(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力輝度信号が示す画像のうちの垂直方向の第１検出範囲内の画素の輝度信号のみを通過させる第１マスキング手段と、
前記入力輝度信号が示す画像のうちの垂直方向の前記第１検出範囲を含む第２検出範囲内の画素の輝度信号のみを通過させる第２マスキング手段と、
前記第１マスキング手段から出力された輝度信号の輝度レベル各々の頻度データを所定の期間毎に作成して記憶する第１ヒストグラムメモリと、
前記第２マスキング手段から出力された輝度信号の輝度レベル各々の頻度データを所定の期間毎に作成して記憶する第２ヒストグラムメモリと、
前記第１ヒストグラムメモリに記憶された輝度レベル毎の頻度データに係数を乗算する乗算手段と、
輝度レベル毎に前記乗算手段の出力頻度データと前記第２ヒストグラムメモリに記憶された頻度データとを大小比較し、小なる方の頻度データを出力する選択手段と、
前記選択手段から出力される輝度レベル毎の前記小なる方の頻度データに基づいて前記入力輝度信号の輝度レベルを補正する手段と、を備えたことを特徴とする輝度レベル補正装置。
【請求項２】
前記第１及び第２ヒストグラムメモリ各々は、前記頻度データを１フィールド期間毎に作成して記憶し、前記選択手段は１フィールド期間毎に輝度レベル毎の前記小なる方の頻度データを出力することを特徴とする請求項１記載の輝度レベル補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、映像信号の輝度レベルを補正する輝度レベル補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表示装置の大型化に伴い、画像をより鮮明に見せるために輝度レベル補正装置を備えることが要求されている。輝度レベル補正装置は、通常、映像信号を非線形な増幅器に供給することによって輝度分布をダイナミックレンジの範囲に拡大するように映像信号の輝度レベルを補正するものである。
【０００３】
図１は従来の輝度レベル補正装置を示している。この輝度レベル補正装置は、ヒストグラムメモリ１、最大補正値算出回路２及びルックアップテーブルメモリ３から構成されている。ヒストグラムメモリ１及びルックアップテーブルメモリ３にはディジタル化された輝度信号が入力信号として供給される。ヒストグラムメモリ１は入力輝度信号の各輝度レベルについての頻度データを記憶するためのメモリであり、予め定められた複数の輝度レベル毎にその輝度レベルでアドレス指定される記憶領域を有し、各記憶領域には頻度が格納される。すなわち、１画素分の輝度信号が供給される毎にその輝度レベルに対応するヒストグラムメモリ１の記憶領域の頻度が１だけ上昇する。また、ヒストグラムメモリ１の記憶内容は所定の期間（１垂直走査期間又はその整数倍）毎に全て０にクリアされ、各輝度レベルについて新たな頻度データをとることになる。
【０００４】
最大補正値算出回路２は、ヒストグラムメモリ１のデータを低輝度から順次累算するヒストグラム累積回路２ａと、その累積回路２ａの結果を記憶する累積ヒストグラムメモリ２ｂと、累積ヒストグラムメモリ２ｂの記憶データに基づいてその最大累積度数が出力輝度信号の最大値となるように各データを正規化する正規化演算回路２ｃとからなる。累積ヒストグラムメモリ２ｂはヒストグラムメモリ１と同様に輝度信号の複数の輝度レベル毎にその輝度レベルでアドレス指定される頻度の記憶領域を有している。
【０００５】
ルックアップテーブルメモリ３は累積ヒストグラムメモリの記憶データを正規化したデータを記憶する。ルックアップテーブルメモリ３のアドレスは入力輝度信号の輝度レベルによって指定され、指定されたアドレスの記憶領域に記憶された輝度レベルが正規化されたレベルとして出力される。
図２はかかる従来の輝度レベル補正装置による輝度変換動作を波形として示している。入力輝度信号の１画素毎にヒストグラムメモリ１のいずれか１のアドレスが指定され、その指定アドレスの記憶領域の値が１だけ増加される。所定の期間に亘る入力輝度信号の輝度レベルに対する頻度が図２(a)に示すように検出されたとする。ここで、分かり易くするために輝度レベルＹ150，Ｙ160，Ｙ170，Ｙ180，Ｙ190，Ｙ200，Ｙ210における頻度がヒストグラムメモリ１にて検出されたとする。Ｙ150＜Ｙ160＜Ｙ170＜Ｙ180＜Ｙ190＜Ｙ200＜Ｙ210の関係がある。所定期間内の頻度が輝度レベルＹ150，Ｙ160，Ｙ170，Ｙ180，Ｙ190，Ｙ200，Ｙ210に対して１，３，５，７，５，３，１であったとすると、累積頻度は輝度レベルＹ150，Ｙ160，Ｙ170，Ｙ180，Ｙ190，Ｙ200，Ｙ210に対して１，４，９，１６，２１，２４，２５の如くなる。すなわち、図２(b)に示すように輝度レベルが大になるに従って累積頻度は大きくなる。この累積頻度の最大値が出力輝度レベルの最大値となるように正規化係数が正規化演算回路２ｃにて算出され、この正規化係数及びヒストグラムメモリ１の各データに基づいて正規化演算がなされ、その演算結果は対応するルックアップテーブルメモリ３の記憶領域に記憶される。ルックアップデーブルメモリ３の入力輝度レベルと出力輝度レベルとの関係は図２(c)に示すようになり、入力輝度信号をルックアップデーブルメモリ３を介することにより階調補正した輝度信号が出力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の輝度レベル補正装置においては、入力された映像信号が示す画像には実画像部分が垂直方向において狭いシネスコサイズ等の画像があり、そのような画像には図３にハッチングで示すように上下に無画部（黒帯）が存在するので、累積ヒストグラムの検出領域がその無画部を含む図３の点線Ａで囲まれた領域であるならば、累積ヒスドラムは図４に示すような特性となる。すなわち、累積ヒストグラムは、実画像部分の輝度レベルの頻度に無画部の黒レベルの頻度が大きく影響してしまい、このような累積ヒストグラムに基づいて輝度レベルの階調補正を行うと実画像部分に黒浮き等の弊害が生じるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、画像の実画像部分のサイズに応じて輝度レベルの階調補正を適切に行うことができる輝度レベル補正装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の輝度レベル補正装置は、入力輝度信号が示す画像のうちの垂直方向の第１検出範囲内の画素の輝度信号のみを通過させる第１マスキング手段と、入力輝度信号が示す画像のうちの垂直方向の第１検出範囲を含む第２検出範囲内の画素の輝度信号のみを通過させる第２マスキング手段と、第１マスキング手段から出力された輝度信号の輝度レベル各々の頻度データを所定の期間毎に作成して記憶する第１ヒストグラムメモリと、第２マスキング手段から出力された輝度信号の輝度レベル各々の頻度データを所定の期間毎に作成して記憶する第２ヒストグラムメモリと、第１ヒストグラムメモリに記憶された輝度レベル毎の頻度データに係数を乗算する乗算手段と、輝度レベル毎に乗算手段の出力頻度データと第２ヒストグラムメモリに記憶された頻度データとを大小比較し、小なる方の頻度データを出力する選択手段と、選択手段から出力される輝度レベル毎の小なる方の頻度データに基づいて入力輝度信号の輝度レベルを補正する手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
かかる本発明の輝度レベル補正装置によれば、選択手段から出力される輝度レベル毎の小なる方の頻度データは無画部の頻度データを含まないので、その輝度レベル毎の小なる方の頻度データに基づいて入力輝度信号の輝度レベルを補正することにより、無画部の輝度レベルの影響を受けることなく入力輝度信号の輝度レベルの補正を適切に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図５は本発明による輝度レベル補正装置を示している。この輝度レベル補正装置は、図５に示すようにＡ／Ｄ変換器１１、同期分離回路１２、第１及び第２マスキング回路１３，１４、第１及び第２ヒストグラムメモリ１５，１６、乗算器１７、最小値セレクタ１８、最大補正値算出回路１９及びルックアップテーブルメモリ２０からなる。
【００１１】
Ａ／Ｄ変換器１１は入力映像信号（コンポジット信号）をディジタル信号に変換する。同期分離回路１２は入力映像信号の垂直同期信号及び水平同期信号を抽出して第１及び第２マスキング回路１３，１４に供給する。
マスキング回路１３，１４各々はＡ／Ｄ変換器１１の出力に接続され、第１マスキング回路１３はシネスコサイズの検出範囲のディジタル映像信号を第１ヒストグラムメモリ１５に供給する。第２マスキング回路１４はビスタサイズの検出範囲のディジタル映像信号を第２ヒストグラムメモリ１６に供給する。
【００１２】
ヒストグラムメモリ１５，１６各々は上記したヒストグラムメモリ１と同様に、入力輝度信号の各輝度レベルについての頻度を記憶するためのメモリであり、予め定められた複数の輝度レベル毎にその輝度レベルでアドレス指定される記憶領域を有し、各記憶領域には頻度データを格納する。ヒストグラムメモリ１５，１６の記憶内容は所定の期間（１垂直走査期間又はその整数倍）毎に全て０にクリアされ、各輝度レベルについての新たな頻度データをとることになる。ヒストグラムメモリ１５，１６各々の頻度データはクリアされる前に低い輝度の順に同期して読み出される。
【００１３】
第１ヒストグラムメモリ１５の出力には乗算器１７が接続されている。乗算器１７は第１ヒストグラムメモリ１５から読み出された頻度データに係数（例えば、２）を乗算して最小値セレクタ１８に供給する。
最小値セレクタ１８は、乗算器１７から供給される乗算後の頻度データとヒストグラムメモリ１６から直接供給される頻度データとを比較して小なる頻度データ（合成頻度データの輝度レベル毎の頻度データ）を出力する。
【００１４】
最大補正値算出回路１９は、図１に示した最大補正値算出回路２と同様に、頻度データを低輝度から順次累算するヒストグラム累積回路１９ａと、その累積回路１９ａの結果を記憶する累積ヒストグラムメモリ１９ｂと、累積ヒストグラムメモリ１９ｂの記憶データに基づいてその最大累積度数が出力輝度信号の最大値となるように各データを正規化する正規化演算回路１９ｃとからなる。また、ルックアップテーブルメモリ２０は図１のルックアップテーブルメモリ３と同一である。
【００１５】
なお、図示していないが、入力映像信号がカラー映像信号の場合には例えば、Ｙ−Ｃ分離回路をＡ／Ｄ変換器１１の後段に設け、分離した輝度信号をマスキング回路１３，１４に供給することが行われる。
ここで、入力映像信号の実画像部分のサイズとしては、シネスコサイズ、ビスタサイズ及び４：３のサイズがあるとする。
【００１６】
入力映像信号が図６(a)に示す如きシネスコサイズの画像の場合には、その実画像は、走査線７０ライン目から２０８ライン目までの１３９本で形成され、それ以外の図６(a)にハッチングで示した走査線部分は無画部である。入力映像信号が図７(a)に示すビスタサイズの画像の場合には、その実画像は、走査線５６ライン目から２２２ライン目までの１６７本で形成され、それ以外の図７(a)にハッチングで示した走査線部分は無画部である。入力映像信号が図８(a)に示す４：３の画像の場合に、その実画像は走査線３９ライン目から２３７ライン目までの１９９本で形成される。
【００１７】
シネスコサイズの画像用の第１マスキング回路１３はＡ／Ｄ変換器１１から供給されるディジタル映像信号を、垂直同期信号に応答して設定された垂直ライン数６９だけの水平走査期間の経過後、垂直検出範囲ライン数１３９だけの水平走査期間に亘ってヒストグラムメモリ１５に出力する。ビスタサイズの画像用の第２マスキング回路１４はＡ／Ｄ変換器１１から供給されるディジタル映像信号を、垂直同期信号に応答して設定された垂直ライン数５５だけの水平走査期間の経過後、垂直検出範囲ライン数１６７だけの水平走査期間に亘ってヒストグラムメモリ１６に出力する。
【００１８】
先ず、入力映像信号がシネスコサイズの画像の場合には、第１マスキング回路１３は図６(ｂ)に破線で示すようにシネスコサイズの実画像の部分だけの映像信号を第１ヒストグラムメモリ１５に出力する。第１ヒストグラムメモリ１５に形成される頻度データテーブルが示す特性は例えば、図６(c)に示すように実画像の部分の輝度についての頻度データ特性となる。この輝度−頻度データ特性は黒色に対応する低輝度レベルにおける頻度は非常に小さくなる。第１ヒストグラムメモリ１５の輝度頻度データは乗算器１７で係数Ｋに乗算されるので、図６(d)に示すように各頻度データは例えば、２倍の大きさとなる。
【００１９】
一方、第２マスキング回路１４は図６(e)に破線で示すようにシネスコサイズの実画像の他にその上下に無画部を含むビスタサイズ分の映像信号をヒストグラムメモリ１６に出力する。よって、ヒストグラムメモリ１６では実画像だけでなく黒色の無画部の輝度レベルについての頻度データが得られる。すなわち、例えば、図６(f)に示す輝度−頻度データ特性のように黒色に対応する低輝度レベルにおいても頻度がかなり計数された頻度データテーブルがヒストグラムメモリ１６には形成されることになる。
【００２０】
最小値セレクタ１８は、乗算器１７から順次出力された頻度データと第２ヒストグラムメモリ１６から順次読み出されて出力された頻度データとを比較し、そのデータ値が小なる方の頻度データを出力する。例えば、図６(d)の輝度−頻度データ特性と、図６(f)の輝度−頻度データ特性とを比較すると、低輝度レベルでは乗算器１７からの頻度データが選択され、それ以外の輝度レベルについては第２ヒストグラムメモリ１６からの頻度データが主に選択されることになる。よって、最小値セレクタ１８では図６(g)に示すように、図６(c)のシネスコサイズの実画像の輝度−頻度データ特性にほぼ等しい輝度−頻度データ特性が得られる。
【００２１】
次に、入力映像信号がビスタサイズの画像の場合には、第１マスキング回路１３は図７(ｂ)に破線で示すようにビスタサイズの実画像のうちのシネスコサイズ部分の映像信号を第１ヒストグラムメモリ１５に出力する。第１ヒストグラムメモリ１５に形成される頻度データテーブルの特性は例えば、図７(c)に示すようにビスタサイズの実画像のうちのシネスコサイズ部分の輝度レベルについての頻度データ特性となる。この輝度−頻度データ特性は黒色に対応する低輝度レベルにおける頻度は非常に小さくなる。第１ヒストグラムメモリ１５から読み出された頻度データは乗算器１７で係数Ｋに乗算されるので、図７(d)に示すように各頻度データは例えば、２倍の大きさとなる。
【００２２】
一方、第２マスキング回路１４は図７(e)に破線で示すようにビスタサイズの実画像の部分だけの映像信号を第２ヒストグラムメモリ１６に出力する。よって、ヒストグラムメモリ１６では実画像だけの輝度についての頻度データが得られる。第２ヒストグラムメモリ１６に形成される頻度データテーブルの特性は例えば、図７(f)に示すようになり、この輝度−頻度データ特性は黒色に対応する低輝度レベルにおける頻度は非常に小さくなる。
【００２３】
このビスタサイズの画像の場合には、最小値セレクタ１８の選択動作によって図７(g)に示すように、図７(f)のビスタサイズの実画像の輝度−頻度データ特性にほぼ等しい輝度−頻度データ特性が得られる。
入力映像信号が４：３のサイズの画像の場合には、第１マスキング回路１３は図８(ｂ)に破線で示すように４：３のサイズの実画像のうちのシネスコサイズ部分の映像信号を第１ヒストグラムメモリ１５に出力する。第１ヒストグラムメモリ１５に形成される頻度データテーブルの特性は例えば、図８(c)に示すように４：３のサイズの実画像のうちのシネスコサイズ部分の輝度についての頻度データ特性となる。この輝度−頻度データ特性は黒色に対応する低輝度レベルにおける頻度は非常に小さくなる。第１ヒストグラムメモリ１５から読み出された頻度データは乗算器１７で係数Ｋに乗算されるので、図８(d)に示すように各頻度データは例えば、２倍の大きさとなる。
【００２４】
一方、第２マスキング回路１４は図８(e)に破線で示すように４：３のサイズの実画像のうちのビスタサイズの部分だけの映像信号を第２ヒストグラムメモリ１６に出力する。よって、ヒストグラムメモリ１６では実画像だけの輝度についての頻度データが得られる。第２ヒストグラムメモリ１６に形成される頻度データテーブルの特性は例えば、図８(f)に示すようになり、この輝度−頻度データ特性は黒色に対応する低輝度レベルにおける頻度は非常に小さくなる。
【００２５】
この４：３のサイズの画像の場合には、最小値セレクタ１８の選択動作によって図８(g)に示すように、図８(f)の４：３のサイズの実画像のうちのビスタサイズの部分の輝度−頻度データ特性にほぼ等しい輝度−頻度データ特性が得られる。
このように最小値セレクタ１８から最大補正値算出回路１９に出力される頻度データは実画像部分の各輝度レベルの頻度データである。よって、最大補正値算出回路１９の累積ヒストグラムメモリ１９ｂにはシネスコサイズやビスタサイズの実画像以外の無画像部分の黒色表示レベルの輝度頻度を累積することなく累積ヒストグラムのデータテーブルが形成される。ルックアップテーブルメモリ２０は累積ヒストグラムメモリ１９ｂの記憶データを正規化したデータを記憶するので、輝度レベル補正においては無画像部分の黒色輝度の影響を排除することができる。すなわち、表示画像の上下に黒色の無画部があるシネスコサイズ等の画像であっても実画像部分に黒浮きが生じることなく輝度レベル補正を行うことができる。また、シネスコサイズ、ビスタサイズ等の実画像部分のサイズが互いに異なる映像信号に対してそのサイズ検出のために複雑な回路が不要である。
【００２７】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、実画像の上下に無画部があるシネスコサイズ、ビスタサイズ等の映像に対して実画像部分だけの各輝度レベルに対する頻度データが得られるので、無画部の輝度レベルの影響を受けることなく入力輝度信号の輝度レベルの補正を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の輝度補正装置を示すブロック図である。
【図２】図１の装置の動作例を説明するための特性図である。
【図３】実画像部分が垂直方向において狭い画像の表示例を示す図である。
【図４】図３の画像の輝度レベルの累積ヒストグラムを示す図である。
【図５】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図６】入力映像信号がシネスコサイズの画像の場合の図５の装置の動作を説明する図である。
【図７】入力映像信号がビスタサイズの画像の場合の図５の装置の動作を説明する図である。
【図８】入力映像信号が４：３の画像の場合の図５の装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１，１５，１６  ヒストグラムメモリ
２，１９  最大補正値算出回路
３，２０  ルックアップテーブルメモリ
１３，１４  マスキング回路
１８  最小値セレクタ
【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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