DE69414153T2

DE69414153T2 - Vorrichtung zur Gradationskorrektur und Bildaufnahmegerät mit einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE69414153T2
Application number: DE69414153T
Authority: DE
Inventors: Shigeo Moriguchi-Shi Osaka 570 Sakaue; Akihiro Yawata-Shi Kyoto 614 Tamura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1994-02-23
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: EP0613294A1; DE69414153D1; US5517333A; EP0613294B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstufungskorrekturvorrichtung zum Korrigieren der Abstufung von eingegebenen Bildsignalen und eine Vorrichtung damit, wie einen Camcorder oder einen Video-Printer.

Beschreibung des Standes der Technik

Wenn ein dunkles Objekt in einem Bild mit einem Camcorder oder ähnlichem erfaßt wird, wird das Objekt in einem ausgegebenen Bild dunkler mit einer schlechten Abstufung. Insbesondere, wenn ein Hintergrund-beleuchtetes Objekt in einem Bild erfaßt wird, erscheinen extreme schwarze oder weiße Abschnitte in dem Bild, und ein ausgegebenes Bild wird unnatürlich. Daher wird eine Abstufungskorrekturvorrichtung in einem Camcorder oder ähnlichem eingebaut, welche Bildsignale eines 1-Teilbildes verarbeitet.
Die EP-A-0 255 949, welche den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, von welchem die Erfindung ausgeht, offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Korrigieren der Abstufung eines durch Bilddaten dargestellten Bildes. Eine Standard-Abstufungskorrekturkennlinie (f(X)), die von Merkmalen eines Originalbildes unabhängig ist, wird vorab vorbereitet. Eine akkumulierte Dichte-Histogramm- Kennlinie (h(X)) des Originals wird aus den Bilddaten des Originals erhalten. Eine erste Abstufungskorrekturkennlinie (F(X)) wird durch Modifizieren der Standard- Abstufungskorrekturkennlinie (f(X)) erhalten, während eine zweite Abstufungskorrekturkennlinie (H(X)) durch Modifizieren der akkumulierten Dichte-Histogramm- Kennlinie (h(X)) erhalten wird. Eine dritte Abstufungskennlinie (G(X)) wird durch lineare Kombination der ersten und zweiten Abstufungsumwandlungskennlinie (F(X), H(X)) erhalten, um eine Abstufungskorrektur der Bilddaten auf der Basis der dritten Abstufungskorrekturkennlinie (G(X)) auszuführen.
Eine weitere bekannte Abstufungskorrekturschaltung ist offenbart in JP-A-21 25 589 (1990). In solch einer Abstufungskorrekturschaltung wird ein Luminanzsignal Y zuerst gedämpft und danach nichtlinear verstärkt. Ein nichtlinearer Abschnitt wird aus dem verstärkten Signal extrahiert und zu dem Luminanzsignal Y addiert. Somit werden Halbtonsignale angehoben, während Signale hoher und niedriger Luminanzen beibehalten werden. Somit kann die Bildqualität eines Hauptobjektes und Hintergrund bei Hintergrundlicht verbessert werden.
In dem oben erwähnten Stand der Technik werden jedoch nur Zwischen-Luminanzpegel erhöht. Daher ist es ein Problem bei einem stark hintergrundbeleuchteten Objekt, daß eine Abstufung zwischen mittleren und hohen Pegeln von Bildsignalen schlecht wird. Weiterhin wird die Abstufung für ein Vordergrund-beleuchtetes Objekt oder für ein Objekt mit einer Abstufung von niedrigen bis zu hohen Pegeln in einigen Abschnitten schlecht oder ein ausgegebenes Bild wird unnatürlich, obwohl die Bildqualität für ein Objekt bei Hintergrundbeleuchtung etwas verbessert werden kann.
Eine weitere bekannte Abstufungskorrekturschaltung ist offenbart in der JP-A-22 06 282 (11990). In der oben erwähnten Schaltung werden Bildsignale in vorbestimmte Bereiche von Signalpegeln aufgeteilt und ein durchschnittlicher oder ein integrierter Wert von Bildsignalen jedes Pegelbereiches wird erfaßt. Ein Verstärkungssteuerungsdaten-ROM speichert einen Verstärkungs- oder Dämpfungs-Betrag für eine Gamma-Korrektursteuerung entsprechend dem Durchschnitt von Bildsignalen in jedem Pegelbereich. Durch Steuern der Gamma-Korrekturkennlinie entsprechend dem Ausgangssignal des Verstärkungssteuerungsdaten-ROM kann das Auftreten extremer weißer oder schwarzer Abschnitte in einem Ausgabebild verhindert werden.
In dem oben erwähnten Stand der Technik kann die Beeinträchtigung des Bildes infolge extremer schwarzer Abschnitte durch Erhöhen der Verstärkung bei geringer Luminanz verhindert werden, während die Beeinträchtigung des Bildes bei extremen weißen Abschnitten durch Steuern der Dämpfung bei mittleren und hohen Luminanzen verhinderbar ist. Es ist jedoch ein Problem, daß die Abstufung bei hoher Luminanz schlecht wird. Weiterhin ist es, obwohl die Abstufungskorrekturkennlinie für vordergrundbeleuchtete Objekte und für hintergrundbeleuchtete Objekte geändert wird, nicht leicht, die Abstufungskorrekturkennlinie für vordergrundbeleuchtete Objekte und für hintergrundbeleuchtete Objekte zu verändern. Es ist ebenfalls ein Problem, daß ein Ausgangsbild unstabil und unnatürlich wird, wenn die bekannte Abstufungskorrekturschaltung bei einer Videokamera angewendet wird, welche bewegte Bilder verarbeitet.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abstufungskorrekturvorrichtung anzugeben, welche ein Ausgangsbild mit einem guten Abstufungsausdruck in einem gesamten Bild für ein vordergrundbeleuchtetes Objekt und für ein hintergrundbeleuchtetes Objekt liefern kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abstufungskorrekturvorrichtung anzugeben, welche eine Abstufungskennlinie für verschiedene Arten von Bildern zum Beispiel bei einem hintergrundbeleuchteten Objekt oder einem vordergrundbeleuchteten Objekt leicht verändern kann.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abstufungskorrekturvorrichtung anzugeben, welche die Abstufung eines bewegten Bildes korrigieren kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bildaufnahmegerät mit einer Abstufungskorrekturschaltung anzugeben, welches ein Ausgabebild mit einem guten Abstufungsausdruck in einem gesamten Bild verschiedener Arten von Bildern, zum Beispiel einem vordergrundbeleuchteten Objekt und einem hintergrundbeleuchteten Objekt, liefern kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Abstufungskorrekturvorrichtung angegeben, mit einer Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung zum Extrahieren von Merkmalsmengen aus eingegebenen digitalen Bildsignalen eines Bildes, wobei die Merkmalsmengen eine Luminanzpegelverteilung des eingegebenen digitalen Bildsignals wiederspiegeln, mit einer Abstufungskorrekturkoeffizienten-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Abstufungskorrekturkoeffizienten basierend auf den von der Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung empfangenen Merkmalsmengen auf der Basis des Luminanzpegels und des Abstufungskorrekturkoeffizienten entsprechend einem Signalpegel des Luminanzsignals, und mit einer Abstufungskorrektureinrichtung, welche das eingegebene digitale Bildsignal mit dem durch die Korrekturfaktorerzeugungseinrichtung erzeugten Korrekturfaktor verarbeitet, wodurch der Abstufungskorrekturkoeffizient für das Eingangsbild-Digitalsignal entsprechend dessen Merkmalen verändert wird.
Entsprechend einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine Bildaufnahmevorrichtung mit einem Bildsensor zum Erfassen von Eingangsbildsigna len eines Bildes und zum Bereitstellen eines eingegebenen digitalen Bildsignals und eine Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung zur Extraktion von Merkmalsmengen aus dem eingegebenen digitalen Bildsignal eines Bildes vorgesehen, wobei die Merkmalsmengen die Luminanzpegelverteilung der Eingangsbild-Digitalsignale wiederspiegeln, eine Abstufungskorrekturkoeffizienten-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Abstufungskorrekturkoeffizienten basierend auf den von der Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung empfangenen Merkmalsmengen, wobei der Abstufungskorrekturkoeffizient ein Ausgangssignal für ein Eingangssignal festlegt, eine Korrekturfaktor-Erzeugungseinrichtung, welche einen Korrekturfaktor auf der Basis des Luminanzpegels und des Abstufungskorrekturkoeffizienten entsprechend einem Signalpegel des Luminanzpegels erzeugt, und eine Abstufungskorrektureinrichtung, welche das eingegebene digitale Bildsignal mit dem durch die Korrekturfaktorerzeugungseinrichtung erzeugten Korrekturfaktor verarbeitet.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
Ein Vorteil einer Abstufungskorrekturvorrichtung oder einer Bildaufzeichnungsvorrichtung damit ist, daß sie eine am besten geeignete Abstufungskorrekturkennlinie automatisch entsprechend den von dem Eingangsbildsignalen erhaltenen Merkmalsmengen bestimmen kann.
Ein weiterer Vorteil einer Abstufungskorrekturvorrichtung oder einer Bildaufnahmevorrichtung damit entsprechend der vorliegenden Erfindung ist, daß ein Ausgangsbild mit einer guten Farbbalance und einer reichen Abstufung für jedes Bild von einem hintergrundbeleuchteten Objekt bis zu einem vordergrundbeleuchteten Objekt ohne Beeinträchtigung der Abstufung erhalten werden kann, und das extrem schwarze oder weiße Abschnitte in einem ausgegebenen Bild unter Verwendung eines einfachen Aufbaus verhindert werden können.
Ein weiterer Vorteil einer Abstufungskorrekturkennlinie gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß eine Abstufungskorrektur natürlich auch für ein bewegtes Bild ausführbar ist, da die Abstufungskorrekturkennlinie allmählich veränderbar ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit deren bevorzugten Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Camcorders, welcher eine Abstufungskorrekturvorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 2 ein Diagramm eines 1-Vollbild-Bildes eines eingegebenen Bildsignales;
Fig. 3 ein Diagramm wirksamer Bildpunkte in dem 1-Vollbild-Bild;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Abstufungskorrekturvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Diagramm der Abstufungskorrekturkennlinie;
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Merkmalsmengen-Extraktionsschaltung;
Fig. 7 ein beispielhaftes Luminanz-Histogramm;
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Korrekturkoeffizienten-Bestimmungsschaltung;
Fig. 9 ein Blockschaltbild eines internen Aufbaus eines Korrekturkoeffizienten-Tabellen-ROM;
Fig. 10 ein Diagramm zum Darstellen der Inhalte von zwei Quantisierungsspeichern;
Fig. 11 ein Diagramm zum Darstellen des Inhalts eines Entscheidungsspeichers;
Fig. 12 ein Schaltbild eines Filters;
Fig. 13 ein Blockschaltbild einer Abstufungskorrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung einer ersten Ausführungsform;
Fig. 14 ein Blockschaltbild einer Abstufungskorrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 15 ein Diagramm einer Abstufungskorrekturkennlinie und einer Eingangs-/Ausgangs-Kennlinie in der Ausführungsform;
Fig. 16 ein Blockschaltbild der Abstufungskorrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 17 ein Blockschaltbild der Funktionen einer Bildaufzeichnungsvorrichtung, welche eine Abstufung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung korrigieren kann;
Fig. 18 ein Blockschaltbild der Bildaufzeichnungsvorrichtung, welche die Abstufung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung korrigieren kann;
Fig. 19 ein Flußdiagramm eines Ablaufs zum Bestimmen der Korrekturkoeffizienten in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 20 ein Blockschaltbild einer Abstufungskorrekturschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In den Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den Ansichten bezeichnen, zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Camcorders mit einer Abstufungskorrekturvorrichtung 204 einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zuerst werden durch einen Halbleiter-Bildsensor 201, wie einen ladungsgekoppelten Sensor (CCD) erfaßte R-, G- und B-Signale als Eingangsbildsignale durch eine analoge Schaltung 202 zu einem Analog/Digitalwandler 203 geliefert. Der Wandler 203 konvertiert die R-, G- und B-Signale in digitale Daten von 0-255 Pegeln, welche zu der Abstufungskorrekturvorrichtung 204 geliefert werden. In der Abstufungskorrekturvorrichtung 204 wird die am besten für die eingegebenen Bildsignale geeignete Abstufungskorrekturkennlinie bestimmt, und die Abstufungskorrektur wird entsprechend ausgeführt. Eine Abstufungskorrekturkennlinie wird nachfolgend als eine Beziehung eines Ausgangssignals zu einem Eingangssignal bezeichnet, wie in Fig. 5 gezeigt. Mit den korrigierten R-, G- und B-Signalen führt ein Signalprozessor 205 eine Signalverarbeitung wie eine Aperturverarbeitung aus. Die verarbeiteten, digitalen R-, G- und B-Signale werden durch einen Digital-Analog-Wandler 206 in analoge R-, G- und B-Signale konvertiert. Als nächstes konvertiert ein Kodierer 207 die analogen R-, G- und B-Signale in ein Y-Signal (Luminanzsignal) und C-Signale (Farbsignale) und eine VCR-Schaltung 208 zeichnet sie auf einem Videoband auf.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines 1-Vollbild-Bildes des eingegebenen Bildsignals in einer Vollbildebene 501. Dieses Bild zeigt eine vor einem Fenster stehende Person. Infolge des starken Hintergrundlichtes wird die Person sehr dunkel, während eine Landschaft, welche durch das Fenster erkennbar ist, sehr hell wird.
Die Anzahl von Abtastungen in der Vollbildebene 501 beträgt 640 Punkte entlang einer horizontalen Richtung und 480 Punkte entlang einer vertikalen Richtung. Fig. 3 zeigt wirksame Bildpunkt in der Vollbildebene 501, wobei wirksame Bildpunkte als offene Kreise (o) dargestellt sind. Die ausgewählten, wirksamen Bildpunkte bestehen aus jedem anderen Bildpunkt in der horizontalen Richtung und jeder anderen Zeile in einem zentralen Bereich von 512 Punkten in der horizontalen Richtung und 400 Zeilen entlang einer vertikalen Linie. Daher beträgt die Anzahl der Abtastungen in dem wirksamen Bereich 256 Punkte entlang der horizontalen Richtung und 200 Punkte entlang der vertikalen Richtung.
In dem vorstehend erwähnten Beispiel besteht der wirksame Bereich aus 256 Punkten mal 200 Punkten. Die Bereichsgröße oder Punkt-Anzahl von Signalen zum Ausdrücken der Anzahl der Bildpunkte kann jedoch als jede Anzahl ausgewählt werden, welche groß genug ist, um Merkmale aus einem Eingangsbild zu extrahieren und Merkmalsmengen können durch Zählen der Frequenzen von Bildpunkten in unterschiedlichen Pegelbereichen in dem wirksamen Bereich in einem Histogramm extrahiert werden. Die Bitanzahl von Merkmalsmengen oder Frequenzen von Bildpunkten kann ebenfalls jede zum Ausdrücken von Merkmalen eines Bildes ausreichend große Anzahl sein.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Abstufungskorrekturvorrichtung 204. Eine bekannte Matrixschaltung 101 empfängt Eingangsbildsignale und stellt ein Luminanzsignal Y für eine Merkmalsmengenextraktionsschaltung 102 und für eine Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 104 bereit. Die Merkmalsmengen- Extraktionsschaltung 102 extrahiert Merkmalsmengen aus den Luminanzsignalen Y in dem oben erwähnten wirksamen Bereich. Die Merkmalsmengen, welche verwendet werden, um eine Abstufungskorrekturkennlinie zu bestimmen, werden festgelegt, um die Art eines Bildes darzustellen. In der vorliegenden Ausführungsform stellen die Merkmalsmengen eine Pegelverteilung des Luminanzsignals in den wirksamen Bildpunkten von 256 · 200 Punkten dar. Dann bestimmt eine Korrekturkoeffizienten-Bestimmungsschaltung 103 eine Abstufungskorrekturkennlinie, welche für die eingegebenen digitalen Bildsignale des Bildes gemäß den extrahierten Merkmalsmengen geeignet ist. Konkret bestimmt die Korrekturkoeffizienten- Bestimmungsschaltung 103 einen Korrekturkoeffizienten, welcher die geeignete Abstufungskorrekturkennlinie kennzeichnet und der Korrekturkoeffizient wird verwendet, um die eingegebenen Bildsignale zu korrigieren. Dann werden die eingegebenen digitalen Bildsignale entsprechend der geeigneten Abstufungskorrekturkennlinie korrigiert. Das heißt, zuerst empfängt die Korrekturverstärkungs- Erzeugungsschaltung 104 das Luminanzsignal Y und den von der Korrekturkoeffizienten-Bestimmungsschaltung 103 empfangenen Korrekturkoeffizienten und sendet eine Korrekturverstärkung (Y'/Y) zu einer Korrekturschaltung 105. Schließlich paßt die Korrekturschaltung 105 das Timing der R-, G- und B-Signale mit der Korrekturverstärkung durch Verzögerungen 106 um eine Verzögerungszeit zum Berechnen der Abstufungskorrekturkennlinie an und multipliziert sie mit der Korrekturverstärkung (Y'/Y) durch die Multiplizierer 107, um R'-, G'- und B'-Signale nach der Abstufungskorrektur zu dem Signalprozessor 205 abzugeben. Somit kann durch Verwendung der Korrekturverstärkung gemeinsam für die digitalen R-, G- und B-Signale ein Ausgangsbild guter Farbbalance und mit einem reichen Abstufungsausdruck geliefert werden. Obwohl die Verzögerungen 106 zur Timing-Steuerung in der Schaltung 105 verwendet werden, können 1-Teilbild oder 1-Vollbild-Speicher anstelle der Verzögerungen 106 verwendet werden. In solch einem Fall wird ein gleiches Bild zweifach gelesen. Wie unten erläutert, ist es ein Merkmal der Abstufungskorrekturvorrichtung 204, daß sie digitale Daten verarbeitet. Somit ist es relativ leicht, die Abstufungskennlinie entsprechend den Merkmalen verschiedener Bildarten zu ändern.
In der Abstufungskorrekturvorrichtung 204 der vorliegenden Ausführungsform wird die Abstufungskorrekturkennlinie automatisch entsprechend den aus den eingegebenen digitalen Bildsignalen extrahierten Merkmalsmengen bestimmt. Die Abstufungskorrekturkennlinie stellt eine Beziehung des Ausgangspegels zum Eingangspegel des Bildsignals dar. Fig. 5 zeigt eine Abstufungskorrekturkennlinie in der vorliegenden Ausführungsform, wobei das Bezugszeichen Y1 eine erste Abstufungskorrekturkennlinie bezeichnet und das Bezugszeichen Y2 eine zweite Abstufungskorrekturkennlinie bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform kann ein korrigierter Wert des eingegebenen Bildsignales, wie später erläutert wird, durch Verwenden des Abstufungskorrekturkoeffizienten, welcher eine Interpolationskennlinie zwischen Y1 und Y2 kennzeichnet, leicht erhalten werden. Daher kann ein Ausgangsbild mit einer guten Farbbalance und einem reichen Abstufungsausdruck für alle Objekte von einem hintergrundbeleuchteten Objekt bis zu einem vordergrundbeleuchteten Objekt ohne Beeinträchtigung der Abstufung geliefert werden.
Die Abstufungskorrekturvorrichtung 204 wird detailliert nachfolgend erläutert. Die Matrixschaltung 101 empfängt digitale R-, G- und B-Signale der Pegel 0-255 als Eingangsbildsignale. Wenn R = G = B = 255 ist, stellen diese Farbsignale weiß dar. Die Luminanz Y erhöht sich mit der Zunahme der Werte dieser Signale. Die Matrixschaltung 101 berechnet das Luminanzsignal Y aus R-, G- und B-Signalen. Das Luminanzsignal Y kann z.B. unter Verwendung der folgenden Beziehung erhalten werden:
Y = 0,30R + 0,59G + 0,11B. (1)
Die Luminanz Y liegt also zwischen 0 und 255. Die Luminanz Y wird zu der Merkmalsmengen-Extraktionsschaltung 102 und zu der Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 103 abgegeben.
Fig. 6 zeigt eine Merkmalsmengen-Extraktionsschaltung 102 zum Extrahieren von Merkmalsmengen aus den Luminanzsignalen Y eines Bildes. In diesem Beispiel werden Frequenzen des Luminanzsignals in drei Sektionen von niedrigen, mittleren und hohen Luminanzen über einen wirksamen Bereich in einem 1-Vollbild-Bild gezählt und die Frequenzen werden als Merkmalsmengen verwendet. Insbesondere wird das Eingangsluminanzsignal Y durch einen Komparator 701 mit ersten und zweiten Schwellwerten verglichen. Wenn das Luminanzsignal Y kleiner als der erste Schwellwert ist, wird ein Zählsignal für eine niedrige Luminanzsektion zu einem ersten Zähler 702 abgegeben. Wenn das Luminanzsignal Y zwischen dem ersten und zweiten Schwellwert liegt, wird ein Zählsignal für eine mittlere Luminanzsektion zu einem zweiten Zähler 703 abgegeben. Wenn das Luminanzsignal größer als der zweite Schwellwert ist, wird ein Zählsignal für eine hohe Luminanzsektion zu einem dritten Zähler 704 abgegeben. Somit stellen die Zähler 702, 703 und 704 die Frequenzen niedriger, mittlerer und hoher Luminanzsektionen für einen wirksamen Bereich bereit.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines Luminanzhistogramms, welches durch die Merkmalsmengen-Extraktionsschaltung 102 erhalten wird. Ein Histogramm "a", welches durch Frequenzzählungen in jedem Luminanzpegel erhalten wird, ist zum Vergleich dargestellt. Die Bezugszeichen "b", "c" und "d" bezeichnen Frequenzen von Bildpunkten einer niedrigen Luminanzsektion von 0 bis 63, einer mittleren Luminanzsektion von 64 bis 191 und einer hohen Luminanzsektion von 192 bis 255. Das in Fig. 7 gezeigte Histogramm hat zwei Spitzen bei niedrigen und hohen Luminanzsektionen, welche größer als die Anzahl in der mittleren Luminanzsektion sind. Daher wird angenommen, daß dies Bild von einem hintergrundbeleuchteten Objekt aufgezeichnet wurde.
In dem oben erläuterten Beispiel stellt die Merkmalsmengen-Extraktionsschaltung 102 Frequenzen von Bildpunkten für drei Luminanzpegel bereit. Die zwei Schwellwerte für die Bestimmungssektionen zur Extraktion können geeignet verändert werden. Die Anzahl von Luminanzpegelsektionen kann ebenfalls von drei abweichend sein.
Fig. 8 zeigt eine Korrekturkoeffizienten-Bestimmungsschaltung 103. Ein Korrekturkoeffiziententabellen-ROM 801 speichert Korrekturkoeffizienten für ein von vorne beleuchtetes Objekt, für ein von hinten beleuchtetes Objekt, für ein dunkles Objekt und ähnliches, während es Frequenzen von Bildpunkten von niedrigen, mittleren und hohen Luminanzsektionen als Eingangssignale empfängt. Daher wird, wenn die drei Frequenzen von Bildpunkten niedriger, mittlerer und hoher Luminanz-Sektionen von dem Korrekturkoeffiziententabellen-ROM 801 von der Merkmalsmengen- Extraktionsschaltung 102 empfangen werden, ein Korrekturkoeffizient zur Abstufungskorrektur eines Eingangsbildes bestimmt. Der Korrekturkoeffizient wird durch das Filter 802 gefiltert, um eine Abstufungskontinuität bewegter Bilder, bezogen auf die vorhergehenden Vollbilder, beizubehalten, wie später erläutert wird.
Fig. 9 zeigt einen inneren Aufbau eines Beispiels des Korrekturkoeffiziententabellen-ROM 801 mit einem M-L-Rechner 13, einem ersten Quantisierungsspeicher 14, einem zweiten Quantisierungsspeicher 15, einem Entscheidungsspeicher 16 und einer Bit-Schiebeschaltung 42 zum Verschieben von 6-Bit-Daten nach links. Diese Kombination der Speicher 14, 15 und 16 wird verwendet, um Speicherkapazität zu verringern. Der M-L-Rechner 13 empfängt 16-Bit-Daten der Frequenzen von Bildpunkten niedriger, mittlerer und hoher Luminanzsektionen und erzeugt Werte L, M und H als signifikanteste 8-Bit-Daten der 16-Bit-Daten. Er berechnet ebenfalls (100 + M/4 - L/2). Dann stellt er 8-Bit-Daten von (100 + M/4 - L/2) und von H als Adressen für die Quantisierungsspeicher 14 und 15 bereit.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel der Inhalte der Quantisierungsspeicher 14 und 15. Der erste Quantisierungsspeicher 14 stellt "0" bereit, wenn 0 ≤ (100 + M/4 - L/2) ≤ 5 ist. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist die Pegelbreite der mittleren Luminanzsektion das Doppelte des niedrigen Luminanzbereiches. Wenn z.B. das Vorzeichen von (M/4 - L/2) negativ ist, wird das Objekt in dem fraglichen Bild als von hinten beleuchtet festgelegt. Der Wert "100" ist eine zur Vereinfachung addierte Konstante. Die Speicher 14 und 15 stellen Quantisierungswerte eines 4-Bit-Datenwertes und eines 3-Bit-Datenwertes bereit. Die Kapazität des ersten Quantisierungsspeichers 14 beträgt 128 Byte (oder 256 Wörter mal 4 Bits), während diejenige des zweiten 15 96 Byte (oder 256 Wörter mal 3 Bits) beträgt.
Fig. 11 zeigt den Inhalt des Entscheidungsspeichers 16. Der Entscheidungsspeicher 16 empfängt den 4-Bit-Quantisierungswert von dem ersten Quantisierungsspeicher 14 und den 3-Bit-Quantisierungswert von dem zweiten 15 als ein 7 Bit-Adreßsignal und stellt ein 5-Bit-Parameter (F) entsprechend der Adresse bereit. Wenn z.B. "0" von dem ersten Quantisierungsspeicher 14 empfangen wird und "0" ebenfalls von dem zweiten 15 empfangen wird, stellt der Entscheidungsspeicher 16 "-4,0" bereit. Es ist gezeigt, daß ein Ausgangswert von -4,0 bis +4,0 von einem hintergrundbeleuchteten Objekt (M/4 < L/2) zu einem vordergrundbeleuchteten Objekt (M/4 > L/2) zunimmt. Es ist ebenfalls gezeigt, daß ein Ausgangswert mit zunehmendem H zunimmt. Die Kapazität des Entscheidungsspeichers 16 beträgt 80 Byte (oder 128 Wörter mal 5 Bits).
Wie oben erläutert, beinhaltet das Korrekturkoeffiziententabellen-ROM 801 eine Reihenanordnung der Quantisierungsspeicher 14, 15 und des Entscheidungsspeichers 16. Daher wird die Speicherkapazität so klein wie 128 + 96 + 80 = 304 Bytes. Wenn dies mit einem einzelnen ROM (40 kByte) mit 16-Bit-Adressen und 5-Bit-Ausgangswerten verglichen wird, kann die Speicherkapazität auf etwa 1/135 verringert werden.
Fig. 12 zeigt ein detailliertes Schaltbild des Filters 802. Ein synchroner Impulsgenerator 37 erzeugt Impulssignale (VDI und Haupt-Taktsignale (fck), wobei beide ansteigende Flanken synchron mit dem Beginn des Rahmens aufweisen. Weiterhin bezeichnet Bezugszeichen 18 einen Komparator, die Bezugszeichen 21, 22 und 23 bezeichnen Inverter, Bezugszeichen 23, 25 und 34 bezeichnen AND-Gatter. Ein Subtrahierer 30 empfängt einen 5-Bit-Parameter von dem Korrekturkoeffiziententabellen-ROM 801 und den Korrekturkoeffizienten (y) für den vorherigen Rahmen, welcher in einem Korrektur-Gamma-Register 17 gehalten wird, und berechnet eine Differenz ( - y). Ein Schiebebitanzahl-Zähler 32 zählt Haupt-Taktsignale und ein Schiebebitanzahl-Komparator 33 vergleicht die Zählung des Zählers 32 mit einer in einem Schiebebitanzahl-Register 31 gesetzten Anzahl und zu einem Schieberegister 35 abgegebenen Verschiebetakten. Das Schieberegister 35 verschiebt die Differenz ( - y) nach rechts um eine in dem Schiebebitanzahl-Register 31 gesetzte Anzahl. Ein Addierer 36 addiert das y des vorherigen Vollbildes zu der verschobenen Differenz ( - y) und liefert eine Summe für das Korrektur-Gammaregister 17 zum Aktualisieren des Korrekturkoeffizienten für jedes Vollbild. Somit ändert sich, wenn die Differenz ( - y) groß ist, der Korrekturkoeffizient deutlich, während, wenn die Differenz ( - y) klein ist, der Korrekturkoeffizient sich geringfügig ändert. Mit anderen Worten, ein Veränderungsbetrag des Korrekturkoeffizienten variiert mit der Differenz.
Andererseits zählt ein positiver Vollbildanzahlzähler 19 eine Anzahl von Vollbildern, bei denen größer als y ist, kontinuierlich, während ein negativer Vollbildanzahlzähler 20 kontinuierlich eine Anzahl von Vollbildern zählt, deren kleiner als y ist. Ein positiver Vollbildanzahlkomparator 27 und ein negativer Vollbildanzahlkomparator 28 vergleichen die Zählungen der positiven und negativen Vollbildanzahlzähler 19 und 20 mit der vorher in einem Register 26 eingestellten inoperativen Vollbildanzahl. Wenn die in dem inoperativem Vollbildanzahlregister 26 gesetzte Anzahl kleiner als die in den positiven und negativen Vollbildanzahlzählern 19 und 20 eingestellten Werte sind, wird das Schieberegister 35 entsprechend einem von einem NAND-Gatter 29 empfangenen Impulssignal gelöscht und der Addierer 36 stellt die gleichen Korrekturkoeffizienten wie denjenigen des vorherigen Vollbildes bereit. Somit ändert sich der Korrekturkoeffizient nicht, bis Schaltung für einen gewichteten Mittelwert > y oder < y eine Anzahl inoperativer Schaltung für einen gewichteten Mittelwert überschreiten.
Fig. 13 zeigt ein Blockschaltbild der Abstufungskorrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 104 der ersten Ausführungsform mit einer ersten Abstufungskorrekturkennlinienschaltung 301, einer zweiten Abstufungskorrekturkennlinienschaltung 302, einem Addierer 303 und einer Schaltung für einen gewichteten Mittelwert 304. Ein Eingangsluminanzsignal Y wird zu der ersten und zweiten Abstufungskorrekturkennlinienschaltung 301 und 302 abgegeben. In der ersten Abstufungskorrekturkennlinienschaltung 301 wird eine erste Korrekturverstärkung (Y1/Y) entsprechend dem eingegebenen Luminanzsignal Y und von einer ersten Abstufungskorrekturkennlinie erhaltenen Y1 gesendet. Ebenso wird in der zweiten Abstufungskorrekturkennlinienschaltung 302 eine zweite Korrekturverstärkung (Y2/Y) entsprechend dem eingegebenen Luminanzsignal Y und von einer zweiten Abstufungskorrekturkennlinie erhaltenen Y2 gesendet. Andererseits addiert der Addierer 303 das Luminanzsignal Y mit dem Korrekturkoeffizienten y, um die Summe als ein Signal X zu senden:
X = Y + y (2)
Schließlich ermittelt die Schaltung für einen gewichteten Mittelwert 304 den Mittelwert der ersten und zweiten Korrekturverstärkung mit einer Gewichtung entsprechend Gleichung (3) einschließlich einem Signal X und sendet eine Korrekturverstärkung (Y'/Y):
(Y'/Y) = {(Y1/Y) * (255-X) + (Y2/Y) *X) /255. (3)
In der vorliegenden Ausführungsform folgt die erste Korrekturverstärkung (Y1/Y) der Gleichung (4), während die zweite Korrekturverstärkung (Y2/Y) der Gleichung (5) folgt.
(Y1/Y) = {1/255² · (Y-255)&sub3; + 255}/Y. (4)
(Y2/Y) = Y/Y. (5)
Fig. 5 zeigt in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Abstufungskorrekturkennlinien, wobei Y1 und Y2 die erste und zweite Abstufungskorrekturkennlinie bezeichnen. Wenn z.B. der von der Bestimmungsschaltung 103 gelieferte Korrekturkoeffizient Null ist, wird die Abstufungskorrekturkennlinie als "a" dargestellt. Wenn der Korrekturkoeffizient positiv ist, sinkt die Abstufungskorrekturkennlinie unter die Kennlinie "a", wie z.B. als "c" dargestellt. Wenn der Korrekturkoeffizient negativ ist, steigt die Abstufungskorrekturkennlinie über die Kennlinie "a", wie z.B. als "b" dargestellt. Somit kann durch Ändern des Abstufungskorrekturkoeffizienten die Abstufungskorrekturkennlinie auf einfache Weise allmählich und kontinuierlich verändert werden. Durch Verringern des Korrekturkoeffizienten steigt die Korrekturverstärkung bei niedrigen und mittleren Luminanzen allmählich an und wird schließlich in dem gesamten Bereich erhöht. Daher kann jedes Objekt korrigiert werden, um eine reiche Abstufung unter Verwendung von z.B. der Abstufungskorrekturkennlinie "Y2" für ein von vorne beleuchtetes Objekt auszudrücken, oder die Abstufungskorrekturkennlinie "a" für ein von hinten beleuchtetes Objekt und die Abstufungskorrekturkennlinie "Y1 " für ein dunkles Objekt.
Wie oben erläutert, erzeugt die Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 104 die Korrekturverstärkung für ein Eingangsbildsignal unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten und die Korrekturverstärkung wird in der Korrekturschaltung 105 verwendet, um das eingegebene Bildsignal durch Multiplizieren desselben mit der Korrekturverstärkung zu korrigieren. Zu der Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 104 ist anzumerken, daß sie keine ROMs oder ähnliches benötigt, um mehrere Arten von Abstufungskorrekturkennlinien zu speichern und die Abmessung der Schaltung kann sehr kompakt werden. Darüber hinaus kann ein Ausgangsbild mit einer guten Farbbalance und einem reichen Abstufungsausdruck für sämtliche Objekte von hintergrundbeleuchteten Objekten zu vordergrundbeleuchteten Objekten ohne Beeinträchtigung der Abstufung erhalten werden, da eine Abstufungskorrekturkennlinie für vordergrundbeleuchtete und hintergrundbeleuchtete Objekte durch Ändern des Korrekturkoeffizienten erzeugt werden kann. Da die Abstufungs korrekturkennlinie allmählich und kontinuierlich verändert werden kann, kann die Abstufungskorrektur weiterhin natürlich auch für ein bewegtes Bild ausgeführt werden. Schließlich wird der Kontrast bei hoher Luminanz durch die Abstufungskorrekturkennlinie "a" in Fig. 5 für ein hintergrundbeleuchtetes Objekt beibehalten. Andererseits wird bei einer im Stand der Technik sogenannten Auto-Knie-Steuerung die Abstufung bei hoher Luminanz beeinträchtigt.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Abstufungskorrekturvorrichtung 204 erläutert. Sie ist mit der ersten Ausführungsform vergleichbar, mit Ausnahme der Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 104'. Fig. 14 zeigt ein Blockschaltbild der Abstufungskorrektur-Verstärkungserzeugungsschaltung 104' dieser Ausführungsform. Diese Schaltung unterscheidet sich von derjenigen des in Fig. 13 gezeigten ersten Beispiels in dem als Neuerung eine Mittelwert-Erfassungsschaltung (Tiefpaßfilter) 1305 zum Erzeugen einer Gewichtung vorgesehen ist. Ein Eingangsluminanzsignal Y wird zu einer ersten und zweiten Abstufungskorrekturkennlinien-Schaltung 1301 und 1302 abgegeben. In der ersten Abstufungskorrektur-Kennlinienschaltung 1301 wird eine erste Korrekturverstärkung (Y1/Y) entsprechend dem eingegebenen Luminanzsignal Y gesendet. Ebenso wird in der zweiten Abstufungskorrektur-Kennlinienschaltung 1302 eine zweite Korrekturverstärkung (Y2/Y) entsprechend dem eingegebenen Luminanzsignal Y gesendet. Andererseits erhält die Mittelwert-Erfassungsschaltung (LPF) 1305 eine mittlere Luminanz Ya von den Luminanzsignalen Y. Das heißt, sie bildet einen Mittelwert von Luminanzsignalen von z.B. oder drei oder fünf Bildpunkten, um einen interessierenden Bildpunkt herum. Ein Addierer 1303 addiert die mittlere Luminanz Ya mit dem Korrekturkoeffizienten y, um ein Signal X abzugeben:
X = Ya + y (2')
Schließlich bildet eine gewichtete Mittelwertschaltung 1304 den Mittelwert der ersten und zweiten Korrekturverstärkungen mit einer entsprechend Gleichung (2') bestimmten Gewichtung unter Verwendung des Signales X und liefert eine Korrekturverstärkung (Y'/Y) zu der Korrekturschaltung 105.
Fig. 15 illustriert eine Abstufungskorrekturkennlinie und eine Eingangs/Ausgangs- Kennlinie in einem Beispiel. Fig. 15 zeigt beispielhaft Abstufungskorrekturkennlinien und eine Eingangs/Ausgangs-Kennlinie. In einem in Fig. 15 gezeigten Beispiel zeigen Ausgangs-Bildsignale Flanken-Anhebungen, wenn Eingangs-Bildsignale entlang einer horizontalen Zeile schrittweise Flanken aufweisen. Wenn die von der Mittelwerterfassungsschaltung (LPF) 1305 erhaltene mittlere Luminanz gleich einem Luminanzsignal Y eines interessierenden Bildpunktes ist, wird die in Fig. 15 gezeigte Abstufungskennlinie "a" angewendet. Wenn die mittlere Luminanz Ya kleiner als ein Luminanzsignal Y eines interessanten Bildpunktes ist, wird die in Fig. 15 gezeigte Abstufungskennlinie "b" angewendet. Wenn die mittlere Luminanz Ya größer als ein Luminanzsignal Y eines interessierenden Bildpunktes ist, wird die in Fig. 15 gezeigte Abstufungskennlinie "c" angewendet. Somit kann die Abstufungskorrekturkennlinie für jeden Bildpunkt geeignet verändert werden. Auch wenn eine Abstufungskorrekturkennlinie eine geringe Steigung hat, ist der Kontrast eines ausgegebenen Bildes gut und Ausgangssignale können eine reiche Abstufung ausdrücken.
Fig. 16 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels der Abstufungskorrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 104'. Die Schaltung berechnet Gleichungen (2'), (3), (4) und (5). Die zweite Abstufungskorrekturkennlinienschaltung 1402 in diesem Beispiel stellt eine zweite Korrekturverstärkung Y2/Y = 1 entsprechend der in Fig. 5 gezeigten Abstufungskorrekturkennlinie zur Verfügung.
Als nächstes wird die Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 104' weiter erläutert. Die Schaltung wird unter Verwendung einer Bitverschiebung zur Multiplikation oder Division von 255 und ähnlichem vereinfacht. Wenn ein Luminanzsignal Y empfangen wird, wird zuerst ein Mittelwert Ya durch eine Mittelwerterfassungsschaltung (Tiefpaßfilter) 401 erhalten. Als nächstes addiert ein erster Addierer 402 die mittlere Luminanz. Ya mit dem Korrekturkoeffizienten. Eine Verbindungsschaltung 403 verbindet ein Ausgangssignal des ersten Addierers mit einem Wert "0" für kleinere Werte und mit einem Wert "255" für größere Werte. Andererseits wird das Luminanzsignal Y über eine Verzögerung 400 zur Synchronisation verzögert und ein Signal 2Y, welches durch eine Ein-Bit-Verschiebung von Y erhalten wird, wird von einem zweiten Addierer 404 empfangen und ein Signal 2Y wird zu Y addiert, um ein Signal 3Y des dreifachen von Y zu senden. Weiterhin multipliziert ein erster Multiplizierer 405 das Luminanzsignal Y zweifach zum Erzeugen eines Luminanzsignals Y2. Ein dritter Addierer 406 addiert das Ausgangssignal des ersten Multiplizierers 405 mit einem Wert "3". Als nächstes subtrahiert ein erster Subtrahierer 407 von dem Ausgangssignal "Y2 + 3" des dritten Addierers 406 "3Y" des zweiten Addierers 404. Die erste Abstufungskorrekturkennlinienschaltung 1301 dieses Beispieles besteht aus dem zweiten Addierer 404, dem ersten Multiplizierer 405, dem dritten Addierer 406 und dem ersten Subtrahierer 407. Der zweite Subtrahierer 409 subtrahiert dann das Ausgangssignal der Verbindungsschaltung 403 von "255". Ein zweiter Multiplizierer 408 multipliziert dann das Ausgangssignal eines zweiten Subtrahierers 409 mit demjenigen des ersten Subtrahierers 407. Schließlich addiert ein vierter Addierer 410 das Ausgangssignal der Verbindungsschaltung 403 mit demjenigen des zweiten Multiplizierers 408, um ein Produkt als Korrekturverstärkung zu senden. Die gewichtete Mittelwertschaltung 1404 besteht aus dem zweiten Multiplizierer 408, dem zweiten Subtrahierer 409 und dem vierten Addierer 410.
Wie oben erläutert, wird die Korrekturverstärkung entsprechend den Korrekturkoeffizienten bei der Verwendung der in den Fig. 5 und 15 gezeigten Abstufungskorrekturkennlinien gesteuert. Da eine Abstufungskorrekturkennlinie für jedes Objekt durch Ändern des Korrekturkoeffizienten erzeugt werden kann, wird ein Ausgabebild mit einer guten Farbbalance und einem reichen Abstufungsausdruck für sämtliche Objekte von Hintergrund-beleuchteten Objekten bis zu Vordergrundbeleuchteten Objekten ohne Beeinträchtigung der Abstufung erhalten.
Insbesondere die Mittelwerterfassungsschaltung 1305 bildet einen Mittelwert der Eingangsluminanzsignale einschließlich eines interessierenden Eingangsluminanzsignals und Eingangsluminanzsignalen drumherum. Mit anderen Worten, die Schaltung 1305 gibt einen Mittelwert der Luminanzsignale um das interessierende Eingangsluminanzsignal herum aus. Daher wird die Luminanz kleiner oder größer korrigiert, wenn die durchschnittliche Luminanz größer oder kleiner ist. Daher erhält die Abstufungskorrektur den Kontrast auch, wenn die Steigung der Abstufungskorrekturkennlinie gering ist und Ausgangssignale mit einem reichen Abstufungsausdruck können erhalten werden.
Die oben erwähnte Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 104' erzeugt die Korrekturverstärkung unter Verwendung der Korrekturkoeffizienten ohne ROMs und ähnliches zum Speichern mehrerer Arten von Abstufungskorrekturkennlinien. Daher kann die Abmessung der Schaltung sehr kompakt ausgeführt sein. Weiterhin wird der Kontrast bei hoher Luminanz für ein von hinten beleuchtetes Objekt beibehalten. Andererseits wird bei einer im Stand der Technik sogenannten Auto-Knie- Steuerung die Abstufung bei hoher Luminanz beeinträchtigt. Weiterhin wird die Abstufungskorrektur in der Einheit von Bildpunkten durch Änderung der Abstufungskorrekturkennlinie in geeigneter Weise entsprechend der mittleren Luminanz Ya ausgeführt. Daher behält die Abstufungskorrektur den Kontrast bei, auch wenn die Steigerung der Abstufungskorrekturkennlinie gering ist und die Ausgangssignale können mit einem reichen Abstufungsausdruck erhalten werden.
Fig. 17 zeigt ein Blockschaltbild einer Bildaufnahmevorrichtung, welche die Abstufung korrigieren kann, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Vorrichtung ist vergleichbar mit der in der ersten Ausführungsform in Fig. 1 gezeigten, mit der Ausnahme, daß das Merkmal Extraktion und Korrekturbestimmung durch Verwendung eines Software-Programms ausgeführt wird. Zuerst werden R-, G- und B-Signale als Eingangs-Bildsignale durch einen Halbleiter- Bildsensor 1101 durch eine Analogschaltung 1102 aufgezeichnet. Die R-, G- und B-Signale werden durch einen Analog/Digital-Wandler 1103 in digitale Daten von 0 bis 255 umgewandelt, welche als Eingangsbildsignale in eine Matrixschaltung 1104 und zu der Abstufungskorrektureinrichtung 1108 abgegeben werden. Eine Matrixschaltung 1104 berechnet ein Luminanzsignal Y aus den digitalen R-, G- und B-Signalen und liefert das Luminanzsignal Y zu der Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung 1105 zum Extrahieren von Merkmalsmengen und zu einer Korrekturverstärkungs-Erzeugungseinrichtung 1107 zum Erzeugen einer Korrekturverstärkung. Die Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung 1105 extrahiert Merkmale von Bildpunkten niedriger, mittlerer und hoher Luminanzsektionen des Luminanzsignals Y und liefert diese als Merkmalsmengen zu einer Korrekturkoeffizienten- Bestimmungseinrichtung 1106. Diese Einrichtung 1106 legt eine für das eingegebene Bildsignal am besten geeignete Abstufungskorrekturkennlinie fest und sendet einen die Abstufungskorrekturkennlinie kennzeichnenden Abstufungskorrekturkoeffizienten. Eine Korrekturverstärkungs-Erzeugungseinrichtung 1107 gibt eine Korrekturverstärkung entsprechend dem Luminanzsignal Y und dem Korrekturkoeffizienten aus und eine Abstufungskorrektureinrichtung 1 108 multipliziert die eingegebenen Bildsignale mit der Korrekturverstärkung zur Abstufungskorrektur. Mit den korrigierten R-, G- und B-Signalen führt der Signalprozessor 1109 eine Signalverarbeitung wie eine Aperturverarbeitung aus. Die verarbeiteten, digitalen R-, G- und B-Signale werden durch einen Digital/Analog-Wandler 1110 in analoge R-, G- und B-Signale konvertiert. Als nächstes konvertiert ein Kodierer 1111 die R-, G- und B- Signale in ein Y-Signal (Luminanzsignal) und ein C-Signal (C-Signal). Schließlich zeichnet eine VCR-Schaltung 1112 sie auf einem Videoband auf.
Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild einer Bildaufzeichnungsvorrichtung eines Beispiels gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein Halbleiter-Bildsensor 1201, eine analoge Schaltung 1202, ein Analog/Digital-(A/D)- Wandler 1203, eine Abstufungskorrekturschaltung 1204, ein Signalprozessor 1205, ein Digital/Analog-(A/D)-Wandler 1206, ein Kodierer 1207 und eine VCR- Schaltung 1208 mit den in Fig. 17 gezeigten Gegenstücken vergleichbar sind. Zuerst werden R-, G- und B-Signale als Eingangs-Bildsignale durch die analoge Schaltung 1202 von dem Halbleiter-Bildsensor 1101 aufgenommen. Die R-, G- und B-Signale werden von dem Analog/Digital-Wandler 1203 in digitale Daten mit dem Pegel 0-255 umgewandelt, welche als Eingangs-Bildsignale in eine Histogrammerzeugungseinrichtung 1209 und eine Abstufungskorrekturvorrichtung 1204 eingegeben werden. Die Histogrammerzeugungseinrichtung 1209 berechnet ein Luminanzsignal Y aus den R-, G- und B-Signalen, um Frequenzen von Bildpunkten von niedrigen, mittleren und hohen Luminanzsektionen für ein 1-Vollbild einer wirksamen Bildebene zum Extrahieren von Merkmalsmengen zu erzeugen. Ein Mikroprozessor 1212 ist über einen Bus 1215 an ein ROM 1213, ein RAM 1214, eine Eingabeeinrichtung 1210 wie eine Tastatur und eine Korrekturverstärkungs- Erzeugungsschaltung 1211 angeschlossen. Das ROM 1213 speichert Schablonen, welche Merkmale von Abstufungskorrekturkennlinien beinhalten, während das RAM 1214 die Anzahl von Bildpunkten niedriger, mittlerer und hoher Luminanzen speichert, welche von der Histogrammerzeugungseinrichtung 1209 empfangen werden. Der Mikroprozessor 1212 bestimmt einen Korrekturkoeffizienten gemäß einem in Fig. 19 gezeigten Flußdiagramm.
Als nächstes wird erläutert, wie der Mikroprozessor 1212 die Abstufungskorrekturkennlinie unter Verwendung einer mit Fig. 19 übereinstimmenden Schablone festlegt. Zuerst werden die Frequenzen von Bildpunkten niedriger, mittlerer und hoher Luminanzsektionen von der Histogrammerzeugungseinrichtung 1209 gelesen und in dem RAM 1214 (Schritt S10) gespeichert. Als nächstes werden die Distanzen der in dem RAM 1214 gespeicherten Anzahlen von den in dem ROM 1213 gespeicherten Schablonen berechnet (Schritt S12). Die Schablonen stellen entsprechend den Merkmalsmengen des Eingangsbildsignales selektierte Abstufungskorrekturkennlinien dar. Als nächstes wird eine Abstufungskorrekturkennlinie der kürzesten Distanz festgelegt (Schritt S14). Schließlich wird eine Verarbeitung zum Beibehalten der Abstufungskontinuität bei der Abstufungskorrekturkennlinie in einem vorhergehenden Teilbild ausgeführt. Dann wird ein Korrekturkoeffizient für die Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 1211 gesendet (Schritt S16).
Die Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 1211 bildet den Mittelwert der ersten und zweiten Abstufungskorrekturkennlinien mit einer Gewichtung entsprechend einer Summe des Mittelwertes des eingegebenen Luminanzsignals und des Korrekturkoeffizienten und liefert eine Korrekturverstärkung zu der Abstufungskorrekturschaltung 1204. Die Schaltung 1204 stellt das Timing der R-, G- und B- Signale entsprechend der Korrekturverstärkung ein und multipliziert jedes der R-, G- und B-Signale mit der Korrekturverstärkung, um korrigierte R-, G- und B-Signale nach der Abstufungskorrektur zu senden. Mit den korrigierten R-, G- und B-Signalen führt der Signalprozessor 1205 eine Signalverarbeitung wie eine Aperturverarbeitung aus. Die verarbeiteten digitalen R-, G- und B-Signale werden durch den Digital/Analog-Wandler 1206 in analoge R-, G- und B-Signale umgewandelt. Als nächstes konvertiert der Kodierer 1207 die R-, G- und B-Signale in ein Y-Signal (Luminanzsignal) und ein C-Signal (C-Signal). Schließlich zeichnet die VCR-Schaltung 1208 sie auf einem Videoband auf.
Wie bei den vorherigen Ausführungsformen kann die Bildaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Ausgangsbild mit einer guten Farbbalance und einem reichen Abstufungsausdruck für sämtliche Objekte von hintergrundbeleuchteten Objekten bis zu vordergrundbeleuchteten Objekten ohne Beeinträchtigung der Abstufung bereitstellen. Weiterhin wird der Kontrast bei einem hintergrundbeleuchteten Objekt bei einer hohen Luminanz beibehalten. Andererseits wird bei einer im Stand der Technik sogenannten Auto-Knie-Steuerung die Abstufung bei einer hohen Luminanz beeinträchtigt. Bevorzugt wird die Abstufungskorrektur in der Einheit von Bildpunkten durch Änderung der Abstufungskorrekturkennlinie entsprechend der mittleren Luminanz Ya verändert. Dann behält die Abstufungskorrektur den Kontrast bei, auch wenn die Steigung der Korrekturverstärkung gering ist und Ausgangssignale mit einem reichen Abstufungsausdruck können erhalten werden. Wenn ein bewegtes Bild korrigiert wird, kann ein natürliches Bild bei der Verwendung der Abstufungskorrektur bereitgestellt werden.
Fig. 20 zeigt ein Blockschaltbild einer Abstufungskorrekturvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Abstufungskorrekturvorrichtung beinhaltet eine Merkmalsmengen-Extraktionsschaltung 1401, eine Korrekturkoeffizienten-Bestimmungsschaltung 1402, eine Korrekturverstärkungs- Erzeugungsschaltung 1403, eine Korrekturschaltung 1404, Verzögerungen 1405 und Multiplizierer 1406. Die Abstufungskorrekturvorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 4 gezeigten, in dem auf eine Matrixschaltung verzichtet wird, da das Eingangs-Bildsignal Luminanz- und Farb-Signale beinhaltet.
Als nächstes wird die Abstufungskorrekturschaltung der vierten Ausführungsform erläutert. Ein Luminanzsignal Y und Farbdifferenzsignale R-Y, B-Y werden durch die Abstufungskorrekturvorrichtung empfangen. Daher kann auf eine Matrixschaltung zur Berechnung des Luminanzsignals verzichtet werden, da das Luminanzsignal Y empfangen wird. Die Funktionen einer Merkmalsmengen-Extraktionsschaltung 1401, einer Korrekturkoeffizienten-Bestimmungsschaltung 1402, einer Korrektur verstärkungs-Erzeugungsschaltung 1403 und einer Abstufungskorrektureinrichtung 1404 sind mit den Gegenstücken in der ersten Ausführungsform vergleichbar. Das heißt, das Luminanzsignal Y gelangt zu der Merkmalsmengen-Extraktionsschaltung 1401 und zu der Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung 1403. Die Merkmalsmengen-Extraktionsschaltung 1401 extrahiert Merkmale von Bildpunkten von niedrigen, mittleren und hohen Luminanzsektionen aus dem Luminanzsignal Y und liefert diese zu der Korrekturkoeffizienten-Bestimmungsschaltung 1402. Die Schaltung 1402 legt eine am besten geeignete Abstufungskorrekturkennlinie für die eingegebenen Bildsignale fest und sendet einen Korrekturkoeffizienten zu der Abstufungsverstärkungs-Erzeugungsschaltung 1403. Die Schaltung 1403 gibt eine Korrekturverstärkung entsprechend dem Luminanzsignal Y und den Korrekturkoeffizienten zu der Korrekturschaltung 1404 aus. In der Abstufungskorrektureinrichtung 1404 stellt die Verzögerungsschaltung 1405 dann das Timing der eingegebenen Bildsignale ein und die Multiplizierer 1406 multiplizieren die Bildsignale mit der Korrekturverstärkung, um das korrigierte Luminanzsignal Y' und Farbdifferenzsignale (R-Y)' und (B-Y)' zu senden. Ebenso wie bei den vorherigen Ausführungsformen kann ein Ausgabebild mit einer guten Farbbalance und einem reichen Abstufungsausdruck für alle Objekte vom hintergrundbeleuchteten Objekt bis zum vordergrundbeleuchteten Objekt ohne Beeinträchtigung der Abstufung erhalten werden.
Die oben erwähnten Ausführungsformen können in vielfältiger Weise variiert werden. In den oben erwähnten Ausführungsformen können z.B. R-, G- und B- Signale oder Luminanzsignal und Farbdifferenzsignale als eingegebene, digitale Bildsignale verwendet werden. Andere Signale, welche mit der Luminanz variieren, können jedoch ebenfalls als eingegebene, digitale Bildsignale verwendet werden. Solche Signale beinhalten ein Komposit-Signal oder aus den Luminanz- und Farbsignalen synthetisiertes Signal.
In den oben erwähnten Ausführungsformen multipliziert die Korrekturschaltung jedes der eingegebenen Bildsignale mit der Korrekturverstärkung. In einem modifizierten Beispiel wird ein Korrekturwert (Y-Y') berechnet und die Abstufung wird durch Addieren des Korrekturwertes (Y-Y') zu jedem der eingegebenen Bildsignale anstelle der oben erwähnten Multiplikation mit der Korrekturverstärkung (Y'/Y) korrigiert. In diesem Fall ist eine Korrekturdifferenzschaltung zum Berechnen von (Y-Y') anstelle der Korrekturverstärkungsschaltung 104 vorgesehen und Addierer werden für die Addition von (Y-Y') anstelle der in der Korrekturschaltung 105 vorgesehenen Multiplizierer verwendet.
In den oben erläuterten Ausführungsformen wird ein eingegebenes Bildsignal in ein 8-Bit-Digitalsignal konvertiert. Die Bitanzahl für die Quantisierung kann jedoch eine von Acht verschiedene Anzahl sein. Die in der Korrekturverstärkungs-Erzeugungsschaltung und ähnlichen verarbeitete Bitanzahl kann entsprechend der Bitanzahl zur Quantisierung eingestellt werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist eine Abstufungskorrekturvorrichtung zur Abstufungskorrektur in einem Camcorder vorgesehen. Daher empfängt die Abstufungskorrekturvorrichtung Eingangsbildsignale von dem Halbleiter-Bildsensor 201 durch die analoge Schaltung 202. Es kann jedoch auch ein anderes Aufzeichnungsmedium verwendet werden, um Eingangsbildsignale bereitzustellen: z.B. eine Laser-Disk, ein Video-Band, eine Magnet-Disk oder ähnliches für eine analoge Bildaufzeichnung und eine Magnet-Disk wie eine Festplatte oder eine optische Disk für eine digitale Aufzeichnung nach einer Analog/Digital-Umwandlung. Mit anderen Worten, Eingangs-Aufzeichnungssignale werden von solch einem Aufzeichnungsmedium geliefert. Die erfindungsgemäße Abstufungskorrekturvorrichtung kann für jedes Aufzeichnungsmedium angewendet werden, welches 1-Vollbild- oder 1- Teilbild-Bilddaten aufzeichnet, wobei der Halbleiter-Bildsensor 201 und die Analogschaltung 202 durch eine geeignete Vorrichtung ersetzt werden können.
In den vorstehend erläuterten Ausführungsformen legt die Korrekturkoeffizienten- Bestimmungsschaltung den Korrekturkoeffizienten des eingegebenen Bildsignals entsprechend einem Luminanz-Histogramm fest. Andere Merkmals-Mengen, welche ein Bild klassifizieren oder welche eine Luminanzpegel-Verteilung widerspiegeln, können jedoch anstelle des Luminanz-Histogramms verwendet werden. Zum Beispiel kann jedes Histogramm von roten (R), grünen (G) und blauen (B) Signalen oder eines von ihnen (z.B. grün (G)) verwendet werden. Wenn weiterhin ein wirksamer Bildbereich von Bilddaten in mehrere Blöcke aufgeteilt wird, können in jedem Block ein Maximum, ein Mittelwert, ein Minimum und ähnliches des Luminanzsignales, R-, G- und B-Signale oder Farbdifferenzsignale verwendet werden. Wenn z.B. eine Bildebene in 4 · 4 = 16 Blöcke aufgeteilt wird und ein Maximum, ein Mittelwert und ein Minimum in jedem Block festgelegt werden, werden 48 Datenwerte aus einem Bild extrahiert. Dann können diese Datenwerte verwendet werden, um Merkmale des Bildes festzulegen.
Die Korrekturkoeffizienten-Bestimmungsschaltung kann jeden Vorgang zum Bestimmen einer geeigneten Abstufungskorrekturkennlinie aus den Eingangsbildsignalen verwenden. Zum Beispiel kann ein neuronales Netzwerk oder eine Fuzzy-Steuerung verwendet werden, um geeignete Abstufungskorrekturkennlinien neben der oben erwähnten Schablonen-Übereinstimmung zu bestimmen.
Wie oben erläutert, ist es ein Vorteil einer erfindungsgemäßen Abstufungskorrekturschaltung und einer zugehörigen Bildaufzeichnungsvorrichtung, daß sie eine am besten geeignete Abstufungskorrekturkennlinie automatisch durch Festlegen eines Bildes entsprechend den durch die eingegebenen Bildsignale erhaltenen Merkmalsmengen bestimmen kann. Durch Verwendung eines solch einfachen Aufbaus kann extremes Schwarz oder Weiß in einem wiedergegebenen Bild verhindert werden und ein Ausgabebild mit einer guten Farbbalance und einem reichen Abstufungsausdruck kann für alle Objekte von einem hintergrundbeleuchteten Objekt bis zu einem vordergrundbeleuchteten Objekt ohne Beeinträchtigung der Abstufung erhalten werden. Weiterhin ist es ebenfalls ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß eine Abstufungskorrektur natürlich auch für bewegte Bilder ausgeführt werden kann, da die Abstufungskorrekturkennlinie allmählich und kontinuierlich veränderbar ist.

Claims

1. Abstufungskorrekturvorrichtung, mit:

einer Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung (102) zum Extrahieren von Merkmals-Mengen aus eingegebenen digitalen Bildsignalen eines Bildes, wobei die Merkmals-Mengen eine Luminanzpegelverteilung der eingegebenen digitalen Bildsignale wiedergeben;

einer Abstufungskorrekturkoeffizienten-Bestimmungseinrichtung (103) zum Bestimmen eines Abstufungskorrekturkoeffizienten basierend auf der von der Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung (102) empfangenen Merkmals-Mengen;

einer Korrekturfaktorerzegungseinrichtung (104), welche einen Korrekturfaktor (Y/Y') auf der Basis des Luminanzpegels (Y) und dem Abstufungskorrekturkoeffizienten entsprechend einem Signalpegel des Luminanzsignals erzeugt; und

einer Abstufungskorrektureinrichtung (105), welche das eingegebene digitale Bildsignal mit dem von der Korrekturfaktorerzeugungseinrichtung (104) erzeugten Korrekturfaktor bearbeitet;

wodurch der Abstufungskorrekturkoeffizient für die eingegebenen digitalen Bildsignale entsprechend deren Merkmalen verändert wird.

2. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die eingegebenen Bildsignale ein Luminanzsignal und Farbdifferenzsignale umfassen.

3. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Luminanzsignalerzeugungseinrichtung zum Trennen oder Synthetisieren des Luminanzsignals aus den eingegebenen digitalen Bildsignalen.

4. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Luminanzsignalerzeugungseinrichtung eine Matrixschaltung (101) zum Erzeugen des Luminanzsignals aus R-, G- und B-Signalen umfaßt.

5. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung (102) die Luminanzpegelverteilung durch Berechnen eines Histogramms des Luminanzsignals des Bildes bestimmt, wobei die Luminanzsignale in mehrere Sektionen klassifiziert werden, wobei Frequenzwerte der Sektionen als Mermals-Mengen verwendet werden.

6. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher eine Anzahl der Sektionen drei ist.

7. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Abstufungskorrekturkoeffizienten-Bestimmungseinrichtung (103) den Abstufungskorrekturkoeffizienten durch Mittelwertbildung aus zwei vorbeschriebenen Abstufungskorrekturkoeffizienten mit einer Gewichtung des bestimmt, welche entsprechend den von der Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung (102) empfangenen Merkmalsmengen bestimmt wird.

8. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Abstufungskorrekturkoeffizienten-Bestimmungseinrichtung (103) umfaßt:

eine Quantisierungseinrichtung zum Quantisieren der von der Merkmalsmengen- Extraktionseinrichtung empfangenen Merkmals-Mengen; und

eine Tabelle (801) zum Bereitstellen eines Korrekturkoeffizienten zum Bestimmen der Abstufungskorrekturkennlinie entsprechend quantisierten Werten, welche von der Quantisierungseinrichtung quantisiert sind.

9. Abstufungskorrekturschaltung nach Anspruch 8,

bei welcher die Korrekturkoeffizienten-Bestimmungseinrichtung (103) weiterhin umfaßt:

eine Speichereinrichtung zum Speichern eines Korrekturkoeffizienten in einem vorhergehenden Bild;

eine Zähleinrichtung zum Zählen einer Anzahl aufeinanderfolgender Bilder, wobei der von der Tabelle empfangene Korrekturkoeffizient schrittweise größer oder schrittweise kleiner als der in der Speichereinrichtung gespeicherte Korrekturkoeffizient ist; und

eine Aktualisierungseinrichtung zum Bestimmen des zu der Korrektureinrichtung zu sendenden Korrekturkoeffizienten entsprechend der Anzahl der von der Zähleinrichtung empfangenen, aufeinanderfolgenden Bilder.

10. Abstufungskorrekturschaltung nach Anspruch 8,

eine Speichereinrichtung zum Speichern eines Korrekturkoeffizienten in einem vorherigen Bild; und

eine Aktualisierungseinrichtung zum Bestimmen des Korrekturkoeffizienten, der entsprechend einer Differenz des aus der Tabelle empfangenen Korrekturkoeffizienten und des in der Speichereinrichtung gespeicherten Korrekturkoeffizienten zu der Korrektureinrichtung zu senden ist.

11. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1,

bei welcher die Korrekturfaktor-Erzeugungseinrichtung (104) eine Korrekturverstärkung für die eingegebenen digitalen Bildsignale als den Korrekturfaktor entsprechend den eingegebenen digitalen Bildsignalen und dem durch die Abstufungskorrekturkennlinien-Bestimmungseinrichtung bestimmten Korrekturkoeffizienten erzeugt; und

die Abstufungskorrekturvorrichtung (105) die eingegebenen digitalen Bildsignale mit der von der Korrekturfaktor-Erzeugungseinrichtung (104) empfangenen Korrekturverstärkung multipliziert.

12. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1,

bei welcher die Korrekturfaktor-Erzeugungseinrichtung (104) umfaßt:

eine erste Einrichtung (301) zum Erzeugen eines ersten Ausgangswertes einer ersten Abstufungskorrekturkennlinie für ein eingegebenes digitales Bildsignal;

eine zweite Einrichtung (302) zum Erzeugen eines zweiten Ausgangswertes einer zweiten Abstufungskorrekturkennlinie für das eingegebene digitale Bildsignal;

einen Addierer (303) zum Addieren des eingegebenen digitalen Bildsignals und des durch die Abstufungskorrekturkoeffizienten-Bestimmungseinrichtung (103) bestimmten Korrekturkoeffizienten zum Bereitstellen einer Gewichtung; und

einen gewichteten Durchschnittswert (304) zum Bestimmen der Korrekturverstärkung durch Mittelwertbildung der ersten und zweiten Ausgangswerte mit der Gewichtung.

13. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1,

bei welcher die Korrekturfaktor-Erzeugungseinrichtung (104) umfaßt:

eine erste Einrichtung zum Erzeugen eines Ausgangswertes einer ersten Abstufungskorrekturkennlinie für ein eingegebenes digitales Bildsignal;

eine zweite Einrichtung zum Erzeugen eines Ausgangswertes einer zweiten Abstufungskorrekturkennlinie für das eingegebene digitale Bildsignal;

eine Mittelwerteinrichtung zum Erhalten eines Mittelwertes des eingegebenen digitalen Bildsignals mit dem eingegebenen digitalen Bildsignal und demjenigen darum herum;

einem Addierer zum Addieren des von der Mittelwert-Einrichtung empfangenen Mittelwertes und des durch die Abstufungskorrekturkennlinien-Bestimmungseinrichtung bestimmten Korrekturkoeffizienten zum Bereitstellen einer Gewichtung; und

einem gewichteten Mittelwert zum Bestimmen der Korrekturverstärkung durch Mittelwertbildung der zwei Ausgangswerte mit der Gewichtung.

14. Abstufungskorrekturschaltung nach Anspruch 12,

bei welcher die erste Abstufungskennlinie Y1 des eingegebenen Bildsignales Y sich entsprechend der folgenden Gleichung verändert:

Y1 = {(1/a² · (Y-a)³ + a},

wobei "a" eine Konstante ist und sich die zweite Abstufungskennlinie Y2 entsprechend einer folgenden linearen Gleichung ändert:

Y2 = b · Y,

wobei "b" eine Konstante ist.

15. Abstufungskorrekturschaltung nach Anspruch 13,

bei welcher die erste Abstufungskennlinie Y1 sich mit dem eingegebenen Bildsignal Y entsprechend einer folgenden Gleichung ändert:

Y1 = {(1/a² · (Y-a)³ + a},

wobei "a" eine Konstante ist, und die zweite Abstufungskennlinie Y2 ändert sich mit dem eingegebenen Bildsignal Y entsprechend einer folgenden linearen Gleichung:

Y2 = b · Y,

wobei "b" eine Kostante ist.

16. Abstufungskorrekturschaltung nach Anspruch 1,

bei welcher die Korrekturfaktor-Erzeugungseinrichtung umfaßt:

eine Mittelwerterfassungsschaltung zum Erhalten eines Mittelwertes Ya eines eingegebenen Bildsignals Y und eines eingegebenen digitalen Bildsignales daraus;

einen ersten Addierer zum Addieren des Mittelwertes Ya mit dem Korrekturkoeffizienten;

eine Verbindungsschaltung zum Verbinden eines Ausgangssignals des ersten Addierers mit einem Wert "0" und einem maximalen Pegel des eingegebenen Bildsignals Y;

einen zweiten Addierer zum Addieren des eingegebenen Bildsignals Y, um 3Y bereitzustellen;

einen ersten Multiplizierer zum Multiplizieren des eingegebenen Bildsignals Y, um Y² zu erhalten;

einen dritten Addierer zum Addieren eines Ausgangssignals des ersten Multiplizierers mit einer Konstanten;

einen ersten Subtrahierer zum Subtrahieren eines Ausgangssignals des zweiten Addierers von einem Ausgangssignals des dritten Addierers;

einen zweiten Subtrahierer zum Subtrahieren eines Ausgangssignals der Verbindungsschaltung von dem maximalen Pegel des eingegebenen Bildsignals;

einen zweiten Multiplizierer zum Multiplizieren eines Ausgangssignals des ersten Subtrahierers von einem Ausgangssignal des zweiten Subtrahierers; und

einen vierten Addierer zum Addieren eines Ausgangssignals der Verbindungsschaltung von einem Ausgangssignal des zweiten Multiplizierers zum Bereitstellen der Korrekturverstärkung.

17. Abstufungskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1,

bei welcher die Korrekturfaktor-Erzeugungseinrichtung umfaßt:

eine Korrekturdifferenzerzeugungseinrichtung erzeugt eine Korrekturdifferenz für ein korrigiertes Signal aus den eingegebenen digitalen Bildsignalen als Korrekturfaktor, wobei das korrigierte Signal entsprechend dem eingegebenen digitalen Bildsignal und dem durch die Abstufungskorrekturkoeffizienten-Bestimmungseinrichtung (103) bestimmten Korrekturkoeffizienten errechnet wird; und

die Abstufungskorrektureinrichtung (105) addiert die eingegebenen digitalen Bildsignale zu der von der Korrekturdifferenzerzeugungseinrichtung empfangenen Korrekturdifferenz.

18. Bilderfassungsvorrichtung, mit:

einem Bildsensor (1101-1103) zum Erfassen eingegebener Bildsignale eines Bildes und zum Bereitstellen eingegebener digitaler Bildsignale;

einer Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung (1105) zum Extrahieren von Merkmals-Mengen aus den eingegebenen digitalen Bildsignalen eines Bildes, dessen Merkmals-Mengen eine Luminanzpegelverteilung des eingegebenen digitalen Bildsignals widerspiegeln;

einer Abstufungskorrekturkoeffizienten-Bestimmungseinrichtung (1106) zum Bestimmen eines Abstufungskorrekturkoeffizienten basierend auf den von der Merkmalsmengen-Extraktionseinrichtung (1105)empfangenen Merkmalsmengen, wobei der Abstufungskorrekturkoeffizient ein Ausgangssignal für ein Eingangssignal bestimmt;

einer Korrekturfaktor-Erzeugungseinrichtung (1107), welche einen Korrekturfaktor auf der Basis des Luminanzpegels und des Abstufungskorrekturkoeffizienten entsprechend einem Signalpegel des Luminanzsignals erzeugt; und

einer Abstufungskorrektureinrichtung (1108), welche das eingegebene digitale Bildsignal mit dem von der Korrekturfaktor-Erzeugungseinrichtung (1107) erzeugten Korrekturfaktor bearbeitet;

wodurch der Abstufungskorrekturkoeffizient für die eingegebenen digitalen Bildsignale entsprechend deren Merkmalen variiert wird.

19. Bilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 18, mit einer Einrichtung zum Aufzeichnen der korrigierten Bildsignale des Bildes auf einem externen Aufzeichnungsmedium.