(57)【要約】【課題】非線形処理により階調不足が発生した映像信号についてさらなる階調不足の発生を抑制しつつ輝度分布の平滑化処理により高コントラスト化を実現することができる階調補正装置および階調補正方法を提供することである。【解決手段】輝度分布抽出回路１０および切替回路１１により階調補正制限パラメータＣＰ以上の値を有する映像信号ＶＩ２を用いて輝度分布の平滑化処理のための正規化累積度数分布ＳＳが生成され、階調補正変換テーブル作成回路１２により階調補正制限パラメータＣＰ以上の値を有する映像信号ＶＩ２が階調補正変換テーブルに基づいて補正される。入力された映像信号ＶＩが階調補正制限パラメータＣＰ以上の値を有する場合に補正された映像信号ＶＩ３が切替回路１４により出力され、入力された映像信号ＶＩが階調補正制限パラメータＣＰの値を有さない場合に入力された映像信号ＶＩが切替回路１４により出力される。【選択図】        図１
2004343643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度レベルの値を表す映像信号の階調補正を行う階調補正装置であって、
所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報を生成する補正情報生成手段と、
前記補正情報生成手段により生成された補正情報に基づいて前記所定範囲内の値を有する映像信号を補正する補正手段と、
入力された映像信号が前記所定範囲内の値を有する場合に前記補正手段により補正された映像信号を選択的に出力し、入力された映像信号が前記所定範囲内の値を有さない場合に前記入力された映像信号を選択的に出力する選択手段とを備えたことを特徴とする階調補正装置。
【請求項２】
前記所定範囲を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の階調補正装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記所定範囲を設定値以上の範囲に設定することを特徴とする請求項２記載の階調補正装置。
【請求項４】
前記設定手段は、映像信号のフレームごとの平均輝度レベルに基づいて前記所定範囲を設定することを特徴とする請求項２または３記載の階調補正装置。
【請求項５】
前記映像信号のフレームごとの平均輝度レベルに基づいて前記補正情報生成手段により生成された補正情報による補正量を制御する補正量制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の階調補正装置。
【請求項６】
前記補正情報生成手段は、
フレームごとに前記所定範囲内で入力された映像信号の各値の出現度数の分布を検出する度数分布検出手段と、
前記度数分布検出手段により検出された前記分布に基づいて前記所定範囲内で各値における補正量を前記補正情報として記憶する補正情報記憶手段とを含み、
前記補正手段は、前記入力された映像信号の値に基づいて前記補正情報記憶手段から読み出された前記補正情報を用いて前記映像信号に関する演算を行う演算手段を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の階調補正装置。
【請求項７】
輝度レベルの値を表す映像信号を処理する映像信号処理装置であって、
一部範囲で階調数が減少するように前記映像信号に非線形な処理を行う非線形処理回路と、
前記非線形処理回路により得られた映像信号に階調補正を行う階調補正装置とを備え、
前記階調補正装置は、
前記一部範囲を除く所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報を生成する補正情報生成手段と、
前記補正情報生成手段により生成された補正情報に基づいて前記所定範囲内の値を有する映像信号を補正する補正手段と、
入力された映像信号が前記所定範囲内の値を有する場合に前記補正手段により補正された映像信号を選択的に出力し、入力された映像信号が前記所定範囲内の値を有さない場合に前記入力された映像信号を選択的に出力する選択手段とを備えたことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項８】
輝度レベルの値を表す映像信号の階調補正を行う階調補正方法であって、
所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報を生成するステップと、
前記生成された補正情報に基づいて前記所定範囲内の値を有する映像信号を補正するステップと、
入力された映像信号が前記所定範囲内の値を有する場合に前記補正された映像信号を選択的に出力し、入力された映像信号が前記所定範囲内の値を有さない場合に前記入力された映像信号を選択的に出力するステップとを備えたことを特徴とする階調補正方法。
【請求項９】
輝度レベルの値を表す映像信号を処理する映像信号処理方法であって、
一部範囲で階調数が減少するように前記映像信号に非線形な処理を行うステップと、
前記一部範囲を除く所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報を生成するステップと、
前記生成された補正情報に基づいて前記所定範囲内の値を有する映像信号を補正するステップと、
入力された映像信号が前記所定範囲内の値を有する場合に前記補正された映像信号を選択的に出力し、入力された映像信号が前記所定範囲内の値を有さない場合に前記入力された映像信号を選択的に出力するステップとを備えたことを特徴とする映像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号の階調を補正する階調補正装置および階調補正方法ならびに映像信号処理装置および映像信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）、液晶表示装置（以下、ＬＣＤと呼ぶ）等のようにデジタル方式で階調表示を行う表示装置においては、限られた階調ダイナミックレンジを有効に活用して高コントラスト化を実現するために、映像信号の輝度分布の平滑化処理が行われている（例えば、特許文献１〜４参照）。このような輝度分布の平滑化処理では、画像をより鮮明に見せるためにコントラストが改善されたり、全体的に暗い画像がより明るく改善されたりしている。
【０００３】
図２０（ａ）は平滑化処理前の１フレームにおける輝度の度数分布の一例を示す図であり、図２０（ｂ）は従来の階調補正装置による平滑化処理後の１フレームにおける輝度の度数分布を示す図である。図２０（ａ），（ｂ）の横軸は輝度レベルを示し、縦軸は出現度数（以下、度数と略記する）を示す。
【０００４】
図２０（ａ）の例では、中間の輝度レベルで度数が高くなっている。平滑化処理によれば、図２０（ｂ）に示すように度数分布が輝度レベルの全範囲にわたって平滑化される。それにより、高コントラスト化が実現される。
【０００５】
ところで、ＣＲＴ（陰極線）では、入力される映像信号の電圧に対して表示される輝度レベルが非線形特性（ガンマ特性）を示す。そのため、ＣＲＴからなる表示装置にテレビ放送で伝送された映像信号を表示する映像システムでは、テレビカメラ側でガンマ特性の補正（ガンマ補正）を行うことにより、全体の映像システムにおける階調表示の直線性を実現している。
【０００６】
一方、ＰＤＰ、ＬＣＤ等のようにＣＲＴと階調の表示特性が異なるデジタル方式の表示装置によりテレビ放送で伝送された映像信号を表示する場合には、表示装置の側で逆にガンマ補正を行う必要がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−０４０４７２号公報
【特許文献２】
特開平０８−１１５４１７号公報
【特許文献３】
特開２００２−１６５０９５号公報
【特許文献４】
特開２０００−２８７１０４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図２１はデジタル方式の表示装置において行われるガンマ補正の補正曲線を示す図である。図２１の横軸は入力輝度レベルを示し、縦軸は出力輝度レベルを示す。
【０００９】
図２１に示すように、ガンマ補正によれば、入力輝度レベルの低い領域で出力輝度レベルが圧縮され、入力輝度レベルの高い領域で出力輝度レベルが伸張される。それにより、輝度レベルの低い領域で階調数が減少し、階調不足が発生する。
【００１０】
ＰＤＰ、ＬＣＤ等のデジタル方式の表示装置では、表示特性を補正するために、ガンマ補正等の非線形処理が行われた後に上記の平滑化処理が行われると、より一層の階調不足が発生する。
【００１１】
また、平均輝度レベルが低い映像の輝度分布を高い輝度レベルまで十分に平滑化するためには、補正ゲインを高くする必要がある。しかし、平均輝度レベルが低い映像に対して高い補正ゲインで上記の平滑化処理を行うと、階調不足がより顕著になる。そのため、高いゲインで平滑化処理を行うことにより高いコントラストを得ることができない。
【００１２】
本発明の目的は、非線形処理により階調不足が発生した映像信号についてさらなる階調不足の発生を抑制しつつ輝度分布の平滑化処理により高コントラスト化を実現することができる階調補正装置および階調補正方法を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、非線形処理により階調不足が発生した映像信号についてさらなる階調不足の発生を抑制しつつ輝度分布の平滑化処理により高コントラスト化を実現することができる映像信号処理装置および映像信号処理方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る階調補正装置は、輝度レベルの値を表す映像信号の階調補正を行う階調補正装置であって、所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報を生成する補正情報生成手段と、補正情報生成手段により生成された補正情報に基づいて所定範囲内の値を有する映像信号を補正する補正手段と、入力された映像信号が所定範囲内の値を有する場合に補正手段により補正された映像信号を選択的に出力し、入力された映像信号が所定範囲内の値を有さない場合に入力された映像信号を選択的に出力する選択手段とを備えたものである。
【００１５】
第１の発明に係る階調補正装置においては、補正情報生成手段により所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報が生成され、補正情報に基づいて補正手段により所定範囲内の値を有する映像信号が補正される。また、入力された映像信号が所定範囲内の値を有する場合に補正された映像信号が選択手段により選択的に出力され、入力された映像信号が所定範囲内の値を有さない場合に入力された映像信号が選択手段により選択的に出力される。
【００１６】
この場合、所定範囲を階調不足が発生していない輝度レベルの範囲に設定することにより、階調不足が発生している輝度レベルの範囲においては輝度分布の平滑化処理が行われず、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において輝度分布の平滑化処理が行われる。それにより、さらなる階調不足の発生を抑制しつつ輝度分布の平滑化処理による高コントラスト化を実現することができる。
【００１７】
また、階調不足が発生している輝度レベルの範囲において輝度分布の平滑化処理が行われないので、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において高いゲインで輝度分布の平滑化処理を行うことが可能となる。それにより、高コントラストな映像を得ることが可能となる。
【００１８】
階調補正装置は、所定範囲を設定する設定手段をさらに備えてもよい。
この場合、設定手段により所定範囲が設定される。それにより、階調不足が発生している輝度レベルの範囲に基づいて輝度分布の平滑化処理を行う所定範囲を設定することが可能となる。したがって、映像信号に応じてさらなる階調不足の発生を適切に抑制しつつ輝度分布の平滑化処理による高コントラスト化を実現することができる。
【００１９】
設定手段は、所定範囲を設定値以上の範囲に設定してもよい。
この場合、輝度レベルの低い範囲においては輝度分布の平滑化処理が行われず、輝度レベルの高い範囲において輝度分布の平滑化処理が行われる。それにより、輝度レベルの低い範囲で階調不足が発生している場合に、さらなる階調不足の発生を抑制しつつ輝度分布の平滑化処理による高コントラスト化を実現することができる。
【００２０】
設定手段は、映像信号のフレームごとの平均輝度レベルに基づいて所定範囲を設定してもよい。
【００２１】
この場合、映像信号のフレームごとの平均輝度レベルに基づいて所定範囲が設定される。それにより、映像の明るさに応じてさらなる階調不足の発生を抑制しつつ輝度分布の平滑化処理による高コントラスト化を効果的に行うことができる。
【００２２】
映像信号のフレームごとの平均輝度レベルに基づいて補正情報生成手段により生成された補正情報による補正量を制御する補正量制御手段をさらに備えてもよい。
【００２３】
この場合、映像信号のフレームごとの平均輝度レベルに基づいて補正情報による補正量が制御される。それにより、映像の明るさに応じて輝度分布の平滑化処理の補正量を制御することにより、さらなる階調不足の発生を十分に抑制しつつ輝度分布の平滑化処理による高コントラスト化を効果的に行うことができる。
【００２４】
補正情報生成手段は、フレームごとに所定範囲内で入力された映像信号の各値の出現度数の分布を検出する度数分布検出手段と、度数分布検出手段により検出された分布に基づいて所定範囲内で各値における補正量を補正情報として記憶する補正情報記憶手段とを含み、補正手段は、入力された映像信号の値に基づいて補正情報記憶手段から読み出された補正情報を用いて映像信号に関する演算を行う演算手段を含んでもよい。
【００２５】
この場合、フレームごとに所定範囲内で入力された映像信号の各値の出現度数の分布が検出され、その分布に基づいて所定範囲内で各値における補正量が補正情報記憶手段に補正情報として記憶される。そして、入力された映像信号の値に基づいて補正情報記憶手段から読み出された補正情報を用いて映像信号に関する演算が行われる。それにより、所定範囲において輝度分布の平滑化処理が行われる。
【００２６】
第２の発明に係る映像信号処理装置は、輝度レベルの値を表す映像信号を処理する映像信号処理装置であって、一部範囲で階調数が減少するように映像信号に非線形な処理を行う非線形処理回路と、非線形処理回路により得られた映像信号に階調補正を行う階調補正装置とを備え、階調補正装置は、一部範囲を除く所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報を生成する補正情報生成手段と、補正情報生成手段により生成された補正情報に基づいて所定範囲内の値を有する映像信号を補正する補正手段と、入力された映像信号が所定範囲内の値を有する場合に補正手段により補正された映像信号を選択的に出力し、入力された映像信号が所定範囲内の値を有さない場合に入力された映像信号を選択的に出力する選択手段とを備えたものである。
【００２７】
第２の発明に係る映像信号処理装置においては、非線形処理回路により一部範囲で階調数が減少するように映像信号に非線形な処理が行われ、非線形処理回路により得られた映像信号に階調補正装置により階調補正が行われる。
【００２８】
階調補正装置においては、補正情報生成手段により一部範囲を除く所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報が生成され、補正情報に基づいて補正手段により所定範囲内の値を有する映像信号が補正される。また、入力された映像信号が所定範囲内の値を有する場合に補正された映像信号が選択手段により選択的に出力され、入力された映像信号が所定範囲内の値を有さない場合に入力された映像信号が選択手段により選択的に出力される。
【００２９】
この場合、非線形処理回路の非線形な処理により映像信号の一部範囲で階調数が減少し、階調不足が発生する。階調不足が発生している輝度レベルの範囲においては輝度分布の平滑化処理が行われず、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において輝度分布の平滑化処理が行われる。それにより、さらなる階調不足の発生を抑制しつつ輝度分布の平滑化処理による高コントラスト化を実現することができる。
【００３０】
また、階調不足が発生している輝度レベルの範囲において輝度分布の平滑化処理が行われないので、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において高いゲインで輝度分布の平滑化処理を行うことが可能となる。それにより、高コントラストな映像を得ることが可能となる。
【００３１】
第３の発明に係る階調補正方法は、輝度レベルの値を表す映像信号の階調補正を行う階調補正方法であって、所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報を生成するステップと、生成された補正情報に基づいて所定範囲内の値を有する映像信号を補正するステップと、入力された映像信号が所定範囲内の値を有する場合に補正された映像信号を選択的に出力し、入力された映像信号が所定範囲内の値を有さない場合に入力された映像信号を選択的に出力するステップとを備えたものである。
【００３２】
第３の発明に係る階調補正方法においては、所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報が生成され、補正情報に基づいて所定範囲内の値を有する映像信号が補正される。また、入力された映像信号が所定範囲内の値を有する場合に補正された映像信号が選択的に出力され、入力された映像信号が所定範囲内の値を有さない場合に入力された映像信号が選択的に出力される。
【００３３】
この場合、所定範囲を階調不足が発生していない輝度レベルの範囲に設定することにより、階調不足が発生している輝度レベルの範囲においては輝度分布の平滑化処理が行われず、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において輝度分布の平滑化処理が行われる。それにより、さらなる階調不足の発生を抑制しつつ輝度分布の平滑化処理による高コントラスト化を実現することができる。
【００３４】
また、階調不足が発生している輝度レベルの範囲において輝度分布の平滑化処理が行われないので、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において高いゲインで輝度分布の平滑化処理を行うことが可能となる。それにより、高コントラストな映像を得ることが可能となる。
【００３５】
第４の発明に係る映像信号処理方法は、輝度レベルの値を表す映像信号を処理する映像信号処理方法であって、一部範囲で階調数が減少するように映像信号に非線形な処理を行うステップと、一部範囲を除く所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報を生成するステップと、生成された補正情報に基づいて所定範囲内の値を有する映像信号を補正するステップと、入力された映像信号が所定範囲内の値を有する場合に補正された映像信号を選択的に出力し、入力された映像信号が所定範囲内の値を有さない場合に入力された映像信号を選択的に出力するステップとを備えたものである。
【００３６】
第４の発明に係る映像信号処理方法においては、一部範囲で階調数が減少するように映像信号に非線形な処理が行われる。一部範囲を除く所定範囲内の値を有する映像信号を用いて輝度分布の平滑化処理のための補正情報が生成され、補正情報に基づいて所定範囲内の値を有する映像信号が補正される。また、入力された映像信号が所定範囲内の値を有する場合に補正された映像信号が選択的に出力され、入力された映像信号が所定範囲内の値を有さない場合に入力された映像信号が選択的に出力される。
【００３７】
この場合、非線形な処理により映像信号の一部範囲で階調数が減少し、階調不足が発生する。階調不足が発生している輝度レベルの範囲においては輝度分布の平滑化処理が行われず、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において輝度分布の平滑化処理が行われる。それにより、さらなる階調不足の発生を抑制しつつ輝度分布の平滑化処理による高コントラスト化を実現することができる。
【００３８】
また、階調不足が発生している輝度レベルの範囲において輝度分布の平滑化処理が行われないので、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において高いゲインで輝度分布の平滑化処理を行うことが可能となる。それにより、高コントラストな映像を得ることが可能となる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について図を用いて説明する。
【００４０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る階調補正装置を備えた映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【００４１】
図１に示すように、映像信号処理装置は、非線形処理回路２００および階調補正装置１００を含む。非線形処理回路２００には、映像信号Ｖｉが与えられる。
【００４２】
本実施の形態では、非線形処理回路２００は、ガンマ補正回路である。非線形処理回路２００は、映像信号Ｖｉにガンマ補正を行い、ガンマ補正された映像信号ＶＩを出力する。ここで、映像信号ＶＩは、デジタル映像信号である。本実施の形態では、映像信号ＶＩは輝度信号であり、映像信号ＶＩの値は輝度レベル（階調）を表す。
【００４３】
階調補正装置１００は、輝度分布抽出回路１０、切替回路１１，１４、階調補正変換テーブル作成回路１２、比較回路１３、減算回路２１および加算回路２２，２３を含む。
【００４４】
階調補正装置１００の比較回路１３、切替回路１４および減算回路２１には、ガンマ補正された映像信号ＶＩが入力される。
【００４５】
また、比較回路１３、減算回路２１および加算回路２２には、後述する階調補正制限パラメータＣＰが与えられる。
【００４６】
減算回路２１は、映像信号ＶＩから階調補正制限パラメータＣＰを減算し、映像信号ＶＩ２を生成する。また、減算回路２１は、その映像信号ＶＩ２を輝度分布抽出回路１０、切替回路１１および加算回路２２に与える。加算回路２２は、与えられた映像信号ＶＩ２に階調補正制限パラメータＣＰを加算することにより映像信号ＶＩを生成し、その映像信号ＶＩを加算回路２３に与える。
【００４７】
輝度分布抽出回路１０は、与えられた映像信号ＶＩ２から後述する輝度分布抽出処理を行い、正規化累積度数分布ＳＳを作成して切替回路１１に与える。
【００４８】
切替回路１１は、垂直有効走査期間に映像信号ＶＩ２を階調補正変換テーブル作成回路１２に与え、垂直帰線期間に正規化累積度数分布ＳＳを階調補正変換テーブル作成回路１２に与える。ここで、垂直有効走査期間とは、１垂直走査期間のうち映像を表示する期間をいい、垂直帰線期間とは、１垂直帰線期間のうち電子ビームが垂直走査終了点から垂直走査開始点へ戻る期間をいう。
【００４９】
階調補正変換テーブル作成回路１２は、垂直帰線期間において正規化累積度数分布ＳＳに基づいて平滑化処理のための階調補正変換テーブルを作成して記憶する。また、階調補正変換テーブル作成回路１２は、垂直有効走査期間において映像信号ＶＩ２から階調補正変換テーブルを用いて補正量ＡＭを生成し、その補正量ＡＭを加算回路２３に与える。
【００５０】
加算回路２３は、映像信号ＶＩに補正量ＡＭを加算して映像信号ＶＩ３を生成する。このようにして、映像信号ＶＩに平滑化処理が行われる。加算回路２３は、映像信号ＶＩ３を切替回路１４に与える。
【００５１】
比較回路１３は、階調補正制限パラメータＣＰおよび映像信号ＶＩを比較し、映像信号ＶＩが階調補正制限パラメータＣＰ以上か否かを示す判定信号ＪＳを生成し、その判定信号ＪＳを切替回路１４に与える。
【００５２】
切替回路１４は、比較回路１３より与えられる判定信号ＪＳに基づいて、映像信号ＶＩまたは映像信号ＶＩ３を映像信号Ｖｏとして出力する。
【００５３】
具体的には、切替回路１４は、映像信号ＶＩが階調補正制限パラメータＣＰよりも小さい場合には、平滑化処理されていない映像信号ＶＩをそのまま映像信号Ｖｏとして出力し、映像信号ＶＩが階調補正制限パラメータＣＰ以上の場合には平滑化処理により得られた映像信号ＶＩ３を映像信号Ｖｏとして出力する。
【００５４】
次に、輝度分布抽出回路１０の構成および動作について説明する。図２は図１の輝度分布抽出回路１０の構成を示すブロック図である。
【００５５】
図２に示す輝度分布抽出回路１０は、アドレスデコーダ３０、ｎ個のカウンタ４１  ，４２  ，・・・，４ｎ  （以下、４１  〜４ｎ  と略記する）、累積度数分布作成回路５０、ゲイン制御回路６０および正規化回路７０を含む。ここで、ｎは輝度レベルの数（階調数）に相当する。例えば、映像信号ＶＩが８ビットを有する場合にはｎは２５６である。以下、理解を容易にするために、ｎ＝２５６とするが、階調数はこれに限定されず、任意の値に設定することができる。
【００５６】
まず、アドレスデコーダ３０に映像信号ＶＩ２が与えられる。アドレスデコーダ３０は、映像信号ＶＩ２の値に応じてカウンタ４１  〜４ｎ  のいずれかにパルスＰ１  〜Ｐｎ  を与える。
【００５７】
例えば、アドレスデコーダ３０は、映像信号ＶＩ２の値が“０”の場合にカウンタ４１  にパルスＰ１  を与え、映像信号ＶＩ２の値が“１”の場合にカウンタ４２  にパルスＰ２  を与え、映像信号ＶＩ２の値がｎ−１の場合にカウンタ４ｎ  にパルスＰｎ  を与える。
【００５８】
カウンタ４１  〜４ｎ  は、それぞれパルスＰ１  〜Ｐｎ  をカウントし、１フレーム毎の各輝度レベルの出現度数（以下、度数と略記する）Ｈ１  〜Ｈｎ  を累積度数分布作成回路５０に与える。累積度数分布作成回路５０は、１フレーム毎の各輝度レベルの度数Ｈ１  〜Ｈｎ  を累積することにより累積度数分布ＲＤを生成し、その累積度数分布ＲＤをゲイン制御回路６０に与える。
【００５９】
ゲイン制御回路６０には、所定の補正ゲイン制限パラメータＧＰが与えられている。本実施の形態では、補正ゲイン制限パラメータＧＰの値は予め設定されている。ゲイン制御回路６０は、補正ゲイン制限パラメータＧＰに基づいて累積度数分布作成回路５０より与えられた累積度数分布ＲＤにゲイン補正のための処理を行い、補正累積度数分布ＧＲを正規化回路７０に与える。ゲイン制御回路６０の処理については後述する。
【００６０】
正規化回路７０は、与えられた補正累積度数分布ＧＲの正規化処理を行い、正規化累積度数分布ＳＳを出力する。
【００６１】
ここで、図２の輝度分布抽出回路１０の詳細な動作について例を用いて説明する。
【００６２】
図３は１フレームにおける映像信号ＶＩの度数分布の一例を示すヒストグラムであり、図４は１フレームにおいてカウンタ４１  〜４ｎ  により得られる度数分布（Ｈ１  〜Ｈｎ  ）の一例を示すヒストグラムである。
【００６３】
図３のＸ軸は入力輝度レベル（映像信号ＶＩの値）を示し、Ｙ軸は度数を示す。図４のＸ軸は減算後輝度レベル（映像信号ＶＩ２の値）を示し、Ｙ軸はカウンタ４１  〜４ｎ  により得られる度数を示す。本実施の形態では、入力輝度レベルは値“０”〜“２５５”を有する。
【００６４】
図３の例では、入力輝度レベルが低い範囲ａおよび高い範囲ｂにおいては、度数が０となっている。そのため、範囲ａ，ｂに、輝度分布を広げることにより平滑化処理を行うための裕度がある。
【００６５】
また、図１の減算回路２１において映像信号ＶＩから階調補正制限パラメータＣＰが予め減算されているため、図４に示すように、カウンタ４１  〜４ｎ  により得られる度数分布は、階調補正制限パラメータＣＰの値だけ負の方向にシフトしている。この階調補正制限パラメータＣＰの効果については後述する。
【００６６】
累積度数分布作成回路５０は、図４に示した各輝度レベルの度数を順に累積演算することにより累積度数を算出する。
【００６７】
図５は累積度数分布作成回路５０により作成される累積度数分布ＲＤの一例を示す図である。図５のＸ軸は減算後輝度レベル（映像信号ＶＩ２の値）を示し、Ｙ軸は累積度数を示す。
【００６８】
また、累積度数分布作成回路５０は、入力輝度レベルの度数の平均値、モード値、最小値、最大値、偏差係数、白面積、黒面積等の特徴量を検出し、検出した特徴量に基づいて正規化後の最大輝度レベル等の制御値を算出する。
【００６９】
さらに、ゲイン制御回路６０は、補正ゲイン制限パラメータＧＰに基づいてオフセットを生成する。
【００７０】
図６はゲイン制御回路６０により生成されるオフセットの一例を示す図である。図６のＸ軸は輝度レベルを示し、Ｙ軸はオフセット値を示す。
【００７１】
オフセットＯＦの一例を実線で示し、オフセットＯＦの他の例を破線で示す。ゲイン制御回路６０は、補正ゲイン制限パラメータＧＰの値が小さい場合には、実線で示すようにオフセットＯＦの傾きを大きくし、補正ゲイン制限パラメータＧＰの値が大きい場合には、破線で示すようにオフセットＯＦの傾きを小さくする。
【００７２】
ゲイン制御回路６０は、補正ゲイン制限パラメータＧＰに基づいてゲイン補正のための以下の処理を行う。
【００７３】
ゲイン制御回路６０は、図５に示す累積度数分布ＲＤに図６に示すオフセットＯＦを加算し、補正累積度数分布ＧＲを生成する。
【００７４】
図７はゲイン制御回路６０により生成される補正累積度数分布ＧＲの一例を示す図である。図７のＸ軸は減算後輝度レベルを示し、Ｙ軸は累積度数を示す。
【００７５】
オフセットＯＦの傾きが大きい場合の補正累積度数分布ＧＲを実線で示し、オフセットＯＦの傾きが小さい場合の補正累積度数分布ＧＲを破線で示す。図６に示すように、オフセットＯＦの傾きが大きいほど、補正累積度数分布ＧＲの最大値が大きくなる。
【００７６】
正規化回路７０は、ゲイン制御回路６０から与えられる補正累積度数分布ＧＲを正規化し、正規化累積度数分布ＳＳを作成する。具体的には、正規化回路７０は、正規化累積度数分布ＳＳの最大累積度数が累積度数分布作成回路５０により得られた最大輝度レベルとなるように、補正累積度数分布ＧＲの正規化演算を行う。
【００７７】
図８は正規化回路７０により作成される正規化累積度数分布ＳＳの一例を示す図である。図８のＸ軸は減算後輝度レベルを示し、Ｙ軸は正規化された度数を示す。
【００７８】
図８において、図６のオフセットＯＦの傾きが大きい場合の正規化累積度数分布ＳＳを実線で示し、図６のオフセットＯＦの傾きが小さい場合の正規化累積度数分布ＳＳを破線で示す。また、Ｙ＝Ｘの一次関数で示されるランプ直線ＬＰを一点鎖線で示す。
【００７９】
図８に示すように、オフセットＯＦの傾きが大きい場合、すなわち補正ゲイン制限パラメータＧＰの値が小さい場合には、ランプ直線ＬＰに対する正規化累積度数分布ＳＳの変位量は小さくなり、オフセットＯＦの傾きが小さい場合、すなわち補正ゲイン制限パラメータＧＰの値が大きい場合には、ランプ直線ＬＰに対する正規化累積度数分布ＳＳの変位量は大きくなる。
【００８０】
図１の階調補正変換テーブル作成回路１２は、正規化回路７０により得られた正規化累積度数分布ＳＳからランプ直線ＬＰを減算することにより、補正量ＡＭを算出する。
【００８１】
図９は階調補正変換テーブル作成回路１２により算出された補正量ＡＭの分布の一例を示す図である。図９のＸ軸は減算後輝度レベルを示し、Ｙ軸は補正量ＡＭを示す。
【００８２】
図９において、図６のオフセットＯＦの傾きが大きい場合の補正量ＡＭを実線で示し、図６のオフセットＯＦの傾きが小さい場合の補正量ＡＭを破線で示す。
【００８３】
図８に示すように、オフセットＯＦの傾きが大きい場合、すなわち補正ゲイン制限パラメータＧＰの値が小さい場合には、補正量ＡＭは小さくなり、オフセットＯＦの傾きが小さい場合、すなわち補正ゲイン制限パラメータＧＰの値が大きい場合には、補正量ＡＭは大きくなる。そのため、設定された補正ゲイン制限パラメータＧＰの値により補正ゲインが定まる。
【００８４】
また、階調補正変換テーブル作成回路１２は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）メモリを有する。ルックアップテーブルメモリのアドレスに映像信号ＶＩ２を対応させ、そのアドレスに補正量ＡＭがデータとして格納される。階調補正変換テーブル作成回路１２は、垂直有効走査期間に切替回路１１を介して与えられる映像信号ＶＩ２をアドレス信号として受け、ルックアップテーブルメモリの指定されたアドレスから補正量ＡＭを読み出す。
【００８５】
加算回路２３は、階調補正変換テーブル作成回路１２から読み出された補正量ＡＭを加算回路２２から与えられた映像信号ＶＩに加算する。
【００８６】
図１０は加算回路２３において映像信号ＶＩに加算される補正量ＡＭの一例を示す図である。図１０のＸ軸は入力輝度レベル（映像信号ＶＩの値）を示し、Ｙ軸は補正量ＡＭを示す。
【００８７】
図１０において、オフセットＯＦの傾きが大きい場合、すなわち補正ゲイン制限パラメータＧＰが小さい場合の補正量ＡＭを実線で示し、オフセットＯＦの傾きが小さい場合、すなわち補正ゲイン制限パラメータＧＰが大きい場合の補正量ＡＭを破線で示す。
【００８８】
図１０に示すように、入力輝度レベルが階調補正制限パラメータＣＰの値から２５５の範囲内で補正量ＡＭが加算される。
【００８９】
図１１は図１の階調補正装置１００により得られる補正曲線の一例を示す図である。図１１の横軸は入力輝度レベル（映像信号ＶＩの値）を示し、縦軸は出力輝度レベル（映像信号Ｖｏの値）を示す。
【００９０】
図１１において、オフセットＯＦの傾きが大きい場合、すなわち補正ゲイン制限パラメータＧＰが小さい場合の補正量ＡＭを実線で示し、オフセットＯＦの傾きが小さい場合、すなわち補正ゲイン制限パラメータＧＰが大きい場合の補正量ＡＭを破線で示す。
【００９１】
図１１に示すように、入力輝度レベルが０から階調補正制限パラメータＣＰの値の範囲内では平滑化処理が行われず、入力輝度レベルが階調補正制限パラメータＣＰの値から２５５の範囲で平滑化処理が行われる。
【００９２】
図１２は図１の階調補正装置１００により得られる映像信号Ｖｏの度数分布の一例を示すヒストグラムである。図１２のＸ軸は出力輝度レベル（映像信号Ｖｏの値）を示し、Ｙ軸は度数を示す。
【００９３】
図１２に示すように、出力輝度レベルが階調補正制限パラメータＣＰの値から２５５の範囲で平滑化処理により映像信号Ｖｏの階調ダイナミックレンジが広がっている。
【００９４】
次に、本実施の形態に係る階調補正装置１００による効果について説明する。
図１３（ａ）は図１の非線形処理回路２００の補正曲線を示す図である。図１３（ａ）の横軸は入力輝度レベル（映像信号Ｖｉの値）を示し、縦軸は出力輝度レベル（映像信号ＶＩの値）を示す。
【００９５】
図１３（ｂ）は非線形処理回路２００により得られる映像信号ＶＩの一例を示す図である。図１３（ｂ）の横軸は時間を示し、縦軸は輝度レベル（映像信号ＶＩの値）を示す。
【００９６】
図１３（ａ）に示すように、ガンマ補正により、入力輝度レベルの低い領域で出力輝度レベルが圧縮されている。それにより、輝度レベルの低い領域で階調数が減少し、階調不足が生じる。
【００９７】
図１３（ｂ）に示す映像信号ＶＩでは、輝度レベル０〜Ａの範囲において階調不足が生じている。
【００９８】
図１４（ａ）は図１の階調補正装置１００により得られる補正曲線の一例を示す図である。図１４（ａ）の横軸は入力輝度レベル（映像信号ＶＩの値）を示し、縦軸は出力輝度レベル（映像信号Ｖｏの値）を示す。
【００９９】
図１４（ｂ）は図１３（ｂ）の映像信号ＶＩから図１の階調補正装置１００により得られる映像信号Ｖｏを示す図である。図１４（ｂ）の横軸は時間を示し、縦軸は輝度レベル（映像信号Ｖｏの値）を示す。
【０１００】
また、図１５（ａ）は比較例の階調補正装置により得られる補正曲線の一例を示す図である。図１５（ａ）の横軸は入力輝度レベルを示し、縦軸は出力輝度レベルを示す。比較例の階調補正装置では、階調補正制限パラメータＣＰの値が０であり、従来の階調補正装置に相当する。
【０１０１】
図１５（ｂ）は図１３（ｂ）の映像信号ＶＩから比較例の階調補正装置により得られる映像信号を示す図である。図１５（ｂ）の横軸は時間を示し、縦軸は輝度レベルを示す。比較例の階調補正装置では、入力輝度レベルの全範囲において平滑化処理が行われる。
【０１０２】
比較例の階調補正装置では、図１５（ａ）に示すように、入力輝度レベルの全範囲において平滑化処理が行われる。それにより、図１５（ｂ）に示すように、映像信号ＶＩの輝度レベル０〜Ａの範囲が映像信号Ｖｏにおいて０〜Ａ＋Ｂの範囲に伸長される。したがって、ガンマ補正により階調不足が生じている輝度レベルの低い領域で階調飛びが生じ、さらなる階調不足が発生する。
【０１０３】
これに対して、図１の階調補正装置１００においては、図１４（ａ）に示すように、入力輝度レベルが階調補正制限パラメータＣＰの値から２５５の範囲において平滑化処理が行われる。それにより、図１４（ｂ）に示すように、映像信号Ｖｉにおける輝度レベル０〜Ａの範囲が映像信号ＶＩにおいても維持される。したがって、ガンマ補正により階調不足が生じている輝度レベルの低い領域でさらなる階調不足が発生しない。
【０１０４】
また、ガンマ補正により階調不足が生じていない範囲では、輝度分布の平滑化処理によりコントラストが向上されている。
【０１０５】
上記のように、本実施の形態に係る階調補正装置１００においては、前段の非線形処理回路２００によるガンマ補正により階調不足が発生している映像信号ＶＩについて階調不足が発生している輝度レベルの範囲において平滑化処理が行われず、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において平滑化処理が行われる。それにより、さらなる階調不足の発生を抑制しつつ平滑化処理により高コントラスト化を実現することができる。
【０１０６】
また、階調不足が発生している輝度レベルの範囲において平滑化処理が行われないので、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において高いゲインで平滑化処理を行うことが可能となる。それにより、高コントラストな映像を得ることが可能となる。
【０１０７】
なお、本実施の形態では、映像信号ＶＩが輝度信号である場合を説明したが、映像信号ＶＩは輝度信号に限定されず、原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号）であってもよい。
【０１０８】
また、非線形処理回路２００は、ガンマ補正回路に限らず、非線形処理を行う他の回路であってもよい。
【０１０９】
さらに、本実施の形態では、平滑化処理を行わない範囲を輝度レベルの低い範囲に設定しているが、これに限定されず、前段の非線形処理回路２００により階調不足が生じている輝度レベルの範囲に平滑化処理を行わない範囲を設定する。例えば、前段の非線形処理回路２００により輝度レベルの高い範囲で階調不足が発生している場合には、平滑化処理を行わない範囲を輝度レベの高い範囲に設定する。
【０１１０】
本実施の形態においては、輝度分布抽出回路１０および切替回路１１が補正情報生成手段に相当し、階調補正変換テーブル作成回路１２が補正手段および補正情報記憶手段に相当し、比較回路１３および切替回路１４が選択手段に相当し、減算回路２１が設定手段に相当し、階調補正制限パラメータＣＰが設定値に相当し、補正ゲイン制限パラメータＧＰが補正量に相当し、ゲイン制御回路６０が補正量制御手段に相当し、累積度数分布作成回路５０が度数分布検出手段に相当し、加算回路２３が演算手段に相当し、階調補正装置１００が階調補正装置に相当し、非線形処理回路２００が非線形処理回路に相当する。
【０１１１】
（第２の実施の形態）
図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る階調補正装置を備えた映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【０１１２】
図１６の映像信号処理装置が図１の映像信号処理装置と異なるのは、階調補正装置１００ａがゲイン制御回路１５および加算回路２４をさらに含む点である。
【０１１３】
ゲイン制御回路１５には、平均輝度レベルＡＰＬが与えられる。ここで、平均輝度レベルとは、１フレームにおける映像信号ＶＩの輝度レベルの平均をいい、１画面の映像の全体的な明るさを表している。ゲイン制御回路１５は、平均輝度レベルＡＰＬに基づいて制御パラメータＣＰ１を出力する。
【０１１４】
加算回路２４には、階調補正制限パラメータＣＰおよびゲイン制御回路１５から出力される制御パラメータＣＰ１が与えられる。加算回路２４は、階調補正制限パラメータＣＰおよび制御パラメータＣＰ１を加算し、加算結果を階調補正制限パラメータＣＰ０として比較回路１３、減算回路２１および加算回路２２に与える。
【０１１５】
図１６の階調補正装置１００ａの他の部分の構成は、図１の階調補正装置１００の構成と同様である。
【０１１６】
ゲイン制御回路１５は、平均輝度レベルＡＰＬが低い場合には、制御パラメータＣＰ１の値を小さくする。それにより、階調補正制限パラメータＣＰ０の値が小さくなる。この場合、輝度分布の平滑化処理を行わない輝度レベルの範囲の上限が低くなる。すなわち、全体的に暗い映像の場合には、低い輝度レベルから高い輝度レベルまで広い範囲で平滑化処理が行われる。
【０１１７】
また、ゲイン制御回路１５は、平均輝度レベルＡＰＬが高い場合には、制御パラメータＣＰ１の値を大きくする。それにより、階調補正制限パラメータＣＰ０の値が大きくなる。この場合、輝度分布の平滑化処理を行わない輝度レベルの範囲の上限が高くなる。すなわち、全体的に明るい映像の場合には、高い輝度レベルの範囲で平滑化処理が行われる。
【０１１８】
図１７（ａ）は１フレームにおける映像信号ＶＩの度数分布の一例を示すヒストグラムである。図１７（ａ）のＸ軸は入力輝度レベル（映像信号ＶＩの値）を示し、Ｙ軸は度数を示す。
【０１１９】
図１７（ａ）の例では、入力輝度レベルの低い範囲に度数が分布している。それにより、平均輝度レベルが低くなっている。そのため、低い輝度レベルから高い輝度レベルの範囲で平滑化処理を行うことが好ましい。したがって、階調補正制限パラメータＣＰ０が小さな値に設定される。
【０１２０】
図１７（ｂ）は平均輝度レベルＡＰＬが低い場合に図１６の階調補正装置１００により得られる補正曲線入力輝度レベルと出力輝度レベルとの関係を示す図である。図１７（ｂ）の横軸は入力輝度レベル（映像信号ＶＩの値）を示し、縦軸は出力輝度レベル（映像信号Ｖｏの値）を示す。
【０１２１】
図１７（ｂ）に示すように、平均輝度レベルＡＰＬが低い場合には、階調補正制限パラメータＣＰ０の値が小さくなり、低い輝度レベルから高い輝度レベルの範囲で平滑化処理が行われる。
【０１２２】
本実施の形態に係る階調補正装置１００ａにおいては、平均輝度レベルＡＰＬに応じて階調補正制限パラメータＣＰ０の値が制御される。それにより、平均輝度レベルＡＰＬが低い場合に、低い輝度レベルから高い輝度レベルの範囲で平滑化処理が行われる。それにより、暗い映像の高コントラスト化が可能となる。また、平均輝度レベルＡＰＬが高い場合に、高い輝度レベルの範囲で平滑化処理が行われる。それにより、全体的に明るい映像において暗い部分の階調不足の発生を抑制しつつ階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において高コントラスト化を実現することが可能となる。
【０１２３】
第２の実施の形態においては、輝度分布抽出回路１０および切替回路１１が補正情報生成手段に相当し、階調補正変換テーブル作成回路１２が補正手段および補正情報記憶手段に相当し、比較回路１３および切替回路１４が選択手段に相当し、ゲイン制御回路１５，減算回路２１，加算回路２４が設定手段に相当し、階調補正制限パラメータＣＰ０が設定値に相当し、補正ゲイン制限パラメータＧＰが補正量に相当し、ゲイン制御回路６０が補正量制御手段に相当し、累積度数分布作成回路５０が度数分布検出手段に相当し、加算回路２３が演算手段に相当し、階調補正装置１００ａが階調補正装置に相当し、非線形処理回路２００が非線形処理回路に相当する。
【０１２４】
（第３の実施の形態）
図１８は、本発明の第３の実施の形態に係る階調補正装置を備えた映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【０１２５】
図１８の映像信号処理装置が図１６の映像信号処理装置と異なるのは、階調補正装置１００ｂがゲイン制御回路１６および加算回路２５をさらに含む点である。
【０１２６】
ゲイン制御回路１６には、平均輝度レベルＡＰＬが与えられる。ゲイン制御回路１６は、平均輝度レベルＡＰＬに基づいて制御パラメータＧＰ１を出力する。
【０１２７】
加算回路２５には、補正ゲイン制限パラメータＧＰおよびゲイン制御回路１６から出力される制御パラメータＧＰ１が与えられる。加算回路２５は、補正ゲイン制限パラメータＧＰおよび制御パラメータＧＰ１を加算し、加算結果を補正ゲイン制限パラメータＧＰ０としてゲイン制御回路６０に与える。
【０１２８】
図１８の階調補正装置１００ｂの他の部分の構成は、図１６の階調補正装置１００ａの構成と同様である。
【０１２９】
平均輝度レベルＡＰＬが低い場合には、ゲイン制御回路１５は、制御パラメータＣＰ１の値を小さくする。それにより、階調補正制限パラメータＣＰ０の値が小さくなる。また、ゲイン制御回路１６は、補正ゲイン制限パラメータＧＰ１の値を小さくする。それにより、補正ゲイン制限パラメータＧＰ０の値が小さくなる。この場合、輝度分布の平滑化処理を行わない輝度レベルの範囲の上限が低くなるとともに、平滑化処理における補正ゲインが低くなる。すなわち、全体的に暗い映像の場合には、低い輝度レベルから高い輝度レベルまで広い範囲で低いゲインで平滑化処理が行われる。
【０１３０】
一方、平均輝度レベルＡＰＬが高い場合には、ゲイン制御回路１５は、制御パラメータＣＰ１の値を大きくする。それにより、階調補正制限パラメータＣＰ０の値が大きくなる。また、ゲイン制御回路１６は、制御パラメータＧＰ１の値を大きくする。それにより、補正ゲイン制限パラメータＧＰ０の値が大きくなる。この場合、輝度分布の平滑化処理を行わない輝度レベルの範囲の上限が高くなるとともに、平滑化処理における補正ゲインが高くなる。すなわち、全体的に明るい映像の場合には、高い輝度レベルの範囲で高い補正ゲインで平滑化処理が行われる。
【０１３１】
図１９（ａ）は１フレームにおける映像信号ＶＩの度数分布の一例を示すヒストグラムである。図１９（ａ）のＸ軸は入力輝度レベル（映像信号ＶＩの値）を示し、Ｙ軸は度数を示す。
【０１３２】
図１９（ａ）の例では、入力輝度レベルの低い範囲に度数が分布している。それにより、平均輝度レベルが低くなっている。そのため、低い輝度レベルから高い輝度レベルの範囲で平滑化処理を行うことが好ましい。したがって、階調補正制限パラメータＣＰ０が小さな値に設定される。
【０１３３】
図１９（ｂ）は平均輝度レベルＡＰＬが低い場合に図１８の階調補正装置１００により得られる補正曲線入力輝度レベルと出力輝度レベルとの関係を示す図である。図１９（ｂ）の横軸は入力輝度レベル（映像信号ＶＩの値）を示し、縦軸は出力輝度レベル（映像信号Ｖｏの値）を示す。
【０１３４】
図１９（ｂ）に示すように、平均輝度レベルＡＰＬが低い場合には、階調補正制限パラメータＣＰ０の値が小さくなり、かつ低い補正ゲインで低い輝度レベルから高い輝度レベルの範囲で平滑化処理が行われる。
【０１３５】
本実施の形態に係る階調補正装置１００ｂにおいては、平均輝度レベルＡＰＬに応じて階調補正制限パラメータＣＰ０の値および補正ゲイン制限パラメータＧＰ０の値が制御される。それにより、平均輝度レベルＡＰＬが低い場合に、低い輝度レベルから高い輝度レベルの範囲で低い補正ゲインで平滑化処理が行われる。それにより、暗い映像の高コントラスト化が可能になるとともにさらなる階調不足の発生が抑制される。また、平均輝度レベルＡＰＬが高い場合に、高い輝度レベルの範囲で高い補正ゲインで平滑化処理が行われる。それにより、全体的に明るい映像において暗い部分の階調不足の発生を抑制しつつ階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において十分な高コントラスト化を実現することが可能となる。
【０１３６】
第３の実施の形態においては、輝度分布抽出回路１０および切替回路１１が補正情報生成手段に相当し、階調補正変換テーブル作成回路１２が補正手段および補正情報記憶手段に相当し、比較回路１３および切替回路１４が選択手段に相当し、ゲイン制御回路１５，減算回路２１，加算回路２４が設定手段に相当し、階調補正制限パラメータＣＰ０が設定値に相当し、補正ゲイン制限パラメータＧＰ０が補正量に相当し、ゲイン制御回路１６，加算回路２５，ゲイン制御回路６０が補正量制御手段に相当し、累積度数分布作成回路５０が度数分布検出手段に相当し、加算回路２３が演算手段に相当し、階調補正装置１００ｂが階調補正装置に相当し、非線形処理回路２００が非線形処理回路に相当する。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、所定範囲を階調不足が発生していない輝度レベルの範囲に設定することにより、階調不足が発生している輝度レベルの範囲においては輝度分布の平滑化処理が行われず、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において輝度分布の平滑化処理が行われる。それにより、さらなる階調不足の発生を抑制しつつ輝度分布の平滑化処理による高コントラスト化を実現することができる。
【０１３８】
また、階調不足が発生している輝度レベルの範囲において輝度分布の平滑化処理が行われないので、階調不足が発生していない輝度レベルの範囲において高いゲインで輝度分布の平滑化処理を行うことが可能となる。それにより、高コントラストな映像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る階調補正装置を備えた映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図２】図１の輝度分布抽出回路の構成を示すブロック図
【図３】１フレームにおける映像信号の度数分布の一例を示すヒストグラム
【図４】１フレームにおいてカウンタにより得られる度数分布の一例を示すヒストグラム
【図５】累積度数分布作成回路により作成される累積度数分布の一例を示す図
【図６】ゲイン制御回路により生成されるオフセットの一例を示す図
【図７】ゲイン制御回路により生成される補正累積度数分布の一例を示す図
【図８】正規化回路により作成される正規化累積度数分布の一例を示す図
【図９】階調補正変換テーブル作成回路により算出された補正量の分布の一例を示す図
【図１０】加算回路において映像信号に加算される補正量の一例を示す図
【図１１】図１の階調補正装置により得られる補正曲線の一例を示す図
【図１２】図１の階調補正装置により得られる映像信号の度数分布の一例を示すヒストグラム
【図１３】（ａ）は図１の非線形処理回路の補正曲線を示す図、（ｂ）は非線形処理回路により得られる映像信号の一例を示す図
【図１４】（ａ）は図１の階調補正装置により得られる補正曲線の一例を示す図、（ｂ）は図１３（ｂ）の映像信号から図１の階調補正装置により得られる映像信号を示す図
【図１５】（ａ）は比較例の階調補正装置により得られる補正曲線の一例を示す図、（ｂ）は図１３（ｂ）の映像信号から比較例の階調補正装置により得られる映像信号を示す図
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る階調補正装置を備えた映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１７】（ａ）は１フレームにおける映像信号の度数分布の一例を示すヒストグラム、（ｂ）は平均輝度レベルが低い場合に図１６の階調補正装置により得られる補正曲線入力輝度レベルと出力輝度レベルとの関係を示す図
【図１８】本発明の第３の実施の形態に係る階調補正装置を備えた映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１９】（ａ）は１フレームにおける映像信号の度数分布の一例を示すヒストグラム、（ｂ）は平均輝度レベルが低い場合に図１８の階調補正装置により得られる補正曲線入力輝度レベルと出力輝度レベルとの関係を示す図
【図２０】（ａ）は平滑化処理前の１フレームにおける輝度の度数分布の一例を示す図、（ｂ）は従来の階調補正装置による平滑化処理後の１フレームにおける輝度の度数分布を示す図
【図２１】デジタル方式の表示装置において行われるガンマ補正の補正曲線を示す図
【符号の説明】
４１  〜４ｎ  カウンタ
１０  輝度分布抽出回路
１１，１４  切替回路
１２  階調補正変換テーブル作成回路
１３  比較回路
１００  階調補正装置
２００  非線形処理回路
Ｖｉ，ＶＩ，ＶＩ２，ＶＩ３，Ｖｏ  映像信号
２１  減算回路
２２，２３  加算回路
３０  アドレスデコーダ
５０  累積度数分布作成回路
６０  ゲイン制御回路
７０  正規化回路
ＡＭ  補正量
ＣＰ  階調補正制限パラメータ
ＧＰ  補正ゲイン制限パラメータ
ＧＲ  補正累積度数分布
Ｈ１〜Ｈｎ  度数
ＪＳ  判定信号
Ｐ１  〜Ｐｎ  パルス
ＲＤ  累積度数分布
ＳＳ  正規化累積度数分布
【図１】
2004343643.tif 000003
【図２】
2004343643.tif 000004
【図３】
2004343643.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004343643.tif 000007
【図６】
2004343643.tif 000008
【図７】
2004343643.tif 000009
【図８】
2004343643.tif 000010
【図９】
2004343643.tif 000011
【図１０】
2004343643.tif 000012
【図１１】
2004343643.tif 000013
【図１２】
2004343643.tif 000014
【図１３】
2004343643.tif 000015
【図１４】
2004343643.tif 000016
【図１５】
2004343643.tif 000017
【図１６】
2004343643.tif 000018
【図１７】
2004343643.tif 000019
【図１８】
2004343643.tif 000020
【図１９】
2004343643.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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