JP3938456B2 - 映像信号の輝度階調補正装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、映像信号の輝度階調を補正する輝度階調補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表示装置の大型化に伴い、画像をより鮮明に見せるために輝度階調補正装置を備えることが要求されている。輝度階調補正装置は、通常、映像信号を非線形な増幅器に供給することによって輝度分布をダイナミックレンジの範囲に拡大するように映像信号の輝度階調を補正するものである。
【０００３】
図１は従来の輝度階調補正装置を示している。この輝度階調補正装置は、ヒストグラムメモリ１、最大補正値算出回路２及びルックアップテーブルメモリ３から構成されている。ヒストグラムメモリ１及びルックアップテーブルメモリ３にはディジタル化された輝度信号が入力信号として供給される。ヒストグラムメモリ１は入力輝度信号の輝度分布をとるためのメモリであり、予め定められた複数の輝度レベル毎にその輝度レベルでアドレス指定される記憶領域を有し、各記憶領域には頻度が格納される。すなわち、１画素分の輝度信号が供給される毎にその輝度レベルに対応するヒストグラムメモリ１の記憶領域の頻度が１だけ上昇する。また、ヒストグラムメモリ１の記憶内容は所定の期間（１垂直走査期間又はその整数倍）毎に全て０にクリアされ、新たな輝度分布をとることになる。
【０００４】
最大補正値算出回路２は、ヒストグラムメモリ１のデータを低輝度から順次累算するヒストグラム累積回路２ａと、その累積回路２ａの結果を記憶する累積ヒストグラムメモリ２ｂと、累積ヒストグラムメモリ２ｂの記憶データに基づいてその最大累積度数が出力輝度信号の最大値となるように各データを正規化する正規化演算回路２ｃとからなる。累積ヒストグラムメモリ２ｂはヒストグラムメモリ１と同様に輝度信号の複数の輝度レベル毎にその輝度レベルでアドレス指定される頻度の記憶領域を有している。
【０００５】
ルックアップテーブルメモリ３は累積ヒストグラムメモリの記憶データを正規化したデータを記憶する。ルックアップテーブルメモリ３のアドレスは入力輝度信号の輝度レベルによって指定され、指定されたアドレスの記憶領域に記憶された輝度レベルが正規化されたレベルとして出力される。
図２はかかる従来の輝度階調補正装置による輝度変換動作を波形として示している。入力輝度信号の１画素毎にヒストグラムメモリ１のいずれか１のアドレスが指定され、その指定アドレスの記憶領域の値が１だけ増加される。所定の期間に亘る入力輝度信号の輝度レベルに対する頻度が図２(a)に示すように検出されたとする。ここで、分かり易くするために輝度レベルＹ150，Ｙ160，Ｙ170，Ｙ1 80，Ｙ190，Ｙ200，Ｙ210における頻度がヒストグラムメモリ１にて検出されたとする。Ｙ150＜Ｙ160＜Ｙ170＜Ｙ180＜Ｙ190＜Ｙ200＜Ｙ210の関係がある。所定期間内の頻度が輝度レベルＹ150，Ｙ160，Ｙ170，Ｙ180，Ｙ190，Ｙ200，Ｙ210に対して１，３，５，７，５，３，１であったとすると、累積頻度は輝度レベルＹ150，Ｙ160，Ｙ170，Ｙ180，Ｙ190，Ｙ200，Ｙ210に対して１，４，９，１６，２１，２４，２５の如くなる。すなわち、図２(b)に示すように輝度レベルが大になるに従って累積頻度は大きくなる。この累積頻度の最大値が出力輝度レベルの最大値となるように正規化係数が正規化演算回路２ｃにて算出され、この正規化係数はヒストグラムメモリ１の各データに乗算され、その乗算結果は対応するルックアップテーブルメモリ３の記憶領域に記憶される。ルックアップテーブルメモリ３の入力輝度レベルと出力輝度レベルとの関係は図２(c)に示すようになり、入力輝度信号をルックアップデーブルメモリ３を介することにより階調補正した輝度信号が出力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の輝度階調補正装置においては、入力された映像信号が示す画像には実画像部分が垂直方向において狭いシネスコサイズ等の画像があり、そのような画像には図３にハッチングで示すように上下に無画部（黒帯）が存在するので、累積ヒストグラムの検出領域がその無画部を含む図３の点線Ａで囲まれた領域であるならば、累積ヒストグラムは図４に示すような特性となる。すなわち、累積ヒストグラムは、実画像部分の輝度レベルの頻度に無画部の黒レベルの頻度が大きく影響してしまい、このような累積ヒストグラムに基づいて輝度レベルの階調補正を行うと実画像部分に黒浮き等の弊害が生じるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、画像の実画像部分のサイズに応じて輝度レベルの階調補正を適切に行うことができる輝度階調補正装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の輝度階調補正装置は、入力輝度信号が示す画像のうちの複数の連続する走査ラインからなる垂直検出範囲内の画素の輝度信号のみを通過させるマスキング手段と、マスキング手段から出力された輝度信号の輝度レベル各々の頻度データを所定の期間毎に作成して記憶するヒストグラムメモリと、ヒストグラムメモリの頻度データに基づいて入力輝度信号の輝度レベルを補正する手段と、入力輝度信号のうちの輝度レベルがゼロレベルから無画表示色レベルまでにある輝度信号についての頻度データの累積値を得て、その累積値に基づいて垂直検出範囲を設定する検出範囲設定手段と、を備え、検出範囲設定手段は、累積値を所定の閾値と比較し、累積値が所定の閾値より大の場合には垂直検出範囲を上側で第１所定数のライン及び下側で第２所定数のラインだけ各々減少させた範囲に変更し、累積値が所定の閾値より小の場合には垂直検出範囲を上側で第３所定数のライン及び下側で第４所定数のラインだけ各々増加させた範囲に変更することを特徴としている。
【０００９】
かかる本発明の輝度階調補正装置によれば、入力輝度信号が示す画像のうちの垂直検出範囲はその画像の実画像部分のサイズに応じて設定されることになるので、無画部の輝度レベルの影響を受けることなく入力輝度信号の輝度レベルの階調補正を適切に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図５は本発明による輝度階調補正装置を示している。この輝度階調補正装置は、図５に示すようにＡ／Ｄ変換器１１、同期分離回路１２、検出範囲生成回路１３及びマスキング回路１４を図１に示した従来の構成（ヒストグラムメモリ１、最大補正値算出回路２及びルックアップテーブルメモリ３）に加えて備えている。Ａ／Ｄ変換器１１は入力映像信号（コンポジット信号）をディジタル信号に変換する。同期分離回路１２は入力映像信号の垂直同期信号及び水平同期信号を抽出して検出範囲生成回路１３及びマスキング回路１４に供給する。
【００１１】
検出範囲生成回路１３は入力映像信号の画像サイズを最大補正値算出回路２内の累積ヒストグラムメモリ２ｂの内容に応じて検出して映像信号の検出範囲を設定する。マスキング回路１４はＡ／Ｄ変換器１１及び検出範囲生成回路１３各々の出力に接続され、検出範囲生成回路１３によって設定された検出範囲のディジタル映像信号をヒストグラムメモリ１に供給する。
【００１２】
ヒストグラムメモリ１、最大補正値算出回路２及びルックアップテーブルメモリ３は図１に示したものと同一であるので、ここでの更なる説明は省略する。
なお、図示していないが、入力映像信号がカラー映像信号の場合には例えば、Ｙ−Ｃ分離回路をＡ／Ｄ変換器１１の後段に設け、分離した輝度信号をマスキング回路１４に供給することが行われる。
【００１３】
ここで、入力映像信号の実画像部分のサイズとしては、４：３の画像、ビスタサイズ及びシネスコサイズがあるとする。
入力映像信号が４：３の画像の場合にその実画像は走査線３９ライン目から２３７ライン目までの１９９本で形成される。入力映像信号がビスタサイズの画像の場合にはその実画像は、走査線５６ライン目から２２２ライン目までの１６７本で形成される。入力映像信号がシネスコサイズの画像の場合にはその実画像は、走査線７０ライン目から２０８ライン目までの１３９本で形成される。
【００１４】
この実施例においては、４：３の画像及びビスタサイズの画像に対してはビスタサイズの実画像部分を検出範囲とし、シネスコサイズの画像に対してはシネスコサイズの実画像部分を検出範囲とする。
次に、検出範囲生成回路１３の動作を図６のフローチャートを参照して説明する。検出範囲生成回路１３は、入力映像信号の各フィールド毎に累積回路２ａの結果が累積ヒストグラムメモリ２ｂに記憶されると、輝度レベルがゼロレベルから黒帯表示レベル（無画表示色レベル）までの頻度データの累積値Ａcm(b)を検出する（ステップＳ１）。すなわち、１フィールド毎に映像信号の輝度レベルが０〜２５５の範囲で出現数が累積された累積頻度がヒストグラム累積回路２ａで算出され、それが累積ヒストグラムメモリ２ｂには記憶される。よって、その輝度レベル０〜２５５の範囲累積頻度のうちの黒帯表示レベルの累積頻度を累積値Ａcm(b)として得るのである。
【００１５】
検出範囲生成回路１３は、累積値Ａcm(b)が閾値Ｔhrdより大であるか否かを判別する（ステップＳ２）。Ａcm(b)＞Ｔhrdならば、検出範囲を上下のｘ（ｘは１以上の整数）ライン分だけ減少させる（ステップＳ３）。このステップＳ３においては、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをｘだけ増加させ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを２ｘだけ減少させる計算が行われる。検出範囲生成回路１３は、ステップＳ３の実行後、その計算結果の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineがシネスコサイズ画像の基準ライン数Ｃinlineより小であるか否かを判別する（ステップＳ４）。Ｖdetline＜Ｃinlineの場合には、シネスコサイズ画像よりも検出範囲が狭くなっているので、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをシネスコサイズ画像の基準遅延ライン数Ｃindlyに等しくさせ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを基準ライン数Ｃinlineに等しくさせる（ステップＳ５）。Ｖdetline≧Ｃinlineの場合には、ステップＳ３で算出された垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineが新たな検出範囲の数値としてそのまま維持される。
【００１６】
ステップＳ２においてＡcm(b)≦Ｔhrdならば、検出範囲を上下のｙ（ｙは１以上の整数）ライン分だけ増加させる（ステップＳ６）。このステップＳ６においては、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをｙだけ減少させ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを２ｙだけ増加させる計算が行われる。検出範囲生成回路１３は、ステップＳ６の実行後、その計算結果の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineがビスタサイズ画像の基準ライン数Ｖislineより大であるか否かを判別する（ステップＳ７）。Ｖdetline＞Ｖislineの場合には、ビスタサイズよりも検出範囲が広くなっているので、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをビスタサイズ画像の基準遅延ライン数Ｖisdlyに等しくさせ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを基準ライン数Ｖislineに等しくさせる（ステップＳ８）。Ｖdetline≦Ｖislineの場合には、ステップＳ６で算出された垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineが新たな検出範囲の数値としてそのまま維持される。
【００１７】
検出範囲生成回路１３は、このように設定した垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineをマスキング回路１４に検出範囲データとして供給する（ステップＳ９）。
マスキング回路１４はＡ／Ｄ変換器１１から供給されるディジタル映像信号を、垂直同期信号に応答して検出範囲生成回路１３において設定された垂直遅延ライン数Ｖdlylineだけの水平走査期間の経過後、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineだけの水平走査期間に亘ってヒストグラムメモリ１に出力する。
【００１８】
図７は入力映像信号の１フィードにおける垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetline各々に対応した期間を示している。この図７において垂直遅延ライン数Ｖdlylineに対応した期間では映像信号はマスキング回路１４からヒストグラムメモリ１に供給されず、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineに対応した期間に映像信号がマスキング回路１４からヒストグラムメモリ１に供給される。
【００１９】
入力映像信号が４：３の画像の場合には、その画像に対する検出範囲は図８(a)に示すようにビスタサイズ（破線で囲った部分）となり、４：３の画像の映像信号の各輝度レベルに対する累積ヒストグラムは図９(a)に示す如き特性となる。この図９(a)の累積ヒストグラムの累積値Ａcm(b)は閾値Ｔhrd以下である。
入力映像信号が４：３の画像から図８(b)に示すようにシネスコサイズの画像に変化したとする。図８(b)のハッチング部分がシネスコサイズの画像に付随する黒帯部である。このときのフィールドにおける累積ヒストグラムは図９(b)に示す如き特性となり、輝度レベルがゼロレベルから黒帯表示レベルまでの間での頻度データの累積値Ａcm(b)が増加する。累積値Ａcm(b)は閾値Ｔhrdよりも大となるので、検出範囲は図８(c)に破線で示すように画像の上下でｘライン（例えば、２ライン）分だけ各々狭くなる。これにより累積値Ａcm(b)は図９(c)に示すように減少する。
【００２０】
続く各フィールドにおいてＡcm(b)＞Ｔhrdである限りには検出範囲は画像の上下でｘライン分だけ各々狭く設定されることが繰り返されるので、画像に対する検出範囲は徐々に狭くなり、累積ヒストグラムの累積値Ａcm(b)は徐々に減少する。この結果、検出範囲は上記のステップＳ４及びＳ５の実行によって図８(d)に示すようにシネスコサイズとなり、シネスコサイズの画像の映像信号の各輝度レベルに対する累積ヒストグラムは図９(d)に示す如き特性となる。
【００２１】
かかる本発明による輝度階調補正装置においては、１フィールドの画像のうちの実画像部分の輝度データがヒストグラムメモリ１に供給されることになるので、ヒストグラムメモリ１に形成される輝度レベル毎の頻度データを示すデータテーブルには黒帯表示レベルの輝度の頻度は含まれなくなる。よって、累積ヒストグラムメモリ２ｂには黒帯表示レベルの輝度頻度を累積することなく累積ヒストグラムのデータテーブルが形成される。ルックアップテーブルメモリ３は累積ヒストグラムメモリ２ｂの記憶データを正規化したデータを記憶するので、輝度データの階調補正においては黒帯部分の輝度の影響を排除することができる。すなわち、表示画像の上下に黒帯があるシネスコサイズ等の画像であっても実画像部分に黒浮きが生じることなく階調補正を行うことができる。また、シネスコサイズ、ビスタサイズ等の実画像部分のサイズが互いに異なる映像信号に対してそのサイズ検出のために複雑な回路が不要であり、検出範囲の垂直方向のサイズの増減は１フィールド毎に徐々に行うため画質に急激な変化を生じさせることがない。
【００２２】
なお、上記した実施例（図６のフローチャート）においては、垂直検出範囲を上側及び下側で同数のライン分ずつ増減する構成を示したが、上側及び下側各々で増減させるライン数を互いに異ならせても良い。
また、上記した実施例においては、累積値Ａcm(b)を単一の閾値Ｔhrdと比較して検出範囲の増減を判断しているが、Ｔhrd-dとＴhrd-uとの２つの閾値を用いても良い。Ｔhrd-d＞Ｔhrd-uであり、閾値Ｔhrd-dと閾値Ｔhrd-uとの差が１フィールド毎の増減ライン数２ｙ，２ｘによる累積値Ａcm(b)の変化分より大きくなるようにする。例えば、ｘ＝ｙ＝２ならば、Ｔhrd-d＝Ｔhrd-u＋５である。２つの閾値Ｔhrd-d，Ｔhrd-uを用いた場合には、図１０に示すように、ステップＳ１の実行後に、先ず、累積値Ａcm(b)が閾値Ｔhrd-dより大であるか否かを判別する（ステップＳ２ａ）。Ａcm(b)＞Ｔhrd-dならば、ステップＳ３に進む。一方、Ａcm(b)≦Ｔhrd-dならば、累積値Ａcm(b)が閾値Ｔhrd-uより小であるか否かを判別する（ステップＳ２ｂ）。Ａcm(b)＜Ｔhrd-uならば、ステップＳ６に進む。Ｔhrd-d≧Ａcm(b)≧Ｔhrd-uならば、前フィールドで設定した検出範囲データ（垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetline）をマスキング回路１４に供給する（ステップＳ９）。このような動作により、１のフィールドではステップＳ２の判別結果がＡcm(b)＞Ｔhrdとなることより垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを減少させると、次のフィールドではステップＳ２の判別結果がＡcm(b)≦Ｔhrdとなり、この結果、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを増加させるというようなフィールド毎のＶdetlineの増減の繰り返しがなくなり、より安定した輝度階調補正が可能となる。
【００２３】
更に、上記した実施例においては、１フィールド毎の増減ライン数２ｙ，２ｘが一定値であるが、現在の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineとシネスコサイズ画像の基準ライン数Ｃinline又はビスタサイズ画像の基準ライン数Ｖislineとの差に応じて増減ライン数２ｙ，２ｘを変化させても良い。例えば、現在の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineと基準ライン数との差が所定値以上のときには増減ライン数２ｙ，２ｘを大とし、所定値より小のときには増減ライン数２ｙ，２ｘを小とすることができる。
【００２４】
また、上記した実施例においては、閾値Ｔhrdを一定値としているが、現在の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineに応じて閾値Ｔhrdを変化させても良い。例えば、図１１に示す特性のように閾値Ｔhrdを設定することができる。すなわち、検出範囲（垂直範囲検出ライン数）がシネスコサイズ付近の場合には、検出範囲が振動しないように一定の閾値Ｔhrdとし、その後、垂直範囲検出ライン数が増加するに従ってシネスコサイズ画像の黒帯部の累積値の傾きより小さい傾きで閾値Ｔhrdを増加させる。これにより、ビスタサイズ画像で、検出範囲をビスタサイズ画像のライン数としたとき、画像に黒帯表示レベル以下の信号が存在していた場合に、ライン数を減らし始めるまでのマージンが向上する。
【００２５】
図１２は本発明の他の実施例を示している。この実施例においては、検出範囲を４：３の画像、ビスタサイズ及びシネスコサイズの３種類のサイズに調整することができる。
図１２に示した輝度階調補正装置の構成では、４：３画像検出回路１５を備えた点が図５の装置とは異なる。４：３画像検出回路１５はＡ／Ｄ変換器１１の出力に接続されており、Ａ／Ｄ変換器１１の出力ディジタル映像信号が示す画像が４：３画像であることを検出する。４：３画像の場合にはシネスコサイズ及びビスタサイズの画像とは違って、実画像範囲の上端（走査線３９ライン目）からの所定数（例えば、５）のライン及び下端（走査線２３７ライン目）までの所定数のラインの輝度が全て黒帯表示レベル以下であることはないので、４：３画像検出回路１５はそれらのラインの輝度が全て黒帯表示レベル以下でなければ、４：３画像と判断し、それらのラインの輝度が全て黒帯表示レベル以下ならば、４：３画像以外の画像と判断する。４：３画像検出回路１５の検出結果を示す信号は検出範囲生成回路１３に供給される。
【００２６】
次に、図１２の装置の場合の検出範囲生成回路１３の動作を図１３のフローチャートを参照して説明する。検出範囲生成回路１３は、入力映像信号の各フィールド毎に累積回路２ａの結果が累積ヒストグラムメモリ２ｂに記憶されると、４：３画像検出回路１５の出力信号に応じて入力映像信号が４：３画像の信号であるか否かを判別する（ステップＳ１１）。入力映像信号が４：３画像の信号である場合には、検出範囲を上下のｚライン分だけ増加させる（ステップＳ１２）。このステップＳ１２においては、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをｚだけ減少させ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを２ｚだけ増加させる計算が行われる。検出範囲生成回路１３は、ステップＳ１２の実行後、その計算結果の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineが４：３画像の基準ライン数Ｂaselineより大であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。Ｖdetline＞Ｂaselineの場合には、４：３画像のサイズよりも検出範囲が広くなっているので、垂直遅延ライン数Ｖdlylineを４：３画像の基準遅延ライン数Ｂasedlyに等しくさせ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを基準ライン数Ｂaselineに等しくさせる（ステップＳ１４）。Ｖdetline≦Ｂaselineの場合には、ステップＳ１２で算出された垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineが新たな検出範囲の数値としてそのまま維持される。
【００２７】
検出範囲生成回路１３は、このように設定した垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineをマスキング回路１４に検出範囲データとして供給する（ステップＳ９）。
検出範囲生成回路１３は、ステップＳ１１において入力映像信号が４：３画像以外の信号であると判別した場合には、現在の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineがビスタサイズ画像の基準ライン数Ｖislineより大であるか否かを判別する（ステップＳ１５）。Ｖdetline＞Ｖislineならば、検出範囲を上下のａ（ａは１以上の整数）ライン分だけ減少させる（ステップＳ１６）。このステップＳ１６においては、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをａだけ増加させ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを２ａだけ減少させる計算が行われる。検出範囲生成回路１３は、ステップＳ１６の実行後、ステップＳ９に進む。
【００２８】
検出範囲生成回路１３は、ステップＳ１５においてＶdetline≦Ｖislineと判別したならば、図６に示したステップＳ１〜Ｓ９の動作を行ってビスタサイズ画像又はシネスコサイズ画像に対応した検出範囲データを生成する。
入力映像信号が４：３画像の場合には、その画像に対する検出範囲は図１４(a)に波線で示す範囲となり、４：３画像の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineは基準ライン数Ｂaselineである。
【００２９】
入力映像信号が４：３の画像から図１４(b)に示すようにビスタサイズの画像に変化したとする。このときのフィールドにおける走査線３９ライン目から所定数のライン及び走査線２３７ライン目までの所定数のラインの輝度が全て黒帯表示レベル以下となる。ステップＳ１５及びＳ１６の動作が繰り返されて図１４(c)に示すように画像の検出範囲、すなわち垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineが徐々に減少される。ステップＳ１５においてＶdetline≦Ｖislineと判別されると、ステップＳ１〜Ｓ８の動作を経て最終的に図１４(d)に示すように検出範囲は波線で示すビスタサイズの範囲となり、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineは基準ライン数Ｖislineとなる。
【００３０】
なお、上記した実施例においては、画像の無画部の輝度レベルである無画表示色レベルを黒帯表示レベルと記載したが、無画部は黒色に限定されないので、無画表示色レベルを他の表示色の輝度レベルとしても良いことは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、入力輝度信号が示す画像のうちの垂直検出範囲はその画像の実画像部分のサイズに応じて設定されることになるので、無画部の輝度レベルの影響を受けることなく入力輝度信号の輝度レベルの階調補正を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の輝度階調補正装置を示すブロック図である。
【図２】図１の装置の動作例を説明するための特性図である。
【図３】実画像部分が垂直方向において狭い画像の表示例を示す図である。
【図４】図３の画像の輝度レベルの累積ヒストグラムを示す図である。
【図５】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図６】図５の装置中の検出範囲生成回路の動作を示すフローチャートである。
【図７】垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを示す図である。
【図８】図５の装置で４：３画像からシネスコサイズの画像に変化した場合の垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineの変化を示す図である。
【図９】図８の検出範囲の変化の場合の累積ヒストグラムを示す図である。
【図１０】検出範囲生成回路の他の動作を示すフローチャートである。
【図１１】垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineに対応した閾値Ｔhrd設定特性を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図１３】図１２の装置中の検出範囲生成回路の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１２の装置で４：３画像からビスタサイズの画像に変化した場合の垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineの変化を示す図である。
【符号の説明】
１ ヒストグラムメモリ
２ 最大補正値算出回路
３ ルックアップテーブルメモリ
１２ 同期分離回路
１３ 検出範囲生成回路
１４ マスキング回路
【発明が属する技術分野】
本発明は、映像信号の輝度階調を補正する輝度階調補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表示装置の大型化に伴い、画像をより鮮明に見せるために輝度階調補正装置を備えることが要求されている。輝度階調補正装置は、通常、映像信号を非線形な増幅器に供給することによって輝度分布をダイナミックレンジの範囲に拡大するように映像信号の輝度階調を補正するものである。
【０００３】
図１は従来の輝度階調補正装置を示している。この輝度階調補正装置は、ヒストグラムメモリ１、最大補正値算出回路２及びルックアップテーブルメモリ３から構成されている。ヒストグラムメモリ１及びルックアップテーブルメモリ３にはディジタル化された輝度信号が入力信号として供給される。ヒストグラムメモリ１は入力輝度信号の輝度分布をとるためのメモリであり、予め定められた複数の輝度レベル毎にその輝度レベルでアドレス指定される記憶領域を有し、各記憶領域には頻度が格納される。すなわち、１画素分の輝度信号が供給される毎にその輝度レベルに対応するヒストグラムメモリ１の記憶領域の頻度が１だけ上昇する。また、ヒストグラムメモリ１の記憶内容は所定の期間（１垂直走査期間又はその整数倍）毎に全て０にクリアされ、新たな輝度分布をとることになる。
【０００４】
最大補正値算出回路２は、ヒストグラムメモリ１のデータを低輝度から順次累算するヒストグラム累積回路２ａと、その累積回路２ａの結果を記憶する累積ヒストグラムメモリ２ｂと、累積ヒストグラムメモリ２ｂの記憶データに基づいてその最大累積度数が出力輝度信号の最大値となるように各データを正規化する正規化演算回路２ｃとからなる。累積ヒストグラムメモリ２ｂはヒストグラムメモリ１と同様に輝度信号の複数の輝度レベル毎にその輝度レベルでアドレス指定される頻度の記憶領域を有している。
【０００５】
ルックアップテーブルメモリ３は累積ヒストグラムメモリの記憶データを正規化したデータを記憶する。ルックアップテーブルメモリ３のアドレスは入力輝度信号の輝度レベルによって指定され、指定されたアドレスの記憶領域に記憶された輝度レベルが正規化されたレベルとして出力される。
図２はかかる従来の輝度階調補正装置による輝度変換動作を波形として示している。入力輝度信号の１画素毎にヒストグラムメモリ１のいずれか１のアドレスが指定され、その指定アドレスの記憶領域の値が１だけ増加される。所定の期間に亘る入力輝度信号の輝度レベルに対する頻度が図２(a)に示すように検出されたとする。ここで、分かり易くするために輝度レベルＹ150，Ｙ160，Ｙ170，Ｙ1 80，Ｙ190，Ｙ200，Ｙ210における頻度がヒストグラムメモリ１にて検出されたとする。Ｙ150＜Ｙ160＜Ｙ170＜Ｙ180＜Ｙ190＜Ｙ200＜Ｙ210の関係がある。所定期間内の頻度が輝度レベルＹ150，Ｙ160，Ｙ170，Ｙ180，Ｙ190，Ｙ200，Ｙ210に対して１，３，５，７，５，３，１であったとすると、累積頻度は輝度レベルＹ150，Ｙ160，Ｙ170，Ｙ180，Ｙ190，Ｙ200，Ｙ210に対して１，４，９，１６，２１，２４，２５の如くなる。すなわち、図２(b)に示すように輝度レベルが大になるに従って累積頻度は大きくなる。この累積頻度の最大値が出力輝度レベルの最大値となるように正規化係数が正規化演算回路２ｃにて算出され、この正規化係数はヒストグラムメモリ１の各データに乗算され、その乗算結果は対応するルックアップテーブルメモリ３の記憶領域に記憶される。ルックアップテーブルメモリ３の入力輝度レベルと出力輝度レベルとの関係は図２(c)に示すようになり、入力輝度信号をルックアップデーブルメモリ３を介することにより階調補正した輝度信号が出力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の輝度階調補正装置においては、入力された映像信号が示す画像には実画像部分が垂直方向において狭いシネスコサイズ等の画像があり、そのような画像には図３にハッチングで示すように上下に無画部（黒帯）が存在するので、累積ヒストグラムの検出領域がその無画部を含む図３の点線Ａで囲まれた領域であるならば、累積ヒストグラムは図４に示すような特性となる。すなわち、累積ヒストグラムは、実画像部分の輝度レベルの頻度に無画部の黒レベルの頻度が大きく影響してしまい、このような累積ヒストグラムに基づいて輝度レベルの階調補正を行うと実画像部分に黒浮き等の弊害が生じるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、画像の実画像部分のサイズに応じて輝度レベルの階調補正を適切に行うことができる輝度階調補正装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の輝度階調補正装置は、入力輝度信号が示す画像のうちの複数の連続する走査ラインからなる垂直検出範囲内の画素の輝度信号のみを通過させるマスキング手段と、マスキング手段から出力された輝度信号の輝度レベル各々の頻度データを所定の期間毎に作成して記憶するヒストグラムメモリと、ヒストグラムメモリの頻度データに基づいて入力輝度信号の輝度レベルを補正する手段と、入力輝度信号のうちの輝度レベルがゼロレベルから無画表示色レベルまでにある輝度信号についての頻度データの累積値を得て、その累積値に基づいて垂直検出範囲を設定する検出範囲設定手段と、を備え、検出範囲設定手段は、累積値を所定の閾値と比較し、累積値が所定の閾値より大の場合には垂直検出範囲を上側で第１所定数のライン及び下側で第２所定数のラインだけ各々減少させた範囲に変更し、累積値が所定の閾値より小の場合には垂直検出範囲を上側で第３所定数のライン及び下側で第４所定数のラインだけ各々増加させた範囲に変更することを特徴としている。
【０００９】
かかる本発明の輝度階調補正装置によれば、入力輝度信号が示す画像のうちの垂直検出範囲はその画像の実画像部分のサイズに応じて設定されることになるので、無画部の輝度レベルの影響を受けることなく入力輝度信号の輝度レベルの階調補正を適切に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図５は本発明による輝度階調補正装置を示している。この輝度階調補正装置は、図５に示すようにＡ／Ｄ変換器１１、同期分離回路１２、検出範囲生成回路１３及びマスキング回路１４を図１に示した従来の構成（ヒストグラムメモリ１、最大補正値算出回路２及びルックアップテーブルメモリ３）に加えて備えている。Ａ／Ｄ変換器１１は入力映像信号（コンポジット信号）をディジタル信号に変換する。同期分離回路１２は入力映像信号の垂直同期信号及び水平同期信号を抽出して検出範囲生成回路１３及びマスキング回路１４に供給する。
【００１１】
検出範囲生成回路１３は入力映像信号の画像サイズを最大補正値算出回路２内の累積ヒストグラムメモリ２ｂの内容に応じて検出して映像信号の検出範囲を設定する。マスキング回路１４はＡ／Ｄ変換器１１及び検出範囲生成回路１３各々の出力に接続され、検出範囲生成回路１３によって設定された検出範囲のディジタル映像信号をヒストグラムメモリ１に供給する。
【００１２】
ヒストグラムメモリ１、最大補正値算出回路２及びルックアップテーブルメモリ３は図１に示したものと同一であるので、ここでの更なる説明は省略する。
なお、図示していないが、入力映像信号がカラー映像信号の場合には例えば、Ｙ−Ｃ分離回路をＡ／Ｄ変換器１１の後段に設け、分離した輝度信号をマスキング回路１４に供給することが行われる。
【００１３】
ここで、入力映像信号の実画像部分のサイズとしては、４：３の画像、ビスタサイズ及びシネスコサイズがあるとする。
入力映像信号が４：３の画像の場合にその実画像は走査線３９ライン目から２３７ライン目までの１９９本で形成される。入力映像信号がビスタサイズの画像の場合にはその実画像は、走査線５６ライン目から２２２ライン目までの１６７本で形成される。入力映像信号がシネスコサイズの画像の場合にはその実画像は、走査線７０ライン目から２０８ライン目までの１３９本で形成される。
【００１４】
この実施例においては、４：３の画像及びビスタサイズの画像に対してはビスタサイズの実画像部分を検出範囲とし、シネスコサイズの画像に対してはシネスコサイズの実画像部分を検出範囲とする。
次に、検出範囲生成回路１３の動作を図６のフローチャートを参照して説明する。検出範囲生成回路１３は、入力映像信号の各フィールド毎に累積回路２ａの結果が累積ヒストグラムメモリ２ｂに記憶されると、輝度レベルがゼロレベルから黒帯表示レベル（無画表示色レベル）までの頻度データの累積値Ａcm(b)を検出する（ステップＳ１）。すなわち、１フィールド毎に映像信号の輝度レベルが０〜２５５の範囲で出現数が累積された累積頻度がヒストグラム累積回路２ａで算出され、それが累積ヒストグラムメモリ２ｂには記憶される。よって、その輝度レベル０〜２５５の範囲累積頻度のうちの黒帯表示レベルの累積頻度を累積値Ａcm(b)として得るのである。
【００１５】
検出範囲生成回路１３は、累積値Ａcm(b)が閾値Ｔhrdより大であるか否かを判別する（ステップＳ２）。Ａcm(b)＞Ｔhrdならば、検出範囲を上下のｘ（ｘは１以上の整数）ライン分だけ減少させる（ステップＳ３）。このステップＳ３においては、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをｘだけ増加させ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを２ｘだけ減少させる計算が行われる。検出範囲生成回路１３は、ステップＳ３の実行後、その計算結果の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineがシネスコサイズ画像の基準ライン数Ｃinlineより小であるか否かを判別する（ステップＳ４）。Ｖdetline＜Ｃinlineの場合には、シネスコサイズ画像よりも検出範囲が狭くなっているので、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをシネスコサイズ画像の基準遅延ライン数Ｃindlyに等しくさせ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを基準ライン数Ｃinlineに等しくさせる（ステップＳ５）。Ｖdetline≧Ｃinlineの場合には、ステップＳ３で算出された垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineが新たな検出範囲の数値としてそのまま維持される。
【００１６】
ステップＳ２においてＡcm(b)≦Ｔhrdならば、検出範囲を上下のｙ（ｙは１以上の整数）ライン分だけ増加させる（ステップＳ６）。このステップＳ６においては、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをｙだけ減少させ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを２ｙだけ増加させる計算が行われる。検出範囲生成回路１３は、ステップＳ６の実行後、その計算結果の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineがビスタサイズ画像の基準ライン数Ｖislineより大であるか否かを判別する（ステップＳ７）。Ｖdetline＞Ｖislineの場合には、ビスタサイズよりも検出範囲が広くなっているので、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをビスタサイズ画像の基準遅延ライン数Ｖisdlyに等しくさせ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを基準ライン数Ｖislineに等しくさせる（ステップＳ８）。Ｖdetline≦Ｖislineの場合には、ステップＳ６で算出された垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineが新たな検出範囲の数値としてそのまま維持される。
【００１７】
検出範囲生成回路１３は、このように設定した垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineをマスキング回路１４に検出範囲データとして供給する（ステップＳ９）。
マスキング回路１４はＡ／Ｄ変換器１１から供給されるディジタル映像信号を、垂直同期信号に応答して検出範囲生成回路１３において設定された垂直遅延ライン数Ｖdlylineだけの水平走査期間の経過後、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineだけの水平走査期間に亘ってヒストグラムメモリ１に出力する。
【００１８】
図７は入力映像信号の１フィードにおける垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetline各々に対応した期間を示している。この図７において垂直遅延ライン数Ｖdlylineに対応した期間では映像信号はマスキング回路１４からヒストグラムメモリ１に供給されず、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineに対応した期間に映像信号がマスキング回路１４からヒストグラムメモリ１に供給される。
【００１９】
入力映像信号が４：３の画像の場合には、その画像に対する検出範囲は図８(a)に示すようにビスタサイズ（破線で囲った部分）となり、４：３の画像の映像信号の各輝度レベルに対する累積ヒストグラムは図９(a)に示す如き特性となる。この図９(a)の累積ヒストグラムの累積値Ａcm(b)は閾値Ｔhrd以下である。
入力映像信号が４：３の画像から図８(b)に示すようにシネスコサイズの画像に変化したとする。図８(b)のハッチング部分がシネスコサイズの画像に付随する黒帯部である。このときのフィールドにおける累積ヒストグラムは図９(b)に示す如き特性となり、輝度レベルがゼロレベルから黒帯表示レベルまでの間での頻度データの累積値Ａcm(b)が増加する。累積値Ａcm(b)は閾値Ｔhrdよりも大となるので、検出範囲は図８(c)に破線で示すように画像の上下でｘライン（例えば、２ライン）分だけ各々狭くなる。これにより累積値Ａcm(b)は図９(c)に示すように減少する。
【００２０】
続く各フィールドにおいてＡcm(b)＞Ｔhrdである限りには検出範囲は画像の上下でｘライン分だけ各々狭く設定されることが繰り返されるので、画像に対する検出範囲は徐々に狭くなり、累積ヒストグラムの累積値Ａcm(b)は徐々に減少する。この結果、検出範囲は上記のステップＳ４及びＳ５の実行によって図８(d)に示すようにシネスコサイズとなり、シネスコサイズの画像の映像信号の各輝度レベルに対する累積ヒストグラムは図９(d)に示す如き特性となる。
【００２１】
かかる本発明による輝度階調補正装置においては、１フィールドの画像のうちの実画像部分の輝度データがヒストグラムメモリ１に供給されることになるので、ヒストグラムメモリ１に形成される輝度レベル毎の頻度データを示すデータテーブルには黒帯表示レベルの輝度の頻度は含まれなくなる。よって、累積ヒストグラムメモリ２ｂには黒帯表示レベルの輝度頻度を累積することなく累積ヒストグラムのデータテーブルが形成される。ルックアップテーブルメモリ３は累積ヒストグラムメモリ２ｂの記憶データを正規化したデータを記憶するので、輝度データの階調補正においては黒帯部分の輝度の影響を排除することができる。すなわち、表示画像の上下に黒帯があるシネスコサイズ等の画像であっても実画像部分に黒浮きが生じることなく階調補正を行うことができる。また、シネスコサイズ、ビスタサイズ等の実画像部分のサイズが互いに異なる映像信号に対してそのサイズ検出のために複雑な回路が不要であり、検出範囲の垂直方向のサイズの増減は１フィールド毎に徐々に行うため画質に急激な変化を生じさせることがない。
【００２２】
なお、上記した実施例（図６のフローチャート）においては、垂直検出範囲を上側及び下側で同数のライン分ずつ増減する構成を示したが、上側及び下側各々で増減させるライン数を互いに異ならせても良い。
また、上記した実施例においては、累積値Ａcm(b)を単一の閾値Ｔhrdと比較して検出範囲の増減を判断しているが、Ｔhrd-dとＴhrd-uとの２つの閾値を用いても良い。Ｔhrd-d＞Ｔhrd-uであり、閾値Ｔhrd-dと閾値Ｔhrd-uとの差が１フィールド毎の増減ライン数２ｙ，２ｘによる累積値Ａcm(b)の変化分より大きくなるようにする。例えば、ｘ＝ｙ＝２ならば、Ｔhrd-d＝Ｔhrd-u＋５である。２つの閾値Ｔhrd-d，Ｔhrd-uを用いた場合には、図１０に示すように、ステップＳ１の実行後に、先ず、累積値Ａcm(b)が閾値Ｔhrd-dより大であるか否かを判別する（ステップＳ２ａ）。Ａcm(b)＞Ｔhrd-dならば、ステップＳ３に進む。一方、Ａcm(b)≦Ｔhrd-dならば、累積値Ａcm(b)が閾値Ｔhrd-uより小であるか否かを判別する（ステップＳ２ｂ）。Ａcm(b)＜Ｔhrd-uならば、ステップＳ６に進む。Ｔhrd-d≧Ａcm(b)≧Ｔhrd-uならば、前フィールドで設定した検出範囲データ（垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetline）をマスキング回路１４に供給する（ステップＳ９）。このような動作により、１のフィールドではステップＳ２の判別結果がＡcm(b)＞Ｔhrdとなることより垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを減少させると、次のフィールドではステップＳ２の判別結果がＡcm(b)≦Ｔhrdとなり、この結果、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを増加させるというようなフィールド毎のＶdetlineの増減の繰り返しがなくなり、より安定した輝度階調補正が可能となる。
【００２３】
更に、上記した実施例においては、１フィールド毎の増減ライン数２ｙ，２ｘが一定値であるが、現在の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineとシネスコサイズ画像の基準ライン数Ｃinline又はビスタサイズ画像の基準ライン数Ｖislineとの差に応じて増減ライン数２ｙ，２ｘを変化させても良い。例えば、現在の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineと基準ライン数との差が所定値以上のときには増減ライン数２ｙ，２ｘを大とし、所定値より小のときには増減ライン数２ｙ，２ｘを小とすることができる。
【００２４】
また、上記した実施例においては、閾値Ｔhrdを一定値としているが、現在の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineに応じて閾値Ｔhrdを変化させても良い。例えば、図１１に示す特性のように閾値Ｔhrdを設定することができる。すなわち、検出範囲（垂直範囲検出ライン数）がシネスコサイズ付近の場合には、検出範囲が振動しないように一定の閾値Ｔhrdとし、その後、垂直範囲検出ライン数が増加するに従ってシネスコサイズ画像の黒帯部の累積値の傾きより小さい傾きで閾値Ｔhrdを増加させる。これにより、ビスタサイズ画像で、検出範囲をビスタサイズ画像のライン数としたとき、画像に黒帯表示レベル以下の信号が存在していた場合に、ライン数を減らし始めるまでのマージンが向上する。
【００２５】
図１２は本発明の他の実施例を示している。この実施例においては、検出範囲を４：３の画像、ビスタサイズ及びシネスコサイズの３種類のサイズに調整することができる。
図１２に示した輝度階調補正装置の構成では、４：３画像検出回路１５を備えた点が図５の装置とは異なる。４：３画像検出回路１５はＡ／Ｄ変換器１１の出力に接続されており、Ａ／Ｄ変換器１１の出力ディジタル映像信号が示す画像が４：３画像であることを検出する。４：３画像の場合にはシネスコサイズ及びビスタサイズの画像とは違って、実画像範囲の上端（走査線３９ライン目）からの所定数（例えば、５）のライン及び下端（走査線２３７ライン目）までの所定数のラインの輝度が全て黒帯表示レベル以下であることはないので、４：３画像検出回路１５はそれらのラインの輝度が全て黒帯表示レベル以下でなければ、４：３画像と判断し、それらのラインの輝度が全て黒帯表示レベル以下ならば、４：３画像以外の画像と判断する。４：３画像検出回路１５の検出結果を示す信号は検出範囲生成回路１３に供給される。
【００２６】
次に、図１２の装置の場合の検出範囲生成回路１３の動作を図１３のフローチャートを参照して説明する。検出範囲生成回路１３は、入力映像信号の各フィールド毎に累積回路２ａの結果が累積ヒストグラムメモリ２ｂに記憶されると、４：３画像検出回路１５の出力信号に応じて入力映像信号が４：３画像の信号であるか否かを判別する（ステップＳ１１）。入力映像信号が４：３画像の信号である場合には、検出範囲を上下のｚライン分だけ増加させる（ステップＳ１２）。このステップＳ１２においては、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをｚだけ減少させ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを２ｚだけ増加させる計算が行われる。検出範囲生成回路１３は、ステップＳ１２の実行後、その計算結果の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineが４：３画像の基準ライン数Ｂaselineより大であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。Ｖdetline＞Ｂaselineの場合には、４：３画像のサイズよりも検出範囲が広くなっているので、垂直遅延ライン数Ｖdlylineを４：３画像の基準遅延ライン数Ｂasedlyに等しくさせ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを基準ライン数Ｂaselineに等しくさせる（ステップＳ１４）。Ｖdetline≦Ｂaselineの場合には、ステップＳ１２で算出された垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineが新たな検出範囲の数値としてそのまま維持される。
【００２７】
検出範囲生成回路１３は、このように設定した垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineをマスキング回路１４に検出範囲データとして供給する（ステップＳ９）。
検出範囲生成回路１３は、ステップＳ１１において入力映像信号が４：３画像以外の信号であると判別した場合には、現在の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineがビスタサイズ画像の基準ライン数Ｖislineより大であるか否かを判別する（ステップＳ１５）。Ｖdetline＞Ｖislineならば、検出範囲を上下のａ（ａは１以上の整数）ライン分だけ減少させる（ステップＳ１６）。このステップＳ１６においては、垂直遅延ライン数Ｖdlylineをａだけ増加させ、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを２ａだけ減少させる計算が行われる。検出範囲生成回路１３は、ステップＳ１６の実行後、ステップＳ９に進む。
【００２８】
検出範囲生成回路１３は、ステップＳ１５においてＶdetline≦Ｖislineと判別したならば、図６に示したステップＳ１〜Ｓ９の動作を行ってビスタサイズ画像又はシネスコサイズ画像に対応した検出範囲データを生成する。
入力映像信号が４：３画像の場合には、その画像に対する検出範囲は図１４(a)に波線で示す範囲となり、４：３画像の垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineは基準ライン数Ｂaselineである。
【００２９】
入力映像信号が４：３の画像から図１４(b)に示すようにビスタサイズの画像に変化したとする。このときのフィールドにおける走査線３９ライン目から所定数のライン及び走査線２３７ライン目までの所定数のラインの輝度が全て黒帯表示レベル以下となる。ステップＳ１５及びＳ１６の動作が繰り返されて図１４(c)に示すように画像の検出範囲、すなわち垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineが徐々に減少される。ステップＳ１５においてＶdetline≦Ｖislineと判別されると、ステップＳ１〜Ｓ８の動作を経て最終的に図１４(d)に示すように検出範囲は波線で示すビスタサイズの範囲となり、垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineは基準ライン数Ｖislineとなる。
【００３０】
なお、上記した実施例においては、画像の無画部の輝度レベルである無画表示色レベルを黒帯表示レベルと記載したが、無画部は黒色に限定されないので、無画表示色レベルを他の表示色の輝度レベルとしても良いことは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、入力輝度信号が示す画像のうちの垂直検出範囲はその画像の実画像部分のサイズに応じて設定されることになるので、無画部の輝度レベルの影響を受けることなく入力輝度信号の輝度レベルの階調補正を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の輝度階調補正装置を示すブロック図である。
【図２】図１の装置の動作例を説明するための特性図である。
【図３】実画像部分が垂直方向において狭い画像の表示例を示す図である。
【図４】図３の画像の輝度レベルの累積ヒストグラムを示す図である。
【図５】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図６】図５の装置中の検出範囲生成回路の動作を示すフローチャートである。
【図７】垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineを示す図である。
【図８】図５の装置で４：３画像からシネスコサイズの画像に変化した場合の垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineの変化を示す図である。
【図９】図８の検出範囲の変化の場合の累積ヒストグラムを示す図である。
【図１０】検出範囲生成回路の他の動作を示すフローチャートである。
【図１１】垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineに対応した閾値Ｔhrd設定特性を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図１３】図１２の装置中の検出範囲生成回路の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１２の装置で４：３画像からビスタサイズの画像に変化した場合の垂直遅延ライン数Ｖdlyline及び垂直検出範囲ライン数Ｖdetlineの変化を示す図である。
【符号の説明】
１ ヒストグラムメモリ
２ 最大補正値算出回路
３ ルックアップテーブルメモリ
１２ 同期分離回路
１３ 検出範囲生成回路
１４ マスキング回路
Claims (9)
- 入力輝度信号が示す画像のうちの複数の連続する走査ラインからなる垂直検出範囲内の画素の輝度信号のみを通過させるマスキング手段と、
前記マスキング手段から出力された輝度信号の輝度レベル各々の頻度データを所定の期間毎に作成して記憶するヒストグラムメモリと、
前記ヒストグラムメモリの頻度データに基づいて前記入力輝度信号の輝度レベルを補正する手段と、
前記入力輝度信号のうちの輝度レベルがゼロレベルから無画表示色レベルまでにある輝度信号についての前記頻度データの累積値を得て、その累積値に基づいて前記垂直検出範囲を設定する検出範囲設定手段と、を備え、
前記検出範囲設定手段は、前記累積値を所定の閾値と比較し、前記累積値が前記所定の閾値より大の場合には前記垂直検出範囲を上側で第１所定数のライン及び下側で第２所定数のラインだけ各々減少させた範囲に変更し、前記累積値が前記所定の閾値より小の場合には前記垂直検出範囲を上側で第３所定数のライン及び下側で第４所定数のラインだけ各々増加させた範囲に変更することを特徴とする輝度階調補正装置。 - 前記ヒストグラムメモリは、前記頻度データを１フィールド期間毎に作成して記憶し、前記検出範囲設定手段は、１フィールド期間毎に前記垂直検出範囲の設定を行うことを特徴とする請求項１記載の輝度階調補正装置。
- 前記所定の閾値として第１及び第２の閾値を設け、前記第１の閾値と前記第２の閾値との差を１フィールド期間当たりの前記垂直検出範囲の変化分による前記累積値の変化分より大きくしたことを特徴とする請求項１記載の輝度階調補正装置。
- １フィールド期間当たりの前記垂直検出範囲の変化分を、前記入力輝度信号が示す画像の実画像サイズに応じて設定したことを特徴とする請求項１記載の輝度階調補正装置。
- 前記垂直検出範囲と前記入力輝度信号が示す画像の実画像サイズとの差が所定値より大のとき１フィールド期間当たりの前記垂直検出範囲の変化分を大とし、前記垂直検出範囲と前記入力輝度信号が示す画像の実画像サイズとの差が前記所定値より小のとき１フィールド期間当たりの前記垂直検出範囲の変化分を小とすることを特徴とする請求項４記載の輝度階調補正装置。
- 前記所定の閾値を、前記入力輝度信号が示す画像の実画像サイズに応じて変化させることを特徴とする請求項１記載の輝度階調補正装置。
- 前記所定の閾値を、前記入力輝度信号が示す画像の実画像サイズが大なるほど大きくしたことを特徴とする請求項１記載の輝度階調補正装置。
- 前記検出範囲設定手段は、前記前記入力輝度信号が示す画像が４：３画像であるか否かを判別し、４：３画像である場合には前記垂直検出範囲を４：３画像に対応した範囲に設定し、４：３画像ではない場合には現在の前記垂直検出範囲がビスタサイズ画像の実画像範囲より大であるか否かを判別し、現在の前記垂直検出範囲がビスタサイズ画像の実画像範囲より大である場合には前記所定の期間毎に前記垂直検出範囲を減少させ、現在の前記垂直検出範囲がビスタサイズ画像の実画像範囲以下である場合には前記累積値に基づいて前記垂直検出範囲を設定することを特徴とする請求項１記載の輝度階調補正装置。
- 前記検出範囲設定手段は、前記垂直検出範囲の増減を１フィールド毎に徐々に行うことを特徴とする請求項１記載の輝度階調補正装置。
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