JPH09181940A - ビデオ信号のローカルコントラスト改善のための方法及び装置 - Google Patents

ビデオ信号のローカルコントラスト改善のための方法及び装置

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JPH09181940A
JPH09181940A JP8328825A JP32882596A JPH09181940A JP H09181940 A JPH09181940 A JP H09181940A JP 8328825 A JP8328825 A JP 8328825A JP 32882596 A JP32882596 A JP 32882596A JP H09181940 A JPH09181940 A JP H09181940A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビデオ信号のローカルコントラストの大きさ
により異なって加重値を付与して元信号に加えることに
より、適応的にコントラストを向上させる方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 ビデオ信号処理装置のコントラスト処理
方法において、前記ビデオ信号のローカルコントラスト
を低域通過信号と入力信号との差から検出し、前記検出
されたローカルコントラストをその大きさに従って適応
的に増幅して元信号に加えることにより、コントラスト
を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ信号処理シ
ステムにおいて、コントラスト改善方法及び装置に関す
るもので、特に、ビデオ信号のローカルコントラストの
大きさにより異なって加重値を付与して元信号に加える
ことにより、適応的にコントラストを向上させる方法及
び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ビデオ信号は多様な要因により
画質の劣化が発生することがある。この画質劣化の代表
的な要因中の1つとして、ロウコントラストが挙げられ
る。ロウコントラストの補正方法では、明るさの変化に
よるガンマ補償や、ヒストグラム等化等がある。しか
し、これらの方法は、ビデオ信号の全体的なコントラス
トを向上させる効果はあるが、視覚的に重要な細かい部
分でコントラストを向上させることはできなかった。
【0003】従来のローカルコントラストの改善方法で
は、図1に示すように入力ビデオ信号を低域通過フィル
タリングし、前記フィルタリングされた値に改善したコ
ントラスト値を加算する方法がある。これは、1989
年4月25日付けでFuchsbergerに許された
米合衆国特許第4、825、297 号に詳細に開示されている。
図1で、出力(g)は下記の式(1)のとおりである。
【0004】 g=K1(m)+K2(f−m)……………………………(1) ここで、K1、K2は特性曲線、mは低域通過フィルタ
ーの出力、fはフィルター入力、gはフィルター出力で
ある。上記の式(1)のK2(f−m)は、図2のよう
な特性を有する。上記の特許を図2を参照して説明する
と、ローカルコントラスト(f−m)をその程度に従っ
て適応的に加重して(K2)、低域フィルタリング信号
(m)をK1だけ加重した信号に加算して出力信号を出
力する。ここで、ローカルコントラスト(f−m)をそ
の程度に応じて適応的に加重する理由は、ノイズの向上
による画質の劣化を防ぐと共に過度な向上を防ぐためで
ある。すなわち、T2<f−m<T1であれば(このと
き、A1、A2は予め設定された定数)、ノイズによる
コントラストである可能性があるので、これの増加を防
ぐためにK2(f−m)=0に設定し、|f−m|の値
が大きいと利得を小さくして過度なコントラストの増加
を防止する。
【0005】この特許の出力信号gは、上述したように
低域フィルタリング信号と適応的に加重されたローカル
コントラストの和なので、実際に応用において制約を受
けるようになる。例えば、次のような機能が遂行できな
い。 (a)ローカルコントラストの値が小さいときはノイズ
によるコントラストなので、コントラストの増加なしに
入力ビデオ信号をそのまま出力、すなわち、g=f (b)ローカルコントラストの値が大きいときは入力信
号それ自体のコントラストだけでも十分なので、コント
ラストの向上なしに入力ビデオ信号をそのまま出力、す
なわち、g=f 上記特許がこのような器能を遂行できない根本的な理由
は、低域フィルタリング信号が出力信号を構成している
からである。上記(a)の場合は出力信号がg=mにな
り、(b)の場合は上記の特許の旨によると
【0006】
【外1】
【0007】になる。したがって、これらの場合共にに
じみを招来する可能性があり、望ましくない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、ローカルコントラストの大きさにより、異なって
加重値(Weighting)をローカルコントラストにかけた
後、元信号に加えて適応的にコントラストを改善する方
法及び装置を提供することにある。それにより、本発明
は元信号に改善したローカルコントラストを加える方式
であるので、従来では機能上可能でなかったローカルコ
ントラストの値の大小にかかわらず元信号をそのまま出
力する機能が可能になる。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を遂行す
るために本発明は、ビデオ信号処理装置のコントラスト
処理方法において、前記ビデオ信号のローカルコントラ
ストを低域通過信号と入力信号との差から検出し、前記
検出されたローカルコントラストをその大きさに従って
適応的に増幅して元信号に加えることにより、コントラ
ストを向上させるように構成されることを特徴とするビ
デオ信号のコントラスト改善方法を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を添
付の図面を参照して詳細に説明する。図3は、本発明の
器能的ブロック図を示すものである。本発明によるロー
カルコントラストの改善方法及び装置は、ビデオ入力端
Vinを通じて入力ビデオ信号が入力されるとき、M×
Nウインドー処理部300は次の式(2)のように表現
できるM×NウインドーWを発生してM×N低域通過フ
ィルタ302に入力する。
【0011】
【数2】
【0012】ここで、Wの形態には制限がないが、説明
の便宜のために本発明ではM×Nの長方形のウインドー
を例とした。また、M×NウインドーWの中心サンプル
xを2つ加算器、すなわち第1及び第2加算器304、
312に入力する。ここで、前記中心サンプルxは,コ
ントラストを向上しようとする入力サンプルである。
【0013】M=N=3の場合のM×Nウインドー処理
部300の具体的な回路は、図4に示す通りである。図
4のDはサンプル遅延器を示し、Hは水平遅延ラインを
それぞれ示している。図3で、M×N低域通過フィルタ
ー302の出力信号mは、
【0014】
【数3】
【0015】に与えられ、この値を中心サンプル値xか
ら引く。ここで、aijは予め設定された係数である。こ
のとき、M×Nウインドー処理部300の中心サンプル
xと、M×N低域通過フィルター302の出力信号mの
差(x−m)は人が視覚的に感ずるコントラストで、加
算器304で求められる。すなわち、これがローカルコ
ントラストと定義される。このローカルコントラストの
ハイまたはロウ領域を検出するために、前記値(x−
m)の大きさは絶対値化回路306で絶対値で出力す
る。|x−m|が大きい箇所はハイコントラスト、|x
−m|が小さい箇所はロウコントラストを有する区域と
言える。本発明では、このように定義されるローカルコ
ントラストにより加重値器308で下記の方法によりロ
ーカルコントラストを向上させる。図3に示すように、
|x−m|を加重値器308でf(|x−m|)だけ増
幅して、乗算器310で乗算し{(x−m)f(|x−
m|)}、加算器312で元信号xに加算することによ
り、出力ビデオ信号yは、下記式(3)のように与えら
れる。
【0016】 y=x+f(|x−m|)(x−m)…………………(3) ここで、関数f(.)は加重関数で、|x−m|の関数
である。本発明では、上記の加重関数を適切に選択する
ことにより、多様な形態のローカルコントラスト改善特
性を実現することができる。例えば、もしf(|x−m
|)=0であればy=x、すなわちコントラスト改善効
果がなくなる。もし、|x−m|<Tのときにf(|x
−m|)=Kであり、|x−m|>Tのときにf(|x
−m|)=0に与えられると(ここで、T、Kは定
数)。式(3)で表現されるコントラストの改善方法
は、ローカルコントラストが小さい領域ではそのローカ
ルコントラストを増幅し、前記ローカルコントラストが
既に大きいと判断される領域では、入力サンプルをバイ
パスさせる適応的なコントラストの改善を行うようにな
る。
【0017】もし、f(|x−m|)=Nonzero, if T
1<|x−m|<T2で、f(|x−m|)=0, othe
rwise で与えられると(ここで、T1、T2はしきい
値)、本発明のローカルコントラストを改善させる装置
はローカルコントラストが所定値(T1)より小さいと
きはノイズによるコントラストと判断して入力サンプル
をそのままバイパスさせる一方、ローカルコントラスト
が所定値(T2) より大きいと、上記の説明のようにロ
ーカルコントラストが十分だと判断して入力サンプルを
そのままバイパスさせる器能を遂行することが可能にな
る。
【0018】このような加重関数の例を図5に示す。従
って、一層多様な形態の加重関数を使用することによ
り、多様なコントラストの改善特性を実現できることが
分かる。
【0019】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明は、ビデオ
信号のロウローカルコントラストによる画質の低下を防
止するために、ビデオ信号のローカルコントラストを周
辺サンプル等の平均値と現サンプルの差に定義し、ロー
カルコントラスト値によりコントラストを適応的に向上
させる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の映像信号の改善されたローカルコントラ
ストを得るに低域通過フィルターを使用した例示回路図
である。
【図2】従来の高域通過チャンネルで、非線形増幅特性
の曲線(k2)特性図である。
【図3】本発明の実施例による回路図である。
【図4】図3のMxNウインドー処理部300の具体回
路図である。
【図5】本発明によるウェイト器能(Weight Function)
の関数特性図である。
【符号の説明】
300 MxNウインドー発生部 302 MxN低域通過フィルター 304、312 加算器 306 絶対化回路 308 加重値器 310 掛算器 401、402 第1、2水平ライン遅延器 404、406、408、410、412、414 第
1−6サンプルリング遅延器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前記ビデオ信号のローカルコントラスト
    を低域通過信号と入力信号との差で検出し、前記検出さ
    れたローカルコントラストをその大きさに従って適応的
    に増幅して元信号に加えることにより、コントラストを
    向上させるようにしたことを特徴とするビデオ信号処理
    装置のビデオ信号のコントラスト改善方法。
  2. 【請求項2】 ローカルコントラストが、一定の大きさ
    のウインドーで中心ラインの中心サンプルを引いた前記
    ウインドーの出力値に決定される請求項1記載のビデオ
    信号のコントラスト改善方法。
  3. 【請求項3】 ビデオ信号入力端にビデオ信号が入力さ
    れる下記式(1)、 【数1】 のように計算されたM×Nウインドー信号(W1)を発生す
    るM×Nウインドー処理部と、 前記M×Nウインドー処理部で発生されたM×Nウイン
    ドー信号(W) を低域通過フィルタリングするM×N低
    域通過フィルターと、 前記M×N低域通過フィルターの出力mと、前記のM×
    Nウインドー処理部の中心出力Xとの差(x−m)を計
    算して、人が視覚的に感じられるコントラストに対応す
    る信号を発生する第1加算器と、 前記第1加算器の出力を絶対値に変換させて、|x−m
    |ハイコントラスト、ロウコントラストを有する区域を
    求める絶対値化回路と、 前記絶対化回路の出力により加重値f(|x−m|)を
    出力する加重値器と、 前記第1加算器の出力(x−m)と前記加重値器の出力
    f(|x−m|)とを乗算f(|x−m|)(x−m)
    する乗算器と、 前記乗算器の出力f(|x−m|)(x−m)と、前記
    M×Nウインドー処理部の中心出力xを加算する第2加
    算器とから構成されることを特徴とするビデオ信号のロ
    ーカルコントラスト改善のための装置。
  4. 【請求項4】 M×Nウインドー処理部が、 前記ビデオ信号入力端からライン間を区分するために遅
    延する第1及び第2水平ライン遅延器と、 前記第1及び第2水平ライン遅延器によって区分される
    各ライン上のピクセル間遅延する第1−nサンプリング
    遅延器とから構成される請求項3記載のビデオ信号のロ
    ーカルコントラスト改善のための装置。
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