(57)【要約】【課題】輝度の飽和および色相の回転を抑圧でき、かつ出力ダイナミックレンジを一杯に活用できる映像信号処理装置を提供する。【解決手段】入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを、ゲインデータＧＡＩＮ１に従って互いに同じゲインでレベル調整して、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を出力する第１の乗算器１０１と、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１から画素単位ごとに最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）を選択する最大値選択部１０２と、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を入力された目標値に収束させるように、Ｍａｘ（ＲＧＢ）をもとにゲインデータＧＡＩＮ１を生成する目標ゲイン制御部１０３と、それぞれのＭａｘ（ＲＧＢ）に対して非線形な特性のデータに従って、Ｍａｘ（ＲＧＢ）に応じたゲインデータＧＡＩＮ２を生成するルックアップ変換部１０５と、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１をＧＡＩＮ２に従って互いに同じゲインでレベル調整する第２の乗算器１０６とを備える。【選択図】        図１
2004180090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３原色の入力映像信号を所望のレベルに調整して出力する映像信号処理装置において、
上記３原色の入力映像信号を、第１のゲインデータに従って互いに同じゲインでレベル調整して、３原色の内部映像信号を出力する第１の調整手段と、
上記３原色の内部映像信号から画素単位ごとに最大値を選択する最大値選択手段と、
上記３原色の内部映像信号を入力された上記目標値に収束させるように、上記最大値をもとに上記第１のゲインデータを生成する目標ゲイン制御手段と、
上記最大値選択手段から出力されるそれぞれの最大値に対して非線形な特性のデータに従って、上記最大値選択手段から出力された最大値に応じた第２のゲインデータを生成するルックアップ変換手段と、
上記３原色の内部映像信号を、上記第２のゲインデータに従って互いに同じゲインでレベル調整する第２の調整手段と
を備えた
ことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
上記目標ゲイン制御手段は、
上記最大値と上記目標値とを大小比較し、その比較結果を示す２値化データを出力する２値化比較手段と、
上記２値化データの一方の値の個数を１画面期間ごとカウントし、そのカウント値を出力するカウント手段と、
上記カウント値を入力された閾値と比較し、その比較結果を示すデータを出力するカウント値比較手段と、
上記カウント値比較手段の出力データをもとに上記３原色の内部映像信号と上記目標値の大小を判断し、上記３原色の内部映像信号を上記目標値に一致させるように上記第１のゲインデータを１画面期間ごとに逐次設定する逐次比較手段と
を有する
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】
上記第１のゲインデータ、または上記第１のゲインデータを補正して入力された第３のゲインデータのいずれかを切り替えて、上記第１の調整手段に出力するスイッチ手段をさらに備え、
上記第１の調整手段は、上記スイッチ手段から入力されたゲインデータに従って互いに同じゲインで上記３原色の入力映像信号をレベル調整する
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４】
上記ルックアップ変換手段は、上記最大値選択手段から出力されるそれぞれの最大値をアドレスとして非線形な特性を書き込んだルックアップテーブルによって、上記最大値選択手段から出力された最大値に応じた第２のゲインデータを生成し、入力された非線形特性データに従って上記ルックアップテーブルを書き換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５】
上記ルックアップ変換手段は、上記最大値選択手段から出力された最大値が所定値未満であれば、線形な特性の上記第２のゲインデータを生成し、上記最大値が上記所定値以上であれば、上記最大値選択手段から出力されるそれぞれの最大値の内の上記所定値以上のものをアドレスとして非線形な特性を書き込んだ上記ルックアップテーブルによって、非線形な特性の上記第２のゲインデータを生成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６】
上記目標ゲイン制御手段は、
上記最大値選択手段から出力された最大値から１画面期間内においての最大値を検出する最大値検出手段と、
上記３原色の内部映像信号を上記目標値に一致させるように、上記検出された１画面期間内の最大値と上記目標値とを演算して上記第１のゲインデータを生成するゲイン演算手段と
を有する
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７】
上記最大値選択手段と上記最大値検出手段に間に、ローパスフィルタを設けたことを特徴とする請求項６記載の映像信号処理装置。
【請求項８】
画面表示によってユーザが上記目標値を選択するための手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力映像信号を所望のレベルに制御して出力する映像信号処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の映像信号処理装置としては、例えば、３原色の入力映像信号（入力ＲＧＢ信号）から輝度信号（Ｙ信号）を算出し、このＹ信号の最大値および最小値を検出し、これらの最大値および最小値をもとに振幅ゲインデータおよびオフセットデータを生成し、上記振幅ゲインデータに従って入力ＲＧＢ信号の振幅を調整するとともに、上記オフセットデータに従って入力ＲＧＢ信号のオフセットを調整し、この振幅調整およびオフセット調整したＲＧＢ信号を飽和抑圧して出力することによって、輝度の飽和および色相の回転を抑圧してコントラストを調整するものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１５２７７１号公報（第４，５頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の映像信号処理装置では、Ｙ信号の最大値および最小値に従って、入力ＲＧＢ信号の振幅を調整しており、振幅調整されたＲＧＢ信号をフィードバックする手段を備えていないので、入力ＲＧＢ信号の内の最大値を出力ダイナミックレンジ一杯に制御して出力することが難しい（入力ＲＧＢ信号の内の最大値を所望の値に制御して出力することが難しい）という課題があった。特に、輝度ムラや色ムラを補正するために画面内で湾曲したゲイン差のある入力ＲＧＢ信号については、Ｙ信号の最大値および最小値の検出精度が低下し、入力ＲＧＢ信号の内の最大値を所望の値に制御するのが難しかった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解消するためになされたものであり、輝度の飽和および色相の回転を抑圧でき、かつ出力ダイナミックレンジを一杯に活用できる映像信号処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の映像信号処理装置は、３原色の入力映像信号を所望のレベルに調整して出力する映像信号処理装置において、
上記３原色の入力映像信号を、第１のゲインデータに従って互いに同じゲインでレベル調整して、３原色の内部映像信号を出力する第１の調整手段と、
上記３原色の内部映像信号から画素単位ごとに最大値を選択する最大値選択手段と、
上記３原色の内部映像信号を入力された上記目標値に収束させるように、上記最大値をもとに上記第１のゲインデータを生成する目標ゲイン制御手段と、
上記最大値選択手段から出力されるそれぞれの最大値に対して非線形な特性のデータに従って、上記最大値選択手段から出力された最大値に応じた第２のゲインデータを生成するルックアップ変換手段と、
上記３原色の内部映像信号を、上記第２のゲインデータに従って互いに同じゲインでレベル調整する第２の調整手段と
を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の映像信号処理装置ブロック構成図である。図１において、実施の形態１の映像信号処理装置は、目標ゲイン収束部１と、飽和抑圧部２とを備えて構成されている。
【０００８】
目標ゲイン収束部１は、第１の乗算器１０１と、最大値選択部１０２と、目標ゲイン制御部１０３と、スイッチ（ＳＷ）１０４とを有する。また、飽和抑圧部２は、上記最大値選択部１０２と、ルックアップ変換部１０５と、第２の乗算器１０６とを有する。
【０００９】
目標ゲイン制御部１０３は、２値化比較器１０３ａと、カウンター１０３ｂと、カウント値比較器１０３ｃと、逐次比較器１０３ｄとによって構成されている。
【００１０】
まず、目標ゲイン収束部１の動作について説明する。目標ゲイン収束部１は、３原色の入力映像信号（入力ＲＧＢ信号）Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを増幅して得られる３原色の内部映像信号（内部ＲＧＢ信号）Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が、マイコンから入力された目標値に収束するように、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを増幅制御し、飽和抑圧部２に出力する。ここで、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎは、例えば全白信号かカラーバー信号である。
【００１１】
最大値選択部１０２は、第１の乗算器１０１の出力である内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１から画素単位ごとに最大値を選択し、その選択した最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）を目標ゲイン制御部１０３の２値化比較器１０３ａに出力する。
【００１２】
２値化比較器１０３ａは、最大値選択部１０２から入力された最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）を、マイコンから入力された目標値と比較し、
Ｍａｘ（ＲＧＢ）≧目標値ならばデータ値１を、
Ｍａｘ（ＲＧＢ）＜目標値ならばデータ値０を
カウンター１０３ｂに出力する。
【００１３】
カウンター１０３ｂは、１フィールド分の２値化比較器１０３ａの出力データ値１の個数をカウントし、そのカウント値をカウント値比較器１０３ｃに出力する。なお、カウンター１０３ｂがカウントする１画面期間を、１フィールドではなく、１フレームなどにすることも可能である。
【００１４】
カウント値比較器１０３ｃは、カウンター１０３ｂから入力されたカウント値を、マイコンから入力された閾値と比較し、
カウント値≧閾値ならばデータ値１を、
カウント値＜閾値ならばデータ値０を
逐次比較器１０３ｄに出力する。
【００１５】
逐次比較器１０３ｄは、カウント値比較器１０３ｃの出力データをもとに、ゲインデータＧＡＩＮ１をフィールド単位で逐次設定し、このゲインデータＧＡＩＮ１を、ＳＷ１０４に出力するとともに、収得ゲインデータとしてマイコンに出力する。ゲインデータＧＡＩＮ１は、逐次比較器１０３ｄがフィールド単位で逐次設定する逐次比較レジスタの値であって、第１の乗算器１０１を利得制御するためのデータである。逐次比較器１０３ｄは、カウント値比較器１０３ｃの出力データ値が１であれば、１フィールド分の内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１がマイコンから入力された目標値よりも大きいと判断し、カウント値比較器１０３ｃの出力データ値が０であれば、１フィールド分の内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１がマイコンから入力された目標値よりも小さいと判断して、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が上記目標値に収束するように、逐次比較レジスタを設定する。
【００１６】
ＳＷ１０４は、逐次比較器１０３ｄから入力された逐次比較レジスタ値（ゲインデータ）ＧＡＩＮ１、またはマイコンから入力された設定ゲインデータＧＡＩＮ３のいずれかを選択し、第１の乗算器１０１に出力する。設定ゲインデータＧＡＩＮ３は、ゲインデータＧＡＩＮ１（収得ゲインデータ）をマイコンで補正してマイコンから入力されるデータである。
【００１７】
第１の乗算器１０１は、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれに、ＳＷ１０４からのゲインデータ（逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１または設定ゲインデータＧＡＩＮ３）を係数として乗算することによって、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれを互いに同じ増幅率でレベル制御して、その最大値を目標値に制御し、得られた内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を最大値選択部１０２および第２の乗算器１０６に出力する。
【００１８】
図２は逐次比較器１０３ｄにおいての逐次比較レジスタ値（ゲイン制御データ）ＧＡＩＮ１の収束遷移図であって、４ｂｉｔ幅を例にしたものである。図２を参照して、目標ゲイン制御部１０３の逐次比較動作について説明する。
【００１９】
まず、映像信号の１フィールド目の最初に、逐次比較器１０３ｄにおいて、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１のＭＳＢは１にセットされ、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１のその他のｂｉｔは０にセットされる。従って、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１は、
ＧＡＩＮ１＝１０００（２進表示）…（１）
となる。このとき、ＳＷ１０４は、逐次比較器１０３ｄから出力された逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１を第１の乗算器１０１に出力する設定になっており、１フィールド目では、上記（１）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１が、第１の乗算器１０１に出力される。これによって、１フィールド目では、第１の乗算器１０１において、上記（１）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１に応じた互いに同じ係数を入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれに乗算して、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が得られる。
【００２０】
１フィールド目において、最大値選択部１０２から出力された画素単位の最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）は、２値化比較器１０３ａにおいて、マイコンから入力された目標値と順次比較され、
Ｍａｘ（ＲＧＢ）≧目標値ならばデータ値１が、
Ｍａｘ（ＲＧＢ）＜目標値ならばデータ値０が
順次出力される。カウンター１０３ｂでは、２値化データ値（比較器１０３ａの出力データ値）１の個数がカウントされていく。
【００２１】
そして、１フィールド目の最後に、カウント値比較器１０３ｃにおいて、カウンター１０３ｂでのカウント値（１フィールド分の２値化データ値１の個数）が、マイコンから入力された閾値と比較され、
カウント値≧閾値ならばデータ値１が、
カウント値＜閾値ならばデータ値０が
逐次比較器１０３ｄに出力される。図２では、カウント値≧閾値なので、データ値１が逐次比較器１０３ｄに出力される。
【００２２】
次に、２フィールド目の最初に、逐次比較器１０３ｄにおいて、カウント値比較器１０３ｃの出力データがカウント値≧閾値であることを示すデータ値１なので、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１のＭＳＢは０にセットされ、このＭＳＢより１つ下のｂｉｔが１にセットされ、このＭＳＢより２つ下のｂｉｔとＬＳＢは０のままとなる。従って、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１は、
ＧＡＩＮ１＝０１００（２進表示）…（２）
となり、上記（２）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１が、第１の乗算器１０１に出力される。これによって、２フィールド目においての第１の乗算器１０１のゲインは上記１フィールド目よりも下がり、第１の乗算器１０１では上記（２）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１でゲイン制御された内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が得られる。
【００２３】
２フィールド目においても、上記１フィールド目と同様に、最大値選択部１０２から出力された画素単位の最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）は、２値化比較器１０３ａにおいて、マイコンから入力された目標値と順次比較され、カウンター１０３ｂでは、２値化データ値１の個数がカウントされていく。
【００２４】
そして、２フィールド目の最後に、上記１フィールド目の最後と同様に、カウント値比較器１０３ｃにおいて、カウンター１０３ｂでのカウント値（１フィールド分の２値化データ値１の個数）が、マイコンから入力された閾値と比較され、
カウント値≧閾値ならばデータ値１が、
カウント値＜閾値ならばデータ値０が
逐次比較器１０３ｄに出力される。図２では、上記１フィールドの最後とは逆に、カウント値＜閾値なので、データ値０が逐次比較器１０３ｄに出力される。
【００２５】
次に、３フィールド目の最初に、逐次比較器１０３ｄにおいて、カウント値比較器１０３ｃの出力データがカウント値＜閾値であることを示すデータ値０なので、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１のＭＳＢより１つ下のｂｉｔは１のままとなり、ＭＳＢより２つ下のｂｉｔが１にセットされ、ＬＳＢは０のままとなる。従って、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１は、
ＧＡＩＮ１＝０１１０（２進表示）…（３）
となり、上記（３）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１が、第１の乗算器１０１に出力される。これによって、３フィールド目においての第１の乗算器１０１のゲインは、上記１フィールド目よりも下がって、上記２フィールド目よりも上がり、第１の乗算器１０１では、上記（３）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１でゲイン制御された内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が得られる。
【００２６】
３フィールド目においても、上記１，２フィールド目と同様に、最大値選択部１０２から出力された画素単位の最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）は、２値化比較器１０３ａにおいて、マイコンから入力された目標値と順次比較され、カウンター１０３ｂでは、２値化データ値１の個数がカウントされていく。
【００２７】
そして、３フィールド目の最後に、上記１，２フィールド目の最後と同様に、カウント値比較器１０３ｃにおいて、カウンター１０３ｂでのカウント値（１フィールド分の２値化データ値１の個数）が、マイコンから入力された閾値と比較され、
カウント値≧閾値ならばデータ値１が、
カウント値＜閾値ならばデータ値０が
逐次比較器１０３ｄに出力される。図２では、上記２フィールドの最後と同様に、カウント値＜閾値なので、データ値０が逐次比較器１０３ｄに出力される。
【００２８】
次に、４フィールド目の最初に、逐次比較器１０３ｄにおいて、カウント値比較器１０３ｃの出力データがカウント値＜閾値であることを示すデータ値０なので、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１のＭＳＢより２つ下のｂｉｔは１のままとなり、ＬＳＢが１にセットされる。従って、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１は、
ＧＡＩＮ１＝０１１１（２進表示）…（４）
となり、上記（３）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１が、第１の乗算器１０１に出力される。これによって、４フィールド目においての第１の乗算器１０１のゲインは、上記１フィールド目よりも下がって、上記３フィールド目よりも上がり、第１の乗算器１０１では、上記（４）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１でゲイン制御された内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が得られる。
【００２９】
４フィールド目においても、上記１〜３フィールド目と同様に、最大値選択部１０２から出力された画素単位の最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）は、２値化比較器１０３ａにおいて、マイコンから入力された目標値と順次比較され、カウンター１０３ｂでは、２値化データ値１の個数がカウントされていく。
【００３０】
そして、４フィールド目の最後に、上記１〜３フィールド目の最後と同様に、カウント値比較器１０３ｃにおいて、カウンター１０３ｂでのカウント値（１フィールド分の２値化データ値１の個数）が、マイコンから入力された閾値と比較され、
カウント値≧閾値ならばデータ値１が、
カウント値＜閾値ならばデータ値０が
逐次比較器１０３ｄに出力される。図２では、上記３フィールドの最後とが逆に、カウント値≧閾値なので、データ値１が逐次比較器１０３ｄに出力される。
【００３１】
次に、５フィールド目の最初に、逐次比較器１０３ｄにおいて、カウント値比較器１０３ｃの出力データがカウント値≧閾値であることを示すデータ値１なので、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１のＬＳＢが０にセットされる。従って、逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１は、
ＧＡＩＮ１＝０１１０（２進表示）…（５）
となり、上記（４）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１が、第１の乗算器１０１に出力される。これによって、５フィールド目においての第１の乗算器１０１のゲインは、上記３フィールド目よりも下がって、上記４フィールド目よりも上がり、第１の乗算器１０１では、上記（５）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１でゲイン制御された内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が得られる。
【００３２】
以上で１サイクルの逐次比較動作を終了する。上記（５）の逐次比較レジスタ値ＧＡＩＮ１は、収得ゲインデータとしてマイコンに出力される。
【００３３】
図１を参照して飽和抑圧部２の動作を説明する。飽和抑圧部２は、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を、非線形な特性で減衰制御して、輝度の飽和および色相の回転を抑圧した３原色の出力映像信号（出力ＲＧＢ信号）Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔを得る。
【００３４】
ルックアップ変換部１０５は、最大値選択部１０２から画素単位で出力される最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）のそれぞれをアドレスとして、非線形な特性を書き込んだルックアップテーブル（ＬＵＴ）を有する。上記のＬＵＴは、例えばＳＲＡＭで構成されている。また、上記の非線形な利得特性は、マイコンからＬＵＴデータを入力することによって、あらかじめＬＵＴに書き込まれたものであり、必要に応じて書き換えることが可能である。このルックアップ変換部１０５は、最大値選択部１０２から入力された最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）に応じた非線形なゲインデータＧＡＩＮ２（ＧＡＩＮ２＝１の場合を含む）を上記ＬＵＴによって生成し、そのゲインデータＧＡＩＮ２を第２の乗算器１０６に出力する。
【００３５】
第２の乗算器１０６は、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれに、ルックアップ変換部１０５からのゲインデータＧＡＩＮ２を係数として乗算することによって、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のそれぞれを互いに同じ減衰率でレベル制御して、飽和を抑圧し、得られたＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔを、この実施の形態１の映像信号処理装置においての３原色の出力映像信号として出力する。
【００３６】
図３はルックアップ変換部１０５のＬＵＴの入出力特性例を示す図である。図３に示すように、最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）が所定値未満の領域では、ＬＵＴの入出力特性は線形な特性になっており、最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）が所定値以上の領域では、ＬＵＴの入出力特性は非線形な円弧曲線特性になっている。このように、非線形な領域を円弧曲線としているのは、画面上の目で見た飽和感を滑らかにするためである。
【００３７】
内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のダイナミックレンジは、目標ゲイン収束部１での増幅制御によって飽和しないように、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのダイナミックレンジよりも広くなっている。例えば、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのｂｉｔ幅が８［ｂｉｔ］のとき、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のｂｉｔ幅は９［ｂｉｔ］である。このとき、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のダイナミックレンジは、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのダイナミックレンジの２倍であり、目標ゲイン収束部１は、入力ＲＧＢ信号をその２倍まで飽和させずに増幅できる。
【００３８】
また、出力ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔのダイナミックレンジは、飽和抑圧部２での非線形な減衰制御によって、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のダイナミックレンジよりも狭くでき、例えば入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎと同じにできる。例えば、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのｂｉｔ幅が８［ｂｉｔ］、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のｂｉｔ幅が９［ｂｉｔ］のとき、出力ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔのｂｉｔ幅は８［ｂｉｔ］である。このとき、出力ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔのダイナミックレンジは、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のダイナミックレンジの１／２であって、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのダイナミックレンジと同じである。
【００３９】
従って、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのｂｉｔ幅を８［ｂｉｔ］、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のｂｉｔ幅を９［ｂｉｔ］、出力ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔのｂｉｔ幅を８［ｂｉｔ］としたとき、目標ゲイン収束部１では、入力ＲＧＢ信号をその２倍まで飽和させずに増幅でき、飽和抑圧部２は、飽和せずに増幅された９ｂｉｔ幅の内部ＲＧＢ信号を、ルックアップ変換部１０５によって非線形な特性で飽和抑圧して、８ｂｉｔ幅に戻すので、出力ＲＧＢ信号では任意な非飽和特性が得られる。
【００４０】
この実施の形態１では、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジで入力ＲＧＢ信号を増幅して内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を生成し、これらの内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の内の１フィール内での最大値が目標値に収束するように、入力ＲＧＢ信号の増幅率を制御し、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）に応じて図３のような非線形な特性によって減衰制御するので、飽和を抑圧できる。
【００４１】
また、実施の形態１では、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれを、互いに同じ増幅率および互いに同じ減衰率で制御するので、色相の回転を抑圧できる。
【００４２】
さらに、実施の形態１では、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の内の１フィール内での最大値が目標値に収束するように、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎの増幅率を制御するので、１フィールド内での出力ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔの内の最大値を出力ダイナミックレンジ一杯にすることができる。
【００４３】
例えば、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれが、
Ｒｉｎ＝２００
Ｇｉｎ＝１５０
Ｂｉｎ＝１００
であり、目標ゲイン収束部１においてゲインデータＧＡＩＮ１（または設定ゲインデータ３）＝２であったとすると、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のそれぞれは、
Ｒ１＝２００×２＝４００
Ｇ１＝１５０×２＝３００
Ｂ１＝１００×２＝２００
となる。
【００４４】
このときの最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）は、Ｒ１＝４００であり、Ｍａｘ（ＲＧＢ）＝４００のアドレスのＬＵＴデータが０．６であったとすると、出力ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔのそれぞれは、
Ｒｏｕｔ＝４００×０．６＝２４０
Ｇｏｕｔ＝３００×０．６＝１８０
Ｂｏｕｔ＝２００×０．６＝１２０
となる。このように、飽和および色相の回転を抑圧でき、かつ１フィールド内での出力ＲＧＢ信号の内の最大値を出力ダイナミックレンジ一杯にすることができることが判る。これによって、コントラストの効いたメリハリのある映像を提供することができる。
【００４５】
なお、上記従来の映像信号処理装置（例えば、特許文献１参照）では、Ｙ信号をもとに入力ＲＧＢ信号を増幅制御するので、例えば、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれが
Ｒｉｎ＝２００
Ｇｉｎ＝１５０
Ｂｉｎ＝１００
のときと、
Ｒｉｎ＝１５０
Ｇｉｎ＝１５０
Ｂｉｎ＝１５０
のときでは、１フィールド内での出力ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔの内の最大値が異なるものになる。しかし、この実施の形態１では、１フィールド内での内部ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔの内の最大値が目標値になるようにしているので、入力ＲＧＢ信号のそれぞれの比率が変化しても、出力ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔの内の最大値をダイナミックレンジ一杯に出力できる。
【００４６】
また、実施の形態１では、カウンター１０３ｂにおいて２値化比較器１０３ａの出力データ値１の個数をカウントし、逐次比較器１０３ｄにおいてカウンター１０３ｂでのカウント値をマイコンからの閾値と比較することによって、つまり１フィールド内のＲＧＢ信号を２値化して積算することによって、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の内の１フィール内での最大値を目標値と比較しているので、アナログ回路から重畳されているノイズなどの外乱による影響を軽減することができ、輝度ムラや色ムラを補正するために画面内で湾曲したゲイン差のある入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎであっても、高精度に目標値に収束させることができる。
【００４７】
例えば、１フィールドのＲＧＢ信号が１０２４（水平）×７６８（垂直）のとき、１フィールド内に７８６４３２の画素があり、上記閾値を例えば７８６４に設定すると、全面積のおおよそ１［％］の画素の最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）が上記目標値以上でないと、逐次比較器１０３ｄからデータ値１が出力されないことになり、ノイズなどの外乱による影響を軽減できること判る。もしも、１フィールド内の最大値の１点を保持させるピークホールドだと、少しのノイズでも誤った値を真値としてしまうが、この実施の形態１では、上記閾値を大きな値（例えば１０２４とか７８６４）に設定することによって、ノイズなどの外乱の影響を軽減できる。
【００４８】
また、実施の形態１では、ＳＷ１０４によって、ゲインデータＧＡＩＮ１、またはこのゲインデータＧＡＩＮ１（収得ゲインデータ）を補正してマイコンから入力された設定ゲインデータＧＡＩＮ３のいずれかを切り替えて、第１の乗算器１０１に出力できるようになっている。これによって、数十万個の可動マイクロミラー（ＤＭＤ：デジタルマイクロミラーデバイス）を配列した投写型ディスプレイなどを複数台用いて構成したマルチ画面ディスプレイシステムにおいて、マルチ画面間の輝度差を修正することができる。
【００４９】
マルチ画面間の輝度差は、画面間のつなぎ目の輝度差が人間の目で分かり易く、なだらかな輝度の変化は分かり難いと言う特徴がある。そのため、例えば、画面内の輝度を湾曲させ、画面中央に向かって最大輝度を発生させて、画面間のつなぎ目の輝度を整合させる手法がなされる。しかしながら、画面中央の輝度を最大にすると周辺との輝度差があり過ぎるときには、収得ゲインデータを中心に増加減した設定ゲインデータＧＡＩＮ３を第１の乗算器１０１に入力して、画面中央と周辺の輝度差および画面間のつなぎ目の輝度差が目立たないように補正する。
【００５０】
また、実施の形態１では、ルックアップ変換部１０５が、最大値選択部１０２から出力されるそれぞれの最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）をアドレスとして非線形な特性を書き込んだＬＵＴによって、最大値選択部１０２から出力された最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）に応じた第２のゲインデータＧＡＩＮ２を生成し、このＬＵＴをマイコンからの入力されたＬＵＴデータに従って書き換えることがきるので、非線形な特性にも、線形な特性にも対応できる。非線形な特性を、図３のように円弧曲線にすることもできるし、複数の直線によって折れ線で構成することもできる。
【００５１】
なお、ルックアップ変換部１０５のＬＵＴは、例えばＳＲＡＭで構成されるが、最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）が９ｂｉｔ幅の場合、ＳＲＡＭのアドレスは９ｂｉｔ幅と大きくなる。そこで、入力ＲＧＢ信号の輝度の途中からＬＵＴのデータを開始させ、最大値選択部１０２から出力された最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）が所定値未満であれば、線形な特性の第２のゲインデータＧＡＩＮ２を生成し、上記最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）が上記所定値以上であれば、最大値選択部１０２から出力されるそれぞれの最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）の内の上記所定値以上のものをアドレスとして非線形な特性を書き込んだＬＵＴによって、非線形な特性を含む第２のゲインデータＧＡＩＮ２を生成するようにすれば、ＬＵＴのＳＲＡＭの容量を抑えることができる。
【００５２】
例えば、ＬＵＴのデータの開始を最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）のダイナミックレンジの中間から上限までとし、下限から中間までは直線とすることにより、ＳＲＡＭの容量を半減させることができる。これは、ＬＵＴ１０５のアドレスである最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）の最上位ｂｉｔが”０”であれば、ゲインデータＧＡＩＮ２＝１を出力し、最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）のＭＳＢが１であれば、ＬＵＴを選択して、このＬＵＴに従ってゲインデータＧＡＩＮ２を生成することによって実現できる。
【００５３】
以上のように実施の形態１によれば、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを増幅して得られる内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が目標値に収束するように、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを増幅制御し、飽和抑圧部２において、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を非線形な特性で減衰制御することにより、輝度の飽和および色相の回転を抑圧し、かつ１フィールド内での出力ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔの内の最大値をダイナミックレンジ一杯にすることができる。
【００５４】
また、輝度ムラや色ムラを補正するために画面内で湾曲したゲイン差のある入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎであっても、さらにはアナログ回路からのノイズ成分を含んだ入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎであっても、高精度に目標値に収束させることができる。
【００５５】
また、マイコンが読み出せ、さらに、マイコンがゲインデータＧＡＩＮ１（収得ゲインデータ）を基準に増加減補正した設定ゲインデータＧＡＩＮ３を用いて、上記収得ゲインデータを中心にマルチ画面間の輝度差を修正することができる。
【００５６】
実施の形態２．
上記実施の形態１の映像信号処理装置では、内部ＲＧＢ映像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が目標値に収束するまでに、ゲインデータＧＡＩＮ１のｂｉｔ幅分のフィールドを費やすことになり、時間がかかる。入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎの変動に応じてコントラストを変え、暗い画面では明るくし、明るい画面ならこのままにするというような時々刻々と変化する制御用途では、収束するのに時間がかかり過ぎ、違和感のある画面内容になる。そこで、以下に説明する実施の形態２は、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を１フィールド期間で目標値に収束できるようにしたものである。
【００５７】
図４は本発明の実施の形態２の映像信号処理装置のブロック構成図である。なお、図４において、図１と同じものには同じの符号を付し、重複する説明は省略する。実施の形態２の映像信号処理装置は、上記実施の形態１の映像信号処理装置（図１参照）において、目標ゲイン収束部１を目標ゲイン収束部３に変更したものである。
【００５８】
上記目標ゲイン収束部３は、上記実施の形態１の目標ゲイン収束部１（図１参照）において、目標ゲイン制御部１０３を目標ゲイン制御部４０３に変更したものである。
【００５９】
上記目標ゲイン制御部４０３は、最大値検出部４０３ａと、ゲイン演算部４０３ｂとによって構成されている。
【００６０】
この実施の形態２の映像信号処理装置は、最大値検出部４０３ａにおいて、最大値選択部１０２から出力される画素単位ごとの最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）から、１フィールド内での最大値を検出し、ゲイン演算部４０３ｂにおいて、上記検出された１フィールド内での最大値とマイコンから入力された目標値とを演算して、ゲインデータＧＡＩＮ１を決定することによって、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を１フィールド期間で目標値に収束させる。
【００６１】
目標ゲイン制御部４０３の動作について説明する。まず、最大値検出部４０３ａにおいて、最大値選択部１０２から出力された１フィールド分の最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）から、その１フィールド内での最大値を検出する。
【００６２】
この１フィールド内での最大値を検出は、例えば、フィールドの開始時に、１フィールド内での最大値ＦＭａｘ（ＲＧＢ）を０に初期化しておき、このＦＭａｘ（ＲＧＢ）を、最大値選択部１０２から順次出力される最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）と順次比較していき、
Ｍａｘ（ＲＧＢ）＞ＦＭａｘ（ＲＧＢ）であれば、ＦＭａｘ（ＲＧＢ）＝Ｍａｘ（ＲＧＢ）とし、
Ｍａｘ（ＲＧＢ）≦ＦＭａｘ（ＲＧＢ）であれば、ＦＭａｘ（ＲＧＢ）をそのままとする
ことによって実現できる。
【００６３】
そして、１フィールド期間の最後に、ゲイン演算部４０３ｂにおいて、上記検出された最大値とマイコンから入力された目標値とを演算して、第１の乗算器１０１の係数となるゲインデータＧＡＩＮ１を生成する。
【００６４】
この演算は、例えば、
ＧＡＩＮ１＝（目標値）／（１フィールド内の最大値）…（６）
である。
【００６５】
なお、入力ＲＧＢ信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎに含まれるノイズ成分による影響は、例えば、最大値選択部１０２と目標ゲイン制御部４０３の間にローパスフィルタを入れ、フィルタ特性を最適化することにより排除することができる。
【００６６】
以上のように実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、輝度の飽和および色相の回転を抑圧し、かつ１フィールド内での出力ＲＧＢ信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔの内の最大値をダイナミックレンジ一杯にすることができる。
【００６７】
さらに、画素単位ごとの最大値Ｍａｘ（ＲＧＢ）から、１フィールド内での最大値を検出し、上記検出された１フィールド内での最大値と目標値とを演算して、ゲインデータＧＡＩＮ１を決定することにより、内部ＲＧＢ信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を１フィールド期間で目標値に収束させることができるので、時々刻々と変化する入力ＲＧＢ信号の変動に応じてコントラストを変え、暗い画面では明るくし、明るい画面ならこのままにすることができる。
【００６８】
例えば、低輝度から高輝度まで使っている映画などは、目標値を上げて、コントラストの効いた映像信号が得られるようにし、照明が効いて中輝度から高輝度の多いスタジオ放送では、目標値をそれほど上げずに、最適な映像が得られるようにする。
【００６９】
さらに、画面表示によってユーザが目標値を選択するための手段を設け、ユーザが最適な目標値を設定できるようにすることも可能である。また、このような手段を上記実施の形態１に設けることも可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、輝度の飽和および色相の回転を抑圧でき、かつ出力ダイナミックレンジを一杯に活用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の映像信号処理装置のブロック構成図である。
【図２】図１の逐次比較器においての逐次比較レジスタ値（ゲイン制御データ）の収束変遷図である。
【図３】図１のルックアップ変換部のＬＵＴの入出力特性例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２の映像信号処理装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１  目標ゲイン収束部、  ２  飽和抑制部、  ３  目標ゲイン収束部、  １０１  第１の乗算器、  １０２  Ｍａｘ（ＲＧＢ）、  １０３  目標ゲイン制御部、  １０３ａ  ２値化比較器、  １０３ｂ  カウンター、  １０３ｃ  カウント値比較器、  １０３ｄ  逐次比較器、  １０４  スイッチ（ＳＷ）、  １０５  ルックアップ変換部、  １０６  第２の乗算器、  ４０３  目標ゲイン制御部、４０３ａ  最大値検出部、  ４０３ｂ  ゲイン演算部。
【図１】
2004180090.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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