JP3998636B2 - 映像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディジタル方式における黒伸張回路を備えた映像処理装置に関する。

テレビジョン受像機などの表示装置上に映像を表示するために用いられるビデオ信号は、輝度信号、色信号、及び同期信号等から構成される。テレビジョン受像機などの映像処理装置は、輝度信号を黒伸張して映像の黒浮きや黒の締りを促進する黒伸張回路を内蔵する。「黒伸張」とは、輝度レベルが所定の輝度（スタートポイント）以下の輝度信号を黒側に増幅することを意味する。黒伸張回路はフィードバック回路により構成され、輝度信号から黒伸張信号を生成する黒伸張アンプを備える。黒伸張信号は予め設定された基準検出レベルと比較され、黒伸張信号中の基準検出レベル以下の信号成分が黒レベルとして検出される。更に、一定期間における映像内で黒レベルの占める割合が、予め設定された比率（以下において「設定比率」という。）と一致するように黒伸張アンプの利得が制御される（例えば、特許文献１参照。）。

近年、ディジタル技術の発達に伴い、黒伸張回路のディジタル化が進んでいる。アナログ回路で構成された黒伸張アンプは利得を連続的に変化させることが可能であり、フィードバック回路として構成することにより良好な特性を得ることができる。しかしながら、ディジタル回路で構成された黒伸張アンプの利得は離散的である。よって、黒伸張アンプの最大利得を一定間隔で分割した幅（以下において「利得刻み幅」という。）で変化させることにより黒伸張アンプの利得が制御される。また、ディジタル方式で黒伸張を行う場合、１画面中における黒レベルの占める割合（以下において「黒面積比率」という。）を検出し、検出された黒面積比率に基づいて黒伸張アンプの利得が制御される。

ディジタル回路で構成された黒伸張アンプにおいては、黒面積比率が設定比率に達する様に利得を変化させるが、一気に所定の利得に変化させると、その変化が目に明らかに見えてしまう。このため、その利得の変化を所定の値になるまで刻んで行う。利得刻み幅を大きくすると、利得の変更時における映像の変化が目立つようになる。これに対して利得刻み幅を小さくすると黒面積比率が設定比率に達するまでの時間が増加する。

また、例えば、１画面中の映像レベルが均一且つ基準検出レベルと比してわずかに高い場合（画面全体が基準検出レベルに近い黒色の場合）、黒面積比率は０％である。設定比率が３％である場合、黒面積比率が０％となると、黒伸張アンプは輝度信号を黒側に伸張して黒面積比率を増加させる。しかしながら、１画面中の映像レベルが均一であるために伸張後の黒面積比率は１００％となる。黒面積比率が１００％となると、黒伸張アンプは輝度信号を黒側に伸張するのを抑えて黒面積比率を低下させる。この結果、再び黒面積比率が０％となる。このように、黒伸張アンプが利得の増加と減少とを繰り返すことにより、映像のちらつきであるハンチングが生じる。このように、ディジタル方式を採用した黒伸張回路においては、黒伸張アンプの利得を連続的に制御できないためにアナログ方式を採用した黒伸張回路と比して特性の悪化が生じる。
特開平６−１８９１５８号公報

本発明は、ディジタル方式において黒伸張を良好な特性で実行可能な映像処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、（イ）映像信号中の所定の輝度レベル以下の映像信号成分に対して、映像信号成分中の輝度レベルが基準検出レベル以下となる比率が設定比率に近づくように、第１の利得刻み幅と第１の利得刻み幅よりも利得刻み幅の小さい第２の利得刻み幅とを有する少なくとも２種類の利得刻み幅を用いて増減設定される利得を用いて増幅処理を行う信号処理回路；（ロ）信号処理回路にて増幅処理された映像信号成分中の輝度レベルが、基準検出レベル以下である比率と、基準検出レベルよりも大きい第１検出レベル以下である比率と、基準検出レベルよりも小さい第２基準検出レベル以下である比率とに基づいて、増幅処理に用いる利得の増減及びその利得刻み幅を制御する制御回路を備える映像処理装置であることを要旨とする。

本発明によれば、ディジタル方式において黒伸張を良好な特性で実行可能な映像信号処理装置を提供できる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。この実施の形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

本発明の実施の形態に係る映像処理装置の一例として、図１に示すように、受信部８０、受信部８０に接続された黒伸張回路１ａ及びカラーデコーダ８５、黒伸張回路１ａ及びカラーデコーダ８５に接続されたマトリクス回路４、及びマトリクス回路４に接続された表示部５を備えたテレビジョン受像機を示す。黒伸張回路１ａは、信号処理回路１５、スタートポイント設定回路３ａ、黒面積比率算出回路２４、及び黒伸張制御回路２２ａを備える。スタートポイント設定回路３ａは映像信号中の黒伸張のスタートポイントとなる輝度レベルを設定する。信号処理回路１５は、輝度信号Ｙの内のスタートポイント以下の信号成分に対して、第１利得刻み幅及び第1利得刻み幅よりも利得刻み幅の小さい第２利得刻み幅のいずれかを用いて利得を変化させて黒伸張を実行し、黒伸張後の輝度信号である黒伸張信号ＥＳを生成する。黒面積比率算出回路２４は、黒伸張信号ＥＳから基準黒面積比率、第１黒面積比率、及び第２黒面積比率を算出する。ここで「黒面積比率」とは、表示部５の１表示画像の内の黒レベルの占める割合を意味する。黒伸張制御回路２２ａは、基準黒面積比率、第１黒面積比率、及び第２黒面積比率に基づいて第１及び第２利得刻み幅のいずれかを選択する。

また受信部８０は、受信信号ＳＴから輝度信号Ｙ及び色信号Ｃを生成する。カラーデコーダ８５は、色信号Ｃを第１色差信号ＣＳ１及び第２色差信号ＣＳ２に変換する。マトリクス回路４は、第１色差信号ＣＳ１、第２色差信号ＣＳ２、及び黒伸張信号ＥＳに基づき表示部５に三原色信号Ｒ、Ｇ、及びＢを供給する。尚、表示部５としては、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が利用できる。

更に、信号処理回路１５は、輝度信号入力端子７０に接続されたペデスタルスムース回路１０及びペデスタルスムース回路１０と黒伸張信号出力端子７１との間に接続された黒伸張アンプ２０を備える。ペデスタルスムース回路１０は、輝度信号Ｙの内の同期信号を除去し、ブランキング期間の信号レベルをペデスタルレベルに固定してスムース信号ＳＳを生成する。黒伸張アンプ２０は、ブランキング期間やレターボックス期間及びサイドパネル期間を除くＹ信号に対して、輝度レベルがスタートポイント以下の信号成分に対して黒側に増幅する黒伸張を実行する。黒伸張アンプ２０は例えばディジタルアンプとして構成される。黒伸張アンプ２０の利得刻み幅は、黒伸張制御回路２２ａからの制御信号ＣＣに基づいて２系統設定される。即ち、黒伸張アンプ２０は、第１利得刻み幅及び第２利得刻み幅のいずれかが設定される。第１利得刻み幅は黒伸張アンプ２０の最大利得（後述に於いてはＣ倍）の１／Ａであり、Ａの値としては例えば４、８、又は１６等である。第２利得刻み幅は黒伸張アンプ２０の最大利得の１／Ｂであり、Ｂの値としては例えばＡの値の整数倍が用いられる。尚、黒伸張アンプ２０の最大利得は例えば１．５程度、即ち３［ｄＢ］程度がよく用いられる。

また、スタートポイント設定回路３ａは、黒伸張アンプ２０の出力に接続された輝度平均レベル算出回路３２ａ、及び輝度平均レベル算出回路３２ａと黒伸張アンプ２０との間に接続された判定回路３１ａを備える。輝度平均レベル算出回路３２ａは、黒伸張信号ＥＳの平均画像レベル（ＡＰＬ）を算出し、画像制御信号ＡＳを生成する。判定回路３１ａは、画像制御信号ＡＳに応じて黒伸張のスタートポイントを判定し、スタートポイント信号ＳＰを生成する。スタートポイントのレベルは例えば２２［ＩＲＥ］程度、即ち米国テレビジョンシステム委員会（ＮＴＳＣ）方式においては１５７［ｍＶ］程度に設定される。

更に、黒伸張制御回路２２ａは、黒面積比率算出回路２４に接続された比較回路２５、比較回路２５に接続された制御信号生成回路２６、及び黒面積比率算出回路２４と比較回路２５とに接続されたコントローラ２７ａを備える。コントローラ２７ａは、検出レベル制御部２７１、設定比率制御部２７２、及びタイミング制御部２７３を備える。検出レベル制御部２７１は、基準検出レベル以下の輝度信号成分を黒レベルとして検出するための基準検出レベル信号ＲＣＳ１を黒面積比率算出回路２４に供給して基準検出レベルを制御する。設定比率制御部２７２は、１画面中における映像内で輝度レベルが所定の検出レベル以下となる黒信号の占める割合を予め設定した信号である設定比率信号ＲＣＳ２を比較回路２５に供給して設定比率を制御する。タイミング制御部２７３は、輝度信号Ｙのブランキング期間を示す第１タイミング信号ＴＳ１を黒伸張アンプ２０に供給し、黒伸張信号ＥＳの映像期間を示す第２タイミング信号ＴＳ２を黒面積比率算出回路２４に供給する。コントローラ２７ａは、例えば黒伸張アンプ２０の最大利得を示す最大利得信号ＧＳを黒面積比率算出回路２４に供給する。検出レベル制御部２７１は、基準基準レベルを例えば３［ＩＲＥ］、即ちＮＴＳＣ方式においては２２［ｍＶ］程度、又はペデスタルレベル等の所望のレベルに設定する。設定比率制御部２７２は、設定比率を例えば１％、２％、・・・・・等の所望の比率を設定する。

また、黒面積比率算出回路２４は図２に示すように、スタートポイント信号入力端子２４ａ、タイミング信号入力端子２４ｂ、基準検出レベル信号入力端子２４ｃ、及び最大利得信号入力端子２４ｄ、検出レベル算出回路２４０、第１比率算出回路２４１、基準比率算出回路２４２、及び第２比率算出回路２４３を備える。検出レベル算出回路２４０は、基準検出レベル信号ＲＣＳ１、スタートポイント信号ＳＰ、最大利得信号ＧＳ、及び利得刻み制御信号ＧＣに基づき、第１検出レベル及び第２検出レベルを算出し、第１検出レベル信号ＤＳ１及び第２検出レベル信号ＤＳ２を生成する。ここで、第１検出レベルは基準検出レベルと比して高レベルに設定される。第２検出レベルは基準検出レベルと比して低レベルに設定される。

更に、第１比率算出回路２４１は、第１検出レベル信号ＤＳ１に応じて、一画面中の映像信号において黒伸張後の輝度信号である黒伸張信号ＥＳの輝度レベルが第1検出レベルよりも低くなっている割合を示す第１黒面積比率を算出し、第１黒面積比率信号ＢＲ１を算出する。基準比率算出回路２４２は、基準検出レベル信号ＲＣＳ１に応じて、一画面中の映像信号において黒伸張後の輝度信号である黒伸張信号ＥＳの輝度レベルが基準検出レベルよりも低くなっている割合を示す基準黒面積比率を算出し、基準黒面積比率信号ＲＢＲを生成する。第２比率算出回路２４３は、第２検出レベル信号ＤＳ２に応じて、一画面中の映像信号において黒伸張後の輝度信号である黒伸張信号ＥＳの輝度レベルが第２検出レベルよりも低くなっている割合を示す第２黒面積比率を算出し、第２黒面積比率信号ＢＲ２を生成する。

また、検出レベル算出回路２４０は、第１検出レベル信号ＤＳ１を生成する第１レベル算出回路２４４及び第２検出レベル信号ＤＳ２を算出する第２レベル算出回路２４５を備える。第１レベル算出回路２４４は、図３に示すように、第１演算回路２４４ｃ、第１減算器２４４ｂ、第１演算回路２４４ｃ及び第１減算器２４４ｂに接続された第１乗算器２４４ｄ、第１乗算器２４４ｄに接続された第１除算器２４４ｅ、及び第１除算器２４４ｅに接続された加算器２４４ａを備える。

第１減算器２４４ｂは、スタートポイント信号ＳＰ及び基準検出レベル信号ＲＣＳ１に基づき、図５のＬ３［ＩＲＥ］に示すスタートポイントのレベルから基準検出レベルを減算する。図５に示す例においては、基準検出レベルを０［ＩＲＥ］としている。よって、スタートポイントのレベルをＳＰ、基準検出レベルをＲＣＳ１とおくと、第１減算器２４４ｂの出力信号は（ＳＰ−ＲＣＳ１）となる。

更に、第１演算回路２４４ｃは、最大利得信号ＧＳに基づき、黒伸張アンプ２０の最大利得をＣ倍とすると、図５に示すように（Ｃ−１）／Ｃなる演算を行う。例えば黒伸張アンプ２０の最大利得を１．５倍とすると（Ｃ−１）／Ｃ＝１／３となる。或いは、第１演算回路２４４ｃの出力信号は１／３に固定されていても良い。第１乗算器２４４ｄは、第１減算器２４４ｂの出力信号と第１演算回路２４４ｃの出力信号とを乗算する。したがって、第１乗算器２４４ｄの出力信号をＭＳとすると：
MS=(SP-RCS1)×(C-1)/C ・・・・・（１）
が成り立つ。この時点における第１乗算器２４４ｄの出力信号は、図５の０［ＩＲＥ］〜Ｌ３［ＩＲＥ］の範囲を表している。

また、第１乗算器２４４ｄには利得刻み制御信号ＧＣが供給される。ここで第１乗算器２４４ｄは、第１利得刻み幅のみを乗算する。或いは、予め第１乗算器２４４ｄに第１利得刻み幅が設定されていても良い。第１乗算器２４４ｄの出力信号をＭＳとすると、式（１）より：
MS=(SP-RCS1)×(C-1)/C×1/A ・・・・・（２）
が成り立つ。したがって、第１利得刻み幅においてＡの値を４とすると、第１乗算器２４４ｄの出力信号は図５のＬ１［ＩＲＥ］〜Ｌ３［ＩＲＥ］の範囲を表している。

更に、第１乗算器２４４ｄの出力信号は第１除算器２４４ｅに供給される。第１除算器２４４ｅは、図５に示すように第１乗算器２４４ｄの出力信号を例えば１／２にする。よって、第１除算器２４４ｅの出力信号をＤＩとすると、式（２）から：
DI=(SP-RCS1)×(C-1)/C×1/A×1/2 ・・・・・（３）
が成り立つ。第１除算器２４４ｅの出力信号は図５のＬ２［ＩＲＥ］〜Ｌ３［ＩＲＥ］の範囲を表している。

更に、加算器２４４ａは、第１除算器２４４ｅの出力信号と基準検出レベルとを加算する。したがって、第１検出レベルをＤＳ１とおくと、式（３）より：
DS1=RCS1+{(SP-RCS1)×(C-1)/C×1/A×1/2} ・・・・・（４）
が成り立つ。

これに対して図４に示す第２レベル算出回路２４５は、第２演算回路２４５ｃ、第２減算器２４５ｂ、第２乗算器２４５ｄ、第２除算器２４５ｅ、及び第３減算器２４５ａを備える。第２レベル算出回路２４５は、図３に示す加算器２４４ａを第３減算器２４５ａに置き換えた構成である。第３減算器２４５ａは、第２除算器２４５ｅの出力信号と基準検出レベルとを減算する。したがって、第２検出レベルをＤＳ２とおくと、式（３）より：
DS2=RCS1-{(SP-RCS1)×(C-1)/C×1/A×1/2} ・・・・・（５）
が成り立つ。一例として、スタートポイントを２２［ＩＲＥ］、基準検出レベルを０［ＩＲＥ］、黒伸張アンプ２０の最大利得を１．５倍、第１利得刻み幅を１／４とすると、式（４）より第１検出レベルは約０．９２［ＩＲＥ］となる。また、第２検出レベルは、式（５）より−０．９２［ＩＲＥ］となる。

一方、図２に示す第１比率算出回路２４１は、図６に示すように、第１黒伸張信号入力端子２４１ａ、第１タイミング信号入力端子２４１ｂ、第１比率出力端子２４１ｃ、第１検出レベル信号入力端子２４１ｄ、第１黒面積カウンタ２４１１、第１全体面積カウンタ２４１２、及び第１面積比率算出回路２４１３を備える。第１黒面積カウンタ２４１１は、第１黒伸張信号入力端子２４１ａ、第１タイミング信号入力端子２４１ｂ、及び第１検出レベル信号入力端子２４１ｄに入力が接続される。第１全体面積カウンタ２４１２は、第１黒伸張信号入力端子２４１ａ及び第１タイミング信号入力端子２４１ｂに入力が接続される。第１面積比率算出回路２４１３は、第１黒面積カウンタ２４１１及び第１全体面積カウンタ２４１２に入力が接続され、第１比率出力端子２４１ｃに出力が接続される。

第１黒面積カウンタ２４１１は、第２タイミング信号ＴＳ２に応じて第１検出レベル以下となる黒伸張信号ＥＳの信号成分をカウントし、第１黒面積信号ＢＤ１を生成する。第１全体面積カウンタ２４１２は、第２タイミング信号ＴＳ２に応じて黒伸張信号ＥＳをカウントし、第１全体面積信号ＷＤ１を生成する。第１面積比率算出回路２４１３は、第１黒面積信号ＢＤ１及び第１全体面積信号ＷＤ１に基づいて全体面積に対する第１黒面積比率を算出する。

また、基準比率算出回路２４２及び第２比率算出回路２４３は、第１比率算出回路２４１と同様に構成される。基準比率算出回路２４２において、基準黒面積カウンタ２４２１は、第２タイミング信号ＴＳ２に応じて基準検出レベル以下となる黒伸張信号ＥＳの信号成分をカウントし、基準黒面積信号ＲＢＤを生成する。基準全体面積カウンタ２４２２は、第２タイミング信号ＴＳ２に応じて黒伸張信号ＥＳをカウントし、基準全体面積信号ＲＷＤを生成する。基準面積比率算出回路２４２３は、基準黒面積信号ＲＢＤ及び基準全体面積信号ＲＷＤに基づいて全体面積に対する基準黒面積比率を算出する。

更に、第２比率算出回路２４３において、第２黒面積カウンタ２４３１は、第２タイミング信号ＴＳ２に応じて第２検出レベル以下となる黒伸張信号ＥＳの信号成分をカウントし、第２黒面積信号ＢＤ２を生成する。第２全体面積カウンタ２４３２は、第２タイミング信号ＴＳ２に応じて黒伸張信号ＥＳをカウントし、第２全体面積信号ＷＤ２を生成する。第２面積比率算出回路２４３３は、第２黒面積信号ＢＤ２及び第２全体面積信号ＷＤ２に基づいて全体面積に対する第２黒面積比率を算出する。尚、第1全体面積カウンタ２４１２、基準全体面積カウンタ２４２２、第２全体面積カウンタ２４３２は、共通のカウンタであってもよい。

更に、図２に示す比較回路２５は、設定比率入力端子２５０、第１比較器２５１、基準比較器２５２、及び第２比較器２５３を備える。第１比較器２５１は、第１比率算出回路２４１に一方の入力が接続され、設定比率入力端子２５０に他方の入力が接続される。基準比較器２５２は、基準比率算出回路２４２に一方の入力が接続され、設定比率入力端子２５０に他方の入力が接続される。第２比較器２５３は、第２比率算出回路２４３に一方の入力が接続され、設定比率入力端子２５０に他方の入力が接続される。第１比較器２５１は、第１黒面積比率信号ＢＲ１と設定比率信号ＲＣＳ２とを比較し、第１比較信号ＣＰ１を生成する。基準比較器２５２は、基準黒面積比率信号ＲＢＲと設定比率信号ＲＣＳ２とを比較し、基準比較信号ＲＣＰを生成する。第２比較器２５３は、第２黒面積比率信号ＢＲ２と設定比率信号ＲＣＳ２とを比較し、第２比較信号ＣＰ２を生成する。

また、制御信号生成回路２６は、図２に示すように、第１比較器２５１及び第２比較器２５３に入力が接続された利得刻み制御回路２６２、及び基準比較器２５２に入力が接続された増減制御回路２６１を備える。増減制御回路２６１は、基準比較信号ＲＣＰに基づき、基準黒面積比率が設定比率よりも大きいか否か判定し、増減制御信号ＳＵＤを生成する。利得刻み制御回路２６２は、第１比較信号ＣＰ１及び第２比較信号ＣＰ２に基づいて利得刻み制御信号ＧＣを生成する。

以下に、図１〜図９を用いて本発明の実施の形態に係る輝度信号処理方法を説明する。

（イ）先ず、図７のステップＳ１０１において、図１に示すペデスタルスムース回路１０は、図８のｔ１〜ｔ２に示すブランキング期間に存在する同期信号を除去し、ブランキング期間の信号レベルをペデスタルレベルに固定する。更にステップＳ１０２において、輝度平均レベル算出回路３２ａは、黒伸張信号ＥＳのＡＰＬを算出する。判定回路３１ａは、画像レベル信号ＡＳに基づいてスタートポイント信号ＳＰを黒伸張アンプ２０に供給する。

（ロ）次に、ステップＳ１０４において、検出レベル制御部２７１は黒面積比率算出回路２４に基準検出レベル信号ＲＣＳ１を供給する。更に、ステップＳ１０５において、図２に示す第１レベル算出回路２４４は、式（４）に示すように、基準検出レベル信号ＲＣＳ１及びスタートポイント信号ＳＰに基づいて第１検出レベル信号ＤＳ１を生成する。第２検出レベル信号算出回路２４５は、式（５）に示すように、基準検出レベル信号ＲＣＳ１及びスタートポイント信号ＳＰに基づいて第２検出レベル信号ＤＳ２を生成する。この結果、図９に示すように、黒面積比率算出回路２４に基準検出レベル、第１検出レベル、及び第２検出レベルが設定される。

（ハ）次に、ステップＳ１０６において、図２に示す第１比率算出回路２４１は第１検出レベル信号ＤＳ１に応じて黒面積比率を算出し、第１黒面積比率信号ＢＲ１を生成する。基準比率算出回路２４２は、基準検出レベル信号ＲＤＳに応じて黒伸張信号ＥＳの黒面積比率を算出し、基準黒面積比率信号ＲＢＲを生成する。第２比率算出回路２４３は、第２検出レベル信号ＤＳ２に応じて黒伸張信号ＥＳの黒面積比率を算出し、第２黒面積比率信号ＢＲ２を生成する。

（ニ）次に、ステップＳ１０７において、図２に示す増減制御回路２６１は、基準比較信号ＲＣＰに基づき、基準黒面積比率が設定比率よりも大きいか否か判定する。基準黒面積比率が設定比率よりも小さいと判定された場合、ステップＳ１０８に進む。基準黒面積比率が設定比率よりも大きいと判定された場合、ステップＳ１０９に進む。

（ホ）ステップＳ１０８において、増減制御回路２６１は、増減制御信号ＳＵＤを用いて図１に示す黒伸張アンプ２０の利得を増加方向に設定する。これに対してステップＳ１０９において、増減制御回路２６１は増減制御信号ＳＵＤを用いて黒伸張アンプ２０の利得を減少方向に設定する。更に、ステップＳ１１０において、図２に示す利得刻み制御回路２６２は、第１比較信号ＣＰ１及び第２比較信号ＣＰ２に基づき、黒伸張アンプ２０の利得刻み幅を設定する。第１黒面積比率が設定比率よりも大きく、第２黒面積比率が設定比率よりも小さいと判断された場合、ステップＳ１１２に進む。第１黒面積比率が設定比率よりも小さいと判断された場合、或いは第２黒面積比率が設定比率よりも大きいと判断された場合、ステップＳ１１１に進む。

（へ）ステップＳ１１２において利得刻み制御回路２６２は、黒伸張アンプ２０の利得刻み幅を１／Ｂ、即ち第２利得刻み幅に設定する。これに対してステップＳ１１１において利得刻み制御回路２６２は、黒伸張アンプ２０の利得刻み幅を１／Ａ、即ち第１利得刻み幅に設定する。黒伸張アンプ２０は、スムース信号ＳＳに対し、設定された利得の増減方向及び刻み幅を用いて黒伸張を実行する。この結果、図８の時刻ｔ１〜ｔ２の期間に示すように、黒伸張アンプ２０は、輝度信号ＹＳの映像期間において黒伸張を実行する。

このように、本発明の実施の形態によれば、ディジタル回路で構成された黒伸張アンプ２０の利得刻み幅を２系統設定することができる。よって、図９に示すように一定期間（一画面中）における映像内での黒伸張信号ＥＳの信号レベルが基準検出レベル以下となる割合（黒レベルの割合）が、設定比率と比して差が大きい場合、黒伸張アンプ２０の利得刻みとして第１利得刻み幅を設定できる。また、図９に示すように、一定期間（一画面中）における映像内での黒伸張信号ＥＳの信号レベルが基準検出レベル以下となる割合（黒レベルの割合）が、設定比率付近に到達した場合は、黒伸張アンプ２０の利得刻みを第１利得刻み幅と比して刻み幅の小さい第２利得刻み幅に設定できる。この結果、黒伸張信号ＥＳの信号レベルが基準検出レベル以下となる割合（黒レベルの割合）が、予め設定された設定比率付近に到達するまでの時間を短縮し、黒伸張信号ＥＳの信号レベルが基準検出レベル以下となる割合（黒レベルの割合）が設定比率付近となった時に生じるハンチングを防止できる。

更に、図１に示した黒伸張回路１ａは、例えば図１０に示すように、同一の半導体チップ１０１上にモノリシックに集積化し、半導体集積回路１００を形成できる。図１０に示す例においては、半導体集積回路１００は、半導体チップ１０１上にボンディングパッド１０２及び１０３を備えている。ボンディングパッド１０２は、図１に示す映像信号発生回路８４からの輝度信号ＹＳをペデスタルスムース回路１０に伝達するための内部端子である。ボンディングパッド１０３は、黒伸張アンプ２０からの黒伸張信号ＥＳを図１に示すマトリクス回路４に伝達するための内部端子である。黒伸張回路１ａはディジタル回路で構成されるため、例えばディジタルＣＭＯＳプロセスにより一括して形成できる。したがって図１０に示す半導体集積回路１００には、アナログ回路で構成された半導体集積回路と比して小面積で構成可能である。

また、実施の形態の第１の変形例に係る映像処理装置として、図１１に示すように、コントローラ２７ｂが、スタートポイントを制御するスタートポイント制御部２７４を更に備える構成でも良い。この結果、スタートポイントの値を任意に設定することが可能となる。更に、実施の形態の第２の変形例に係る映像処理装置として、図１２に示すようにスタートポイントの値を固定とする構成でも良い。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

その他の実施の形態に係る映像処理装置として、図１３に示すように、信号処理回路１５に対し、図１に示す受信部８０に代えて光ディスク装置９０を接続する構成でも良い。この場合、図１に示したカラーデコーダ８５が不要となる。光ディスク装置９０は、例えば図１３に示すように、光ディスク９１、ピックアップ９２、ピックアップ９２に接続された高周波増幅器９３、高周波増幅器９３に接続された映像信号生成回路９４、映像信号生成回路９４に接続されたＭＰＥＧデコーダ９５を備える。

更に、上述した実施の形態においてはコントローラ２７ａ及び２７ｂが最大利得信号ＧＳを生成するとして説明したが、図３に示す第１演算回路２４４ｃ及び図４に示す第２演算回路２４５ｃに予め黒伸張アンプ２０の最大利得が設定されていても良い。また、図６に示す第１全体面積カウンタ２４１２、基準全体面積カウンタ２４２２、及び第２全体面積カウンタ２４３２は、第１比率算出回路２４１、基準比率算出回路２４２、及び第２比率算出回路２４３にそれぞれ設けられる必要はなく、１つの全体面積カウンタを兼用する構成でも良い。

また、実施の形態においては、マトリクス回路４に黒伸張信号ＥＳが直接供給される構成を例に説明した。しかし、黒伸張信号ＥＳに輪郭強調処理を施す輪郭強調回路を更に備える構成でも良い。更に、３パターンの黒面積比率、即ち基準黒面積比率、第１黒面積比率、及び第２黒面積比率を算出する一例を説明したが、３パターン以上の黒面積比率を算出する構成に応用可能である。この場合、黒伸張アンプ２０の利得刻み幅を２系統以上設定することができる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。本発明の特許請求の範囲に記載された発明特定事項を実施可能な構成を含んだ映像処理装置であれば、それがテレビジョン受像機であったとしても、半導体装置であったとしても、また他の装置であったとしても、或いはまたこれら装置をその一部に含んだシステムであったとしても、その全ての形態が本発明の対象製品である。

本発明の実施の形態に係る映像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る黒面積比率算出回路、比較回路、及び制御信号生成回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る第１レベル算出回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る第２レベル算出回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る第１レベル算出回路及び第２レベル算出回路の動作を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る第１比率算出回路、基準比率算出回路、及び第２比率算出回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る黒伸張方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る黒伸張回路の動作を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る黒伸張回路の動作を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る黒伸張回路を同一半導体チップ上にモノリシックに集積化した構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る映像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る映像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。 その他の実施の形態に係る映像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１ａ〜１ｃ…黒伸張回路
３ａ〜３ｃ…スタートポイント設定回路
１０…ペデスタルスムース回路
１５…信号処理回路
２０…黒伸張アンプ
２２ａ、２２ｂ…黒伸張制御回路
２４…黒面積比率算出回路
２５…比較回路
２６…制御信号生成回路
２７ａ，２７ｂ…コントローラ

Claims (5)

1. 映像信号中の所定の輝度レベル以下の映像信号成分に対して、前記映像信号成分中の輝度レベルが基準検出レベル以下となる比率が設定比率に近づくように、第１の利得刻み幅と前記第１の利得刻み幅よりも利得刻み幅の小さい第２の利得刻み幅とを有する少なくとも２種類の利得刻み幅を用いて増減設定される利得を用いて増幅処理を行う信号処理回路と、
   前記信号処理回路にて増幅処理された映像信号成分中の輝度レベルが、前記基準検出レベル以下である比率と、前記基準検出レベルよりも大きい第１検出レベル以下である比率と、前記基準検出レベルよりも小さい第２基準検出レベル以下である比率とに基づいて、前記増幅処理に用いる利得の増減及びその利得刻み幅を制御する制御回路
   とを備えることを特徴とする映像処理装置。
2. 前記制御回路は、
   前記増幅処理された映像信号成分中の輝度レベルが前記基準検出レベル以下である比率と前記設定比率との比較に応じて、前記増幅処理に用いる利得の増減を制御すると共に、
   前記増幅処理された映像信号成分中の輝度レベルが前記第１検出レベル以下である比率が前記設定比率よりも小さい場合、或いは前記第２検出レベル以下である比率が前記設定比率よりも大きい場合には、前記増幅処理に用いる利得の利得刻み幅を前記第１の利得刻み幅とするよう制御し、
   前記増幅処理された映像信号成分中の輝度レベルが前記第１検出レベル以下である比率が前記設定比率よりも大きく、前記第２検出レベル以下である比率が前記設定比率よりも小さい場合には、前記増幅処理に用いる利得の利得刻み幅を前記第２の利得刻み幅とするよう制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の映像処理装置。
3. 前記制御回路は、
   前記増幅処理された映像信号成分中の輝度レベルが前記基準検出レベル以下である比率を検出する基準比率検出回路と、
   前記増幅処理された映像信号成分中の輝度レベルが前記第１検出レベル以下である比率を検出する第１比率検出回路と、
   前記増幅処理された映像信号成分中の輝度レベルが前記第２検出レベル以下である比率を検出する第２比率検出回路と、
   前記基準比率検出回路にて検出された比率と前記設定比率との比較を行う基準比較回路と、
   前記第１比率検出回路にて検出された比率と前記設定比率との比較を行う第１比較回路と、
   前記第２比率検出回路にて検出された比率と前記設定比率との比較を行う第２比較回路と、
   前記基準比較回路、前記第１比較回路、及び前記第２比較回路による比較結果に基づき、前記増幅処理に用いる利得の増減及びその利得刻み幅を制御するための制御信号を生成する制御信号生成回路
   とを有することを特徴とする請求項１に記載の映像処理装置。
4. 前記制御信号生成回路は、
   前記基準比較回路による比較結果に基づき、前記増幅処理に用いる利得の増減を制御するための制御信号を生成すると共に、
   前記第１比較回路及び前記第２比較回路による比較結果に基づき、
   前記第１比率検出回路にて検出された比率が前記設定比率よりも小さい場合、或いは前記第２比率検出回路にて検出された比率が前記設定比率よりも大きい場合には、前記信号処理回路にて増幅処理に用いる利得の利得刻み幅を前記第１の利得刻み幅とするよう制御するための制御信号を生成し、
   前記第１比率検出回路にて検出された比率が前記設定比率よりも大きく、前記第２比率検出回路にて検出された比率が前記設定比率よりも小さい場合には、前記信号処理回路にて増幅処理に用いる利得の利得刻み幅を前記第２の利得刻み幅とするよう制御するための制御信号を生成する
   ことを特徴とする請求項３に記載の映像処理装置。
5. 前記増幅処理を行う映像信号成分中の輝度レベル上限である前記所定の輝度レベルをＳＰ、前記基準検出レベルをＲＣＳ１、前記所定の輝度レベルにおける映像信号成分を前記基準検出レベルとするために必要な利得をＣ、前記第１の利得刻み幅をＣ／Ａ、とした場合に、
   前記第１の検出レベルＤＳ１を、
   ＤＳ１＝ＲＣＳ１＋{（ＳＰ−ＲＣＳ１）×（Ｃ−１）／Ｃ×１／Ａ×１／２}
   とし、
   前記第２の検出レベルＤＳ２を、
   ＤＳ２＝ＲＣＳ１−{（ＳＰ−ＲＣＳ１）×（Ｃ−１）／Ｃ×１／Ａ×１／２}
   としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか１項に記載の映像処理装置。

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