JP3783645B2 - コントラスト調整方法、コントラスト調整回路及びそれを用いた映像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン信号やパーソナルコンピュータ等から入力されるアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換し、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）や液晶パネル等の表示部に表示する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置において、ブラウン管を用いた映像表示装置と比べ、コントラストが劣ることが課題とされていた。ＰＤＰにおいては、コントラストを向上させるため、従来より、蛍光体の発光効率の向上、及び、駆動方式、または、構造の改善などが行われてきた。詳しくは、特開平１０−２０８６３７号公報、特開平８−１３８５５８号公報等に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置においては、より一層の高コントラスト化が望まれる。
本発明の課題点は、かかる従来技術に鑑み、安定して高いコントラストが得られるようにすることである。
本発明の目的は、上記課題点を解決できる技術を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、映像信号に基づき映像の表示を行う固定画素デバイスを用いた映像表示装置において、前記映像信号の最大輝度レベル情報と平均輝度レベル情報を用いて前記映像信号のゲインを制御してコントラストを調整するコントラスト調整手段を備え、前記コントラスト調整手段は、前記平均輝度レベル情報が予め定められた閾値より低い APL 領域でありかつ前記最大輝度レベル情報が最高階調レベル以下の予め定められた第 1 の MAX 領域である場合のゲインより、前記平均輝度レベル情報が前記 APL 領域でありかつ前記最大輝度レベル情報が前記第 1 の MAX 領域よりも低い第２の MAX 領域である場合のゲインが大きくなるように制御することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図８は本発明の第１の実施例の説明図である。図１は本発明のコントラスト調整回路の基本構成図、図２は最大輝度レベルと平均輝度レベルの輝度領域分割の説明図、図３は分割された輝度領域とゲイン制御との関係を示す図、図４はコントラスト調整におけるゲイン制御範囲の説明図、図５は黒伸張機能の説明図、図６はコントラスト調整に連動させる色補正の説明図、図７は第１の実施例としてのコントラスト調整回路の構成図、図８はコントラスト調整の効果の説明図である。
本第１の実施例は、最大輝度レベルと平均輝度レベルの輝度領域情報に基づき、Ａ／Ｄ変換前のアナログ輝度信号のゲイン制御と、Ａ／Ｄ変換後のデジタル輝度信号の黒伸張処理とデジタル色信号の色補正とを行う場合の例である。
【０００６】
図１において、１はコントラスト調整回路、２は、コントラスト調整された信号により映像をカラー表示する表示部、３は、入力されたアナログ輝度信号を増幅するビデオアンプ、４はデジタル信号形成・輝度レベル検出回路、５はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、６は、所定期間内におけるデジタル輝度信号の最大輝度レベルと平均輝度レベルとを検出する信号レベル検出回路、７は、該検出した最大輝度レベルと平均輝度レベルのそれぞれにつき該当する輝度領域を判定し、判定結果に対応した制御信号を形成して出力するマイコンである。入力されたアナログ輝度信号は、ビデオアンプ３で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５でデジタル輝度信号に変換されて信号レベル検出回路６に入力される。該信号レベル検出回路６においては、デジタル輝度信号の、例えば１フィールドまたは１フレームの映像期間内における最大輝度レベルと平均輝度レベルとが検出される。該検出された最大輝度レベルと平均輝度レベルの情報（信号）はそれぞれ、マイコン７に入力される。該マイコン７内では、入力された該最大輝度レベルと平均輝度レベルの情報に基づき、該最大輝度レベルが該当する輝度領域と、該平均輝度レベルが該当する輝度領域とがそれぞれ判定され、該判定結果に基づく制御信号が形成されて出力される。該制御信号はビデオアンプ３に入力され、該ビデオアンプ３におけるアナログ輝度信号の増幅ゲインが制御される。アナログ輝度信号の増幅ゲインが制御されることでＡ／Ｄ変換後のデジタル輝度信号のゲインも変化し、この結果、コントラストが調整された映像が表示部２に表示される。
なお、上記図１には図示されないが、本発明の第１の実施例（図７）では、上記マイコン７からは別に制御信号が、デジタル輝度信号の黒伸張処理を行うための黒伸張回路と、デジタル輝度信号とデジタル色（色差）信号を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号に変換するカラーマトリックス回路とに出力されるようになっている。該黒伸張回路では、平均輝度レベルの輝度領域情報に基づき黒伸張処理がされ、該カラーマトリックス回路では色補正（色の濃さの制御）が行われる。
【０００７】
図２は、最大輝度レベルと平均輝度レベルの輝度領域分割の説明図で、（ａ）は最大輝度レベルの場合、（ｂ）は平均輝度レベルの場合である。最大輝度レベルは、例えば、図２（ａ）に示すように、Ａ／Ｄ変換器が８ビットの場合の最高階調レベル２５５を最大輝度レベル上限とし、３つの最大輝度領域、すなわち、飽和輝度領域（▲１▼飽和ＭＡＸ領域）、高輝度領域（▲２▼高ＭＡＸ領域）、及び低輝度領域（▲３▼低ＭＡＸ領域）の３領域に分ける。飽和輝度領域（▲１▼飽和ＭＡＸ領域）は最大輝度レベル上限を超える輝度領域であり、高輝度領域（▲２▼高ＭＡＸ領域）は、最大輝度レベル下限と上記最大輝度レベル上限との間の輝度領域であり、低輝度領域（▲３▼低ＭＡＸ領域）は最低階調レベル０と上記最大輝度レベル下限との間の輝度領域である。また、平均輝度レベルは、例えば、図２（ｂ）に示すように、Ａ／Ｄ変換器が８ビットの場合の最高階調レベル２５５と最低階調レベル０との間を４つの平均輝度領域、すなわち、高平均輝度領域（▲１▼高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（▲２▼中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（▲３▼低ＡＰＬ領域）、及び極低平均輝度領域（▲４▼極低ＡＰＬ領域）の４領域に分ける。図１の信号レベル検出回路６で検出された最大輝度レベルと平均輝度レベルはそれぞれ、マイコン７によって、上記輝度領域のうちのどれに該当するかが判定される。
【０００８】
図３は、上記図２の分割された輝度領域とゲインとの関係の例を示す。図３（ａ）は、最大輝度レベルの輝度領域と平均輝度レベルの輝度領域とにおける１２個の組合わせ例と、該組合わせの各場合におけるゲインの制御方向とを示し、図３（ｂ）はゲインの制御内容を示す。Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４は、最大輝度レベルが飽和輝度領域（▲１▼飽和ＭＡＸ領域）の場合、Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８は、最大輝度レベルが高輝度領域（▲２▼高ＭＡＸ領域）の場合、Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１２は、最大輝度レベルが低輝度領域（▲３▼低ＭＡＸ領域）の場合である。Ｎｏ．１、Ｎｏ．２では、最大輝度レベルが飽和輝度領域（▲１▼飽和ＭＡＸ領域）であって、かつ、平均輝度レベルが高平均輝度領域（▲１▼高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（▲２▼中ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えば本コントラスト調整機能によりビデオアンプ３のゲインを上げてれば画面飽和を防ぐためゲインを下げるように制御する。Ｎｏ．３では、最大輝度レベルが飽和輝度領域（▲１▼飽和ＭＡＸ領域）であっても、平均輝度レベルが低平均輝度領域（▲３▼低ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを保持するように制御する。Ｎｏ．４では、最大輝度レベルが飽和輝度領域（▲１▼飽和ＭＡＸ領域）であっても、平均輝度レベルが極低平均輝度領域（▲４▼極低ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを上げるように制御する。Ｎｏ．５〜Ｎｏ．７では、最大輝度レベルが高輝度領域（▲２▼高ＭＡＸ領域）であって、かつ、平均輝度レベルが高平均輝度領域（▲１▼高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（▲２▼中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（▲３▼低ＡＰＬ領域）にあるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを保持するように制御する。Ｎｏ．８では、最大輝度レベルが高輝度領域（▲２▼高ＭＡＸ領域）であっても、平均輝度レベルが極低平均輝度領域（▲４▼極低ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを上げるように制御する。Ｎｏ．９では、最大輝度レベルが低輝度領域（▲３▼低ＭＡＸ領域）であっても、平均輝度レベルが高平均輝度領域（▲１▼高ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを保持するように制御する。Ｎｏ．１０〜Ｎｏ．１２ではそれぞれ、最大輝度レベルが低輝度領域（▲３▼低ＭＡＸ領域）であって、かつ、平均輝度レベルが中平均輝度領域（▲２▼中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（▲３▼低ＡＰＬ領域）、極低平均輝度領域（▲４▼極低ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを上げるように制御する。上記において、ゲインを下げる限界は、最大限初期値までである。
【０００９】
図４は、上記コントラスト調整におけるゲイン制御範囲の説明図である。図４では、ゲイン制御範囲の例として、０から１２７の１２８段階にゲインを分けている。ゲインの増減は、例えばビデオアンプ３のゲインの最大値と初期値との間の範囲で行われる。ゲイン制御範囲は、図３のＮｏ．４、Ｎｏ．８の場合と、それ以外の場合で切り替える。図３のＮｏ．４、Ｎｏ．８の場合、他の条件に比べてゲインの制御範囲を狭める。これは、この条件のとき、検出した最大輝度レベルに関わらずゲインを上げるため、ゲインの上げすぎによる映像の飽和（白つぶれ）を抑えるためである。
【００１０】
図５は、黒色の引き締まった映像を得るための黒伸張機能の説明図である。図５（ａ）は、黒伸張を行うときの輝度信号の入力レベルに対する出力レベルの関係を示す図、図５（ｂ）は、入力輝度信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ）に対する制御ゲインの関係を示す図である。黒伸張では、設定した開始レベル以下の入力輝度信号に対し、出力レベルを下げる。本発明では、その下げ量をゲインによって制御し、該ゲインは平均輝度レベル（ＡＰＬ）に基づき制御する。この例では、平均輝度レベル（ＡＰＬ）が高いときほどゲインを上げ、出力レベルの下げ量を大きくしている。
【００１１】
図６は、コントラスト調整に連動させる色補正の説明図である。
コントラスト調整においては、ゲインの増大は輝度信号に対してのみ行うため、ゲイン増大に伴い、色の濃さが低下した映像になる。このため、この対策として、ゲイン増大に対応して映像の色の濃さを増大させる補正（色補正）を行う。該色補正は、例えば、図６のような特性に従って行う。設定される色補正開始ゲイン、コントラストの最大ゲイン、及び色補正量の最大（ＭＡＸ）値とから、補正特性線の傾きを求め、コントラストのゲイン毎の補正量を決定する。これによって、コントラスト調整時の色の濃さの低下を抑えられる。
【００１２】
図７は、本発明の第１の実施例としてのコントラスト調整回路の構成例である。
図７において、１はコントラスト調整回路、２は映像表示を行うＰＤＰや液晶パネル等を用いて成る表示部、１１は入力されたアナログ輝度信号Ｙａを増幅するビデオアンプ、１２は該増幅されたアナログ輝度信号Ｙａをデジタル輝度信号Ｙｄに変換するＡ／Ｄ変換器、１３は入力信号を表示装置が表示可能な信号タイミングに変換するスキャンコンバータ、１４は入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒをデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換するＡ／Ｄ変換器、１５１、１５２は、上記Ａ／Ｄ変換で得られた上記デジタル輝度信号Ｙｄのノイズ除去を行うローパスフィルタであるノイズ除去用ＬＰＦ、１６は、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば１フレームまたは１フィールドにおける平均輝度レベルを検出する平均輝度検出回路、１７は、ノイズ除去用ＬＰＦ１５２の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば１フレームまたは１フィールドにおける最大輝度レベルを検出する最大輝度検出回路、１８は、平均輝度検出回路１６で検出された平均輝度レベルの情報（信号）が入力され、該平均輝度レベルが該当する輝度領域を判定する平均輝度判定部、１９は、最大輝度検出回路１７で検出された最大輝度レベルの情報（信号）が入力され、該最大輝度レベルが該当する輝度領域を判定する最大輝度判定部、２０は、上記平均輝度レベルが該当する輝度領域と上記最大輝度レベルが該当する輝度領域との情報に基づき、ビデオアンプ１１のゲイン等を制御するための制御信号を形成するゲイン制御部、３０は黒伸張処理を行う黒伸張回路、３１は、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄを、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換するカラーマトリックス回路、Ｔ１はアナログ輝度信号Ｙａの入力端子、Ｔ２、Ｔ３はアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒの入力端子である。上記のうち、平均輝度判定部１８、最大輝度判定部１９及びゲイン制御部２０は、例えばマイコンとして構成され、Ａ／Ｄ変換器１２、１４、スキャンコンバータ１３、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２、平均輝度検出回路１６、最大輝度検出回路１７、黒伸張回路３０、及びカラーマトリックス回路３１は、例えばＬＳＩ（大規模集積回路）として構成される。
【００１３】
上記図７の構成において、入力端子Ｔ１からのアナログ輝度信号Ｙａは、ビデオアンプ１１で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル輝度信号Ｙｄに変換される。該デジタル輝度信号Ｙｄは、スキャンコンバータ１３に入力されるとともに、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２に入力される。ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２においてノイズを除去された後、平均輝度検出回路１６と、最大輝度検出回路１７とに入力され、平均輝度検出回路１６では所定期間内における平均輝度レベルが検出され、最大輝度検出回路１７では最大輝度レベルが検出される。該検出された平均輝度レベルと最大輝度レベルの情報はそれぞれ、平均輝度判定部１８、最大輝度判定部１９に入力され、平均輝度判定部１８では、上記検出された平均輝度レベルがどの輝度領域に該当するかが判定され、最大輝度判定部１９では、上記検出された最大輝度レベルがどの輝度領域に該当するかが判定される。具体的には、例えば、検出された平均輝度レベルは、上記図２で説明した４つの平均輝度領域、すなわち、高平均輝度領域（▲１▼高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（▲２▼中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（▲３▼低ＡＰＬ領域）、極低平均輝度領域（▲４▼極低ＡＰＬ領域）のいずれに該当するかが判定される。また、検出された最大輝度レベルも、上記図２で説明した３つの最大輝度領域、すなわち、飽和輝度領域（▲１▼飽和ＭＡＸ領域）、高輝度領域（▲２▼高ＭＡＸ領域）、低輝度領域（▲３▼低ＭＡＸ領域）の３領域のいずれに該当するかが判定される。該判定された上記平均輝度レベルが該当する輝度領域の情報と、上記最大輝度レベルが該当する輝度領域の情報とは、ゲイン制御部２０に入力される。また、平均輝度判定部１８から輝度領域判定に用いた平均輝度レベルも合わせて入力される。ゲイン制御部２０では、これらの輝度領域情報および平均輝度レベルに基づき、第１、第２及び第３の制御信号が形成される。第１の制御信号は、ビデオアンプ１１のゲインを制御してコントラストを調整するための信号であって、例えば、上記図３のような、上記検出された平均輝度レベルが該当する輝度領域と、上記検出された最大輝度レベルが該当する輝度領域との組合わせの情報に基づき形成される制御信号である。第２の制御信号は、黒伸張回路３０に入力され、黒伸張処理を行わせるための信号であって、上記検出された平均輝度レベルに基き形成される制御信号である。第３の制御信号は、カラーマトリックス回路３１に入力され、デジタル色（色差）信号の色の濃さ補正を行うための信号であって、上記第１の制御信号でのコントラスト調整ゲインに基づき形成される制御信号である。一方、入力端子Ｔ２、Ｔ３から入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒも、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換された後、デジタル輝度信号Ｙｄと同様、スキャンコンバータ１３に入力され、画素変換される。スキャンコンバータ１３から出力されたデジタル輝度信号Ｙｄは、黒伸張回路３０に入力され、該黒伸張回路３０内において、上記第２の制御信号によって制御された状態で黒伸張処理される。該黒伸張処理されたデジタル輝度信号Ｙｄはさらにカラーマトリックス回路３１に入力される。該カラーマトリックス回路３１には、上記スキャンコンバータ１３から出力されるデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄも入力される。カラーマトリックス回路３１では、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換されて出力される。上記図７のコントラスト調整回路は、映像表示装置の一部を構成する。図７において、上記出力されたデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄは、表示部２に入力され、該表示部２で映像として表示される。
【００１４】
図８は、コントラスト調整を行った場合の効果の説明図である。図８（ａ）、図８（ｂ）ともアナログ輝度信号の波形例を示す。図８（ａ）は、振幅が小さく、かつ平均輝度レベルも低い（小さい）場合であり、図８（ｂ）は、振幅は大きいが、平均輝度レベルが低い（小さい）場合である。（ａ）では、全体的に振幅も小さく、平均輝度レベルも低い（小さい）ために、全体波形の振幅を増大させることにより平均輝度レベルも上げる。図３のＮｏ．１０〜Ｎｏ．１２の場合がこれに該当する。また、（ｂ）では、ごく一部の第１の波形の振幅は大きいが、他の大部分を占める第２の波形の振幅は小さいため、最大輝度レベルに関係なく該第２の波形の振幅を増大させることにより、平均輝度レベルを上げる。図３のＮｏ．４の場合がこれに該当する。
【００１５】
上記第１の実施例によれば、最大輝度レベルと平均輝度レベルとによって、映像のコントラストを調整することができるため、安定して高いコントラストを得ることができる。色の濃さの低下も抑えられ、また、黒伸張処理により、黒色が引き締まった映像が得られる。
【００１６】
図９は、本発明の第２の実施例を示す図で、コントラスト調整回路の構成例を示す。
本第２の実施例は、最大輝度レベルと平均輝度レベルの輝度領域情報に基づき、Ａ／Ｄ変換前のアナログ輝度信号のゲイン制御と、Ａ／Ｄ変換前のアナログ色（色差）信号のゲイン制御と、Ａ／Ｄ変換後のデジタル輝度信号の黒伸張処理とを行う場合の例である。
図９において、１はコントラスト調整回路、２は映像表示を行うＰＤＰや液晶パネル等を用いて成る表示部、１１は入力されたアナログ輝度信号Ｙａを増幅するビデオアンプ、１２は該増幅されたアナログ輝度信号Ｙａをデジタル輝度信号Ｙｄに変換するＡ／Ｄ変換器、１３は入力信号を表示装置が表示可能な信号タイミングに変換するスキャンコンバータ、１１１は入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒを増幅するビデオアンプ、１４は増幅されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒをデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換するＡ／Ｄ変換器、１５１、１５２は、上記Ａ／Ｄ変換器１２により得られた上記デジタル輝度信号Ｙｄのノイズ除去を行うローパスフィルタとしてのノイズ除去用ＬＰＦ、１６は、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば１フレームまたは１フィールドにおける平均輝度レベルを検出する平均輝度検出回路、１７は、ノイズ除去用ＬＰＦ１５２の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば１フレームまたは１フィールドにおける最大輝度レベルを検出する最大輝度検出回路、１８は、平均輝度検出回路１６で検出された平均輝度レベルの情報（信号）が入力され、該平均輝度レベルが該当する輝度領域を判定する平均輝度判定部、１９は、最大輝度検出回路１７で検出された最大輝度レベルの情報（信号）が入力され、該最大輝度レベルが該当する輝度領域を判定する最大輝度判定部、２０は、上記平均輝度レベルが該当する輝度領域と上記最大輝度レベルが該当する輝度領域との情報に基づき、ビデオアンプ１１のゲイン等を制御する制御信号を形成するためのゲイン制御部、３０は黒伸張処理を行う黒伸張回路、３１は、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄを、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換するカラーマトリックス回路、Ｔ１はアナログ輝度信号Ｙａの入力端子、Ｔ２、Ｔ３はアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒの入力端子である。本実施例の場合も、上記のうち、平均輝度判定部１８、最大輝度判定部１９及びゲイン制御部２０は、例えばマイコンとして構成され、Ａ／Ｄ変換器１２、１４、スキャンコンバータ１３、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２、平均輝度検出回路１６、最大輝度検出回路１７、黒伸張回路３０、及びカラーマトリックス回路３１は、例えばＬＳＩ（大規模集積回路）として構成される。
【００１７】
上記図９の構成において、入力端子Ｔ１からのアナログ輝度信号Ｙａは、ビデオアンプ１１で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル輝度信号Ｙｄに変換される。該デジタル輝度信号Ｙｄは、スキャンコンバータ１３に入力されるとともに、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２に入力される。ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２でノイズを除去された後、平均輝度検出回路１６と、最大輝度検出回路１７とに入力される。平均輝度検出回路１６では所定期間内における平均輝度レベルが検出され、最大輝度検出回路１７では該所定期間内における最大輝度レベルが検出される。該検出された平均輝度レベルと最大輝度レベルの情報はそれぞれ、平均輝度判定部１８、最大輝度判定部１９に入力され、平均輝度判定部１８では、上記検出された平均輝度レベルがどの輝度領域に該当するかが判定され、最大輝度判定部１９では、上記検出された最大輝度レベルがどの輝度領域に該当するかが判定される。具体的には、例えば、検出された平均輝度レベルは、上記図２で説明した４つの平均輝度領域、すなわち、高平均輝度領域（▲１▼高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（▲２▼中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（▲３▼低ＡＰＬ領域）、極低平均輝度領域（▲４▼極低ＡＰＬ領域）のいずれに該当するかが判定される。また、検出された最大輝度レベルも、上記図２で説明した３つの最大輝度領域、すなわち、飽和輝度領域（▲１▼飽和ＭＡＸ領域）、高輝度領域（▲２▼高ＭＡＸ領域）、低輝度領域（▲３▼低ＭＡＸ領域）の３領域のいずれに該当するかが判定される。該判定された上記平均輝度レベルが該当する輝度領域の情報と、上記最大輝度レベルが該当する輝度領域の情報とは、ゲイン制御部２０に入力される。また、平均輝度判定部１８から輝度領域判定に用いた平均輝度レベルも合わせて入力される。ゲイン制御部２０では、これらの輝度領域情報および平均輝度レベル情報に基づき、第１、第２及び第３の制御信号が形成される。第１の制御信号は、ビデオアンプ１１のゲインを制御してコントラストを調整するための信号であって、例えば、上記図３のような、上記検出された平均輝度レベルが該当する輝度領域と、上記検出された最大輝度レベルが該当する輝度領域との組合わせの情報に基づいて形成される。第２の制御信号は、黒伸張回路３０に入力され、黒伸張処理を行わせるための信号であって、上記検出された平均輝度レベル情報に基き形成される制御信号である。第３の制御信号は、ビデオアンプ１１１に入力され、デジタル色（色差）信号のゲイン制御を行うための信号であって、上記第１の制御信号でのコントラスト調整ゲインに基づき形成される。一方、ビデオアンプ１１１から出力されるアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒも、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換された後、デジタル輝度信号Ｙｄと同様、スキャンコンバータ１３に入力される。スキャンコンバータ１３から出力されたデジタル輝度信号Ｙｄは、黒伸張回路３０に入力され、該黒伸張回路３０内において、上記第２の制御信号による制御状態で黒伸張処理される。該黒伸張処理されたデジタル輝度信号Ｙｄはさらにカラーマトリックス回路３１に入力される。該カラーマトリックス回路３１には、上記スキャンコンバータ１３から出力されるデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄも入力される。カラーマトリックス回路３１では、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換されて出力される。上記図９のコントラスト調整回路も、映像表示装置の一部を構成する。図９において、上記出力されたデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄは、表示部２に入力され、映像として表示される。
【００１８】
上記第２の実施例によれば、上記第１の実施例の場合と同様、安定して高いコントラストを得ることができる。色の濃さの低下も抑えられ、また、黒伸張処理により、黒色が引き締まった映像が得られる。
【００１９】
図１０は、本発明の第３の実施例を示す図で、コントラスト調整回路の構成例を示す。
本第３の実施例は、最大輝度レベルと平均輝度レベルの輝度領域情報に基づき、Ａ／Ｄ変換後のデジタル輝度信号のゲイン制御と、Ａ／Ｄ変換後のデジタル色（色差）信号のゲイン制御と、Ａ／Ｄ変換後のデジタル輝度信号の黒伸張処理とを行う場合の例である。上記デジタル輝度信号のゲイン制御とデジタル色（色差）信号のゲイン制御とは、カラーマトリックス回路内において行う。
図１０において、１はコントラスト調整回路、２は、ＰＤＰや液晶パネル等を用いて成り映像表示を行う表示部、１２は入力されたアナログ輝度信号Ｙａをデジタル輝度信号Ｙｄに変換するＡ／Ｄ変換器、１３は入力信号を表示装置が表示可能な信号タイミングに変換するスキャンコンバータ、１４は入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒをデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換するＡ／Ｄ変換器、１５１、１５２は、上記Ａ／Ｄ変換器１２により得られたデジタル輝度信号Ｙｄのノイズ除去を行うローパスフィルタとしてのノイズ除去用ＬＰＦ、１６は、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば１フレームまたは１フィールドにおける平均輝度レベルを検出する平均輝度検出回路、１７は、ノイズ除去用ＬＰＦ１５２の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば１フレームまたは１フィールドにおける最大輝度レベルを検出する最大輝度検出回路、１８は、平均輝度検出回路１６で検出された平均輝度レベルの情報（信号）が入力され、該平均輝度レベルが該当する輝度領域を判定する平均輝度判定部、１９は、最大輝度検出回路１７で検出された最大輝度レベルの情報（信号）が入力され、該最大輝度レベルが該当する輝度領域を判定する最大輝度判定部、２０は、上記平均輝度レベルが該当する輝度領域と上記最大輝度レベルが該当する輝度領域との情報に基づき、デジタル輝度信号とデジタル色（色差）信号のゲインを制御する制御信号を形成するためのゲイン制御部、３０は黒伸張処理を行う黒伸張回路、３２は、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄを、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換するカラーマトリックス回路、Ｔ１はアナログ輝度信号Ｙａの入力端子、Ｔ２、Ｔ３はアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒの入力端子である。本実施例の場合も、上記のうち、平均輝度判定部１８、最大輝度判定部１９及びゲイン制御部２０は、例えばマイコンとして構成され、Ａ／Ｄ変換器１２、１４、スキャンコンバータ１３、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２、平均輝度検出回路１６、最大輝度検出回路１７、黒伸張回路３０、及びカラーマトリックス回路３２は、例えばＬＳＩ（大規模集積回路）として構成される。
【００２０】
上記図１０の構成において、入力端子Ｔ１からのアナログ輝度信号Ｙａは、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル輝度信号Ｙｄに変換される。該デジタル輝度信号Ｙｄは、スキャンコンバータ１３に入力されるとともに、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２に入力される。ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２ではノイズを除去され、さらに、平均輝度検出回路１６と、最大輝度検出回路１７とに入力される。平均輝度検出回路１６では所定期間内における平均輝度レベルが検出され、最大輝度検出回路１７では該所定期間内における最大輝度レベルが検出される。該検出された平均輝度レベルと最大輝度レベルの情報はそれぞれ、平均輝度判定部１８、最大輝度判定部１９に入力される。平均輝度判定部１８では、上記検出された平均輝度レベルが、予め領域分けされた輝度領域のうちのどの輝度領域に該当するかが判定され、最大輝度判定部１９では、上記検出された最大輝度レベルが、予め領域分けされた輝度領域のうちのどの輝度領域に該当するかが判定される。具体的には、例えば、検出された平均輝度レベルは、上記図２で説明した４つの平均輝度領域、すなわち、高平均輝度領域（▲１▼高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（▲２▼中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（▲３▼低ＡＰＬ領域）、極低平均輝度領域（▲４▼極低ＡＰＬ領域）のいずれに該当するかが判定される。また、検出された最大輝度レベルも、上記図２で説明した３つの最大輝度領域、すなわち、飽和輝度領域（▲１▼飽和ＭＡＸ領域）、高輝度領域（▲２▼高ＭＡＸ領域）、低輝度領域（▲３▼低ＭＡＸ領域）の３領域のいずれに該当するかが判定される。該判定された上記平均輝度レベルが該当する輝度領域の情報と、上記最大輝度レベルが該当する輝度領域の情報とは、ゲイン制御部２０に入力される。また、平均輝度判定部１８から輝度領域判定に用いた平均輝度レベルも合わせて入力される。ゲイン制御部２０では、これらの輝度領域情報および平均輝度レベルに基づき、第１、第２及び第３の制御信号が形成される。第１の制御信号は、カラーマトリックス回路３２に入力され、該カラーマトリックス回路３２においてデジタル輝度信号のゲインを制御してコントラストを調整するための信号であって、例えば、上記図３のような、上記検出された平均輝度レベルが該当する輝度領域と、上記検出された最大輝度レベルが該当する輝度領域との組合わせの情報に基づいて形成される。第２の制御信号は、黒伸張回路３０に入力され、黒伸張処理を行わせるための信号であって、上記検出された平均輝度レベル情報に基き形成される制御信号である。第３の制御信号は、上記第１の制御信号と同様にカラーマトリックス回路３２に入力され、該カラーマトリックス回路３２においてデジタル色（色差）信号のゲイン制御を行うための信号であって、上記第１の制御信号でのコントラスト調整ゲインに基づき形成される。Ａ／Ｄ変換器１４で変換されたデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄも、デジタル輝度信号Ｙｄと同様、スキャンコンバータ１３に入力される。スキャンコンバータ１３から出力されたデジタル輝度信号Ｙｄは、黒伸張回路３０に入力され、該黒伸張回路３０内において、上記第２の制御信号による制御状態で黒伸張処理される。該黒伸張処理されたデジタル輝度信号Ｙｄはさらにカラーマトリックス回路３２に入力される。該カラーマトリックス回路３２には、上記スキャンコンバータ１３から出力されるデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄも入力される。カラーマトリックス回路３２では、上記第１の制御信号によってコントラストが制御され、上記第２の制御背因業によって色の濃さが制御され、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換されて出力される。上記図１０のコントラスト調整回路も、映像表示装置の一部を構成する。図１０において、上記出力されたデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄは、表示部２に入力され、映像として表示される。
上記第３の実施例によれば、上記第１、第２の実施例の場合と同様、安定して高いコントラストを得ることができる。色の濃さの低下も抑えられ、また、黒伸張処理により、黒色が引き締まった映像が得られる。
【００２１】
図１１は、本発明の第４の実施例を示す図で、コントラスト調整回路の構成例を示す。
本第４の実施例は、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２へ入力するデジタル輝度信号を、Ａ／Ｄ変換器１２、１４の直後のデジタル輝度信号ではなく、カラーマトリックス回路３３からのデジタル輝度信号としている。このデジタル輝度信号は、カラーマトリックス回路３３内で行われるゲイン制御後のデジタル輝度信号であり、ゲイン制御結果が反映されている。各部の動作については、上記第３の実施例の場合と同様である。
上記第４の実施例によれば、上記第１、第２、第３の実施例の場合と同様、安定して高いコントラストを得ることができる。色の濃さの低下も抑えられる。また、黒伸張処理により、黒色が引き締まった映像が得られる。
【００２２】
なお、上記各実施例では、色補正を、Ａ／Ｄ変換前のアナログ色（色差）信号またはＡ／Ｄ変換後のデジタル色（色差）信号のいずれかのゲインを制御して行っているが、本発明はこれに限定されず、Ａ／Ｄ変換前のアナログ色（色差）信号とＡ／Ｄ変換後のデジタル色（色差）信号との両方のゲインを制御して行ってもよい。また同様に、輝度信号のゲイン制御についても、Ａ／Ｄ変換前のアナログ輝度信号またはＡ／Ｄ変換後のデジタル色輝度信号との両方のゲインを制御してもよい。また、上記実施例では、上記コントラスト調整と併せ、黒伸張及び色補正を行う構成としたが、本発明はこれに限定されず、黒伸張と色補正のいずれか一方、または両方ともを行わない構成であってもよい。また、ノイズ除去用ＬＰＦ等のノイズ除去手段を設けない構成であってもよい。さらに、上記第１、第２、第３の実施例においても、最大輝度レベル、平均輝度レベルの検出に用いるデジタル輝度信号は、第４の実施例と同様に、Ａ／Ｄ変換器の直後のものに限定されない。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、安定して高いコントラストを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコントラスト調整回路の基本構成図である。
【図２】輝度領域分割の説明図である。
【図３】分割された輝度領域とゲイン制御との関係を示す図である。
【図４】コントラスト調整におけるゲイン制御範囲の説明図である。
【図５】黒伸張機能の説明図である。
【図６】コントラスト調整に連動する色補正の説明図である。
【図７】本発明の第１の実施例としてのコントラスト調整回路の構成例図である。
【図８】コントラスト調整の効果の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施例としてのコントラスト調整回路の構成例図である。
【図１０】本発明の第３の実施例としてのコントラスト調整回路の構成例図である。
【図１１】本発明の第４の実施例としてのコントラスト調整回路の構成例図である。
【符号の説明】
１…コントラスト調整回路、 ２…表示部、 ３、１１、１１１…ビデオアンプ、 ５、１２、１４…Ａ／Ｄ変換器、 ６…信号レベル検出回路、 ７…マイコン、 １３…スキャンコンバータ、 １５１、１５２…ノイズ除去用ＬＰＦ、１６…平均輝度検出回路、 １７…最大輝度検出回路、 １８…平均輝度判定部、 １９…最大輝度判定部、 ２０…ゲイン制御部、 ３０…黒伸張回路、 ３１、３２、３３…カラーマトリックス回路。

Claims (14)

1. 映像信号に基づき映像の表示を行う固定画素デバイスを用いた映像表示装置において、
   前記映像信号の最大輝度レベル情報と平均輝度レベル情報を用いて前記映像信号のゲインを制御してコントラストを調整するコントラスト調整手段を備え、
   前記コントラスト調整手段は、前記平均輝度レベル情報が予め定められた閾値より低いAPL領域でありかつ前記最大輝度レベル情報が最高階調レベル以下の予め定められた第1のMAX領域である場合のゲインより、前記平均輝度レベル情報が前記APL領域でありかつ前記最大輝度レベル情報が前記第1のMAX領域よりも低い第２のMAX領域である場合のゲインが大きくなるように制御することを特徴とする映像表示装置。
2. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記コントラスト調整手段は、アナログ映像信号またはデジタル映像信号のゲインを制御してコントラストを調整することを特徴とする映像表示装置。
3. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記固定画素デバイスは、プラズマディスプレイパネルまたは液晶パネルであることを特徴とする映像表示装置。
4. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記最大輝度レベル情報と前記平均輝度レベル情報は、前記映像信号の１フレームまたは１フィールドの映像期間で検出されることを特徴とする映像表示装置。
5. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記第２のＭＡＸ領域は最低階調レベルと予め定められたＭＡＸ値との間の領域であり、前記第１のＭＡＸ領域とは前記予め定められたＭＡＸ値と前記最高階調レベルの間の領域であることを特徴とする映像表示装置。
6. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記映像信号の黒伸張処理を行う黒伸張手段を備え、
   前記黒伸張手段は、前記映像信号の設定した開始レベル以下の入力輝度信号に対し出力輝度レベルを下げることを特徴とする映像表示装置。
7. 請求項６に記載の映像表示装置において、
   前記黒伸張手段は、前記映像信号の平均輝度レベル情報を用いて前記黒伸張処理を行うことを特徴とする映像表示装置。
8. 請求項７に記載の映像表示装置において、
   前記黒伸張手段は、前記平均輝度レベル情報が高いほど前記出力輝度レベルを下げる下げ量を大きくすることを特徴とする映像表示装置。
9. 請求項７に記載の映像表示装置において、
   前記黒伸張手段は、平均輝度レベル情報が設定した値以下の場合には黒伸張処理を実行せず、設定した値以上の場合には黒伸張処理を実行することを特徴とする映像表示装置。
10. 請求項７に記載の映像表示装置おいて、
    前記黒伸張処理手段は、前記平均輝度レベル情報に対する前記下げ量の特性に従い黒伸張処理を実行するものであって、前記平均輝度レベル情報が前記設定した値から所定の値までの第１の輝度領域における前記下げ量の特性よりも、前記第１の輝度領域より大きい第２の輝度領域のほうが前記下げ量の特性が小さいことを特徴とする映像表示装置。
11. 請求項６に記載の映像表示装置において、
    前記コントラスト調整手段によりコントラストが調整された後に、前記黒伸張手段により黒伸張処理をすることを特徴とする映像表示装置。
12. 請求項１に記載の映像表示装置において、
    前記コントラスト調整手段により前記ゲインが増大する調整が行われた場合に、前記映像信号の色の濃さを増大するように補正する色補正手段を備えることを特徴とする映像表示装置。
13. 請求項１に記載の映像表示装置において、
    前記色補正手段は、前記映像表示装置に対して入力された映像信号のゲインが色補正開始ゲイン以上増大された場合、前記映像信号の色の濃さを増大するように補正することを特徴とする映像表示装置。
14. 請求項１に記載の映像表示装置において、
    前記コントラスト調整手段は、
    前記映像信号の最大輝度レベル情報が、最低階調レベルから予め定められたＭＡＸ値下限までの低ＭＡＸ領域と、前記ＭＡＸ値下限から最高階調レベルであるＭＡＸ値上限までの高ＭＡＸ領域と、前記ＭＡＸ値上限より大きい飽和ＭＡＸ領域と、のいずれかに該当するかを判定する手段と、
    前記映像信号の平均輝度レベル情報が、最低階調レベルから予め定められた極低ＡＰＬ領域判定閾値までの極低ＡＰＬ領域と、前記極低ＡＰＬ領域判定閾値から前記極低ＡＰＬ領域判定閾値より大きい低ＡＰＬ判定閾値までの低ＡＰＬ領域と、前記低ＡＰＬ判定閾値から前記低ＡＰＬ判定閾値より大きい高ＡＰＬ判定閾値までの中ＡＰＬ領域と、前記高ＡＰＬ判定閾値から最高階調レベルまでの高ＡＰＬ領域との、いずれかに該当するかを判定する手段と、を含み、
    更に、前記コントラスト調整手段は、
    前記平均輝度レベル情報が前記極低ＡＰＬ領域判定閾値、前記低ＡＰＬ判定閾値、または前記高ＡＰＬ判定閾値のいずれかより低い前記極低ＡＰＬ領域、低ＡＰＬ領域及び中ＡＰＬ領域のいずれか１つに該当すると判定され、かつ前記最大輝度レベル情報が第1のMAX領域である前記高ＭＡＸ領域に該当すると判定された場合のゲインより、
    前記平均輝度レベル情報が前記極低ＡＰＬ領域判定閾値、前記低ＡＰＬ判定閾値、または前記高ＡＰＬ判定閾値のいずれかより低い、前記極低ＡＰＬ領域、低ＡＰＬ領域及び中ＡＰＬ領域のいずれか１つに該当すると判定され、かつ前記最大輝度レベル情報が第２のMAX領域である前記低ＭＡＸ領域に該当すると判定された場合のゲインが大きくなるように制御することを特徴とする映像表示装置。

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