JP2006203540A - 映像信号処理装置及び映像信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、輝度信号及び色信号に対してそれぞれ必要な補正処理を施すことができ、しかも、簡易な構成で回路規模の縮小化を図り得る映像信号処理装置及び映像信号処理方法を提供することを目的としている。
【解決手段】入力輝度信号の値と入力輝度信号に非線形補正処理を施した出力輝度信号の値とを対応させた第１のテーブルを作成し、この第１のテーブルに基づいて、入力輝度信号の値と入力輝度信号に施した非線形補正処理に基づく振幅制御を入力色信号に施すための色補正信号の値とを対応させた第２のテーブルを作成する。そして、第１のテーブルに基づいて入力輝度信号に対して非線形補正処理を施すとともに、第２のテーブルに基づいて入力色信号に振幅制御を施すようにしている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、輝度信号及び色信号に対してそれぞれ補正処理を施す映像信号処理装置及び映像信号処理方法の改良に関する。

周知のように、例えばカラーテレビジョン放送受信装置等にあっては、輝度信号にガンマ補正のための非線形補正処理を施し、この非線形補正処理による輝度信号の変化量に応じて、色信号に補正処理を施すようにしている。

特許文献１には、ガンマ補正回路に入力される輝度信号とガンマ補正回路から出力される輝度信号との差を演算して、ガンマ補正による輝度信号の変化量を求め、その変化量に応じた利得で色信号を増幅する構成が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、ガンマ補正回路の前後の輝度信号の差を演算する減算器や、この減算器の出力に応じた利得で色信号を増幅したデータを出力するアンプ等を必要とし、回路構成が複雑で大型化するという問題が生じている。
特開２０００−１１５７９９号公報

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、輝度信号及び色信号に対してそれぞれ必要な補正処理を施すことができ、しかも、簡易な構成で回路規模の縮小化を図り得る映像信号処理装置及び映像信号処理方法を提供することを目的とする。

この発明に係る映像信号処理装置は、入力輝度信号の値と入力輝度信号に非線形補正処理を施した出力輝度信号の値とを対応させた第１のテーブルを作成する第１の作成手段と、第１の作成手段で作成した第１のテーブルに基づいて、入力輝度信号の値と入力輝度信号に施した非線形補正処理に基づく振幅制御を入力色信号に施すための色補正信号の値とを対応させた第２のテーブルを作成する第２の作成手段と、第１の作成手段で作成した第１のテーブルに基づいて入力輝度信号に対して非線形補正処理を施す非線形補正手段と、第２の作成手段で作成した第２のテーブルに基づいて入力色信号に振幅制御を施す色補正手段とを備えるようにしたものである。

また、この発明に係る映像信号処理方法は、入力輝度信号の値と入力輝度信号に非線形補正処理を施した出力輝度信号の値とを対応させた第１のテーブルを作成する第１の工程と、第１の工程で作成した第１のテーブルに基づいて、入力輝度信号の値と入力輝度信号に施した非線形補正処理に基づく振幅制御を入力色信号に施すための色補正信号の値とを対応させた第２のテーブルを作成する第２の工程と、第１の工程で作成した第１のテーブルに基づいて入力輝度信号に非線形補正処理を施すとともに、第２の工程で作成した第２のテーブルに基づいて入力色信号に振幅制御を施す第３の工程とを備えるようにしたものである。

上記した構成及び方法によれば、入力輝度信号に非線形補正処理を施すための第１のテーブルに基づいて、入力色信号に輝度信号の非線形補正処理に対応した振幅制限処理を施すための第２のテーブルを作成し、第１のテーブルを用いて入力輝度信号に非線形補正処理を施すとともに、第２のテーブルを用いて入力色信号に振幅制限処理を施すようにしたので、従来のように、ガンマ補正回路の前後の輝度信号の差を演算する減算器や、この減算器の出力に応じた利得で色信号を増幅したデータを出力するアンプ等を設ける必要がなくなり、簡易な構成で回路規模の縮小化を図ることが可能となる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態で説明するテレビジョン放送受信装置１１の映像信号処理系を概略的に示している。

すなわち、デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ１２で受信したデジタルテレビジョン放送信号は、入力端子１３を介して選局復調部１４に供給される。この選局復調部１４は、入力されたデジタルテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの放送信号を選局し、その選局された信号を復調してデコーダ１５に出力している。

そして、このデコーダ１５は、選局復調部１４から入力された信号にデコード処理を施すことにより、デジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒをそれぞれ生成して、セレクタ１６に出力している。

また、アナログテレビジョン放送受信用のアンテナ１７で受信したアナログテレビジョン放送信号は、入力端子１８を介して選局復調部１９に供給される。この選局復調部１９では、入力されたアナログテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの放送信号を選局し、その選局された信号を復調してアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒをそれぞれ生成している。

そして、この選局復調部１９で生成されたアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、Ａ／Ｄ（analog／digital）変換部２０に供給されてデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに変換された後、上記セレクタ１６に出力される。

また、アナログ映像信号用の外部入力端子２１に供給されたアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、Ａ／Ｄ変換部２２に供給されてデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに変換された後、上記セレクタ１６に出力される。さらに、デジタル映像信号用の外部入力端子２３に供給されたデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、そのまま上記セレクタ１６に供給される。

ここで、このセレクタ１６は、デコーダ１５、Ａ／Ｄ変換部２０，２２及び外部入力端子２３からそれぞれ供給されるデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒから１つを選択して、映像信号処理部２４に供給している。

この映像信号処理部２４は、詳細は後述するが、入力されたデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対して所定の信号処理を施すことにより、Ｒ（red），Ｇ（green），Ｂ（blue）信号を生成している。

そして、この映像信号処理部２４で生成されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が、映像表示部２５に供給されて映像表示に供される。なお、この映像表示部２５としては、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等でなるフラットパネルディスプレイが採用される。

ここで、このテレビジョン放送受信装置１１は、上記した各種の受信動作を含む種々の動作を制御部２６によって統括的に制御されている。この制御部２６は、ＣＰＵ（central processing unit）等を内蔵したマイクロプロセッサであり、図示しないリモートコントローラを含む操作部２７からの操作情報を受けて、その操作内容が反映されるように各部をそれぞれ制御している。

この場合、制御部２６は、主として、そのＣＰＵが実行する制御プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）２８と、該ＣＰＵに作業エリアを提供するためのＲＡＭ（random access memory）２９と、各種の設定情報及び制御情報等が格納される不揮発性メモリ３０とを利用している。

図２は、上記映像信号処理部２４の一例を示している。すなわち、上記セレクタ１６で選択されたデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、入力端子３１ａ，３１ｂを介してＩＰ（interlace progressive）変換・スケーリング処理部３２に供給される。

このＩＰ変換・スケーリング処理部３２は、入力された輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対して、映像表示部２５（液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等でなるフラットパネルディスプレイ）で表示を行なうためにプログレッシブ変換処理及びスケーリング処理を施して、エンハンサ処理部３３に出力している。

このエンハンサ処理部３３は、入力された輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対して、垂直及び水平方向の立ち上がりを急峻にしたり、または、シャープネスを変えたりするエンハンサ処理を施して、信号補正部３４に出力している。

この信号補正部３４は、入力された輝度信号Ｙに対してガンマ補正のための非線形補正処理を施すとともに、その非線形補正処理に伴なって色信号Ｃｂ／Ｃｒに振幅制御処理を施し、色空間変換部３５に出力している。

この色空間変換部３５は、入力された輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／ＣｒをＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換し、ＲＧＢガンマ補正部３６に出力している。このＲＧＢガンマ補正部３６は、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して、ホワイトバランス調整を施すとともに、上記映像表示部２５に対するガンマ補正処理を施し、ディザ処理部３７に出力している。

そして、このディザ処理部３７が、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して、表現力を増すためにビット数の拡張された高階調のビット表現を、映像表示部２５に対応した低階調のビット数に変換する圧縮処理を施した後、出力端子３８，３９，４０を介して映像表示部２５に出力している。

図３は、上記信号補正部３４の一例を示している。すなわち、上記エンハンサ処理部３３から出力された輝度信号Ｙは、入力端子４１を介して輝度非線形補正処理部４２に供給され、ガンマ補正のための非線形補正処理が施された後、出力端子４３を介して上記色空間変換部３５に出力される。

ここで、輝度非線形補正処理部４２は、輝度非線形補正処理用のＬＵＴ（look up table）に基づいて、輝度信号Ｙに非線形補正処理を施している。この輝度非線形補正処理用のＬＵＴは、輝度信号Ｙが８ビットデータである場合、図４に示すように、入力輝度信号Ｙが取り得る０〜２５５までの２５６個の値と、その２５６個の値に対応してそれぞれ出力すべき輝度信号Ｙの値とが対応付けられたテーブルである。

そして、輝度非線形補正処理部４２では、入力された輝度信号Ｙの値をアドレスとし、輝度非線形補正処理用のＬＵＴ上で、入力されたアドレス値に対応付けられた値を、非線形補正処理の施された輝度信号Ｙとして出力するようにしている。

図４に示した輝度非線形補正処理用のＬＵＴは、入力輝度信号Ｙの値と出力輝度信号Ｙの値とが１：１に対応する特性を示しているが、例えば、入力輝度信号Ｙの値が２５４に対応する出力輝度信号Ｙの値を２５０に変換する等、各値を変更することにより、種々の非線形特性を得ることが可能である。

また、この輝度非線形補正処理用のＬＵＴは、制御部２６が複数種類の特性に対応したものを演算処理により選択的に作成可能となっている。そして、例えばユーザの操作等に基づいて、制御部２６が所定の特性のＬＵＴを作成し、制御端子４４を介して輝度非線形補正処理部４２に与えるようになっている。

一方、上記エンハンサ処理部３３から出力された色信号Ｃｂ／Ｃｒは、入力端子４５を介して乗算器４６に供給され、色信号補正部４７から出力される色補正信号が乗算されることにより振幅制御処理が施された後、出力端子４８を介して上記色空間変換部３５に出力される。

この色信号補正部４７は、色補正処理用のＬＵＴに基づいて、色信号Ｃｂ／Ｃｒに対する振幅制御を行なうための色ゲインとなる色補正信号を出力している。この色補正処理用のＬＵＴは、図５に示すように、入力輝度信号Ｙが取り得る０〜２５５までの２５６個の値と、その２５６個の値に対応してそれぞれ出力すべき色補正信号の値とが対応付けられたテーブルである。

そして、色信号補正部４７では、入力された輝度信号Ｙの値をアドレスとし、色補正処理用のＬＵＴ上で、入力されたアドレス値に対応付けられた値を色補正信号として出力するようにしている。

ここで、入力輝度信号Ｙが取り得る２５６個の値に対応する色補正信号の値は、入力輝度信号の値と出力輝度信号の値との比、つまり、（出力輝度信号Ｙの値／入力輝度信号Ｙの値）として、制御部２６によって算出される。

図５に示す色補正処理用のＬＵＴでは、図４に示した輝度非線形補正処理用のＬＵＴに基づいて、制御部２６が（出力輝度信号Ｙの値／入力輝度信号Ｙの値）なる演算を行なっているので、全ての色補正信号の値が１（出力及び入力輝度信号Ｙの値が０のときも演算結果を１とする）となっている。

すなわち、制御部２６は、輝度非線形補正処理用のＬＵＴを演算によって作成した際、その（出力輝度信号Ｙの値／入力輝度信号Ｙの値）の演算を行なうことにより、色補正処理用のＬＵＴを容易に作成することができる。そして、制御部２６は、作成した色補正処理用のＬＵＴを、制御端子４９を介して色信号補正部４７に与えるようになっている。

図６（ａ）は、輝度非線形補正処理用のＬＵＴによって輝度信号Ｙに与えられる非線形特性の一例を示している。また、図６（ｂ）は、同図（ａ）に示す非線形特性に基づいて生成された、入力輝度信号Ｙに対する色補正信号の（色ゲイン）特性を示している。

色補正信号は、（出力輝度信号Ｙの値／入力輝度信号Ｙの値）によって得られるので、出力輝度信号Ｙの値と入力輝度信号Ｙの値とが一致する場合は１となり、入力色信号Ｃｂ／Ｃｒがそのまま出力されることになる。これに対し、（出力輝度信号Ｙの値／入力輝度信号Ｙの値）が１でない場合は、その演算値が色補正信号（色ゲイン）となり、入力色信号Ｃｂ／Ｃｒに乗算されることになる。

図７は、上記した信号補正部３４の主要な処理動作をまとめたフローチャートを示している。すなわち、処理が開始（ステップＳ１）されると、制御部２６は、ステップＳ２で、ユーザにより映像表示部２５に対して画面の明るさの設定が行なわれたことを検知する。

この設定は、ユーザが操作部２７を操作して、図８に示すような明るさ設定画面を映像表示部２５に表示させることにより行なわれる。この明るさ設定画面は、「明るい」、「普通」、「暗い」の３つの項目が表示されており、いずれかの項目を操作部２７のカーソルキーで選択し決定キーを操作することによって、明るさを設定することができる。

この明るさ設定画面で明るさが設定されると、制御部２６は、ステップＳ３で、設定された明るさに対応する非線形特性を得るための輝度非線形補正処理用のＬＵＴを演算によって作成し、輝度非線形補正処理部４２に設定する。

その後、制御部２６は、ステップＳ４で、作成された輝度非線形補正処理用のＬＵＴから（出力輝度信号Ｙの値／入力輝度信号Ｙの値）なる演算によって色補正処理用のＬＵＴを作成し、色信号補正部４７に設定する。

そして、制御部２６は、ステップＳ５で、作成された色補正処理用のＬＵＴに必要な微調整を施し、ステップＳ６で、信号補正部３４により、輝度信号Ｙに対する非線形補正処理及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対する振幅制御処理を実行させて、処理を終了（ステップＳ７）する。

上記した実施の形態によれば、制御部２６が、輝度信号Ｙに非線形補正処理を施すための輝度非線形補正処理用のＬＵＴを作成するとともに、自身が作成した輝度非線形補正処理用のＬＵＴから演算により、色信号Ｃｂ／Ｃｒに輝度非線形補正処理に対応した振幅制限処理を施すための色補正処理用のＬＵＴを作成するようにしている。

すなわち、輝度非線形補正処理用のＬＵＴを用いて輝度信号Ｙに非線形補正処理を施す構成とするとともに、色補正処理用のＬＵＴを用いて色信号Ｃｂ／Ｃｒに振幅制限処理を施す構成とし、汎用プロセッサによるソフトウエア処理によって、各ＬＵＴを作成するようにしている。

このため、従来のように、ガンマ補正回路の前後の輝度信号の差を演算する減算器や、この減算器の出力に応じた利得で色信号を増幅したデータを出力するアンプ等を設ける必要がなくなり、簡易な構成で回路規模の縮小化を図ることが可能となる。また、処理内容のアルゴリズムを変更する際にも、ソフトウエアの変更のみで対応可能となり実用的である。

また、上記した実施の形態では、テレビジョン放送受信装置１１について説明したが、これに限らず、例えばＳＴＢ（set top box）や、その他の輝度信号及び色信号を取り扱う各種の機器に広く適用可能である。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

この発明の実施の形態を示すもので、テレビジョン放送受信装置の映像信号処理系を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置の映像信号処理部を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置の映像信号処理部に使用される信号補正部を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置で使用される輝度非線形補正処理用のＬＵＴを説明するために示す図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置で使用される色補正処理用のＬＵＴを説明するために示す図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置で使用される輝度非線形補正特性及び色ゲイン特性を説明するために示す図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置の主要な処理動作を説明するために示すフローチャート。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置で表示される明るさ設定画面の一例を説明するために示す図。

符号の説明

１１…テレビジョン放送受信装置、１２…アンテナ、１３…入力端子、１４…選局復調部、１５…デコーダ、１６…セレクタ、１７…アンテナ、１８…入力端子、１９…選局復調部、２０…Ａ／Ｄ変換部、２１…外部入力端子、２２…Ａ／Ｄ変換部、２３…外部入力端子、２４…映像信号処理部、２５…映像表示部、２６…制御部、２７…操作部、２８…ＲＯＭ、２９…ＲＡＭ、３０…不揮発性メモリ、３１ａ，３１ｂ…入力端子、３２…ＩＰ変換・スケーリング処理部、３３…エンハンサ処理部、３４…信号補正部、３５…色空間変換部、３６…ＲＧＢガンマ補正部、３７…ディザ処理部、３８〜４０…出力端子、４１…入力端子、４２…輝度非線形補正処理部、４３…出力端子、４４…制御端子、４５…入力端子、４６…乗算器、４７…色信号補正部、４８…出力端子、４９…制御端子。

Claims (11)

1. 入力輝度信号の値と前記入力輝度信号に非線形補正処理を施した出力輝度信号の値とを対応させた第１のテーブルを作成する第１の作成手段と、
   前記第１の作成手段で作成した第１のテーブルに基づいて、前記入力輝度信号の値と前記入力輝度信号に施した非線形補正処理に基づく振幅制御を入力色信号に施すための色補正信号の値とを対応させた第２のテーブルを作成する第２の作成手段と、
   前記第１の作成手段で作成した第１のテーブルに基づいて前記入力輝度信号に対して非線形補正処理を施す非線形補正手段と、
   前記第２の作成手段で作成した第２のテーブルに基づいて前記入力色信号に振幅制御を施す色補正手段とを具備することを特徴とする映像信号処理装置。
2. 前記第２の作成手段は、前記第１の作成手段で作成した前記第１のテーブルから入力輝度信号の値と出力輝度信号の値との比を演算して、前記入力輝度信号に対応する前記色補正信号を得ることを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
3. 前記第２の作成手段は、前記第１の作成手段で作成した前記第１のテーブルから（出力輝度信号の値／入力輝度信号の値）なる演算を行なって、前記入力輝度信号に対応する前記色補正信号を得ることを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
4. 前記第１の作成手段は、設定された画面の明るさに応じて前記第１のテーブルを作成することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の映像信号処理装置。
5. 前記色補正手段は、
   前記第２のテーブルに基づいて前記入力輝度信号に対応した前記色補正信号を得る色信号補正部と、
   前記色信号補正部から出力された色補正信号を前記入力色信号に乗算する乗算手段とを具備することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の映像信号処理装置。
6. 入力輝度信号の値と前記入力輝度信号に非線形補正処理を施した出力輝度信号の値とを対応させた第１のテーブルを作成する第１の工程と、
   前記第１の工程で作成した第１のテーブルに基づいて、前記入力輝度信号の値と前記入力輝度信号に施した非線形補正処理に基づく振幅制御を入力色信号に施すための色補正信号の値とを対応させた第２のテーブルを作成する第２の工程と、
   前記第１の工程で作成した第１のテーブルに基づいて前記入力輝度信号に非線形補正処理を施すとともに、前記第２の工程で作成した第２のテーブルに基づいて前記入力色信号に振幅制御を施す第３の工程とを具備することを特徴とする映像信号処理方法。
7. 前記第２の工程は、前記第１の工程で作成した前記第１のテーブルから入力輝度信号の値と出力輝度信号の値との比を演算して、前記入力輝度信号に対応する前記色補正信号を得ることを特徴とする請求項６記載の映像信号処理方法。
8. 前記第２の工程は、前記第１の工程で作成した前記第１のテーブルから（出力輝度信号の値／入力輝度信号の値）なる演算を行なって、前記入力輝度信号に対応する前記色補正信号を得ることを特徴とする請求項６記載の映像信号処理方法。
9. 前記第１の工程は、設定された画面の明るさに応じて前記第１のテーブルを作成することを特徴とする請求項６乃至８いずれかに記載の映像信号処理方法。
10. 前記第３の工程は、
    前記第２のテーブルに基づいて前記入力輝度信号に対応した前記色補正信号を得る色補正信号取得工程と、
    前記色補正信号取得工程で取得された色補正信号を前記入力色信号に乗算する乗算工程とを具備することを特徴とする請求項６乃至９いずれかに記載の映像信号処理方法。
11. 放送信号を受信する受信手段と、
    前記受信手段で受信された放送信号から輝度信号と色信号とを生成する生成手段と、
    前記生成手段で生成された輝度信号の値と前記輝度信号に非線形補正処理を施した輝度信号の値とを対応させた第１のテーブルを作成する第１の作成手段と、
    前記第１の作成手段で作成した第１のテーブルに基づいて、前記輝度信号の値と前記輝度信号に施した非線形補正処理に基づく振幅制御を前記生成手段で生成された色信号に施すための色補正信号の値とを対応させた第２のテーブルを作成する第２の作成手段と、
    前記第１の作成手段で作成した第１のテーブルに基づいて前記輝度信号に対して非線形補正処理を施す非線形補正手段と、
    前記第２の作成手段で作成した第２のテーブルに基づいて前記色信号に振幅制御を施す色補正手段とを具備することを特徴とする放送受信装置。

Images