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JPH05176263A - 階調補正装置 - Google Patents

階調補正装置

Info

Publication number
JPH05176263A
JPH05176263A JP3338088A JP33808891A JPH05176263A JP H05176263 A JPH05176263 A JP H05176263A JP 3338088 A JP3338088 A JP 3338088A JP 33808891 A JP33808891 A JP 33808891A JP H05176263 A JPH05176263 A JP H05176263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
signal
cumulative histogram
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3338088A
Other languages
English (en)
Inventor
Yosuke Izawa
洋介 井澤
Naoji Okumura
直司 奥村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3338088A priority Critical patent/JPH05176263A/ja
Priority to EP19920121418 priority patent/EP0548781A3/en
Priority to US07/992,646 priority patent/US5296941A/en
Priority to CA002085754A priority patent/CA2085754C/en
Publication of JPH05176263A publication Critical patent/JPH05176263A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/20Circuitry for controlling amplitude response

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、入力映像信号の階調を、入力画像
の特徴をとらえて自動的に最適な画像に調整する階調補
正装置に関するもので、輝度信号のダイナミックレンジ
に比べて、入力輝度信号の振幅が小さいときでも、映像
が白っぽくならずに適切な階調補正を行い、かつ回路規
模も小さく実現することを目的とする。 【構成】 カウンタ1と、比較回路2,6と、累積ヒス
トグラム回路3と、正規化回路4と、補間回路5と、A
ND回路7と、乗算回路8と、加算回路9とから構成
し、ある輝度レベルまでの累積ヒストグラムaしかとら
ず、その輝度レベルを越える信号には補正を行わないこ
とによって、輝度信号のダイナミックレンジに比べて、
入力輝度信号の振幅が小さいときでも、映像が白っぽく
ならずに適切な階調補正を行うことができるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受像機、
ビデオテープレコーダやビデオプロジェクタなどの映像
信号の階調を入力画像の特徴をとらえて自動的に最適な
画像に調整するための階調補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、テレビジョン受像機の高画質化の
傾向が強まっており、入力画像の特徴によって自動的に
最適な階調を得ることができる階調補正装置が重要視さ
れている。
【0003】以下に従来の階調補正装置について図面を
参照しながら説明する。図6に示すように従来の階調補
正装置は、入力輝度信号の輝度レベルを測定する規定値
Aを発生するカウンタ1、規定値Aと入力輝度信号を比
較する第1の比較回路2、第1の比較回路2の出力から
入力輝度信号の輝度分布の累積ヒストグラムaをとる累
積ヒストグラム回路3、累積ヒストグラム回路3の最大
累積度数が出力信号の最大値になるように正規化する正
規化回路4、正規化回路4の出力信号bと入力輝度信号
を用い画素ごとの補正値を出力する補間回路5、補間回
路5の出力信号cに定数Gを乗算する乗算回路8、乗算
回路8の出力信号dを入力輝度信号に加算する第1の加
算回路9で構成されている。
【0004】以上の構成要素よりなる階調補正装置につ
いて、その各構成要素の関係と動作を説明する。まず図
5(a)のように、入力輝度レベルを8ビットの256
階調とし、16分割した累積ヒストグラムaをとる。こ
れはカウンタ1によって、規定値Aを0,16,32,
・・・,224,240と変化させ、第1の比較回路2
および累積ヒストグラム回路3で、規定値Aより大きい
ときにカウントアップすることにより得られる。この累
積ヒストグラムaの内容は一定期間ごとにクリアされ各
データを0にする。この期間は、一般に1垂直走査期間
に選ばれる。つぎに、図7(a)のような累積ヒストグ
ラムaが得られたとして、以下図7を用いて説明する。
まず、正規化回路4において、累積ヒストグラムaの最
大累積値(全サンプル数M)が出力輝度レベルの最大値
になるような正規化係数を計算し、この係数が累積ヒス
トグラムaの各データに乗算され、正規化された信号b
が得られる。図7(b)では8ビットの信号として出力
している。正規化された信号bは補間回路5において、
入力された映像信号の画素ごとの輝度レベルによって読
みだされ、そのデータと入力輝度レベルとの差を図7
(c)のような補正値cとして出力する。つぎに、乗算
回路8で、この補正値cに定数Gを乗算して補正量を決
め補正信号dとして出力する。図7(d)では定数Gを
1/2としている。そして、第1の加算回路9で入力輝
度信号と補正信号dを加算し出力信号eを得る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、輝度信号のダイナミックレンジに比べて入
力輝度信号の振幅が小さいときに、累積ヒストグラムの
出力がレベルの小さいところで全サンプル数Mとなって
しまう。図7(a)では8ビットのレベル128までに
全サンプル数Mとなっている。このために補正値cは正
の値ばかりとなり、結果として映像が白っぽくなるとい
う問題点を有していた。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、輝度信号のダイナミックレンジに比べて、入力輝度
信号の振幅が小さいときでも映像が白っぽくならずに適
切な階調補正を行い、かつ回路規模も小さくできる階調
補正装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の階調補正装置は、入力輝度信号の輝度レベル
を測定する第1の規定値を発生するカウンタと、その第
1の規定値と入力輝度信号を比較する第1の比較回路
と、第1の比較回路の出力から入力輝度信号の輝度分布
の累積ヒストグラムをとる累積ヒストグラム回路と、そ
の累積ヒストグラム回路の最大累積度数が出力信号の最
大値になるように正規化する正規化回路と、その正規化
回路の出力と入力輝度信号を用い画素ごとの補正値を出
力する補間回路と、入力輝度信号と第2の規定値を比較
する第2の比較回路と、補間回路の出力と第2の比較回
路の出力のANDをとるAND回路と、そのAND回路
の出力にある定数を乗算する乗算回路と、その乗算回路
の出力を入力輝度信号に加算する第1の加算回路から構
成されている。
【0008】
【作用】本発明は上記した構成において、第2の規定値
までの累積ヒストグラムしかとらず第2の規定値を越え
るレベルの信号には補正を行わないことによって、映像
が白っぽくならずに適切な階調補正を行うことができか
つ回路規模も小さくできる。
【0009】
【実施例】(実施例1)以下本発明の一実施例の階調補
正装置について、図面を参照しながら説明する。
【0010】図1に示すように本発明の階調補正装置
は、入力輝度信号の輝度レベルを測定する第1の規定値
Aを発生するカウンタ1、規定値Aと入力輝度信号を比
較する第1の比較回路2、第1の比較回路2の出力から
入力輝度信号の輝度分布の累積ヒストグラムaをとる累
積ヒストグラム回路3、累積ヒストグラム回路3の最大
累積度数が出力信号の最大値になるように正規化する正
規化回路4、正規化回路4の出力信号bと入力輝度信号
を用い画素ごとの補正値を出力する補間回路5、第2の
規定値Bと入力輝度信号を比較する第2の比較回路6、
第2の比較回路6の出力と補間回路5の出力のANDを
とるAND回路7、AND回路7の出力信号cに定数
(ゲイン)Gを乗算する乗算回路8、乗算回路8の出力
信号dを入力輝度信号に加算する第1の加算回路9で構
成されている。
【0011】以上の構成要素からなる階調補正装置につ
いて、その各構成要素の関係と動作について説明する。
まず、図5(b)のように、入力輝度レベルを8ビット
の256階調とし、8分割した累積ヒストグラムaをと
る。これはカウンタ1によって、規定値Aを0,16,
32,・・・,96,112と変化させ、第1の比較回
路2および累積ヒストグラム回路3で、規定値Aより大
きいときにカウントアップすることにより得られる。こ
の累積ヒストグラムaの内容は一定期間ごとにクリアさ
れ各データを0にする。この期間は、一般に1垂直走査
期間に選ばれる。つぎに、図2(a)のような累積ヒス
トグラムaが得られたとして、以下図2を用いて説明す
る。まず、正規化回路4において、累積ヒストグラムa
の最大累積値(全サンプル数M)が出力輝度レベルの最
大値になるような正規化係数を計算し、この係数が累積
ヒストグラムaの各データに乗算され、正規化された信
号bが得られる。図2(b)では8ビットの信号として
出力している。正規化された信号bは補間回路5におい
て、入力された映像信号の画素ごとの輝度レベルによっ
て読みだされ、そのデータと入力輝度レベルとの差を出
力する。一方、第2の比較回路6により、入力輝度信号
は第2の規定値B(ここでは128)と比較され、第2
の規定値Bより大きい場合には0を出力し、小さい場合
には1を出力する。つぎに、AND回路7によって、補
間回路5の出力と第2の比較回路6のANDがとられ、
規定値Bより大きい場合は0になるので、図2(c)の
ような補正値cを出力する。つぎに、乗算回路8で、こ
の補正値cに定数Gを乗算して補正量を決め補正信号d
として出力する。図2(d)では定数Gを1/2として
いる。そして、第1の加算回路9で入力輝度信号と補正
振動dを加算し出力信号eを得る。
【0012】なお、上記で説明したように、累積ヒスト
グラムを0〜128の間でとると、黒側の補正量が多く
なり、黒浮きや黒つぶれとなってしまうことがある。こ
の問題は、累積ヒストグラムをとる範囲を自由に動かせ
るようにすれば解決する。
【0013】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて、図3,図4,図5を参照しながら説明する。
【0014】図3に示すように本発明の階調補正装置
は、入力輝度信号から定数Cを引算する引算回路10、
入力輝度信号の輝度レベルを測定する第1の規定値Aを
発生するカウンタ1、規定値Aと引算回路10の出力信
号を比較する第1の比較回路2、第1の比較回路2の出
力から累積ヒストグラムaをとる累積ヒストグラム回路
3、累積ヒストグラム回路3の最大累積度数が出力信号
の最大値になるように正規化する正規化回路4、正規化
回路4の出力信号bと引算回路10の出力信号を用い画
素ごとの補正値を出力する補間回路5、第2の規定値B
と引算回路10の出力信号を比較する第2の比較回路
6、第2の比較回路6の出力と補間回路5の出力のAN
DをとるAND回路7、AND回路7の出力信号cに定
数Gを乗算する乗算回路8、乗算回路8の出力信号dを
入力輝度信号に加算する第1の加算回路9、第1の加算
回路9の出力信号eに定数Cを加算する第2の加算回路
11などで構成されている。
【0015】以上の構成要素よりなる階調補正装置につ
いて、以下その各構成要素の関係と動作について説明す
る。まず、引算回路10で、入力輝度信号から黒レベル
を示すある定数Cが引算される。ここでは図5(c)に
示すようにC=64としている。つぎに、この引算回路
10の出力信号を用いて、図5(c)のように、累積ヒ
ストグラムがとられ、階調補正が行われる。この動作
は、第1の実施例と同じであるが、定数Cを引算してい
るので、図4(a)〜(d)のように定数Cを基準とし
て補正が行われ、最後に第2の加算回路11で定数Cが
加算されて、結果として、図4(e)のような階調補正
が行われる。
【0016】なお、いずれの実施例も8分割の累積ヒス
トグラムをとっているが、分割数をもっと多くしてより
細かな制御を行ってもよい。
【0017】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明はカウンタ、比較回路、累積ヒストグラム回路、正規
化回路、補間回路、AND回路、乗算回路、加算回路を
用いて、ある輝度レベルまでの累積ヒストグラムしかと
らず、その輝度レベルを越える信号には補正を行わない
ことによって、輝度信号のダイナミックレンジに比べ
て、入力輝度信号の振幅が小さいときでも、映像が白っ
ぽくならずに適切な階調補正を行うことができ、かつ回
路規模も小さくでき、その実用的効果は大なるものがあ
る。
【0018】また本発明は、引算回路、カウンタ、比較
回路、累積ヒストグラム回路、正規化回路、補間回路、
AND回路、乗算回路、加算回路を用いて、累積ヒスト
グラムをとる範囲を自由に変化させることによって、輝
度信号のダイナミックレンジに比べて、入力輝度信号の
振幅が小さいときでも、映像が白っぽくならず、また黒
浮きや黒つぶれも生じない適切な階調補正を行える優れ
た階調補正装置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の階調補正装置のブロッ
ク図
【図2】同実施例の特性図
【図3】本発明の第2の実施例の階調補正装置のブロッ
ク図
【図4】同実施例の特性図
【図5】累積ヒストグラム図
【図6】従来の階調補正装置のブロック図
【図7】従来例の特性図
【符号の説明】
1 カウンタ 2 第1の比較回路 3 累積ヒストグラム回路 4 正規化回路 5 補間回路 6 第2の比較回路 7 AND回路 8 乗算回路 9 第1の加算回路 10 引算回路 11 第2の加算回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力輝度信号の輝度レベルを測定する第1
    の規定値を発生するカウンタと、その第1の規定値と入
    力輝度信号を比較する第1の比較回路と、前記第1の比
    較回路の出力から入力輝度信号の輝度分布の累積ヒスト
    グラムをとる累積ヒストグラム回路と、前記累積ヒスト
    グラム回路の最大累積度数が出力信号の最大値になるよ
    うに正規化する正規化回路と、前記正規化回路の出力と
    入力輝度信号を用い画素ごとの補正値を出力する補間回
    路と、入力輝度信号と第2の規定値を比較する第2の比
    較回路と、前記補間回路の出力と前記第2の比較回路の
    出力のANDをとるAND回路と、前記AND回路の出
    力にある定数を乗算する乗算回路と、前記乗算回路の出
    力を入力輝度信号に加算する加算回路を備えた階調補正
    装置。
  2. 【請求項2】入力輝度信号から第1の定数を引算する引
    算回路と、前記引算回路の出力信号の輝度レベルを測定
    する第1の規定値を発生するカウンタと、その第1の規
    定値と前記引算回路の出力信号を比較する第1の比較回
    路と、前記第1の比較回路の出力から前記引算回路の出
    力信号の輝度分布の累積ヒストグラムをとる累積ヒスト
    グラム回路と、前記累積ヒストグラム回路の最大累積度
    数が出力信号の最大値になるように正規化する正規化回
    路と、前記正規化回路の出力と前記引算回路の出力信号
    を用い画素ごとの補正値を出力する補間回路と、前記引
    算回路の出力信号と第2の規定値を比較する第2の比較
    回路と、前記補間回路の出力と前記第2の比較回路の出
    力のANDをとるAND回路と、前記AND回路の出力
    に第2の定数を乗算する乗算回路と、前記乗算回路の出
    力を前記引算回路の出力信号に加算する第1の加算回路
    と、前記第1の加算回路の出力に第1の定数を加算する
    第2の加算回路を備えた階調補正装置。
JP3338088A 1991-12-20 1991-12-20 階調補正装置 Pending JPH05176263A (ja)

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JP3338088A JPH05176263A (ja) 1991-12-20 1991-12-20 階調補正装置
EP19920121418 EP0548781A3 (en) 1991-12-20 1992-12-16 Gradation compensation apparatus of video image
US07/992,646 US5296941A (en) 1991-12-20 1992-12-18 Gradation compensation apparatus of video image
CA002085754A CA2085754C (en) 1991-12-20 1992-12-18 Gradation compensation apparatus of video image

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CA (1) CA2085754C (ja)

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