調量変換回路１３の間に設けられ、暗部画素重み付け回路１１から出力される出力信号Ｓ１を入力し、暗部の輝度量の算出を行い、暗部輝度量算出信号として出力信号Ｓ２を暗部強調量変換回路１３に出力する。
【００１５】
暗部強調量変換回路１３は、暗部輝度量算出回路１２と暗部引き込み量演算回路１４の間に設けられ、暗部輝度量算出回路１２から出力される出力信号Ｓ２を入力し、暗部の強調量に変換し、暗部強調量変換信号として出力信号Ｓ３を暗部引き込み量演算回路１４に出力する。
【００１６】
暗部輝度ガンマ補正量作成部２には、暗部引き込み量演算回路１４、暗部引き込み制限量演算回路１５、及び暗部輝度ガンマ補正量作成回路１６が設けられる。
【００１７】
暗部引き込み量演算回路１４は、暗部強調量変換回路１３と暗部引き込み制限量演算回路１５及び暗部輝度ガンマ補正量作成回路１６の間に設けられ、暗部強調量変換回路１３から出力される出力信号Ｓ３を入力し、暗部の引き込み量を作成し、暗部引き込み量信号として出力信号Ｓ４を暗部引き込み制限量演算回路１５及び暗部輝度ガンマ補正量作成回路１６に出力する。
【００１８】
暗部引き込み制限量演算回路１５は、暗部引き込み量演算回路１４と暗部輝度ガンマ補正量作成回路１６の間に設けられ、暗部引き込み量演算回路１４から出力される出力信号Ｓ４を入力し、暗部の引き込み制限量を演算し、暗部引き込み制限量演算信号として出力信号Ｓ５を暗部輝度ガンマ補正量作成回路１６に出力する。
【００１９】
暗部輝度ガンマ補正量作成回路１６は、暗部引き込み量演算回路１４及び暗部引き込み制限量演算回路１５と輝度ガンマ補正曲線作成回路５の間に設けられ、暗部引き込み量演算回路１４から出力される出力信号Ｓ４と暗部引き込み制限量演算回路１５から出力される出力信号Ｓ５とを入力し、暗部の輝度ガンマ補正量を作成し、暗部輝度ガンマ補正量作成信号として出力信号Ｓ６を輝度ガンマ補正曲線作成回路５に出力する。
【００２０】
明部輝度検出部３には、明部画素重み付け回路２１、明部輝度量算出回路２２、及び明部強調量変換回路２３が設けられる。
【００２１】
明部画素重み付け回路２１は、入力輝度信号Ｙｉｎを入力し、入力輝度信号Ｙｉｎの明部領域の画素の重み付けを行い、明部画素重み付け信号として出力信号Ｓ１１を明部輝度量算出回路２２に出力する。
【００２２】
明部輝度量算出回路２２は、明部画素重み付け回路２１と明部強調量変換回路２３の間に設けられ、明部画素重み付け回路２１から出力される出力信号Ｓ１１を入力し、明部の輝度量の算出を行い、明部輝度量算出信号として出力信号Ｓ１２を明部強調量変換回路２３に出力する。
【００２３】
明部強調量変換回路２３は、明部輝度量算出回路２２と明部引き込み量演算回路２４の間に設けられ、明部輝度量算出回路２２から出力される出力信号Ｓ１２を入力し、明部の強調量に変換し、明部強調量変換信号として出力信号Ｓ１３を明部引き込み量演算回路２４に出力する。
【００２４】
明部輝度ガンマ補正量作成部４には、明部引き込み量演算回路２４、明部引き込み制限量演算回路２５、及び明部輝度ガンマ補正量作成回路２６が設けられる。
【００２５】
明部引き込み量演算回路２４は、明部強調量変換回路２３と明部引き込み制限量演算回路２５及び明部輝度ガンマ補正量作成回路２６の間に設けられ、明部強調量変換回路２３から出力される出力信号Ｓ１３を入力し、明部の引き込み量を作成し、明部引き込み量信号として出力信号Ｓ１４を明部引き込み制限量演算回路２５及び明部輝度ガンマ補正量作成回路２６に出力する。
【００２６】
明部引き込み制限量演算回路２５は、明部引き込み量演算回路２４と明部輝度ガンマ補正量作成回路２６の間に設けられ、明部引き込み量演算回路２４から出力される出力信号Ｓ１４を入力し、明部の引き込み制限量を演算し、明部引き込み制限量演算信号として出力信号Ｓ１５を明部輝度ガンマ補正量作成回路２６に出力する。
【００２７】
明部輝度ガンマ補正量作成回路２６は、明部引き込み量演算回路２４及び明部引き込み制限量演算回路２５と輝度ガンマ補正曲線作成回路５の間に設けられ、明部引き込み量演算回路２４から出力される出力信号Ｓ１４と明部引き込み制限量演算回路２５から出力される出力信号Ｓ１５とを入力し、明部の輝度ガンマ補正量を作成し、明部輝度ガンマ補正量作成信号として出力信号Ｓ１６を輝度ガンマ補正曲線作成回路５に出力する。
【００２８】
輝度ガンマ補正曲線作成回路（輝度ガンマ補正手段）５は、暗部輝度ガンマ補正量作成回路１６と明部輝度ガンマ補正量作成回路２６の間に設けられ、入力輝度信号Ｙｉｎ、出力信号Ｓ６、及び出力信号Ｓ１６を入力する。そして、入力輝度信号Ｙｉｎと出力信号Ｓ６から暗部ガンマ補正を行い、入力輝度信号Ｙｉｎと出力信号Ｓ１６から明部ガンマ補正を行い、暗部ガンマ補正と明部ガンマ補正から輝度ガンマ補正を行って輝度ガンマ補正された出力輝度信号Ｙｏｕｔを出力する。
【００２９】
次に、輝度ガンマ補正回路の動作について図３乃至図１０を参照して説明する。図３は暗部画素重み付け回路の動作を示す図、図４は明部画素重み付け回路の動作を示す図、図５は暗部輝度量算出回路の動作を示す図、図６は暗部強調量変換回路の動作を示す図、図７は暗部輝度ガンマ補正量作成部及び輝度ガンマ補正曲線作成回路の動作を示す図、図８は明部輝度ガンマ補正量作成部及び輝度ガンマ補正曲線作成回路の動作を示す図、図９は輝度ガンマ補正曲線作成回路の動作を示す図である。図１０は強調処理後の輝度出力特性と輝度分布を示す図、図１０（ａ）は映像入力信号が暗部に偏った場合の輝度出力特性と輝度分布を示す図、図１０（ｂ）は一般的な映像入力信号の場合の輝度出力特性と輝度分布を示す図、図１０（ｃ）は、映像入力信号が明部に偏った場合の輝度出力特性と輝度分布を示す図である。
【００３０】
ここでは、暗部強調量が大の場合は明部強調量を小にし、暗部強調量が中の場合は明部強調量を中にし、暗部強調量が小の場合は明部強調量を大にする輝度ガンマ補正処理を行っている。
【００３１】
図３に示すように、暗部輝度検出部１の暗部画素重み付け回路１１は、入力輝度信号Ｙｉｎの暗部、例えば２５ＩＲＥを中心に画素数をカウントし、輝度に応じた重み付けを行い、輝度値の加算或いは累積処理を行う。ここでは、例えば３７．５ＩＲＥでの暗部画素検出重み付け量を０（ゼロ）とし、１２．５ＩＲＥでの暗部画素検出重み付け量を１２８とし、０（ゼロ）での暗部画素検出重み付け量を１２８とし、暗部画素検出重み付け量の最大値を１２８（２７）としている。
【００３２】
図４に示すように、明部輝度検出部３の明部画素重み付け回路２１は、入力輝度信号Ｙｉｎの明部、例えば７５ＩＲＥを中心に画素数をカウントし、輝度に応じた重み付けを行い、輝度値の加算或いは累積処理を行う。ここでは、例えば６２．５ＩＲＥでの明部画素検出重み付け量を０（ゼロ）とし、８７．５ＩＲＥでの明部画素検出重み付け量を１２８とし、１００ＩＲＥでの明部画素検出重み付け量を１２８とし、明部画素検出重み付け量の最大値を１２８（２７）としている（暗部画素検出重み付け量の値と同じ）。
【００３３】
次に、図５に示すように、暗部輝度検出部１の暗部輝度量算出回路１２は、暗部画素重み付け回路１１から出力される出力信号Ｓ１が入力し、画素数と重み付けされた輝度値により輝度量を算出する。
【００３４】
ここでは、明部輝度量を算出する例として、０ＩＲＥから１００ＩＲＥまで１０画素毎に分布した映像信号がS1から入力するとする（0から100IREまでの全画素の重み付けを最大値の１２８とすると、10画素毎なので、１００＊１２８＊１０＝１２８０００が最大値となる）。
【００３５】
暗部は前記で画素検出重み付け量の設定により、０（ゼロ）ＩＲＥから１２．５ＩＲＥの領域の画素を画素毎に１２８で加算（１２．５IRE＊１２８＊１０画素=１６０００）し、１２．５ＩＲＥから３７．５ＩＲＥの領域の画素を０から１２７で加算（（３７．５IRE−１２．５IRE＝２５）＊（（１+１２７）÷２＝６４）＊１０画素＝１６０００）する。また、３７．５IRE以上の画素は０で加算を行う。
【００３６】
加算した総数値を最大値と比較することにより、暗部の輝度量を算出する（（１６０００＋１６０００＋０）÷１２８０００=０．２５）。結果は２５％となる。なお、図示しないが、明部輝度検出部３の明部輝度量算出回路２２では明部の輝度量が算出される。
【００３７】
続いて、図６に示すように、暗部輝度検出部１の暗部強調量変換回路１３は、暗部輝度量算出回路１２から出力される出力信号Ｓ２を入力し、算出された輝度量を強調量に変換する。ここでは、例えば算出輝度値が０％から１２．５％の領域では比較的大きな強調量となり、１２．５％から３７．５％の領域では単調減少し、３７．５％以降比較的小さな強調量となる。なお、図示しないが、明部輝度検出部３の明部強調量変換回路２３では輝度量を強調量に変換される。
【００３８】
図７に示すように、暗部輝度ガンマ補正量作成部２と輝度ガンマ補正曲線作成回路５では、暗部引き込み量演算、暗部引き込み制限量演算、暗部輝度ガンマ補正量作成、及び暗部輝度ガンマ補正曲線作成がそれぞれ行われる。
【００３９】
まず、暗部引き込み量演算回路１４は、暗部強調量変換回路１３から出力される出力信号Ｓ３を入力し、暗部強調量から演算した暗部の信号全体の引き込み量を作成し、出力信号Ｓ４として出力する。ここで、“ａ”が強調量であり、“ａ”の値は０（ゼロ）ＩＲＥで最大となり、１００ＩＲＥで最小となる。暗部輝度検出値が小さい場合、“ａ”は大きな値となり、暗部輝度検出値が大きい場合、“ａ”は小さな値となる。
【００４０】
次に、暗部引き込み制限量演算１５は、暗部引き込み量演算回路１４から出力される出力信号Ｓ４を入力し、引き込みを制限する逆の加算量を演算し、出力信号Ｓ５として出力する。ここで、暗部引き込み制限量は０（ゼロ）ＩＲＥで最大値“ａ”となり、“ａ”ＩＲＥのときに最小値となる。暗部輝度検出値が小さい場合、“ａ”は大きな値となり、暗部輝度検出値が大きい場合、“ａ”は小さな値となる。
【００４１】
続いて、暗部輝度ガンマ補正量作成回路１６は、暗部引き込み量演算回路１４から出力される出力信号Ｓ４と暗部引き込み制限量演算１５から出力される出力信号Ｓ５とを入力し、暗部引き込み量と暗部引き込み制限量を加算処理し、暗部輝度ガンマ補正量信号としての出力信号Ｓ６を出力する。ここで、暗部輝度ガンマ補正量は、“ｃ＝（０＋ａ）”ＩＲＥのときに最大値“ｂ”となる。暗部輝度検出値が小さい場合、加算値“ｂ”は大きな値となり、暗部輝度検出値が大きい場合、“ｂ”は小さな値となる。
【００４２】
そして、輝度ガンマ補正曲線作成回路５は、暗部輝度ガンマ補正量作成回路１６から出力される出力信号Ｓ６と入力輝度信号Yｉｎとを入力し、２つの信号を加算処理し、暗部輝度ガンマ補正曲線を生成する。この暗部輝度ガンマ補正曲線では、輝度強調量に合わせて制限位置“ｃ”が変化し、暗部輝度検出値が小さい場合に制限位置“ｃ”が大きな値となり、暗部輝度検出値が大きくなるにつれて制限位置“ｃ”が小さな値となる。つまり、ガンマ補正の変曲点と補正量を任意に変化させた強調処理が可能となる。
【００４３】
図８に示すように、明部輝度ガンマ補正量作成部４と輝度ガンマ補正曲線作成回路５では、明部引き込み量演算、明部引き込み制限量演算、明部輝度ガンマ補正量作成、及び明部輝度ガンマ補正曲線作成が行われる。
【００４４】
まず、明部引き込み量演算回路２４は、明部強調量変換回路２３から出力される出力信号Ｓ１３を入力し、明部強調量から演算した明部の信号全体の引き込み量（暗部とは逆の値）を作成し、出力信号Ｓ１４として出力する。ここで、“ａ”が強調量であり、“ａ”の値は０（ゼロ）ＩＲＥで最小となり、１００ＩＲＥで最大となる。明部輝度検出値が小さい場合、“ａ”は大きな値となり、明部輝度検出値が大きい場合、“ａ”は小さな値となる。
【００４５】
次に、明部引き込み制限量演算２５は、明部引き込み量演算回路２４から出力される出力信号Ｓ１４を入力し、引き込みを制限する逆の加算量（暗部引き込み制限量とは逆の値）を演算し、出力信号Ｓ１５として出力する。ここで、明部引き込み制限量は１００ＩＲＥで最大値“ａ”となり、“ａ”ＩＲＥのときに最小値となる。明部輝度検出値が小さい場合、“ａ”は大きな値となり、明部輝度検出値が大きい場合、“ａ”は小さな値となる。
【００４６】
続いて、明部輝度ガンマ補正量作成回路２６は、明部引き込み量演算回路２４から出力される出力信号Ｓ１４と明部引き込み制限量演算２５から出力される出力信号Ｓ１５とを入力し、明部引き込み量と明部引き込み制限量を加算処理し、明部輝度ガンマ補正量信号としての出力信号Ｓ１６を出力する。ここで、明部輝度ガンマ補正量は、“ｃ＝（１００−ａ）”ＩＲＥのときに最大値“ｂ”となる。明部輝度検出値が小さい場合、“ｂ”は大きな値となり、明部輝度検出値が大きい場合、“ｂ”は小さな値となる。
【００４７】
そして、輝度ガンマ補正曲線作成回路５は、明部輝度ガンマ補正量作成回路２６から出力される出力信号Ｓ１６と入力輝度信号Ｙｉｎとを入力し、２つの信号を加算処理し、明部輝度ガンマ補正曲線を生成する。この明部輝度ガンマ補正曲線では、輝度強調量に合わせて制限位置“ｃ”が変化することとなる。この明部輝度ガンマ補正曲線では、輝度強調量に合わせて制限位置“ｃ”が変化し、明部輝度検出値が小さい場合に制限位置“ｃ”が大きな値となり、明部輝度検出値が大きくなるにつれて制限位置“ｃ”が小さな値となる。つまり、明部ガンマ補正でも、暗部ガンマ補正と同様に、ガンマ補正の変曲点と補正量を任意に変化させた強調処理が可能となる。
【００４８】
次に、図９に示すように、輝度ガンマ補正曲線作成回路５は、作成した暗部ガンマ補正曲線と明部ガンマ補正曲線を加算処理し、輝度ガンマ曲線を生成し、出力輝度信号Ｙｏｕｔとして出力する。例えば、強調処理後の輝度出力特性と輝度分布は、映像入力信号が暗部に偏った場合（図９の（５）に対応）では、図１０（ａ）に示すように、強調処理により明部の輝度量が大きくなり、暗部の輝度量が小さくなる。一般的な映像入力信号の場合（中間部が多い場合、図９の（３）に対応）では、図１０（ｂ）に示すように、強調処理により暗部及び明部の輝度量が大きくなり、中間部の輝度量が小さくなる。映像入力信号が明部に偏った場合（図９の（１）に対応）では、図１０（ｃ）に示すように、強調処理により暗部の輝度量が大きくなり、明部の輝度量が小さくなる。
【００４９】
ここでは、暗部の強調量を大きくする場合、映像画素の輝度分布は暗部に偏り、暗部の輝度量は大きくなる。一方、明部の強調量を大きくする場合、映像画素の輝度分布は明部に偏り、明部の輝度量は大きくなる。
【００５０】
強調により偏った部分は引き込み制限により、出力信号の差が小さくなるが、０固定になるなど均一の出力信号になる事は無く、引き込み量だけを入力信号とした場合の輝度ガンマ補正処理と比較して、輝度強調量に応じて、輝度の引き込み量が変化するだけでなく、輝度強調により映像信号がつぶれなくなる。また、輝度強調量に合わせて制限位置“ｃ”が変化するので、映像の暗部或いは明部をより自然に強調することが可能となる。したがって、映像の輝度分布に合った適切に強調された輝度ガンマ補正曲線を作成することができる。
【００５１】
上述したように、本実施例の映像輝度補正回路及びそれを用いた輝度補正方法では、暗部輝度検出部１、暗部輝度ガンマ補正量作成部２、明部輝度検出部３、明部輝度ガンマ補正量作成部４、及び輝度ガンマ補正曲線作成回路５が設けられる。暗部輝度検出部１では入力輝度信号が暗部強調量に変換され、明部輝度検出部３では入力輝度信号が明部強調量に変換される。暗部輝度ガンマ補正量作成部２では暗部強調量から生成された暗部引き込み量及び暗部引き込み制限量が加算され暗部輝度ガンマ補正量が作成される。明部輝度ガンマ補正量作成部４では明部強調量から生成された明部引き込み量及び明部引き込み制限量が加算され明部輝度ガンマ補正量が作成される。輝度ガンマ補正曲線作成回路５では、入力輝度信号と暗部輝度ガンマ補正量から暗部輝度ガンマ補正曲線が生成され、入力輝度信号と明部輝度ガンマ補正量から明部輝度ガンマ補正曲線が生成され、暗部輝度ガンマ補正曲線と明部輝度ガンマ補正曲線から輝度ガンマ曲線が生成される。
【００５２】
このため、ガンマ補正の変曲点と補正量を任意に変化させる強調処理が行われた輝度ガンマ曲線を容易に生成することができる。したがって、暗部と明部の強調処理において諧調表現能力が制限されず、常に適切な諧調表現を行うことができ、映像信号として違和感のない自然な強調表示ができる。
【００５３】
なお、本実施例では、輝度ガンマ補正回路３０に入力される入力輝度信号Ｙｉｎはデジタル変換されたデジタル信号であるが、アナログ信号を入力してもよい。また、輝度ガンマ補正回路３０はＴＶ、ビデオ、デジタルカメラなどの映像画面情報の輝度ガンマ補正処理に適用することができる。
【実施例２】
【００５４】
次に、本発明の実施例２に映像輝度補正回路を用いた輝度補正方法について、図面を参照して説明する。図１１は輝度ガンマ補正処理を示す図、図１１（ａ）は両端部に偏った映像入力信号の輝度分布を示す図、図１１（ｂ）は両端部に偏った映像入力信号の場合の輝度出力特性を示す図、図１２は輝度ガンマ補正曲線作成回路の動作を示す図である。本実施例では暗部強調量と明部強調量との関係を変更している。
【００５５】
両端部に偏った映像入力信号の輝度分布では、図１１（ａ）に示すように、暗部及び明部の輝度量が大きく、中間部の輝度量が小さい。図１１（ｂ）に示すように、暗部及び明部の両端に輝度が偏った場合の輝度ガンマ補正回路３０を用いた輝度ガンマ補正処理では、暗部と明部はお互い強調開始位置も強調量も同じ値に設定される。
【００５６】
図１２に示すように、輝度ガンマ補正曲線作成回路３０では、暗部強調量と明部強調量が相対的ではなく、強調する量が同じような場合でも実施例１と同様な輝度ガンマ補正が行われる。例えば、暗部強調量及び明部強調量が小さな場合と暗部強調量及び明部強調量が大きな場合には輝度ガンマ補正されず、出力輝度信号Ｙｏｕｔが入力輝度信号Ｙｉｎと同一（４５°の直線）レベルとなる。暗部強調量及び明部強調量が小さな場合及び大きな場合を除いた中レベルの領域では、暗部及び明部で同じ大きさの強調処理が行われる。
【００５７】
このため、輝度ガンマ補正曲線作成回路３０では、暗部及び明部の両端に輝度が偏った場合でも実施例１と同様に映像の輝度分布に合った適切に強調された輝度ガンマ補正曲線を作成することができる。
【００５８】
上述したように、本実施例の映像輝度補正回路を用いた輝度補正方法では、暗部輝度検出部１、暗部輝度ガンマ補正量作成部２、明部輝度検出部３、明部輝度ガンマ補正量作成部４、及び輝度ガンマ補正曲線作成回路５から構成される輝度ガンマ補正回路３０により、暗部強調量と明部強調量が相対的ではなく、強調する量が同じような場合での輝度ガンマ補正が行われる。暗部強調量及び明部強調量が小さな場合と暗部強調量及び明部強調量が大きな場合には輝度ガンマ補正されず、暗部強調量及び明部強調量が中レベルの領域では、暗部及び明部で同じ大きさの強調処理が行われる。
【００５９】
このため、ガンマ補正の変曲点と補正量を任意に変化させる強調処理が行われた輝度ガンマ曲線を容易に生成することができる。したがって、本来の映像情報がある部分が制限されずに、必要部分が強調され、常に適切な諧調表現を行うことができ、映像信号として違和感のない自然な強調表示ができる。
【実施例３】
【００６０】
次に、本発明の実施例３に映像輝度補正回路を用いた輝度補正方法について、図面を参照して説明する。図１３は輝度ガンマ補正処理を示す図、図１３（ａ）は輝度出力特性を示す図、図１３（ｂ）は強調処理前後の輝度分布を示す図である。本実施例では暗部及び明部の輝度を増幅処理している。
【００６１】
以下、実施例１と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００６２】
図１３（ａ）に示すように、輝度ガンマ補正曲線作成回路３０を用いた輝度ガンマ補正処理では、実施例１のような暗部及び明部の強調処理を行うのではなく、中間部の倍率を制限して、暗部及び明部を増幅する処理（逆ガンマ補正処理とも呼称される）が行われる。具体的には、図１３（ｂ）に示すように、例えば一般的な映像入力信号の場合、中間部の倍率が制限され、暗部及び明部の強調処理が行われる。
【００６３】
このような処理は、例えばＰＤＰ（Plasma  Display  Panel）などに用いるのが好適である。ＰＤＰではＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）表示装置と比較してコントラストが不足し、特に暗い部分の諧調が不足する。また、最大輝度が一定値に制限されているため、平均映像レベルの高い映像で自動輝度制限を働かせると、最大輝度を低下させて電力を制限するのでコントラストは更に低下する。
【００６４】
このため、輝度ガンマ補正曲線作成回路３０では、中間部の倍率を制限して、暗部及び明部を増幅処理する場合でも実施例１と同様に映像の輝度分布に合った適切に強調された輝度ガンマ補正曲線を作成することができる。
【００６５】
上述したように、本実施例の映像輝度補正回路を用いた輝度補正方法では、暗部輝度検出部１、暗部輝度ガンマ補正量作成部２、明部輝度検出部３、明部輝度ガンマ補正量作成部４、及び輝度ガンマ補正曲線作成回路５から構成される輝度ガンマ補正回路３０により、コントラストの不足した映像信号において、中間部の倍率を制限して、暗部及び明部を増幅処理する場合での輝度ガンマ補正が行われる。
【００６６】
このため、本来の映像情報がある部分が制限されずに、必要部分が強調され、常に適切な諧調表現を行うことができ、映像信号として違和感のない自然な強調表示ができる。
【００６７】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。
【００６８】
例えば、本実施例では、複合映像信号にはＮＴＳＣ信号を用いているが、ＰＡＬ（Phase  Alternating  line）信号など他の複合映像信号の映像輝度補正にも適用できる。また、暗部を強調処理し、明部を逆強調処理した輝度ガンマ補正処理、或いは明部を強調処理し、暗部を逆強調処理した輝度ガンマ補正処理などにも適用でき、映像の輝度分布に合った適切に強調された輝度ガンマ補正曲線を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１に係る輝度ガンマ補正回路の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係る輝度ガンマ補正前の輝度信号の特性を示す図。
【図３】本発明の実施例１に係る暗部画素重み付け回路の動作を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る明部画素重み付け回路の動作を示す図。
【図５】本発明の実施例１に係る暗部輝度量算出回路の動きを示す図。
【図６】本発明の実施例１に係る暗部強調量変換回路の動作を示す図。
【図７】本発明の実施例１に係る暗部輝度ガンマ補正量作成部及び輝度ガンマ補正曲線作成回路の動作を示す図。
【図８】本発明の実施例１に係る明部輝度ガンマ補正量作成部及び輝度ガンマ補正曲線作成回路の動作を示す図。
【図９】本発明の実施例１に係る輝度ガンマ補正曲線作成回路の動作を示す図。
【図１０】本発明の実施例１に係る強調処理後の輝度出力特性と輝度分布図を示す図。
【図１１】本発明の実施例２に係る輝度ガンマ補正処理を示す図。
【図１２】本発明の実施例２に係る輝度ガンマ補正曲線作成回路の動作を示す図。
【図１３】本発明の実施例３に係る輝度ガンマ補正処理を示す図。
【符号の説明】
【００７０】
１  暗部輝度検出部
２  暗部輝度ガンマ補正量作成部
３  明部輝度検出部
４  明部輝度ガンマ補正量作成部
５  輝度ガンマ補正曲線作成回路
１１  暗部画素重み付け回路
１２  暗部輝度量算出回路
１３  暗部強調量変換回路
１４  暗部引き込み量演算回路
１５  暗部引き込み制限量演算回路
１６  暗部輝度ガンマ補正量作成回路
２１  明部画素重み付け回路
２２  明部輝度量算出回路
２３  明部強調量変換回路
２４  明部引き込み量演算回路
２５  明部引き込み制限量演算回路
２６  明部輝度ガンマ補正量作成回路
３０  輝度ガンマ補正回路
Ｓ１〜６、Ｓ１１〜１６  出力信号
Ｙｉｎ  入力輝度信号
Ｙｏｕｔ  出力輝度信号
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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