(57)【要約】【課題】ガンマ補正において、従来よりも精度を向上させ、かつ、所望の特性を、簡易に実現可能にする。【解決手段】座標設定部１２は、ガンマ特性の近似関数を規定する座標値ＳＣを座標記憶部１１に設定する。この近似関数では、分割した区間毎に、３個のサンプル点で２次関数が規定されている。区間判別部１３は区間境界を示す座標値Ｓ１Ａから映像信号Ｘが属する区間を判別し、係数発生器１４は判別された区間に係るサンプル点の座標値Ｓ１Ｂから、ガンマ補正演算に用いる係数Ｓ３を生成する。演算部１５は映像信号Ｘに対し、係数Ｓ３を用いてガンマ補正演算を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号のガンマ補正を行うガンマ補正装置であって、
ガンマ特性の近似関数を規定する座標値を記憶するための座標記憶部と、
ガンマ特性を，分割した区間毎に２次関数近似する所定の近似関数について、区間境界を示す第１の座標値、および各区間において２次関数を規定するサンプル点を示す第２の座標値を、前記座標記憶部に設定する座標設定部と、
前記映像信号を受け、前記座標記憶部に記憶された第１の座標値を参照して、前記所定の近似関数において、前記映像信号が属する区間を判別する区間判別部と、
前記区間判別部によって判別された区間に係る第２の座標値を前記座標記憶部から読み出し、この第２の座標値から、ガンマ補正演算に用いる係数を生成する係数発生器と、
前記映像信号に対して、前記係数発生器から出力された係数を用いて、ガンマ補正演算を行う演算部とを備えた
ことを特徴とするガンマ補正装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記映像信号を供給する表示装置の種類を識別し、この種類を示す識別信号を出力する表示装置識別部を備え、
前記座標設定部は、前記識別信号を受け、この識別信号が示す表示装置の種類に基づいて、前記座標記憶部に、前記第１および第２の座標値を設定する
ことを特徴とするガンマ補正装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記所定の近似関数において、各区間におけるサンプル点の個数は、３であり、
サンプル点のＸ座標値Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃは、
Ｘｂ−Ｘａ＝Ｘｃ−Ｘｂ
の関係を満たす
ことを特徴とするガンマ補正装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記所定の近似関数は、その区間が、広狭を有している
ことを特徴とするガンマ補正装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記所定の近似関数は、その区間が、Ｘ座標値が大きい範囲において相対的に広く、小さい範囲において相対的に狭く、設定されている
ことを特徴とするガンマ補正装置。
【請求項６】
映像信号のガンマ補正を行うガンマ補正方法であって、
ガンマ特性を、分割した区間毎に２次関数近似する所定の近似関数について、区間境界を示す第１の座標値、および各区間において２次関数を規定するサンプル点を示す第２の座標値を、座標記憶部に設定し、
前記座標記憶部に記憶された第１の座標値を参照して、前記所定の近似関数において、前記映像信号が属する区間を判別し、
判別した区間に係る第２の座標値を前記座標記憶部から読み出し、この第２の座標値から、ガンマ補正演算に用いる係数を生成し、
前記映像信号に対して、生成した係数を用いて、ガンマ補正演算を行う
ことを特徴とするガンマ補正方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記映像信号を供給する表示装置の種類を識別し、
識別した表示装置の種類に基づいて、前記座標記憶部に、前記第１および第２の座標値を設定する
ことを特徴とするガンマ補正方法。
【請求項８】
請求項６において、
前記所定の近似関数は、その区間が、Ｘ座標値が大きい範囲において相対的に広く、小さい範囲において相対的に狭く、設定されている
ことを特徴とするガンマ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号に対し、表示装置に応じたガンマ補正を行う技術に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、表示装置のガンマ特性に対応するために、映像信号に対してガンマ補正を行い、これにより、高精細な映像表示を実現している。
【０００３】
ガンマ補正の方法の１つとして、表示装置のガンマ特性をそのまま記憶装置に記憶して、その記憶内容に基づいて補正をかけるという方法がある。しかしながら、この方法では、ガンマ特性を表すために膨大なデータが必要になるため、記憶装置の回路規模が増大する、大量のデータを処理するために処理時間がかかり、時間的にロスをする、という問題があった。
【０００４】
そこで、その解決策として、理想的なガンマ特性を近似する方法が、従来からとられている。
【０００５】
まず第１の方法では、１次関数によって近似を行う。すなわち、予め複数の点を与え、この点を通る折れ線によって、ガンマ補正を近似する。図５は１次関数によって近似したガンマ特性の一例を示すグラフであり、実線は近似したガンマ特性、一点鎖線は理想的なガンマ特性である。この方法によると、記憶装置に記憶する記憶データ量を減らすことができ、回路規模を削減することができる。
【０００６】
また第２の方法では、２次関数によって近似を行う。図６は２次関数によって近似したガンマ特性の一例を示すグラフであり、実線は近似したガンマ特性、一点鎖線は理想的なガンマ特性である。ここで、２次関数を規定するためには、サンプル点は３個あればよい。このためこの方法では、記憶装置に記憶する記憶データは３個のサンプル点の座標値のみで済み、したがって、記憶装置の回路規模は大幅に削減される。もちろん、２次関数演算を行う回路を別途設ける必要があるため、その分、回路規模は増大するものの、装置構成全体としては回路規模の削減が実現される。また、理想的な特性に対して、ある程度の精度が保障される。
【０００７】
また、特許文献１では、上述した１次関数近似と２次関数近似とを組み合わせて用いる技術が開示されている。すなわち、入力された映像信号のレベルに応じて、予め決められた１次関数と２次関数とを切り替えて用いることによって、より精度の高いガンマ補正を実現している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１６５２０３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１次関数近似では、回路規模は削減できるものの、図５から分かるように、理想的な特性に対して近似精度は十分ではない。また、２次関数近似では、理想的な特性に対してある程度の精度は保障されるものの、図６から分かるように、近似特性と理想特性との間にずれが生じる範囲もあり、十分な近似精度が得られるとはいえない。
【００１０】
また、特許文献１に開示された技術では、１次関数近似や２次関数近似を単独で用いる場合に比べると近似精度は向上しているものの、理想的なガンマ特性を近似するためには、予め補正演算に用いる係数の計算をしておく必要がある。このため、ガンマ補正を汎用的に行うのには不向きである。
【００１１】
昨今、映像データを複数種類の表示装置に出力可能な製品が、数多く製造販売されている。例えば、デジタルビデオカメラでは、撮影した映像を付属の液晶モニタに表示するだけでなく、テレビのような外部の表示装置にも出力可能に構成されている。ところが、液晶モニタとテレビとでは、ガンマ特性が大きく異なっており、このため、単一特性のガンマ補正しか実現できない場合には、いずれの表示装置においても美しく高精細な画像を表示したい、というニーズを満たすことができない。
【００１２】
また、同じ液晶モニタであっても、例えばＡ社のデジタルカメラにおける液晶モニタと、Ｂ社のデジタルカメラにおける液晶モニタとでは、ガンマ特性は同一ではなく、通常は異なっている。その一方で、近年、ガンマ補正機能は、画像処理用ＬＳＩの中に閉じた機能として実現されている。このため、単一特性のガンマ補正しか実現できない場合、ＬＳＩメーカーは、Ａ社用とＢ社用として、互いに異なる近似特性を実装したＬＳＩをそれぞれ開発する必要がある。ＬＳＩに対する開発コスト低減の要望は日々増大しており、ユーザ毎に異なる実装のＬＳＩを供給する負担は大きい。したがって、所望のガンマ特性を、簡易に実現できるような技術が、望まれている。
【００１３】
前記の問題に鑑み、本発明は、ガンマ補正において、従来よりも精度の高い補正を実現し、かつ、所望の特性を、簡易に実現可能にすることを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明では、映像信号のガンマ補正として、ガンマ特性を、分割した区間毎に２次関数近似する所定の近似関数について、区間境界を示す第１の座標値、および各区間において２次関数を規定するサンプル点を示す第２の座標値を、座標記憶部に設定する。そして、第１の座標値を参照して、所定の近似関数において、当該映像信号が属する区間を判別し、判別した区間に係る第２の座標値からガンマ補正演算に用いる係数を生成し、生成した係数を用いて、映像信号に対してガンマ補正演算を行う。
【００１５】
本発明によると、ガンマ特性が、分割した区間毎に、２次関数によって近似されており、映像信号が属する区間に係るサンプル点の座標値から、係数が生成されガンマ補正がなされるので、従来よりも精度の高い補正が実現できる。しかも、近似関数を規定する座標値を座標記憶部に設定するだけで、所望の特性を、簡易に実現することができる。
【００１６】
さらに、映像信号を供給する表示装置の種類を識別し、その種類に基づいて、座標記憶部に、第１および第２の座標値を設定するようにしてもよい。これにより、複数種類の表示装置に対応したガンマ補正を、容易に実現することができる。
【００１７】
具体的には、本発明は、映像信号のガンマ補正を行うガンマ補正装置として、ガンマ特性の近似関数を規定する座標値を記憶するための座標記憶部と、ガンマ特性を，分割した区間毎に２次関数近似する所定の近似関数について、区間境界を示す第１の座標値、および各区間において２次関数を規定するサンプル点を示す第２の座標値を、前記座標記憶部に設定する座標設定部と、前記映像信号を受け、前記座標記憶部に記憶された第１の座標値を参照して、前記所定の近似関数において、前記映像信号が属する区間を判別する区間判別部と、前記区間判別部によって判別された区間に係る第２の座標値を前記座標記憶部から読み出し、この第２の座標値から、ガンマ補正演算に用いる係数を生成する係数発生器と、前記映像信号に対して、前記係数発生器から出力された係数を用いて、ガンマ補正演算を行う演算部とを備えたものである。
【００１８】
そして、前記本発明に係るガンマ補正装置は、前記映像信号を供給する表示装置の種類を識別し、この種類を示す識別信号を出力する表示装置識別部を備えたものとし、前記座標設定部は、前記識別信号を受け、この識別信号が示す表示装置の種類に基づいて、前記座標記憶部に、前記第１および第２の座標値を設定するのが好ましい。
【００１９】
また、前記所定の近似関数において、各区間におけるサンプル点の個数は、３であり、サンプル点のＸ座標値Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃは、Ｘｂ−Ｘａ＝Ｘｃ−Ｘｂ
の関係を満たすのが好ましい。
【００２０】
また、前記所定の近似関数は、その区間が、広狭を有しているのが好ましい。さらに、前記所定の近似関数は、その区間が、Ｘ座標値が大きい範囲において相対的に広く、小さい範囲において相対的に狭く、設定されているのが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、映像信号のガンマ補正を行うガンマ補正方法として、ガンマ特性を分割した区間毎に２次関数近似する所定の近似関数について、区間境界を示す第１の座標値、および各区間において２次関数を規定するサンプル点を示す第２の座標値を座標記憶部に設定し、前記座標記憶部に記憶された第１の座標値を参照して、前記所定の近似関数において、前記映像信号が属する区間を判別し、判別した区間に係る第２の座標値を前記座標記憶部から読み出し、この第２の座標値から、ガンマ補正演算に用いる係数を生成し、前記映像信号に対して、生成した係数を用いて、ガンマ補正演算を行うものである。
【００２２】
そして、前記本発明に係るガンマ補正方法は、前記映像信号を供給する表示装置の種類を識別し、識別した表示装置の種類に基づいて、前記座標記憶部に、前記第１および第２の座標値を設定するのが好ましい。
【００２３】
また、前記所定の近似関数は、その区間が、Ｘ座標値が大きい範囲において相対的に広く、小さい範囲において相対的に狭く、設定されているのが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の一実施形態に係るガンマ補正装置の構成を示すブロック図である。図１に示すガンマ補正装置は、映像信号を入力Ｘとして、ガンマ補正を行い、補正後の出力Ｙを出力する。図１において、１１はガンマ特性の近似関数を規定する座標値を記憶する座標記憶部、１２は座標記憶部１１に座標値ＳＣを設定する座標設定部である。本実施形態に係る近似関数では、ガンマ特性が、分割した区間毎に、所定数のサンプル点で２次関数によって近似されている。そして座標設定部１２は所定の近似関数について、区間境界を示す第１の座標値、および各区間において２次関数を規定するサンプル点を示す第２の座標値を、座標値ＳＣとして、座標記憶部１１に設定している。
【００２６】
１３は入力信号Ｘを受け、座標記憶部１１に設定された第１の座標値Ｓ１Ａを参照して、近似関数において入力信号Ｘが属する区間を判別する区間判別部、１４は区間判別部１３によって判別された区間に係る第２の座標値Ｓ１Ｂを座標記憶部１１から読み出し、読み出した第２の座標値Ｓ１Ｂから、ガンマ補正演算に用いる係数Ｓ３を生成する係数発生器、１５は入力信号Ｘに対して、係数発生器１４から出力された係数Ｓ３を用いて、ガンマ補正演算を行う演算部である。
【００２７】
図１のガンマ補正装置の動作について、図２のフローチャートに従って、説明する。図２のフローは、本実施形態に係るガンマ補正方法に対応している。
【００２８】
まず、座標設定部１２が、理想的なガンマ特性の近似関数を規定する座標値ＳＣを、座標記憶部１１に設定する（ＳＴ１）。
【００２９】
図３は本実施形態に係る近似関数の一例を示すグラフである。図３の近似関数は、８個の区間１〜８（Ｘ０〜Ｘ２，Ｘ２〜Ｘ４，Ｘ４〜Ｘ６，Ｘ６〜Ｘ８，Ｘ８〜Ｘ１０，Ｘ１０〜Ｘ１２，Ｘ１２〜Ｘ１４，Ｘ１４〜Ｘ１６）に分割されており、各区間において、それぞれ、所定数として３個のサンプル点によって２次関数が規定されている。例えば区間１では、点（Ｘ０，Ｙ０），（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）によって２次関数が規定されており、区間２では、点（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３），（Ｘ４，Ｙ４）によって２次関数が規定されている。
【００３０】
なお、ここでは、２次関数を規定するサンプル点の一部が、区間の境界を定める役割も兼ねている。このため、第１の座標値と第２の座標値とは一部重複しており、区間の境界を示す８個のＸ座標値Ｘ０，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８，Ｘ１０，Ｘ１２，Ｘ１４およびＸ１６が第１の座標値に相当し、１７個のサンプル点の座標値（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ１６，Ｙ１６）が第２の座標値に相当する。
【００３１】
また、境界を定めるサンプル点例えば（Ｘ２，Ｙ２）は、その境界を挟んで隣り合う区間すなわち区間１，２の両方において、２次関数を規定するために用いられている。このため、サンプル点の総数は、区間数と区間当たりのサンプル点数との積よりも、小さくなっている。本実施形態では、８個の区間に対して、図３に示す１７個のサンプル点の座標値（Ｘ０，Ｙ０）〜（Ｘ１６，Ｙ１６）が、座標設定部１２によって座標記憶部１１に設定される。
【００３２】
もちろん、区間の境界を、２次関数を規定するサンプル点とは別個に定めて、その境界を示す第１の座標値を、サンプル点を示す第２の座標値から独立に、座標記憶部１１に設定するようにしてもよい。
【００３３】
次に、区間判別部１３は入力信号Ｘを受け、座標記憶部１１に記憶された第１の座標値Ｓ１Ａを参照して、近似関数において入力信号Ｘがどの区間に属するかを判別し、入力信号Ｘが属する区間を示す区間判別信号Ｓ２を出力する（ＳＴ２）。具体的には区間判別部１３は、図２の近似関数において区間の境界を示す８個のＸ座標値Ｘ０，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８，Ｘ１０，Ｘ１２，Ｘ１４およびＸ１６を、座標記憶部１１から第１の座標値Ｓ１Ａとして読み出し、入力信号Ｘと大小比較を行う。そしてその比較結果から、入力信号Ｘが属する区間を判別し、区間判別信号Ｓ２を生成する。
【００３４】
係数発生器１４は区間判別部１３から出力された区間判別信号Ｓ２を受け、この区間判別信号Ｓ２が示す区間に係る第２の座標値Ｓ１Ｂを、座標記憶部１１から読み出す。そして、読み出した第２の座標値Ｓ１Ｂを基にして、ガンマ補正演算を行うための係数Ｓ３を生成し、出力する（ＳＴ３）。ここでは、５個の値Ｘｂ，Ｙａ，Ｙｂ，Ｙｃ，Ｓを係数Ｓ３として生成する。Ｘｂは区間中央のＸ座標、Ｙａ，Ｙｂ，Ｙｃはそれぞれ区間の下限、中央、上限のＹ座標、Ｓは区間幅の１／２である。例えば、区間判別信号Ｓ２が区間３（Ｘ４〜Ｘ６）を示している場合、係数発生器１４は第２の座標値Ｓ１Ｂとして（Ｘ４，Ｙ４），（Ｘ５，Ｙ５），（Ｘ６，Ｙ６）を読み出し、係数Ｘｂ，Ｙａ，Ｙｂ，Ｙｃ，Ｓを次式に従って求める。
Ｘｂ＝Ｘ５
Ｙａ＝Ｙ４
Ｙｂ＝Ｙ５
Ｙｃ＝Ｙ６
Ｓ＝Ｘ５−Ｘ４（＝Ｘ６−Ｘ５）
【００３５】
そして、演算部１５は、係数発生器１４から出力された係数Ｓ３を基にして、入力信号Ｘに対してガンマ補正演算を行う（ＳＴ４）。ここでは、次の近似式に従って、演算を行うものとする。
Ｙ＝Ｙｂ＋（Ｙｃ−Ｙａ）×（Ｘ−Ｘｂ）／（２×Ｓ）＋（Ｙａ＋Ｙｃ−２Ｙｂ）×（Ｘ−Ｘｂ）２  ／（２×Ｓ２  ）
これにより、区間判別部１３によって判別された区間において２次関数で近似された特性に従って、ガンマ補正が行われる。なお、生成する係数と、ガンマ補正の演算式は、ここで説明したものに限られるものではない。
【００３６】
以上のように本実施形態によると、座標記憶装置１１に、理想的なガンマ特性を近似する近似関数を規定する座標値を記憶させるだけで、ガンマ補正を実行することができる。さらに、この近似関数は、分割した区間毎に２次関数で表されており、係数生成に先立って、第１の座標値から入力信号Ｘが属する区間を判別し、判別した区間に係る第２の座標値からサンプル点を得るので、入力信号Ｘのレベルに応じた２次関数によって、ガンマ補正を行うことができる。
【００３７】
また、図１の構成では、出力信号Ｙ、すなわち補正後の映像信号を供給する表示装置の種類を識別する表示装置識別部１６を備えており、表示装置識別部１６は識別した表示装置の種類を示す識別信号Ｓ４を出力する。そして座標設定部１２は、識別信号Ｓ４を受け、この識別信号Ｓ４が示す表示装置の種類に基づいて、座標記憶部１１にサンプル点の座標値ＳＣを設定する。これにより、映像信号を供給する表示装置が変更された場合でも、ガンマ補正の特性を容易に変更することができる。
【００３８】
また、表示装置の変更が予測される場合は、表示装置識別部１６が新たな表示装置の種類を識別し、識別信号Ｓ４を出力することによって、座標設定部１２が座標記憶部１１の座標値を事前に更新する。
【００３９】
さらに具体的に説明する。座標設定部１２にはレジスタを備えており、ソフトウェアで座標値を設定できるように構成されている。起動時にはソフトウェアからの指示で、レジスタに各表示装置に対応した座標値が設定される。図示しないマイコン上のソフトウェアは、接続されている表示装置を管理しており、表示装置が切り替わる場合には、表示装置識別部１６に接続される表示装置が何であるかを通知する。表示装置識別部１６は通知をうけて座標設定部１２に識別信号Ｓ４を出力する。座標設定部１２は、予めレジスタに記憶している座標値から識別信号Ｓ４に対応した座標値を出力し、座標記憶部１１の座標値を更新する。予め、座標設定部１２のレジスタに、変更が想定される表示装置に対応した複数の座標値を保持しておくことによって、処理時間を省略することができる。
【００４０】
また、表示装置の変更以外の要因によって、理想的な入出力特性が変化した場合であっても、座標設定部１２が座標記憶部１１に記憶させる座標値ＳＣを変更するだけで、容易に対応できる。なお、座標値ＳＣの変更はソフトウェアによって行われる。
【００４１】
また本実施形態では、各区間において、サンプル点のＸ座標値Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃが、
Ｘｂ−Ｘａ＝Ｘｃ−Ｘｂ
の関係を満たすように設定することによって、ガンマ補正のさらなる精度向上が図られている。なお、本発明において、近似関数の各区間におけるサンプル点は、上の関係式を満たす必要は必ずしもない。また、各区間におけるサンプル点の個数は、３に限られるものではない。
【００４２】
また、図３の近似関数では、区間の幅を均等に設定したが、本発明はこれに限られるものではなく、区間が広狭を有するように設定してもかまわない。例えば、精度を高めたい部分は区間を狭く設定し、それほど精度を要しない部分は区間を広く設定することによって、サンプル点を徒に増やすことなく、きめ細かなガンマ補正を実現することができる。ここで、ガンマ特性は、Ｘの値が小さいほど顕著に変化するので、この範囲では高い精度が必要となる。したがって、図４のように、区間を、Ｘ座標値が大きい範囲において相対的に広く、小さい範囲において相対的に狭く設定するのが好ましい。
【００４３】
そして、本発明のように、複数の区間に分割して、各区間においてそれぞれ２次関数で近似することによって、従来の２次関数近似よりも、ガンマ特性をより精度高く近似することができる。
【００４４】
また、上述した座標設定部１２、区間判別部１３、係数発生器１４および演算部１５の機能の全部または一部は、ソフトウェアによって実現することも可能である。例えば、座標設定部１２の機能をマイコンとプログラムによって実現し、座標記憶部１１はレジスタによって構成してもよい。このような構成により、所望のガンマ特性を、ソフトウェアの変更のみによって設定できる。したがって、複数のユーザに対し、それぞれ適切なガンマ補正機能を有するＬＳＩを、同一実装のＬＳＩから、ソフトウェアの変更のみによって提供することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、ガンマ特性が区間毎に２次関数によって近似されており、映像信号が属する区間に係るサンプル点の座標値からガンマ補正がなされるので、従来よりも精度の高い補正が実現できる。しかも、座標記憶部に設定するサンプル点の座標値を変更するだけで、所望の特性を、簡易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るガンマ補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のガンマ補正装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態におけるガンマ特性の近似関数の一例である。
【図４】本発明の一実施形態におけるガンマ特性の近似関数の一例であり、区間が広狭を有する例である。
【図５】従来のガンマ特性の近似関数の一例であり、１次関数によるものである。
【図６】従来のガンマ特性の近似関数の一例であり、２次関数によるものである。
【符号の説明】
１１  座標記憶部
１２  座標設定部
１３  区間判別部
１４  係数発生器
１５  演算部
１６  表示装置識別部
Ｘ  入力信号（映像信号）
Ｓ１Ａ  第１の座標値
Ｓ１Ｂ  第２の座標値
ＳＣ  座標値
Ｓ２  区間判別信号
Ｓ３  係数
Ｓ４  識別信号
【図１】
2004350115.tif 000003
【図２】
2004350115.tif 000004
【図３】
2004350115.tif 000005
【図４】
2004350115.tif 000006
【図５】
2004350115.tif 000007
【図６】
2004350115.tif 000008