(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器を備えた信号処理回路において、
注目画素の左右の両側部分の画素データの平均値である左右両側平均値、注目画素の左側部分の画素データの平均値である左側平均値および注目画素の右側部分の画素データの平均値である右側平均値をそれぞれ算出する第１手段、
注目画素の画素データと左右両側平均値との差分データを算出する第２手段、
注目画素の画素データと左右両側平均値との差分データが第１の所定値以上である場合に上記差分データを小さくさせる第３手段、
左側平均値と右側平均値との差が第２の所定値以上である場合に、第３手段によって得られた上記差分データを小さくさせる第４手段、ならびに
第４手段によって得られた差分データを、注目画素の画素データに加算する手段、
を備えていることを特徴とする映像信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、映像信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号処理回路にＡ／Ｄ変換器を用いたディスプレイ装置では、Ａ／Ｄ変換器の量子化ビット数に応じて、再現できる映像信号のとりうる範囲（ダイナミックレンジ）が決定される。
【０００３】
このダイナミックレンジを等価的に拡張する手段として、Ａ／Ｄ変換器への入力映像信号レベルがダイナミックレンジに対して小さい場合、可変ゲインアンプによって出力映像信号の振幅を変化させる技術がある。この例を図１に示す。
【０００４】
図１において、輝度信号Ｙは、可変ゲインアンプ１０１に入力される。可変ゲインアンプ１０１の出力は、Ａ／Ｄ変換器１０３に送られて、ｎビットのデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１０３から出力されるデジタル信号は、解像度変換回路（スケーラー）１０４によって解像度変換が行われた後に、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＤＬＰ等の表示パネル１０５に送られる。
【０００５】
可変ゲインアンプ１０１のゲインは、最大値検出回路１０２から出力されるゲインコントロール信号によって制御される。最大値検出回路１０２は、映像信号の最も大きな部分の電圧をホールドし、Ａ／Ｄ変換のダイミックレンジの最大値となる所定の電圧と比較する。そして、その差分値に基づいて、ゲインコントロール信号を生成する。
【０００６】
図２は、最大値検出回路２の一例を示している。
【０００７】
輝度信号Ｙの最大値は、ダイオード１１１によってコンデンサ１１２に保持される。コンデンサ１１２に保持された電圧は、電池１１４によって与えられるＡ／Ｄ変換のダイナミックレンジの最大値に対応する所定の電圧と、第１の差動増幅器１１３によって比較される。第１の差動増幅器１１３の出力は、第２の差動増幅器１１５に送られる。第２の差動増幅器１１５の出力がゲインコントロール信号となる。
【０００８】
コンデンサ１１２に保持された電圧がＡ／Ｄ変換のダイナミックレンジの最大値に対応する所定の電圧より大きい場合には、ゲインコントロール信号電圧が下がり、コンデンサ１１２に保持された電圧がＡ／Ｄ変換のダイナミックレンジの最大値に対応する所定の電圧より小さい場合には、ゲインコントロール信号電圧が上がる。可変ゲインアンプ１０１のゲインは、ゲインコントロール信号電圧に比例するように制御される。
【０００９】
したがって、Ａ／Ｄ変換器１０３のダイナミックレンジに相当する振幅をもった映像信号がＡ／Ｄ変換器１０３に供給されるようになる。
【００１０】
上記のような技術を用いた映像信号処理回路においては、入力映像信号が動画の映像信号である場合には、信号中の最も振幅の大きな部分が変化すると、それ以外の部分も連動して振幅が変化するため、随時、明るさが変化する。このため、入力映像信号中に振幅が変化しない部分があっても、信号中の最も振幅の大きな部分が変化すると、入力映像信号では変化しない部分においても表示画面上では明るさが変動してしまう。この結果、入力映像信号を忠実に再現できないという問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、映像信号中の微小な変化部分を拡大することができ、しかも映像信号中の大きな変化部分が拡大されすぎるのを抑制することができる映像信号処理回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、入力映像信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器を備えた信号処理回路において、注目画素の左右の両側部分の画素データの平均値である左右両側平均値、注目画素の左側部分の画素データの平均値である左側平均値および注目画素の右側部分の画素データの平均値である右側平均値をそれぞれ算出する第１手段、注目画素の画素データと左右両側平均値との差分データを算出する第２手段、注目画素の画素データと左右両側平均値との差分データが第１の所定値以上である場合に上記差分データを小さくさせる第３手段、左側平均値と右側平均値との差が第２の所定値以上である場合に、第３手段によって得られた上記差分データを小さくさせる第４手段、ならびに第４手段によって得られた差分データを、注目画素の画素データに加算する手段を備えていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図３〜図９を参照して、この発明を液晶表示装置の映像信号処理回路に提供した場合の実施の形態について説明する。
【００１５】
図３は、液晶表示装置に設けられた映像信号処理回路の構成を示している。
【００１６】
輝度信号Ｙは、アンプ１に入力される。アンプ１の出力は、Ａ／Ｄ変換器２に送られて、デジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２から出力されるデジタル信号は、ダイナミックレンジ拡張回路３に送られる。ダイナミックレンジ拡張回路３は、映像の微小な変化を拡大することにより、視覚的なダイナミックレンジを拡張するものである。ダイナミックレンジ拡張回路３の構成および動作については後述する。
【００１７】
ダイナミックレンジ拡張回路３から出力される信号は、解像度変換回路（スケーラー）４に送られて、解像度変換が行われる。解像度変換回路４から出力される信号は、ＬＣＤパネル５に送られる。
【００１８】
図４は、ダイナミックレンジ拡張回路３の構成を示している。
【００１９】
ダイナミックレンジ拡張回路３は、１７個の１バイトレジスタからなるシフトレジスタ１０、３つのaverager回路( アベレージャ回路) ２１、２２、２３、distance回路( ディスタンス回路) ３０、limiter table 回路( リミッターテーブル回路) ４０、step control table回路( ステップコントロールテーブル回路) ５０およびadder 回路( アダー回路) ６０からなる。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換器２から出力される８ビットのデジタルデータがダイナミックレンジ拡張回路４に、Yin(8)として入力する。このデジタルデータYin(8)は、シフトレジスタ１０に入力される。シフトレジスタ１０には、１７画素分のデジタルデータが保持される。シフトレジスタ１０のうちの中央の１バイトレジスタに保持されたデータが注目画素に対するデータ( 基準値)Yref とされる。
【００２１】
シフトレジスタ１０の中央のレジスタ以外の各レジスタに保持されているデータは、第１のaverager回路２１に送られる。第１のaverager回路２１は、シフトレジスタ１０に保持されているYref以外のデータの平均値、つまり、注目画素の左右の両側部分の画素データの平均値である左右両側平均値av16を算出する。
【００２２】
シフトレジスタ１０内の後側の４つのレジスタに保持されている各データは、第２のaverager回路２２に送られる。第２のaverager回路２２は、シフトレジスタ１０内の後側の４つのレジスタに保持されている各データの平均値、つまり、注目画素の左側部分の画素データの平均値である左側平均値av-back を算出する。
【００２３】
シフトレジスタ１０内の前側の４つのレジスタに保持されている各データは、第３のaverager回路２３に送られる。第３のaverager回路２３は、シフトレジスタ１０内の前側の４つのレジスタに保持されている各データの平均値、つまり、注目画素の右側部分の画素データの平均値である右側平均値av-frontを算出する。
【００２４】
シフトレジスタ１０の中央のレジスタに保持されている基準値Yrefおよび各averager回路２１、２２、２３によって算出された平均値av16、av-back 、av-frontは、distance回路３０に送られる。
【００２５】
distance回路３０は、平均値av16と基準値Yrefとの差分を算出するための第１の減算器３１と、平均値av-back と平均値av-frontとの差分を算出するための第２の減算器３２とを備えている。第１の減算器３１によって得られた差分信号dis-avは、注目画素データの左右両側平均値av16に対する変化量である。第２の減算器３２によって得られた差分信号dis-f2b-abs は、左側平均値av-back と右側平均値av-frontとの間の変化量である。
【００２６】
distance回路３０に送られてきた基準値Yrefは、dis-Yrefとして、limiter table 回路４０に送られる。また、distance回路３０によって算出された差分信号dis-av、dis-f2b-abs とは、limiter table 回路４０に送られる。
【００２７】
limiter table 回路４０は、差分信号dis-avに対して振幅制限を行い、映像信号の大きな変化がその出力(Lim-dis) に現れないようにする。図５は、limiter table 回路４０の入出力特性を示している。この処理により、映像信号中の細かい変化のみを抽出することができるようになる。
【００２８】
差分信号dis-avに対して振幅制限が行われた信号Lim-dis は、step control table回路５０に送られる。また、limiter table 回路４０に送られてきた基準値dis-Yrefおよび差分信号dis-f2b-abs は、そのまま、Lim-yrefおよびLim-f2b として、step control table回路５０に送られる。
【００２９】
step control table回路５０は、左側平均値と右側平均値との間の変化量Lim-f2b の大きさに基づいて、Lim-dis の大きさを小さくする。Lim-f2b が大きい場合には、注目画素（Yref) の前後には、映像信号の変化が大きいステップ状の輪郭が存在していると判断される。ダイナミックレンジ拡張回路３は、映像の微小の変化を拡大するのが目的であるため、映像信号の変化が大きい場合にはLim-dis を小さくする必要がある。そこで、step control table回路５０は、Lim-f2b が所定値以上大きくなると、Lim-dis を小さくする。step control table回路５０の特性を図６に示す。
【００３０】
step control table回路５０によって制御されたLim-dis は、con-dis として、adder 回路６０に送られる。step control table回路５０に送られてきた基準値Lim-yrefは、con-yrefとして、adder 回路６０に送られる。
【００３１】
adder 回路６０は、con-yrefにcon-dis を加算する。これにより、映像の変化量が、元の映像信号に加算されることになり、映像信号中の微小な変化の振幅が拡大される。ただし、映像信号中の大きな変化の振幅に対しては、上記limiter table 回路４０およびstep control table回路５０の作用により、その拡大量が制限される。なお、この加算結果は、Youtとして、解像度変換回路４に送られる。
【００３２】
例えば、図７（ａ）に示すように連続的な輝度の変化が微小である場合には、図７（ｂ）に示すように映像信号の振幅が拡大され、映像の細かな変化が伸張される。
【００３３】
映像信号中の大きな変化の振幅に対しては、その拡大量が制限されることについて、図８および図９を用いて説明する。
【００３４】
図８にYrefで示すように、映像信号中にステップ状の変化部分（大きな変化の振幅部分）があるとする。注目画素の左右両側部分の画素データの平均値は図８にav16で示すようになり、注目画素のデータと上記平均値av16との差分値dis-avは図８にdis-avで示すようになる。元の映像信号Yrefに、差分値dis-avをそのまま加算すると、両エッジ部分に大きな偽輪郭が発生してしまうことは明らかである。
【００３５】
そこで、図８に示すように、上記limiter table 回路４０によって、差分値dis-avの振幅を制限した結果Lim-dis を、元の映像信号Yrefに加算すると、図８にadd-enに示すように、偽輪郭が小さくなる。しかしながら、図８の信号add-enに矢印で示すように、不自然な縁取りが発生する。
【００３６】
そこで、図９に示すように、step control table回路５０により、limiter table 回路４０による振幅制限後のLim-dis を、dis-f2b に基づいて小さくした結果con-dis を、元の映像信号Yrefに加算すると、図９にadd-yen に示すように、不自然な縁取りが除去される。
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、映像信号中の微小な変化部分を拡大することができ、しかも映像信号中の大きな変化部分が拡大されすぎるのを抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ／Ｄ変換器への入力映像信号レベルがダイナミックレンジに対して小さい場合、可変ゲインアンプによって出力映像信号の振幅を変化させる技術を利用したて従来の信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の最大値検出回路の構成例を示す電気回路図である。
【図３】液晶表示装置に設けられた映像信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図４】ダイナミックレンジ拡張回路３の構成を示すブロック図である。
【図５】  limiter table 回路４０の入出力特性を示すグラフである。
【図６】  step control table回路５０の特性を示すグラフである。
【図７】連続的な輝度の変化が微小である場合に映像信号の振幅が拡大されることを示す模式図である。
【図８】映像信号中の大きな変化の振幅に対しては、その拡大量が制限されることを説明するための模式図である。
【図９】映像信号中の大きな変化の振幅に対しては、その拡大量が制限されることを説明するための模式図である。
【符号の説明】
１  アンプ
２  Ａ／Ｄ変換器
３  ダイナミックレンジ拡張回路
４  解像度変換回路
５  ＬＣＤパネル
１０  シフトレジスタ
２１、２２、２３  averager回路
３０  distance回路
４０  limiter table 回路
５０  step control table回路
６０  adder 回路
【図１】
0004301852.tif 000002
【図２】
0004301852.tif 000003
【図３】
0004301852.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004301852.tif 000008
【図８】
0004301852.tif 000009
【図９】
0004301852.tif 000010