(57)【要約】【課題】この発明は、映像内容にかかわらず、コントラストが高い映像を再現できるようになるコントラスト補正回路を提供することを目的とする。【解決手段】入力映像信号の階調を補正するための階調補正手段、入力映像信号から輝度信号を生成する手段、１画面を複数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号の平均値を算出する手段、各エリア毎の輝度平均値に基づいて、輝度の度数分布情報を生成する手段、および輝度の度数分布情報に基づいて、階調補正手段の入出力特性を制御する制御手段を備えている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号の階調を補正するための階調補正手段、
入力映像信号から輝度信号を生成する手段、
１画面を複数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号の平均値を算出する手段、
各エリア毎の輝度平均値に基づいて、輝度の度数分布情報を生成する手段、および
輝度の度数分布情報に基づいて、階調補正手段の入出力特性を制御する制御手段、
を備えているコントラスト補正回路。
【請求項２】
制御手段は、度数が高い輝度区間の入力映像信号が伸長されるように、階調補正手段の入出力特性を制御するものである請求項１に記載のコントラスト補正回路。
【請求項３】
入力映像信号が、ＲＧＢ信号である請求項１および２のいずれかに記載のコントラスト補正回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置等の表示装置に用いられるコントラスト補正回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１画面毎に１画面全体の輝度信号の平均値（平均輝度）を算出し、１画面全体の平均輝度が低い場合には輝度信号の黒レベルを伸長させ、１画面全体の平均輝度が高い場合には輝度信号の白レベルを伸長させることにより、コントラストを改善する技術が既に開発されている（特開平４−２２９７８８号公報参照）。
【０００３】
このように、１画面全体の輝度信号の平均値に基づいて輝度信号の伸長を行う技術では、１画面の映像信号が黒側と白側との両方に偏った映像信号である場合には平均輝度が中間と認識されるため好適なコントラスト補正を行うことができないとともに、１画面の映像信号が中間階調に偏った映像信号である場合にも好適なコントラスト補正を行うことができないという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、映像内容にかかわらず、コントラストが高い映像を再現できるようになるコントラスト補正回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、入力映像信号の階調を補正するための階調補正手段、入力映像信号から輝度信号を生成する手段、１画面を複数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号の平均値を算出する手段、各エリア毎の輝度平均値に基づいて、輝度の度数分布情報を生成する手段、および輝度の度数分布情報に基づいて、階調補正手段の入出力特性を制御する制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコントラスト補正回路において、制御手段は、度数が高い輝度区間の入力映像信号が伸長されるように（度数が高い輝度区間の階調変化率が大きくなるように）、階調補正手段の入出力特性を制御するものであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のコントラスト補正回路において、入力映像信号が、ＲＧＢ信号であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は、コントラスト補正回路の構成を示している。
【００１０】
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号からなる入力映像信号は、輝度信号生成部１に入力されるとともに、階調補正部１５に入力される。入力映像信号の水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖは、タイミング制御部３に送られる。
【００１１】
輝度信号生成部１は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号からなる入力映像信号を、たとえば、予め作成された変換テーブルに基づいて、輝度信号に変換する。このコントラスト補正回路では、図２に示すように、１画面を水平方向にＭ、垂直方向にＮに分割した各エリア毎に輝度信号の平均値が算出され、各エリア毎に得られた平均輝度値に基づいて１画面毎に輝度度数分布が作成され、得られた輝度度数分布に基づいて、階調補正部１５の入出力特性が制御される。なお、各エリアは、水平方向がＸ画素、垂直方向がＹ画素の大きさである。
【００１２】
加算回路２、除算回路５、水平バッファ６、垂直バッファ７、加算回路８、除算回路９およびエリア別輝度平均値格納バッファ１０は、Ｍ×Ｎの各エリア毎の輝度平均値を算出するために設けられている。
【００１３】
つまり、輝度信号生成部１によって得られた輝度信号は、加算回路２に送られる。加算回路２は、入力される輝度信号に１回前の加算結果を加算する。加算回路２は、タイミング制御部３から出力される制御信号ｃ１によって、このような加算をＸ回行う毎に初期化される。
【００１４】
除算回路５は、加算回路２によってＸ回の加算が行われる毎に、その加算結果をＸで除算する。この除算結果は、〔１〕〜〔Ｍ〕のＭ個のバッファを有する水平バッファ６に格納される。このような動作がＭ回行われると、水平バッファ６には、１ライン分のデータが格納される。
【００１５】
同様な動作によって、次ラインに対するデータが水平バッファ６に格納されていく間に、水平バッファ６から前ラインに対するデータが順次読み出されて加算回路８に送られる。加算回路８は、入力されたデータに垂直バッファ７に格納されている同じエリアに対する前ラインのデータを加算する。垂直バッファ７は、〔１〕〜〔Ｍ〕のＭ個のバッファを有している。加算回路８の加算結果は、垂直バッファ７に格納される。ただし、加算回路８に送られるデータが１ライン目である場合には、その前のラインのデータは存在しないので、加算回路８に送られたデータは、そのまま垂直バッファ７に格納される。
【００１６】
垂直バッファ７は、タイミング制御部３から出力される制御信号ｃ２によって、加算回路８によってＹ回の加算が行われる毎に初期化される。除算回路９は、加算回路８によってＹ回の加算が行われる毎に、その加算結果をＹで除算する。これにより、図２のエリア単位の平均輝度値が得られる。この除算結果は、タイミング制御部３から出力される制御信号ｃ４によって、〔１〕〜〔Ｍ〕のＭ個のバッファを有するエリア別輝度平均値格納バッファ１０に格納される。
【００１７】
このようにして、図２の１行分の各エリアの平均輝度値がエリア別輝度平均値格納バッファ１０に格納されると、輝度区間判定部１１は、エリア別輝度平均値格納バッファ１０に格納された各エリア毎の平均輝度値が、図３に示す８つの輝度区間Ａ１〜Ａ８のいずれの区間に含まれるかを判定し、度数分布情報格納バッファ１２に判定結果に応じたデータを格納する。
【００１８】
度数分布情報格納バッファ１２は、８つの輝度区間Ａ１〜Ａ８に対応した８つのバッファ〔Ａ１〕〜〔Ａ８〕を備えている。そして、各バッファ〔Ａ１〕〜〔Ａ８〕に、その度数が格納されるようになっている。したがって、輝度区間判定部１１は、あるエリアの平均輝度値が、たとえば、輝度区間Ａ１に含まれると判定した場合には、度数分布情報格納バッファ１２内のバッファ〔Ａ１〕内のデータを１だけインクリメントさせる。
【００１９】
以上のような動作が繰り返し行われることにより、図２の各エリア毎の平均輝度に基づく輝度度数分布情報（輝度分布エリアＡ１〜Ａ８それぞれに対する度数を表す情報，図３に示すヒストグラム）が度数分布情報格納バッファ１２に格納される。度数分布情報格納バッファ１２に格納されている輝度度数分布情報は、タイミング制御部３から出力される制御信号ｃ３によって、クリアされる。
【００２０】
ＣＰＵ１３は、度数分布情報格納バッファ１２からＶ毎に輝度度数分布情報を取得し、取得した輝度度数分布情報に基づいて、階調補正部１５の入出力特性データを決定して、階調補正部１５に与える。階調補正部１５は、ＣＰＵ１３から与えられた入出力特性データに基づいて、入力映像信号Ｒ，Ｇ，Ｂの階調を補正する。
【００２１】
図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、度数分布情報格納バッファ１２からＣＰＵ１３が取得する輝度度数分布情報の具体例を示している。
【００２２】
図３（ａ）は、比較的明るいシーンに対する輝度度数分布を示しており、輝度区間Ａ１、Ａ２の度数が所定の閾値より大きくなっている。つまり、この画面では、輝度区間Ａ１、Ａ２の情報量が多くなっている。このような画面では、ＣＰＵ１３は、階調補正部１５の入出力特性を、図４（ａ）の実線で示すように、情報量の多い輝度区間Ａ１，Ａ２を伸長する（階調変化率を大きくする）ような特性とする。
【００２３】
図３（ｂ）では、中間階調である輝度区間Ａ３、Ａ６の度数が所定の閾値より大きくなっている。このような画面では、ＣＰＵ１３は、階調補正部１５の入出力特性を、図４（ｂ）の実線で示すように、情報量の多い輝度区間Ａ３，Ａ６を伸長するような特性とする。
【００２４】
図３（ｃ）は、比較的暗いシーンに対する輝度度数分布を示しており、輝度区間Ａ７、Ａ８の度数が所定の閾値より大きくなっている。このような画面では、ＣＰＵ１３は、階調補正部１５の入出力特性を、図４（ｃ）の実線で示すように、情報量の多い輝度区間Ａ７，Ａ８を伸長するような特性とする。
【００２５】
以上のように、輝度度数分布によって階調補正部１５の入出力特性を変化させることによって、情報量の多い輝度区間を伸長することが可能となり、液晶パネル等のようにコントラスト再現性に限界のあるデバイスにおいても、コントラストの高い映像を再現できるようになる。
【００２６】
以上のような動作をリアルタイムに行うと、映像内容によっては、画面のちらつきを発生させる原因となる場合がある。たとえば、現在表示されている画像内容の少しの変化で、度数が閾値より大きいと判定されていた輝度区間が、度数が閾値より小さいと判定された場合には、１画面毎に階調補正部１５の入出力特性を変化させて入出力補正を行うと、画面にちらつきが発生することがある。
【００２７】
このような問題を解消するためには、ＣＰＵが今回取得した輝度度数分布情報と、前回取得した輝度度数分布情報とを比較し、対応する輝度区間の差が所定値を越えない場合には、入出力特性を変化させないようにすればよい。
【００２８】
このような対策を講じることで画面のちらつきは防止できるが、画面の明るさがゆっくりと変化するような場合には、階調補正部１５の入出力特性が変化せしめられず、現在の映像内容に対して好適な入出力特性を実現できなくなる可能性がある。そこで、ＣＰＵが今回取得した輝度度数分布情報と前回取得した輝度度数分布情報とを比較した結果、対応する輝度区間の差が所定値を越えていないが、今回取得した輝度度数分布情報と前回取得した輝度度数分布情報とが異なっており好適な入出力特性が異なっているような場合には、入出力特性の変化をゆっくり行うようにすればよい。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によれば、映像内容にかかわらず、コントラストの高い映像を再現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コントラスト補正回路の構成を示すブロック図である。
【図２】１画面内に設定された平均輝度を算出するためのエリアを示す模式図である。
【図３】輝度度数分布の具体例を示すヒストグラムである。
【図４】図３の各具体例に対してＣＰＵが設定する入出力特性の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１　輝度信号生成部
２、８　加算回路
３　タイミング制御部
５、９　除算回路
６　水平バッファ
７　垂直バッファ
１０　エリア別輝度平均値格納バッファ
１１　輝度区間判定部
１２　度数分布情報格納バッファ
１３　ＣＰＵ
１５　階調補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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