JP3803231B2 - 階調補正装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばビデオカメラなどに用いられる階調補正装置、媒体及び情報集合体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の階調補正装置としては特開平4−45486号公報に記載されたものが知られている。
【0003】
図10に従来の階調補正装置の構成図を示す。図10において、1は入力端子、2は高周波成分抽出回路、4はマイクロコンピュータ、5は階調補正手段、7は加算器、8は出力端子、9は高周波成分抑圧回路である。
【0004】
従来の階調補正装置では、入力端子1より入力した入力信号Sinに対し、マイクロコンピュータ4で入力信号の1画面分に相当する輝度値のヒストグラムを算出し、検出したヒストグラムに応じて、傾きが変わるような階調補正特性を算出する。階調補正特性はヒストグラムの分布が大きいところは傾きが大きく、分布が小さいところは傾きが小さくなるように設定する。
【0005】
マイクロコンピュータ4でヒストグラムが算出されている間に入力信号Sinはフレームメモリ11に貯えられる。
【0006】
階調補正手段5ではマイクロコンピュータ4で算出した階調補正特性に従ってフレームメモリ11に貯えられていた1画面分の入力信号Sinに対して階調補正してコントラストが改善された階調補正信号Seqが出力される。
【0007】
階調補正手段5から出力される階調補正信号Seqは高周波成分抑圧回路9に入力され、高周波成分が抑圧され階調補正信号の低周波成分である階調補正低周波信号Seqloが出力される。
【0008】
また、入力端子1に入力された入力信号は高周波成分抽出回路2により、高周波信号Shiが抽出される。
【0009】
加算器7では高周波成分抽出回路から出力される高周波信号Shiと高周波成分抑圧回路9から出力される階調補正低周波信号Seqloが加算され、合成信号Soutとして出力端子8より出力される。
【0010】
このように従来の階調補正装置では、高周波成分に対しては階調補正特性を与えない。従って、階調特性が抑圧された部分に関しては、高周波成分の階調特性は抑圧されないので、階調特性が抑圧された部分に関する解像感の劣化をより少なくすることが出来る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような階調補正装置では、解像感に影響を与える高周波成分に対し、階調補正特性を与えていないので、階調補正により階調特性が強調された部分は相対的に解像感が劣化するという課題がある。
【0012】
本発明は、上記課題を考慮し、階調補正により階調特性が強調された部分も相対的に解像間が劣化することがない階調補正装置、媒体及び情報集合体を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために第1の本発明(請求項1に対応)は、入力信号に非線形な階調特性を与えて階調補正を行い、階調補正信号を出力する階調補正手段と、
前記出力された階調補正信号において階調特性が抑圧された部分に関してその高周波成分の階調特性が抑圧されないように、かつ前記出力された階調補正信号の階調特性が強調された部分に関してその高周波成分の階調特性が強調されるように前記出力された階調補正信号を加工する加工手段とを備え、
前記加工手段は、前記入力信号の高周波成分を抽出して、高周波信号を出力する高周波成分抽出手段と、前記出力された高周波信号に前記入力信号と実質上同等の階調特性で階調補正を行い、階調補正高周波信号を出力する高周波信号階調補正手段と、前記階調補正信号と前記高周波信号と前記階調補正高周波信号とを合成する信号合成手段とを有することを特徴とする階調補正装置である。
【0014】
また、第2の本発明(請求項2に対応)は、入力信号に非線形な階調特性を与えて階調補正を行い、階調補正信号を出力する階調補正手段と、
前記出力された階調補正信号において階調特性が抑圧された部分に関してその高周波成分の階調特性が抑圧されないように、かつ前記出力された階調補正信号の階調特性が強調された部分に関してその高周波成分の階調特性が強調されるように前記出力された階調補正信号を加工する加工手段とを備え、
前記加工手段は、前記入力信号の高周波成分を抽出して、高周波信号を出力する高周波成分抽出手段と、前記入力信号に与える階調補正特性を入力し、高周波成分抽出手段から出力される高周波信号に与えるゲインを算出する高周波信号ゲイン算出手段と、前記高周波信号ゲイン算出手段で得られたゲインにより前記高周波信号のゲインを調整する高周波信号ゲイン調整手段と、前記階調補正信号と高周波信号ゲイン調整手段から出力されるゲイン調整後の高周波信号を合成する信号合成手段とを有することを特徴とする階調補正装置である。
【0015】
また、第3の本発明(請求項3に対応)は、前記高周波信号ゲイン算出手段は、前記入力した階調補正特性のゲインに所定の定数を加えたものを前記高周波信号に与えるゲインとすることを特徴とする第2の本発明の階調補正装置である。
【0016】
また、第4の本発明(請求項4に対応)は、前記加工手段は、前記入力信号の高周波成分を抽出して、第1の高周波信号を出力する第1の高周波成分抽出手段と、
前記出力された階調補正信号の高周波成分を抽出して、第2の高周波信号を出力する第2の高周波成分抽出手段と、
前記階調補正信号と前記第1の高周波信号と前記第2の高周波信号とを合成する信号合成手段とを有することを特徴とする第1または第2の本発明の階調補正装置である。
【0017】
また、第5の本発明(請求項5に対応)は、前記階調補正特性は、前記入力信号を複数のレベルに分割した際の分割レベル内の代表点におけるゲインで表されるものであり、
前記階調補正手段は、前記入力信号に対応したゲインを前記代表点におけるゲインから補間処理によって得ることを特徴とする第1〜第4の何れかの本発明の階調補正装置である。
【0018】
また、第6の本発明(請求項6に対応)は、前記補間処理は、前記出力信号の前記入力信号レベルに関する少なくとも2階微分が連続になるように行われることを特徴とする第5の本発明の階調補正装置である。
【0022】
次にこのような本発明の動作を説明する。
【0023】
上記本発明は、第1の高周波成分抽出手段、階調補正手段、第2の高周波成分抽出手段、信号合成手段で構成され、第1の高周波成分抽出手段は、入力信号の高周波成分を抽出し第1の高周波信号を出力し、階調補正手段は、入力信号に非線形な階調特性を与え階調補正信号を出力し、第2の高周波成分抽出手段は、階調補正信号の高周波成分を抽出し第2の高周波信号を出力し、信号合成手段は、階調補正手段から出力される階調補正信号と第1の高周波成分抽出手段から出力される第1の高周波信号と第2の高周波成分抽出手段から出力される第2の高周波信号とを合成することを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1の階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
【0025】
実施の形態1では、階調補正されていない高周波信号と、階調補正された高周波信号を階調補正信号と合成することにより、階調補正により階調特性が強調された部分でも解像感が劣化しない階調補正装置について説明する。
【0026】
図1は本発明の実施の形態1の階調補正装置の構成を表す構成図である。
【0027】
図1において1は入力端子、2は第1の高周波成分抽出回路、3はヒストグラム検出手段、4はマイクロコンピュータ、5は階調補正手段、6は第2の高周波成分抽出回路、7は加算器、8は出力端子、10は波形調整回路、11はフレームメモリである。
【0028】
なお、本実施の形態の第1の高周波成分抽出回路2は本発明の第1の高周波成分抽出手段の例であり、本実施の形態の第2の高周波成分抽出回路6は本発明の第2の高周波成分抽出手段の例であり、本実施の形態の加算器7は本発明の信号合成手段の例である。
【0029】
次に、このような本実施の形態の動作を説明する。
【0030】
入力端子1に入力された入力信号Sinはヒストグラム検出手段3に入力され、1画面分の信号のヒストグラムが検出される。ヒストグラムは入力信号のレベルごとの頻度分布であり、どの信号レベルに画像の出現頻度が集中しているかを表している。信号レベルの分割数は多いほど細かな階調補正が可能となるがそれに対して回路規模は大きくなる。本実施の形態では分割レベル数は16とし、入力信号の分布範囲である入力ダイナミックレンジを16等分するものとする。
【0031】
ヒストグラム検出手段3では16個の分割レベルに対応する輝度値の分布であるヒストグラムデータH(0)からH(15)が得られる。ここで、H(0)は0段目、H(15)は15段目のヒストグラムデータであり、0段目から順に低輝度部から高輝度部への分割レベルを表す。
【0032】
図2(a)にヒストグラムの例を示す。図2(a)で横軸は16個の分割レベル、縦軸は各分割レベルに対応した頻度であるヒストグラムデータである。図2(a)では分割レベル3の低輝度部と分割レベル12の高輝度部を中心に頻度が分布しており、逆光、あるいは過順光のシーンを表している。
【0033】
ヒストグラムデータH(n)の大きさは、入力信号のサンプル数に依存し、サンプル数が多いほど安定した値が得られるがマイクロコンピュータ内での処理には負荷がかかる。1画面分のサンプル数は512サンプルもあれば十分であり、ヒストグラム検出手段3では入力信号に対して1画面で512サンプル検出するようにサンプル間隔が調整される。
【0034】
以上のようにして求められた16個のレベルに対応するヒストグラムデータH(0)からH(15)はマイクロコンピュータ4に転送される。
【0035】
マイクロコンピュータ4内では、ヒストグラムデータH(0)からH(15)を用いて階調補正特性を算出する。階調補正特性SH(n)はヒストグラムデータH(0)からH(15)の累積積分値SH(0)からSH(15)により得る。累積積分値SH(n)は、H(n)を用いて、次に示す数1で表される。
【0036】
【数1】
SH(n)=ΣH(k) k=0,1,2,・・・,n
図2(b)に階調補正特性を示す。図2(b)で横軸は分割レベル、縦軸は階調補正特性を表す累積積分値SHである。
【0037】
階調補正特性の各分割レベルごとの差はヒストグラムデータH(n)に相当するので、階調補正特性SHの各分割レベルの傾きは各分割レベルのヒストグラムデータH(n)で表されることになる。
【0038】
マイクロコンピュータ4でヒストグラムが算出されている間に入力信号Sinはフレームメモリ11に貯えられる。
【0039】
階調補正手段5ではマイクロコンピュータ4で算出した階調補正特性に従ってフレームメモリ11に貯えられていた1画面分の入力信号Sinに対して階調補正してコントラストが改善された階調補正信号Seqが出力される。
【0040】
階調補正処理は、入力信号Sinに対してヒストグラム検出手段3と同じ分割レベルごとに、ゲインA(n)とオフセットB(n)が与えられ、以下の数2に示す関係による折れ線近似から出力信号Seqとして出力される。
【0041】
【数2】
Seq=A(n)×(Sin−S(n))+B(n)
ここで、A(n)=(SH(n+1)−SH(n))/(S(n+1)−S(n))、B(n)=SH(n)であり、S(n)≦Sin<S(n+1)である。
【0042】
図2(c)にSH(n)、S(n)の関係を示す。
【0043】
また、フレームメモリ11から出力された入力信号Sinは第1の高周波成分抽出回路2に入力される。第1の高周波成分抽出回路2としては2次元のハイパスフィルタが用いられる。水平x、垂直yの2次元の入力信号をS(x,y)とすると、2次元ハイパスフィルタの出力信号Shi(x,y)は、次に示す数3で表される。
【0044】
【数3】
Shi(x,y)=S(x,y-1)+S(x-1,y)+S(x+1,y)+S(x,y+1)-4・S(x,y)
ここで、S(x,y)に対しS(x,y-1)やS(x,y+1)などの垂直方向のシフトに関しては、一般的にHメモリ等が用いられるが、第1の高周波成分抽出回路2の場合には、フレームメモリ11から3ラインの信号S(x,y)、S(x,y-1)、S(x,y+1)を直接得ることが出来る。
【0045】
このような2次元ハイパスフィルタ処理により、第1の高周波成分抽出回路2から2次元の高周波信号Shi1が出力される。この2次元の高周波信号Shi1は波形調整回路10aに入力され、マイクロコンピュータ4により設定されたゲインで増幅され、またコアリング処理などの波形調整処理が施され、出力信号Shi1oとして出力される。
【0046】
次に階調補正手段5から出力された階調補正信号Seqは第2の高周波成分抽出回路6に入力され、第1の高周波成分抽出回路2と同様、2次元のハイパスフィルタ処理により高周波信号Shi2が出力される。この2次元の高周波信号Shi2は波形調整回路10bに入力され、マイクロコンピュータ4により設定されたゲインで増幅され、またコアリング処理などの波形調整処理が施され、出力信号Shi2oとして出力される。
【0047】
加算器7では階調補正手段5の出力信号であるSeqと波形調整回路10aから出力される第1の高周波信号Shi1oと波形調整回路10bから出力される第2の高周波信号Shi2oが加算され、出力信号Soutとして出力端子8から出力される。
【0048】
図3に各部の信号波形を示す。図3において、(a)は入力信号Sin、(b)は階調補正信号Seq、(c)は第1の高周波信号Shi1、(d)は第2の高周波信号Shi2、(e)は出力信号Sout、(f)は従来の階調補正装置の出力信号である。ただし、図3の(a)〜(f)において、横軸は信号が表す画像内の位置であり、縦軸は指定された位置における階調レベルを表している。また、図3の(a)に示す入力信号Sinは、前述したように図2の(a)に示すヒストグラムを持つものとする。
【0049】
そうすると、図3(a)のSinのような信号に対し階調補正処理により、図3(b)のように傾きの急な部分は高周波成分が強調され、傾きの緩やかな部分は高周波成分が抑圧される。図3(b)の階調補正信号Seqに図3(c)の階調補正処理されていない信号から得られる第1の高周波信号Shi1と図3(d)の階調補正処理後の信号から得られる第2の高周波信号Shi2を合成して得られる合成信号Soutは、傾きの急な部分は高周波成分が強調されるとともに、傾きの緩やかな部分にも高周波成分が残っている。それに対し、図3(f)に示す従来の階調補正装置の出力信号は傾きの緩やかな部分は高周波成分が残っているものの、傾きの急な部分の高周波成分が不十分である。
【0050】
以上のように、本実施の形態の効果は、階調補正されていない高周波信号と、階調補正された高周波信号を階調補正信号と合成することにより、従来の技術で説明した階調補正装置と同様に階調補正により階調特性が抑圧された部分でも解像感の劣化が少ない上に、さらに階調補正により階調特性が強調された部分でも解像感が劣化しない階調補正装置を得ることが出来るというものである。
【0051】
(実施の形態2)
実施の形態1で第2の高周波成分抽出回路では、2次元の高周波信号を得るために、通常Hメモリが必要とされる。このようなHメモリはLSI設計において、チップ面積の増大によるコスト増の大きな要因となる。
【0052】
以下、本発明の実施の形態2の階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
【0053】
本実施の形態では、階調補正されていない高周波信号に対し、階調補正手段における階調補正の特性を与えることにより、階調補正された高周波信号を得、階調補正信号と合成することにより、階調補正により階調特性が強調された部分でも解像感が劣化しない階調補正装置を得ることが出来る階調補正装置について説明する。
【0054】
図4は本発明の実施の形態2の階調補正装置の構成を表す構成図である。
【0055】
図4において12は乗算器である。
【0056】
実施の形態2において、ヒストグラム検出手段3、フレームメモリ11、高周波成分抽出手段としての高周波成分抽出回路2の動作は実施の形態1に準じるので、ここでは省略する。
【0057】
なお、本実施の形態の高周波成分抽出回路2は本発明の高周波成分抽出手段の例であり、本実施の形態の乗算器12は本発明の高周波信号階調補正手段の例である。
【0058】
次に、このような本実施の形態の動作を説明する。
【0059】
階調補正手段5ではマイクロコンピュータ4で算出した階調補正特性に従ってフレームメモリ11に貯えられていた1画面分の入力信号Sinに対して階調補正してコントラストが改善された階調補正信号Seqが出力される。
【0060】
階調補正処理は、入力信号Sinに対してヒストグラム検出手段3と同じ分割レベルに応じて変化するゲインGが与えられ、以下の数4に示す関係による折れ線近似から出力信号Seqとして出力される。
【0061】
【数4】
Seq=Gin×Sin
ここで、Gin=G(n)+(G(n+1)-G(n))・(Sin−S(n))/(S(n+1)−S(n))、G(n)=SH(n)/S(n)であり、S(n)≦Sin<S(n+1)である。
【0062】
図5(a)にSH(n)、S(n)の関係を、図5(b)にG(n)、S(n)とGin、Sinの関係を示す。このようにして入力信号Sinから出力信号Seqを求めた場合、出力信号Seqを入力信号Sinについての2階微分が連続になる。
【0063】
実施の形態2では入力信号を直線補間するのではなく、信号に与えるゲインを直線補間しているので、得られる階調特性は滑らかなカーブを描く。このため、入力信号に対する折れ線近似の影響で発生する偽信号を抑圧できる。
【0064】
階調補正手段5で各画素の入力信号Sinに与えられるゲインGinは、高周波信号階調補正手段としての乗算器12に入力され、同じタイミングの高周波信号Shi1と掛け合わされて、第2の高周波信号Shi2が出力される。
【0065】
波形調整回路10以降の動作は実施の形態1に準じるのでここでは省略する。
【0066】
各部の信号波形は階調補正特性が曲線で表されるようになる以外は実施の形態1の各部の信号波形と同様である。
【0067】
本実施の形態の効果は、階調補正されていない高周波信号に対し、階調補正手段における階調補正の特性を与えることにより、階調補正された高周波信号を得、階調補正信号と合成することにより、階調補正により階調特性が強調された部分でも解像感が劣化しない階調補正装置を得ることが出来るというものである。
【0068】
また、本実施の形態の別の効果は、階調補正後の高周波信号Shi2を乗算器12により実現しているので、回路規模の大きなHメモリ等の遅延素子を削減する事ができるというものである。
【0069】
また、本実施の形態の更に別の効果は、入力信号を直線補間するのではなく、信号に与えるゲインを直線補間しているので、得られる階調特性は滑らかなカーブを描き、入力信号に対する折れ線近似の影響で発生する偽信号を抑圧することができるというものである。
【0070】
(実施の形態3)
実施の形態1および2において階調補正のかからない第1の高周波信号と階調補正のかかった第2の高周波信号をそれぞれ加算している。
【0071】
本実施の形態では、高周波信号ゲイン算出手段で入力信号に与える階調補正特性を入力し、高周波成分抽出手段から出力される高周波信号に与えるゲインを算出することにより、高周波信号を1系統にし、回路規模の削減と制御の容易さを得ることが出来る階調補正装置について説明する。
【0072】
以下、本発明の実施の形態3の階調補正装置について、図面を参照しながら説明する。
【0073】
図6に実施の形態3の階調補正装置の構成を示す。図6において13は高周波信号ゲイン算出手段である。
【0074】
実施の形態3において、ヒストグラム検出手段3、フレームメモリ11、高周波成分抽出回路2、階調補正手段5、マイクロコンピュータ4の動作は実施の形態2に準じるのでここでは省略する。
【0075】
なお、本実施の形態の乗算器12は本発明の高周波信号ゲイン調整手段の例である。
【0076】
次にこのような本実施の形態の動作を説明する。
【0077】
ここでは、高周波信号ゲイン算出手段13の動作について詳しく説明する。高周波信号ゲイン算出手段13は階調補正手段5で各画素の入力信号Sinに与えられるゲインGinを入力し、特定の定数ゲインG0と加算して、Gout=Gin+G0として出力される。ここでGinは高周波成分に与える階調補正特性であるが、G0はGinに対して、階調補正特性を与えない高周波成分に対するゲインに相当する。G0としては、Ginの平均値程度に選ぶのが好ましい。図7にGin、G0、Goutの関係を示す。
【0078】
高周波信号ゲイン算出手段13から出力されたゲインGoutは、乗算器12に入力され、同じタイミングの高周波信号Shi1と掛け合わされて、高周波信号Shi3が出力される。
【0079】
図8に各部の高周波成分の信号波形を示す。図8において、(a)は階調補正されない第1の高周波信号Shi1、(b)は高周波信号階調補正手段としての乗算器12の出力信号Shi3である。比較のため、図8(c)に実施の形態1における階調補正された高周波信号Shi2を示す。図8(b)のShi3はShi1とShi2を加算したような波形になる。
【0080】
Shi3は波形調整回路10に入力され、マイクロコンピュータ4により設定されたゲインで増幅され、またコアリング処理などの波形調整処理が施され、出力信号Shi3oとして出力される。
【0081】
加算器7では階調補正手段5の出力信号であるSeqと波形調整回路10から出力される高周波信号Shi3oが加算され、出力信号Soutとして出力端子8から出力される。
【0082】
本実施の形態の効果は、高周波信号ゲイン算出手段で入力信号に与える階調補正特性を入力し、高周波成分抽出手段から出力される高周波信号に与えるゲインを算出することにより、高周波信号を1系統にし、回路規模の削減と制御の容易さを得るというものである。
【0083】
(実施の形態4)
図9に実施の形態4の階調補正装置の構成を示す。図9において14はレベルディペンド制御回路、15はガンマ補正回路である。
【0084】
実施の形態4において、ヒストグラム検出手段3、フレームメモリ11、高周波成分抽出回路2、階調補正手段5、マイクロコンピュータ4、階調補正手段5、高周波信号ゲイン算出手段13の動作は実施の形態3に準じるのでここでは省略する。
【0085】
次にこのような本実施の形態の動作を説明する。
【0086】
階調補正手段5から出力される階調補正信号Seqはガンマ補正回路15に入力され、ガンマ補正信号Srとして出力される。それとともに階調補正手段5から出力される階調補正信号Seqはレベルディペンデント制御回路14に入力され、入力信号レベルに応じたレベルディペンドゲインGlvが出力される。Glvは入力信号のレベルに応じて変化するゲインで、ガンマ補正回路に15におけるガンマカーブに対応した、低輝度部では大きく高輝度部では小さくなるような特性や、ノイズ成分抑圧のための低輝度レベルのゲイン抑圧、ガンマ補正による高輝度部の解像度劣化に対応する高輝度部のゲイン強調などの特性が与えられている。
【0087】
次に、高周波信号ゲイン算出手段13から出力されたゲインGoutは、高周波信号階調補正手段としての乗算器12aに入力され、同じタイミングのレベルディペンドゲインGlvと掛け合わされて、高周波ゲインGout2が出力される。
【0088】
乗算器12aから出力された高周波ゲインGout2は、同じタイミングの高周波信号Shi1と掛け合わされて、高周波信号Shi3が出力される。
【0089】
Shi3は波形調整回路10に入力され、マイクロコンピュータ4により設定されたゲインで増幅され、またコアリング処理などの波形調整処理が施され、出力信号Shi3oとして出力される。
【0090】
加算器7ではガンマ補正回路15の出力信号であるSrと波形調整回路10から出力される高周波信号Shi3oが加算され、出力信号Soutとして出力端子8から出力される。
【0091】
本実施の形態の効果は、高周波信号ゲイン算出手段で入力信号に与える階調補正特性を入力し、高周波成分抽出手段から出力される高周波信号に与えるゲインを算出することにより、高周波信号を1系統にし、回路規模の削減と制御の容易さを得るというものである。
【0092】
なお、実施の形態1から4においてヒストグラム検出手段3で検出したヒストグラムデータH(n)から階調補正特性SH(n)を算出する階調補正特性算出手段としてマイクロコンピュータ4を用いたが、このマイクロコンピュータ4の動作の一部または全てをハードウェア、その他の手段で実現しても同様の効果が得られる。
【0093】
さらに、実施の形態1から4では、ヒストグラム検出および階調補正の分割レベルを等間隔に設定したが、低輝度部を細かく、高輝度部を粗くするように設定しても良い。分割レベルの幅を細かくした部分の制御は当然の事ながら細かな制御が可能となる。ガンマ補正により低輝度部の信号の階調特性を強調するするビデオカメラなどでは、低輝度部の分割を細かくすることは有効である。
【0094】
さらに、実施の形態1から4では信号の分割レベルを16分割としたが、それよりも多くても少なくても良い。分割数が多いほど細かな制御が可能となるが、階調補正特性算出に必要な処理量が大きくなり、マイクロコンピュータやハードウェアに負荷がかかる。
【0095】
さらに、実施の形態1から4ではヒストグラムデータ抽出の間に入力信号をフレームメモリに蓄積しているが、動画撮影の場合には、現在入力中の信号よりも前のフレームの画面から抽出したヒストグラムデータで、階調補正を施す事ができるので、フレームメモリを削除する事ができる。
【0096】
さらに、実施の形態1から4における、一部またはすべての動作をソフトウェアで実現しても同様の効果が得られる。この場合、信号処理に時間がかかるが、静止画の処理の場合には実現可能である。
【0097】
さらに、実施の形態2から4では、階調補正前の信号から高周波成分を抽出し、その信号に対して階調補正特性をかけているが、階調補正後の信号から高周波成分を抽出し、階調補正の逆特性をかけた信号を用いても同様の効果を得る事ができる。
【0098】
さらに、本発明の階調補正装置の全部または一部の手段の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム及び/またはデータを担持した媒体であって、コンピュータにより処理可能なことを特徴とする媒体も本発明に属する。
【0099】
さらに、本発明の階調補正装置の全部または一部の手段の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム及び/またはデータであることを特徴とする情報集合体も本発明に属する。
【0100】
さらに、本発明のデータとは、データ構造、データフォーマット、データの種類などを含む。また、本発明の媒体とは、ROM等の記録媒体、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等の伝送媒体を含む。また、本発明の担持した媒体とは、例えば、プログラム及び/またはデータを記録した記録媒体、やプログラム及び/またはデータを伝送する伝送媒体等を含む。また、本発明のコンピュータにより処理可能とは、例えば、ROMなどの記録媒体の場合であれば、コンピュータにより読みとり可能であることであり、伝送媒体の場合であれば、伝送対象となるプログラム及び/またはデータが伝送の結果として、コンピュータにより取り扱えることであることを含む。また、本発明の情報集合体とは、例えば、プログラム及び/またはデータ等のソフトウエアを含むものである。
【0101】
さらに、上記実施の形態のいずれかに記載の階調補正装置の全部または一部の手段、回路、ブロックの全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム及び/またはデータを記録したプログラム記録媒体は、コンピュータにより読み取り可能であり、読み取られた前記プログラム及び/またはデータが前記コンピュータと協動して前記機能を実行するプログラム記録媒体であっても良い。
【0102】
このように、本実施の形態によれば、階調補正されていない高周波信号と、階調補正された高周波信号を階調補正信号と合成することにより、階調補正により階調特性が強調された部分でも解像感が劣化しない階調補正装置を得ることが出来る。
【0103】
また、本実施の形態によれば、階調補正されていない高周波信号に対し、階調補正手段における階調補正の特性を与えることにより、階調補正された高周波信号を得、階調補正信号と合成することにより、階調補正により階調特性が強調された部分でも解像感が劣化しない階調補正装置を得ることが出来る。
【0104】
また、本実施の形態によれば、階調補正後の高周波信号Shi2を高周波信号階調補正手段により実現しているので、回路規模の大きなHメモリ等の遅延素子を削減する事ができる。
【0105】
また、本実施の形態によれば、入力信号を直線補間するのではなく、信号に与えるゲインを直線補間しているので、得られる階調特性は滑らかなカーブを描き、入力信号に対する折れ線近似の影響で発生する偽信号を抑圧することができる。
【0106】
また、本実施の形態によれば、高周波信号ゲイン算出手段で入力信号に与える階調補正特性を入力し、高周波成分抽出手段から出力される高周波信号に与えるゲインを算出することにより、高周波信号を1系統にし、回路規模の削減と制御の容易さを得ることが出来る。
【0107】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明は、階調補正により階調特性が強調された部分も相対的に解像間が劣化することがない階調補正装置、媒体及び情報集合体を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1の階調補正装置の構成を表す構成図
【図2】実施の形態1の階調補正装置のヒストグラムデータと階調補正特性を示す特性図
【図3】実施の形態1の階調補正装置の各部の信号波形図
【図4】実施の形態2の階調補正装置の構成を表す構成図
【図5】実施の形態2の階調補正装置の階調補正特性を示す特性図
【図6】実施の形態3の階調補正装置の階調補正装置の構成を表す構成図
【図7】実施の形態3の階調補正装置の階調補正特性を示す特性図
【図8】実施の形態3の階調補正装置の各部の高周波信号の信号波形図
【図9】実施の形態4の階調補正装置の階調補正装置の構成を表す構成図
【図10】従来の階調補正装置の構成を示す構成図
【符号の説明】
1...入力端子、
2...高周波成分抽出回路、
3...ヒストグラム検出手段、
4...マイクロコンピュータ、
5...階調補正手段、
7...加算器、
8...出力端子、
9...高周波成分抑圧回路、
10...波形調整回路、
11...フレームメモリ、
12...レジスタ、
13...高周波信号ゲイン算出手段、
14...レベルディペンド制御回路、
15...ガンマ補正回路
Claims (6)
- 入力信号に非線形な階調特性を与えて階調補正を行い、階調補正信号を出力する階調補正手段と、
前記出力された階調補正信号において階調特性が抑圧された部分に関してその高周波成分の階調特性が抑圧されないように、かつ前記出力された階調補正信号の階調特性が強調された部分に関してその高周波成分の階調特性が強調されるように前記出力された階調補正信号を加工する加工手段とを備え、
前記加工手段は、前記入力信号の高周波成分を抽出して、高周波信号を出力する高周波成分抽出手段と、前記出力された高周波信号に前記入力信号と実質上同等の階調特性で階調補正を行い、階調補正高周波信号を出力する高周波信号階調補正手段と、前記階調補正信号と前記高周波信号と前記階調補正高周波信号とを合成する信号合成手段とを有することを特徴とする階調補正装置。 - 入力信号に非線形な階調特性を与えて階調補正を行い、階調補正信号を出力する階調補正手段と、
前記出力された階調補正信号において階調特性が抑圧された部分に関してその高周波成分の階調特性が抑圧されないように、かつ前記出力された階調補正信号の階調特性が強調された部分に関してその高周波成分の階調特性が強調されるように前記出力された階調補正信号を加工する加工手段とを備え、
前記加工手段は、前記入力信号の高周波成分を抽出して、高周波信号を出力する高周波成分抽出手段と、前記入力信号に与える階調補正特性を入力し、高周波成分抽出手段から出力される高周波信号に与えるゲインを算出する高周波信号ゲイン算出手段と、前記高周波信号ゲイン算出手段で得られたゲインにより前記高周波信号のゲインを調整する高周波信号ゲイン調整手段と、前記階調補正信号と高周波信号ゲイン調整手段から出力されるゲイン調整後の高周波信号を合成する信号合成手段とを有することを特徴とする階調補正装置。 - 前記高周波信号ゲイン算出手段は、前記入力した階調補正特性のゲインに所定の定数を加えたものを前記高周波信号に与えるゲインとすることを特徴とする請求項2記載の階調補正装置。
- 前記加工手段は、前記入力信号の高周波成分を抽出して、第1の高周波信号を出力する第1の高周波成分抽出手段と、
前記出力された階調補正信号の高周波成分を抽出して、第2の高周波信号を出力する第2の高周波成分抽出手段と、
前記階調補正信号と前記第1の高周波信号と前記第2の高周波信号とを合成する信号合成手段とを有することを特徴とする請求項1または2記載の階調補正装置。 - 前記階調補正特性は、前記入力信号を複数のレベルに分割した際の分割レベル内の代表点におけるゲインで表されるものであり、
前記階調補正手段は、前記入力信号に対応したゲインを前記代表点におけるゲインから補間処理によって得ることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の階調補正装置。 - 前記補間処理は、前記出力信号の前記入力信号レベルに関する少なくとも2階微分が連続になるように行われることを特徴とする請求項5記載の階調補正装置。
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