(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度レベルを複数段階に分けてそれぞれに所定レベルを割り振って設定したものであって映像信号入力端子１２に入力した映像信号の輝度レベルが０レベルから所定レベルまでに相当するかを判定する複数個の判定器１７と、判定器１７で判定した所定レベル毎の出現数データを計数する複数個の第１のカウンタ１９と、この第１のカウンタ１９の出力と予め設定された比較基準値入力端子１１からの比較基準値とを比較して、この比較出力で前記第１のカウンタ１９をクリアする複数個の比較器２１と、この比較器２１の出力を計数する複数個の第２のカウンタ２３とからなる出現数カウンタ１３と、この出現数カウンタ１３の複数個の第２のカウンタ２３の出力に基づき直線補間して補正特性線を形成する直線補間部１５と、この補正特性線により入力映像信号を補正する画質補正部１６とを具備してなることを特徴とする画質補正回路。
【請求項２】
映像信号入力端子１２に入力した映像信号の複数画素毎の輝度レベルの平均値を算出する平均値算出部１０と、輝度レベルを複数段階に分けてそれぞれに所定レベルを割り振って設定したものであって前記平均値算出部１０から出力された輝度レベルの平均値が０レベルから所定レベルまでに相当するかを判定する複数個の判定器１７と、判定器１７で判定した所定レベル毎の出現数データを計数する複数個の第１のカウンタ１９と、この第１のカウンタ１９の出力と予め設定された比較基準値入力端子１１からの比較基準値とを比較して、この比較出力で前記第１のカウンタ１９をクリアする複数個の比較器２１と、この比較器２１の出力を計数する複数個の第２のカウンタ２３とからなる出現数カウンタ１３と、この出現数カウンタ１３の複数個の第２のカウンタ２３の出力に基づき直線補間して補正特性線を形成する直線補間部１５と、この補正特性線により入力映像信号を補正する画質補正部１６とを具備してなることを特徴とする画質補正回路。
【請求項３】
出現数カウンタ１３は、判定器１７、第１のカウンタ１９、比較器２１及び第２のカウンタ２３の直列回路を互いに１６個を並列接続してなることを特徴とする請求項１又は２記載の画質補正回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）や液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤパネル）等を表示パネルとする表示装置で映像を表示する場合に、映像内容に対応して画質の補正（例えばガンマ補正）を行う画質補正回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画質補正回路は、図７に示すように、入力端子１２に入力した映像信号の１フレーム（又は１フィールド）毎に、平均値算出部１０によって平均映像レベル（ＡＰＬ）を検出し、このＡＰＬをアドレスとしてＲＯＭ１４から対応した補正デ−タを読み出し、この補正デ−タに対応した入出力変換特性曲線に従って画質補正部１６で入力映像信号を補正し、出力端子１８から出力するようにしていた。ＡＰＬは、例えば１フレーム（又は１フィールド）の全表示ドット数について輝度レベル毎に分布頻度数を掛けた値を加算し、全表示ドット数で除算して求められる。
【０００３】
しかしながら、図７に示した従来例では、ＡＰＬに基づいて画質補正データを決めていたので、明るさが平均的に分布した映像内容の表示改善はできるが、輝度レベルのヒストグラム（頻度分布）について考慮されていないので、映像内容に適した補正ができないという問題点があった。
例えば、図８（ａ）に示すように、輝度レベルが明るい側に集中している頻度分布１の場合と、同図（ｂ）に示すように、輝度レベルが暗い側に集中している頻度分布２の場合とがあったものとする。このように分布状態が異なるにも拘らず、ともにＡＰＬが同一であったものとすると、図８（ａ）の場合には明るい側の解像度が低くなり、また、同図（ｂ）の場合には、暗い側の解像度が低くなるという問題点があった。特に、輝度レベルの頻度分布の分布範囲の狭い入力映像信号に対して解像度が低くなるという問題点があった。
【０００４】
上述の問題点を解決するため、本出願人は既に図９に示すような映像信号補正回路（特開平８−２３４６０）を提案した。この回路によれば、アナログのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号からなる入力映像信号Ｓ０をＡＤＣ（アナログ・ディジタル変換器）２０でディジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換し、下位アドレスとしてＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）２２に入力し、テーブルルックアップ方式で入出力変換即ちガンマ補正が行われる。一方、マトリックス回路２４によってアナログのＲ、Ｇ、Ｂ信号からＹ信号（輝度信号）を生成し、このＹ信号をＡＤＣ２６でディジタル信号に変換してヒストグラム回路２８に入力する。ヒストグラム回路２８は、輝度レベルを複数の領域（例えば４つの領域）に区分した各領域について、輝度レベルの頻度数（分布数）を計数する。デコーダ３０は、ヒストグラム回路２８の計数結果をデコードし、上位アドレスとしてＲＯＭ２２に入力し、ＲＯＭ２２内に予め記憶されたガンマ補正特性デ−タを選択し、入力したディジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号がガンマ補正され、ディジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号Ｓ１が出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示した映像信号補正回路では、入力映像信号の輝度レベルの頻度分布に応じたガンマ補正が得られるが、依然として、各輝度レベルの出現数に合わせた適切な補正特性が得られないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたもので、各輝度レベルの出現数に合わせて最適な補正特性を得て、あらゆる映像にも適した画質補正処理を行うことのできる画質補正回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、輝度レベルを複数段階に分けてそれぞれに所定レベルを割り振って設定したものであって映像信号入力端子１２に入力した映像信号の輝度レベルが０レベルから所定レベルまでに相当するかを判定する複数個の判定器１７と、判定器１７で判定した所定レベル毎の出現数データを計数する複数個の第１のカウンタ１９と、この第１のカウンタ１９の出力と予め設定された比較基準値入力端子１１からの比較基準値とを比較して、この比較出力で前記第１のカウンタ１９をクリアする複数個の比較器２１と、この比較器２１の出力を計数する複数個の第２のカウンタ２３とからなる出現数カウンタ１３と、この出現数カウンタ１３の複数個の第２のカウンタ２３の出力に基づき直線補間して補正特性線を形成する直線補間部１５と、この補正特性線により入力映像信号を補正する画質補正部１６とを具備してなることを特徴とする画質補正回路である。
【０００８】
また、本発明は、映像信号入力端子１２に入力した映像信号の複数画素毎の輝度レベルの平均値を算出する平均値算出部１０と、輝度レベルを複数段階に分けてそれぞれに所定レベルを割り振って設定したものであって前記平均値算出部１０から出力された輝度レベルの平均値が０レベルから所定レベルまでに相当するかを判定する複数個の判定器１７と、判定器１７で判定した所定レベル毎の出現数データを計数する複数個の第１のカウンタ１９と、この第１のカウンタ１９の出力と予め設定された比較基準値入力端子１１からの比較基準値とを比較して、この比較出力で前記第１のカウンタ１９をクリアする複数個の比較器２１と、この比較器２１の出力を計数する複数個の第２のカウンタ２３とからなる出現数カウンタ１３と、この出現数カウンタ１３の複数個の第２のカウンタ２３の出力に基づき直線補間して補正特性線を形成する直線補間部１５と、この補正特性線により入力映像信号を補正する画質補正部１６とを具備してなることを特徴とする画質補正回路である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による画質補正回路の第１実施例を図１、図２及び図３に基づき説明する。
図１において、１２は、映像信号の入力する映像信号入力端子、１０は、ｍ（２以上の整数）点の輝度レベルの平均値を算出する平均値算出部、１３は、０レベルから異なる値に設定されたレベルの間の出現数データを順次カウントする出現数カウンタ、１１は、比較基準値を入力する比較基準値入力端子、１５は、出現数データに基づいて補正特正点図を得るための直線補間部、１６は、直線補間に基づき画質を補正する画質補正部、１８は、補正された映像信号を出力する映像信号出力端子である。
【００１０】
図２は、前記出現数カウンタ１３のさらに具体的回路図である。
前記平均値算出部１０は、例えば画素１６個の輝度レベルの平均値を算出するもので、これにより後続の出現数カウンタ１３におけるビット数を削減している。
前記出現数カウンタ１３は、例えば１６個の判定器１７０、１７１、…１７１５と、これらの判定器１７０、１７１、…１７１５にそれぞれ順次直列接続された第１のカウンタ１９０、１９１、…１９１５と、比較器２１０、２１１、…２１１５と、第２のカウンタ２３０、２３１、…２３１５と、前記比較器２１０、２１１、…２１１５の他方の入力側に接続された前記比較基準値入力端子１１とからなり、前記比較器２１０、２１１、…２１１５の出力は、前段の第１のカウンタ１９０、１９１、…１９１５へクリア信号として戻され、また、第２のカウンタ２３０、２３１、…２３１５の出力は、前記直線補間部１５へ送られるようになっている。
【００１１】
以上のような構成による作用を説明する。
映像信号入力端子１２に入力した映像信号は、平均値算出部１０にて画素１６個の輝度レベルの平均値を算出して順次出力する。
この平均値は、それぞれのレベルに対応した判定器１７0、１７1、…１７15に入力してそれぞれのレベルに相当するかどうかが判定される。具体的には、１フレーム中の全出現数を２５５とし、輝度レベルを１６段階に分けて検出する。判定器１７0では、０レベルから第１レベルまでに相当するかどうかを判定し、判定器１７1では、０レベルから第２レベルまでに相当するかどうかを判定し、以下同様にして、判定器１７15では、０レベルから第１６レベルまでに相当するかどうかを判定する。このように、すべて０レベルから当該レベルまでに相当するかどうかが判定される。該当するときは、後続のいずれかの第１のカウンタ１９0、１９1、…１９15で出現数が計数される。
【００１２】
各第１のカウンタ１９０、１９１、…１９１５で計数された出現数データは、それぞれ後続の比較器２１０、２１１、…２１１５の一方の入力として加えられる。また、他方の入力として、比較基準値入力端子１１から比較基準値データが入力している。従って、各比較器２１０、２１１、…２１１５では、各第１のカウンタ１９０、１９１、…１９１５で計数された出現数が比較基準値を越えると、各第２のカウンタ２３０、２３１、…２３１５で計数し、各第１のカウンタ１９０、１９１、…１９１５をクリアする。
前記比較基準値入力端子１１からの比較基準値は、１フレームの全画素数を平均値算出部１０の平均算出のサンプル数ｍで割った数を越えたときに第２のカウンタ２３１５の値（補正特性点）が２５５（ＦＦＨ）となるように次式によって設定される。
比較基準値＝（１フレームの全画素数／ｍ）／ＦＦＨ
＝ｗ（横方向画素数）×ｈ（縦方向画素数）÷１６÷２５５
【００１３】
前記各第２のカウンタ２３0、２３1、…２３15の出現数は、以下のようになったものとする。
ｃ０：レベル００〜１０（０Ｆ：１６進表示）の間の第２のカウンタ２３0の出現数
ｃ１：レベル００〜２０（１Ｆ：１６進表示）の間の第２のカウンタ２３1の出現数
…………
ｃＥ：レベル００〜Ｆ０（ＥＦ：１６進表示）の間の第２のカウンタ２３15の出現数
【００１４】
これら第２のカウンタ２３0、２３1、…２３15の各出現数ｃ０、ｃ１、…ｃＥを、横軸が輝度レベル、縦軸が出現数として表わすと、図３に示すような補正特性点として出力する。
各出現数ｃ０、ｃ１、…ｃＥに、開始点００と出現総数（一定値）とを加えた１６段階のデータが前記直線補間部１５へ送られ、この直線補間部１５では、各出現数００、ｃ０、ｃ１、…ｃＥ、ｃＦを順次直線で結んで直線補間した折線で連続した補正特性線が得られる。
画質補正部１６では、映像信号入力端子１２から入力した映像信号を、前記直線補間部１５による補正特性線に基づき画質補正処理を行い映像信号出力端子１８から出力する。具体的には、映像信号入力端子１２から入力した映像信号の輝度レベルがｘであるときには、補正特性線に基づき補正後の輝度レベルｙとなるように画質補正処理を行い映像信号出力端子１８から出力する。
【００１５】
以上のような本発明の第１実施例によれば、各レベルの出現数データに合わせて最適な補正特性を得ることができ、どのような映像にも適した画質補正処理を行うことができる。
【００１６】
なお、前記第１実施例においては、平均値算出部１０の平均値を求めるサンプル数を１６個、出現数カウンタ１３の出現数データを求めるフレーム数を１フレーム、輝度レベルの段階数を１６としたが、本発明は、これらの例に限られるものではない。
【００１７】
次に本発明の第２実施例を図４、図５及び図６に基づき説明する。
図４において、映像信号入力端子１２、平均値算出部１０、出現数カウンタ１３、画質補正部１６、映像信号出力端子１８は、前記図１及び図２に示した第１実施例の場合の構成と変わるところはない。第２実施例の特徴とするところは、映像信号入力端子１２に入力し、平均値算出部１０を介して出現数カウンタ１３で計数された映像信号の出現数データと、設定点データ入力端子２７からの予め設定された設定点データとから新たな補正曲線を生成する補正曲線生成部２５を、前記出現数カウンタ１３と画質補正部１６との間に挿入したものである。
この補正曲線生成部２５は、例えば、出現数データと、設定点データとを交互に配置した複数点を基にして、開始点００と終点ＴＦを通るベジェ曲線を生成するような回路が用いられる。
【００１８】
第２実施例の作用を説明する。
（１）映像信号入力端子１２に入力した映像信号が図８（ａ）に示すように、略中央に偏った頻度分布１のような特性であったものとする。出現数カウンタ１３の出現数データを図３の場合と異なり、１つおきのレベル１０、３０、５０、７０、９０、Ｂ０、Ｄ０、Ｆ０に対応するｃ０、ｃ２、ｃ４、ｃ６、ｃ８、ｃＡ、ｃＣ、ｃＥを使用する。これらの出現数データからｃ０〜ｃ６とｃ８〜ｃＥとでは、出現数が少なく、ｃ６とｃ８の間で出現数が多いことを表わしている。
また、開始点００と終点ＴＦを結んだ直線上のレベル００、２０、４０、６０、８０、Ａ０、Ｃ０、Ｅ０に対応するＴ０、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８、ＴＡ、ＴＣ、ＴＥを設定点データ入力端子２７から設定データとして入力する。
これらを輝度レベル順に並べ替えると、Ｔ０、ｃ０、Ｔ２、ｃ２、Ｔ４、ｃ４、Ｔ６、ｃ６、Ｔ８、ｃ８、ＴＡ、ｃＡ、ＴＣ、ｃＣ、ＴＥ、ｃＥとなり、第１実施例のように、直線補間すれば点線にて示す折線の補正線となる。
【００１９】
しかるに、第２実施例では、補正曲線生成部２５によって、出現数データと、設定点データとを交互に配置した複数点を基にして、開始点００と終点ＴＦを通るベジェ曲線を生成すると、例えば図５の実線のように、開始点００と終点ＴＦを結んだ直線に対して、レベルの高い部分では、直線より上方にやや膨らみ、レベルの低い部分では、直線よりやや下方に膨らむＳ字状の補正曲線が得られる。
画質補正部１６では、映像信号入力端子１２から入力した映像信号を、前記補正曲線生成部２５による補正曲線に基づき画質補正処理を行い映像信号出力端子１８から出力する。
【００２０】
（２）映像信号入力端子１２に入力した映像信号が図８（ｂ）に示すように、低いレベルに偏った頻度分布２のような特性であったものとする。この場合、ｃ０〜ｃ２とｃ４〜ｃＥとでは、出現数が少なく、ｃ２とｃ４の間で出現数が多いことを表わしている。
前記同様、Ｔ０、ｃ０、Ｔ２、ｃ２、Ｔ４、ｃ４、Ｔ６、ｃ６、Ｔ８、ｃ８、ＴＡ、ｃＡ、ＴＣ、ｃＣ、ＴＥ、ｃＥの順に並べ替え、補正曲線生成部２５によって、これらの点を基にして、開始点００と終点ＴＦを通るベジェ曲線を生成すると、例えば図６の実線のように、開始点００と終点ＴＦを結んだ直線に対して、レベルの高い部分では、略直線状で、レベルの低い部分では、直線よりやや下方に膨らむ補正曲線が得られる。
画質補正部１６では、映像信号入力端子１２から入力した映像信号を、前記補正曲線生成部２５による補正曲線に基づき画質補正処理を行い映像信号出力端子１８から出力する。
【００２１】
前記実施例では、設定点データ入力端子２７からの設定点データを、開始点００と終点ＴＦを結んだ直線から抽出したが、これに限られるものではなく、例えば、図５の実線特性線のように、レベルの高い部分では、直線より上方にやや膨らみ、レベルの低い部分では、直線よりやや下方に膨らむＳ字状から設定点データを抽出することにより、明るい部分と、暗い部分をより一層強調するようにしたり、逆特性の設定点を用いることにより明暗をあまり強調しないように設定することもできる。
また、出現数データと、設定点データとを交互に配置する場合に限られるものではなく、出現数データと、設定点データとを２対１の割合として、映像信号のデータを強調するようにしたり、出現数データと、設定点データとを１対２の割合として、設定点データを強調するようにしたりするなど、任意の割合とすることができる。
【００２２】
以上のような本発明の第２実施例によれば、各レベルの出現数データに合わせて最適な補正特性を得ることができ、どのような映像にも適した画質補正処理を行うことができる。また、任意の補正特性上の点によって、極端な補正曲線の変化を抑えたり、曲線に目的や好みに応じた変化をつけ加えることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の第１実施例によれば、映像信号入力端子１２に入力した映像信号から抽出した複数の輝度レベルの出現数データを所定レベル毎に計数する出現数カウンタ１３と、この出現数カウンタ１３の計数出力点に基づき直線補間して補正特性線を形成する直線補間部１５と、この補正特性線により入力映像信号を補正する画質補正部１６とを具備したので、各レベルの出現数データに合わせて最適な補正特性を得ることができ、どのような映像にも適した画質補正処理を行うことができる。
【００２４】
本発明の第２実施例によれば、映像信号入力端子１２に入力した映像信号から抽出した複数の輝度レベルの出現数データを所定レベル毎に計数する出現数カウンタ１３と、この出現数カウンタ１３の計数出力点データとこの計数点の間に挿入された予め設定された設定点データとから新たな補正曲線を生成する補正曲線生成部２５と、この補正曲線生成部２５からの補正曲線により入力映像信号を補正する画質補正部１６とを具備したので、各レベルの出現数データに合わせて最適な補正特性を得ることができ、どのような映像にも適した画質補正処理を行うことができる。また、任意の補正特性上の点によって、極端な補正曲線の変化を抑えたり、曲線に目的や好みに応じた変化をつけ加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画質補正回路の第１実施例を示す全体のブロック図である。
【図２】図１における出現数カウンタ１３の詳細なブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例による補正特性線図である。
【図４】本発明による画質補正回路の第２実施例を示す全体のブロック図である。
【図５】本発明の第２実施例による補正特性線図である。
【図６】本発明の第２実施例による他の補正特性線図である。
【図７】従来の画質補正回路のブロック図である。
【図８】映像信号の輝度レベルの頻度分布図で、（ａ）は、輝度レベルが略中間に偏った例を示し、（ｂ）は、輝度レベルが低い方に偏った例を示しているものである。
【図９】従来の画質補正回路の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…平均値算出部、１１…比較基準値入力端子、１２…映像信号入力端子、１３…出現数カウンタ、１４…ＲＯＭ、１５…直線補間部、１６…画質補正部、１７…判定器、１８…映像信号出力端子、１９…第１のカウンタ、２０…ＡＤＣ（アナログ・ディジタル変換器）、２１…比較器、２２…ＲＯＭ、２３…第２のカウンタ、２４…マトリックス回路、２５…補正曲線生成部、２６…ＡＤＣ、２７…設定点データ入力端子、２８…ヒストグラム回路、３０…デコーダ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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