JPH07322179A - 電子ディスプレイの映像表示処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＬＣＤやＰＤＰ等の電子ディスプレイに映像
を表示する際、画面の黒つぶれ、白つぶれを抑え、かつ
画面のコントラストを改善し、画質の向上を図る。 【構成】 入力映像信号を電子ディスプレイの特性に合
わせて入出力特性変換して映像を表示可能とする電子デ
ィスプレイの映像表示処理方法およびその装置であっ
て、入力映像信号（ＲＧＢディジタル映像信号）を１フ
ィールド遅延部１で１フィード遅延する一方、その入力
映像信号の輝度信号を輝度信号検出回路３で検出し、こ
の輝度信号により同じ信号レベルをヒストグラム算出回
路４でカウントして１フィールド毎に映像信号のヒスト
グラムを作成し、入出力特性算出回路５でそのヒストグ
ラムの平均値（ＡＰＬ；平均映像レベル）および分散
（または標準偏差）に応じた入出力特性変換回路２の入
出力特性データを算出し、またヒストグラムの累和を算
出し、所定の割合で先の入出力特性データに加算して入
出力特性変換回路２の最終的な入出力特性データを得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はテレビジョン等に用い
る電子ディスプレイ（ＬＣＤ（液晶ディスプレイパネ
ル）やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等）にお
ける映像表示処理技術に係り、特に詳しくは電子ディス
プレイの高画質化を図る電子ディスプレイの映像表示処
理方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】入力映像信号による映像を電子ディスプ
レイ、例えば液晶ディスプレイパネル（以下ＬＣＤと記
す）やプラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと記
す）に表示する場合、電子ディスプレイの特性（ガンマ
特性等）に合わせて入力映像信号を所定に信号処理す
る。

【０００３】この信号処理にあっては、例えばテレビジ
ョン等の映像信号（ＲＧＢディジタル映像信号）に対し
て一般にガンマ補正のための入出力特性変換処理を行
い、同映像信号による適正な映像を電子ディスプレイに
表示可能とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電子デ
ィスプレイのうちＬＣＤやＰＤＰは、他の電子ディスプ
レイと比較すると、その表示映像のコントラストや輝度
が一般に不足しており、良好な映像を得ることが難しい
のが現状である。

【０００５】また、上記電子ディスプレでは寿命等を考
慮して消費電力を一定に抑えるようになっているため、
例えば表示映像が全体的に明るくない場合、つまり画面
全体が暗い場合には表示映像のピークの輝度も低くな
り、表示映像の画質が低下し、例えば黒つぶれの状態と
なる。

【０００６】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は表示映像の黒つぶれ、白つぶれを抑
え、かつ画面のコントラストを改善することができ、高
画質の映像を得ることができるようにした電子ディスプ
レの映像表示処理方法およびその装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の電子ディスプレイの映像表示処理方法お
よびその装置は、入力映像信号を電子ディスプレイの特
性に合わせて入出力特性変換する際、同入力映像信号に
より同じ信号レベル毎に画素数をカウントしてヒストグ
ラムを作成し、該作成されたヒストグラムの平均値や分
散を得、該得られた平均値や分散に基づいて入出力特性
データを決定し、前記入出力特性変換のためのデータと
したことを要旨とする。

【０００８】

【作用】上記手段によれば、入力映像信号の輝度信号に
より同入力映像信号の同じ信号レベル毎に画素数がカウ
ンタでカウントされ、かつ、１フィルード（あるいは１
フレーム）ごとに合計されて入力映像信号（同じ信号レ
ベル）のヒストグラムが作成される。このヒストグラム
の平均値および分散が入出力特性算出手段で算出される
とともに、この平均値および分散に基づいて入出力特性
データが算出される。

【０００９】この場合、上記入出力特性データは例えば
ｙ＝１／２・（（ｘ／ｃ）のγ乗）で得られるが、この
ｃ値はヒストグラムの平均値に応じて決定され、γ値は
ヒストグラムの分散に応じて決定される。一方、そのヒ
ストグラムの累和が算出され、この累和をその分離に応
じた所定の割合で上記先に算出された入出力特性データ
に加算される。この入出力特性データにより入力映像信
号が電子ディスプレイに入力可能に入出力特性変換（ガ
ンマ補正を含む）される。

【００１０】このように、入力映像信号を入出力特性変
換するためのデータとしてはヒストグラムの平均値およ
び分散に応じて決定されていることから、画面の黒つぶ
れが抑えられ、かつ白つぶれが抑えられ、コントラスト
の良好が映像が得られる。

【００１１】しかも、ヒストグラムの分布状態が多峰と
複雑であっても、ヒストグラムの累和をその分離に応じ
た所定の割合で先に算出された入出力特性データに加算
して最終的な入出力特性データとしていることから、よ
りコントラストが増大し、高コントラストの映像が得ら
れる。

【００１２】

【実施例】この発明の電子ディスプレイの映像表示処理
方法およびその装置は、入力映像信号（ＲＧＢディジタ
ル映像信号）の同じ信号レベル毎に画素数をカウントし
て得られるヒストグラムの平均値（ＡＰＬ；平均映像レ
ベル）およびその分散（または標準偏差）により画面の
明るさ等を判断することができ、つまり画面の明るさ等
がその平均値および分散に反映されることに着目し、入
力映像信号による映像を電子ディスプレイに表示するた
めに同入力映像信号を入出力特性変換する際、そのＡＰ
Ｌおよび分散に基づいて入出力特性データを算出する一
方、そのヒストグラムの累和をそれぞれ算出し、各累和
を所定の割合で先の入出力特性データに加算して上記入
出力特性変換のためのデータを１フィールド（あるいは
１フレーム）毎に決定する。

【００１３】そのため、図１に示すように、この電子デ
ィスプレイの映像表示処理装置は、入力映像信号（ＲＧ
Ｂディジタル映像信号）を１フィールド遅延する１フィ
ールド遅延部１と、この遅延された映像信号に対して入
出力特性変換処理（ガンマ補正等）を行うためのＲＡＭ
２ａ，２ｂ，２ｃからなる入出力特性変換回路２と、入
力映像信号の輝度信号を検出する輝度信号検出回路３
と、この検出された輝度信号により映像信号の信号レベ
ル毎に画素数をカウントして１フィールド毎にヒストグ
ラムを算出するヒストグラム算出回路４と、この算出さ
れたヒストグラムの平均値、つまりＡＰＬ（平均映像レ
ベル）および分散（または標準偏差）を算出し、これら
ＡＰＬおよび分散に基づいて入出力特性データを算出す
る一方、ヒストグラムの累和を算出し、該累和をその分
離に応じた所定の割合で先に算出された入出力特性デー
タに加算して入出力特性変換回路２の最終的な入出力特
性データ（映像信号を入出力特性変換するためのデー
タ）を算出する入出力特性算出回路５とを備えている。

【００１４】なお、ヒストグラムは、図２の実線曲線お
よび図３の破線曲線に示すように、各入力映像信号のレ
ベルに対して算出される。

【００１５】次に、上記構成の電子ディスプレイの映像
表示処理装置の動作を図２および図３の特性図を参照し
て詳しく説明すると、例えばテレビジョン信号（ＮＴＳ
Ｃ信号）を所定処理したＲＧＢディジタル映像信号（８
ビットないし１０ビットのＲＧＢ映像信号）による映像
を電子ディスプレイ（ＬＣＤやＰＤＰ等）に表示するも
のとする。

【００１６】このとき、１フィールド遅延部１はそのＲ
ＧＢディジタル映像信号（以下入力映像信号と記す）を
１フィールド遅延して入出力特性変換回路２に出力す
る。一方、輝度信号検出回路３は入力映像信号の６ない
し８ビット分のデータ（上位６ないし８ビットデータ）
を入力して同入力映像信号の輝度信号を検出する。ヒス
トグラム算出回路４はカウンタであり、その検出された
輝度信号により入力映像信号の同じ信号レベル毎に信号
数をカウントし、かつ１フィールド毎に合計してヒスト
グラムを作成する（例えば図２に示す）。

【００１７】なお、入力映像信号がＮＴＳＣ信号による
ものである場合、輝度信号検出回路３で検出される輝度
信号Ｙは通常Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
の割合であるが、この発明ではその輝度信号がＹａ＝Ｒ
＋Ｇ＋Ｂであってもほぼ同様の効果が得られる。

【００１８】また、そのヒストグラムを作成するための
信号レベルは出力信号、つまり入出力特性変換して出力
する信号が８ビット構成である場合、６ビットないし８
ビットで十分である。

【００１９】さらに、そのヒストグラムの度数（出力レ
ベル）を得るための画素ブロックは、ＮＴＳＣ信号によ
る映像を一般的な４８０×６８０画素で表示する場合３
２×３２画素ブロックを１つとし、つまりその画素ブロ
ックの１画素を代表としてＡＰＬおよび分散値を算出し
ても、上記同じ信号レベル毎に画素数をカウントして得
られるヒストグラムの場合とそれほど変わらない。した
がって、１／１６×１／１６ないし１／３２×１／３２
画素から１画素を取ってヒストグラムを算出するように
してもよい。

【００２０】入出力特性算出回路５は、上記１フィール
ド毎に算出されたヒストグラムによりその分散およびＡ
ＰＬを算出するとともに、この分散に応じて入出力特性
のγ値（０．１〜６．０）を決定し、そのＡＰＬに応じ
て当該装置の出力レベルが最大の１／２となる値ｃを決
定する。さらには、それら決定されたγ値および値ｃに
基づいて下記数１により入出力特性変換のためのデータ
を算出して入出力特性変換回路２の各ＲＡＭ２ａ，２
ｂ，２ｃにそれぞれ書き込むことになる。

【００２１】

【数１】 上記数１において、ｙは入出力特性変換の出力レベル、
ｘは入出力特性変換の入力レベル、ｃはｙ＝１／２とな
る値、γはγ（ガンマ）値を意味する。

【００２２】この場合、入出力特性算出回路５では、上
記算出されたヒストグラムを一旦内部のＲＡＭに記憶し
た後、このＲＡＭのデータを演算処理手段（ＭＰＵ）に
取り込んで上記数１に示す一定の数式にしたがって入出
力特性の値（データ）を計算する。なお、上記数１で
は、高レベルの所定値（データ）が出力レベルを越える
とき、例えば上記数１と滑らかにつながる楕円の式を用
いればよい。

【００２３】一方、ヒストグラムの累和をその分離度に
応じた所定の割合で先に算出された入出力特性データ
（数１で算出された入出力特性データ）に加算する。

【００２４】結果として、ヒストグラムが例えば図２の
実線曲線に示す形である場合、ヒストグラムの累和によ
る所（同図の矢印Ａ，Ｂに示す部分）の入出力特性のγ
値が大きくなり、つまり図３の実線曲線に示す入出力特
性データとする。なお、上記所定の割合で加算する際、
各峰のヒストグラムの分離に応じて一定の割合とし、出
力のヒストグラムの分離が過度になり、原映像信号によ
る映像を損なわないようにする。

【００２５】この図３の実線に示す入出力特性データが
入出力特性変換回２の各ＲＡＭ２ａ，２ｂ，２ｃに１フ
ィールド毎に書き込まれ、１フィールド遅延されている
入力映像信号がその入出力特性データにしたがって入出
力特性変換される。したがって、表示画像のコントラス
トが増強され、つまりコントラストが改善されることに
なる。

【００２６】このように、入力映像信号を電子ディスプ
レイの特性に合わせて入出力特性変換する際、入力映像
信号（ＲＧＢディジタル映像信号）の輝度信号により１
フィールド毎に同映像信号のヒストグラムを作成し、こ
のヒストグラムの分散やＡＰＬに基づいて入出力特性デ
ータを算出するだけでなく、そのヒストグラムの分離に
応じてその累和を所定の割合で上記先の入出力特性デー
タに加算して入出力特性変換回路２の最終的な入出力特
性データを得る。

【００２７】したがって、例えばダイナミックレンジの
小さいＰＤＰ等の電子ディプレイであっても、表示映像
の黒つぶれ、白つぶれを抑え、かつ表示映像のコントラ
ストを改善することができ、ひいては高画質の映像を得
ることができる。

【００２８】また、ヒストグラムが多峰の形である場合
でも、表示映像のコントラストが増強され、つまり画面
のコントラストを改善することができ、しかも原画像に
極めて近く、高コントラストの画像が得られる。

【００２９】例えば図３の破線曲線に示すように、ヒス
トグラムの分離が大きいときには、ヒストグラムの累和
による入出力特性の成分が多くなり、つまり同図の実線
曲線に示すように各峰に対応する部分のガンマ値が大き
く、逆に各峰間の部分のガンマ値が小さくなるからであ
る。

【００３０】なお、上記実施例では、入力映像信号の１
フィールド毎に入出力特性変換回路２の入出力特性デー
タを算出し、同１フィールド毎に入力映像信号を入出力
特性変換（ガンマ補正を含む）しているが、入力映像信
号の１フレーム毎に入出力特性のデータを得るようにし
てもよい。この場合、各回路をその１フレーム毎に処理
可能な構成とすれば、上記実施例と同じ作用、効果を得
ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、入力
映像信号を電子ディスプレイの特性に合わせて入出力特
性変換して映像を表示可能とする電子ディスプレイの映
像表示処理方法およびその装置で、入力映像信号による
映像を電子ディスプレイに表示するために同入力映像信
号を入出力特性変換する際、そのＡＰＬおよび分散に基
づいて入出力特性データを算出する一方、そのヒストグ
ラムの累和を分離に応じた所定の割合で先の入出力特性
データに加算して上記入出力特性変換のためのデータを
１フィールド（あるいは１フレーム）毎に決定するよう
にしたので、例えばダイナミックレンジの小さいＰＤＰ
等の電子ディプレイであっても、表示映像の黒つぶれ、
白つぶれを抑え、かつ表示映像のコントラストを改善す
ることができ、ひいては高画質の映像を得ることがで
き、またヒストグラムが多峰の形である場合でも、表示
映像のコントラストが増強され、つまり画面のコントラ
ストを改善することができ、しかも原画像に極めて近
く、高コントラストの画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す電子ディスプレイの
映像表示処理装置の概略的部分ブロック線図。

【図２】図１に示す映像表示処理装置の動作を説明する
ための概略的ヒストグラム図。

【図３】図１に示す映像表示処理装置の動作を説明する
ための概略的入出力特性図およびヒストグラム図。

【符号の説明】

１ １フィールド遅延部 ２ 入出力特性変換回路 ２ａ，２ｂ，２ｃ ＲＡＭ ３ 輝度信号検出回路 ４ ヒストグラム算出回路 ５ 入出力特性算出回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力映像信号を電子ディスプレイの特性
   に合わせて入出力特性変換する際、同入力映像信号によ
   り同信号レベル毎に画素数をカウントしてヒストグラム
   を作成し、該作成されたヒストグラムの平均値や分散を
   得、該得られた平均値や分散に基づいて入出力特性デー
   タを決定し、前記ヒストグラムの累和を算出し、該累和
   を所定の割合で前記入出力特性データに加算して前記入
   出力特性変換のためのデータとしたことを特徴とする電
   子ディスプレイの映像表示処理方法。
2. 【請求項２】 入力映像信号を電子ディスプレイの特性
   に合わせて入出力特性変換する電子ディスプレイの映像
   表示処理方法であって、 前記入力映像信号を１フィールドあるいは１フレーム遅
   延する一方、前記入力映像信号の輝度信号を検出し、該
   検出された輝度信号により映像信号の同じ信号レベル毎
   に画素数をカウントしてヒストグラムを作成し、該作成
   されたヒストグラムの平均値および分散を算出し、該平
   均値および分散に応じて入出力特性データを算出し、前
   記ヒストグラムの累和を算出し、該累和の分離に応じた
   所定の割合で前記入出力特性データに加算して前記入出
   力特性変換のためのデータとしており、該データを用い
   て前記１フィールドあるいは１フレーム遅延された映像
   信号を入出力特性変換するようにしたことを特徴とする
   電子ディスプレイの映像表示処理方法。
3. 【請求項３】 入力映像信号を電子ディスプレイの特性
   に合わせて入出力特性変換する電子ディスプレイの映像
   表示処理装置であって、 前記入力映像信号を１フィールドあるいは１フレーム遅
   延する遅延手段と、前記入力映像信号の輝度信号を検出
   する輝度信号検出手段と、該検出された輝度信号により
   映像信号の同じ信号レベル毎に画素数をカウントとして
   ヒストグラムを算出するヒストグラム算出手段と、該算
   出されたヒストグラムの平均値および分散を算出し、該
   算出された平均値に応じて入出力特性データを算出し、
   前記ヒストグラムの分離に応じた所定の割合で前記先に
   算出された入出力特性データに加算して前記入出力特性
   変換のためのデータと得る入出力特性算出手段と、該得
   られた入出力特性変換のためのデータにより前記遅延手
   段で遅延された映像信号を前記電子ディスプレイの特性
   に合わせて入出力特性変換する入出力特性変換手段とを
   備えていることを特徴とする電子ディスプレイの映像表
   示処理装置。