DE69320093T2

DE69320093T2 - Gradationskorrekturvorrichtung

Info

Publication number: DE69320093T2
Application number: DE69320093T
Authority: DE
Inventors: Yosuke Ibaraki-Shi Osaka 567 Izawa; Naoji Minou-Shi Osaka562 Okumura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-05-08
Filing date: 1993-05-06
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2013-05-07
Also published as: US5359369A; JPH05316446A; EP0569018A1; DE69320093D1; EP0569018B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gradationskorrekturvorrichtung, durch welche die Gradation von Videosignalen von Geräten, wie beispielsweise Fernsehempfängern, Videobandaufzeichnungsgeräten, Videoprojektoren oder anderen automatisch mit optimalem Pegel gemäß den Charakteristika des Eingabebilds korrigiert werden. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Gradationskorrekturvorrichtung, die effektiv in verschiedenen Videogeräte vorgesehen werden kann, um einen kleinen Unteranzeigeschirmbereich, wie beispielsweise ein Fenster, auf dem Hauptanzeigeschirmbereich darzustellen (was als "Bild-in-Bild" bezeichnet wird).

STAND DER TECHNIK

Zur Verbesserung der TV-Bildqualität sind verschiedene Gradationskorrekturvorrichtungen in Abhängigkeit von den Charakteristika der Eingabebilder entwickelt worden. Eine bekannte und typische Gradationskorrekturvorrichtung, die in der Vergangenheit entwikkelt worden ist, wird untenstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 8 beschrieben.
Ein Blockdiagramm einer bekannten Gradationskorrekturvorrichtung ist in Fig. 6 gezeigt, in welcher ein Zeitsteuerimpulsgenerator 1 Fensterimpulse erzeugt, durch die der Bereich des Histogramms auf dem Bildschirm gemäß sowohl dem horizontalen als auch dem vertikalen Synchronisationssignal bestimmt wird.
Ein Histogrammspeicher 2 speichert die Verteilung der Luminanzpegel der Videoeingabesignale, die in dem durch die Impulse, welche durch den Zeitsteuerimpulsgenerator 1 erzeugt worden sind, bestimmten Bereich liegen. Eine arithmetische Nachschlagetabellen-Verarbeitungsschaltung 3 führt akkumulative Additionen der Histogramme, die in dem Histogrammspeicher 2 gespeichert sind, durch, und normalisiert die Daten, so daß die maximale akkumulative Frequenz gleich dem maximalen Wert des Luminanzausgabesignals wird.
Ein Nachschlagetabellenspeicher 4 speichert die durch die arithmetische Nachschlagetabellen-Verarbeitungsschaltung 3 normalisierten Daten, und aus diesem wird das Korrektursignal gemäß dem Luminanzpegel des Videoeingabesignals ausgelesen. Eine Verzögerungsschaltung 5 verzögert das Videoeingabesignal. Ein Addierer 6 addiert die Korrektursignale, die durch die arithmetischen Nachschlagetabellen-Schaltung 3 erhalten worden sind, zu der Ausgabe der Verzögerungsschaltung 5.
Die Betriebsweise und die Beziehungen der oben erklärten Elemente, welche die oben vorgestellte Gradationskorrekturvorrichtung aufbauen, werden untenstehend erklärt.
Fig. 7 stellt einen Fensterimpuls dar, der durch den Zeitsteuerimpulsgenerator 1 erhalten worden ist. Wenn ein Histogramm innerhalb einer auf dem Schirm in Fig. 7(a) gezeigten Domäne entnommen werden soll, wird ein Fenstersignal, so wie es in Fig. 7(b) gezeigt ist, abgeleitet. Fig. 7(c) zeigt eine horizontale teilweise Vergrößerung des Signals. Das Abtasten des Histogramms wird nur durchgeführt, wenn der Fensterimpuls logisch hochpegelig ist.
Fig. 8 zeigt graphisch die Operationen der Luminanzkonversion, die durch die herkömmliche Vorrichtung durchgeführt werden. In dieser Betriebsweise wird ein Histog ramm erzeugt, in welchem die Luminanzeingabepegel in geeignete Zahlen, wie diejenigen, die in Fig. 8(a) gezeigt sind, aufgeteilt wird.
Die Frequenzverteilungen der aufgeteilten Luminanzpegel werden in dem Histogrammspeicher 2 gespeichert, während der Inhalt des Speichers auf ein vorbestimmtes Intervall zurückgesetzt wird, um die zuvor gespeicherten Daten zurückzusetzen Dieses Intervall wird im allgemeinen auf ein Intervall eingestellt, daß einer einzelnen vertikalen Abtastperiode oder einem Integervielfachen gleich ist.
Dann führt die arithmetische Nachschlagetabellen-Verarbeitungsschaltung 3 eine Akkumulation der Histogrammdaten durch, und sie leitet einen Normalisierungskoeffizienten ab, der den akkumulierten maximalen Wert dem erwünschten maximalen Wert der Luminanzpegel in dem Ausgabebild gleich macht, dadurch, daß die Daten des akkumulativen Histogramms mit dem abgeleiteten Normalisierungskoeffizienten multipliziert werden. Die Ergebnisse hiervon werden in der Nachschlagetabelle 4 gespeichert.
Fig. 8(b) zeigt diese Betriebsweise. Der Inhalt des Nachschlagetabellenspeichers 4 wird entsprechend dem Luminanzpegel des Eingabesignals ausgelesen, und, wie in Fig. 8(c) gezeigt, wird die Differenz zwischen diesem ausgelesenen Inhalt und den eingegebenen Luminanzpegeln als korrektursignal ausgegeben. Die Korrektur der Gradation wird dann durch Addieren des Korrektursignals zu dem Eingabesignal, das durch die Verzögerungsschaltung 5 verzögert worden ist, unter Verwendung des Addierers 6 addiert.
Allerdings ist bei der oben gezeigten Gradationskorrekturvorrichtung, wenn sie in einem TV-Gerät vorgesehen ist, das eine doppelte Anzeige, wie beispielsweise die in Fig. 9(a) gezeigte (was als "Bild-in-Bild" bezeichnet wird) darstellt, in der ein Unteranzeigesignal zu einem Hauptanzeigesignal addiert wird, das unten beschriebene Problem unvermeidbar
Wenn die Hauptanzeige eine Szene mit niedriger Luminanz zeigt, während die Unteranzeige eine Szene mit hoher Luminanz zeigt, enthält die Verteilung des akkumulativen Histogramms, das in der Nachschlagetabelle gespeichert ist, einen erheblich höheren Anteil der niedrigen Luminanzkomponenten, wie in Fig. 9(d) gezeigt.
Deshalb nimmt das Korrektursignal eine Form an, wie sie in Fig. 9(e) gezeigt ist. Somit wird eine Korrektur durchgeführt, um das Luminanzsignal der Unteranzeige in Richtung eines höheren Pegels zu bringen, und deshalb wird die Luminanz der Unteranzeige, deren Luminanzpegel ursprünglich hoch war, in Richtung eines noch höheren Pegels korrigiert, was zu definitiv unerwünschten TV-Betrachtungsbedingungen führt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gradationskorrekturvorrichtung, die in der Lage ist eine optimale Gradationskorrektur in Abhängigkeit von den Charakteristika des Eingabesignals durchzuführen, wenn das Videoeingabesignal ein zusammengesetztes Videosignal ist, das aus Haupt- und Unteranzeigesignalen besteht.
Anders ausgedrückt kann die Gradation der Unteranzeige in Richtung verbesserter Betrachtungsbedingungen korrigiert werden, dadurch, daß ein Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal, wie es in Fig. 9(c) gezeigt ist, verwendet wird, das synchron mit dem Unteranzeigesignal ausgegeben wird.
Die Gradationskorrekturvorrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 umfaßt:
- eine Zeitsteuerimpulserzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Fensterimpulsen, wobei die Fensterimpulse von einem horizontalen Synchronisationssignal und einem vertikalen Synchronisationssignal eines Videoeingabesignals abgeleitet werden und in bezug auf die Synchronisationssignale zeitlich so gesteuert werden, daß sie eine vorbestimmte Anzeigendomäne auf einem Anzeigeschirm definieren;
- eine erste Schalteinrichtung zum Erzeugen eines ersten Steuersignals unter Verwendung der Fensterimpulse und eines Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals, wobei das Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal ein zweites Steuersignal ist, das in bezug auf die Fensterimpulse zeitlich so gesteuert wird, daß eine Unteranzeigedomäne innerhalb der vorbestimmten Anzeigendomäne bestimmt wird;
- einen Histogrammspeicher zum Speichern von Luminanzpegeln des Videoeingabesignals zur Erzeugung eines Histogramms, wobei das Histogramm durch Speichern der Luminanzpegel des Videoeingabesignals als Antwort auf die Steuersignale entweder für die Unteranzeigendomäne oder für die vorbestimmte Anzeigendomäne ausschließlich der Unteranzeigendomäne erzeugt wird;
- eine Korrektursignalausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Korrektursignals, das zur Gradationskorrektur zu dem Videoeingabesignal addiert wird, wobei das Korrektursignal aus einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Histogramm und den erwünschten Luminanzausgabepegeln des darzustellenden Bilds, berechnet wird;
- eine Verzögerungeinrichtung zum Verzögern sowohl des Videoeingabesignals als auch des Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals für eine vorbestimmte Zeitdauer;
- eine zweite auf das verzögerte Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal ansprechende Schalteinrichtung zum Ausgeben des Korrektursignals aus der Korrektursignalausgabeein richtung entweder während der Anzeige der Unteranzeigedomäne oder während der Anzeige der vorbestimmten Anzeigendomäne ausschließlich der Unteranzeigedomäne; und
- eine Addiereinrichtung zum Addieren des Korrektursignals zu dem verzögerten Videoeingabesignal, so daß ein Videoausgabesignal mit Gradationskorrektur erzeugt wird.
Die Signale der Hauptanzeige und Unteranzeige können dadurch genau getrennt werden, daß die Zeitsteuerimpulserzeugungseinrichtung, die Fensterimpulse erzeugt, und die erste Schalteinrichtung, welche die Fensterimpulse und die Haupt- und Unteranzeigeschaltsignale benützt, verwendet werden. Außerdem wird, basierend auf den getrennten Signalen, ein Histogramm der Luminanzpegel in dem Histogrammspeicher erzeugt.
Da die Luminanzinformation der Unteranzeige, die innerhalb der Hauptanzeige angeordnet ist, und die Luminanzinformation der Hauptanzeige, ausschließlich der Unteranzeige, unabhängig in die Korrektursignalausgabeeinrichtung eingegeben werden, kann die arithmetische Verarbeitung der Information, einschließlich der wechselseitigen Beziehung zwischen diesen beiden Anzeigen, durchgeführt werden, und als Ergebnis hiervon kann das Korrektursignal erzeugt werden.
Außerdem wird, nachdem die Signaverzögerung, die aus der arithmetischen Verarbeitung resultiert, durch die Verzögerungseinrichtung kompensiert worden ist, das Korrektursignal mit dem Videoeingabesignal mittels der zweiten Schalteinrichtung und der Addiereinrichtung zusammengesetzt.
Durch dieses erzeugte zusammengesetzte Signal kann die Gradationskorrektur des Videoeingabesignals gemäß der entsprechenden Luminanzpegelinformation der Haupt- und der Unteranzeige durchgeführt werden. Zusätzlich hierzu kann, da die Gradationskorrektur derselben mittels der Verzögerungseinrichtung mit einer genauen Zeitsteuerung durchgeführt werden kann, eine angenehm zu betrachtende Unteranzeige erzeugt werden.
Außerdem können, da der Histogrammspeicher die Luminanzpegel des Videoeingabesignals, das entweder die Unteranzeigendomäne oder die vorbestimmte Domäne ausschließlich der Unteranzeigendomäne, gemäß der Ausgabe der ersten Schalteinrichtung beim Erzeugen des Histogramms darstellt, speichert, die Gradationen dieser zwei Domänen unabhängig korrigiert werden, wodurch eine mögliche Interferenz zwischen diesen beiden Domänen vermieden wird.
Außerdem umfaßt die Korrektursignalausgabeeinrichtung die arithmetischen Nachschlagetabellen-Verarbeitungseinrichtungen, die sequentiell die Frequenzen der in dem Histogrammspeicher gespeicherten Luminanzpegel akkumuliert und die maximale akkumulierte Frequenz so normalisiert, daß sie dem erwünschten maximalen Wert des Luminanzpegels in dem Ausgabebild gleich wird, und den Nachschlagetabellenspeicher, der die Ausgabe der arithmetischen Nachschlagetabellen-Verarbeitungseinrichtung speichert, gleichzeitig ein Korrektursignal entsprechend der Differenz zwischen der Ausgabe und dem Luminanzpegel des Luminanzeingabesignals erzeugt. Deshalb kann ein Korrektursignal, das genau an den erwünschten Luminanzpegel im Ausgabebild angepaßt ist, erzeugt werden.
Außerdem kann der Aufbau der erfindungsgemäßen Gradationskorrekturvorrichtung dadurch hochgradig vereinfacht werden, daß eine Verriegelungsschaltung, die die erste und die zweite Schalteinrichtung gleichzeitig schalten kann, verwendet wird.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird in dem unabhängigen Anspruch 6 beansprucht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Gradationskorrekturvorrichtung, das eine erste exemplarische Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 2(a) zeigt einen typischen Anzeigeschirm, der durch Anwendung der ersten exemplarischen Ausführungsform erzeugt wird, und zeigt außerdem ein Muster, das einen Domänenbereich erläutert, von dem die Histogramme aufgenommen werden. Fig. 2(b) zeigt eine Wellenform zur Erläuterung der Betriebsweise bei horizontaler Rate, die durch Anwendung der ersten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung erhalten wird.
Fig. 3(a) zeigt ein anderes Beispiel einer Videosignalanzeige, die durch Anwendung der ersten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung erzeugt worden ist, und zeigt außerdem ein Muster zur Erklärung eines Domänenbereichs, von dem die Histogramme aufgenommen werden. Fig. 3(b) dient dazu, ein Muster zu zeigen, um die Beziehung zwischen der Haupt- und Unteranzeige zu erläutern.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Gradationskorrekturvorrichtung der zweiten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 5(a) ist eine Wellenform, die ein Beispiel des Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals zeigt. Fig. 5(b) zeigt Histogramme der Frequenzen der Luminanzeingabepegel und der normalisierten Luminanzausgabepegel der Hauptanzeige. Sie zeigt außerdem ein Korrektursignal, das entsprechend der Histogramme ausgegeben wird. Fig. 5(c) zeigt ein Histogramm der Frequenzen der Luminanzeingabepegel und der normalisierten Luminanzausgabepegel der Unteranzeige und, zur selben Zeit, ein Korrektursignal, das gemäß dem Histogramm ausgegeben wird.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer herkömmlichen Gradationskorrekturvorrichtung zeigt.
Fig. 7(a) zeigt ein Beispiel der Anzeige, die durch Verwendung des herkömmlichen Gradationskorrekturverfahrens erzeugt wird. Fig. 7(b) zeigt eine Wellenform, zur Erläuterung der Betriebsweise der Gradationskorrektur bei vertikaler Rate, welche durch Anwendung des herkömmlichen Gradationskorrekturverfahrens erhalten wird. Fig. 7(c) zeigt eine Wellenform zur Erläuterung der Betriebsweise bei horizontaler Rate, die durch Anwendung des herkömmlichen Gradationskorrekturverfahrens erhalten wird.
Fig. 8(a) zeigt ein Histogramm der Luminanzpegel des Eingabesignals auf der Hauptanzeige. Fig. 8(b) zeigt ein Histogramm des Luminanzausgabepegels, der für jeden Luminanzeingabepegel normalisiert ist, auf der Hauptanzeige. Fig. 8(c) zeigt einen Graph der Korrektursignale, die entsprechend der Histogramme ausgegeben werden.
Fig. 9(a) zeigt ein typisches Anzeigemuster auf einem TV-Gerät mit doppelter Anzeige von herkömmlichem Aufbau. Fig. 9(b) zeigt eine Wellenform eines Videosignals bei der Horizontalrate, die durch eine herkömmliche Gradationskorrekturvorrichtung erhalten wird. Fig. 9(c) zeigt eine Wellenform des Haupt- und Unteranzeigesignals bei der horizontalen Rate, die durch die herkömmliche Korrekturvorrichtung erhalten wird.
Fig. 9(d) zeigt ein Histogramm des Luminanzausgabepegels, der für jeden Luminanzeingabepegel des TV-Geräts mit doppelter Anzeige normalisiert ist. Fig. 9(e) zeigt eine Wellenform des Korrektursignals, das gemäß den Histogrammen ausgegeben wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine exemplarische Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Gradationskorrekturvorrichtung der ersten exemplarischen Ausführungsform zeigt.
In Fig. 1 erzeugt ein Zeitsteuerimpulsgenerator 11 Fensterimpulse sowohl aus dem horizontalen als auch aus dem vertikalen Synchronisationssignal, eine erste UND-Schaltung 17 leitet als erste Schalteinrichtung das UND zwischen dem Fensterimpuls und dem Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal ab.
Ein Histogrammspeicher 12 leitet das Histogramm der Gradation durch Speichern der Luminanzpegel des eingegebenen Videosignals gemäß der Ausgabe der ersten UND- Schaltung 17 ab, und eine arithmetische Nachschlagetabellen-Verarbeitungsschaltung 13 normalisiert die maximale akkumulierte Frequenz, um diese koinzident mit dem maximalen Wert des ausgegebenen Luminanzsignals zu machen.
Ein Nachschlagetabellenspeicher 14 speichert die normalisierten Daten und gibt die Korrektursignale aus. Deshalb ist die Korrektursignalausgabeeinrichtung aus der arithmetischen Nachschlagetabellen-Verarbeitungsschaltung 13 und dem Nachschlagetabellenspeicher 14 aufgebaut.
Eine Verzögerungsschaltung 15 verzögert als Verzögerungseinrichtung sowohl das eingegebene Videosignal als auch das Haupt- und das Unteranzeigeschaltsignal. Eine zweite UND-Schaltung 18 leitet als zweite Schalteinrichtung das UND zwischen dem verzögerten Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal und dem von dem Nachschlagetabellenspeicher 14 ausgegebenen Korrektursignal ab. Ein Addierer 16 addiert als Addiereinrichtung die Ausgabe der zweiten UND-Schaltung 18 zu dem durch die Verzögerungsschaltung 15 verzögerten Eingabesignal.
Die Beziehung zwischen diesen die Gradationskorrekturvorrichtung bildenden Elementen und der Betrieb dieser wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben.
Wie in Fig. 2(b) gezeigt wird ein Fensterimpuls durch den Zeitsteuerimpulsgenerator 11 erzeugt, und das UND des Fensterimpulses und des Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals wird durch die erste UND-Schaltung 17 erzeugt.
Dies bedeutet, daß das Abtasten des Histogramms durchgeführt wird, wenn sowohl der Fensterimpuls als auch das Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal hochpegelig sind. Und hierdurch kann, wie in Fig. 2(a) gezeigt, das Histogramm der Anzeigedomäne (durch die gestrichelten Linien dargestellt), in dem die Unteranzeigedomäne ausgeschlossen ist, abgeleitet werden.
Das heißt, daß die Luminanzpegel des eingegebenen Videosignals in dem Histogrammspeicher 12 gemäß der Ausgabe der ersten UND-Schaltung 17 gespeichert werden, um das Histogramm der Gradation abzuleiten. Die Histogramme werden dann in der arithmetischen Nachschlagetabellen-Verarbeitungsschaltung 13 gespeichert, und diese Werte werden dann so normalisiert, daß die maximal akkumulierte Frequenz gleich dem maximalen Wert des ausgegebenen Luminanzsignals wird.
Die normalisierten Daten werden in dem Nachschlagetabellenspeicher 14 gespeichert, und die Ausgabe des Speichers 14 steht als Korrektursignal zur Verfügung.
Dann werden das Eingabesignal und das Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal für eine bestimmte Zeitdauer unter Verwendung der Verzögerungsschaltung 15 verzögert, um die arithmetische Verarbeitung durchzuführen.
Das Korrektursignal für die Unteranzeigedomäne wird auf Null gesetzt, dadurch, daß das UND des Korrektursignals und des verzögerten Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals mittels der zweiten UND-Schaltung 18 abgeleitet wird.
Die Beziehung für die horizontale Rate ist in Fig. 2(b) gezeigt, in welcher die Ausgabe der zweiten UND-Schaltung 18 während der Zeitdauer Hd des Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals (oder der Zeitdauer der Unteranzeige) auf Null gesetzt wird.
Somit kann für die Hauptanzeige eine geeignete Korrektur entsprechend dem Histogramm der Hauptanzeige dadurch gegeben werden, daß die Ausgabe der zweiten UND- Schaltung 18 zu dem verzögerten eingegebenen Videosignal mittels des Addierers 16 addiert wird, und das Ausgabesignal, das die Unteranzeige aufrechterhält, kann in seinem unkorrigierten Zustand erhalten werden.
Wie oben erläutert, kann gemäß der Ausführungsform der Erfindung die Unteranzeige, die so gehalten wird wie sie ist, ausgegeben werden, da sie unabhängig von der Gradationskorrektur für die Hauptanzeige gemacht ist. Dies wird dadurch erzielt, daß der Fensterimpuls und das Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal kombiniert werden. Deshalb erleichtert die Gradationskorrektur als Ergebnis das Betrachten der Unteranzeige.
Ein Fall eines eingegebenen Videosignals, durch welches die in Fig. 3(b) gezeigte Anzeige erzeugt wird, wird nun untenstehend beschrieben. Wie in Fig. 3(b) gezeigt, ist dies ein Fall, in dem die Unteranzeige B zusätzlich innerhalb der Domäne der Unteranzeige A, die sich innerhalb der Domäne der Hauptanzeige befindet, vorgesehen ist. Wie in Fig. 3(a) gezeigt, kann das Histogramm der Domäne (der schraffierte Bereich), der die Domäne der Unteranzeige B ausschließt dadurch erhalten werden, daß die Unteranzeige A innerhalb der Fensterimpulsdauer Hb gesetzt wird.
Wie hier gezeigt kann, da die Unteranzeige B so wie sie ist dadurch erhalten werden kann, daß der Fensterimpuls auf einen Zustand gesetzt wird, so daß das Histogramm der umgebenden Domäne der Unteranzeige B erhalten wird, die Gradationskorrektur, welche es einfacher macht, die Unteranzeige zu betrachten, als Ergebnis davon erhalten werden.
Wenn sich die Domänen mehrerer Unteranzeigen überlappen, wie in diesem Fall gezeigt, kann derselbe Vorteil, der oben erhalten wurde, durch Setzen der vorbestimmten Domäne am Rand der Unteranzeige erhalten werden.
Die zweite exemplarische Ausführungsform der Gradationskorrekturvorrichtung wird nun erläutert. Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer zweiten exemplarischen Gradationskorrekturvorrichtung zeigt.
In Fig. 4 erzeugt ein Zeitsteuerimpulsgenerator 11 Fensterimpulse aus dem horizontalen und vertikalen Synchronisationssignal des eingegebenen Videosignals. Fünffach gleichlaufende Schalter 19 schalten die fünf Speicher gleichzeitig mittels des Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals. Ein Histogrammspeicher 12 speichert die Histogramme der Luminanzpegel der Haupt- und Unteranzeige unabhängig voneinander.
Eine arithmetische Nachschlagetabellen-Verarbeitungsschaltung 13 speichert akkumulativ die Histogramme und normalisiert die maximal akkumulierte Frequenz, so daß die Frequenz desselben gleich dem maximalen Wert des ausgegebenen Luminanzsignals wird. Eine Nachschlagetabelle 14 speichert die normalisierten Daten für die Hauptanzeige und die Unteranzeige unabhängig und gibt das Korrektursignal aus. Eine Verzögerungsschaltung 15 verzögert das Videoeingabesignal. Obwohl eine Korrektur unter Verwendung einer Verzögerungsschaltung erwünschenswert ist, können die durch die Gradationsverarbeitung erzeugten Grenzen durch Verwendung dieses praktischen und einfachen Verfahrens, das in der Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist, weniger deutlich gemacht werden. Der Addierer 16 addiert das Korrektursignal zu dem verzögerten Videoeingabesignal.
Die Beziehung zwischen diesen oben beschriebenen Elementen der Gradationskorrekturvorrichtung und die Betriebsweise derselben wird untenstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Wie bei der ersten exemplarischen Ausführungsform wird der Fensterimpuls durch den Zeitsteuerimpulsgenerator 11 erzeugt.
Allerdings ist der Unterschied gegenüber der ersten exemplarischen Ausführungsform, daß fünf Schalter 1 9a bis 1 9e in dem fünffach gleichlaufenden Schalter 19 gleichzeitig durch das Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal geschaltet werden, so daß der Histogrammspeicher 12 und der Nachschlagetabellenspeicher 14 unabhängig auf die Hauptanzeige und die Unteranzeige geschaltet werden.
Das heißt, der fünffach gleichlaufende Schalter 19 besteht aus zwei Schaltern 19a und 19c, die zwei entsprechende Eingaben in die Histogrammspeicher 12a und 12b schalten, und den Nachschlagetabellenspeicher 14a und 14b, zwei Schaltern 19b und 19e, die zwei entsprechende Ausgaben von den Histogrammspeichern 12a und 12b und den Nachschlagetabellenspeicher 14a und 14b schalten, und dem Schalter 19d, der den Ausgang der arithmetischen Nachschlagetabellen-Verarbeitungsschaltung 13 auf einen der beiden Eingänge der Nachschlagetabellenspeicher 14a oder 14b schaltet.
Somit wird die Zeitdauer der Unteranzeige so geschaltet, daß sowohl der Histogrammspeicher 12a für die Unteranzeige als auch der Nachschlagetabellenspeicher 14a mittels der Haupt- und Unteranzeigeschaltsignale, wie sie in Fig. 5(a) gezeigt sind, verwendet werden. Die Zeitdauer des anderen wird so geschaltet, daß der Histogrammspeicher 12b für die Hauptanzeige und den Nachschlagetabellenspeicher 14b verwendet wird.
Fig. 5(b) zeigt den Betrieb, der während einer Periode der Hauptanzeige stattfindet. Fig. 5(b) zeigt außerdem einen Graph der Frequenzen des Histogramms der Luminanzeingabepegel, die durch den Histogrammspeicher 12b erzeugt werden, aufgetragen gegen die eingegebenen Luminanzpegel. Die zwei Frequenzen werden individuell für jeden Luminanzpegel akkumuliert, und der Graph der Frequenzen ist so normalisiert, daß die maximale akkumulierte Frequenz gleich dem maximalen Wert des ausgegebenen Luminanzsignals wird.
Die normalisierten Daten werden dann in dem Nachschlagetabellenspeicher 14b gespeichert, und ein Korrektursignal steht als Ausgabe des Nachschlagetabellenspeichers 14b zu Verfügung.
Auf die gleiche Weise werden fünf Schaltungen gleichzeitig durch den fünffachen gleichlaufenden Schalter 19 während der Zeitdauer der Unteranzeige geschaltet, und dadurch steht ein Korrektursignal aus dem Nachschlagetabellenspeicher 14a, wie in Fig. 5(c) gezeigt, zur Verfügung. Durch die obenbeschriebenen Prozesse können Korrektursignale in Abhängigkeit von individuellen Szenen auf der Haupt- und Unteranzeige abgeleitet werden, und dadurch kann die Gradation der Haupt- und Unteranzeige mit ihren entsprechenden Optimalwerten korrigiert werden.
Gemäß der zweiten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung werden die Gradationskorrektur der Hauptanzeige und die Gradationskorrektur der Unteranzeige unabhängig gemäß der entsprechenden individuellen Szene durchgeführt. Deshalb ist sowohl die Haupt- als auch die Unteranzeige so korrigiert, daß sie leicht anzusehende Bilder zeigen.
Wie aus den obigen Erklärungen offensichtlich, wird die Luminanzinformation der Unteranzeige, die innerhalb einer Domäne der Hauptanzeige angeordnet ist, und die Luminanzinformation der Hauptanzeige, welche die Domäne der Unteranzeige ausschließt, individuell in die Gradationskorrekturvorrichtung eingegeben. Deshalb kann die Beziehung zwischen diesen beiden Anzeigen arithmetisch erhalten werden. Zur selben Zeit werden, da die Verzögerung des Signals, das durch die arithmetische Verarbeitung bewirkt wird durch die Verzögerungseinrichtung kompensiert wird, die Gradation der Haupt- und Unteranzeige gemäß der entsprechenden Luminanzpegel ausreichend korrigiert, so daß leicht anzusehende Unteranzeigen auf den entsprechenden Anzeigen erhalten werden.
Durch Anwenden der ersten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung auf ein Eingangssignal, das zur Doppelanzeige aus einem Unteranzeigensignal, das einem Hauptanzeigensignal überlagert ist, besteht, werden die Histogramme der Gradation der Unteranzeige aus dem eingegebenen Signal unter Verwendung des Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals, das synchron mit der Unteranzeige ausgegeben wird, ausgeschlossen.
Somit wird nur die Gradation der Hauptanzeige entsprechend der in der Hauptanzeige gezeigten Szene korrigiert, und es wird keine Gradationskorrektur der Unteranzeige durchgeführt, so daß die Gradationskorrekturvorrichtung mit einer bequem anzusehenden Gradation sowohl der Haupt- als auch der Unteranzeige realisiert wird.
Durch Anwendung der zweiten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung auf ein eingegebenes Signal, das aus einem Unteranzeigesignal, das einem Hauptanzeigesignal zur Doppelanzeige überlagert ist, besteht, werden das Histogramm der Gradation der Unteranzeige und das Histogramm der Gradation der Hauptanzeige dadurch unabhängig verarbeitet, daß das Eingabesignal mit dem Fensterimpuls unter Verwendung des Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals, das synchron mit der Unteranzeige ausgegeben wird, kombiniert wird.
Somit wird als Ergebnis hiervon die Gradation der Hauptanzeige entsprechend der in der Hauptanzeige gezeigten Szene korrigiert, und die Gradation der Unteranzeige wird entsprechend der in der Unteranzeige gezeigten Szene korrigiert, so daß die Gradationskorrekturvorrichtung realisiert wird, welche leicht anzusehende Gradationen sowohl der Haupt- als auch der Unteranzeige realisiert.

Claims

1. Eine Gradationskorrekturvorrichtung zur Verwendung in Videogeräten mit einer Bild-in-Bild-Anzeige, umfassend:

eine Zeitsteuerimpulserzeugungseinrichtung (11) zum Erzeugen von Fensterimpulsen, wobei die Fensterimpulse von einem horizontalen Synchronisationssignal und einem vertikalen Synchronisationssignal eines Videoeingabesignals abgeleitet werden und in bezug auf die Synchronisationssignale zeitlich so gesteuert werden, daß sie eine vorbestimmte Anzeigendomäne auf einem Anzeigeschirm definieren;

eine erste Schalteinrichtung (17) zum Erzeugen eines ersten Steuersignals unter Verwendung der Fensterimpulse und eines Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals, wobei das Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal ein zweites Steuersignal ist, das in bezug auf die Fensterimpulse zeitlich so gesteuert wird, daß eine Unteranzeigedomäne innerhalb der vorbestimmten Anzeigendomäne bestimmt wird;

einen Histogrammspeicher (12) zum Speichern von Luminanzpegeln des Videoeingabesignals zur Erzeugung eines Histogramms, wobei das Histogramm durch Speichern der Luminanzpegel des Videoeingabesignals als Antwort auf die Steuersignale entweder für die Unteranzeigendomäne oder für die vorbestimmte Anzeigendomäne ausschließlich der Unteranzeigendomäne erzeugt wird;

eine Korrektursignalausgabeeinrichtung (13, 14) zum Erzeugen eines Korrektursignals, das zur Gradationskorrektur zu dem Videoeingabesignal addiert wird, wobei das Korrektursignal aus einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Histogramm und den erwünschten Luminanzausgabepegeln des darzustellenden Bilds, berechnet wird;

eine Verzögerungeinrichtung (15) zum Verzögern sowohl des Videoeingabesignals als auch des Haupt- und Unteranzeigeschaltsignals für eine vorbestimmte Zeitdauer;

eine zweite auf das verzögerte Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal ansprechende Schalteinrichtung (18) zum Ausgeben des Korrektursignals aus der Korrektursignalausgabeeinrichtung (13,14) entweder während der Anzeige der Unteranzeigedomäne oder während der Anzeige der vorbestimmten Anzeigendomäne ausschließlich der Unteranzeigedomäne; und

eine Addiereinrichtung (16) zum Addieren des Korrektursignals zu dem verzögerten Videoeingabesignal, so daß ein Videoausgabesignal mit Gradationskorrektur erzeugt wird.

2. Eine Gradationskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Zeitverzögerung der Verzögerungseinrichtung (15) gleich einem Zeitbetrag ist, der zur Verarbeitung des Videoeingabesignals durch die Einrichtung des Histogrammspeichers (12) und die Korrektursignalausgabeeinrichtung (13, 14) erforderlich ist.

3. Eine Gradationskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die zweite Schalteinrichtung (18) das Korrektursignal für die vorbestimmte Anzeigendomäne ausschließlich der Unteranzeigendomäne ausgibt, und ein Null-Korrektursignal für die Unteranzeigendomäne ausgibt.

4. Eine Gradationskorrekturvorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die erste und zweite Schalteinrichtung (17, 18) UND-Schaltungen umfassen.

5. Eine Gradationskorrekturvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, in welcher die Korrektursignalausgabeeinrichtung (13, 14) aufweist:

eine arithmetische Nachschlagetabellen-Verarbeitungseinrichtung (13) zum akkumulativen Speichern der Frequenzen des Auftretens der in dem Histogrammspeicher gespeicherten Luminanzpegel, wodurch ein akkumulatives Histogramm durch Akkumulieren der Frequenzen des Histogramms gebildet wird, und zum Bestimmen des erwünschten Luminanzausgabepegels durch Multiplizieren einer jeden Frequenz des akkumulativen Histogramms mit einem Normalisierungskoeffizienten, der durch einen maximalen Luminanzeingabepegel geteilt durch die maximale Frequenz des akkumulativen Histogramms gegeben ist, und

eine Nachschlagetabellenspeicher (14) zum Speichern der Ausgabe der arithmetischen Nachschlagetabellen-Verarbeitungseinrichtung (13) und zum Erzeugen des Korrektursignals als Differenz zwischen dem erwünschten Luminanzausgabepegeln und den assoziierten zu korrigierenden Luminanzeingabepegeln.

6. Eine Gradationskorrekturvorrichtung zur Verwendung in Videogeräten mit einer Bild-in-Bild-Anzeige, umfassend:

eine Zeitimpulssteuereinrichtung (11) zum Erzeugen von Fensterimpulsen, wobei die Fensterimpulse von einem horizontalen Synchronisationssignal und einem vertikalen Synchronisationssignal eines Videoeingabesignals abgeleitet werden und in bezug auf die Synchronisationssignale zeitlich so gesteuert werden, daß sie eine vorbestimmte Anzeigendomäne auf einem Anzeigeschirm definieren;

eine Schalteinrichtung (19a-19e) zum Erzeugen von Schaltsignalen unter Verwendung der Fensterimpulse und eines Haupt- und eines Unteranzeigeschaltsignals, wobei das Haupt- und Unteranzeigeschaltsignal in bezug auf die Fensterimpulse zeitlich so gesteuert wird, daß eine Unteranzeigedomäne innerhalb der vorbestimmten Anzeigendomäne bestimmt wird;

eine Histogrammspeichereinrichtung (12a, 12b), die durch die Schalteinrichtung (19a) gesteuert wird, zum unabhängigen Speichern von Luminanzpegeln der Unteranzeigedomäne des Videoeingabesignals und Luminanzpegeln der vorbestimmten Anzeigendomäne des Videoeingabesignals, und zum Erzeugen von zwei unabhängigen Histogrammen für die Unteranzeigendomäne und für die vorbestimmten Anzeigendomäne ausschließlich der Unteranzeigendomäne;

eine arithmetische Nachschlagetabellen-Verarbeitungseinrichtung (13), die auf gleiche Weise durch die Schalteinrichtung (19b) gesteuert wird, zum akkumulativen Speichern der entsprechenden Anzeigendomänen-Frequenzen des Auftretens der Luminanzpegel, die in der Histogrammspeichereinrichtung (12a, 12b) gespeichert sind, wodurch entsprechende akkumulative Histogramme durch Akkumulieren der Frequenzen der entsprechenden Histogramme gebildet werden, und zum Bestimmen der erwünschten Luminanzausgabepegel durch Multiplizieren einer jeden Frequenz des entsprechenden akkumulativen Histogramms mit einem Normalisierungskoeffizienten, der durch einen maximalen Luminanzeingabepegel geteilt durch die maximale Frequenz des entsprechenden akkumulativen Histogramms gegeben ist;

eine Nachschlagetabellen-Speichereinrichtung (14a, 14b), die auf gleiche Weise durch die Schalteinrichtung (19c, 19d) gesteuert wird, zum Speichern der entsprechenden Ausgaben der arithmetischen Nachschlagetabellen-Verarbeitungseinrichtung (13) und zum Erzeugen der entsprechenden Korrektursignale als Differenz zwischen den erwünschten Luminanzausgabepegeln und den zu korrigierenden assoziierten Luminanzeingabepegeln;

eine Verzögerungseinrichtung (15) zum Verzögern des Videoeingabesignals für eine vorbestimmte Zeitdauer; und

eine Addiereinrichtung (16), die durch die Schalteinrichtung (19e) gesteuert wird, zum Addieren des entsprechenden Korrektursignals zu dem verzögerten Videoeingabesignal, so daß ein Videoausgabesignal mit einer Gradationskorrektur erzeugt wird.

7. Eine Gradationskorrekturvorrichtung nach Anspruch 6, in welcher die Schalteinrichtung einen fünffach gerichteten Schalter (19a-19e), der fünf Schalter betätigt, aufweist.

8. Eine Gradationskorrekturvorrichtung nach Anspruch 7, in welcher der fünffach gerichtete Schalter aufweist:

zwei Schalter (19a, 19c) zum Schalten zweier entsprechender Eingänge der Histogrammspeichereinrichtung (12a, 12b) und der Nachschlagetabellen-Speichereinrichtung (14a, 14b);

zwei Schalter (19b, 19e) zum Schalten zweier entsprechender Ausgaben der Histogrammspeichereinrichtung (12a, 12b) und der Nachschlagetabellen-Speichereinrichtung (14a, 14b); und

einen Schalter (19d) zum Schalten der Ausgabe der arithmetischen Nachschlagetabellen-Verarbeitungseinrichtung (13) an einen entsprechenden Eingabeanschluß der Nachschlagetabellen-Speicherein richtung (14a, 14b).