(57)【要約】【課題】階調変化の滑らかな映像を表示できるように階調変換を行う。【解決手段】映像信号ＤＶaを順次シフトレジスタ２１に入力して、レジスタ２１に保持されている画素信号を用いて、信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるか否かの判別を、減算器２２１p，２２１qとゲート２２６p，２２６qを用いて行う。信号レベル差が例えば１ビットであるとき、信号レベル差を生じる直前の画素の信号レベルＰＤ2と等しい連続する画素を、減算器２２２p〜２２４p，２２２q〜２２４qとインバータ２３０p，２３０q，２３１p，２３１qとゲート２３２p〜２３４p，２３２q〜２３４qで判別する。変化量設定部２５１は、判別された連続する画素に対して、画素間の信号レベルの変化量ＬＳを平均化させて設定する。ビット処理部２５２は、設定された変化量ＬＳに基づいてビット割当てを行い映像信号ＤＶbを生成する。【選択図】        図２
2007158847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を用いて画素間の信号レベル差を順次検出し、信号レベル差が生じたときに、該信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるか否かの判別と、信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるとき、該信号レベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく該直前の画素と連続する画素を判別する判別処理部と、
前記映像信号に対してビット割当てを行い、前記判別処理部で判別された前記連続する画素に対しては、画素間の信号レベルの変化量を平均化させてビット割当てを行うビット割当処理部を有する
ことを特徴とする階調変換装置。
【請求項２】
前記判別処理部では、前記信号レベル差が前記映像信号の最小単位であるか否かを判別する
ことを特徴とする請求項１記載の階調変換装置。
【請求項３】
前記判別処理部は、画素間の信号レベル差の検出を、前記映像信号に基づく映像の水平方向と垂直方向に行う
ことを特徴とする請求項１記載の階調変換装置。
【請求項４】
前記ビット割当処理部は、前記連続する画素が所定数よりも大きいとき、前記信号レベル差を生ずる直前の画素から連続する所定数の画素に対して、画素間の信号レベルの変化量を平均化させてビット割当てを行う
ことを特徴とする請求項１記載の階調変換装置。
【請求項５】
映像信号を用いて画素間の信号レベル差を順次検出し、信号レベル差が生じたときに、該信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるか否かの判別と、信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるとき、該信号レベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく該直前の画素と連続する画素を判別する判別処理部と、
前記映像信号に対してビット割当てを行い、前記判別処理部で判別された前記連続する画素に対しては、画素間の信号レベルの変化量を平均化させてビット割当てを行うビット割当処理部と、
前記ビット割当てが行われた映像信号を用いて、表示素子を駆動するための表示駆動信号を生成する表示駆動処理部とを有する
ことを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
映像信号を用いて画素間の信号レベル差を順次検出し、信号レベル差が生じたときに、該信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるか否かの判別を行う第１の判別工程と、
前記第１の判別工程で、前記信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であると判別されたときに、該信号レベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく該直前の画素と連続する画素を判別する第２の判別工程と、
前記映像信号に対してビット割当てを行い、前記第２の判別工程で判別された前記連続する画素に対しては、画素間の信号レベルの変化量を平均化させてビット割当てを行うビット割当工程を有する
ことを特徴とする階調変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、階調変換装置と映像表示装置および階調変換方法に関する。詳しくは、映像信号を用いて画素間の信号レベル差を順次検出し、信号レベル差が生じたときに、信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるか否かの判別を行う。この信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるとき、信号レベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく該直前の画素と連続する画素に対して、画素間の信号レベルの変化量を平均化させてビット割当てを行うことにより、階調変化の滑らかな階調変換を行うものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディジタルテレビジョン放送では、８ビットの量子化を行うことで、８ビット階調の映像信号が生成されている。また、８ビットの映像信号に基づいた映像を、液晶表示素子やプラズマディスプレイ、平面プロジェクタ等の表示装置で表示させる場合、擬似的に８ビット以上の階調表現を行うことができるように、ディザ回路が用いられている。また、表示素子自身の性能向上によりディザ回路を用いることなく８ビット以上の階調表現が可能な表示素子も実用化されている。
【０００３】
ここで、映像信号を多階調の映像信号に変換する場合、例えば特許文献１における階調変換手段では、入力された映像信号の信号レベルに応じて、ルックアップテーブルから多階調化後の信号レベルを読み出すことで、映像信号の階調変換が行われている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３３２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、アナログ信号に対しては、Ａ／Ｄコンバータのビット数を８ビット以上とすれば、容易に階調を増加させることができる。しかし、ディジタルテレビジョン放送の信号は、８ビット階調であるので、この信号を用いて表示を行うものとすると、階調が少ないため、Ｒａｍｐ信号に基づく映像や、輝度変化の少ないグラディエーションの滑らかな映像では縞模様が見えてしまう。ここで、上述のようにルックアップテーブルを用いて階調変換を行うものとした場合、入力された映像信号の信号レベルが等しいときには、階調変換後の映像信号の信号レベルも等しい。したがって、同じ信号レベルの画素が連続するような映像では、階調変換を行っても階調変化が滑らかな映像を表示することは困難である。
【０００６】
そこで、この発明では、階調変化の滑らかな映像となるように階調変換を行うことができる階調変換装置と映像表示装置および階調変換方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる階調変換装置と階調変換方法および映像表示装置は、映像信号を用いて画素間の信号レベル差を水平方向や垂直方向に順次検出し、信号レベル差が生じたときに、該信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるか否かの判別を行う。ここで、信号レベル差が予め設定した信号レベル差内、例えば１ビットであるとき、該信号レベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく該直前の画素と連続する画素を判別する。また、映像信号に対してビット割当てを行い、信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるとき、判別された連続する画素に対して、画素間の信号レベルの変化量を平均化させてビット割当てを行う。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、映像信号を用いて画素間の信号レベル差が順次検出されて、信号レベル差が生じたときに、この信号レベル差が予め設定した信号レベル差内であるとき、信号レベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく該直前の画素と連続する画素に対しては、画素間の信号レベルの変化量を平均化させてビット割当てが行われる。
【０００９】
したがって、階調変換後の映像信号に基づく映像は、階調方向に対して直角方向に現れる縞模様が軽減されて、階調変化の滑らかなきめ細かい映像とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は、テレビジョン放送を受信して、番組の映像を表示する映像表示装置１０の構成を示している。
【００１１】
アンテナ１１でディジタルテレビジョン放送波を受信して得られた受信信号ＲＦaは、ディジタルフロントエンド１２のディジタルチューナ部１２１に供給される。ディジタルチューナ部１２１は、受信信号ＲＦaからユーザによって指定された番組の送信に用いられている周波数帯の信号を選局して中間周波信号を生成する。さらに、中間周波信号に対してディジタル復調や誤り訂正、デインタリーブ処理やデスクランブル処理等を行いトランスポートストリームを生成する。さらに、生成したトランスポートストリームから指定されたチャネルのパケットデータＤＰを分離して、デコーダ１２２に供給する。
【００１２】
デコーダ１２２は、パケットデータＤＰの復号を行い、復号後の映像信号ＤＶaを階調変換部２０に供給する。また、復号後の音声データは、音声出力処理部（図示せず）に供給されて、音声出力信号に変換されてスピーカ等（図示せず）に供給される。
【００１３】
アンテナ１５でアナログテレビジョン放送波を受信することにより得られた受信信号ＲＦbは、アナログフロントエンド１６のアナログチューナ部１６１に供給される。アナログチューナ部１６１は、受信信号ＲＦbからユーザによって指定されたチャネルの放送信号を選局して中間周波信号を生成する。さらに、中間周波信号の復調を行い、得られたアナログの映像信号ＳＶrをコンバータ１６３に供給する。また音声信号を上述の音声信号出力部に供給する。
【００１４】
コンバータ１６３には、アナログ外部端子１６２が設けられており、このアナログ外部端子１６２を利用して、外部からアナログの映像信号ＳＶinを入力することが可能とされている。コンバータ１６３は、アナログチューナ部１６１から供給された映像信号ＳＶrやアナログ外部端子１６２を介して入力された映像信号ＳＶinを、ディジタルの映像信号ＤＶdに変換する。ここで、コンバータ１６３として、ディジタル放送よりもビット数の大きいコンバータを用いれば、ディジタルテレビジョン放送の映像信号よりも多階調の映像信号を容易に得ることができる。例えば量子化ビット数が１０ビットであるコンバータ１６３を用いれば、ディジタルテレビジョン放送を受信して得られる８ビットの映像信号ＤＶaよりも、多階調の映像信号ＤＶdを得ることができる。このコンバータ１６３で得られた映像信号ＤＶdは表示駆動処理部５０に供給する。
【００１５】
階調変換部２０は、ディジタルフロントエンド１２のデコーダ１２２から供給された映像信号ＤＶaに対してビットを割り当てて階調変換を行い、映像信号ＤＶaよりも多階調の映像信号ＤＶbを生成する。また、階調変換では、階調差の少ない映像部分で、階調変換後に縞模様が生じてしまうことがないようビット割当てを行う。この階調変換部２０で得られた映像信号ＤＶbは、表示駆動処理部５０に供給する。なお、階調変換部２０の詳細については後述する。
【００１６】
表示駆動処理部５０の画質調整部５１は、黒くつぶれてしまうような部分や白くとんでしまうような部分でもノイズが少なく細部まで滑らかに階調表現を行うことができるものとするため、階調変換部２０から供給された映像信号やアナログフロントエンド１６のコンバータ１６３から供給された映像信号に対して、演算精度を高めて非線形処理等を行う。例えば量子化ビット数が１０ビットである映像信号を１４ビット〜１６ビットの演算精度で、ガンマ補正や色空間変換等の処理を行う。この画質調整部５１で非線形処理を行うことにより得られた映像信号ＤＶdは、ドライバ５２に供給される。
【００１７】
ドライバ５２には、液晶パネルやＰＤＰ等の映像表示素子６０が接続されている。ドライバ５２は、画質調整部５１から供給された映像信号ＤＶdに基づき、映像表示素子６０を駆動するための駆動信号ＤＲを生成する。また、ドライバ５２は、映像表示素子６０で表示可能な最高の階調で映像表示を行うことができるように、必要に応じてディザ処理等も行う。
【００１８】
ここで、階調変換部２０は、映像信号ＤＶaの最下位側にビットを割り当てて、画質調整部５１に供給される映像信号ＤＶdとビット数の等しい映像信号ＤＶbを生成する。しかし、映像信号ＤＶaに所定のビット例えばビット"00"を割り当てただけでは、ビット割当て後の映像信号ＤＶbに基づく映像の階調数は、階調変換部２０で処理が行われる前の映像信号ＤＶaに基づく映像の階調数と等しく、階調数を増やすことができない。そこで、階調変換部２０は、画素間で生じた信号レベル差が予め設定したレベル差内であると判別したとき、このレベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく、この直前の画素と連続する画素に対して、画素間の信号レベルの変化量が平均化するようにビットを割り当てる。このようにビットの割当てを行い、階調変換部２０は、映像信号ＤＶaに所定のビットを割り当てる場合に比べて、階調変化が滑らかな映像信号ＤＶbを生成する。
【００１９】
図２は、階調変換部２０の構成を示している。なお、図２は、映像信号ＤＶaに２ビットを割り当てて映像信号ＤＶbを生成する階調変換を行う場合を示している。ここで、２ビットを割り当てるものとすると、映像信号ＤＶaの１階調を映像信号ＤＶbでは４階調に多階調化することが可能となる。このため、例えば図２の階調変換部では、画素間で生じた信号レベル差が１ビット分であると判別されたとき、このレベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく連続する最大４画素に対して、画素間の信号レベルの変化量が平均化するようにビット割当てを行って映像信号ＤＶbを生成する。
【００２０】
ディジタルフロントエンド１２のデコーダ１２２から供給された映像信号ＤＶaは、階調変換部２０のシフトレジスタ２１に供給される。シフトレジスタ２１は、供給された映像信号ＤＶaを画素単位で取り込み、取り込んだ画素単位の信号（画素信号）のホールドやシフト動作を行う。また、ホールドしている画素信号を判別処理部２２p，２２qに供給する。さらに、シフトレジスタ２１は、最終段から出力する画素信号をビット割当処理部２５に供給する。
【００２１】
判別処理部２２pは、シフトレジスタ２１から供給された画素信号を用いることで、映像信号に基づく映像の一定方向（水平方向）に対して、画素間の信号レベル差の検出を順次行い、画素間で生じた信号レベル差が予め設定したレベル差以内だけ増加したか否かの判別を行う。さらに、レベル差以内であると判別したときに、このレベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく連続する画素を判別する。
【００２２】
判別処理部２２qは、シフトレジスタ２１から供給された画素信号を用いることで、映像信号に基づく映像の一定方向（水平方向）に対して、画素間の信号レベル差の検出を順次行い、画素間で生じた信号レベル差が予め設定したレベル差以内だけ減少したか否かの判別を行う。さらに、レベル差以内であると判別したときに、このレベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく連続する画素を判別する。
【００２３】
判別処理部２２pにおいて、減算器２２１pとインバータ２２５pおよびＯＲゲート２２６pは、画素間の信号レベル差が予め設定したレベル差以内（例えば１ビット差）であるか否かを判別するためのものである。
【００２４】
減算器２２１pは、シフトレジスタ２１の初段目にホールドされている画素信号ＰＤ1から、２段目にホールドされている画素信号ＰＤ2を減算して、減算結果の最下位ビット信号をインバータ２２５pで論理反転したのちＯＲゲート２２６pに供給する。また、最下位ビットを除く７ビットの信号をＯＲゲート２２６pに供給する。このため、ＯＲゲート２２６pの出力信号ＪＳp（以下「変化量設定信号ＪＳp」という）は、画素間の信号レベル差が１ビット分だけ増加したときにローレベル「Ｌ」(＝論理値「０」）、画素間の信号レベル差がないときや１ビットよりも大きいときにハイレベル「Ｈ」（＝論理値「１」）となる。このＯＲゲート２２６pから出力される変化量設定信号ＪＳpは、ＮＯＲゲート２３２p，２３３p，２３４pに供給される。
【００２５】
減算器２２２p，２２３p，２２４pとＯＲゲート２２７p，２２８p，２２９pは、画素間の信号レベルが等しいか否かを判別するためのものである。減算器２２２pは、シフトレジスタ２１の２段目にホールドされている画素信号ＰＤ2から、３段目にホールドされている画素信号ＰＤ3を減算して、減算結果をＯＲゲート２２７pに供給する。このため、ＯＲゲート２２７pの出力信号ＥＲp1は、画素間の信号レベルが等しいときにローレベル「Ｌ」、画素間の信号レベルが異なるときにハイレベル「Ｈ」となる。このＯＲゲート２２７pの出力信号ＥＲp1は、ＮＯＲゲート２３２p，２３３p，２３４pに供給される。
【００２６】
減算器２２３pは、シフトレジスタ２１の３段目にホールドされている画素信号ＰＤ3から、４段目にホールドされている画素信号ＰＤ4を減算して、減算結果をＯＲゲート２２８pに供給する。また、減算器２２４pは、シフトレジスタ２１の４段目にホールドされている画素信号ＰＤ4から、５段目にホールドされている画素信号ＰＤ5を減算して、減算結果をＯＲゲート２２９pに供給する。このため、ＯＲゲート２２８p，２２９pの出力信号ＥＲp2，ＥＲp3は、画素間の信号レベルが等しいときにローレベル「Ｌ」、画素間の信号レベルが異なるときにハイレベル「Ｈ」となる。ＯＲゲート２２８pの出力信号ＥＲp2は、ＮＯＲゲート２３３p，２３４pに供給される。また、ＯＲゲート２２８pの出力信号ＥＲp2は、インバータ２３０pで論理反転されてＮＯＲゲート２３２pに供給される。ＯＲゲート２２９pの出力信号ＥＲp3は、ＮＯＲゲート２３４pに供給される。また、ＯＲゲート２２９pの出力信号ＥＲp3は、インバータ２３１pで論理反転されてＮＯＲゲート２３２p，２３３pに供給される。
【００２７】
ＮＯＲゲート２３２pは、ＯＲゲート２２６p，２２７pおよびインバータ２３０p，２３１pの出力信号の論理和を反転した信号ＧＰ2（以下「連続数検出信号ＧＰ2」という）を生成して、ビット割当処理部２５に供給する。このため、連続数検出信号ＧＰ2は、シフトレジスタ２１の初段目にホールドされている画素信号ＰＤ1が２段目にホールドされている画素信号ＰＤ2よりも１ビット分増加しており、２段目にホールドされている画素信号ＰＤ2と３段目にホールドされている画素信号ＰＤ3のみが等しいときにハイレベル「Ｈ」となり、他の場合にはローレベル「Ｌ」となる。すなわち、映像信号ＤＶaが図３Ａに示すパターンとなったとき、連続数検出信号ＧＰ2がハイレベル「Ｈ」となる。
【００２８】
ＮＯＲゲート２３３pは、ＯＲゲート２２６p，２２７p，２２８pおよびインバータ２３１pの出力信号の論理和を反転した信号ＧＰ3（以下「連続数検出信号ＧＰ3」という）を生成して、ビット割当処理部２５に供給する。このため、連続数検出信号ＧＰ3は、シフトレジスタ２１の初段目にホールドされている画素信号ＰＤ1が２段目にホールドされている画素信号ＰＤ2よりも１ビット分増加しており、２段目にホールドされている画素信号ＰＤ2と３段目にホールドされている画素信号ＰＤ3と４段目にホールドされている画素信号ＰＤ4が等しいときにハイレベル「Ｈ」となり、他の場合にはローレベル「Ｌ」となる。すなわち、映像信号ＤＶaが図３Ｂに示すパターンとなったとき、連続数検出信号ＧＰ3がハイレベル「Ｈ」となる。
【００２９】
ＮＯＲゲート２３４pは、ＯＲゲート２２６p，２２７p，２２９pの出力信号の論理和を反転した信号ＧＰ4（以下「連続数検出信号ＧＰ4」という）を生成して、ビット割当処理部２５に供給する。このため、連続数検出信号ＧＰ4は、シフトレジスタ２１の初段目にホールドされている画素信号ＰＤ1が２段目にホールドされている画素信号ＰＤ2よりも１ビット分増加しており、２段目から５段目にホールドされている画素信号ＰＤ2，ＰＤ3，ＰＤ4，ＰＤ5が等しいときにハイレベル「Ｈ」となり、他の場合にはローレベル「Ｌ」となる。すなわち、映像信号ＤＶaが図３Ｃに示すパターンとなったとき、連続数検出信号ＧＰ4がハイレベル「Ｈ」となる。
【００３０】
判別処理部２２qは、判別処理部２２pにおけるＯＲゲート２２６p〜２２９pをＮＡＮＤゲート２２６q〜２２９qに置き換えた構成とする。この場合、ＮＡＮＤゲート２２６qの出力信号ＪＳq（以下「変化量設定信号ＪＳq」という）は、画素間の信号レベル差が１ビット分だけ減少したときにローレベル「Ｌ」、画素間の信号レベル差がないときや１ビットよりも大きく減少したときにハイレベル「Ｈ」となる。このＮＡＮＤゲート２２６qから出力される変化量設定信号ＪＳqは、ＮＯＲゲート２３２q，２３３q，２３４qに供給される。このため、映像信号ＤＶaが図３Ｄに示すパターンとなったとき、ＮＯＲゲート２３２qから出力される連続数検出信号ＧＱ2がハイレベル「Ｈ」となる。また、映像信号ＤＶaが図３Ｅに示すパターンとなったとき、ＮＯＲゲート２３３qから出力される連続数検出信号ＧＱ3がハイレベル「Ｈ」となり、映像信号ＤＶaが図３Ｆに示すパターンとなったとき、ＮＯＲゲート２３４qから出力される連続数検出信号ＧＱ4がハイレベル「Ｈ」となる。
【００３１】
ビット割当処理部２５は、映像信号ＤＶaに対してビット割当てを行い、判別処理部２２p，２２qで判別された連続する画素に対しては、画素間の信号レベルの変化量を平均化させてビット割当てを行う。このビット割当処理部２５は、例えば変化量設定部２５１とビット処理部２５２を有している。
【００３２】
変化量設定部２５１は、判別処理部２２p，２２qから供給された連続数検出信号ＧＰ2〜ＧＰ4，ＧＱ2〜ＧＱ4に基づいて、画素間の変化量ＬＳを設定する。ビット処理部２５２は、画素間のレベル差が変化量設定部２５１で設定された変化量ＬＳとなるように映像信号ＤＶaに対してビットを割り当てることで階調変換を行い、階調変化が滑らかな多階調の映像信号ＤＶbを生成する。
【００３３】
変化量設定部２５１は、判別処理部２２p，２２qから供給される連続数検出信号ＧＰ2〜ＧＰ4，ＧＱ2〜ＧＱ4に基づき、レベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく連続する画素に対して、画素間の信号レベルの変化量ＬＳを平均化して設定して、ビット処理部２５２に供給する。
【００３４】
ここで、映像信号ＤＶaの最下位ビット側にビット割当てを行い、映像信号ＤＶaの１ビットの変化が映像信号ＤＶbのｎビット分の変化に相当する場合、例えば式（１）に基づいて変化量ＬＳを設定する。なお、式（１）において、「ＮＢ」は信号レベルの等しい連続する画素数（以下「画素連続数」という）、「ａ」は連続する画素における画素順序を示している。さらに式（１）の[]はガウス記号であり、整数部分の値を用いることを示している。
【００３５】
ＬＳa＝［ｎ（ａ−１）／ＮＢ］  ・・・（１）
【００３６】
図４は、連続数検出信号と変化量の関係を示している。なお、上述のように、映像信号ＤＶaの最下位ビット側に２ビットのビット割当てを行うものとすると、映像信号ＤＶaの１ビットは映像信号ＤＶbの４ビット分に相当する。したがって、式（１）における変数ｎは「ｎ＝４」となる。
【００３７】
連続数検出信号ＧＰ2がハイレベル「Ｈ」となったとき、すなわち映像信号ＤＶaが図３Ａに示す信号パターンとなったとき、レベルが等しい連続する画素は２画素であることから「ＮＢ＝２」である。したがって、最初（時間的に最も前）の画素信号ＰＤ3に対する変化量ＬＳは「０」、２番目の画素信号ＰＤ2に対する変化量ＬＳは「２」となる。
【００３８】
連続数検出信号ＧＰ3がハイレベル「Ｈ」となったとき、すなわち映像信号ＤＶaが図３Ｂに示す信号パターンとなったとき、レベルが等しい連続する画素は３画素であることから「ＮＢ＝３」である。したがって、最初の画素信号ＰＤ4に対する変化量は「０」、２番目の画素信号ＰＤ3に対する変化量ＬＳは「１」、３番目の画素信号ＰＤ2に対する変化量ＬＳは「３」となる。さらに、連続数検出信号ＧＰ3がハイレベル「Ｈ」となったとき、すなわち映像信号ＤＶaが図３Ｃに示す信号パターンとなったとき、レベルが等しい連続する画素は４画素であるから「ＮＢ＝４」となる。したがって、最初の画素信号ＰＤ5に対する変化量ＬＳは「０」、２番目の画素信号ＰＤ4に対する変化量ＬＳは「１」、３番目の画素信号ＰＤ3に対する変化量ＬＳは「２」、４番目の画素信号ＰＤ2に対する変化量ＬＳは「３」とする。
【００３９】
次に、連続数検出信号ＧＱ2がハイレベル「Ｈ」となったとき、すなわち映像信号ＤＶaが図３Ｄに示す信号パターンとなったとき、映像信号ＤＶaの１ビットの減少が映像信号ＤＶbの−４ビット分の変化に相当することから式（１）における変数ｎは「ｎ＝−４」となる。また、レベルが等しい連続する画素は２画素であることから「ＮＢ＝２」である。したがって、最初（時間的に最も前）の画素信号ＰＤ3に対する変化量ＬＳは「０」、２番目の画素信号ＰＤ2に対する変化量ＬＳは「−２」となる。また、連続数検出信号ＧＱ3がハイレベル「Ｈ」となったとき、すなわち映像信号ＤＶaが図３Ｅに示す信号パターンとなったとき、レベルが等しい連続する画素は３画素であることから「ＮＢ＝３」である。したがって、最初の画素信号ＰＤ4に対する変化量ＬＳは「０」、２番目の画素信号ＰＤ3に対する変化量ＬＳは「−１」、３番目の画素信号ＰＤ2に対する変化量ＬＳは「−３」となる。さらに、連続数検出信号ＧＱ3がハイレベル「Ｈ」となったとき、すなわち映像信号ＤＶaが図３Ｆに示す信号パターンとなったとき、レベルが等しい連続する画素は４画素であることから「ＮＢ＝４」である。したがって、最初の画素信号ＰＤ5に対する変化量ＬＳは「０」、２番目の画素信号ＰＤ4に対する変化量ＬＳは「−１」、３番目の画素信号ＰＤ3に対する変化量ＬＳは「−２」、４番目の画素信号ＰＤ2に対する変化量ＬＳは「−３」となる。
【００４０】
ビット処理部２５２は、映像信号ＤＶaに対してビットの割当てを行う。このビットの割当てでは、画素間の変化量ＬＳが変化量設定部２５１で設定された変化量ＬＳとなるように行う。
【００４１】
ここで、映像信号ＤＶaの最下位ビット側に２ビットの割当てを行う場合、ビット割当て前の映像信号ＤＶaにおける信号パターンが図３Ａに示すものであるときは、最初の画素信号ＰＤ3の変化量が「０」であることから最下位ビット側にビット"00"、２番目の画素信号ＰＤ2の変化量が「２」であることから最下位ビット側にビット"10"を割り当てる。また、映像信号ＤＶaが図３Ｂに示す信号パターンとなったとき、最初の画素信号ＰＤ4の変化量は「０」であることから最下位ビット側にビット"00"、２番目の画素信号ＰＤ3の変化量が「１」であることから最下位ビット側にビット"01"、３番目の画素信号ＰＤ2の変化量が「３」であることから最下位ビット側にビット"11"を割り当てる。さらに、映像信号ＤＶgが図３Ｃに示す信号パターンとなったとき、最初の画素信号ＰＤ5の変化量が「０」であることから最下位ビット側にビット"00"、２番目の画素信号ＰＤ4の変化量が「１」であることから最下位ビット側にビット"01"、３番目の画素信号ＰＤ3の変化量が「２」であることから最下位ビット側にビット"10"、４番目の画素信号ＰＤ2の変化量が「３」であることから最下位ビット側にビット"11"を割り当てる。
【００４２】
また、信号パターンが図３Ｄ，Ｅ，Ｆに示すものであるときは、画素信号の最下位ビット側にビット"00"を割り当てた画素信号から、変化量ＬＳを減算することで、階調変換後の映像信号ＤＶbを生成できる。また、レベルが低下する場合には、画素信号ＰＤ1のレベルを基準として変化量を設定して、画素信号ＰＤ1に対して、変化量に応じたビット割当てを行うものとすれば、減算処理を行わなくとも、階調変換後の映像信号ＤＶbを生成できる。例えば映像信号ＤＶgが図３Ｆに示す信号パターンとなったとき、レベルの等しい連続する画素信号ＰＤ2，ＰＤ3，ＰＤ4，ＰＤ5において、最初の画素信号ＰＤ5の最下位ビット側にビット"00"を割り当てる。また、２番目の画素信号ＰＤ4は画素信号ＰＤ1の最下位ビット側にビット"11"を割り当てた画素信号とする。３番目の画素信号ＰＤ3は画素信号ＰＤ1の最下位ビット側にビット"10"を割り当てた画素信号、４番目の画素信号ＰＤ2は画素信号ＰＤ1の最下位ビット側にビット"01"を割り当てた画像データとする。このようにすれば、レベルが増加する場合だけでなくレベルが減少する場合でも、映像信号ＤＶaの最下位側に２ビットのデータを付加するだけで、階調変換後の映像信号ＤＶbを生成できる。
【００４３】
次に、階調変換部２０の動作について、図５および図６を用いて説明する。図５および図６は、映像信号ＤＶa、レジスタに保持されたデータＰＤ1〜ＰＤ5、変化量設定信号ＪＳp（ＪＳq）、画素連続数ＮＢ、変化量ＬＳおよび映像信号ＤＶbを示している。また、図５は映像信号ＤＶaの信号レベルが増加するとき、図６は映像信号ＤＶaの信号レベルが減少する場合を示している。
【００４４】
図５において、水平方向の最初の画素信号Ｈａ1(＝６，"00000110")から４番目の画素信号Ｈａ4(＝６)がシフトレジスタ２１に入力されたのち、５番目の画素信号Ｈａ5(＝７)がシフトレジスタ２１に入力されて保持されると、初段のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ1(＝Ｈａ5)と２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2(＝Ｈａ4)のレベル差が「１」であることから、変化量設定信号ＪＳpはローレベル「Ｌ」からハイレベル「Ｈ」に変化する。このとき、２段目から５段目までのレジスタには、レベルが等しい画素信号Ｈａ1〜Ｈａ4(＝６)が保持されている。このため、２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2と信号レベルの等しい画素連続数ＮＢは「４」となり、連続数検出信号ＧＰ4のみがハイレベル「Ｈ」となる。変化量設定部２５１は、信号レベルの等しい連続する４画素に対して、変化量を平均化して割り当てる。ここで、２ビットの割当てを行うときには、連続する４つの画素において、最初の画素信号、すなわち、５段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ1については、変化量ＬＳを「０」とする。また２番目の画素信号、すなわち、４段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ2については、変化量ＬＳを「１」とする。以下同様に、３段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ3については変化量ＬＳを「２」、２段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ4については変化量ＬＳを「３」とする。
【００４５】
ビット処理部２５２は、映像信号ＤＶaの最下位ビット側に２ビットを追加して１０ビットの映像信号ＤＶbを生成する。また、映像信号ＤＶbを生成する際には、画素間のレベル差が変化量設定部２５１で設定された変化量ＬＳとなるように生成する。ここで、５段目のレジスタには、同じレベルの連続数する画素が４画素であるときの最初の画素信号Ｈａ1が保持されているので、画素信号ＰＤ5にビット"00"を割り当てて、映像信号ＤＶbにおける水平方向の最初の画素信号Ｈｂ1とする。ここで、画素信号ＰＤ5にビット"00"を割り当てると、画素信号Ｈｂ1は「２４（＝"0000011000")」となる。
【００４６】
次に、画素信号Ｈａ6がシフトレジスタ２１に入力されると、５段目のレジスタには画素信号Ｈａ2が保持されることとなる。画素信号Ｈａ2に対しては、変化量ＬＳが「１」に設定されていることから、５段目のレジスタからの画素信号ＰＤ5にビット"01"を割り当てて、映像信号ＤＶbにおける水平方向の２番目の画素信号Ｈｂ2とする。ここで、画素信号ＰＤ5にビット"01"を割り当てると、画素信号Ｈｂ2は「２５（＝"0000011001")」となる。なお、初段のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ1(＝Ｈａ6)と２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2(＝Ｈａ5)のレベル差が「０」であることから、変化量設定信号ＪＳpはハイレベル「Ｈ」からローレベル「Ｌ」に変化する。
【００４７】
画素信号Ｈａ7がシフトレジスタ２１に入力されると、５段目のレジスタには画素信号Ｈａ3が保持されることとなる。ここで、画素信号Ｈａ3については変化量ＬＳが「２」に設定されていることから、５段目のレジスタからの画素信号ＰＤ5にビット"10"を割り当てて、映像信号ＤＶbにおける水平方向の３番目の画素信号Ｈｂ3とする。ここで、画素信号ＰＤ5にビット"10"を割り当てると、画素信号Ｈｂ3は「２６（＝"0000011010")」となる。
【００４８】
次に、画素信号Ｈａ8(＝８)がシフトレジスタ２１に入力されると、初段のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ1(＝Ｈａ8)と２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2(＝Ｈａ7)のレベル差が「１」であることから、変化量設定信号ＪＳpはローレベル「Ｌ」からハイレベル「Ｈ」に変化する。このとき、２段目から４段目までのレジスタには、レベルが等しい画素信号Ｈａ5〜Ｈａ7(＝７)が保持されている。このため、２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2と等しい信号レベルの画素連続数ＮＢは「３」となり、連続数検出信号ＧＰ3のみがハイレベル「Ｈ」となる。変化量設定部２５１は、信号レベルの等しい連続する３画素に対して、変化量を平均化して割り当てる。すなわち、信号レベルの等しい連続する３画素において、最初の画素信号、すなわち、４段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ5については、変化量ＬＳを「０」とする。また２番目の画素信号、すなわち、３段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ6については、変化量ＬＳを「１」とする。また、２段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ7については変化量ＬＳを「３」とする。さらに、５段目のレジスタには画素信号Ｈａ4が保持されており、画素信号Ｈａ4については変化量ＬＳが「３」に設定されている。したがって、ビット処理部２５２は、画素信号ＰＤ5にビット"11"を割り当てて、映像信号ＤＶbにおける水平方向の４番目の画素信号Ｈｂ1とする。ここで、画素信号ＰＤ5にビット"11"を割り当てると、画素信号Ｈｂ4は「２７（＝"0000011011")」となる。
【００４９】
以下同様にして、隣接する画素のレベルが１ビット増加する毎に、レベル差を生ずる直前の画素と信号レベルが等しい画素の連続数を判別して、連続する画素に対する変化量を平均化して設定する。さらに、設定した変化量に応じたビットを割り当てて階調変換を行う。このように処理すると、図５に示す映像信号ＤＶbのレベル変化から明らかなように、同じ信号レベルの画素が連続するような映像部分は、階調変化が滑らかな映像となるように階調変換が行われる。なお、映像信号ＤＶbにおけるの破線は、所定のビット"00"を映像信号ＤＶaに割り当てる従来の階調変換を行ったときのレベル変化を示している。
【００５０】
図６において、水平方向の最初の画素信号Ｈａ1(＝１０,"00001010")がシフトレジスタ２１に入力されたのち、２番目の画素信号Ｈａ2(＝９，"00001001")がシフトレジスタ２１に入力されて保持されると、初段のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ1(＝Ｈａ2)と２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2(＝Ｈａ1)のレベル差が「−１」であることから、変化量設定信号ＪＳqはローレベル「Ｌ」からハイレベル「Ｈ」に変化する。このとき、３段目から５段目のレジスタには画素信号が保持されていないので、２段目のレジスタに保持されている画素信号と等しい信号レベルの画素連続数ＮＢは「０」となり、連続数検出信号ＧＱ2〜ＧＱ4はすべてローレベル「Ｌ」となる。したがって、２段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ1については、変化量ＬＳを「０」とする。
【００５１】
次に、３番目の画素信号Ｈａ3(＝８，"00001000")がシフトレジスタ２１に入力されて保持された場合も、初段のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ1(＝Ｈａ3)と２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2(＝Ｈａ2)のレベル差が「−１」であることから、変化量設定信号ＪＳqはハイレベル「Ｈ」となる。このとき、２段目のレジスタに保持されている信号とレベルが等しい画素信号が３段目から５段目のレジスタに保持されていないので画素連続数ＮＢは「０」となり、連続数検出信号ＧＱ2〜ＧＱ4はすべてローレベル「Ｌ」となる。したがって、２段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ2については、変化量ＬＳを「０」とする。
【００５２】
４番目の画素信号Ｈａ4(＝８)がシフトレジスタ２１に入力されて保持された場合は、初段のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ1(＝Ｈａ4)と２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2(＝Ｈａ3)のレベル差が「０」であることから、変化量設定信号ＪＳqはハイレベル「Ｈ」からローレベル「Ｌ」に変化する。このため、連続数検出信号ＧＱ2〜ＧＱ4はすべてローレベル「Ｌ」となる。したがって、２段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ3については、変化量ＬＳを「０」とする。
【００５３】
５番目の画素信号Ｈａ5(＝７)がシフトレジスタ２１に入力されて保持された場合、初段のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ1(＝Ｈａ5)と２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2(＝Ｈａ4)のレベル差が「−１」であることから、変化量設定信号ＪＳqはローレベル「Ｌ」からハイレベル「Ｈ」に変化する。このとき、２段目から３段目までのレジスタには、レベルが等しい画素信号Ｈａ3〜Ｈａ4(＝８)が保持されている。このため、２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2と等しい信号レベルの画素連続数ＮＢは「２」となり、連続数検出信号ＧＱ2のみがハイレベル「Ｈ」となる。変化量設定部２５１は、信号レベルの等しい連続する２画素に対して、変化量を平均化して割り当てる。ここで、信号レベルの等しい連続する２画素において、最初の画素信号、すなわち、３段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ3については、変化量ＬＳを「０」とする。また２番目の画素信号、すなわち、２段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ4については、変化量ＬＳを「−２」とする。なお、画素信号に対して変化量ＬＳが既に設定されている場合、その後、信号レベルが等しい画素の連続状態に応じて設定された変化量ＬＳに基づいてビットの割当てを行い、階調変化が滑らかな映像を表示できるようにする。
【００５４】
また、５番目の画素信号Ｈａ5(＝７，"00000111")がシフトレジスタ２１に入力されて保持された場合、５段目のレジスタには、画素信号Ｈａ1が保持されており、画素信号Ｈａ1に対しては変化量ＬＳが「０」とされているので、画素信号ＰＤ5(＝Ｈａ1)にビット"00"を割り当てて、映像信号ＤＶbにおける水平方向の最初の画素信号Ｈｂ1とする。ここで、画素信号ＰＤ5にビット"00"を割り当てると、画素信号Ｈｂ1は「４０（＝"0000101000")」となる。
【００５５】
６番目の画素信号Ｈａ6，Ｈａ７が順にシフトレジスタ２１に入力されて保持された場合、５段目のレジスタには、画素信号Ｈａ2，Ｈａ3が順に保持される。また、画素信号Ｈａ2，Ｈａ3に対しては変化量ＬＳが「０」とされているので、画素信号ＰＤ5(＝Ｈａ2，Ｈａ3)にビット"00"を割り当てて、映像信号ＤＶbにおける水平方向の２番目と３番目の画素信号Ｈｂ2，Ｈｂ3とする。ここで、画素信号ＰＤ5にビット"00"を割り当てると、画素信号Ｈｂ2は「３６（＝"0000100100")」、画素信号Ｈｂ3は「３２（＝"0000100000")」となる。
【００５６】
８番目の画素信号Ｈａ8(＝６)がシフトレジスタ２１に入力されて保持された場合、初段のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ1(＝Ｈａ8)と２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2(＝Ｈａ7)のレベル差が「−１」であることから、変化量設定信号ＪＳqはハイレベル「Ｈ」となる。このとき、２段目から４段目までのレジスタには、レベルが等しい画素信号Ｈａ5〜Ｈａ7(＝７)が保持されている。このため、２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2と等しい信号レベルの画素連続数ＮＢは「３」となり、連続数検出信号ＧＱ3のみがハイレベル「Ｈ」となる。変化量設定部２５１は、信号レベルの等しい連続する３画素に対して、変化量を平均化して割り当てる。ここで、信号レベルの等しい連続する３画素において、最初の画素信号、すなわち、４段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ7については、変化量ＬＳを「０」とする。また２番目の画素信号、すなわち、３段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ6については、変化量ＬＳを「−１」とする。また３番目の画素信号、すなわち、２段目のレジスタに保持されている画素信号Ｈａ7については、変化量ＬＳを「−３」とする。
【００５７】
また、８番目の画素信号Ｈａ8(＝６)がシフトレジスタ２１に入力されて保持された場合、５段目のレジスタには、画素信号Ｈａ4が保持されており、画素信号Ｈａ4に対しては変化量ＬＳが「−２」とされているので、画素信号ＰＤ5(＝Ｈａ4)から１を減算した値のビット列にビット"10"を割り当てて、映像信号ＤＶbにおける水平方向の４番目の画素信号Ｈｂ4とする。このため、画素信号Ｈｂ1は「３０（＝"0000011110")」となる。
【００５８】
以下同様にして、隣接する画素のレベルが１ビット減少する毎に、同じ信号レベルで連続する画素を判別して、判別した画素間の変化量を平均化して設定する。さらに、設定された変化量に応じてビット割当てを行い階調変換を行う。このように処理すると、図６に示す映像信号ＤＶbのレベル変化から明らかなように、信号レベルが減少する場合でも、同じ信号レベルの画素が連続するような映像部分は、階調変化が滑らかな映像となるように階調変換が行われる。なお、映像信号ＤＶbにおけるの破線は、所定のビット"00"を映像信号ＤＶaに割り当てる従来の階調変換を行ったときのレベル変化を示している。
【００５９】
以上のように、隣接する画素のレベルが１ビット増加あるいは減少する毎に、信号レベルが等しく連続する画素を判別して、連続する画素間の変化量を平均化して設定し、この変化量に基づいてビットの割り当てる階調変換を行えば、階調変換後の映像を階調変化が滑らかな映像とすることができる。
【００６０】
例えば図７は階調変換結果を示しており、図７Ａに示すようなＲａｍｐ信号に基づいた映像に対して階調変換を行う場合、所定のビット"00"を映像信号ＤＶaに割り当てて映像信号ＤＶbを生成すると、図７Ｂに示すように、階段状に輝度差を生じた映像となる。しかし、同じ信号レベルで連続する画素を判別して、連続する画素間の変化量を平均化して設定すると、図７Ｂに比べて階調変化が滑らかな図７Ｃに示す映像とすることができる。
【００６１】
ところで、上述の形態では、映像信号ＤＶaの最下位側に２ビットを追加して映像信号ＤＶbを生成することから、映像信号ＤＶaの階調を４倍とするものであり、信号レベルが等しく連続する最大４画素の画素レベルを多階調化するため５段のシフトレジスタを用いるものとしたが、追加するビット数が２ビットよりも大きい場合、例えば３ビット追加する場合、９段のシフトレジスタを用いて、上述のように変化量を平均化して割り当てることで、階調の滑らかな映像信号ＤＶbを生成できる。
【００６２】
また、映像信号ＤＶaにおいては、信号レベルの等しい連続する画素が４画素よりも大きくなる場合が考えられる。このような場合、連続する画素の領域に対して変化量を平均化して割り当てるものとしたり、信号レベルが変化する境界部分で信号レベルを連続して変化させるものとしてもよい。
【００６３】
図８および図９は、連続する画素の数が多い場合の動作を示しており、例えば１１段のシフトレジスタを用いて、同じ信号レベルである画素の連続数を１０画素まで検出するようにした場合である。また、図８は、連続する１０画素の領域に対して変化量を平均化して割り当てる場合、図９は、信号レベルが変化する境界部分で信号レベルを連続して変化させる場合を示している。なお、１１段のシフトレジスタを用いる場合、シフトレジスタ２１の段数に応じて判別処理部２２pの減算器やＯＲゲートを追加して、ＮＯＲゲートの入力数を増加させる。また、シフトレジスタ２１の段数に応じて判別処理部２２qの減算器やＮＡＮＤゲートを追加して、ＮＯＲゲートの入力数を増加させるものとすればよい。
【００６４】
図８において、水平方向の最初から１０番目の画素信号Ｈａ1〜Ｈａ10(＝６)がシフトレジスタ２１に入力されたのち、１１番目の画素信号Ｈａ11(＝７)がシフトレジスタ２１に入力されて保持されると、初段のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ1(＝Ｈａ11)と２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2(＝Ｈａ10)のレベル差が「１」であることから、変化量設定信号ＪＳpはローレベル「Ｌ」からハイレベル「Ｈ」に変化する。このとき、２段目から１１段目までのレジスタには、レベルが等しい画素信号Ｈａ1〜Ｈａ10(＝６)が保持されている。このため、２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ2と信号レベルの等しい画素数である画素連続数ＮＢは「１０」となる。変化量設定部２５１は、レベルが等しく連続する１０個の画素に対して変化量が平均化するように、上述の式（１）に基づいて変化量ＬＳを設定する。したがって、１１段目〜９段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ11(＝Ｈａ1)，ＰＤ10(＝Ｈａ2)，ＰＤ9(＝Ｈａ3)に対しては、変化量ＬＳを「０」に設定する。また、８段目〜７段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ8(＝Ｈａ4)，ＰＤ7(＝Ｈａ5)に対しては、変化量ＬＳを「１」に設定する。６段目〜４段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ6(＝Ｈａ6)，ＰＤ5(＝Ｈａ7)，ＰＤ3(＝Ｈａ8)に対しては、変化量ＬＳを「２」に設定する。３段目〜２段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ3(＝Ｈａ9)，ＰＤ2(＝Ｈａ10)に対しては、変化量ＬＳを「３」に設定する。このように変化量ＬＳを設定して、ビット処理部２５２は、映像信号ＤＶaの最下位ビット側に２ビットを追加して１０ビットの映像信号ＤＶbを生成する。また、映像信号ＤＶbを生成する際には、画素間のレベル差が変化量設定部２５１で設定された変化量ＬＳとなるように生成する。このため、映像信号ＤＶbの信号レベルは、「２４，２４，２５，２５，２５，２６，２６，２７，２７，２７」の順に変化する。
【００６５】
図９に示す場合には、水平方向の最初から１０番目の画素信号Ｈａ1〜Ｈａ10(＝６)がシフトレジスタ２１に入力されたのち、１１番目の画素信号Ｈａ11(＝７)がシフトレジスタ２１に入力されて保持されて、２段目のレジスタに保持されている画素信号と等しいレベルの画素連続数ＮＢが「１０」と判別されたとき、１１段目〜５段目のレジスタに保持されている画素信号ＰＤ11(＝Ｈａ1)〜ＰＤ5(＝Ｈａ7)に対しては、変化量ＬＳを「０」に設定する。また、４段目に保持されている画素信号ＰＤ4(＝Ｈａ8)に対しては、変化量ＬＳを「１」に設定する。３段目に保持されている画素信号ＰＤ3(＝Ｈａ9)に対しては、変化量ＬＳを「２」に設定する。２段目に保持されている画素信号ＰＤ2(＝Ｈａ10)に対しては、変化量ＬＳを「３」に設定する。このように変化量ＬＳを設定して、ビット処理部２５２は、映像信号ＤＶaの最下位ビット側に２ビットを追加して１０ビットの映像信号ＤＶbを生成する。また、映像信号ＤＶbを生成する際には、画素間のレベル差が変化量設定部２５１で設定された変化量ＬＳとなるように生成する。このため、映像信号ＤＶbの信号レベルは、「２４，２４，２４，２４，２４，２４，２４，２５，２６，２７」の順に変化する。
【００６６】
このように、信号レベルの等しい連続する画素が多い場合であっても、連続する画素の領域に対して変化量を平均化して割り当てるものとしたり、信号レベルが変化する境界部分で信号レベルを連続して変化させることで、階調変化の滑らかな映像を得ることができる。
【００６７】
また、上述の階調変換部の動作は、コンピュータを用いてソフトウェア処理で行うこともできる。図１０は、階調変換動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１でコンピュータは、画素連続数ＮＢを「１」に設定してステップＳＴ２に進む。
【００６８】
ステップＳＴ２でコンピュータは、現画素よりも１画素前の画素の画素信号Ｈａ(k-1)と２画素前の画素信号Ｈａ(k-2)の信号レベルが等しいか否かを判別する。ここで、画素信号Ｈａ(k-1)と画素信号Ｈａ(k-2)の信号レベルが等しいときにはステップＳＴ３に進み、等しくないときは、ステップＳＴ１２に進む。
【００６９】
ステップＳＴ３でコンピュータは、画素連続数ＮＢに「１」を加算して、加算結果を新たに画素連続数ＮＢの値と設定してステップＳＴ４に進む。
【００７０】
ステップＳＴ４でコンピュータは、現画素の画素信号Ｈａ(k)と１画素前の画素信号Ｈａ(k-1)の信号レベルが等しいか否かを判別する。ここで、信号レベルが等しいときにはステップＳＴ５に進み、信号レベルが等しくないときにはステップＳＴ６に進む。
【００７１】
ステップＳＴ５でコンピュータは、次画素の画素信号の読み込み処理を行い、読み込んだ画素信号を新たに現画素の画素信号Ｈａ(k)に設定してステップＳＴ３に戻る。
【００７２】
ステップＳＴ６でコンピュータは、画素信号Ｈａ(k)から画素信号Ｈａ(k-1)を減算した値が「１」であるか否かを判別する。ここで「１」であるときはステップＳＴ７に進む。また、「１」でないときはステップＳＴ９に進む。
【００７３】
ステップＳＴ７でコンピュータは、変化量の設定を行う。この変化量の設定では、現画素に対して１画素前である画素の画素信号と信号レベルが等しい連続する各画素に対して、例えば上述の式（１）に基づいて算出した変化量を設定してステップＳＴ８に進む。なお、変化量の設定では、上述の図８や図９のように変化量を設定するものとしてもよい。
【００７４】
ステップＳＴ８でコンピュータは、ビット割当処理を行う。すなわち、コンピュータは、画素間の信号レベルの変化量がステップＳＴ７で設定した変化量となるようにビットの割当てを行う。
【００７５】
ステップＳＴ９でコンピュータは、現画素の画素信号Ｈａ(k)から１画素前の画素信号Ｈａ(k-1)を減算した値が「−１」であるか否かを判別する。ここで「−１」であるときはステップＳＴ１０に進む。また、「−１」でないときはステップＳＴ１２に進む。
【００７６】
ステップＳＴ１０でコンピュータは、変化量の設定を行う。この変化量の設定では、現画素に対して１画素前である画素の画素信号と信号レベルが等しい連続する各画素に対して、例えば上述の式（１）に基づいて算出した変化量を設定してステップＳＴ１１に進む。なお、変化量の設定では、上述の図８や図９のように変化量を設定するものとしてもよい。
【００７７】
ステップＳＴ１１でコンピュータは、ビット割当処理を行う。すなわち、コンピュータは、画素間の信号レベルの変化量がステップＳＴ１０で設定した変化量となるようにビットの割当てを行う。
【００７８】
ステップＳＴ１２でコンピュータは、次の画素の画素信号を読み込んで現画素の画素信号Ｈａ(k)に設定してステップＳＴ１に戻る。以上のような処理をライン毎に行うものとすれば、水平方向の階調変化を滑らかとすることができる。
【００７９】
ところで、上述の形態は、水平方向における画素レベルの変化や連続性に応じて変化量を設定して、水平方向の階調変化を滑らかなものとしたが、水平方向だけでなく垂直方向における画素レベルの変化や連続性に応じて変化量を設定することで、垂直方向の階調変化を滑らかなものとすることもできる。
【００８０】
図１１は、階調変換部の他の構成として、水平方向と垂直方向の階調変化を滑らかとする場合を示している。水平方向階調処理部３０は、上述の階調変換部２０と同様に構成して、映像信号ＤＶbを生成する。このため、水平方向階調処理部３０の説明は省略する。
【００８１】
ラインメモリ部３１は、水平方向階調処理部３０から出力された映像信号ＤＶbを、ライン毎に記憶する。このラインメモリ部３１は、垂直方向のレベルの連続性を判別することができるように、水平方向階調処理部３０から供給された映像信号ＤＶbを順次複数ライン分記憶する。例えば、信号レベルが等しく連続する画素を最大４画素検出する場合には、５ライン分以上の映像信号ＤＶbを記憶できるように構成する。
【００８２】
垂直方向階調処理部３２は、ラインメモリ部３１から画素信号を垂直方向の画素順に読み出して、垂直方向の信号レベルの変化や、信号レベルが等しい連続する画素数に応じて、水平方向階調処理部３０で割り当てたビットの補正を行い、水平方向だけでなく垂直方向の階調変化も滑らかな映像を得ることができるように階調変換を行って映像信号ＤＶcを生成する。
【００８３】
図１２は、垂直方向階調処理部３２の構成を示している。レジスタ３３１〜３３５には、ラインメモリ部３１から垂直方向の画素順に読み出した画素信号を保持する。例えば、現在ラインの映像信号が記憶されたラインメモリから読み出した画素信号をレジスタ３３１に供給する。また、１ライン前の映像信号が記憶されたラインメモリから読み出した画素信号をレジスタ３３２、２ライン前の映像信号が記憶されたラインメモリから読み出した画素信号をレジスタ３３３、３ライン前の映像信号が記憶されたラインメモリから読み出した画素信号をレジスタ３３４、４ライン前の映像信号が記憶されたラインメモリから読み出した画素信号をレジスタ３３５に供給する。
【００８４】
判別処理部３４pは、レジスタ３３１〜３３５に保持されている画素信号を用いて、判別処理部２２pと同様な処理を行い、画素間の信号レベル差が１ビット分増加したとき、信号レベルが等しく連続する画素数を示す連続数検出信号を生成して、ビット割当処理部３５に供給する。
【００８５】
判別処理部３４qは、レジスタ３３１〜３３５に保持されている画素信号を用いて、判別処理部２２qと同様な処理を行い、画素間のレベル差が１ビット分だけ減少したとき、レベルが等しく連続する画素の数を示す信号を生成して、ビット割当処理部３５に供給する。
【００８６】
ここで、ラインメモリ部３１に記憶されている画素信号は、水平方向の階調変化が滑らかとなるようにビット割当てが行われた信号である。このため、レジスタ３３１〜３３５には、水平方向階調処理部３０で割り当てられたビットを除いて、ビット割当て前の画素信号を供給する。例えば上述のように２ビットを割り当てたときは、この割り当てたビットを除いた画素信号、すなわち映像信号ＤＶaの画素信号を供給する。
【００８７】
ビット割当処理部３５の変化量設定部３５１は、判別処理部３４p，３４qから供給された連続数検出信号に基づき、上述の階調変換部２０と同様にして変化量ＬＳvを設定する。補正部３５２は、レジスタ３３５に保持されている画素信号に割り当てられたビットに対して、レジスタ３３５に保持されている画素信号に対して設定された変化量ＬＳvに基づいて、水平方向だけでなく垂直方向の階調変化が滑らかとなるように補正を行う。
【００８８】
図１３は、１ビットの差を有する画素の境界が階段状であるときの水平方向に対する変化量と垂直方向に対する変化量を示している。ここで、上述のように変化量の設定を行うものとすると、水平方向に対する変化量ＬＳは上段の値となる。また、垂直方向に対する変化量ＬＳvは下段の値となる。このため、水平方向に対する変化量ＬＳに基づいてのみビット割当てを行うと、例えば位置（４，１）の画素Ｕaと位置（５，１）の画素Ｕbとの間で階調差が目立ってしまう。同様に、垂直方向に対する変化量ＬＳvに基づいてのみビット割当てを行うと、位置（１，４）の画素Ｕcと位置（１，５）の画素Ｕdとの間で階調差が目立ってしまう。
【００８９】
このため、水平方向階調処理部３０で割り当てられたビットに対して、垂直方向に対する変化量ＬＳvに応じた補正を行う。この補正では、例えば水平方向に対する変化量ＬＳと垂直方向に対する変化量ＬＳvの平均値に応じたビット割当てとなるように補正する。また、映像では水平方向の解像度が高いことから、水平方向に対する変化量ＬＳに対する重み付けを大きくして垂直方向に対する変化量ＬＳvとの平均値の算出を行い、得られた平均値に応じたビット割当てとなるように補正するものとしてもよい。
【００９０】
このように、水平方向と垂直方向に対して、階調変化が滑らかとなるように変化量を設定してビット割当てを行うものとすれば、１方向の変化量に応じてビット割当てを行った場合に比べて、さらに階調変化が滑らかな映像を得ることができる。
【００９１】
例えば、雲天の雲のように階調変化が少ない映像に対して従来のように階調変換を行うと、図１４Ａに示すように階調の少ない部分が縞模様のように表示されてしまう。しかし、本願発明のように水平方向と垂直方向の両方向について変化量を設定して、両方の変化量に基づいてビット割当てを行うことで、図１４Ｂに示すように、実際には生じていない縞模様等が表示されることなく階調変換を行うことができる。また、表面が滑らかな球状や円柱状の物体で周囲が写り込んでいるような階調変化が少ない映像においても、従来のように階調変換を行うと図１４Ｃに示すように階調の少ない部分が縞模様のように表示されてしまう。しかし、上述のようにビット割当てを行うことで、図１４Ｄに示すように階調の少ない部分が縞模様のように表示されることなく階調変換を行うことができる。さらに、夜霧の中にある明かりの周辺の映像に縞模様等が表示されてしまうことも防止できる。
【００９２】
また、垂直方向において、信号レベルが等しく連続する画素の数が大きくなる場合、上述の図９に示す場合と同様な処理を行うものとすれば、５ライン分の映像信号をラインメモリに記憶させればよいことから、ラインメモリ数が少なくても、階調変化が滑らかな階調変換を行うことができる。
【００９３】
なお、上述の実施の形態では、１ビットの差を生じたときに、このレベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく連続する画素の数を判別して変化量を設定するものとしたが、１ビットよりも大きなビット差を生じた場合にも、このレベル差を生じる直前の画素と信号レベルが等しく、この直前の画素と連続する画素の数を判別して、レベル差に応じた変化量を設定することもできる。また、変化量の設定を行うビット差を大きくすると、例えば被写体の境界部分の階調が滑らかとなり画像の鮮鋭度が低下してしまうおそれがある。したがって、ビット差は、階調変化の少ない映像部分に生じる縞模様等が表示されなくなる程度に設定する。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】映像表示装置の構成を示す図である。
【図２】階調変換部の構成を示す図である。
【図３】映像信号ＤＶaのパターンを示す図である。
【図４】連続数検出信号と変化量の関係を示す図である。
【図５】階調変換部の動作（信号レベルが増加するとき）を説明するための図である。
【図６】階調変換部の動作（信号レベルが減少するとき）を説明するための図である。
【図７】階調変換結果を示す図である。
【図８】連続する画素の数が多い場合の動作を説明するための図である。
【図９】連続する画素の数が多い場合の他の動作を説明するための図である。
【図１０】階調変換動作を示すフローチャートである。
【図１１】階調変換部の他の構成を示す図である。
【図１２】垂直方向階調処理部の構成を示す図である。
【図１３】水平方向に対する変化量と垂直方向に対する変化量を例示した図である。
【図１４】水平方向と垂直方向の変化量を設定した階調変換結果を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０・・・映像表示装置、１１，１５・・・アンテナ、１２・・・ディジタルフロントエンド、１６・・・アナログフロントエンド、２０・・・階調変換部、２１・・・シフトレジスタ、２２p，２２q，３４p，３４q・・・判別処理部、２５，３５・・・ビット割当処理部、３０・・・水平方向階調処理部、３１・・・ラインメモリ部、３２・・・垂直方向階調処理部、５０・・・表示駆動処理部、５１・・・画質調整部、５２・・・ドライバ、６０・・・映像表示素子、１２１・・・ディジタルチューナ部、１２２・・・デコーダ、１６１・・・アナログチューナ部、１６２・・・アナログ外部端子、１６３・・・コンバータ、２２１p，２２２p，２２３p，２２４p・・・減算器、２５１，３５１・・・変化量設定部、２５２・・・ビット処理部、３３１〜３３５・・・レジスタ、３５２・・・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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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図７】
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【図１４】
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