JP4130366B2 - 画像信号コントラスト制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は画像信号のコントラストを制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子画像表示装置に入力される画像信号は多くの副信号から成り、各副信号は画像の異なる領域の色情報を含み、この色情報は原色即ちＲＧＢ（赤、青、緑）又はＹＵＶ（輝度、色度）で表される。
【０００３】
視聴者が画像のコントラストを上げて表示装置からより高い光出力を得たい場合、弱信号（５０％）を公証レベル（１００％）まで増幅することにより行われる。これにより、信号中に１００％のピークが含まれ、それは認められた最大レベルの２００％にも達する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
コントラスト増強に関わる問題としては、電子画像表示装置又は信号処理プロセサのＤ/Ａコンバータに対応してコントラスト増強に限界がある。これは、電子画像表示装置は限られたレンジの入力信号を受け、Ｄ/Ａコンバータは限られたレンジの出力信号を送出するということを意味する。
【０００５】
これに対処するため、これら信号処理プロセサは、画像信号の信号レンジを受容可能な信号レンジに変換する各種リミッタを備える。
【０００６】
そのようなリミッタが米国特許５、３４９、３９０（Attorneys' docket PHN 14.195）に記載されている。この装置は増幅レンジを低下させるもので、画像信号を受けて低コントラストの画像信号を送出する第一のコントラスト低減装置を備える。比較的広い範囲に渡って与えられた第一の閾値（例えば９０％）を画像信号が超えた場合、この画像信号を受けて全領域に渡って画像信号のコントラストが低減される。この画像信号処理プロセサはさらに第二のコントラスト低減装置を備える。第二のコントラスト低減装置は第一のコントラスト低減装置を補助し、第一のコントラスト低減画像信号の瞬間的の増幅度が第二の閾値（１００％）を超えると直ちに、そして超えている限り、第一のコントラスト低減画像信号の明るすぎる部分のコントラストを直ちに下げて低コントラスト画像信号を送出する。この装置はアナログ回路で構成され、フィードバック・ループを基幹回路構成としている。アナログ回路構成は扱いにくく、ノイズの影響を受けやすい。さらには最適な応答特性を得るのが困難である。また、小ピークのクリッピングにより画像信号の明領域の情報が失われる可能性がある。
【０００７】
この発明の目的は、上記諸問題を解決し、画像のコントラストを上げて表示装置から最大の光出力を得る方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は画像信号をオーバドライブして表示装置から最大の光出力を得る方法を提供する。コントラストは原色即ちＲＧＢ、ＹＵＶの強度とも言える。画像表示装置にはコンピュータ用モニタ、テレビ受像機、プロジェクタ等が含まれる。
【０００９】
この方法はデジタル回路でも実現でき、その場合デジタル回路特有の効果が得られる。
【００１０】
副信号を分離し、色度を下げ、そして全色情報を低減することにより、まず彩度を下げそしてコントラスト低減を行う効果的な方法が実現される。
【００１１】
副信号を二つの画像情報群に分離するのは、選択された副信号を少なくとも二つの画像情報群に分離し、それは第一の原色組を示す選択された副信号を第二の原色組、例えば、ＹＵＶに変換する工程を含む。
【００１２】
ＵＶが色度そしてＹのみが輝度を表すのでこの信号分離は非常に簡単である。
【００１３】
最大強度を有し、予め規定された値を超える原色強度の逆数をこの規定値に乗ずることにより第一の値を得ることができる。また、副信号の第一群の信号強度に第一の値に乗ずることにより彩度を下げることができる。
【００１４】
最大強度を有し、予め規定された値を超える原色の強度の逆数をこの規定値に乗ずることにより第二の値を得ることができる。副信号の第一群、第二群両方の信号強度に第二の値に乗ずることによりすべての原色の強度を下げることができる。
【００１５】
従って、所謂ハード・クリッピングとなり、原色強度が最大値を決して超えなくなる。これは、主に、字幕等の画像の小ピーク・クリッピングに用いられる。
【００１６】
なお、第一及び/又は第二の値は１から所定の限定値方向に小さくしたものでもよい。この限定値は、最大強度を有する原色の強度の逆数を規定値に乗じても得られる。これによりソフト・クリッピングとなり、顔等の画像の大きな領域の歪を防止するのにハード・クリッピングの代わりに用いることができる。
【００１７】
この発明では、最大強度を有する原色の強度の逆数はルックアップ・テーブルに規定してもよい。また、第一、第二の値をルックアップ・テーブルに規定してもよい。これによりソフト・クリッピングが実現しやすくなる。少なくとも一つのスパース・テーブルと少なくとも一つの線形補間器によりルックアップ・テーブルを構成してもよい。
【００１８】
少なくとも原色の一つの強度が規定値を超えた画像の小さな特徴的でない部分において彩度低減並びにすべての原色強度低減を行ってもよい。これら小領域は例えば字幕である。
【００１９】
画像の小さな特徴的でない部分におけるコントラスト低減は、少なくとも原色の一つの強度が規定値を超えた画像の大きな特徴的な部分のコントラスト低減と組み合わせてもよい。これら大領域は例えば顔である。
【００２０】
信号処理装置請求項における手段はＣＰＵ等のコンピュータでもよい。ＣＰＵが最適ではあるが、さらに一般的な既にプログラムされたＣＰＵでもよい。他の例としては、デジタル信号処理プロセサ（ＤＳＰ）や他のデジタル論理素子がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
信号ピーク等の画像内の少なくとも一つの副信号群において、この発明のコントラスト制御方法は以下の工程を順次行う。
【００２２】
１．画像の彩度に影響を与える副信号の原色（Ｕ，Ｖ）強度を低下させて副信号の彩度を低下させる。
輝度一定の原則から外れるため、彩度低下により赤と青が暗くなり、シアンと黄が明るくなる。従って、最も強い三信号の強度が低下して彩度が低下してもコントラストは上がる。
【００２３】
２．副信号のコントラストに影響を与える画像の原色（ＲＧＢ又はＹＵＶ）のすべての強度を低下させて副信号のコントラストを下げる。これにより輝度が下がる。
【００２４】
第三のステップは上記ステップに対する補助的なステップである。このステップでは、顔等の大きい明領域を画像が含む場合に画像全体のコントラストを下げる。これにより、大領域でのクリッピングを防げ、顔等の画像のきめの細かさが失われることがない。なお、上記各ステップにより、これら大きな明領域又は画像全体のコントラストを下げることもできる。
【００２５】
図１を参照してこの発明のピーク・クリッピング一実施形態の例を説明する。図１における各ステップを以下に説明する。
【００２６】
１．入力副信号をＹＵＶ色空間で表し、これらの信号をコントラストと輝度に変換する。コントラスト変化によりＹＵＶにゲイン係数（ｃｏｎ）が乗じられ、輝度変化によりオフセット項（ｂｒｉ）がＹに加えられる。出力信号が大きくなりすぎて（白）ピークのクリッピングが必要になり得ることの主な原因はこのコントラスト及び輝度変化にある。
【００２７】
２．以下の変換マトリクスによりＹＵＶ色をＲＧＢに変換する。
【数１】
この変換マトリクスは、（図１の１×３マトリクスと２×３マトリクスを含む）次のように書き換えられる。
【数２】
この変換マトリクス形式により輝度チャネル（Ｙ）と色度チャネル（Ｕ，Ｖ）からのコントリビューション（contributions）をＲＧＢ色空間に変換する。両チャネル共コントラストに関わるが、彩度に関わるのは色度チャネルのみである。従って、まず、色度チャネルからのコントリビューションの強度を調整することにより彩度を独立して制御することが可能になる。Ｙ並びにＵＶへのＲＧＢコントリビューションは以下のように分離される。
【数３】
【００２８】
３．Ｒ−ＹをＲ−ＵＹに、Ｇ−ＹをＧ−ＵＹにそしてＢ−ＹをＢ−ＵＶに加えて全ＲＧＢ信号を得る。
Ｒ ＝ Ｒ−Ｙ ＋ Ｒ−ＵＹ
Ｇ ＝ Ｇ−Ｙ ＋ Ｇ−ＵＹ
Ｂ ＝ Ｂ−Ｙ ＋ Ｂ−ＵＶ
【００２９】
４．原色ＲＧＢのいずれか一つの強度が所定値を超えているか判断し、超えている場合は第一のオーバドライブ係数を決定する。この第一のオーバドライブ係数は、各原色ＲＧＢの最大値、即ち、オーバドライブしないときの表示器の最大コントラスト値等を限界値として決定する。なお、表示器アダプタメーカ仕様による表示器への入力限界から決定してもよい。
副信号の原色ＲＧＢの内の一つが上記所定値を超えている場合は、この発明では、副信号（又は複数の副信号）の原色ＲＧＢすべての強度をＵ，Ｖ部分のみ又は副信号（又は複数の副信号）の彩度部分を上記第一のオーバドライブ係数を用いて（原色に第一のオーバドライブ係数１/ｘを乗じて）低下させる。各ＲＧＢ副信号の内の最小信号（又は複数の最小信号）の強度を上げても良く、問題にはならない。
【００３０】
５．Ｕ，Ｖチャネルを共に低下させた後、再度、上記のようにＲＧＢ信号のＹ部分と低下したＵＶ部分を加えて全ＲＧＢ信号を計算する。
【００３１】
６．次に、全ＲＧＢ信号を第二のオーバドライブ係数を用いて低下させる。再度、ＲＧＢ副信号のいずれかの強度が所定値を超えているか判断し、その場合、第二のオーバドライブ係数を用いてそれら信号を低下させる。このオーバドライブ係数は、各原色ＲＧＢの最大値、即ち、オーバドライブしないときの表示器の最大コントラスト値等を限界値として決定する。なお、表示器アダプタメーカ仕様による表示器への入力限界から決定してもよい。
もしＲＧＢ副信号のいずれかの強度が所定値を超えている場合、この発明では、第二のオーバドライブ係数を用いてＲＧＢ副信号のＹＵＶ部分又はコンストラスト部分を低下させることによりすべての信号強度を低下させる。
【００３２】
７．ＹＵＶチャネルを低下させた後、再度、上記のようにＲＧＢ信号の低下したＹＵＶ部分を加えて全ＲＧＢ信号を計算する。
【００３３】
この発明を適用した例を以下に示す。黄信号がある場合、Ｒ ＝ ＋１、Ｇ ＝ ＋１、Ｂ ＝ ＋０であり、これらはＹ ＝ ＋０.８８６、Ｕ ＝ −０.５００、Ｖ ＝ ＋０.０８１として伝送される。コントラストを１.５０＊に設定するとこれら信号はＹ ＝ ＋１.３２９、Ｕ ＝ −０.７５０、Ｖ ＝ ＋０.１２２となる。これよりＲ ＝ ＋１.５００、Ｇ ＝ ＋１.５００、Ｂ ＝ ＋０.０００となる。ここで、ＲＧＢは＋１.０００以下であるとすると、ＲＧＢを係数１.５０＊により再度低下させる必要がある。ここでは、間単に局部的にコントラストを再度低下させる。これよりＲ ＝ ＋１.０００、Ｇ ＝ ＋１.０００、Ｂ ＝ ＋０.０００となる。
【００３４】
この発明では、まず最初にオーバドライブ係数を１.５とする。そして共通係数１/１.５０＊（以下）によりＵＶからＲＧＢのコントリビューションを低下させる。この共通係数により色相は保たれ彩度のみが低下する。これらはＹ ＝ ＋１.３２９、Ｕ ＝ −０.５００、Ｖ ＝ ＋０.０８１であり、これよりＲ ＝ ＋１.４４３、Ｇ ＝ ＋１.４４３、Ｂ ＝ ＋０.４４３となる。ここでオーバドライブ係数を１.４４３＊に設定し、共通係数１/１.４４３＊（以下）によりＲＧＢすべてを低下させる。この共通係数により色相は保たれコントラストのみが低下する。これによりＹ ＝ ＋０.９２１、Ｕ ＝ −０.３４７、Ｖ ＝ ＋０.０５６となり、Ｙ信号は１.０４＊で当初より大きく、これよりＲ ＝ ＋１.０００、Ｇ ＝ ＋１.０００、Ｂ ＝ ＋０.３０７となる。
【００３５】
彩度低下後の青信号中の＋０.３０７信号からのコントリビューションにより１０％程度の光強度増加が見られた。さらに重要なこととしては、ピ−クにいくらかの変化が見られるということである。コントラストがクリップすると少なくとも彩度が変化する。これにより自然なオーバドライブされた画像が得られる。
【００３６】
上記の例はハード・クリッピングを想定しており、ＲＧＢ信号の少なくとも一つが可能な限りハードドライブされ、＋１.０００以下には低下しない。これは、元の信号強度やオーバドライブ量に無関係にすべての信号が同じ最大レベルまでに既定されてしまうということで好ましくなく、画像の細かな部分が失われることになる（零差動利得）。これによる現象の一つは”プラスチック・フェイス（plastic faces）”として知られている。
【００３７】
次にソフト・クリッピングによる例を示す。図２に示す例では、図１の実施形態にルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）を用いてソフト・クリッピングを採用している。
【００３８】
このルックアップ・テーブルには様々な利得値が記憶され、低下すべき原色群中の最大色の強度に応じて選ばれる。
【００３９】
上記したデジタル時分割ソフト・クリッパでは以下のようにフィード・フォワード処理を行う必要がある。
【００４０】
三入力信号（通常ＲＧＢ）の最大値をとる。この最大値によりルックアップ・テーブルから利得（又は減衰）値を選ぶ。そして、三入力信号の各々に同じ利得値を乗じる（１００％カップリング）
１００％カップリングとは、三入力信号（Ｒ：Ｇ：Ｂ又はＹ：Ｕ：Ｖ）の比が保たれ色彩と彩度（選択した場合）が保たれる。これは（Ｒ、Ｇ、Ｂ）又は（Ｙ、Ｕ、Ｖ）に同じ係数を乗じることにより達成される。
【００４１】
ルックアップ・テーブルの内容により、小入力信号利得（通常１.０ｘ＝最大利得）、大入力信号最大強度（通常１００％）そしてコントラスト利得（通常１.０ｘ）と一定出力強度（１００％、差動利得０）との間で如何にソフト又はハードが推移（transition）するかの情報を保持してクリッピング特性が決定される。
【００４２】
これらはすべて、単純なドライバ処理により２段階クリッピングでのルックアップ・テーブルの値を計算して決定される。テーブルには利得１/２５６... ２５６/２５６が記憶される。なお、テーブルにおける傾きは常に０以上である。
【００４３】
ある一つのルックアップ・テーブル特性は３２のセグメントに分けられ、３２の値のみが実際に記憶される。一つのセグメント内の値は線形補間によりリアルタイムで計算される。補間スピードを上げるために基部と傾きが二つの別々の８ビット３２値のルックアップ・テーブルに記憶される。傾きは常に負である（利得は増加しない）がこれは正の値として記憶され後で反転される。さらに、後で＋１のオフセットが加えられて利得２５６/２５６＝１.００ｘが得られる。利得０.００ｘにはならない。
【００４４】
図３に処理部３と表示部５を備えたこの発明の表示装置を示す。この表示装置は例えばテレビ受像機やモニタである。
【００４５】
図４Ａ、４Ｂにソフトからハードに変化するクリッピング特性を示す。図４Ａに示すのは最大入力信号の関数である出力信号である。図４Ｂに示すのは最大入力信号の関数である乗算係数である。これらの図にはクリッパの入出力変換関数であり、クリッピングのハードさが示されている。これら特性はルックアップ・テーブルには記憶されず、利得係数：利得＝出力/入力が記憶される。これは出力＝利得＊入力として用いられる。ここでは、如何にクリッピング特性がソフトからハードに変化するかを示している。ハード・クリッピングは通常字幕等の小ピークのみに適用される。顔等の大きな明るい部分がある場合はソフト・クリッピングに変更されてそして/又は全体的なコントラスト値が下げられる。
【００４６】
図４Ａに示すように、最初に、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の一つがオーバドライブ前であってもソフト・クリッピングを行って利得を下げる。そしてその信号をオーバドライブしてさらに利得を下げる。
【００４７】
図１の実施形態のルックアップ・テーブルが図２でＬＵＴ ＵＶ、ＬＵＴ ＲＧＢとして示されている。特に第二のテーブルＬＵＴ ＲＧＢ（コントラスト低下用）がソフト特性を組み込むのに有用である。入力信号変化で出力信号変化を割って得られる差動利得は急には零にはならない。そこで、必要となる前に利得を下げる。ハード・オーバドライブでのみ最大出力レベルを得、より自然な画像を得るために光出力を多少犠牲にする。明領域での細かさはいくらか保つことができる。
【００４８】
第一段階での彩度低下により（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の内の最高値を下げその他を上げる。これにより第二段階ではあまりコントラストを下げる必要がなくなる。最終的にはハード・コントラスト・クリッピングにより人為的な影響はほとんど残らず、スクリーン上により少し明るさが得られる。
【００４９】
一実施形態では二つのルックアップ・テーブルは完全なテーブルとしては用いず、スパース・テーブルそして線形補間器として用いる。これによりメモリサイズを削減でき、またフレキシビリティもほとんど失われない。コントラスト低下用にＣコードをルックアップ・テーブルに用いた例を以下に示す。
【００５０】
ルックアップ・テーブルへの入力値は１１ビットの数Ｍである。これは６ビットのＭＳＢ部ｉｄｘと５ビットのＬＳＢ部ｒｅｍに分けられる。インデックスｉｄｘを用いて各々が８ビットの６４入力により二つのルックアップ・テーブルが参照される。一つのテーブルには基部が、そして他のテーブルには傾き（ｄｅｌｔａ）が記憶される。残部ｒｅｍにより線形補間が行われＦ（F = base - delta＊rem ＋ 1）が得られる。Ｆは１から２５６までの（増加する）値である。
【００５１】
この例では、クリッピング・テーブルの値が常に減少するので、補間器での補間にマイナスが用いられ、ｄｅｌｔａに対して負でない数値が記憶される。
【００５２】
係数Ｆが入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂから決定され出力信号Ｒ、Ｇ、Ｂに適用されるので、係数Ｆが出力信号Ｒ、Ｇ、Ｂから決定される米国特許番号５，３４９、３９０のようにフィードバッイク経路がない。
【００５３】
画像の大領域でクリッピングが行われないように、また、顔のきめ細かさが失われないように、この発明では”フェース検出器（faces detector）”を採用している。これにより、ソフト・クリッパを低差動利得に設定する信号レンジ上部領域に出力信号がどのくらいの割合を占めているかを検出するもので、例えば、顔のきめ細かさ等のような大領域における細部の損失を示す。この経路に非線形（水平）ローパス・フィルタを設け、大明領域からの情報のみを通過させ、字幕等の小光ピークを無視する。これは、（字幕間の）暗画素で迅速にリセットし、明画素にゆっくり追従する逆ピーク検出器によって達成できる。十分な数の継続した画素が明るければ明画素をカウントすることができる。フィルタが継続した白を追従する速度はプログラムでき、積分器の上向きの最大傾斜を設定する。
【００５４】
図５に、非線形ローパス・フィルタリングを基にしたこの発明の大領域のオーバドライブ状態を検出する検出器の実施形態のブロック図を示す。
【００５５】
ピークドライブの測定結果は小ヒストグラム（８ビン）として表される。これにより一つのピークドライブ値より正しい情報が得られる。ビンの境界は出力レンジの１/２、３/４、７/８、１５/１６、３１/３２、６３/６４、１２７/１２８である。ＲＧＢソフト・クリッパのルックアップ・テーブルは信号出力が１００％に近づくに従い差動利得が零に近づくようにプログラムする。従って、差動利得が低い（低く過ぎる）クリッパ伝送特性曲線の最上部に画像の何パーセントが入るかを非線形ヒストグラムにより示すことができる。リアルタイム・ソフトウエア・アルゴリズムによりこのヒストグラムを読み込み、顔画質を保持するために全体的なコントラストを下げたり、他の修正を加える。これは（クリッパによる）高速で局部的なコントラスト削減と（改良されたピークドライブ・リミッタによる）低速で全体的なコントラスト削減の組み合わせにより達成される。
【００５６】
上記のフィルタは水平方向での相関のみを扱うように見えるが、ヒストグラムにより画像のどの程度のエリアが影響を受けるかを示し、即ち、どのフィルタでも明確には決定されない他の垂直方向の情報も幾らか含んでいる。
【００５７】
コントラストと彩度の削減はこの発明の他の実施形態として以下のように行うことができる。この例では副信号Ｒ，Ｇ，Ｂの最大コントラスト値を単純に１としてＲ，Ｇ，Ｂの最大コントラスト値の関数を図６に示す。副信号がクリッピング・レベル未満の（ｘ＜１）の場合、表示部に与えられる処理された信号は副信号に等しい。ｘ＞３の場合は副信号の少なくとも一つが３倍以上高すぎクリッピング領域外にあり、出力は一定して”ピークホワイト”となりＲ，Ｇ，Ｂの正しい合成信号を得ることができる。中間入力信号（１＜ｘ＜３）では出力はｘ＝１トリプレット（triplet）とピークホワイト・トリプレットの混合（線形補間）となる。これはクリッピング領域内（１＜ｘ）であり、白（彩度低下）の追加により高い出力信号を得、同時により正しい色相と究極の彩度”ピークホワイト”（ｘの最大値）の値が選択できる。
【００５８】
図６に示す処理は”線形光範囲”又は”ガンマ補正信号範囲”で行うことができる。”線形な光範囲”では信号は輝度出力（ｃｄ/ｍ２）に線形に対応する。一方、”ガンマ補正信号範囲”では信号は輝度０ . ４５にほぼ対応する。第１の手法（線形光範囲）では彩度低下に対して物理的に正しい手法を与え、入力信号がｘ＝１からｘ＝３までの範囲で、CIE(International Commission on Illumination)のｘｙダイアグラムにおいて出力のCIE色コーディネート（co-ordinates）がほぼ直線となる。しかし”ガンマ補正信号範囲”で処理が行われると出力のコーディネートはほぼCIEｘｙ空間の曲線部分となる。上記の例における値ｘ＝３は一つの実施形態であり、ｘ＝３の代わりにｘ＝３０ . ４５＝１.６４を用いる”ガンマ補正信号範囲”よりも”線形光範囲”においてよい結果を示す。
【００５９】
上記処理の一つの問題は青ウエッジ（黒から青への線形ランプ）がある場合、クリップ（及び彩度低下）するウエッジ部分で輝度が速く上がりすぎることである。図７では複数の青入力信号の場合は輝度Lum = 0.21＊R + 0.72＊G + 0.07＊Bであることが示されている。ｘ＜１では、青は輝度にはほとんど作用しないので輝度は緩やかに上昇する（点線）。クリッピングが設定されると、赤と緑が加えられ輝度が早く上昇する。この望ましくない現象は、輝度が決してｘ＝１で上に折れ曲がらないようにピークホワイトが到達する点ｘ＝ｘwhite（図ではｘwhite＝3）を高い点にまで持ち上げることにより解消できる。この処理は、各々の入力画素に対してｘwhiteを計算せねばならずコスト的に高くなる。コストを下げるには緑のみが輝度に作用するとしてｘwhiteを求める代わりに以下のような処理を行う。
【００６０】
副信号の計算から、最大値を用いてｘを副信号の値として設定し、色の最高正規化値を１としてすべての副信号をｘで割って色正規化値を求める。そして色正規化値を入力とし、２Ｄルックアップ・テーブルを用いてｘwhite値を出力する。次に、正規化した副信号とｘwhiteにより表示部で入力として用いる信号を求める。これらは以下のようにして行う。
【００６１】
一実施形態ではルックアップ・テーブルにおいて係数1/(xwhite-1)を用いる。xwhiteにルックアップ・テーブルを用いることにより過飽和した色（零に近いrin,gin,binの最低値）に対して幅広くxwhiteを選ぶことができる。
【００６２】
以上この発明を詳細に説明したが、上記実施形態はこの発明の技術的内容を明らかにする意図で説明したものであり、この発明はそれら実施形態のみに限定して狭義に解釈されるものではなく、この発明の精神と特許請求の範囲に述べる範囲内で様々に変更して実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の小領域用クリッパの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す実施形態においてルックアップ・テーブルを採用した場合を示すブロック図である。
【図３】 表示部と処理部を備えた表示装置を示す図である。
【図４Ａ】 ソフトからハードへ変化するクリッピング特性において大入力信号の関数である出力信号を示す特性図である。
【図４Ｂ】 ソフトからハードへ変化するクリッピング特性において大入力信号の関数である乗算係数を示す特性図である。
【図５】 この発明の大領域オーバドライブ状態検出器の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】 クリッパの一変形例における最大ＲＧＢ値の関数であるＲＧＢ値を示す特性図である。
【図７】 クリッパのさらなる変形例において、黒から青への色変化が線形ランプである最大ＲＧＢ値の関数としてのＲＧＢ値を示す特性図である。
【発明の属する技術分野】
この発明は画像信号のコントラストを制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子画像表示装置に入力される画像信号は多くの副信号から成り、各副信号は画像の異なる領域の色情報を含み、この色情報は原色即ちＲＧＢ（赤、青、緑）又はＹＵＶ（輝度、色度）で表される。
【０００３】
視聴者が画像のコントラストを上げて表示装置からより高い光出力を得たい場合、弱信号（５０％）を公証レベル（１００％）まで増幅することにより行われる。これにより、信号中に１００％のピークが含まれ、それは認められた最大レベルの２００％にも達する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
コントラスト増強に関わる問題としては、電子画像表示装置又は信号処理プロセサのＤ/Ａコンバータに対応してコントラスト増強に限界がある。これは、電子画像表示装置は限られたレンジの入力信号を受け、Ｄ/Ａコンバータは限られたレンジの出力信号を送出するということを意味する。
【０００５】
これに対処するため、これら信号処理プロセサは、画像信号の信号レンジを受容可能な信号レンジに変換する各種リミッタを備える。
【０００６】
そのようなリミッタが米国特許５、３４９、３９０（Attorneys' docket PHN 14.195）に記載されている。この装置は増幅レンジを低下させるもので、画像信号を受けて低コントラストの画像信号を送出する第一のコントラスト低減装置を備える。比較的広い範囲に渡って与えられた第一の閾値（例えば９０％）を画像信号が超えた場合、この画像信号を受けて全領域に渡って画像信号のコントラストが低減される。この画像信号処理プロセサはさらに第二のコントラスト低減装置を備える。第二のコントラスト低減装置は第一のコントラスト低減装置を補助し、第一のコントラスト低減画像信号の瞬間的の増幅度が第二の閾値（１００％）を超えると直ちに、そして超えている限り、第一のコントラスト低減画像信号の明るすぎる部分のコントラストを直ちに下げて低コントラスト画像信号を送出する。この装置はアナログ回路で構成され、フィードバック・ループを基幹回路構成としている。アナログ回路構成は扱いにくく、ノイズの影響を受けやすい。さらには最適な応答特性を得るのが困難である。また、小ピークのクリッピングにより画像信号の明領域の情報が失われる可能性がある。
【０００７】
この発明の目的は、上記諸問題を解決し、画像のコントラストを上げて表示装置から最大の光出力を得る方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は画像信号をオーバドライブして表示装置から最大の光出力を得る方法を提供する。コントラストは原色即ちＲＧＢ、ＹＵＶの強度とも言える。画像表示装置にはコンピュータ用モニタ、テレビ受像機、プロジェクタ等が含まれる。
【０００９】
この方法はデジタル回路でも実現でき、その場合デジタル回路特有の効果が得られる。
【００１０】
副信号を分離し、色度を下げ、そして全色情報を低減することにより、まず彩度を下げそしてコントラスト低減を行う効果的な方法が実現される。
【００１１】
副信号を二つの画像情報群に分離するのは、選択された副信号を少なくとも二つの画像情報群に分離し、それは第一の原色組を示す選択された副信号を第二の原色組、例えば、ＹＵＶに変換する工程を含む。
【００１２】
ＵＶが色度そしてＹのみが輝度を表すのでこの信号分離は非常に簡単である。
【００１３】
最大強度を有し、予め規定された値を超える原色強度の逆数をこの規定値に乗ずることにより第一の値を得ることができる。また、副信号の第一群の信号強度に第一の値に乗ずることにより彩度を下げることができる。
【００１４】
最大強度を有し、予め規定された値を超える原色の強度の逆数をこの規定値に乗ずることにより第二の値を得ることができる。副信号の第一群、第二群両方の信号強度に第二の値に乗ずることによりすべての原色の強度を下げることができる。
【００１５】
従って、所謂ハード・クリッピングとなり、原色強度が最大値を決して超えなくなる。これは、主に、字幕等の画像の小ピーク・クリッピングに用いられる。
【００１６】
なお、第一及び/又は第二の値は１から所定の限定値方向に小さくしたものでもよい。この限定値は、最大強度を有する原色の強度の逆数を規定値に乗じても得られる。これによりソフト・クリッピングとなり、顔等の画像の大きな領域の歪を防止するのにハード・クリッピングの代わりに用いることができる。
【００１７】
この発明では、最大強度を有する原色の強度の逆数はルックアップ・テーブルに規定してもよい。また、第一、第二の値をルックアップ・テーブルに規定してもよい。これによりソフト・クリッピングが実現しやすくなる。少なくとも一つのスパース・テーブルと少なくとも一つの線形補間器によりルックアップ・テーブルを構成してもよい。
【００１８】
少なくとも原色の一つの強度が規定値を超えた画像の小さな特徴的でない部分において彩度低減並びにすべての原色強度低減を行ってもよい。これら小領域は例えば字幕である。
【００１９】
画像の小さな特徴的でない部分におけるコントラスト低減は、少なくとも原色の一つの強度が規定値を超えた画像の大きな特徴的な部分のコントラスト低減と組み合わせてもよい。これら大領域は例えば顔である。
【００２０】
信号処理装置請求項における手段はＣＰＵ等のコンピュータでもよい。ＣＰＵが最適ではあるが、さらに一般的な既にプログラムされたＣＰＵでもよい。他の例としては、デジタル信号処理プロセサ（ＤＳＰ）や他のデジタル論理素子がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
信号ピーク等の画像内の少なくとも一つの副信号群において、この発明のコントラスト制御方法は以下の工程を順次行う。
【００２２】
１．画像の彩度に影響を与える副信号の原色（Ｕ，Ｖ）強度を低下させて副信号の彩度を低下させる。
輝度一定の原則から外れるため、彩度低下により赤と青が暗くなり、シアンと黄が明るくなる。従って、最も強い三信号の強度が低下して彩度が低下してもコントラストは上がる。
【００２３】
２．副信号のコントラストに影響を与える画像の原色（ＲＧＢ又はＹＵＶ）のすべての強度を低下させて副信号のコントラストを下げる。これにより輝度が下がる。
【００２４】
第三のステップは上記ステップに対する補助的なステップである。このステップでは、顔等の大きい明領域を画像が含む場合に画像全体のコントラストを下げる。これにより、大領域でのクリッピングを防げ、顔等の画像のきめの細かさが失われることがない。なお、上記各ステップにより、これら大きな明領域又は画像全体のコントラストを下げることもできる。
【００２５】
図１を参照してこの発明のピーク・クリッピング一実施形態の例を説明する。図１における各ステップを以下に説明する。
【００２６】
１．入力副信号をＹＵＶ色空間で表し、これらの信号をコントラストと輝度に変換する。コントラスト変化によりＹＵＶにゲイン係数（ｃｏｎ）が乗じられ、輝度変化によりオフセット項（ｂｒｉ）がＹに加えられる。出力信号が大きくなりすぎて（白）ピークのクリッピングが必要になり得ることの主な原因はこのコントラスト及び輝度変化にある。
【００２７】
２．以下の変換マトリクスによりＹＵＶ色をＲＧＢに変換する。
【数１】
【数２】
【数３】
３．Ｒ−ＹをＲ−ＵＹに、Ｇ−ＹをＧ−ＵＹにそしてＢ−ＹをＢ−ＵＶに加えて全ＲＧＢ信号を得る。
Ｒ ＝ Ｒ−Ｙ ＋ Ｒ−ＵＹ
Ｇ ＝ Ｇ−Ｙ ＋ Ｇ−ＵＹ
Ｂ ＝ Ｂ−Ｙ ＋ Ｂ−ＵＶ
【００２９】
４．原色ＲＧＢのいずれか一つの強度が所定値を超えているか判断し、超えている場合は第一のオーバドライブ係数を決定する。この第一のオーバドライブ係数は、各原色ＲＧＢの最大値、即ち、オーバドライブしないときの表示器の最大コントラスト値等を限界値として決定する。なお、表示器アダプタメーカ仕様による表示器への入力限界から決定してもよい。
副信号の原色ＲＧＢの内の一つが上記所定値を超えている場合は、この発明では、副信号（又は複数の副信号）の原色ＲＧＢすべての強度をＵ，Ｖ部分のみ又は副信号（又は複数の副信号）の彩度部分を上記第一のオーバドライブ係数を用いて（原色に第一のオーバドライブ係数１/ｘを乗じて）低下させる。各ＲＧＢ副信号の内の最小信号（又は複数の最小信号）の強度を上げても良く、問題にはならない。
【００３０】
５．Ｕ，Ｖチャネルを共に低下させた後、再度、上記のようにＲＧＢ信号のＹ部分と低下したＵＶ部分を加えて全ＲＧＢ信号を計算する。
【００３１】
６．次に、全ＲＧＢ信号を第二のオーバドライブ係数を用いて低下させる。再度、ＲＧＢ副信号のいずれかの強度が所定値を超えているか判断し、その場合、第二のオーバドライブ係数を用いてそれら信号を低下させる。このオーバドライブ係数は、各原色ＲＧＢの最大値、即ち、オーバドライブしないときの表示器の最大コントラスト値等を限界値として決定する。なお、表示器アダプタメーカ仕様による表示器への入力限界から決定してもよい。
もしＲＧＢ副信号のいずれかの強度が所定値を超えている場合、この発明では、第二のオーバドライブ係数を用いてＲＧＢ副信号のＹＵＶ部分又はコンストラスト部分を低下させることによりすべての信号強度を低下させる。
【００３２】
７．ＹＵＶチャネルを低下させた後、再度、上記のようにＲＧＢ信号の低下したＹＵＶ部分を加えて全ＲＧＢ信号を計算する。
【００３３】
この発明を適用した例を以下に示す。黄信号がある場合、Ｒ ＝ ＋１、Ｇ ＝ ＋１、Ｂ ＝ ＋０であり、これらはＹ ＝ ＋０.８８６、Ｕ ＝ −０.５００、Ｖ ＝ ＋０.０８１として伝送される。コントラストを１.５０＊に設定するとこれら信号はＹ ＝ ＋１.３２９、Ｕ ＝ −０.７５０、Ｖ ＝ ＋０.１２２となる。これよりＲ ＝ ＋１.５００、Ｇ ＝ ＋１.５００、Ｂ ＝ ＋０.０００となる。ここで、ＲＧＢは＋１.０００以下であるとすると、ＲＧＢを係数１.５０＊により再度低下させる必要がある。ここでは、間単に局部的にコントラストを再度低下させる。これよりＲ ＝ ＋１.０００、Ｇ ＝ ＋１.０００、Ｂ ＝ ＋０.０００となる。
【００３４】
この発明では、まず最初にオーバドライブ係数を１.５とする。そして共通係数１/１.５０＊（以下）によりＵＶからＲＧＢのコントリビューションを低下させる。この共通係数により色相は保たれ彩度のみが低下する。これらはＹ ＝ ＋１.３２９、Ｕ ＝ −０.５００、Ｖ ＝ ＋０.０８１であり、これよりＲ ＝ ＋１.４４３、Ｇ ＝ ＋１.４４３、Ｂ ＝ ＋０.４４３となる。ここでオーバドライブ係数を１.４４３＊に設定し、共通係数１/１.４４３＊（以下）によりＲＧＢすべてを低下させる。この共通係数により色相は保たれコントラストのみが低下する。これによりＹ ＝ ＋０.９２１、Ｕ ＝ −０.３４７、Ｖ ＝ ＋０.０５６となり、Ｙ信号は１.０４＊で当初より大きく、これよりＲ ＝ ＋１.０００、Ｇ ＝ ＋１.０００、Ｂ ＝ ＋０.３０７となる。
【００３５】
彩度低下後の青信号中の＋０.３０７信号からのコントリビューションにより１０％程度の光強度増加が見られた。さらに重要なこととしては、ピ−クにいくらかの変化が見られるということである。コントラストがクリップすると少なくとも彩度が変化する。これにより自然なオーバドライブされた画像が得られる。
【００３６】
上記の例はハード・クリッピングを想定しており、ＲＧＢ信号の少なくとも一つが可能な限りハードドライブされ、＋１.０００以下には低下しない。これは、元の信号強度やオーバドライブ量に無関係にすべての信号が同じ最大レベルまでに既定されてしまうということで好ましくなく、画像の細かな部分が失われることになる（零差動利得）。これによる現象の一つは”プラスチック・フェイス（plastic faces）”として知られている。
【００３７】
次にソフト・クリッピングによる例を示す。図２に示す例では、図１の実施形態にルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）を用いてソフト・クリッピングを採用している。
【００３８】
このルックアップ・テーブルには様々な利得値が記憶され、低下すべき原色群中の最大色の強度に応じて選ばれる。
【００３９】
上記したデジタル時分割ソフト・クリッパでは以下のようにフィード・フォワード処理を行う必要がある。
【００４０】
三入力信号（通常ＲＧＢ）の最大値をとる。この最大値によりルックアップ・テーブルから利得（又は減衰）値を選ぶ。そして、三入力信号の各々に同じ利得値を乗じる（１００％カップリング）
１００％カップリングとは、三入力信号（Ｒ：Ｇ：Ｂ又はＹ：Ｕ：Ｖ）の比が保たれ色彩と彩度（選択した場合）が保たれる。これは（Ｒ、Ｇ、Ｂ）又は（Ｙ、Ｕ、Ｖ）に同じ係数を乗じることにより達成される。
【００４１】
ルックアップ・テーブルの内容により、小入力信号利得（通常１.０ｘ＝最大利得）、大入力信号最大強度（通常１００％）そしてコントラスト利得（通常１.０ｘ）と一定出力強度（１００％、差動利得０）との間で如何にソフト又はハードが推移（transition）するかの情報を保持してクリッピング特性が決定される。
【００４２】
これらはすべて、単純なドライバ処理により２段階クリッピングでのルックアップ・テーブルの値を計算して決定される。テーブルには利得１/２５６... ２５６/２５６が記憶される。なお、テーブルにおける傾きは常に０以上である。
【００４３】
ある一つのルックアップ・テーブル特性は３２のセグメントに分けられ、３２の値のみが実際に記憶される。一つのセグメント内の値は線形補間によりリアルタイムで計算される。補間スピードを上げるために基部と傾きが二つの別々の８ビット３２値のルックアップ・テーブルに記憶される。傾きは常に負である（利得は増加しない）がこれは正の値として記憶され後で反転される。さらに、後で＋１のオフセットが加えられて利得２５６/２５６＝１.００ｘが得られる。利得０.００ｘにはならない。
【００４４】
図３に処理部３と表示部５を備えたこの発明の表示装置を示す。この表示装置は例えばテレビ受像機やモニタである。
【００４５】
図４Ａ、４Ｂにソフトからハードに変化するクリッピング特性を示す。図４Ａに示すのは最大入力信号の関数である出力信号である。図４Ｂに示すのは最大入力信号の関数である乗算係数である。これらの図にはクリッパの入出力変換関数であり、クリッピングのハードさが示されている。これら特性はルックアップ・テーブルには記憶されず、利得係数：利得＝出力/入力が記憶される。これは出力＝利得＊入力として用いられる。ここでは、如何にクリッピング特性がソフトからハードに変化するかを示している。ハード・クリッピングは通常字幕等の小ピークのみに適用される。顔等の大きな明るい部分がある場合はソフト・クリッピングに変更されてそして/又は全体的なコントラスト値が下げられる。
【００４６】
図４Ａに示すように、最初に、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の一つがオーバドライブ前であってもソフト・クリッピングを行って利得を下げる。そしてその信号をオーバドライブしてさらに利得を下げる。
【００４７】
図１の実施形態のルックアップ・テーブルが図２でＬＵＴ ＵＶ、ＬＵＴ ＲＧＢとして示されている。特に第二のテーブルＬＵＴ ＲＧＢ（コントラスト低下用）がソフト特性を組み込むのに有用である。入力信号変化で出力信号変化を割って得られる差動利得は急には零にはならない。そこで、必要となる前に利得を下げる。ハード・オーバドライブでのみ最大出力レベルを得、より自然な画像を得るために光出力を多少犠牲にする。明領域での細かさはいくらか保つことができる。
【００４８】
第一段階での彩度低下により（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の内の最高値を下げその他を上げる。これにより第二段階ではあまりコントラストを下げる必要がなくなる。最終的にはハード・コントラスト・クリッピングにより人為的な影響はほとんど残らず、スクリーン上により少し明るさが得られる。
【００４９】
一実施形態では二つのルックアップ・テーブルは完全なテーブルとしては用いず、スパース・テーブルそして線形補間器として用いる。これによりメモリサイズを削減でき、またフレキシビリティもほとんど失われない。コントラスト低下用にＣコードをルックアップ・テーブルに用いた例を以下に示す。
【００５０】
【００５１】
この例では、クリッピング・テーブルの値が常に減少するので、補間器での補間にマイナスが用いられ、ｄｅｌｔａに対して負でない数値が記憶される。
【００５２】
係数Ｆが入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂから決定され出力信号Ｒ、Ｇ、Ｂに適用されるので、係数Ｆが出力信号Ｒ、Ｇ、Ｂから決定される米国特許番号５，３４９、３９０のようにフィードバッイク経路がない。
【００５３】
画像の大領域でクリッピングが行われないように、また、顔のきめ細かさが失われないように、この発明では”フェース検出器（faces detector）”を採用している。これにより、ソフト・クリッパを低差動利得に設定する信号レンジ上部領域に出力信号がどのくらいの割合を占めているかを検出するもので、例えば、顔のきめ細かさ等のような大領域における細部の損失を示す。この経路に非線形（水平）ローパス・フィルタを設け、大明領域からの情報のみを通過させ、字幕等の小光ピークを無視する。これは、（字幕間の）暗画素で迅速にリセットし、明画素にゆっくり追従する逆ピーク検出器によって達成できる。十分な数の継続した画素が明るければ明画素をカウントすることができる。フィルタが継続した白を追従する速度はプログラムでき、積分器の上向きの最大傾斜を設定する。
【００５４】
図５に、非線形ローパス・フィルタリングを基にしたこの発明の大領域のオーバドライブ状態を検出する検出器の実施形態のブロック図を示す。
【００５５】
ピークドライブの測定結果は小ヒストグラム（８ビン）として表される。これにより一つのピークドライブ値より正しい情報が得られる。ビンの境界は出力レンジの１/２、３/４、７/８、１５/１６、３１/３２、６３/６４、１２７/１２８である。ＲＧＢソフト・クリッパのルックアップ・テーブルは信号出力が１００％に近づくに従い差動利得が零に近づくようにプログラムする。従って、差動利得が低い（低く過ぎる）クリッパ伝送特性曲線の最上部に画像の何パーセントが入るかを非線形ヒストグラムにより示すことができる。リアルタイム・ソフトウエア・アルゴリズムによりこのヒストグラムを読み込み、顔画質を保持するために全体的なコントラストを下げたり、他の修正を加える。これは（クリッパによる）高速で局部的なコントラスト削減と（改良されたピークドライブ・リミッタによる）低速で全体的なコントラスト削減の組み合わせにより達成される。
【００５６】
上記のフィルタは水平方向での相関のみを扱うように見えるが、ヒストグラムにより画像のどの程度のエリアが影響を受けるかを示し、即ち、どのフィルタでも明確には決定されない他の垂直方向の情報も幾らか含んでいる。
【００５７】
コントラストと彩度の削減はこの発明の他の実施形態として以下のように行うことができる。この例では副信号Ｒ，Ｇ，Ｂの最大コントラスト値を単純に１としてＲ，Ｇ，Ｂの最大コントラスト値の関数を図６に示す。副信号がクリッピング・レベル未満の（ｘ＜１）の場合、表示部に与えられる処理された信号は副信号に等しい。ｘ＞３の場合は副信号の少なくとも一つが３倍以上高すぎクリッピング領域外にあり、出力は一定して”ピークホワイト”となりＲ，Ｇ，Ｂの正しい合成信号を得ることができる。中間入力信号（１＜ｘ＜３）では出力はｘ＝１トリプレット（triplet）とピークホワイト・トリプレットの混合（線形補間）となる。これはクリッピング領域内（１＜ｘ）であり、白（彩度低下）の追加により高い出力信号を得、同時により正しい色相と究極の彩度”ピークホワイト”（ｘの最大値）の値が選択できる。
【００５８】
図６に示す処理は”線形光範囲”又は”ガンマ補正信号範囲”で行うことができる。”線形な光範囲”では信号は輝度出力（ｃｄ/ｍ２）に線形に対応する。一方、”ガンマ補正信号範囲”では信号は輝度０ . ４５にほぼ対応する。第１の手法（線形光範囲）では彩度低下に対して物理的に正しい手法を与え、入力信号がｘ＝１からｘ＝３までの範囲で、CIE(International Commission on Illumination)のｘｙダイアグラムにおいて出力のCIE色コーディネート（co-ordinates）がほぼ直線となる。しかし”ガンマ補正信号範囲”で処理が行われると出力のコーディネートはほぼCIEｘｙ空間の曲線部分となる。上記の例における値ｘ＝３は一つの実施形態であり、ｘ＝３の代わりにｘ＝３０ . ４５＝１.６４を用いる”ガンマ補正信号範囲”よりも”線形光範囲”においてよい結果を示す。
【００５９】
上記処理の一つの問題は青ウエッジ（黒から青への線形ランプ）がある場合、クリップ（及び彩度低下）するウエッジ部分で輝度が速く上がりすぎることである。図７では複数の青入力信号の場合は輝度Lum = 0.21＊R + 0.72＊G + 0.07＊Bであることが示されている。ｘ＜１では、青は輝度にはほとんど作用しないので輝度は緩やかに上昇する（点線）。クリッピングが設定されると、赤と緑が加えられ輝度が早く上昇する。この望ましくない現象は、輝度が決してｘ＝１で上に折れ曲がらないようにピークホワイトが到達する点ｘ＝ｘwhite（図ではｘwhite＝3）を高い点にまで持ち上げることにより解消できる。この処理は、各々の入力画素に対してｘwhiteを計算せねばならずコスト的に高くなる。コストを下げるには緑のみが輝度に作用するとしてｘwhiteを求める代わりに以下のような処理を行う。
【００６０】
副信号の計算から、最大値を用いてｘを副信号の値として設定し、色の最高正規化値を１としてすべての副信号をｘで割って色正規化値を求める。そして色正規化値を入力とし、２Ｄルックアップ・テーブルを用いてｘwhite値を出力する。次に、正規化した副信号とｘwhiteにより表示部で入力として用いる信号を求める。これらは以下のようにして行う。
【００６１】
【００６２】
以上この発明を詳細に説明したが、上記実施形態はこの発明の技術的内容を明らかにする意図で説明したものであり、この発明はそれら実施形態のみに限定して狭義に解釈されるものではなく、この発明の精神と特許請求の範囲に述べる範囲内で様々に変更して実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の小領域用クリッパの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す実施形態においてルックアップ・テーブルを採用した場合を示すブロック図である。
【図３】 表示部と処理部を備えた表示装置を示す図である。
【図４Ａ】 ソフトからハードへ変化するクリッピング特性において大入力信号の関数である出力信号を示す特性図である。
【図４Ｂ】 ソフトからハードへ変化するクリッピング特性において大入力信号の関数である乗算係数を示す特性図である。
【図５】 この発明の大領域オーバドライブ状態検出器の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】 クリッパの一変形例における最大ＲＧＢ値の関数であるＲＧＢ値を示す特性図である。
【図７】 クリッパのさらなる変形例において、黒から青への色変化が線形ランプである最大ＲＧＢ値の関数としてのＲＧＢ値を示す特性図である。
Claims (12)
- 各原色が強度を有する第一の原色群で表される色情報を画像の異なる領域で各々が保持する多くの副信号より成る画像信号で表される画像の第一部分のコントラストを制御する方法であって、
コントラストを上げるべき画像部分を表す副信号のすべての原色の強度を上げてコントラストを上げ、
前記原色の内の一つの強度が所定値を超えているか判断し、
前記原色の内の一つの強度が前記所定値を超えている場合、前記色情報の彩度を下げ、
前記色情報の彩度を下げた後に、前記コントラストを上げるべき画像部分を表す副信号のすべての原色の強度を下げてコントラストを下げ、
前記彩度を下げる工程は、
色度を表す第一群と輝度を表す第二群の少なくとも二つの色情報の群に前記副信号を分離し、そして
第一の値を用いて前記色情報の前記第一群の信号を低下させ、
前記コントラストを下げるのは第二の値を用いて前記すべての原色を低下させて行うことを特徴とするコントラスト制御方法。 - 前記副信号を少なくとも二つの色情報群に分離する工程は、前記第一の原色群で表された前記副信号を第二の原色群に変換することを特徴とする請求項１記載のコントラスト制御方法。
- 最大強度を有し、前記所定値を超えている原色の強度の逆数に前記所定値を乗じて前記第一の値を決定し、前記色情報の前記第一群の強度に前記第一の値を乗じて彩度を下げ、
最大強度を有し、前記所定値を超えている原色の強度の逆数に前記所定値を乗じて前記第二の値を決定し、前記色情報の前記第一群及び第二群の強度に前記第二の値を乗じて前記すべての原色の強度を下げることを特徴とする請求項１記載のコントラスト制御方法。 - 前記最大強度を有する原色の強度の逆数及び/又は前記第一の値及び/又は第二の値はルックアップ・テーブルに規定されていることを特徴とする請求項３記載のコントラスト制御方法。
- 前記ルックアップ・テーブルは少なくとも一つのスパース・テーブルと少なくとも一つの線形補間器の組み合わせであることを特徴とする請求項４記載のコントラスト制御方法。
- 前記彩度を下げ、そしてすべての原色を下げる工程は前記原色の少なくとも一つの強度が前記所定値を超える前記画像の重要でない小さな部分で行うことを特徴とする請求項１記載のコントラスト制御方法。
- 前記コントラスト低下は前記原色の少なくとも一つの強度が前記所定値を超える前記画像の重要な大きな部分で行うことを特徴とする請求項６記載のコントラスト制御方法。
- 前記彩度を下げる工程は、少なくとも一つの強度が所定の強度値に等しくなるまですべての原色の強度を線形に下げることにより行うことを特徴とする請求項１記載のコントラスト制御方法。
- 各原色が強度を有する第一の原色群で表される色情報を画像の異なる領域で各々が保持する多くの副信号より成る画像信号で表される画像の第一部分のコントラストを制御する信号処理装置であって、
コントラストを上げるべき画像部分を表す副信号の原色の強度を上げてコントラストを上げる手段と、
前記原色の内の一つの強度が所定値を超えているか判断する手段と、そして
前記原色の内の一つの強度が前記所定値を超えている場合、前記色情報の彩度を下げる手段と、
前記色情報の彩度を下げた後に、前記コントラストを上げるべき画像部分を表す副信号のすべての原色の強度を下げてコントラストを下げる手段と、
前記原色の内の一つの強度が前記所定値を超えている場合、前記色情報の彩度を下げる手段であり、
色度を表す第一群と輝度を表す第二群の少なくとも二つの色情報の群に前記副信号を分離し、そして
第一の値を用いて前記色情報の前記第一群の信号を低下させる手段と、
前記コントラストを下げるのに第二の値を用いて前記すべての原色を低下させて行う手段と、
を備えたことを特徴とする信号処理装置。 - 表示器と請求項１記載のコントラスト制御方法を行う信号処理装置を備えたことを特徴とする表示装置。
- 請求項１記載のコントラスト制御方法を行うようにプログラム可能な装置を作動させるコンピュータ・プログラム・コードを備えたことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
- 請求項１１記載のコンピュータ・プログラムを備えたことを特徴とするコンピュータにより読み取り可能な媒体。
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