JP4590043B2 - 画質補正回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル(PDP)や液晶ディスプレイパネル(LCDパネル)等を表示パネルとする表示装置で映像を表示する場合に、映像内容に対応して画質の補正(例えばガンマ補正)を行う画質補正回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の画質補正回路は、図7に示すように、入力端子12に入力した映像信号の1フレーム(又は1フィールド)毎に、平均値算出部10によって平均映像レベル(APL)を検出し、このAPLをアドレスとしてROM14から対応した補正デ−タを読み出し、この補正デ−タに対応した入出力変換特性曲線に従って画質補正部16で入力映像信号を補正し、出力端子18から出力するようにしていた。APLは、例えば1フレーム(又は1フィールド)の全表示ドット数について輝度レベル毎に分布頻度数を掛けた値を加算し、全表示ドット数で除算して求められる。
【0003】
しかしながら、図7に示した従来例では、APLに基づいて画質補正データを決めていたので、明るさが平均的に分布した映像内容の表示改善はできるが、輝度レベルのヒストグラム(頻度分布)について考慮されていないので、映像内容に適した補正ができないという問題点があった。
例えば、図8(a)に示すように、輝度レベルが明るい側に集中している頻度分布1の場合と、同図(b)に示すように、輝度レベルが暗い側に集中している頻度分布2の場合とがあったものとする。このように分布状態が異なるにも拘らず、ともにAPLが同一であったものとすると、図8(a)の場合には明るい側の解像度が低くなり、また、同図(b)の場合には、暗い側の解像度が低くなるという問題点があった。特に、輝度レベルの頻度分布の分布範囲の狭い入力映像信号に対して解像度が低くなるという問題点があった。
【0004】
上述の問題点を解決するため、本出願人は既に図9に示すような映像信号補正回路(特開平8−23460)を提案した。この回路によれば、アナログのR(赤)、G(緑)、B(青)信号からなる入力映像信号S0をADC(アナログ・ディジタル変換器)20でディジタルのR、G、B信号に変換し、下位アドレスとしてROM(リード・オンリ・メモリ)22に入力し、テーブルルックアップ方式で入出力変換即ちガンマ補正が行われる。一方、マトリックス回路24によってアナログのR、G、B信号からY信号(輝度信号)を生成し、このY信号をADC26でディジタル信号に変換してヒストグラム回路28に入力する。ヒストグラム回路28は、輝度レベルを複数の領域(例えば4つの領域)に区分した各領域について、輝度レベルの頻度数(分布数)を計数する。デコーダ30は、ヒストグラム回路28の計数結果をデコードし、上位アドレスとしてROM22に入力し、ROM22内に予め記憶されたガンマ補正特性デ−タを選択し、入力したディジタルのR、G、B信号がガンマ補正され、ディジタルのR、G、B信号S1が出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図9に示した映像信号補正回路では、入力映像信号の輝度レベルの頻度分布に応じたガンマ補正が得られるが、依然として、各輝度レベルの出現数に合わせた適切な補正特性が得られないという問題点があった。
【0006】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたもので、各輝度レベルの出現数に合わせて最適な補正特性を得て、あらゆる映像にも適した画質補正処理を行うことのできる画質補正回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、輝度レベルを複数段階に分けてそれぞれに所定レベルを割り振って設定したものであって映像信号入力端子12に入力した映像信号の輝度レベルが0レベルから所定レベルまでに相当するかを判定する複数個の判定器17と、判定器17で判定した所定レベル毎の出現数データを計数する複数個の第1のカウンタ19と、この第1のカウンタ19の出力と予め設定された比較基準値入力端子11からの比較基準値とを比較して、この比較出力で前記第1のカウンタ19をクリアする複数個の比較器21と、この比較器21の出力を計数する複数個の第2のカウンタ23とからなる出現数カウンタ13と、この出現数カウンタ13の複数個の第2のカウンタ23の出力に基づき直線補間して補正特性線を形成する直線補間部15と、この補正特性線により入力映像信号を補正する画質補正部16とを具備してなることを特徴とする画質補正回路である。
【0008】
また、本発明は、映像信号入力端子12に入力した映像信号の複数画素毎の輝度レベルの平均値を算出する平均値算出部10と、輝度レベルを複数段階に分けてそれぞれに所定レベルを割り振って設定したものであって前記平均値算出部10から出力された輝度レベルの平均値が0レベルから所定レベルまでに相当するかを判定する複数個の判定器17と、判定器17で判定した所定レベル毎の出現数データを計数する複数個の第1のカウンタ19と、この第1のカウンタ19の出力と予め設定された比較基準値入力端子11からの比較基準値とを比較して、この比較出力で前記第1のカウンタ19をクリアする複数個の比較器21と、この比較器21の出力を計数する複数個の第2のカウンタ23とからなる出現数カウンタ13と、この出現数カウンタ13の複数個の第2のカウンタ23の出力に基づき直線補間して補正特性線を形成する直線補間部15と、この補正特性線により入力映像信号を補正する画質補正部16とを具備してなることを特徴とする画質補正回路である。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明による画質補正回路の第1実施例を図1、図2及び図3に基づき説明する。
図1において、12は、映像信号の入力する映像信号入力端子、10は、m(2以上の整数)点の輝度レベルの平均値を算出する平均値算出部、13は、0レベルから異なる値に設定されたレベルの間の出現数データを順次カウントする出現数カウンタ、11は、比較基準値を入力する比較基準値入力端子、15は、出現数データに基づいて補正特正点図を得るための直線補間部、16は、直線補間に基づき画質を補正する画質補正部、18は、補正された映像信号を出力する映像信号出力端子である。
【0010】
図2は、前記出現数カウンタ13のさらに具体的回路図である。
前記平均値算出部10は、例えば画素16個の輝度レベルの平均値を算出するもので、これにより後続の出現数カウンタ13におけるビット数を削減している。
前記出現数カウンタ13は、例えば16個の判定器170、171、…1715と、これらの判定器170、171、…1715にそれぞれ順次直列接続された第1のカウンタ190、191、…1915と、比較器210、211、…2115と、第2のカウンタ230、231、…2315と、前記比較器210、211、…2115の他方の入力側に接続された前記比較基準値入力端子11とからなり、前記比較器210、211、…2115の出力は、前段の第1のカウンタ190、191、…1915へクリア信号として戻され、また、第2のカウンタ230、231、…2315の出力は、前記直線補間部15へ送られるようになっている。
【0011】
以上のような構成による作用を説明する。
映像信号入力端子12に入力した映像信号は、平均値算出部10にて画素16個の輝度レベルの平均値を算出して順次出力する。
この平均値は、それぞれのレベルに対応した判定器170、171、…1715に入力してそれぞれのレベルに相当するかどうかが判定される。具体的には、1フレーム中の全出現数を255とし、輝度レベルを16段階に分けて検出する。判定器170では、0レベルから第1レベルまでに相当するかどうかを判定し、判定器171では、0レベルから第2レベルまでに相当するかどうかを判定し、以下同様にして、判定器1715では、0レベルから第16レベルまでに相当するかどうかを判定する。このように、すべて0レベルから当該レベルまでに相当するかどうかが判定される。該当するときは、後続のいずれかの第1のカウンタ190、191、…1915で出現数が計数される。
【0012】
各第1のカウンタ190、191、…1915で計数された出現数データは、それぞれ後続の比較器210、211、…2115の一方の入力として加えられる。また、他方の入力として、比較基準値入力端子11から比較基準値データが入力している。従って、各比較器210、211、…2115では、各第1のカウンタ190、191、…1915で計数された出現数が比較基準値を越えると、各第2のカウンタ230、231、…2315で計数し、各第1のカウンタ190、191、…1915をクリアする。
前記比較基準値入力端子11からの比較基準値は、1フレームの全画素数を平均値算出部10の平均算出のサンプル数mで割った数を越えたときに第2のカウンタ2315の値(補正特性点)が255(FFH)となるように次式によって設定される。
比較基準値=(1フレームの全画素数/m)/FFH
=w(横方向画素数)×h(縦方向画素数)÷16÷255
【0013】
前記各第2のカウンタ230、231、…2315の出現数は、以下のようになったものとする。
c0:レベル00〜10(0F:16進表示)の間の第2のカウンタ230の出現数
c1:レベル00〜20(1F:16進表示)の間の第2のカウンタ231の出現数
…………
cE:レベル00〜F0(EF:16進表示)の間の第2のカウンタ2315の出現数
【0014】
これら第2のカウンタ230、231、…2315の各出現数c0、c1、…cEを、横軸が輝度レベル、縦軸が出現数として表わすと、図3に示すような補正特性点として出力する。
各出現数c0、c1、…cEに、開始点00と出現総数(一定値)とを加えた16段階のデータが前記直線補間部15へ送られ、この直線補間部15では、各出現数00、c0、c1、…cE、cFを順次直線で結んで直線補間した折線で連続した補正特性線が得られる。
画質補正部16では、映像信号入力端子12から入力した映像信号を、前記直線補間部15による補正特性線に基づき画質補正処理を行い映像信号出力端子18から出力する。具体的には、映像信号入力端子12から入力した映像信号の輝度レベルがxであるときには、補正特性線に基づき補正後の輝度レベルyとなるように画質補正処理を行い映像信号出力端子18から出力する。
【0015】
以上のような本発明の第1実施例によれば、各レベルの出現数データに合わせて最適な補正特性を得ることができ、どのような映像にも適した画質補正処理を行うことができる。
【0016】
なお、前記第1実施例においては、平均値算出部10の平均値を求めるサンプル数を16個、出現数カウンタ13の出現数データを求めるフレーム数を1フレーム、輝度レベルの段階数を16としたが、本発明は、これらの例に限られるものではない。
【0017】
次に本発明の第2実施例を図4、図5及び図6に基づき説明する。
図4において、映像信号入力端子12、平均値算出部10、出現数カウンタ13、画質補正部16、映像信号出力端子18は、前記図1及び図2に示した第1実施例の場合の構成と変わるところはない。第2実施例の特徴とするところは、映像信号入力端子12に入力し、平均値算出部10を介して出現数カウンタ13で計数された映像信号の出現数データと、設定点データ入力端子27からの予め設定された設定点データとから新たな補正曲線を生成する補正曲線生成部25を、前記出現数カウンタ13と画質補正部16との間に挿入したものである。
この補正曲線生成部25は、例えば、出現数データと、設定点データとを交互に配置した複数点を基にして、開始点00と終点TFを通るベジェ曲線を生成するような回路が用いられる。
【0018】
第2実施例の作用を説明する。
(1)映像信号入力端子12に入力した映像信号が図8(a)に示すように、略中央に偏った頻度分布1のような特性であったものとする。出現数カウンタ13の出現数データを図3の場合と異なり、1つおきのレベル10、30、50、70、90、B0、D0、F0に対応するc0、c2、c4、c6、c8、cA、cC、cEを使用する。これらの出現数データからc0〜c6とc8〜cEとでは、出現数が少なく、c6とc8の間で出現数が多いことを表わしている。
また、開始点00と終点TFを結んだ直線上のレベル00、20、40、60、80、A0、C0、E0に対応するT0、T2、T4、T6、T8、TA、TC、TEを設定点データ入力端子27から設定データとして入力する。
これらを輝度レベル順に並べ替えると、T0、c0、T2、c2、T4、c4、T6、c6、T8、c8、TA、cA、TC、cC、TE、cEとなり、第1実施例のように、直線補間すれば点線にて示す折線の補正線となる。
【0019】
しかるに、第2実施例では、補正曲線生成部25によって、出現数データと、設定点データとを交互に配置した複数点を基にして、開始点00と終点TFを通るベジェ曲線を生成すると、例えば図5の実線のように、開始点00と終点TFを結んだ直線に対して、レベルの高い部分では、直線より上方にやや膨らみ、レベルの低い部分では、直線よりやや下方に膨らむS字状の補正曲線が得られる。
画質補正部16では、映像信号入力端子12から入力した映像信号を、前記補正曲線生成部25による補正曲線に基づき画質補正処理を行い映像信号出力端子18から出力する。
【0020】
(2)映像信号入力端子12に入力した映像信号が図8(b)に示すように、低いレベルに偏った頻度分布2のような特性であったものとする。この場合、c0〜c2とc4〜cEとでは、出現数が少なく、c2とc4の間で出現数が多いことを表わしている。
前記同様、T0、c0、T2、c2、T4、c4、T6、c6、T8、c8、TA、cA、TC、cC、TE、cEの順に並べ替え、補正曲線生成部25によって、これらの点を基にして、開始点00と終点TFを通るベジェ曲線を生成すると、例えば図6の実線のように、開始点00と終点TFを結んだ直線に対して、レベルの高い部分では、略直線状で、レベルの低い部分では、直線よりやや下方に膨らむ補正曲線が得られる。
画質補正部16では、映像信号入力端子12から入力した映像信号を、前記補正曲線生成部25による補正曲線に基づき画質補正処理を行い映像信号出力端子18から出力する。
【0021】
前記実施例では、設定点データ入力端子27からの設定点データを、開始点00と終点TFを結んだ直線から抽出したが、これに限られるものではなく、例えば、図5の実線特性線のように、レベルの高い部分では、直線より上方にやや膨らみ、レベルの低い部分では、直線よりやや下方に膨らむS字状から設定点データを抽出することにより、明るい部分と、暗い部分をより一層強調するようにしたり、逆特性の設定点を用いることにより明暗をあまり強調しないように設定することもできる。
また、出現数データと、設定点データとを交互に配置する場合に限られるものではなく、出現数データと、設定点データとを2対1の割合として、映像信号のデータを強調するようにしたり、出現数データと、設定点データとを1対2の割合として、設定点データを強調するようにしたりするなど、任意の割合とすることができる。
【0022】
以上のような本発明の第2実施例によれば、各レベルの出現数データに合わせて最適な補正特性を得ることができ、どのような映像にも適した画質補正処理を行うことができる。また、任意の補正特性上の点によって、極端な補正曲線の変化を抑えたり、曲線に目的や好みに応じた変化をつけ加えることができる。
【0023】
【発明の効果】
本発明の第1実施例によれば、映像信号入力端子12に入力した映像信号から抽出した複数の輝度レベルの出現数データを所定レベル毎に計数する出現数カウンタ13と、この出現数カウンタ13の計数出力点に基づき直線補間して補正特性線を形成する直線補間部15と、この補正特性線により入力映像信号を補正する画質補正部16とを具備したので、各レベルの出現数データに合わせて最適な補正特性を得ることができ、どのような映像にも適した画質補正処理を行うことができる。
【0024】
本発明の第2実施例によれば、映像信号入力端子12に入力した映像信号から抽出した複数の輝度レベルの出現数データを所定レベル毎に計数する出現数カウンタ13と、この出現数カウンタ13の計数出力点データとこの計数点の間に挿入された予め設定された設定点データとから新たな補正曲線を生成する補正曲線生成部25と、この補正曲線生成部25からの補正曲線により入力映像信号を補正する画質補正部16とを具備したので、各レベルの出現数データに合わせて最適な補正特性を得ることができ、どのような映像にも適した画質補正処理を行うことができる。また、任意の補正特性上の点によって、極端な補正曲線の変化を抑えたり、曲線に目的や好みに応じた変化をつけ加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画質補正回路の第1実施例を示す全体のブロック図である。
【図2】図1における出現数カウンタ13の詳細なブロック図である。
【図3】本発明の第1実施例による補正特性線図である。
【図4】本発明による画質補正回路の第2実施例を示す全体のブロック図である。
【図5】本発明の第2実施例による補正特性線図である。
【図6】本発明の第2実施例による他の補正特性線図である。
【図7】従来の画質補正回路のブロック図である。
【図8】映像信号の輝度レベルの頻度分布図で、(a)は、輝度レベルが略中間に偏った例を示し、(b)は、輝度レベルが低い方に偏った例を示しているものである。
【図9】従来の画質補正回路の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10…平均値算出部、11…比較基準値入力端子、12…映像信号入力端子、13…出現数カウンタ、14…ROM、15…直線補間部、16…画質補正部、17…判定器、18…映像信号出力端子、19…第1のカウンタ、20…ADC(アナログ・ディジタル変換器)、21…比較器、22…ROM、23…第2のカウンタ、24…マトリックス回路、25…補正曲線生成部、26…ADC、27…設定点データ入力端子、28…ヒストグラム回路、30…デコーダ。
Claims (3)
- 輝度レベルを複数段階に分けてそれぞれに所定レベルを割り振って設定したものであって映像信号入力端子12に入力した映像信号の輝度レベルが0レベルから所定レベルまでに相当するかを判定する複数個の判定器17と、判定器17で判定した所定レベル毎の出現数データを計数する複数個の第1のカウンタ19と、この第1のカウンタ19の出力と予め設定された比較基準値入力端子11からの比較基準値とを比較して、この比較出力で前記第1のカウンタ19をクリアする複数個の比較器21と、この比較器21の出力を計数する複数個の第2のカウンタ23とからなる出現数カウンタ13と、この出現数カウンタ13の複数個の第2のカウンタ23の出力に基づき直線補間して補正特性線を形成する直線補間部15と、この補正特性線により入力映像信号を補正する画質補正部16とを具備してなることを特徴とする画質補正回路。
- 映像信号入力端子12に入力した映像信号の複数画素毎の輝度レベルの平均値を算出する平均値算出部10と、輝度レベルを複数段階に分けてそれぞれに所定レベルを割り振って設定したものであって前記平均値算出部10から出力された輝度レベルの平均値が0レベルから所定レベルまでに相当するかを判定する複数個の判定器17と、判定器17で判定した所定レベル毎の出現数データを計数する複数個の第1のカウンタ19と、この第1のカウンタ19の出力と予め設定された比較基準値入力端子11からの比較基準値とを比較して、この比較出力で前記第1のカウンタ19をクリアする複数個の比較器21と、この比較器21の出力を計数する複数個の第2のカウンタ23とからなる出現数カウンタ13と、この出現数カウンタ13の複数個の第2のカウンタ23の出力に基づき直線補間して補正特性線を形成する直線補間部15と、この補正特性線により入力映像信号を補正する画質補正部16とを具備してなることを特徴とする画質補正回路。
- 出現数カウンタ13は、判定器17、第1のカウンタ19、比較器21及び第2のカウンタ23の直列回路を互いに16個を並列接続してなることを特徴とする請求項1又は2記載の画質補正回路。
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