(57)【要約】【課題】簡易な回路構成で、色の飽和を低減しかつ入力信号に適応した階調拡大制御を行う映像信号処理装置を提供する。【解決手段】入力映像信号のＲＧＢ各色の最大値を検出して出力する最大値検出手段と、ＲＧＢ各色の前記最大値それぞれに重み付けの係数をかけたもののうちの最大値を検出して出力する重み付け最大値検出手段と、前記重み付け最大値検出手段の出力と入力映像信号の輝度レベルの最大値と比較し、大きい方を入力映像信号の最大検出輝度レベルとすることによって入力映像信号の信号制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
色の飽和を低減しかつ入力映像信号に適応した振幅調整を行う映像信号処理装置であって、入力映像信号のＲＧＢ各色の最大値を検出して出力する最大値検出手段と、ＲＧＢ各色の前記最大値それぞれに重み付けの係数をかけたもののうちの最大値を検出して出力する重み付け最大値検出手段と、前記重み付け最大値検出手段の出力と入力映像信号の輝度レベルの最大値と比較し、大きい方を入力映像信号の最大検出輝度レベルとすることによって入力映像信号の信号制御を行う手段を備えたことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
色の飽和を低減しかつ入力映像信号に適応した振幅調整を行う映像信号処理装置であって、前記入力映像信号の各画素のＲＧＢ各信号を変換し輝度信号を出力する手段と、前記出力された輝度信号の輝度最大値と輝度最小値を抽出する手段と、前記入力映像信号の各画素のＲＧＢ各信号それぞれのＲＧＢ最大値を出力する手段と、前記ＲＧＢ最大値のうちＲ信号最大値にＲ＿ＭＡＸ重み付け係数を乗算する手段と、前記ＲＧＢ最大値のうちＧ信号最大値にＧ＿ＭＡＸ重み付け係数を乗算する手段と、前記ＲＧＢ最大値のうちＢ信号最大値にＢ＿ＭＡＸ重み付け係数を乗算する手段と、前記ＲＧＢ最大値それぞれに重み付け係数を乗算したものから最大の値を検出し出力する手段と、前記重み付けをしたもののうちの最大のものを下回らないように前記最大輝度値を制限する最大輝度リミッタ手段と、前記最小輝度値と前記最大輝度リミッタ手段の出力値から入力映像信号のゲインとオフセットを演算する制御データ生成手段と、前記入力映像信号を前記ゲインと前記オフセットによって制御する手段と、を備えたことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項３】
前記入力映像信号のＲＧＢ色別色信号平均値検出を行う平均値検出手段と、前記Ｒ＿ＭＡＸ重み付け係数を前記色別平均値のＲ信号平均値に応じて制御するＲ係数制御手段と前記Ｇ＿ＭＡＸ重み付け係数を前記色別平均値のＧ信号平均値に応じて制御するＧ係数制御手段と前記Ｂ＿ＭＡＸ重み付け係数を前記色別平均値のＢ信号平均値に応じて制御するＢ係数制御手段と前記ＲＧＢ最大値それぞれに重み付け係数を乗算したものから最大の値を検出し出力する手段としたことを特徴とする請求項２記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
前記入力映像信号の各画素のＲＧＢ各信号を変換し輝度信号の平均値を検出する手段と、前記ＲＧＢ重み付け係数を前記輝度信号の平均値に応じて制御する重み付け係数制御手段と前記ＲＧＢ最大値それぞれに重み付け係数を乗算したものから最大の値を検出し出力する手段としたことを特徴とする請求項２記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
前記入力映像信号の各画素のＲＧＢ各信号を変換し輝度信号の最小値を検出する手段と、前記ＲＧＢ重み付け係数を前記輝度信号の最小値に応じて制御する重み付け係数制御手段と前記ＲＧＢ最大値それぞれに重み付け係数を乗算したものから最大の値を検出し出力する手段としたことを特徴とする請求項２記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
前記入力映像信号の各画素のＲＧＢ各信号を変換し輝度信号の最大値を検出する手段と、前記ＲＧＢ重み付け係数を前記輝度信号の最大値に応じて制御する重み付け係数制御手段と前記ＲＧＢ最大値それぞれに重み付け係数を乗算したものから最大の値を検出し出力する手段としたことを特徴とする請求項２記載の映像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像機器（例えば液晶テレビ）において、入力映像信号処理に応じてゲインとオフセットを可変し、ダイナミックレンジを拡大するとともにその副作用である色飽和を解消する映像信号処理装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の入力映像信号処理に応じてゲインとオフセットを可変し、ダイナミックレンジを拡大するとともにその副作用である色飽和を解消する映像信号処理装置として、特開２００２−１５２７７１号公報（特許文献１参照）に開示されたもの類似の構成を図６に示す。図６において、第一の制御データ生成部６０３でゲイン及びオフセットの制御を受けたＲＧＢ信号のフィールドごとの最大値を検出し、第二の制御データ生成部６０６で、その最大値を出力のダイナミックレンジの最大値まで抑圧する非線形なゲイン特性を規定し、第二の信号制御部６０７で順次上記レベル制御後のＲＧＢ信号の最大値に対して、非線形なゲイン制御を行うとともに、前記最大値として検出された信号以外のＲＧＢ信号の最大値に対して、入力時点のＲＧＢの比率を保つゲイン制御を行う。これにより、ＲＧＢ信号から抽出される輝度信号の振幅から算出されるゲインに基づいて、ＲＧＢ信号の利得制御が行われたときでも、ＲＧＢ信号のいずれもダイナミックレンジをオーバーフローすることがなく制御することができる。
【特許文献１】特開２００２−１５２７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的に、入力映像信号に応じてゲインとオフセットを変更し最適な映像を得る映像信号処理装置として、入力信号の輝度レベルに応じてダイナミックレンジを拡大する装置においてＲＧＢ各色の最大値がダイナミックレンジを超えてしまう場合において、入力映像の輝度レベルから上記ゲインとオフセットを導くため、特に各ＲＧＢ信号の非線形処理などにともなう色ずれ現象が起こってしまう課題があった。
【０００４】
本発明は前記課題に鑑み、非線形処理などにともなう色ずれをなくすとともにダイナミックレンジ拡大処理をし、ＲＧＢ各色のダイナミックレンジオーバーフローをできるだけ低減させる映像信号処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する為に本願発明に係る映像信号処理装置は、色の飽和を低減しかつ入力映像信号に適応した振幅調整を行う映像信号処理装置であって、前記入力映像信号の各画素のＲＧＢ各信号を変換し輝度信号を出力する手段と、前記出力された輝度信号の輝度最大値と輝度最小値を抽出する手段と、前記入力映像信号の各画素のＲＧＢ各信号それぞれのＲＧＢ最大値を出力する手段と、前記ＲＧＢ最大値のうちＲ信号最大値にＲ＿ＭＡＸ重み付け係数を乗算する手段と、前記ＲＧＢ最大値のうちＧ信号最大値にＧ＿ＭＡＸ重み付け係数を乗算する手段と、前記ＲＧＢ最大値のうちＢ信号最大値にＢ＿ＭＡＸ重み付け係数を乗算する手段と、前記ＲＧＢ最大値それぞれに重み付け係数を乗算したものから最大の値を検出し出力する手段と、前記重み付けをしたもののうちの最大のものを下回らないように前記最大輝度値を制限する最大輝度リミッタ手段と、前記最小輝度値と前記最大輝度リミッタ手段の出力値から入力映像信号のゲインとオフセットを演算する制御データ生成手段と、前記入力映像信号を前記ゲインと前記オフセットによって制御する手段と、を備えるように構成する。
【発明の効果】
【０００６】
簡易な回路構成で、色の飽和を低減しかつ入力信号に適応した階調拡大制御を行う映像信号処理装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の映像信号処理装置は、入力映像信号のＲＧＢ信号の最大値に対して色の飽和度の上限を調節することが可能な入力時点のＲＧＢの比率を保つゲイン制御によるダイナミックレンジ拡大を行うことを特徴としたものである。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の映像信号処理装置は、請求項１に記載した装置をより具体的な例で示したものである。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の映像信号処理装置は、入力映像信号のＲＧＢ信号の最大値に対して色の飽和度の上限を入力の各ＲＧＢ信号の平均値からダイナミックに調節することが可能な入力時点のＲＧＢの比率を保つゲイン制御によるダイナミックレンジ拡大を行うことを特徴としたものである。
【００１０】
本発明の請求項４に記載の映像信号処理装置は、入力映像信号のＲＧＢ信号の最大値に対して色の飽和度の上限を入力の輝度信号の平均値からダイナミックに調節し、請求項３と同じ効果と回路規模の簡易化が可能な入力時点のＲＧＢの比率を保つゲイン制御によるダイナミックレンジ拡大を行うことを特徴としたものである。
【００１１】
本発明の請求項５に記載の映像信号処理装置は、入力映像信号のＲＧＢ信号の最大値に対して色の飽和度の上限を入力の輝度信号の最小値からダイナミックに調節し、輝度信号の最小値の値に比例するように各ＲＧＢの最大値を無視するような制御をすることで、色の飽和が起こらない場合にダイナミックレンジ拡大の効果を最大限に引き出す効果と回路規模の簡易化が可能な入力時点のＲＧＢの比率を保つゲイン制御によるダイナミックレンジ拡大を行うことを特徴としたものである。
【００１２】
本発明の請求項６に記載の映像信号処理装置は、入力映像信号のＲＧＢ信号の最大値に対して色の飽和度の上限を入力の輝度信号の最大値からダイナミックに調節し、輝度信号の最大値が小さく各ＲＧＢ信号の最大値が極端に大きいときと小さいときには色の飽和度がより大きいと判断することによって、見た目の色の飽和を低減する効果と回路規模の簡易化が可能な入力時点のＲＧＢの比率を保つゲイン制御によるダイナミックレンジ拡大を行うことを特徴としたものである。
【００１３】
以下に、本発明の一実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施例を示し、図１において１０１は輝度信号抽出部、１０２は輝度信号特徴検出部、１０３は最大値リミッタ、１０４は制御データ生成部、１０５は信号制御部、１０６は色信号最大値検出部、１０７〜１０９は乗算器、１１０は重み付け色信号最大値検出部である。
【００１５】
以下に具体的な動作を説明する。輝度信号抽出部１０１は入力映像信号の各画素ごとの輝度信号Ｙを求める。一般的に前記Ｙを求める方法として、入力ＲＧＢ信号のマトリックス演算Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂなどが知られていて、これに類する演算で求めることができる。次に、色信号最大値検出部１０６は前記入力信号のＲＧＢ信号のフィールドごとの最大値をそれぞれＲ＿ＭＡＸ、Ｇ＿ＭＡＸ、Ｂ＿ＭＡＸとして導く。前記Ｒ＿ＭＡＸ、Ｇ＿ＭＡＸ、Ｂ＿ＭＡＸは乗算器１０７〜１０９へ入力されそれぞれＲ＿ＭＡＸ重み付け係数、Ｇ＿ＭＡＸ重み付け係数、Ｂ＿ＭＡＸ重み付け係数を乗算され重み付け色信号最大値検出部１１０に入力される。前記Ｒ＿ＭＡＸ重み付け係数、Ｇ＿ＭＡＸ重み付け係数、Ｂ＿ＭＡＸ重み付け係数に設定される値は０．０以上１．０以下の範囲でＲＧＢ各色飽和度抑制の度合いに比例して設定する。前記重み付け色信号最大値検出部１１０は入力された３つの値のうちの最大値Ｃ＿ＭＡＸを出力する。輝度信号特徴検出部１０２は前記Ｙのフィールドごとの最大値と前記Ｙのフィールドごとの最小値を検出しそれぞれＹ＿ＭＡＸ、ＹＭＩＮとして出力する。最大値リミッタ１０３は前記Ｙ＿ＭＡＸが前記Ｃ＿ＭＡＸを下回らないように前記Ｙ＿ＭＡＸに制限をかける。制御データ生成部１０４は前記最大値リミッタ１０３と前記Ｙ＿ＭＩＮとの出力がそれぞれ出力映像信号のダイナミックレンジの最大値と最小値となるように制御データのゲインとオフセットを導きこれらを出力する。制御データ生成部１０４で求められたゲイン及びオフセットに応じて信号制御部１０５で前記入力映像信号のダイナミックレンジ拡大をフレームごとに行う。以上の制御により入力映像信号のＲＧＢ信号の最大値に対して色の飽和度の上限を調節しゲインとオフセットを導くことによって色飽和の抑制と入力映像信号のダイナミックレンジ拡大を同時に行うことができる。
【００１６】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施例を示し、図２において実施の形態１の１０１〜１１０に２０１〜２１０が対応し、２１１〜２１４を追加したものである。色信号平均値検出部２１１は入力映像信号のＲＧＢ各色の平均値Ｒ＿ＡＰＬ、Ｇ＿ＡＰＬ、Ｂ＿ＡＰＬを出力し、Ｒ係数制御部２１２においてＲ＿ＡＰＬが大きいときにはＲ＿ＭＡＸ重み付け係数を大きく制御する。Ｇ係数制御部２１３、Ｂ係数制御部２１４も前記Ｒ係数制御部２１２同様に制御する。この制御によって、最適な色飽和度をＲＧＢ平均値から類推しながら前記入力映像信号のダイナミックレンジの拡大を行うことができる。
【００１７】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施例を示し、図３において実施の形態１の１０１〜１１０に３０１〜３１０が対応し、３１１を追加したものである。重み付け係数制御部３１１はＲＧＢそれぞれのＭＡＸ重み付け係数を前記輝度特徴検出部３０２から輝度信号Ｙの平均値Ｙ＿ＡＰＬの値に応じて、Ｙ＿ＡＰＬが大きいときに大きくなるように制御する。この実施例は前期実施の形態２と同様の効果をより簡易な回路構成で行うものである。
【００１８】
（実施の形態４）
図４は本発明の第４の実施例を示し、図４において実施の形態１の１０１〜１１０に４０１〜４１０が対応し、４１１を追加したものである。重み付け係数制御部４１１はＲＧＢそれぞれのＭＡＸ重み付け係数を前記輝度特徴検出部４０２から輝度信号Ｙの最小値Ｙ＿ＭＩＮの値に応じて、Ｙ＿ＭＩＮが小さいときに大きくなるように制御する。この実施例はＹ＿ＭＩＮが大きいときには色飽和を起こさせずにダイナミックレンジの拡大処理に尤度が十分あるため、ダイナミックレンジ拡大効果が大きいときに特に色飽和度を抑制させることができる。
【００１９】
（実施の形態５）
図５は本発明の第５の実施例を示し、図５において実施の形態１の１０１〜１１０に５０１〜５１０が対応し、５１１を追加したものである。重み付け係数制御部５１１はＲＧＢそれぞれのＭＡＸ重み付け係数を前記輝度特徴検出部５０２から輝度信号Ｙの最大値Ｙ＿ＭＡＸの値に応じて、Ｙ＿ＭＡＸが極端に大きいときと小さいときに大きくなるように制御する。この実施例はＹ＿ＭＡＸが極端に大きいときや小さいときには輝度分布が大きく偏っていると考えることによって、大きな偏りがある輝度分布では色飽和が起こりやすいことに着目し、最低限の色飽和度を抑制し、ダイナミックレンジ拡大処理を優先させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明に係る映像信号処理装置は、簡易な回路構成で、色の飽和を低減しかつ入力信号に適応した階調拡大制御を行えるという効果を有し、入力映像信号処理に応じてゲインとオフセットを可変し、ダイナミックレンジを拡大するとともにその副作用である色飽和を解消する映像機器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１による映像信号処理装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２による映像信号処理装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３による映像信号処理装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態４による映像信号処理装置の構成図
【図５】本発明の実施の形態５による映像信号処理装置の構成図
【図６】従来例の構成図
【符号の説明】
【００２２】
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１    輝度信号抽出部
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２    輝度信号特徴検出部
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３    最大値リミッタ
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４    制御データ生成部
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５    信号処理部
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０５    色信号最大値検出部
１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、１０８、２０８、３０８、４０８、５０８、１０９、２０９、３０９、４０９、５０９    乗算器
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０    重み付け色信号最大値検出部
６０３    第一の制御データ生成部
６０４    第一の信号制御部
６０６    第二の制御データ生成部
６０７    第二の信号制御部
２１１    色信号平均値検出部
２１２    Ｒ係数制御部
２１３    Ｇ係数制御部
２１４    Ｂ係数制御部
３１１、４１１、５１１    重み付け係数制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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