JP3661168B2 - 階調補正装置、階調補正方法、及び映像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、階調補正装置、階調補正方法、及び映像表示装置に関し、特に入力映像の輝度信号を表示装置のダイナミックレンジに応じて適切な値に補正する階調補正装置、階調補正方法、及び該階調補正装置を備えた映像表示装置に関する。
【０００２】
背景技術
従来の階調補正装置としては、特開平１−３００７７３号公報で開示されたものが知られている。その階調補正装置は、黒レベル補正装置に関するもので走査期間の黒レベルを検出し、ペデスタルレベルとの差を出力し、ローパスフィルタに通してゲイン調整して黒レベルがペデスタルレベルになるように制御するフィードバック系を用いている。
【０００３】
しかしながら、フィードバック系を用いると、場合によっては発振したり安定するまで時間がかかることがあるという問題点があった。一方、黒補正、すなわち黒レベルの補正に関しては、上述のような従来例が存在するが、白補正、すなわち白側の伸張動作に関しては従来は行われていなかった。
【０００４】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、フィードバック系を用いることなく安定して白補正、あるいは黒補正を行う階調補正装置及び階調補正方法、並びに該階調補正装置を備えた映像表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
発明の開示
本発明の請求項１にかかる階調補正装置は、輝度信号の所定の期間における最大値を検出し、輝度最大値として出力する最大値検出手段と、第１の白しきい値と前記輝度最大値と前記輝度信号とを比較し、その結果を白比較信号として出力する比較手段と、前記第１の白しきい値と第２の白しきい値と前記輝度最大値と前記輝度信号とを入力とし、該輝度信号に所定の線形変換を行い、白線形変換輝度信号として出力する線形変換手段と、前記白比較信号に基づいて前記輝度信号、前記第２の白しきい値、及び前記白線形変換輝度信号からいずれかを選択し、白補正輝度信号として出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記輝度信号が前記第１の白しきい値以下であることを前記白比較信号が示す場合には、輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記第１の白しきい値より大きく、かつ前記輝度最大値以下であることを前記白比較信号が示す場合には、前記白線形変換輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記第１の白しきい値よりも大きく、かつ前記輝度最大値よりも大きいことを前記白比較信号が示す場合には、前記第２の白しきい値を選択することを特徴とするものである。
【０００６】
本発明によれば、輝度最大値を検出する最大値検出手段と、輝度信号、第１の白しきい値、及び輝度最大値を比較する比較手段と、輝度信号に対して線形変換を行う線形変換手段と、比較手段での比較結果に基づいて輝度信号、第２の白しきい値、及び白線形変換輝度信号のいずれかを選択し、白補正輝度信号として出力する制御手段とを備えたことで、フィードバック系を用いないで安定した輝度信号の階調補正を行うことができ、また、表現可能な白側を最大限表現することができ、ダイナミックレンジを拡大することができる効果が得られる。
【０００７】
本発明の請求項２にかかる階調補正装置は、請求項１記載の階調補正装置において、前記輝度信号の所定の期間の平均である平均輝度レベルに基づいて前記第１の白しきい値を変更し、変更白しきい値として出力するしきい値変更手段をさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で前記第１の白しきい値に代えて、前記変更白しきい値を用いることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、平均輝度レベルに基づいて第１の白しきい値を変更し、変更白しきい値を出力するしきい値変更手段を備えたことで、請求項１の階調補正装置と同様の効果に加え、１フィールド又は数フィールドにわたる輝度信号の状態に応じて第１の白しきい値を適切に変更することができ、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに白補正輝度信号により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【０００９】
本発明の請求項３にかかる階調補正装置は、請求項１記載の階調補正装置において、前記輝度最大値に基づいて前記第１の白しきい値を変更し、変更白しきい値として出力するしきい値変更手段をさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で前記第１の白しきい値に代えて、前記変更白しきい値を用いることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、輝度最大値に基づいて第１の白しきい値を変更し、変更白しきい値を出力するしきい値変更手段を備えたことで、請求項１の階調補正装置と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いることにより、適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに白補正輝度信号により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【００１１】
本発明の請求項４にかかる階調補正装置は、請求項１記載の階調補正装置において、輝度信号の所定の期間における最小値を検出し、輝度最小値として出力する最小値検出手段と、前記輝度最大値と前記輝度最小値とに基づいて所定の演算を行い、第１の白しきい値を生成するしきい値生成手段とをさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記しきい値生成手段の生成した第１の白しきい値を用いることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、輝度最小値を検出する最小値検出手段と、輝度最大値、及び輝度最小値に基づいて第１の白しきい値を生成するしきい値生成手段とを備えたことで、請求項１の階調補正装置と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いて適切な第１の白しきい値を生成することができ、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに白補正輝度信号により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【００１３】
本発明の請求項５にかかる階調補正装置は、請求項１記載の階調補正装置において、前記輝度最大値を変更し、変更輝度最大値として出力する最大値変更手段をさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最大値に代えて前記変更輝度最大値を用いることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、輝度最大値を変更する最大値変更手段を備えたことで、請求項１の階調補正装置と同様の効果に加え、階調補正を行う際の柔軟度が高くなり、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができる効果が得られる。
【００１５】
本発明の請求項６にかかる階調補正装置は、請求項１記載の階調補正装置において、前記輝度信号の所定の期間の平均である平均輝度レベルに基づいて前記輝度最大値を変更し、変更輝度最大値として出力する最大値変更手段をさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最大値に代えて前記変更輝度最大値を用いることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、平均輝度レベルに基づいて輝度最大値を変更し、変更輝度最大値を出力する最大値変更手段を備えたことで、請求項１の階調補正装置と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いることにより、適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができる効果が得られる。
【００１７】
本発明の請求項７にかかる階調補正装置は、請求項１記載の階調補正装置において、輝度信号の所定の期間における最小値を検出し、輝度最小値として出力する最小値検出手段と、前記輝度最小値に基づいて前記第２の白しきい値を変更し、変更白しきい値として出力するしきい値変更手段とをさらに備え、前記線形変換手段、及び前記制御手段で、前記第２の白しきい値に代えて前記変更白しきい値を用いることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、輝度最小値に基づいて第２の白しきい値を変更するしきい値変更手段を備えたことで、請求項１の階調補正装置と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いることにより、適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに白補正輝度信号により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【００１９】
本発明の請求項８にかかる階調補正装置は、請求項１記載の階調補正装置において、前記輝度最大値を変更し、変更輝度最大値として出力するマイクロプロセッサをさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最大値に代えて前記変更輝度最大値を用いることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明によれば、輝度最大値を変更して、変更輝度最大値を生成するマイクロプロセッサを備えたことで、請求項５の階調補正装置と同様の効果に加え、マイクロプロセッサで処理を行なうことによって、処理速度を向上することができ、また演算処理等を行なう回路部を階調補正装置が備えなくてよいため、階調補正装置の回路規模をより小さくすることができる効果が得られる。
【００２１】
本発明の請求項９にかかる階調補正装置は、請求項１記載の階調補正装置において、前記輝度信号と前記白補正輝度信号との輝度値の変化量を検出し、輝度変化量として出力する輝度変化量検出手段と、前記輝度変化量に基づいて色差信号を補正する色連動手段とをさらに備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明によれば、輝度信号と白補正輝度信号とに基づいて輝度変化量を検出する輝度変化量検出手段と、輝度変化量に基づいて色差信号を補正し、補正色差信号を出力する色連動手段とを備えたことで、請求項１の階調補正装置と同様の効果に加え、色差信号について輝度信号とのバランスを取るように補正した補正色差信号を得ることができる効果が得られる。
【００２３】
本発明の請求項１０にかかる階調補正装置は、輝度信号の所定の期間における最小値を検出し、輝度最小値として出力する最小値検出手段と、黒しきい値と前記輝度最小値と前記輝度信号とを比較し、その結果を黒比較信号として出力する比較手段と、前記黒しきい値とペデスタル値と前記輝度最小値と前記輝度信号とを入力とし、該輝度信号に所定の線形変換を行い、黒線形変換輝度信号として出力する線形変換手段と、前記黒比較信号に基づいて前記輝度信号、前記ペデスタル値、及び前記黒線形変換輝度信号からいずれかを選択し、黒補正輝度信号として出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記輝度信号が前記黒しきい値以上であることを前記黒比較信号が示す場合には、輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記黒しきい値より小さく、かつ前記輝度最小値以上であることを前記黒比較信号が示す場合には、前記黒線形変換輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記黒しきい値よりも小さく、かつ前記輝度最小値よりも小さいことを前記黒比較信号が示す場合には、前記ペデスタル値を選択することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明によれば、輝度最小値を検出する最小値検出手段と、輝度信号、黒しきい値、及び輝度最小値を比較する比較手段と、輝度信号に対して線形変換を行う線形変換手段と、比較手段での比較結果に基づいて輝度信号、ペデスタル値、及び黒線形変換輝度信号のいずれかを選択し、黒補正輝度信号として出力する制御手段とを備えたことで、フィードバック系を用いないで安定した輝度信号の階調補正を行うことができ、また、表現可能な黒側を最大限表現することができ、ダイナミックレンジを拡大することができる効果が得られる。
【００２５】
本発明の請求項１１にかかる階調補正装置は、請求項１０記載の階調補正装置において、前記輝度信号の所定の期間の平均である平均輝度レベルに基づいて前記黒しきい値を変更し、変更黒しきい値として出力するしきい値変更手段をさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で前記黒しきい値に代えて、前記変更黒しきい値を用いることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明によれば、平均輝度レベルに基づいて黒しきい値を変更し、変更黒しきい値を出力するしきい値変更手段を備えたことで、請求項１０の階調補正装置と同様の効果に加え、１フィールド又は数フィールドにわたる輝度信号の状態に応じて黒しきい値を適切に変更することができ、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに黒補正輝度信号により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【００２７】
本発明の請求項１２にかかる階調補正装置は、請求項１０記載の階調補正装置において、前記輝度最小値に基づいて前記黒しきい値を変更し、変更黒しきい値として出力するしきい値変更手段をさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で前記黒しきい値に代えて、前記変更黒しきい値を用いることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明によれば、輝度最小値に基づいて黒しきい値を変更し、変更黒しきい値を出力するしきい値変更手段を備えたことで、請求項１０の階調補正装置と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いることにより、適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに黒補正輝度信号により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【００２９】
本発明の請求項１３にかかる階調補正装置は、請求項１０記載の階調補正装置において、輝度信号の所定の期間における最大値を検出し、輝度最大値として出力する最大値検出手段と、前記輝度最小値と前記輝度最大値とに基づいて所定の演算を行い、黒しきい値を生成するしきい値生成手段とをさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記しきい値生成手段の生成した黒しきい値を用いることを特徴とするものである。
【００３０】
本発明によれば、輝度最大値を検出する最大値検出手段と、輝度最小値、及び輝度最大値に基づいて黒しきい値を生成するしきい値生成手段とを備えたことで、請求項１０の階調補正装置と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いて適切な黒しきい値を生成することができ、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに黒補正輝度信号により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【００３１】
本発明の請求項１４にかかる階調補正装置は、請求項１０記載の階調補正装置において、前記輝度最小値を変更し、変更輝度最小値として出力する最小値変更手段をさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最小値に代えて前記変更輝度最小値を用いることを特徴とするものである。
【００３２】
本発明によれば、輝度最小値を変更する最小値変更手段を備えたことで、請求項１０の階調補正装置と同様の効果に加え、階調補正を行う際の柔軟度が高くなり、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができる効果が得られる。
【００３３】
本発明の請求項１５にかかる階調補正装置は、請求項１０記載の階調補正装置において、前記輝度信号の所定の期間の平均である平均輝度レベルに基づいて前記輝度最小値を変更し、変更輝度最小値として出力する最小値変更手段をさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最小値に代えて前記変更輝度最小値を用いることを特徴とするものである。
【００３４】
本発明によれば、平均輝度レベルに基づいて輝度最小値を変更し、変更輝度最小値を出力する最小値変更手段を備えたことで、請求項１０の階調補正装置と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いることにより、適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができる効果が得られる。
【００３５】
本発明の請求項１６にかかる階調補正装置は、請求項１０記載の階調補正装置において、前記輝度最小値を変更し、変更輝度最小値として出力するマイクロプロセッサをさらに備え、前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最小値に代えて前記変更輝度最小値を用いることを特徴とするものである。
【００３６】
本発明によれば、輝度最小値を変更して、変更輝度最大値を生成するマイクロプロセッサを備えたことで、請求項１４の階調補正装置と同様の効果に加え、マイクロプロセッサで処理を行なうことによって、処理速度を向上することができ、また演算処理等を行なう回路部を階調補正装置が備えなくてよいため、階調補正装置の回路規模をより小さくすることができる効果が得られる。
【００３７】
本発明の請求項１７にかかる階調補正装置は、請求項１０記載の階調補正装置において、輝度信号と黒補正輝度信号との輝度値の変化量を検出し、輝度変化量として出力する輝度変化量検出手段と、前記輝度変化量に基づいて色差信号を補正する色連動手段とをさらに備えたことを特徴とするものである。
【００３８】
本発明によれば、輝度信号と黒補正輝度信号とに基づいて輝度変化量を検出する輝度変化量検出手段と、輝度変化量に基づいて色差信号を補正し、補正色差信号を出力する色連動手段とを備えたことで、請求項１０の階調補正装置と同様の効果に加え、色差信号を補正した補正色差信号を得ることができる効果が得られる。
【００３９】
本発明の請求項１８にかかる階調補正方法は、輝度信号の所定の期間における最大値を検出する最大値検出ステップと、前記最大値検出ステップで検出した最大値である輝度最大値と第１の白しきい値と前記輝度信号とを比較する比較ステップと、前記第１の白しきい値と第２の白しきい値と前記輝度最大値と前記輝度信号とを入力とし、該輝度信号に所定の線形変換を行う線形変換ステップと、前記比較ステップでの比較結果に基づいて、前記線形変換ステップで前記輝度信号を線形変換した線形変換輝度信号、前記輝度信号、及び前記第２の白しきい値から何れかの信号を選択する選択ステップとを備え、前記選択ステップで、前記輝度信号が前記第１の白しきい値以下であることを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記第１の白しきい値より大きく、かつ前記輝度最大値以下であることを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、前記線形変換輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記第１の白しきい値よりも大きく、かつ前記輝度最大値よりも大きいことを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、前記第２の白しきい値を選択することを特徴とするものである。
【００４０】
本発明によれば、輝度最大値を検出する最大値検出ステップと、輝度信号、第１の白しきい値、及び輝度最大値を比較する比較ステップと、輝度信号に対して線形変換を行う線形変換ステップと、比較ステップでの比較結果に基づいて輝度信号、第２の白しきい値、及び白線形変換輝度信号のいずれかを選択する選択ステップとを備えたことで、フィードバック系を用いないで安定した輝度信号の階調補正を行うことができ、また、表現可能な白側を最大限表現することができ、ダイナミックレンジを拡大することができる効果が得られる。
【００４１】
本発明の請求項１９にかかる階調補正方法は、輝度信号の所定の期間における最小値を検出する最小値検出ステップと、黒しきい値と前記最小値検出ステップで検出した最小値である輝度最小値と前記輝度信号とを比較する比較ステップと、前記黒しきい値とペデスタル値と前記輝度最小値と前記輝度信号とを入力とし、該輝度信号に所定の線形変換を行う線形変換ステップと、前記比較ステップでの比較結果に基づいて、前記線形変換ステップで前記輝度信号を線形変換した線形変換輝度信号、前記輝度信号、及び前記ペデスタル値から何れかの信号を選択する選択ステップとを備え、前記選択ステップで、前記輝度信号が前記黒しきい値以上であることを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記黒しきい値より小さく、かつ前記輝度最小値以上であることを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、前記線形変換輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記黒しきい値よりも小さく、かつ前記輝度最小値よりも小さいことを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、前記ペデスタル値を選択することを特徴とするものである。
【００４２】
本発明によれば、輝度最小値を検出する最小値検出ステップと、輝度信号、黒しきい値、及び輝度最小値を比較する比較ステップと、輝度信号に対して線形変換を行う線形変換ステップと、比較ステップでの比較結果に基づいて輝度信号、ペデスタル値、及び黒線形変換輝度信号のいずれかを選択する選択ステップとを備えたことで、フィードバック系を用いないで安定した輝度信号の階調補正を行うことができ、また、表現可能な黒側を最大限表現することができ、ダイナミックレンジを拡大することができる効果が得られる。
【００４３】
本発明の請求項２０にかかる映像表示装置は、請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載の階調補正装置を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、輝度信号の階調補正を行う階調補正装置を備えたことで、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して映像を表示することができる効果が得られる。
【００４４】
発明を実施するための最良の形態
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１による階調補正装置、及び階調補正方法について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態１による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
図１において、階調補正装置１５０は、最大値検出部１０１と、白比較部１０２と、白線形変換部１０３と、白制御部１０４とを備える。
【００４５】
最大値検出部１０１は、輝度信号Ｓ１０１とサンプリング期間を示すサンプリングウィンドウＳ１０２とを入力として、輝度信号Ｓ１０１がサンプリングされた所定の期間内の輝度値の最大値である輝度最大値Ｓ１１１を出力する。
【００４６】
白比較部１０２は、輝度信号Ｓ１０１と輝度信号Ｓ１０１を階調補正する際のスタートポイントである第１の白しきい値Ｓ１０３と最大値検出部１０１の出力である輝度最大値Ｓ１１１とを入力として、それらの大小関係を比較し、その結果を白比較信号Ｓ１１２として出力する。
【００４７】
白線形変換部１０３は、輝度信号Ｓ１０１とスタートポイントである第１の白しきい値Ｓ１０３と輝度信号Ｓ１０１のピーク値である第２の白しきい値Ｓ１０４と最大値検出部１０１の出力である輝度最大値Ｓ１１１とを入力として、輝度信号Ｓ１０１に対して後述する変換式（１）により線形変換を行い、その結果である白線形変換輝度信号Ｓ１１３を出力する。
【００４８】
輝度信号Ｓ１０１をX、白線形変換輝度信号Ｓ１１３をY、第１の白しきい値Ｓ１０３をWSTPO、第２の白しきい値Ｓ１０４をWPEAK、輝度最大値Ｓ１１１をMAXとすると、変換式（１）は次のように表される。
【００４９】
変換式（１）
Y ＝（WPEAK−WSTPO）・（X−WSTPO）／（MAX−WSTPO）＋ WSTPO
【００５０】
白制御部１０４は、白比較信号Ｓ１１２と輝度信号Ｓ１０１と第２の白しきい値Ｓ１０４と白線形変換輝度信号Ｓ１１３とを入力として、白比較信号Ｓ１１２に基づいて輝度信号Ｓ１０１、第２の白しきい値Ｓ１０４、及び白線形変換輝度信号Ｓ１１３からいずれかを選択し、白補正輝度信号Ｓ１０５として出力する。
【００５１】
次に、本実施の形態１による階調補正装置の動作、及び階調補正方法について説明する。
図２は、本実施の形態１による階調補正装置１５０の動作を示すフローチャートである。
まず、映像信号のうち、輝度信号Ｓ１０１が階調補正装置１５０に入力される。
【００５２】
最大値検出部１０１は、サンプリングウィンドウＳ１０２に従って、１フィールドごとに輝度信号Ｓ１０１の最大値である輝度最大値Ｓ１１１を検出し、その輝度最大値Ｓ１１１を出力する（ステップＳ１１）。
【００５３】
白線形変換部１０３は、変換式（１）に基づいて、輝度信号Ｓ１０１に対して線形変換を行って白線形変換輝度信号Ｓ１１３を求める（ステップＳ１２）。
また、白比較部１０２は、輝度信号Ｓ１０１と、第１の白しきい値Ｓ１０３と、輝度最大値Ｓ１１１とを比較し、その比較結果である白比較信号Ｓ１１２を白制御部１０４に出力する（ステップＳ１３）。
【００５４】
なお、白比較部１０２において輝度信号Ｓ１０１等との比較に用いられ、あるいは白線形変換部１０３において輝度信号Ｓ１０１の線形変換に用いられる輝度最大値Ｓ１１１は、比較や線形変換に用いられる輝度信号Ｓ１０１の属するフィールドよりも一つ前のフィールドにおいて求められたものである。
【００５５】
白制御部１０４は、白比較信号Ｓ１１２に基づいて輝度信号Ｓ１０１、第２の白しきい値Ｓ１０４、及び白線形変換輝度信号Ｓ１１３の中から白補正輝度信号Ｓ１０５を選択し、出力する（ステップＳ１４）。
【００５６】
具体的には、白制御部１０４は、輝度信号Ｓ１０１が第１の白しきい値Ｓ１０３以下であることを白比較信号Ｓ１１２が示す場合には、輝度最大値Ｓ１１１の値に関わらず、その輝度信号Ｓ１０１を白補正輝度信号Ｓ１０５として出力する。また、輝度信号Ｓ１０１が第１の白しきい値Ｓ１０３より大きく、かつ輝度最大値Ｓ１１１以下であることを白比較信号Ｓ１１２が示す場合には、白線形変換部１０３からの白線形変換輝度信号Ｓ１１３を白補正輝度信号Ｓ１０５として出力する。また、輝度信号Ｓ１０１が第１の白しきい値Ｓ１０３よりも大きく、かつ輝度最大値Ｓ１１１よりも大きいことを白比較信号Ｓ１１２が示す場合には、第２の白しきい値Ｓ１０４を白補正輝度信号Ｓ１０５として出力する。
【００５７】
ここで、第１の白しきい値Ｓ１０３、及び第２の白しきい値Ｓ１０４は、階調補正装置１５０の設計者が図示しない表示装置に表示された出力映像を参照するなどによって、階調補正装置１５０の出力である白補正輝度信号Ｓ１０５が適切なものとなるように設定した値が用いられる。なお、第１の白しきい値Ｓ１０３、及び第２の白しきい値Ｓ１０４は、図示しない所定のメモリに格納されており、そのメモリから白線形変換部１０３等が読み出すことにより用いられる。
【００５８】
このように、図２のフローチャートのステップＳ１１からＳ１４の処理が繰り返されることにより、輝度信号Ｓ１０１に対して、白側の階調補正が行われる。 階調補正装置１５０から出力された白補正輝度信号Ｓ１０５は、色差信号とともにＲＧＢ信号に変換され、図示しない表示装置に階調補正された映像が表示される。
【００５９】
図３は、輝度信号Ｓ１０１と白補正輝度信号Ｓ１０５との関係を示す図である。
輝度信号Ｓ１０１をX軸に、白補正輝度信号Ｓ１０５をY軸にとると、輝度信号Ｓ１０１と白補正輝度信号Ｓ１０５との関係は、図３に示されたグラフになる。但し、輝度最大値Ｓ１１１は、第１の白しきい値Ｓ１０３よりも大きいとしている。
【００６０】
上述したように、輝度信号Ｓ１０１が図３の範囲Ａにある場合は、輝度信号Ｓ１０１が白ピーク値である第２の白しきい値Ｓ１０４と第１の白しきい値Ｓ１０３とを結ぶ直線に線形変換された白補正輝度信号Ｓ１０５が出力される。また、輝度信号Ｓ１０１が図３の範囲Ｂにある場合は、白ピーク値である第２の白しきい値Ｓ１０４が白補正輝度信号Ｓ１０５として出力される。
【００６１】
以上のように、本実施の形態１による階調補正装置によれば、輝度最大値Ｓ１１１を検出する最大値検出部１０１と、輝度信号Ｓ１０１、第１の白しきい値Ｓ１０３、及び輝度最大値Ｓ１１１を比較する白比較部１０２と、輝度信号Ｓ１０１に対して線形変換を行う白線形変換部１０３と、白比較部１０２での比較結果に基づいて輝度信号Ｓ１０１、第２の白しきい値Ｓ１０４、及び白線形変換輝度信号Ｓ１１３のいずれかを選択し、白補正輝度信号Ｓ１０５として出力する白制御部１０４とを備えたことで、フィードバック系を用いないで安定した輝度信号Ｓ１０１の階調補正を行うことができ、また、輝度信号Ｓ１０１が図３の範囲Ａにある場合は白ピークが延ばされるので、表現可能な白側を最大限表現することができ、ダイナミックレンジを拡大することができる効果が得られる。
【００６２】
なお、本実施の形態１では、最大値検出部１０１が１フィールドごとに輝度最大値Ｓ１１１を検出すると説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、最大値検出部１０１は数フィールド、もしくは１フレームごとに輝度最大値Ｓ１１１を検出してもよい。
【００６３】
また、本実施の形態１による図２で示されるフローチャートにおいて、ステップＳ１２の処理と、ステップＳ１３の処理とは、その順序を問わず、同時に処理されるものであってもよい。
【００６４】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図４は、本実施の形態２による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【００６５】
図４において、階調補正装置１５１は、最大値検出部１０１と、白比較部１０２と、白線形変換部１０３と、白制御部１０４と、しきい値変更部１０５とを備える。なお、しきい値変更部１０５に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１の階調補正装置１５０と同様であり、説明を省略する。
【００６６】
しきい値変更部１０５は、所定の時間間隔、例えば輝度信号Ｓ１０１の1フィールド又は数フィールドにわたる輝度レベルを平均した平均輝度レベルＳ１０６に基づいて第１の白しきい値Ｓ１０３を変更し、その変更した第１の白しきい値Ｓ１０３を変更白しきい値Ｓ１１４として出力する。
【００６７】
次に、本実施の形態２による階調補正装置の動作について説明する。
しきい値変更部１０５には、平均輝度レベルＳ１０６と、第１の白しきい値Ｓ１０３とが入力される。そして、しきい値変更部１０５は、平均輝度レベルＳ１０６が所定の基準値より小さければ、第１の白しきい値Ｓ１０３を減少させる方向に変更し、平均輝度レベルＳ１０６が所定の基準値より大きければ、第１の白しきい値Ｓ１０３を増加させる方向に変更する。しきい値変更部１０５は、第１の白しきい値Ｓ１０３を変更した値を変更白しきい値Ｓ１１４とし、白比較部１０２と、白線形変換部１０３とに出力する。ここで、平均輝度レベルＳ１０６の大小の判定に用いられる基準値、及び第１の白しきい値Ｓ１０３を変更する量は、設計者により好適な値が選択される。
【００６８】
白比較部１０２、及び白線形変換部１０３において、変更白しきい値Ｓ１１４は、実施の形態１における第１の白しきい値Ｓ１０３と同様に用いられる。
しきい値変更部１０５以外の階調補正装置１５１の動作は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００６９】
以上のように、本実施の形態２による階調補正装置によれば、平均輝度レベルＳ１０６に基づいて第１の白しきい値Ｓ１０３を変更し、変更白しきい値Ｓ１１４を出力するしきい値変更部１０５を備えたことで、実施の形態１と同様の効果に加え、１フィールド又は数フィールドにわたる輝度信号Ｓ１０１の状態に応じて第１の白しきい値Ｓ１０３を適切に変更することができ、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに白補正輝度信号Ｓ１０５により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【００７０】
なお、しきい値変更部１０５が第１の白しきい値Ｓ１０３を変更する量は、設計者により定められた既定量であってもよく、あるいは、例えば、所定の基準値と輝度平均レベルＳ１０６との差に基づいて定められるような可変量であってもよい。
【００７１】
また、本実施の形態２では、しきい値変更部１０５は、平均輝度レベルＳ１０６と単一の基準値とを比較するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、平均輝度レベルＳ１０６と比較する基準値は、２以上であってもよい。例えば、しきい値変更部１０５は、平均輝度レベルＳ１０６が第１の基準値より小さければ、第１の白しきい値Ｓ１０３を減少させる方向に変更し、平均輝度レベルＳ１０６が第１の基準値よりも大きい第２の基準値と第１の基準値との間であれば、第１の白しきい値Ｓ１０３を変更せず、平均輝度レベルＳ１０６が第２の基準値より大きければ、第１の白しきい値Ｓ１０３を増加させる方向に変更するようにしてもよい。
【００７２】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図５は、本実施の形態３による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
図５において、階調補正装置１５２は、最大値検出部１０１と、白比較部１０２と、白線形変換部１０３と、白制御部１０４と、しきい値変更部１０６とを備える。なお、しきい値変更部１０６に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１の階調補正装置１５０と同様であり、説明を省略する。
【００７３】
しきい値変更部１０６は、輝度最大値Ｓ１１１に基づいて第１の白しきい値Ｓ１０３を変更し、その変更した第１の白しきい値Ｓ１０３を変更白しきい値Ｓ１１５として出力する。
【００７４】
次に、本実施の形態３による階調補正装置の動作について説明する。
しきい値変更部１０６には、輝度最大値Ｓ１１１と、第１の白しきい値Ｓ１０３とが入力される。しきい値変更部１０６は、輝度最大値Ｓ１１１が所定の基準値より小さければ、第１の白しきい値Ｓ１０３を減少させる方向に変更し、輝度最大値Ｓ１１１が所定の基準値より大きければ、第１の白しきい値Ｓ１０３を増加させる方向に変更する。そして、しきい値変更部１０６は変更白しきい値Ｓ１１５を生成し、白比較部１０２と、白線形変換部１０３とに出力する。ここで、輝度最大値Ｓ１１１の大小の判定に用いられる基準値、及び第１の白しきい値Ｓ１０３を変更する量は、設計者により好適な値が選択される。
【００７５】
白比較部１０２、及び白線形変換部１０３において、変更白しきい値Ｓ１１５は、実施の形態１における第１の白しきい値Ｓ１０３と同様に用いられる。
しきい値変更部１０６以外の階調補正装置１５２の動作は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００７６】
以上のように、本実施の形態３による階調補正装置によれば、輝度最大値Ｓ１１１に基づいて第１の白しきい値Ｓ１０３を変更し、変更白しきい値Ｓ１１５を出力するしきい値変更部１０６を備えたことで、実施の形態１と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いることにより、適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに白補正輝度信号Ｓ１０５により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【００７７】
なお、しきい値変更部１０６が第１の白しきい値Ｓ１０３を変更する量は、設計者により定められた既定量であってもよく、あるいは、例えば、所定の基準値と輝度最大値Ｓ１１１との差に基づいて定められるような可変量であってもよい。
【００７８】
また、本実施の形態３では、しきい値変更部１０６は、輝度最大値Ｓ１１１と単一の基準値とを比較するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、輝度最大値Ｓ１１１と比較する基準値は、２以上であってもよい。例えば、しきい値変更部１０６は、輝度最大値Ｓ１１１が第１の基準値より小さければ、第１の白しきい値Ｓ１０３を減少させる方向に変更し、輝度最大値Ｓ１１１が第１の基準値よりも大きい第２の基準値と第１の基準値との間であれば、第１の白しきい値Ｓ１０３を変更せず、輝度最大値Ｓ１１１が第２の基準値より大きければ、第１の白しきい値Ｓ１０３を増加させる方向に変更するようにしてもよい。
【００７９】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４による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は、本実施の形態４による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
図６において、階調補正装置１５３は、最大値検出部１０１と、白比較部１０２と、白線形変換部１０３と、白制御部１０４と、最小値検出部１０７と、しきい値生成部１０９とを備える。なお、最小値検出部１０７、及びしきい値生成部１０９に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１の階調補正装置１５０と同様であり、説明を省略する。
【００８０】
最小値検出部１０７は、輝度信号Ｓ１０１とサンプリング期間を示すサンプリングウィンドウＳ１０２とを入力として、輝度信号Ｓ１０１がサンプリングされた所定の期間内の輝度値の最小値である輝度最小値Ｓ１１６を出力する。
【００８１】
しきい値生成部１０９は、最大値検出部１０１の出力である輝度最大値Ｓ１１１と最小値検出部１０７の出力である輝度最小値Ｓ１１６とを入力として、輝度最大値Ｓ１１１と輝度最小値Ｓ１１６との差を求め、その求めた差を２で割って輝度最小値Ｓ１１６を加算する演算を行い、その演算結果を第１の白しきい値Ｓ１０８として出力する。
【００８２】
次に、本実施の形態４による階調補正装置の動作について説明する。
最小値検出部１０７は、サンプリングウィンドウＳ１０２に従って、１フィールドごとに輝度信号Ｓ１０１の最小値である輝度最小値Ｓ１１６を検出し、その輝度最小値Ｓ１１６を出力する。
【００８３】
しきい値生成部１０９は、輝度最大値Ｓ１１１と輝度最小値Ｓ１１６とに対して、上述の演算を行い、第１の白しきい値Ｓ１０８を出力する。そして、白比較部１０２、及び白線形変換部１０３において、第１の白しきい値Ｓ１０８は、実施の形態１における第１の白しきい値Ｓ１０３と同様に用いられる。
最小値検出部１０７、及びしきい値生成部１０９以外の階調補正装置１５３の動作は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００８４】
以上のように、本実施の形態４による階調補正装置によれば、輝度最小値Ｓ１１６を検出する最小値検出部１０７と、輝度最大値Ｓ１１１、及び輝度最小値Ｓ１１６に基づいて第１の白しきい値Ｓ１０８を生成するしきい値生成部１０９とを備えたことで、実施の形態１と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いて適切な第１の白しきい値Ｓ１０８を生成することができ、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに白補正輝度信号Ｓ１０５により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【００８５】
なお、本実施の形態４によるしきい値生成部１０９では、輝度最大値Ｓ１１１と輝度最小値Ｓ１１６との差を割る値を“２”としたが、この値は、出力映像が好適なものとなるように設計者により選択された所定の実数であってもよい。
【００８６】
また、本実施の形態４では、最小値検出部１０７が１フィールドごとに輝度最小値Ｓ１１６を検出すると説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、最小値検出部１０７は数フィールド、もしくは１フレームごとに輝度最小値Ｓ１１６を検出してもよい。
【００８７】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図７は、本実施の形態５による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【００８８】
図７において、階調補正装置１５４は、最大値検出部１０１と、白比較部１０２と、白線形変換部１０３と、白制御部１０４と、最大値変更部１１０とを備える。なお、最大値変更部１１０に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１の階調補正装置１５０と同様であり、説明を省略する。
【００８９】
最大値変更部１１０は、輝度最大値Ｓ１１１に対して、所定の値を加算、あるいは減算し、その変更した輝度最大値Ｓ１１１を変更輝度最大値Ｓ１１９として出力する。ここで、最大値変更部１１０が輝度最大値Ｓ１１１に加算、あるいは減算する所定の値は、予め設計者により好適な値が選択され、その値を輝度最大値Ｓ１１１に加算するのか、あるいは減算するのかも、予め設計者により選択される。
【００９０】
次に、本実施の形態５による階調補正装置の動作について説明する。
最大値検出部１０１により検出された輝度最大値Ｓ１１１は、最大値変更部１１０に入力される。最大値変更部１１０は、輝度最大値Ｓ１１１に対して所定の値を加算、あるいは減算し、変更輝度最大値Ｓ１１９を出力する。そして、白比較部１０２、及び白線形変換部１０３において、変更輝度最大値Ｓ１１９は、実施の形態１における輝度最大値Ｓ１１１と同様に用いられる。
最大値変更部１１０以外の階調補正装置１５４の動作は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００９１】
以上のように、本実施の形態５による階調補正装置によれば、輝度最大値Ｓ１１１を変更する最大値変更部１１０を備えたことで、実施の形態１と同様の効果に加え、階調補正を行う際の柔軟度が高くなり、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができる効果が得られる。
【００９２】
なお、本実施の形態５では、最大値変更部１１０は、予め設計者により決められた値を輝度最大値Ｓ１１１に対して加算、あるいは減算するとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。最大値変更部１１０は、最大値検出部１０１からの輝度最大値Ｓ１１１を単数、または複数の所定の基準値と比較し、その比較結果に基づいて輝度最大値Ｓ１１１を変更する処理を行い、変更輝度最大値Ｓ１１９を生成してもよい。その輝度最大値Ｓ１１１を変更する処理としては、例えば、輝度最大値Ｓ１１１が所定の基準値よりも大きければ、輝度最大値Ｓ１１１から所定の値を減算し、輝度最大値Ｓ１１１が所定の基準値よりも小さければ、輝度最大値Ｓ１１１に所定の値を加算する処理や、輝度最大値Ｓ１１１が、所定の範囲内となるように輝度最大値Ｓ１１１を変更する処理などがある。
【００９３】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図８は、本実施の形態６による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【００９４】
図８において、階調補正装置１５５は、最大値検出部１０１と、白比較部１０２と、白線形変換部１０３と、白制御部１０４と、最大値変更部１１１とを備える。なお、最大値変更部１１１に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１の階調補正装置１５０と同様であり、説明を省略する。
【００９５】
最大値変更部１１１は、平均輝度レベルＳ１０６に基づいて最大値検出部１０１の出力である輝度最大値Ｓ１１１を変更し、その変更した輝度最大値Ｓ１１１を変更輝度最大値Ｓ１２０として出力する。
【００９６】
次に、本実施の形態６による階調補正装置の動作について説明する。
最大値検出部１０１により検出された輝度最大値Ｓ１１１は、最大値変更部１１１に入力される。最大値変更部１１１は、平均輝度レベルＳ１０６が所定の基準値より小さければ、輝度最大値Ｓ１１１を減少させる方向に変更し、平均輝度レベルＳ１０６が所定の基準値より大きければ、輝度最大値Ｓ１１１を増加させる方向に変更する。そして、最大値変更部１１１は、輝度最大値Ｓ１１１を変更した値を変更輝度最大値Ｓ１２０とし、白比較部１０２と、白線形変換部１０３とに出力する。ここで、平均輝度レベルＳ１０６の大小の判定に用いられる基準値、及び輝度最大値Ｓ１１１を変更する量は、設計者により好適な値が選択される。
【００９７】
白比較部１０２、及び白線形変換部１０３において、変更輝度最大値Ｓ１２０は、実施の形態１における輝度最大値Ｓ１１１と同様に用いられる。
最大値変更部１１１以外の階調補正装置１５５の動作は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００９８】
以上のように、本実施の形態６による階調補正装置によれば、平均輝度レベルＳ１０６に基づいて輝度最大値Ｓ１１１を変更し、変更輝度最大値Ｓ１２０を出力する最大値変更部１１１を備えたことで、実施の形態１と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いることにより、適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができる効果が得られる。
【００９９】
なお、最大値変更部１１１が輝度最大値Ｓ１１１を変更する量は、設計者により定められた既定量であってもよく、あるいは、例えば、所定の基準値と平均輝度レベルＳ１０６との差に基づいて定められるような可変量であってもよい。
【０１００】
また、本実施の形態６では、最大値変更部１１１は、平均輝度レベルＳ１０６と単一の基準値とを比較するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、平均輝度レベルＳ１０６と比較する基準値は、２以上であってもよい。
【０１０１】
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図９は、本実施の形態７による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【０１０２】
図９において、階調補正装置１５６は、最大値検出部１０１と、白比較部１０２と、白線形変換部１０３と、白制御部１０４と、最小値検出部１０７と、しきい値変更部１１２とを備える。なお、最小値検出部１０７に関わる部分の構成及び動作は実施の形態４の最小値検出部１０７と同様であり、また、最小値検出部１０７、及びしきい値変更部１１２に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１の階調補正装置１５０と同様であり、しきい値変更部１１２以外の説明を省略する。
【０１０３】
しきい値変更部１１２は、最小値検出部１０７の検出した輝度最小値Ｓ１１６に基づいて第２の白しきい値Ｓ１０４を変更し、その変更した第２の白しきい値Ｓ１０４を変更白しきい値Ｓ１２１として出力する。
【０１０４】
次に、本実施の形態７による階調補正装置の動作について説明する。
しきい値変更部１１２には、第２の白しきい値Ｓ１０４と、輝度最小値Ｓ１１６とが入力される。しきい値変更部１１２は、輝度最小値Ｓ１１６が所定の基準値より小さければ、第２の白しきい値Ｓ１０４を減少させる方向に変更し、輝度最小値Ｓ１１６が所定の基準値より大きければ、第２の白しきい値Ｓ１０４を増加させる方向に変更する。そして、しきい値変更部１１２は、第２の白しきい値Ｓ１０４を変更した値を変更白しきい値Ｓ１２１とし、白線形変換部１０３と、白制御部１０４とに出力する。ここで、輝度最小値Ｓ１１６の大小の判定に用いられる基準値、及び第２の白しきい値Ｓ１０４を変更する量は、設計者により好適な値が選択される。
【０１０５】
白線形変換部１０３、及び白制御部１０４において、変更白しきい値Ｓ１２１は、実施の形態１における第２の白しきい値Ｓ１０４と同様に用いられる。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態７による階調補正装置によれば、輝度最小値Ｓ１１６に基づいて第２の白しきい値Ｓ１０４を変更するしきい値変更部１１２を備えたことで、実施の形態１と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いることにより、適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに白補正輝度信号Ｓ１０５により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【０１０７】
なお、しきい値変更部１１２が第２の白しきい値Ｓ１０４を変更する量は、設計者により定められた既定量であってもよく、あるいは、例えば、所定の基準値と輝度最小値Ｓ１１６との差に基づいて定められるような可変量であってもよい。
【０１０８】
また、本実施の形態７では、しきい値変更部１１２は、輝度最小値Ｓ１１６と単一の基準値とを比較するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、輝度最小値Ｓ１１６と比較する基準値は、２以上であってもよい。
【０１０９】
（実施の形態８）
以下、本発明の実施の形態８による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図１０は、本実施の形態８による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【０１１０】
図１０において、階調補正装置１５７は、最大値検出部１０１と、白比較部１０２と、白線形変換部１０３と、白制御部１０４と、マイクロプロセッサ１１３とを備える。なお、マイクロプロセッサ１１３に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１の階調補正装置１５０と同様であり、説明を省略する。
マイクロプロセッサ１１３は、実施の形態５の最大値変更部１１０と同様の処理を行い、変更輝度最大値Ｓ１２２を出力する。
【０１１１】
次に、本実施の形態８による階調補正装置の動作について説明する。
マイクロプロセッサ１１３は、最大値検出部１０１の検出した輝度最大値Ｓ１１１に対して、実施の形態５の最大値変更部１１０と同様の処理を行い、変更輝度最大値Ｓ１２２を白比較部１０２と、白線形変換部１０３とに出力する。
【０１１２】
白比較部１０２、及び白線形変換部１０３において、変更輝度最大値Ｓ１２２は、実施の形態１における輝度最大値Ｓ１１１と同様に用いられる。
マイクロプロセッサ１１３以外の階調補正装置１５７の動作は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【０１１３】
以上のように、本実施の形態８による階調補正装置によれば、輝度最大値Ｓ１１１を変更して、変更輝度最大値を生成する実施の形態５の最大値変更部１１０と同様の動作を行うマイクロプロセッサ１１３を備えたことで、実施の形態５と同様の効果に加え、マイクロプロセッサ１１３で処理を行なうことによって、処理速度を向上することができ、また演算処理等を行なう回路部を階調補正装置１５７が備えなくてよいため、階調補正装置１５７の回路規模をより小さくすることができる効果が得られる。
【０１１４】
（実施の形態９）
以下、本発明の実施の形態９による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図１１は、本実施の形態９による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【０１１５】
図１１において、階調補正装置１５８は、最大値検出部１０１と、白比較部１０２と、白線形変換部１０３と、白制御部１０４と、輝度変化量検出部１１４と、色連動部１１５とを備える。なお、輝度変化量検出部１１４、及び色連動部１１５に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１の階調補正装置１５０と同様であり、説明を省略する。
【０１１６】
輝度変化量検出部１１４は、輝度信号Ｓ１０１と白補正輝度信号Ｓ１０５とを入力とし、輝度信号Ｓ１０１と、白補正輝度信号Ｓ１０５との差をとることにより、白側に階調補正された輝度値の変化量を検出し、その変化量を輝度変化量Ｓ１２５として出力する。
【０１１７】
色連動部１１５は、白側に階調補正された白補正輝度信号Ｓ１０５と色差信号Ｓ１２３のバランスをとるために、輝度変化量Ｓ１２５に応じて色差信号Ｓ１２３を補正する。
【０１１８】
次に、本実施の形態９による階調補正装置の動作について説明する。
輝度変化量検出部１１４は、輝度信号Ｓ１０１と、白補正輝度信号Ｓ１０５との差をとり、その差を輝度変化量Ｓ１２５として色連動部１１５に出力する。色連動部１１５は、輝度変化量Ｓ１２５に基づいて色差信号Ｓ１２３を変化させ、補正色差信号Ｓ１２４を出力する。例えば、輝度変化量Ｓ１２５としてΔＹが、また色差信号Ｓ１２３としてＲ−Ｙ、及びＢ−Ｙが白連動部１１５に入力された場合には、色連動部１１５において、色差信号Ｓ１２３が、それぞれ、Ｒ−Ｙ−ΔＹ、及びＢ−Ｙ−ΔＹと変換され、これらが補正色差信号Ｓ１２４として出力される。ここで、ΔＹは、白補正輝度信号Ｓ１０５から輝度信号Ｓ１０１を引いた値としている。
輝度変化量検出部１１４、及び色連動部１１５以外の階調補正装置１５８の動作は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【０１１９】
以上のように、本実施の形態９による階調補正装置によれば、輝度信号Ｓ１０１と白補正輝度信号Ｓ１０５とに基づいて輝度変化量Ｓ１２５を検出する輝度変化量検出部１１４と、輝度変化量Ｓ１２５に基づいて色差信号Ｓ１２３を補正し、補正色差信号Ｓ１２４を出力する色連動部１１５とを備えたことで、実施の形態１と同様の効果に加え、色差信号Ｓ１２３について輝度信号Ｓ１０１とのバランスを取るように補正した補正色差信号Ｓ１２４を得ることができる効果が得られる。
【０１２０】
なお、色連動部１１５が色差信号Ｓ１２３に対して行う変換は、本実施の形態９で説明した変換に限定されるものではない。輝度信号Ｓ１０１の変化量である輝度変化量Ｓ１２５に応じて色差信号Ｓ１２３を適切に変化させ、白補正輝度信号Ｓ１０５と補正色差信号Ｓ１２４とのバランスを取ることができる変換であれば、どのようなものであってもよい。
【０１２１】
（実施の形態１０）
以下、本発明の実施の形態１０による階調補正装置、及び階調補正方法について、図面を参照しながら説明する。
図１２は、本実施の形態１０による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
図１２において、階調補正装置２５０は、最小値検出部２０１と、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３と、黒制御部２０４とを備える。
【０１２２】
最小値検出部２０１は、輝度信号Ｓ２０１とサンプリング期間を示すサンプリングウィンドウＳ２０２とを入力として、輝度信号Ｓ２０１がサンプリングされた所定の期間内の輝度値の最小値である輝度最小値Ｓ２１１を出力する。
【０１２３】
黒比較部２０２は、輝度信号Ｓ２０１と輝度信号Ｓ２０１を階調補正する際のスタートポイントである黒しきい値Ｓ２０３と最小値検出部２０１の出力である輝度最小値Ｓ２１１とを入力として、それらの大小関係を比較し、その結果を黒比較信号Ｓ２１２として出力する。
【０１２４】
黒線形変換部２０３は、輝度信号Ｓ２０１とスタートポイントである黒しきい値Ｓ２０３と輝度信号Ｓ２０１のペデスタル値Ｓ２０４と最小値検出部２０１の出力である輝度最小値Ｓ２１１とを入力として、輝度信号Ｓ２０１に対して後述する変換式（２）により線形変換を行い、その結果である黒線形変換輝度信号Ｓ２１３を出力する。
【０１２５】
輝度信号Ｓ２０１をX、黒線形変換輝度信号Ｓ２１３をY、黒しきい値Ｓ２０３をBSTPO、ペデスタル値Ｓ２０４をPLEV、輝度最小値Ｓ２１１をMINとすると、変換式（２）は次のように表される。
【０１２６】
変換式（２）
Y ＝（BSTPO−PLEV）・X／（BSTPO−MIN）＋（PLEV−MIN）・BSTPO／（BSTPO−MIN）
【０１２７】
黒制御部２０４は、黒比較信号Ｓ２１２と輝度信号Ｓ２０１とペデスタル値Ｓ２０４と黒線形変換輝度信号Ｓ２１３とを入力として、黒比較信号Ｓ２１２に基づいて輝度信号Ｓ２０１、ペデスタル値Ｓ２０４、及び黒線形変換輝度信号Ｓ２１３からいずれかを選択し、黒補正輝度信号Ｓ２０５として出力する。
【０１２８】
次に、本実施の形態１０による階調補正装置の動作、及び階調補正方法について説明する。
図１３は、本実施の形態１０による階調補正装置２５０の動作を示すフローチャートである。
【０１２９】
まず、入力映像信号のうち、輝度信号Ｓ２０１が階調補正装置２５０に入力される。
最小値検出部２０１は、サンプリングウィンドウＳ２０２に従って、１フィールドごとに輝度信号Ｓ２０１の最小値である輝度最小値Ｓ２１１を検出し、その輝度最小値Ｓ２１１を出力する（ステップＳ２１）。
【０１３０】
黒線形変換部２０３は、変換式（２）に基づいて、輝度信号Ｓ２０１に対して線形変換を行って黒線形変換輝度信号Ｓ２１３を求める（ステップＳ２２）。
また、黒比較部２０２は、輝度信号Ｓ２０１と、黒しきい値Ｓ２０３と、輝度最小値Ｓ２１１とを比較し、その比較結果である黒比較信号Ｓ２１２を黒制御部２０４に出力する（ステップＳ２３）。
【０１３１】
なお、黒比較部２０２において輝度信号Ｓ２０１等との比較に用いられ、あるいは黒線形変換部２０３において輝度信号Ｓ２０１の線形変換に用いられる輝度最小値Ｓ２１１は、比較や線形変換に用いられる輝度信号Ｓ２０１の属するフィールドよりも一つ前のフィールドにおいて求められたものである。
【０１３２】
黒制御部２０４は、黒比較信号Ｓ２１２に基づいて輝度信号Ｓ２０１、ペデスタル値Ｓ２０４、及び黒線形変換輝度信号Ｓ２１３の中から黒補正輝度信号Ｓ２０５を選択し、出力する（ステップＳ２４）。
【０１３３】
具体的には、黒制御部２０４は、輝度信号Ｓ２０１が黒しきい値Ｓ２０３以上であることを黒比較信号Ｓ２１２が示す場合には、輝度最小値Ｓ２１１の値に関わらず、その輝度信号Ｓ２０１を黒補正輝度信号Ｓ２０５として出力する。また、輝度信号Ｓ２０１が黒しきい値Ｓ２０３より小さく、かつ輝度最小値Ｓ２１１以上であることを黒比較信号Ｓ２１２が示す場合には、黒線形変換部２０３からの黒線形変換輝度信号Ｓ２１３を黒補正輝度信号Ｓ２０５として出力する。また、輝度信号Ｓ２０１が黒しきい値Ｓ２０３よりも小さく、かつ輝度最小値Ｓ２１１よりも小さいことを黒比較信号Ｓ２１２が示す場合には、ペデスタル値Ｓ２０４を黒補正輝度信号Ｓ２０５として出力する。
【０１３４】
ここで、黒しきい値Ｓ２０３、及びペデスタル値Ｓ２０４は、階調補正装置２５０の設計者が図示しない表示装置に表示された出力映像を参照するなどによって、階調補正装置２５０の出力である黒補正輝度信号Ｓ２０５が適切なものとなるように設定した値が用いられる。なお、黒しきい値Ｓ２０３、及びペデスタル値Ｓ２０４は、図示しない所定のメモリに格納されており、そのメモリから黒線形変換部２０３等が読み出すことにより用いられる。
【０１３５】
このように、図１３のフローチャートのステップＳ２１からＳ２４の処理が繰り返されることにより、輝度信号Ｓ２０１に対して、黒側の階調補正が行われる。
階調補正装置２５０から出力された黒補正輝度信号Ｓ２０５は、色差信号とともにＲＧＢ信号に変換され、図示しない表示装置に階調補正された映像が表示される。
【０１３６】
図１４は、輝度信号Ｓ２０１と黒補正輝度信号Ｓ２０５との関係を示す図である。
輝度信号Ｓ２０１をX軸に、黒補正輝度信号Ｓ２０５をY軸にとると、輝度信号Ｓ２０１と黒補正輝度信号Ｓ２０５との関係は、図１４に示されたグラフになる。但し、輝度最小値Ｓ２１１は、黒しきい値Ｓ２０３よりも小さいとしている。
【０１３７】
上述したように、輝度信号Ｓ２０１が図１４の範囲Ｄにある場合は、輝度信号Ｓ２０１が輝度最小値Ｓ２１１と黒しきい値Ｓ２０３とを結ぶ直線に線形変換された黒補正輝度信号Ｓ２０５が出力される。また、輝度信号Ｓ２０１が図１４の範囲Ｃにある場合は、ペデスタル値Ｓ２０４が黒補正輝度信号Ｓ２０５として出力される。
【０１３８】
以上のように、本実施の形態１０による階調補正装置によれば、輝度最小値Ｓ２１１を検出する最小値検出部２０１と、輝度信号Ｓ２０１、黒しきい値Ｓ２０３、及び輝度最小値Ｓ２１１を比較する黒比較部２０２と、輝度信号Ｓ２０１に対して線形変換を行う黒線形変換部２０３と、黒比較部２０２での比較結果に基づいて輝度信号Ｓ２０１、ペデスタル値Ｓ２０４、及び黒線形変換輝度信号Ｓ２１３のいずれかを選択し、黒補正輝度信号Ｓ２０５として出力する黒制御部２０４とを備えたことで、フィードバック系を用いないで安定した輝度信号Ｓ２０１の階調補正を行うことができ、また、輝度信号Ｓ２０１が範囲Ｄにある場合は黒レベルがペデスタル値Ｓ２０４まで延ばされるので、表現可能な黒側を最大限表現することができ、ダイナミックレンジを拡大することができる効果が得られる。
【０１３９】
なお、本実施の形態１０では、最小値検出部２０１が１フィールドごとに輝度最小値Ｓ２１１を検出すると説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、最小値検出部２０１は数フィールド、もしくは１フレームごとに輝度最小値Ｓ２１１を検出してもよい。
【０１４０】
また、本実施の形態１０による図１３で示されるフローチャートにおいて、ステップＳ２２の処理と、ステップＳ２３の処理とは、その順序を問わず、同時に処理されるものであってもよい。
【０１４１】
（実施の形態１１）
以下、本発明の実施の形態１１による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図１５は、本実施の形態１１による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【０１４２】
図１５において、階調補正装置２５１は、最小値検出部２０１と、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３と、黒制御部２０４と、しきい値変更部２０５とを備える。なお、しきい値変更部２０５に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１０の階調補正装置２５０と同様であり、説明を省略する。
【０１４３】
しきい値変更部２０５は、所定の時間間隔、例えば輝度信号Ｓ２０１の1フィールドまたは数フィールドにわたる輝度レベルを平均した平均輝度レベルＳ２０６に基づいて黒しきい値Ｓ２０３を変更し、その変更した黒しきい値Ｓ２０３を変更黒しきい値Ｓ２１４として出力する。
【０１４４】
次に、本実施の形態１１による階調補正装置の動作について説明する。
しきい値変更部２０５には、平均輝度レベルＳ２０６と、黒しきい値Ｓ２０３とが入力される。そして、平均輝度レベルＳ２０６が所定の基準値より小さければ、黒しきい値Ｓ２０３を減少させる方向に変更し、平均輝度レベルＳ２０６が所定の基準値より大きければ、黒しきい値Ｓ２０３を増加させる方向に変更する。しきい値変更部２０５は、黒しきい値Ｓ２０３を変更した値を変更黒しきい値Ｓ２１４とし、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３とに出力する。ここで、平均輝度レベルＳ２０６の大小の判定に用いられる基準値、及び黒しきい値Ｓ２０３を変更する量は、設計者により好適な値が選択される。
【０１４５】
黒比較部２０２、及び黒線形変換部２０３において、変更黒しきい値Ｓ２１４は、実施の形態１０における黒しきい値Ｓ２０４と同様に用いられる。
しきい値変更部２０５以外の階調補正装置２５１の動作は、実施の形態１０と同様であり、説明を省略する。
【０１４６】
以上のように、本実施の形態１１による階調補正装置によれば、平均輝度レベルＳ２０６に基づいて黒しきい値Ｓ２０３を変更し、変更黒しきい値Ｓ２１４を出力するしきい値変更部２０５を備えたことで、実施の形態１０と同様の効果に加え、１フィールド又は数フィールドにわたる輝度信号Ｓ２０１の状態に応じて黒しきい値Ｓ２０３を適切に変更することができ、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに黒補正輝度信号Ｓ２０５により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【０１４７】
なお、しきい値変更部２０５が黒しきい値Ｓ２０３を変更する量は、設計者により定められた既定量であってもよく、あるいは、例えば、所定の基準値と平均輝度レベルＳ２０６との差に基づいて定められるような可変量であってもよい。
【０１４８】
また、本実施の形態１１では、しきい値変更部２０５は、平均輝度レベルＳ２０６と単一の基準値とを比較するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、平均輝度レベルＳ２０６と比較する基準値は、２以上であってもよい。例えば、しきい値変更部２０５は、平均輝度レベルＳ２０６が第１の基準値より小さければ、黒しきい値Ｓ２０３を減少させる方向に変更し、平均輝度レベルＳ２０６が第１の基準値よりも大きい第２の基準値と第１の基準値との間であれば、黒しきい値Ｓ２０３を変更せず、平均輝度レベルＳ２０６が第２の基準値より大きければ、黒しきい値Ｓ２０３を増加させる方向に変更するようにしてもよい。
【０１４９】
（実施の形態１２）
以下、本発明の実施の形態１２による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図１６は、本実施の形態１２による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【０１５０】
図１６において、階調補正装置２５２は、最小値検出部２０１と、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３と、黒制御部２０４と、しきい値変更部２０６とを備える。なお、しきい値変更部２０６に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１０の階調補正装置２５０と同様であり、説明を省略する。
しきい値変更部２０６は、輝度最小値Ｓ２１１に基づいて黒しきい値Ｓ２０３を変更し、その変更した黒しきい値Ｓ２０３を変更黒しきい値Ｓ２１５として出力する。
【０１５１】
次に、本実施の形態１２による階調補正装置の動作について説明する。
しきい値変更部２０６には、輝度最小値Ｓ２１１と、黒しきい値Ｓ２０３とが入力される。しきい値変更部２０６は、輝度最小値Ｓ２１１が所定の基準値より小さければ、黒しきい値Ｓ２０３を減少させる方向に変更し、輝度最小値Ｓ２１１が所定の基準値より大きければ、黒しきい値Ｓ２０３を増加させる方向に変更する。そして、しきい値変更部２０６は変更黒しきい値Ｓ２１５を生成し、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３とに出力する。ここで、輝度最小値Ｓ２１１の大小の判定に用いられる基準値、及び黒しきい値Ｓ２０３を変更する量は、設計者により好適な値が選択される。
【０１５２】
黒比較部２０２、及び黒線形変換部２０３において、変更黒しきい値Ｓ２１５は、実施の形態１０における黒しきい値Ｓ２０３と同様に用いられる。
しきい値変更部２０６以外の階調補正装置２５２の動作は、実施の形態１０と同様であり、説明を省略する。
【０１５３】
以上のように、本実施の形態１２による階調補正装置によれば、輝度最小値Ｓ２１１に基づいて黒しきい値Ｓ２０３を変更し、変更黒しきい値Ｓ２１５を出力するしきい値変更部２０６を備えたことで、実施の形態１０と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いることにより、適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに黒補正輝度信号Ｓ２０５により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【０１５４】
なお、しきい値変更部２０６が黒しきい値Ｓ２０３を変更する量は、設計者により定められた既定量であってもよく、あるいは、例えば、所定の基準値と輝度最小値Ｓ２１１との差に基づいて定められるような可変量であってもよい。
【０１５５】
また、本実施の形態１２では、しきい値変更部２０６は、輝度最小値Ｓ２１１と単一の基準値とを比較するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、輝度最小値Ｓ２１１と比較する基準値は、２以上であってもよい。例えば、しきい値変更部２０６は、輝度最小値Ｓ２１１が第１の基準値より小さければ、黒しきい値Ｓ２０３を減少させる方向に変更し、輝度最小値Ｓ２１１が第１の基準値よりも大きい第２の基準値と第１の基準値との間であれば、黒しきい値Ｓ２０３を変更せず、輝度最小値Ｓ２１１が第２の基準値より大きければ、黒しきい値Ｓ２０３を増加させる方向に変更するようにしてもよい。
【０１５６】
（実施の形態１３）
以下、本発明の実施の形態１３による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図１７は、本実施の形態１３による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【０１５７】
図１７において、階調補正装置２５３は、最小値検出部２０１と、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３と、黒制御部２０４と、最大値検出部２０７と、しきい値生成部２０９とを備える。なお、最大値検出部２０７、及びしきい値生成部２０９に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１０の階調補正装置２５０と同様であり、説明を省略する。
【０１５８】
最大値検出部２０７は、輝度信号Ｓ２０１とサンプリング期間を示すサンプリングウィンドウＳ２０２とを入力として、輝度信号Ｓ２０１がサンプリングされた所定の期間内の輝度値の最大値である輝度最大値Ｓ２１６を出力する。
【０１５９】
しきい値生成部２０９は、最小値検出部２０１の出力である輝度最小値Ｓ２１１と最大値検出部２０７の出力である輝度最大値Ｓ２１６とを入力として、輝度最大値Ｓ２１６と輝度最小値Ｓ２１１との差を求め、その求めた差を２で割って輝度最小値Ｓ２１１を加算する演算を行い、その演算結果を黒しきい値Ｓ２０８として出力する。
【０１６０】
次に、本実施の形態１３による階調補正装置の動作について説明する。
最大値検出部２０７は、サンプリングウィンドウＳ２０２に従って、１フィールドごとに輝度信号Ｓ２０１の最小値である輝度最大値Ｓ２１６を検出し、その輝度最大値Ｓ２１６を出力する。
【０１６１】
しきい値生成部２０９は、輝度最小値Ｓ２１１と輝度最大値Ｓ２１６とに対して、上述の演算を行い、黒しきい値Ｓ２０８を出力する。そして、黒比較部２０２、及び黒線形変換部２０３において、黒しきい値Ｓ２０８は、実施の形態１０における黒しきい値Ｓ２０３と同様に用いられる。
最大値検出部２０７、及びしきい値生成部２０９以外の階調補正装置２５３の動作は、実施の形態１０と同様であり、説明を省略する。
【０１６２】
以上のように、本実施の形態１３による階調補正装置によれば、輝度最大値Ｓ２１６を検出する最大値検出部２０７と、輝度最小値Ｓ２１１、及び輝度最大値Ｓ２１６に基づいて黒しきい値Ｓ２０８を生成するしきい値生成部２０９とを備えたことで、実施の形態１０と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いて適切な黒しきい値Ｓ２０８を生成することができ、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができ、さらに黒補正輝度信号Ｓ２０５により構成される映像のコントラストをより高めることができる効果が得られる。
【０１６３】
なお、本実施の形態１３によるしきい値生成部２０９では、輝度最大値Ｓ２１６と輝度最小値Ｓ２１１との差を割る値を“２”としたが、この値は、出力映像が好適なものとなるように設計者により選択された所定の実数であってもよい。
【０１６４】
また、本実施の形態１３では、最大値検出部２０７が１フィールドごとに輝度最大値Ｓ２１６を検出すると説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、最大値検出部２０７は数フィールド、もしくは１フレームごとに輝度最大値Ｓ２１６を検出してもよい。
【０１６５】
（実施の形態１４）
以下、本発明の実施の形態１４による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図１８は、本実施の形態１４による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【０１６６】
図１８において、階調補正装置２５４は、最小値検出部２０１と、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３と、黒制御部２０４と、最小値変更部２１０とを備える。なお、最小値変更部２１０に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１０の階調補正装置２５０と同様であり、説明を省略する。
【０１６７】
最小値変更部２１０は、輝度最小値Ｓ２１１に対して、所定の値を加算、あるいは減算し、その変更した輝度最小値Ｓ２１１を変更輝度最小値Ｓ２１９として出力する。ここで、最小値変更部２１０が輝度最小値Ｓ２１１に加算、あるいは減算する所定の値は、予め設計者により好適な値が選択され、その値を輝度最小値Ｓ２１１に加算するのか、あるいは減算するのかも、予め設計者により選択される。
【０１６８】
次に、本実施の形態１４による階調補正装置の動作について説明する。
最小値検出部２０１により検出された輝度最小値Ｓ２１１は、最小値変更部２１０に入力される。最小値変更部２１０は、輝度最小値Ｓ２１１に対して所定の値を加算、あるいは減算し、変更輝度最小値Ｓ２１９を出力する。そして、白比較部１０２、及び白線形変換部１０３において、変更輝度最小値Ｓ２１９は、実施の形態１０における輝度最小値Ｓ２１１と同様に用いられる。
最小値変更部２１０以外の階調補正装置２５４の動作は、実施の形態１０と同様であり、説明を省略する。
【０１６９】
以上のように、本実施の形態１４による階調補正装置によれば、輝度最小値Ｓ２１１を変更する最小値変更部２１０を備えたことで、実施の形態１０と同様の効果に加え、階調補正を行う際の柔軟度が高くなり、表示装置のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができる効果が得られる。
【０１７０】
なお、本実施の形態１４では、最小値変更部２１０は、予め設計者により決められた値を輝度最小値Ｓ２１１に対して加算、あるいは減算するとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。最小値変更部２１０は、最小値検出部２０１からの輝度最小値Ｓ２１１を単数、または複数の所定の基準値と比較し、その比較結果に基づいて輝度最小値Ｓ２１１を変更する処理を行い、変更輝度最小値Ｓ２１９を生成してもよい。その輝度最小値Ｓ２１１を変更する処理としては、例えば、輝度最小値Ｓ２１１が所定の基準値よりも大きければ、輝度最小値Ｓ２１１から所定の値を減算し、輝度最小値Ｓ２１１が所定の基準値よりも小さければ、輝度最小値Ｓ２１１に所定の値を加算する処理や、輝度最小値Ｓ２１１が、所定の範囲内となるように輝度最小値Ｓ２１１を変更する処理などがある。
【０１７１】
（実施の形態１５）
以下、本発明の実施の形態１５による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図１９は、本実施の形態１５による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【０１７２】
図１９において、階調補正装置２５５は、最小値検出部２０１と、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３と、黒制御部２０４と、最小値変更部２１１とを備える。なお、最小値変更部２１１に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１０の階調補正装置２５０と同様であり、説明を省略する。
【０１７３】
最小値変更部２１１は、平均輝度レベルＳ２０６に基づいて最小値検出部２０１の出力である輝度最小値Ｓ２１１を変更し、その変更した輝度最小値Ｓ２１１を変更輝度最小値Ｓ２２０として出力する。
【０１７４】
次に、本実施の形態１５による階調補正装置の動作について説明する。
最小値検出部２０１により検出された輝度最小値Ｓ２１１は、最小値変更部２１１に入力される。最小値変更部２１１は、平均輝度レベルＳ２０６が所定の基準値より小さければ、輝度最小値Ｓ２１１を減少させる方向に変更し、平均輝度レベルＳ２０６が所定の基準値より大きければ、輝度最小値Ｓ２１１を増加させる方向に変更する。そして、最小値変更部２１１は、輝度最小値Ｓ２１１を変更した値を変更輝度最小値Ｓ２２０とし、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３とに出力する。ここで、平均輝度レベルＳ２０６の大小の判定に用いられる基準値、及び輝度最小値Ｓ２１１を変更する量は、設計者により好適な値が選択される。
【０１７５】
黒比較部２０２、及び黒線形変換部２０３において、変更輝度最小値Ｓ２２０は、実施の形態１０における輝度最小値Ｓ２１１と同様に用いられる。
最小値変更部２１１以外の階調補正装置２５５の動作は、実施の形態１０と同様であり、説明を省略する。
【０１７６】
以上のように、本実施の形態１５による階調補正装置によれば、平均輝度レベルＳ２０６に基づいて輝度最小値Ｓ２１１を変更し、変更輝度最小値Ｓ２２０を出力する最小値変更部２１１を備えたことで、実施の形態１０と同様の効果に加え、入力映像信号から得られる情報を有効に用いることにより、適切にダイナミックレンジを拡大して表示することができる効果が得られる。
【０１７７】
なお、最小値変更部２１１が輝度最小値Ｓ２１１を変更する量は、設計者により定められた既定量であってもよく、あるいは、例えば、所定の基準値と平均輝度レベルＳ２０６との差に基づいて定められるような可変量であってもよい。
【０１７８】
また、本実施の形態１５では、最小値変更部２１１は、平均輝度レベルＳ２０６と単一の基準値とを比較するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、平均輝度レベルＳ２０６と比較する基準値は、２以上であってもよい。
【０１７９】
（実施の形態１６）
以下、本発明の実施の形態１６による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図２０は、本実施の形態１６による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【０１８０】
図２０において、階調補正装置２５６は、最小値検出部２０１と、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３と、黒制御部２０４と、マイクロプロセッサ２１３とを備える。なお、マイクロプロセッサ２１３に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１０の階調補正装置２５０と同様であり、説明を省略する。
マイクロプロセッサ２１３は、実施の形態１４の最小値変更部２１０と同様の処理を行い、変更輝度最小値Ｓ２２２を出力する。
【０１８１】
次に、本実施の形態１６による階調補正装置の動作について説明する。
マイクロプロセッサ２１３は、最小値検出部２０１の検出した輝度最小値Ｓ２１１に対して、実施の形態１４の最小値変更部２１０と同様の処理を行い、変更輝度最小値Ｓ２２２を黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３とに出力する。
【０１８２】
黒比較部２０２、及び黒線形変換部２０３において、変更輝度最小値Ｓ２２２は、実施の形態１０における輝度最小値Ｓ２１１と同様に用いられる。
マイクロプロセッサ２１３以外の階調補正装置２５６の動作は、実施の形態１０と同様であり、説明を省略する。
【０１８３】
以上のように、本実施の形態１６による階調補正装置によれば、輝度最小値Ｓ２１１を変更して、変更輝度最大値を生成する実施の形態１４の最小値変更部２１０と同様の動作を行うマイクロプロセッサ２１３を備えたことで、実施の形態１４と同様の効果に加え、マイクロプロセッサ２１３で処理を行なうことによって、処理速度を向上することができ、また演算処理等を行なう回路部を階調補正装置２５６が備えなくてよいため、階調補正装置２５６の回路規模をより小さくすることができる効果が得られる。
【０１８４】
（実施の形態１７）
以下、本発明の実施の形態１７による階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
図２１は、本実施の形態１７による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【０１８５】
図２１において、階調補正装置２５７は、最小値検出部２０１と、黒比較部２０２と、黒線形変換部２０３と、黒制御部２０４と、輝度変化量検出部２１４と、色連動部２１５とを備える。なお、輝度変化量検出部２１４、及び色連動部２１５に関わる部分以外の構成及び動作は、実施の形態１０の階調補正装置２５０と同様であり、説明を省略する。
【０１８６】
輝度変化量検出部２１４は、輝度信号Ｓ２０１と黒補正輝度信号Ｓ２０５とを入力とし、輝度信号Ｓ２０１と、黒補正輝度信号Ｓ２０５との差をとることにより、黒側に階調補正された輝度値の変化量を検出し、その変化量を輝度変化量Ｓ２２５として出力する。
色連動部２１５は、黒側に階調補正された黒補正輝度信号Ｓ２０５と色差信号Ｓ２２３のバランスをとるために、輝度変化量Ｓ２２５に応じて色差信号Ｓ２２３を補正する。
【０１８７】
次に、本実施の形態１７による階調補正装置の動作について説明する。
輝度変化量検出部２１４は、輝度信号Ｓ２０１と、黒補正輝度信号Ｓ２０５との差をとり、その差を輝度変化量Ｓ２２５として色連動部２１５に出力する。色連動部２１５は、輝度変化量Ｓ２２５に基づいて色差信号Ｓ２２３を変化させ、補正色差信号Ｓ２２４を出力する。例えば、輝度変化量Ｓ２２５としてΔＹが、また色差信号Ｓ２２３としてＲ−Ｙ、及びＢ−Ｙが黒連動部２１５に入力された場合には、色連動部２１５において、色差信号Ｓ２２３が、それぞれ、Ｒ−Ｙ−ΔＹ、及びＢ−Ｙ−ΔＹと変換され、これらが補正色差信号Ｓ２２４として出力される。ここで、ΔＹは、黒補正輝度信号Ｓ２０５から輝度信号Ｓ２０１を引いた値としている。
輝度変化量検出部２１４、及び色連動部２１５以外の階調補正装置２５７の動作は、実施の形態１０と同様であり、説明を省略する。
【０１８８】
以上のように、本実施の形態１７による階調補正装置によれば、輝度信号Ｓ２０１と黒補正輝度信号Ｓ２０５とに基づいて輝度変化量Ｓ２２５を検出する輝度変化量検出部２１４と、輝度変化量Ｓ２２５に基づいて色差信号Ｓ２２３を補正し、補正色差信号Ｓ２２４を出力する色連動部２１５とを備えたことで、実施の形態１０と同様の効果に加え、色差信号Ｓ２２３を補正した補正色差信号Ｓ２２４を得ることができる効果が得られる。
【０１８９】
なお、色連動部２１５が色差信号Ｓ２２３に対して行う変換は、本実施の形態１７で説明した変換に限定されるものではない。輝度信号Ｓ２０１の変化量である輝度変化量Ｓ２２５に応じて色差信号Ｓ２２３を適切に変化させ、黒補正輝度信号Ｓ２０５と補正色差信号Ｓ２２４とのバランスを取ることができる変換であれば、どのようなものであってもよい。
【０１９０】
また、実施の形態１０ないし１７において、本発明の階調補正装置は、ペデスタル値Ｓ２０４が一定値であっても可変値であっても同様に適応可能である。
また、上記各実施の形態による階調補正装置の各構成部分は、専用のハードウェアにより構成してもよく、あるいはプログラム制御によるソフトウェアにより構成してもよい。
また、実施の形態１ないし９のいずれかの白補正に関する階調補正装置と、実施の形態１０ないし１７のいずれかの黒補正に関する階調補正装置との両方を備えるように、階調補正装置を構成してもよい。
【０１９１】
（実施の形態１８）
以下、本発明の実施の形態１８による映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。
図２２は、本実施の形態１８による映像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【０１９２】
図２２において、映像表示装置１０００は、チューナ１００１と、ＹＣ分離部１００２と、階調補正部１００３と、色復調部１００４と、ＲＧＢ変換部１００５と、表示部１００６とを備える。
チューナ１００１は、アンテナ１００７からの電波を受信し、映像信号をＹＣ分離部１００２に出力する。
【０１９３】
ＹＣ分離部１００２は、チューナ１００１からの映像信号を、輝度信号Ｙと、色信号Ｃとに分離し、輝度信号Ｙを階調補正部１００３に出力し、色信号Ｃを色復調部１００４に出力する。
階調補正部１００３としては、実施の形態１から１７のいずれかの階調補正装置が用いられる。そして、輝度信号Ｙに対して上記各実施の形態で説明した階調補正を行い、階調補正後の輝度信号ＹをＲＧＢ変換部１００５に出力する。
【０１９４】
色復調部１００４は、色信号Ｃを色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ―Ｙに復調し、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ―ＹをＲＧＢ変換部１００５に出力する。
ＲＧＢ変換部１００５は、階調補正部１００３からの輝度信号Ｙと、色復調部１００４からの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−ＹとをＲＧＢ信号に変換し、表示部１００６に映像を表示する。
【０１９５】
このようにして、表示部１００６には、階調補正の行われた映像が表示される。表示部１００６としては、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等が用いられる。
【０１９６】
以上のように、本実施の形態１８による映像表示装置によれば、輝度信号Ｙの階調補正を行う階調補正部１００３を備えたことで、表示部１００６のダイナミックレンジに応じて、より適切にダイナミックレンジを拡大して映像を表示することができる効果が得られる。
【０１９７】
なお、階調補正部１００３として、実施の形態９又は１７において説明した階調補正装置を用いる場合には、階調補正部１００３に色復調部１００４の出力である色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙも入力されるものとする。
【０１９８】
また、図２２で示された映像表示装置の構成は一例であって、本発明の映像表示装置は、輝度信号に対して階調補正を行うことができるものであれば、図２２で示される構成に限定されるものではない。
【０１９９】
また、本実施の形態１８では、アンテナ１００７からの電波を受信して表示部１００６に映像を表示する映像表示装置１０００について説明したが、本発明の映像表示装置は、電波を受信するものに限定されるものではない。例えば、チューナを備えず、ＰＣなどからの映像信号を入力とし、その映像信号の輝度信号Ｙに対して階調補正を行い表示部に映像を表示する映像表示装置であってもよい。
【０２００】
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる階調補正装置、階調補正方法、及び映像表示装置は、映像信号のダイナミックレンジを拡大するものとして有用であり、入力映像の輝度信号に対して階調補正を行う階調補正装置、階調補正方法、及び映像表示装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１による階調補正装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１による階調補正装置の動作を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態２による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態３による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態４による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態５による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態６による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態７による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態８による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態９による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態１０による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態１０による階調補正装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態１０による階調補正装置の動作を説明する図である。
【図１５】本発明の実施の形態１１による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態１２による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の実施の形態１３による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施の形態１４による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施の形態１５による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態１６による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の実施の形態１７による階調補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の実施の形態１８による映像表示装置の構成を示すブロック図である。

Claims (20)

1. 輝度信号の所定の期間における最大値を検出し、輝度最大値として出力する最大値検出手段と、
   第１の白しきい値と前記輝度最大値と前記輝度信号とを比較し、その結果を白比較信号として出力する比較手段と、
   前記第１の白しきい値と第２の白しきい値と前記輝度最大値と前記輝度信号とを入力とし、該輝度信号に所定の線形変換を行い、白線形変換輝度信号として出力する線形変換手段と、
   前記白比較信号に基づいて前記輝度信号、前記第２の白しきい値、及び前記白線形変換輝度信号からいずれかを選択し、白補正輝度信号として出力する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記輝度信号が前記第１の白しきい値以下であることを前記白比較信号が示す場合には、輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記第１の白しきい値より大きく、かつ前記輝度最大値以下であることを前記白比較信号が示す場合には、前記白線形変換輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記第１の白しきい値よりも大きく、かつ前記輝度最大値よりも大きいことを前記白比較信号が示す場合には、前記第２の白しきい値を選択することを特徴とする階調補正装置。
2. 請求項１記載の階調補正装置において、
   前記輝度信号の所定の期間の平均である平均輝度レベルに基づいて前記第１の白しきい値を変更し、変更白しきい値として出力するしきい値変更手段をさらに備え、
   前記比較手段、及び前記線形変換手段で前記第１の白しきい値に代えて、前記変更白しきい値を用いることを特徴とする階調補正装置。
3. 請求項１記載の階調補正装置において、
   前記輝度最大値に基づいて前記第１の白しきい値を変更し、変更白しきい値として出力するしきい値変更手段をさらに備え、
   前記比較手段、及び前記線形変換手段で前記第１の白しきい値に代えて、前記変更白しきい値を用いることを特徴とする階調補正装置。
4. 請求項１記載の階調補正装置において、
   輝度信号の所定の期間における最小値を検出し、輝度最小値として出力する最小値検出手段と、
   前記輝度最大値と前記輝度最小値とに基づいて所定の演算を行い、第１の白しきい値を生成するしきい値生成手段とをさらに備え、
   前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記しきい値生成手段の生成した第１の白しきい値を用いることを特徴とする階調補正装置。
5. 請求項１記載の階調補正装置において、
   前記輝度最大値を変更し、変更輝度最大値として出力する最大値変更手段をさらに備え、
   前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最大値に代えて前記変更輝度最大値を用いることを特徴とする階調補正装置。
6. 請求項１記載の階調補正装置において、
   前記輝度信号の所定の期間の平均である平均輝度レベルに基づいて前記輝度最大値を変更し、変更輝度最大値として出力する最大値変更手段をさらに備え、
   前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最大値に代えて前記変更輝度最大値を用いることを特徴とする階調補正装置。
7. 請求項１記載の階調補正装置において、
   輝度信号の所定の期間における最小値を検出し、輝度最小値として出力する最小値検出手段と、
   前記輝度最小値に基づいて前記第２の白しきい値を変更し、変更白しきい値として出力するしきい値変更手段とをさらに備え、
   前記線形変換手段、及び前記制御手段で、前記第２の白しきい値に代えて前記変更白しきい値を用いることを特徴とする階調補正装置。
8. 請求項１記載の階調補正装置において、
   前記輝度最大値を変更し、変更輝度最大値として出力するマイクロプロセッサをさらに備え、
   前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最大値に代えて前記変更輝度最大値を用いることを特徴とする階調補正装置。
9. 請求項１記載の階調補正装置において、
   前記輝度信号と前記白補正輝度信号との輝度値の変化量を検出し、輝度変化量として出力する輝度変化量検出手段と、
   前記輝度変化量に基づいて色差信号を補正する色連動手段とをさらに備えたことを特徴とする階調補正装置。
10. 輝度信号の所定の期間における最小値を検出し、輝度最小値として出力する最小値検出手段と、
    黒しきい値と前記輝度最小値と前記輝度信号とを比較し、その結果を黒比較信号として出力する比較手段と、
    前記黒しきい値とペデスタル値と前記輝度最小値と前記輝度信号とを入力とし、該輝度信号に所定の線形変換を行い、黒線形変換輝度信号として出力する線形変換手段と、
    前記黒比較信号に基づいて前記輝度信号、前記ペデスタル値、及び前記黒線形変換輝度信号からいずれかを選択し、黒補正輝度信号として出力する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、
    前記輝度信号が前記黒しきい値以上であることを前記黒比較信号が示す場合には、輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記黒しきい値より小さく、かつ前記輝度最小値以上であることを前記黒比較信号が示す場合には、前記黒線形変換輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記黒しきい値よりも小さく、かつ前記輝度最小値よりも小さいことを前記黒比較信号が示す場合には、前記ペデスタル値を選択することを特徴とする階調補正装置。
11. 請求項１０記載の階調補正装置において、
    前記輝度信号の所定の期間の平均である平均輝度レベルに基づいて前記黒しきい値を変更し、変更黒しきい値として出力するしきい値変更手段をさらに備え、
    前記比較手段、及び前記線形変換手段で前記黒しきい値に代えて、前記変更黒しきい値を用いることを特徴とする階調補正装置。
12. 請求項１０記載の階調補正装置において、
    前記輝度最小値に基づいて前記黒しきい値を変更し、変更黒しきい値として出力するしきい値変更手段をさらに備え、
    前記比較手段、及び前記線形変換手段で前記黒しきい値に代えて、前記変更黒しきい値を用いることを特徴とする階調補正装置。
13. 請求項１０記載の階調補正装置において、
    輝度信号の所定の期間における最大値を検出し、輝度最大値として出力する最大値検出手段と、
    前記輝度最小値と前記輝度最大値とに基づいて所定の演算を行い、黒しきい値を生成するしきい値生成手段とをさらに備え、
    前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記しきい値生成手段の生成した黒しきい値を用いることを特徴とする階調補正装置。
14. 請求項１０記載の階調補正装置において、
    前記輝度最小値を変更し、変更輝度最小値として出力する最小値変更手段をさらに備え、
    前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最小値に代えて前記変更輝度最小値を用いることを特徴とする階調補正装置。
15. 請求項１０記載の階調補正装置において、
    前記輝度信号の所定の期間の平均である平均輝度レベルに基づいて前記輝度最小値を変更し、変更輝度最小値として出力する最小値変更手段をさらに備え、
    前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最小値に代えて前記変更輝度最小値を用いることを特徴とする階調補正装置。
16. 請求項１０記載の階調補正装置において、
    前記輝度最小値を変更し、変更輝度最小値として出力するマイクロプロセッサをさらに備え、
    前記比較手段、及び前記線形変換手段で、前記輝度最小値に代えて前記変更輝度最小値を用いることを特徴とする階調補正装置。
17. 請求項１０記載の階調補正装置において、
    輝度信号と黒補正輝度信号との輝度値の変化量を検出し、輝度変化量として出力する輝度変化量検出手段と、
    前記輝度変化量に基づいて色差信号を補正する色連動手段とをさらに備えたことを特徴とする階調補正装置。
18. 輝度信号の所定の期間における最大値を検出する最大値検出ステップと、
    前記第１の白しきい値と第２の白しきい値と前記輝度最大値と前記輝度信号とを入力とし、該輝度信号に所定の線形変換を行う線形変換ステップと、
    前記最大値検出ステップで検出した最大値である輝度最大値と第１の白しきい値と前記輝度信号とを比較する比較ステップと、
    前記比較ステップでの比較結果に基づいて、前記線形変換ステップで前記輝度信号を線形変換した線形変換輝度信号、前記輝度信号、及び前記第２の白しきい値からいずれかを白補正輝度信号として選択する選択ステップとを備え、
    前記選択ステップで、
    前記輝度信号が前記第１の白しきい値以下であることを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記第１の白しきい値より大きく、かつ前記輝度最大値以下であることを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、前記線形変換輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記第１の白しきい値よりも大きく、かつ前記輝度最大値よりも大きいことを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、前記第２の白しきい値を選択することを特徴とする階調補正方法。
19. 輝度信号の所定の期間における最小値を検出する最小値検出ステップと、
    前記黒しきい値とペデスタル値と前記輝度最小値と前記輝度信号とを入力とし、該輝度信号に所定の線形変換を行う線形変換ステップと、
    黒しきい値と前記最小値検出ステップで検出した最小値である輝度最小値と前記輝度信号とを比較する比較ステップと、
    前記比較ステップでの比較結果に基づいて、前記線形変換ステップで前記輝度信号を線形変換した線形変換輝度信号、前記輝度信号、及び前記ペデスタル値からいずれかを黒補正輝度信号として選択する選択ステップとを備え、
    前記選択ステップで、
    前記輝度信号が前記黒しきい値以上であることを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記黒しきい値より小さく、かつ前記輝度最小値以上であることを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、前記線形変換輝度信号を選択し、前記輝度信号が前記黒しきい値よりも小さく、かつ前記輝度最小値よりも小さいことを前記比較ステップでの比較結果が示す場合には、前記ペデスタル値を選択することを特徴とする階調補正方法。
20. 請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載の階調補正装置を備えたことを特徴とする映像表示装置。

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