DE69116250T2

DE69116250T2 - Kontrastkorrektor für Videosignal

Info

Publication number: DE69116250T2
Application number: DE69116250T
Authority: DE
Inventors: Atsuhisa Kageyama; Hazama Yasue
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-07-17
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2011-07-13
Also published as: MY106878A; US5255080A; CA2047149C; DE69116250D1; JP2784839B2; KR930011182B1; EP0467602A2; JPH0477179A; CA2047149A1; EP0467602B1; EP0467602A3; KR920003767A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Videogeräte, wie etwa Fernsehempfänger und Videorekorder, und insbesondere eine Graupegelkorrekturvorrichtung oder eine Kontrastkorrekturvorrichtung für ein Videosignal, mit dem die Luminanz sowie die Farbsättigung eines Videosignals korrigiert werden kann, um dadurch das angezeigte Bild klarer und lebendiger zu machen.
Neuerdings wird mit zunehmender Popularität von einen großen Bildschirm aufweisenden Fernsehempfängern, eine Graupegelkorrekturvorrichtung, wie etwa die Schwarzpegel-Erfassungsschaltung und die Gammakorrekturschaltung (Entzerrungsschaltung) häufig für das Videoluminanzssignal verwendet, damit das Bild klar und lebendig gesehen werden kann.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Graupegelkorrekturvorrichtung für ein Videosignal. In Fig. 3 sind dargestellt: eine Austast-Klemmschaltung 1 zum Anklemmen eines Videoluminanzsignaleingangs a an einen Austastpegel d und eine Schwarzpegel-Expansionsschaltung 2 zum Expandieren des Pegels einer Signalkomponente eines dunklen Bereichs eines angeklemmten Luminanzsignals f in Richtung auf den Austastpegel, wenn ein erfaßter Schwarzpegel i mit dem Austastpegel d verglichen wird und als Ergebnis höher (heller) als der Austastpegel d ist. Zusätzlich ist bei 3 eine Gamma-Korrekturschaltung dargestellt, mit der die Luminanz gemäß der in Fig. 4 dargestellten Charakteristik korrigiert wird. Das bedeutet, daß die Gamma-Korrekturschaltung 3 einen erfaßten Weißpegel j mit einer Weißpegel-Steuerspannung e vergleicht und, wenn der erfaßte Weißpegel j nicht höher ist als die Weißpegel-Steuerspannung e, führt die Gamma-Korrekturschaltung 3 für ein angeklemmtes Luminanzsignal g mit einem expandierten Schwarzpegel die Luminanzwandlercharakteristiken (umgekehrte Gammacharakteristiken), wie in Fig. 4a dargestellt, aus, um es so durch eine Expansion der Luminanz des hellen Bereiches zu korrigieren. Wenn der erfaßte Weißpegel j höher ist als die Weißpegel- Steuerspannung, führt die Gamma-Korrekturschaltung 3 die in Fig. 4B dargestellten Luminanzwandlercharakteristiken (Gamma- Charakteristiken) für das angeklemmte Luminanzsignal g mit einem expandierten schwarzpegel aus, um es so durch Unterdrücken der Luminanz des hellen Bereiches zu korrigieren. Bei 4 ist eine Farbsättigungssteuerschaltung zum Steuern der Sättigung eines Chrominanzsignaleingangs b gemäß einer Farbsättigungssteuerspannung p zur Herstellung einer Chrominanzsignalausgabe c dargestellt. Dieses Chrominanzsignal kann in Form von Farbträgern, Farbdifferenzwerten oder Rot-Grün-Blau- (RGB)-Videosignalen vorliegen. Bei 5 ist eine Schwarzpegel-Erfassungsschaltung zum Erfassen des Pegels des dunkelsten Bereichs jeder effektiven Videosignalperiode des hinsichtlich des Schwarzpegels expandierten angeklemmten Luminanzsignals g dargestellt. Bei 6 ist eine Weißpegelerfassungsschaltung zum Erfassen des Pegels des hellsten Bereichs innerhalb der effektiven Videosignalperiode eines Ausgangsluminanzsignals h dargestellt.
Der Betrieb der vorstehend beschriebenen Graupegelkorrekturvorrichtung für ein Videosignal wird nachstehend beschrieben.
Zunächst klemmt die Austast-Klemmschaltung 1 bei Anlegen des Luminanzsignaleingangs a an die Austast-Klemmschaltung 1 den Austastpegel des Luminanzsignals a an die Austastspannung d, um so das angeklemmte Luminanzsignal f zu erzeugen. Dieses Signal f wird an die Schwarzpegelexpansionsschaltung 2 angelegt. Wenn der erfaßte Schwarzpegel i höher ist als der Schwarzpegel d (heller), expandiert die Schwarzpegelexpansionsschaltung die Luminanz des schwarzen Bereichs des angeklemmten Luminanzsignals f in Richtung auf den Austastpegel, um so das angeklemmte Luminanzsignal g mit einem expandierten Schwarzpegel zu erzeugen. Dieses Signal g wird an die Schwarzpegelerfassungsschaltung 5 angelegt, die dann den Schwarzpegel des effektiven Luminanzsignals erfaßt. Darüber hinaus wird das Signal g auch an die Gamma-Korrekturschaltung 3 angelegt, in der die Weißpegel-Steuerspannung e mit dem erfaßten Weißpegel j verglichen wird und die Graukorrektur ausgeführt wird, so daß das korrigierte Luminanzsignal h erzeugt wird. Das korrigierte Luminanzsignal h wird auch an die Weißpegelerfassungsschaltung 6 angelegt, die dann den Weißpegel des effektiven Luminanzsignals erfaßt. Andererseits empfängt die Farbsättigungssteuerschaltung 4 unabhängig von der oben angegebenen Korrektur des Luminanzsignals das Chrominanzsignal b und steuert dessen Farbsättigung gemäß der Farbsättigungssteuerspannung p zur Erzeugung eines gesteuerten Chrominanzsignals c.
Bei der oben angegebenen Anordnung wird jedoch lediglich das Luminanzsignal bezüglich des Schwarzpegels korrigiert und einer Gamma-Korrektur unterzogen, ohne Beeinflussung des Chrominanzsignals. Wenn das Luminanzsignal hinsichtlich des Graupegels korrigiert wird, sind das Luminanzsignal und das Chrominanzsignal eines derartigen Bereiches daher unausgeglichen, mit dem Ergebnis, daß die wiedergegebene Farbe sich ersichtlich von der originalfarbe unterscheidet.
Die US-A-4 204 229 offenbart eine Anordnung, mit der die Festlegung eines Chrominanzbereichs für das Videosignal zwischen zwei einstellbaren Potentialpegeln und daher eine Erhöhung des erhaltenen Kontrastes ermöglicht wird, wenn das für eine Bildanzeige gedachte Signal sich innerhalb eines begrenzteren Bereichs ändert. Diese Anordnung weist, eingesetzt in die Videokette, eine Schaltung zum Angleichen des Videosignals an einen ersten Potentialpegel und eine Schaltung für eine automatische Verstärkungssteuerung auf, die die Ausgabe der Angleichschaltung empfängt und ein komplementäres Angleichen an den zweiten Potentialpegel ausführt. Jede Schaltung enthält eine Schleife, die mit einer vorgegebenen Zeitkonstanten auf die jeweiligen Spitzenwertsnderungen im Signal im Verlauf mindestens einer Bildabtastperiode anspricht.
Demgemäß besteht zur Lösung der Probleme im Stand der Technik eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung einer Graupegelkorrekturvorrrichtung für ein Videosignal, die die Sättigung des Chrominanzsignals ändert, wenn das Luminanzsignal hinsichtlich des Graupegels korrigiert wird, um so die Farbe des Bildes klarer und lebendiger zu machen.
Die Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 1-4 festgelegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Graupegelkorrekturvorrichtung oder Kontrastkorrekturvorrichtung für ein Videosignal zusätzlich zum Stand der Technik eine erste Subtraktionsschaltung zum Berechnen der Differenz zwischen dem Schwarzpegel und dem Austastpegel, eine zweite Subtraktionsschaltung zum Berechnen der Differenz zwischen dem Weißpegel und dem Weiß-Steuerpegel sowie eine Additionsschaltung zum Addieren der Ausgaben der beiden Subtraktionsschaltungen und der Farbsättigungssteuerspannung p auf.
Bei der zuletzt beschriebenen Anordnung erfaßt die erste Subtraktionsschaltung das Maß der Schwarzpegelexpansion, und die zweite Subtraktionsschaltung erfaßt das Korrekturmaß in der Gamma-Korrekturschaltung. Diese Maße und die Farbsättigungssteuerspannung werden mit der Addierschaltung addiert. Die Farbsättigung wird in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Korrekturmaß geändert, so daß die Farbe des Bildes mit einer besseren Wiedergabetreue wiedergegeben werden kann. Daher wird die Lösung des Problems, durch das die wiedergegebenen Luminanz- und Farbkomponenten den Verlust der Originalfarbehervorbringend unausgeglichen werden, möglich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Graupegelkorrekturvorrichtung für ein Videosignal gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Graupegelkorrekturvorrichtung für ein Videosignal.
Fig. 4A und 4B sind die Charakteristiken der Gamma- Korrekturschaltung darstellende Graphiken.

KURZBESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Graupegelkorrekturvorrichtung oder Kontrastkorrekturvorrichtung für ein Videosignal gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Kontrastkorrekturvorrichtung für ein Videosignal gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bezugnehmend auf Fig. 1 sind dort die Austast- Klemmschaltung 1, die Schwarzpegel-Expansionsschaltung 2, die Gamma-Korrekturschaltung 3, die Farbsättigungssteuerschaltung 4, die Schwarzpegelerfassungsschaltung 5 sowie die Weißpegelerfassungsschaltung 6 wie im Stand der Technik dargestellt. Bei 7 ist eine erste Subtraktionsschaltung zum Subtrahieren der Austastspannung d vom erfaßten Schwarzpegel i und zum Erzeugen eines aus der resultierenden Differenzspannung erhaltenen Farbkorrektursignals k dargestellt. Bei 8 ist eine zweite Subtraktionsschaltung zum Subtrahieren der Weißpegel- Steuerspannung e vom erfaßten Weißpegel j und zum Erzeugen eines aus der resultierenden Differenzspannung erhaltenen Farbkorrektursignals m dargestellt. Bei 9 ist eine Addierschaltung zum Addieren der Farbsättigungssteuerspannung p, der Farbkorrektursignale k und m und zum Erzeugen eines addierten Farbkorrektursignals n als Ergebnis der Addition dargestellt.
Fig. 2 ist ein Wellenformdiagramm zum Erläutern des Betriebs der in Fig. 1 dargestellten Anordnung. In Fig. 2 sind auf der linken Seite Wellenformen für den Fall einer Schwarzpegelexpansion, im mittleren Bereich eine Gamma-Korrektur gemäß den umgekehrten Gamma-Charakteristiken und auf der rechten Seite eine Gamma-Korrektur gemäß den Gamma-Charakteristiken dargestellt. Beim Betrieb durchläuft das Eingangsluminanzsignal a die Schwarzpegelexpansion und die Gamma-Korrektur, wie im Stand der Technik, und als Ergebnis wird das aufbereitete Luminanzsignal h erzeugt. Die erste Subtraktionsschaltung 7 führt eine Subtraktion zwischen dem erfaßten Schwarzpegel i und der Austastspannung d aus und erzeugt das dem Maß der Schwarzpegelexpansion des Luminanzsignals entsprechende Farbkorrektursignal k. Wie in Fig. 2 dargestellt, bewirkt dieses Farbkorrektursignal k bei Ansteigen des Schwarzpegelexpansionsmaßes eine Verringerung der Farbsättigung. Zusätzlich führt die zweite Subtraktionsschaltung 8 eine Subtraktion zwischen dem erfaßten Weißpegel j und der Weißpegel-Steuerspannung e aus und erzeugt das dem Maß der Gamma-Korrektur des Luminanzsignals entsprechende Farbkorrektursignal m. Wie in Fig. 2 dargestellt, bewirkt dieses Farbkorrektursignal m, daß die Farbsättigung relativ erhöht wird, wenn die Gamma-Charakteristik so ist, daß das Ausgangsluminanzsignal h in einem höheren Bereich des hinsichtlich des Schwarzpegels expandierten Luminanzsignals g vergleichsweise hoch ist, wie in Fig. 4A dargestellt, und daß die Farbsättigung relativ abfällt, wenn die Gamma-Charakteristik so ist, daß das Luminanzsignal h in einem höheren Bereich des hinsichtlich des Schwarzpegels expandierten Luminanzsignals g, wie in Fig. 4B dargestellt, vergleichsweise niedrig liegt. Die, wie vorstehend angegeben erhaltenen Farbkorrektursignale k und m werden zur Farbsättigungssteuerspannung p addiert und so wird das addierte Farbkorrektursignal n erhalten. Dieses addierte Farbkorrektursignal n wird an die Farbsättigungssteuerschaltung 4 angelegt, mit der die Farbsättigung des Eingangschrominanzsignals b so gesteuert wird, daß die Farbsättigungssteuerschaltung das Ausgangschrominanzsignal c erzeugt. Das erhaltene Chrominanzsignal c weist eine verringerte Sättigung auf, wenn das Ausgangsluminanzsignal h hinsichtlich des Schwarzpegels expandiert ist. Wenn das Ausgangsluminanzsignal h eine Gamma-Korrektur erfahren hat, wie in Fig. 4A dargestellt, wird die Sättigung des Chrominanzsignals erhöht, wenn es jedoch, wie in Fig. 4B dargestellt, korrigiert ist, wird die Farbsättigung herabgesetzt.
Selbst wenn das Luminanzsignal hinsichtlich seines Graupegeis korrigiert wird, können die Luminanz und die Chrominanz dieses Bereichs daher ansprechend auf das Korrekturmaß ausgeglichen werden.
Weil zusätzlich zur Anordnung nach dem Stand der Technik die erste Subtraktionsschaltung und die zweite Subtraktionsschaltung sowie die Additionsschaltung vorgesehen sind, kann daher gemäß dieser Ausführungsform die Sättigung des Chrominanzsignals in Übereinstimmung mit der Graupegelkorrektur des Luminanzsignals geändert werden. Daher können mit der Graupegelkorrekturvorrichtung oder Kontrastkorrekturvorrichtung für ein Videosignal Bilder mit einer naturgetreuen Farbe für das menschliche Auge wiedergegeben werden.
Während in Fig. 2 das farbkorrigierte Signal an jeder Stelle in einer Horizontalabtastzeile geändert wird, kann das Signal in einer Teilbildeinheit oder einer Vollbildeinheit aufbereitet werden.

Claims

1. Graupegelkorrekturvorrichtung für ein ein Chrominanzsignal sowie ein einen Austastpegel und einen Schwarzpegel aufweisendes Luminanzsignal enthaltendes Videosingal, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Austast-Klemmschaltung (1) zum Ankleinmen des Austastpegels des Luminanzsignals an eine vorgegebene Austastspannung und

eine Schwarzpegelerfassungsschaltung (5) zum Erfassen des Schwarzpegels des Luminanzsignals;

gekennzeichnet durch eine Schwarzpegelexpansionsschaltung (2) zum Expandieren des Schwarzpegels auf etwa den Austastwert des Luminanzsignals gemäß dem von der Schwarzpegelerfassungsschaltung (5) erfaßten Schwarzpegel und der Austastspannung,

eine Subtraktionsschaltung (7) zum Berechnen der Differenz zwischen dem erfaßten Schwarzpegel und der Austastspannung und

eine Farbsättigungssteuerschaltung (4) zum Unterdrücken der Farbsättigung des Chrominanzsignals gemäß einer Ausgabe der Subtraktionsschaltung (7).

2. Graupegelkorrekturvorrichtung für ein ein Chrominanz signal sowie ein einen Austastpegel und einen weißpegel aufweisendes Luminanzsignal enthaltendes Videosignal, wobei die Vorrichtung aufweist:

Eine Austast-Klemmschaltung (1) zum Anklemmen des Austastpegels des Luminanzsignals an eine vorgegebene Austastspannung und

eine Weißpegelerfassungsschaltung (6) zum Erfassen des weißpegels des Luminanzsignals,

gekennzeichnet durch eine Gamma-Korrekturschaltung (3) zur Ausführung einer Gamma-Korrektur des Luminanzsignals mit einem Gamma-Koeffizienten, der gemäß dem mit der Weißpegelerfassungsschaltung (6) und einer vorgegebenen Weißpegel-Steuerspannung gewählt wird,

eine Subtraktionsschaltung (8) zum Berechnen einer Differzenz zwischen dem erfaßten Weißpegel und der Weißpegel- Steuerspannung und

eine Farbsättigungssteuerschaltung (4) zum Steuern der Farbsättigung des Chrominanzsignals gemäß einer Ausgabe der Subtraktionsschaltung (8).

3. Graupegelkorrekturvorrichtung für ein ein Chrominanzsignal sowie ein einen Austastpegel, einen Schwarzpegel und einen Weißpegel aufweisendes Luminanzsignal enthaltendes Videosignal, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Austast-Klemmschaltung (1) zum Anklemmen des Austastpegels des Luminanzsignals an eine vorgegebene Austastspannung,

eine Schwarzpegelerfassungsschaltung (5) zum Erfassen des Schwarzpegels des Luminanzsignals und

gekennzeichnet durch eine Schwarzpegelexpansionsschaltung (2) zum Expandieren des Schwarzpegels auf etwa den Austastwert des Luminanzsignals gemäß dem mit der Schwarzpegelerfassungsschaltung (5) erfaßten Schwarzpegel,

eine Gamma-Korrekturschaltung (3) zum Ausführen einer Gamma-Korrektur für das Luminanzsignal mit einem Gamma-Koeffizienten, der gemäß dem mit der Weißpegelerfassungschaltung (6) erfaßten weißpegel und einer vorgegebenen Weißpegel-Steuerspannung gewählt ist,

eine erste Subtraktionsschaltung (7) zum Berechnen der Differenz zwischen dem erfaßten Schwarzpegel und der Austastspannung,

eine zweite Subtraktionsschaltung (8) zum Berechnen der Differenz zwischen dem erfaßten Weißpegel und der Weißpegel-Steuerspannung und

eine Farbsättigungssteuerschaltung (4) zum Steuern der Farbsättigung des Chrominanzsignals gemäß Ausgaben der ersten Subtraktionsschaltung und der zweiten Subtraktionsschaltung.

4. Graupegel-Korrekturverfahren für ein ein Luminanzsignal und ein Chrominanzsignal enthaltendes Videosignal, das die folgenden Schritte aufweist:

Erfassen eines Schwarzpegels des Luminanzsignals und

Erfassen eines weißpegels des Luminanzsignals,

gekennzeichnet durch Berechnen einer Differenz zwischen dem erfaßten Schwarzpegel und einer vorgegebenen Austastspannung, an die ein Austastpegel des Luminanzsignals zu klemmen ist,

Berechnen einer Differenz zwischen dem erfaßten Weißpegel und einer vorgegebenen Weißpegel-Steuerspannung, die eine Referenzspannung zum Wählen eines Gamma-Koeffizienten zum Einsatz in einer Gamma-Korrekturschaltung darstellt, und

Steuern einer Farbsättigung des Chrominanzsignals geinäß der berechneten Differenzen.