JPH0690382A - 階調補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 映像信号の黒及び白レベル付近において、階
調つぶれを起こさず、補正効果の大きな階調補正処理を
行うこと。 【構成】 輝度信号をパラメータとした輝度ヒストグラ
ムによる階調補正に加え、黒方向に階調が補正される場
合には、その方向の補正量を抑制する黒レベル補正テー
ブル２０を設ける。同様に、白方向の補正量を抑制する
白レベル補正テーブル２１を設ける。補正演算回路２２
はこれらのテーブルを用いて、黒及び白レベル付近にお
いても階調つぶれを起こさない輝度信号を生成する。こ
うすると補正効果の大きな階調補正処理を行うことが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受像機，
ビデオテープレコーダ，ビデオカメラ，ビデオディスク
等の映像機器において、映像信号の階調を補正する階調
補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラーテレビジョン受像機の大型
化、高画質化にともない、画像をより鮮明に見せるため
階調補正装置が要求されている。階調補正装置は映像信
号を非線形な増幅器に通すことによって、映像信号の階
調を補正し、ＣＲＴ上の映像のダイナミックレンジを拡
大するものが多い。

【０００３】従来の階調補正装置の一例について説明す
る。図３は従来の階調補正装置の構成例を示すブロック
図である。本図において、Ａ／Ｄ変換器１は入力輝度信
号をデジタル値に変換する回路である。ヒストグラムメ
モリ２は、Ａ／Ｄ変換器１より出力される輝度信号から
輝度ヒストグラムのデータを作成し、このデータを保持
するメモリである。ヒストグラムメモリ２は、入力信号
の輝度レベルをメモリのアドレスに対応させ、輝度信号
の輝度分布の度数をそのデータとしている。

【０００４】ヒストグラム演算回路３は、ヒストグラム
メモリ２のデータから輝度信号の平均値，モード値，最
小値，最大値，偏差係数，白面積，黒面積等を算出し、
これらの演算データからリミッタレベル，一定加算値，
累積スタート輝度レベル，累積ストップ輝度レベル，最
大輝度レベル等の各制御値を計算して出力する回路であ
る。ヒストグラム演算回路３の出力は、リミッタ・加算
回路４，累積コントロールレジスタ回路５，正規化コン
トロールレジスタ回路６に夫々出力される。

【０００５】リミッタ・加算回路４は、ヒストグラムメ
モリ２のデータを再処理するものであり、ヒストグラム
演算回路３から与えられるリミッタレベルにより、輝度
ヒストグラムの度数があるレベル以上にならないように
制限を加えたり、一定加算値を加算して輝度ヒストグラ
ムのレベルを補正する回路である。リミッタ・加算回路
４で処理された補正のヒストグラムデータは、再びヒス
トグラムメモリ２に格納される。

【０００６】ヒストグラム累積コントロールレジスタ回
路５は、累積ヒストグラムを求める際に、ヒストグラム
演算回路３の出力する累積スタート輝度レベルと、累積
ストップ輝度レベルとをヒストグラム累積加算回路７に
与える回路である。ヒストグラム累積加算回路７は、累
積コントロールレジスタ回路５に保持された累積スター
ト輝度レベルと累積ストップ輝度レベルにより、ヒスト
グラムメモリ２の格納された再処理データの累積を行
い、累積ヒストグラムを算出する回路である。

【０００７】累積ヒストグラムメモリ８は、ヒストグラ
ム累積加算回路７の累積演算の結果を記憶するメモリで
ある。このメモリ８もアドレスに輝度レベルを入力し、
データに度数を入力するものである。正規化コントロー
ルレジスタ回路６は、累積ヒストグラムメモリ８に格納
された累積ヒストグラムのデータを正規化してルックア
ップテーブルを作成する際に、その必要なデータをルッ
クアップテーブル演算回路９に出力するものである。即
ち正規化コントロールレジスタ回路６は、ヒストグラム
演算回路３より正規化後の輝度信号の最大輝度レベルが
与えられると、その値に応じた正規化係数を出力する。

【０００８】ルックアップテーブル演算回路９は、正規
化コントロールレジスタ回路６の出力信号に基づいて累
積ヒストグラムメモリ８のデータを正規化する回路であ
る。ルックアップテーブル１０は、ルックアップテーブ
ル演算回路９で正規化されたデータを記憶するメモリで
あり、輝度レベルをアドレスとし、そのデータとして度
数を格納する。タイミング制御回路１１は、各回路部の
動作に必要なクロック信号やタイミング信号を与える回
路であり、各回路部の演算の順序や各メモリの制御等を
行う。

【０００９】さて補正演算回路１３は、各画素の輝度レ
ベルをアドレスとして、ルックアップテーブル１０より
読み出された補正信号と、Ａ／Ｄ変換器１より出力され
る映像信号を入力し、階調補正演算を行う回路である。
Ｄ／Ａ変換器１４は補正演算回路１３からのデジタル信
号をアナログの輝度信号に変換する回路である。

【００１０】以上のように構成された階調補正装置の動
作について説明する。図４，図５は夫々階調補正回路の
各回路部の動作特性を示す説明図である。先ず、テレビ
ジョンの映像輝度信号を１フレーム単位でサンプリング
する。サンプリング点は画面を均一にサンプリングする
ため多数の点とし、その輝度信号ａをＡ／Ｄ変換器１に
入力する。Ａ／Ｄ変換器１はアナログの輝度信号をデジ
タルの輝度信号ｂに変換する。

【００１１】ヒストグラムメモリ２は、この輝度信号ｂ
の輝度レベルをアドレスとし、そのアドレスのデータ入
力回数をリミッタ・加算回路４で加算計数し、その計数
結果を保持する。このような動作を一垂直走査期間行う
ことによって、入力輝度信号ａの輝度ヒストグラムを作
成することができる。図４（ａ）は輝度ヒストグラムを
例示したものである。ここでは入力輝度信号の輝度レベ
ルがＹａ〜Ｙｂの範囲で分布し、Ｙａ以下の黒レベル及
びＹｂ以上の白レベルの成分は存在せず、ダイナックレ
ンジの狭い信号とする。更に輝度レベルＹｍを有する明
るい画像部分が多く、次いでこれより暗い輝度レベルＹ
ｎの画像部分が多いものとする。

【００１２】次に、この輝度ヒストグラムの格納された
ヒストグラムメモリ２のデータをヒストグラム演算回路
３が読み出し、入力輝度信号ａの平均値，モード値，最
小値，最大値，偏差係数，白面積，黒面積等を計算す
る。そしてヒストグラム演算回路３は、これらの計算結
果からリミッタレベル，一定加算値，累積計算のスター
ト輝度レベル及びストップ輝度レベル，正規化後の最大
輝度レベル等の各制御値を求め、これらの制御値ｅをリ
ミッタ・加算回路４，累積コントロールレジスタ回路
５，正規化コントロールレジスタ回路６に夫々与える。

【００１３】次にリミッタ・加算回路４は、ヒストグラ
ムメモリ２から図４（ａ）に示すデータを読み出し、ヒ
ストグラム演算回路３の出力するリミッタレベルでヒス
トグラムの度数の高い部分をスライスし、図４（ｂ）に
示す状態に補正する。この補正は同一輝度成分を有する
画像では、各画素に明暗の相違がなく、画像の特徴が掴
みにくいので、特定部分の輝度変化を強調して画像の特
徴を掴みやすくするものである。更にリミッタ・加算回
路４は、図４（ｂ）に示すヒストグラムに一定加算値を
加え、図４（ｃ）に示すヒストグラムに再度補正する。
この補正は輝度のダイナミックレンジの狭い画像を、黒
レベル側から白レベル側にかけて全体にダイナミックレ
ンジを拡げるものである。

【００１４】このようにヒストグラムの補正されたデー
タは再びヒストグラムメモリ２に格納される。尚、ヒス
トグラムメモリ２への補正データ書き込みタイミング
は、映像信号の垂直帰線期間内に行い、映像信号の階調
補正期間に補正データの更新が行われないようにする。
この結果を補正ヒストグラムデータｃとしてヒストグラ
ム累積加算回路７に出力する。ヒストグラム累積加算回
路７は、入力されたデータの累積加算を行い、累積ヒス
トグラムデータを作成する。ここで累積ヒストグラム
は、リミッタ・加算回路４で加算する一定加算値が大き
いほど、累積ヒストグラムは直線状になり、又一定加算
値が小さいほど元のヒストグラムの影響の大きい累積ヒ
ストグラムが出力される。

【００１５】次にヒストグラム累積加算回路７は、図４
（ｃ）に示すように、累積コントロールレジスタ回路５
より与えられる累積スタート輝度レベルＹｐと累積スト
ップ輝度レベルＹｑの範囲内についての補正ヒストグラ
ムデータｃの累積ヒストグラムデータｆを計算し、この
結果を累積ヒストグラムメモリ８に格納する。このデー
タは図５（ｄ）に示すものとなる。

【００１６】ルックアップテーブル演算回路９は、累積
ヒストグラムメモリ８からデータを読出し、その累積ヒ
ストグラムデータの最大値が正規化コントロールレジス
タ回路６より与えられる最大出力輝度レベルＹｑ（＝
ｈ）となるような正規化係数を求める。この係数をもと
にルックアップテーブル演算回路９は、累積ヒストグラ
ムのデータｇに対して演算を行い、その結果ｉをルック
アップテーブル１０に格納する。このとき、最大出力輝
度レベルｈを制御することにより、自動コントラストコ
ントロール（ＡＣＬ）や、自動ブライトコントロール
（ＡＢＬ）のような動作ができる。この関係を図５
（ｅ）に示す。即ち入力輝度レベルに対して、その出力
輝度レベルは実線を中心とし、点線で示す範囲内で特性
が補正されて変化する。

【００１７】次に補正演算回路１３は、入力輝度信号ｂ
をアドレスとしてそのデータｊをルックアップテーブル
１０から読出し、そのデータｊと入力輝度信号ｂを用い
て図５（ｅ）に示す階調補正演算を行い、補正出力輝度
信号ｋを得る。図５（ｆ）は、補正後の輝度信号のヒス
トグラムを示す。図５（ｆ）において、補正後の輝度ヒ
ストグラムは黒レベルＹｃ〜白レベルＹｄの範囲にダイ
ナミックレンジが拡大されていることが分かる。更に白
のピークレベルＹｍを中心とする分布が図４（ａ）に比
較し、左右に広がり、このような輝度を有する画像部分
のダイナミックレンジも拡大されることが分かる。又、
黒のピークレベルＹｎを中心とする分布も図４（ａ）に
比較し、左右に広がることとなる。

【００１８】さてＤ／Ａ変換器１４は、この補正出力輝
度信号ｋをアナログ信号ｌに変換して図示しない映像装
置の表示部に出力する。尚、タイミング制御回路１１
は、以上述べたような順序で信号処理の動作が行われる
ように各回路の動作を制御する。（参考：特願平１−２
６５３９３号「階調補正装置」）

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の階調
補正装置では、図４（ａ）に示すように入力映像信号に
輝度分布の集中がみられる場合には、輝度ヒストグラム
のデータを用いて、その集中輝度レベルを中心として階
調を補正している。このような補正は中間輝度には効果
的ではあるが、黒レベルより少し高い輝度レベルに輝度
の集中が存在する場合、この輝度レベルより低い黒レベ
ルの信号は、更に輝度レベルが低くなる方向に補正が行
われる。このとき中間輝度の補正効果を大きくとると、
ある画面では黒レベルでの階調がつぶれるという問題が
あった。

【００２０】又、白レベルより少し低い輝度レベルに輝
度の集中が存在する場合、この輝度レベルより高い白レ
ベルの信号は、更に輝度レベルが高くなる方向に補正が
行われる。このとき中間輝度の補正効果を大きくとる
と、ある画面では白レベルでの階調がつぶれるという問
題もあった。

【００２１】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、請求項１の発明は、黒レベル付
近において階調つぶれを起こさず、全体の補正効果が大
きくなる階調補正装置を実現することを目的としてい
る。

【００２２】又請求項２の発明は、白レベル付近におい
て階調つぶれを起こさず、全体の補正効果が大きくなる
階調補正装置を実現することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、入力映像信号をサンプリングし、その信号に含まれ
る輝度信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ
変換器の出力するデジタル輝度信号の輝度レベルをアド
レスとし、各輝度レベルの信号出力頻度をデータとして
入力し、輝度ヒストグラムを作成して記憶するヒストグ
ラムメモリと、ヒストグラムメモリのデータを読出し、
このデータから輝度ヒストグラムの特徴を示すパラメー
タを算出し、制御値を出力するヒストグラム演算回路
と、ヒストグラム演算回路の出力するリミッタレベルと
一定加算値をヒストグラムメモリに与え、ヒストグラム
メモリに格納されたヒストグラムの形状を補正し、再度
この補正ヒストグラムデータをヒストグラムメモリに記
憶させるリミッタ・加算回路と、ヒストグラム演算回路
の出力から、累積スタート輝度レベル及び累積ストップ
輝度レベルの信号を抽出して出力する累積コントロール
レジスタ回路と、ヒストグラム演算回路の出力から、最
大輝度レベル抽出して出力する正規化コントロールレジ
スタ回路と、ヒストグラムメモリの出力信号と累積コン
トロールレジスタ回路の出力信号を入力し、ヒストグラ
ムメモリの補正ヒストグラムデータを読出し、累積加算
して累積ヒストグラムを算出するヒストグラム累積加算
回路と、ヒストグラム累積加算回路の算出結果を記憶す
る累積ヒストグラムメモリと、累積ヒストグラムメモリ
のデータを読出し、正規化コントロールレジスタ回路の
出力信号を用いて、累積ヒストグラムメモリのデータを
正規化するルックアップテーブル演算回路と、ルックア
ップテーブル演算回路の出力するデータを記憶するルッ
クアップテーブルと、Ａ／Ｄ変換器の出力信号に基づ
き、黒レベル付近の輝度信号の黒方向への階調補正の抑
制を行うための黒レベル補正抑制量を出力する黒レベル
補正テーブルと、Ａ／Ｄ変換器の出力信号をアドレスと
してルックアップテーブルから得られた補正信号と、黒
レベル補正テーブルから得られた補正制御量とに基づい
て、Ａ／Ｄ変換器の出力する輝度信号に補正演算を行う
補正演算回路と、を具備することを特徴とするものであ
る。

【００２４】本願の請求項３の発明は、入力映像信号を
サンプリングし、その信号に含まれる輝度信号をデジタ
ル変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器の出力するデ
ジタル輝度信号の輝度レベルをアドレスとし、各輝度レ
ベルの信号出力頻度をデータとして入力し、輝度ヒスト
グラムを作成して記憶するヒストグラムメモリと、ヒス
トグラムメモリのデータを読出し、このデータから輝度
ヒストグラムの特徴を示すパラメータを算出し、制御値
を出力するヒストグラム演算回路と、ヒストグラム演算
回路の出力するリミッタレベルと一定加算値をヒストグ
ラムメモリに与え、ヒストグラムメモリに格納されたヒ
ストグラムの形状を補正し、再度この補正ヒストグラム
データをヒストグラムメモリに記憶させるリミッタ・加
算回路と、ヒストグラム演算回路の出力から、累積スタ
ート輝度レベル及び累積ストップ輝度レベルの信号を抽
出して出力する累積コントロールレジスタ回路と、ヒス
トグラム演算回路の出力から、最大輝度レベル抽出して
出力する正規化コントロールレジスタ回路と、ヒストグ
ラムメモリの出力信号と累積コントロールレジスタ回路
の出力信号を入力し、ヒストグラムメモリの補正ヒスト
グラムデータを読出し、累積加算して累積ヒストグラム
を算出するヒストグラム累積加算回路と、ヒストグラム
累積加算回路の算出結果を記憶する累積ヒストグラムメ
モリと、累積ヒストグラムメモリのデータを読出し、正
規化コントロールレジスタ回路の出力信号を用いて、累
積ヒストグラムメモリのデータを正規化するルックアッ
プテーブル演算回路と、ルックアップテーブル演算回路
の出力するデータを記憶するルックアップテーブルと、
Ａ／Ｄ変換器の出力信号に基づき、白レベル付近の輝度
信号の白方向への階調補正の抑制を行うための白レベル
補正抑制量を出力する白レベル補正テーブルと、Ａ／Ｄ
変換器の出力信号をアドレスとしてルックアップテーブ
ルから得られた補正信号と、白レベル補正テーブルから
得られた補正制御量とに基づいて、Ａ／Ｄ変換器の出力
する輝度信号に補正演算を行う補正演算回路と、を具備
することを特徴とするものである。

【００２５】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、Ａ／Ｄ変換器は入力映像信号を特定周期でサ
ンプリングし、その信号に含まれる輝度信号をデジタル
変換する。ヒストグラムメモリはＡ／Ｄ変換器の出力す
るデジタル輝度信号の輝度レベルをアドレスとし、各輝
度レベルの信号出力頻度をデータとして入力し、輝度ヒ
ストグラムを作成して記憶する。ヒストグラム演算回路
はヒストグラムメモリのデータを読出し、このデータか
ら輝度ヒストグラムの特徴を示すパラメータを算出し、
制御値を出力する。リミッタ・加算回路は、ヒストグラ
ム演算回路の出力するリミッタレベルや一定加算値をヒ
ストグラムメモリに与え、ヒストグラムメモリに格納さ
れたヒストグラムの形状を補正し、再度この補正ヒスト
グラムデータをヒストグラムメモリに記憶させる。累積
コントロールレジスタ回路はヒストグラム演算回路の出
力から、累積スタート輝度レベル及び累積ストップ輝度
レベルの信号を抽出して出力する。正規化コントロール
レジスタ回路はヒストグラム演算回路の出力から、最大
輝度レベル抽出して出力する。ヒストグラム累積加算回
路は、ヒストグラムメモリの出力信号と累積コントロー
ルレジスタ回路の出力信号を入力し、ヒストグラムメモ
リの補正ヒストグラムデータを読出し、累積加算して累
積ヒストグラムを算出する。累積ヒストグラムメモリは
ヒストグラム累積加算回路の算出結果を記憶する。ルッ
クアップテーブル演算回路は累積ヒストグラムメモリの
データを読出し、正規化コントロールレジスタ回路の出
力信号を用いて、累積ヒストグラムメモリのデータを正
規化する。ルックアップテーブルはルックアップテーブ
ル演算回路の出力するデータを記憶する。一方、黒レベ
ル補正テーブルは、Ａ／Ｄ変換器の出力信号に基づき、
黒レベル付近の輝度信号の黒方向への階調補正の抑制を
行うための黒レベル補正抑制量を出力する。次に補正演
算回路は、Ａ／Ｄ変換器の出力信号をアドレスとしてル
ックアップテーブルから得られた補正信号と、黒レベル
補正テーブルから得られた補正制御量とを用いて、Ａ／
Ｄ変換器の出力する輝度信号に補正演算を行う。このよ
うに輝度を処理すると、黒レベル付近において階調つぶ
れを起こさず、輝度レベル全体の階調補正を効果的に行
うことができる。

【００２６】又本願の請求項３の発明によれば、Ａ／Ｄ
変換器は入力映像信号を特定周期でサンプリングし、そ
の信号に含まれる輝度信号をデジタル変換する。ヒスト
グラムメモリはＡ／Ｄ変換器の出力するデジタル輝度信
号の輝度レベルをアドレスとし、各輝度レベルの信号出
力頻度をデータとして入力し、輝度ヒストグラムを作成
して記憶する。ヒストグラム演算回路はヒストグラムメ
モリのデータを読出し、このデータから輝度ヒストグラ
ムの特徴を示すパラメータを算出し、制御値を出力す
る。リミッタ・加算回路は、ヒストグラム演算回路の出
力するリミッタレベルや一定加算値をヒストグラムメモ
リに与え、ヒストグラムメモリに格納されたヒストグラ
ムの形状を補正し、再度この補正ヒストグラムデータを
ヒストグラムメモリに記憶させる。累積コントロールレ
ジスタ回路はヒストグラム演算回路の出力から、累積ス
タート輝度レベル及び累積ストップ輝度レベルの信号を
抽出して出力する。正規化コントロールレジスタ回路は
ヒストグラム演算回路の出力から、最大輝度レベル抽出
して出力する。ヒストグラム累積加算回路は、ヒストグ
ラムメモリの出力信号と累積コントロールレジスタ回路
の出力信号を入力し、ヒストグラムメモリの補正ヒスト
グラムデータを読出し、累積加算して累積ヒストグラム
を算出する。累積ヒストグラムメモリはヒストグラム累
積加算回路の算出結果を記憶する。ルックアップテーブ
ル演算回路は累積ヒストグラムメモリのデータを読出
し、正規化コントロールレジスタ回路の出力信号を用い
て、累積ヒストグラムメモリのデータを正規化する。ル
ックアップテーブルはルックアップテーブル演算回路の
出力するデータを記憶する。一方、白レベル補正テーブ
ルは、Ａ／Ｄ変換器の出力信号に基づき、白レベル付近
の輝度信号の白方向への階調補正の抑制を行うための白
レベル補正抑制量を出力する。次に補正演算回路は、Ａ
／Ｄ変換器の出力信号をアドレスとしてルックアップテ
ーブルから得られた補正信号と、白レベル補正テーブル
から得られた補正制御量とを用いて、Ａ／Ｄ変換器の出
力する輝度信号に補正演算を行う。このように輝度を処
理すると、白レベル付近において階調つぶれを起こさ
ず、輝度レベル全体の階調補正を効果的に行うことがで
きる。

【００２７】

【実施例】本発明の一実施例における階調補正装置につ
いて、図１を参照しながら説明する。図１は本実施例の
階調補正装置の構成を示すブロック図を示すものであ
る。本図において、Ａ／Ｄ変換器１，ヒストグラムメモ
リ２，ヒストグラム演算回路３，リミッタ・加算回路
４，累積コントロールレジスタ回路５，正規化コントロ
ールレジスタ回路６，ヒストグラム累積加算回路７，累
積ヒストグラムメモリ８，ルックアップテーブル演算回
路９，ルックアップテーブル１０，タイミング制御回路
１１，Ｄ／Ａ変換器１４が夫々設けられていることは従
来例と同一であり、その説明は省略する。

【００２８】黒レベル補正テーブル２０は、Ａ／Ｄ変換
器１の出力信号を入力し、補正前の映像信号の各画素の
輝度レベル及びその補正方向等から、黒つぶれが生じな
いように黒レベル付近の階調補正の補正抑制量を生成
し、抑制量の信号を出力する回路である。白レベル補正
テーブル２１は、Ａ／Ｄ変換器１の出力信号を入力し、
補正前の映像信号の各画素の輝度レベル及びその補正方
向等から、白つぶれが生じないように白レベル付近の階
調補正の補正抑制量を生成し、抑制量の信号を出力する
回路である。

【００２９】補正演算回路２２は、Ａ／Ｄ変換器１の出
力する輝度信号、ルックアップテーブル１０から得られ
た補正データ、黒レベル補正テーブル２０から得られた
黒レベル補正抑制量、白レベル補正テーブル２１から得
られた白レベル補正抑制量を夫々入力し、階調補正演算
を行う回路である。補正演算回路２２は、例えば図１に
示すように乗算器２２ａ，２２ｂ，加算器２２ｃにより
構成される。第１の乗算器２２ａは、ルックアップテー
ブル１０の信号と白レベル補正テーブル２１の信号との
乗算を行う回路である。第２の乗算器２２ｂは、乗算器
２２ａの出力と黒レベル補正テーブル２０との乗算を行
う回路である。加算器２２ｃは、乗算器２２ｂの出力と
Ａ／Ｄ変換器１の信号を加算する回路である。Ｄ／Ａ変
換器１４は補正演算回路２２で補正されたデジタル出力
をアナログ信号に変換する回路である。

【００３０】このように構成された本実施例の階調補正
装置について、従来例に付加された部分の動作について
のみ説明を行う。図２は本実施例の階調補正装置の各回
路部の動作特性を示す説明図である。まず、Ａ／Ｄ変換
器１によりデジタル変換された入力輝度信号をアドレス
として、ルックアップテーブル１０のデータを読出す。
そうすると、図２（ａ）に示すように各画素ごとの輝度
レベルに応じた階調補正データが乗算器２２ａに与えら
れる。

【００３１】次に、ルックアップテーブル１０より読み
出された補正データが黒方向への階調伸長データであっ
た場合、Ａ／Ｄ変換器１の出力する映像の各輝度信号に
応じ、黒レベル補正テーブル２０より図２（ｂ）に示す
ような黒レベル補正抑制値を読み出す。又、ルックアッ
プテーブル１０より読み出された補正データが白方向へ
の階調伸長データであった場合、Ａ／Ｄ変換器１の出力
する映像の各輝度信号に応じ、白レベル補正テーブル２
１より図２（ｃ）に示すように白レベル補正抑制値を読
み出す。これらの補正データは乗算器２２ａ，２２ｂに
与えられ、補正を行う乗算係数として使用される。

【００３２】即ち補正演算回路２２は、Ａ／Ｄ変換器１
の出力する輝度信号をもとに、その輝度レベルに応じた
階調補正データをルックアップテーブル１０から読出
し、黒レベル補正テーブル２０の出力する黒レベル補正
抑制値、白レベル補正テーブル２１の出力する白レベル
補正抑制値で乗算を行う。そして加算器２２ｃでは、Ａ
／Ｄ変換器１の出力する未補正の輝度レベルに、白又は
黒部分の補正信号を加え、総合補正された輝度信号を生
成する。

【００３３】例えば、図２（ａ）に黒レベルＹb1〜Ｙb2
の範囲で示すように黒側にシフトされた画素の輝度分布
を、黒レベル補正抑制値により、図２（ｄ）に示す黒レ
ベルＹb3〜Ｙb4の範囲で示すようにやや白側にシフトす
るという補正を行う。このように黒レベル付近の信号の
黒方向への階調補正効果を軽減することにより、黒つぶ
れを改善することができる。

【００３４】又、図２（ａ）に白レベルＹw1〜Ｙw2の範
囲で示すように白側にシフトされた画素の輝度分布を、
白レベル補正抑制値により、図２（ｄ）に白レベルＹw3
〜Ｙw4の範囲で示すようにやや黒側にシフトするという
補正を行う。このように白レベル付近の信号の白方向へ
の階調補正効果を軽減することにより、白つぶれを改善
することができる。

【００３５】最後にＤ／Ａ変換器１４は、階調補正され
たデジタルの輝度信号をアナログ信号に変換して、表示
部に与える輝度信号を出力する。このように、黒レベル
付近においても白レベル付近においても階調つぶれを起
こさず、補正効果の大きな階調補正処理を行うことが可
能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１の発明によれば、黒レベル補正テーブルを設けたこと
により、黒ベル付近の輝度信号について黒方向に階調が
補正される場合には、その補正量を抑制することができ
る。即ち、黒レベル付近において階調つぶれを起こさ
ず、輝度レベル全体の階調補正効果を大きくすることが
可能となる。

【００３７】更に本願の請求項３の発明によれば、白レ
ベル補正テーブルを設けたことにより、白レベル付近の
輝度信号について白方向に階調が補正される場合には、
その補正量を抑制することができる。即ち、白レベル付
近において階調つぶれを起こさず、輝度レベル全体の階
調補正効果を大きくすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における階調補正装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例における階調補正装置の動作特
性を示す説明図である。

【図３】従来の階調補正装置の構成例を示すブロック図
である。

【図４】従来の階調補正装置の動作特性を示す説明図
（その１）である。

【図５】従来の階調補正装置の動作特性を示す説明図
（その２）である。

【符号の説明】

１ Ａ／Ｄ変換器 ２ ヒストグラムメモリ ３ ヒストグラム演算回路 ４ リミッタ・加算回路 ５ 累積コントロールレジスタ回路 ６ 正規化コントロールレジスタ回路 ７ ヒストグラム累積加算回路 ８ 累積ヒストグラムメモリ ９ ルックアップテーブル演算回路 １０ ルックアップテーブル １１ タイミング制御回路 １４ Ｄ／Ａ変換器 ２０ 黒レベル補正テーブル ２１ 白レベル補正テーブル ２２ 補正演算回路 ２２ａ，２２ｂ 乗算器 ２２ｃ 加算器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力映像信号をサンプリングし、その信
   号に含まれる輝度信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器
   と、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力するデジタル輝度信号の輝度レ
   ベルをアドレスとし、各輝度レベルの信号出力頻度をデ
   ータとして入力し、輝度ヒストグラムを作成して記憶す
   るヒストグラムメモリと、 前記ヒストグラムメモリのデータを読出し、このデータ
   から輝度ヒストグラムの特徴を示すパラメータを算出
   し、制御値を出力するヒストグラム演算回路と、 前記ヒストグラム演算回路の出力するリミッタレベルと
   一定加算値を前記ヒストグラムメモリに与え、前記ヒス
   トグラムメモリに格納されたヒストグラムの形状を補正
   し、再度この補正ヒストグラムデータを前記ヒストグラ
   ムメモリに記憶させるリミッタ・加算回路と、 前記ヒストグラム演算回路の出力から、累積スタート輝
   度レベル及び累積ストップ輝度レベルの信号を抽出して
   出力する累積コントロールレジスタ回路と、 前記ヒストグラム演算回路の出力から、最大輝度レベル
   抽出して出力する正規化コントロールレジスタ回路と、 前記ヒストグラムメモリの出力信号と累積コントロール
   レジスタ回路の出力信号を入力し、前記ヒストグラムメ
   モリの補正ヒストグラムデータを読出し、累積加算して
   累積ヒストグラムを算出するヒストグラム累積加算回路
   と、 前記ヒストグラム累積加算回路の算出結果を記憶する累
   積ヒストグラムメモリと、 前記累積ヒストグラムメモリのデータを読出し、前記正
   規化コントロールレジスタ回路の出力信号を用いて、前
   記累積ヒストグラムメモリのデータを正規化するルック
   アップテーブル演算回路と、 前記ルックアップテーブル演算回路の出力するデータを
   記憶するルックアップテーブルと、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号に基づき、黒レベル付近の
   輝度信号の黒方向への階調補正の抑制を行うための黒レ
   ベル補正抑制量を出力する黒レベル補正テーブルと、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号をアドレスとして前記ルッ
   クアップテーブルから得られた補正信号と、前記黒レベ
   ル補正テーブルから得られた補正制御量とに基づいて、
   前記Ａ／Ｄ変換器の出力する輝度信号に補正演算を行う
   補正演算回路と、を具備することを特徴とする階調補正
   装置。
2. 【請求項２】 前記補正演算回路は、 前記ルックアップテーブルの出力するデータに、前記黒
   レベル補正テーブルの出力する補正抑制量を乗算する第
   １の乗算器と、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力に前記第１の乗算器の出力を加
   算する加算器と、を含むものであることを特徴とする請
   求項１記載の階調補正装置。
3. 【請求項３】 入力映像信号をサンプリングし、その信
   号に含まれる輝度信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器
   と、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力するデジタル輝度信号の輝度レ
   ベルをアドレスとし、各輝度レベルの信号出力頻度をデ
   ータとして入力し、輝度ヒストグラムを作成して記憶す
   るヒストグラムメモリと、 前記ヒストグラムメモリのデータを読出し、このデータ
   から輝度ヒストグラムの特徴を示すパラメータを算出
   し、制御値を出力するヒストグラム演算回路と、 前記ヒストグラム演算回路の出力するリミッタレベルと
   一定加算値を前記ヒストグラムメモリに与え、前記ヒス
   トグラムメモリに格納されたヒストグラムの形状を補正
   し、再度この補正ヒストグラムデータを前記ヒストグラ
   ムメモリに記憶させるリミッタ・加算回路と、 前記ヒストグラム演算回路の出力から、累積スタート輝
   度レベル及び累積ストップ輝度レベルの信号を抽出して
   出力する累積コントロールレジスタ回路と、 前記ヒストグラム演算回路の出力から、最大輝度レベル
   抽出して出力する正規化コントロールレジスタ回路と、 前記ヒストグラムメモリの出力信号と累積コントロール
   レジスタ回路の出力信号を入力し、前記ヒストグラムメ
   モリの補正ヒストグラムデータを読出し、累積加算して
   累積ヒストグラムを算出するヒストグラム累積加算回路
   と、 前記ヒストグラム累積加算回路の算出結果を記憶する累
   積ヒストグラムメモリと、 前記累積ヒストグラムメモリのデータを読出し、前記正
   規化コントロールレジスタ回路の出力信号を用いて、前
   記累積ヒストグラムメモリのデータを正規化するルック
   アップテーブル演算回路と、 前記ルックアップテーブル演算回路の出力するデータを
   記憶するルックアップテーブルと、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号に基づき、白レベル付近の
   輝度信号の白方向への階調補正の抑制を行うための白レ
   ベル補正抑制量を出力する白レベル補正テーブルと、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号をアドレスとして前記ルッ
   クアップテーブルから得られた補正信号と、前記白レベ
   ル補正テーブルから得られた補正制御量とに基づいて、
   前記Ａ／Ｄ変換器の出力する輝度信号に補正演算を行う
   補正演算回路と、を具備することを特徴とする階調補正
   装置。
4. 【請求項４】 前記補正演算回路は、 前記ルックアップテーブルの出力するデータに、前記白
   レベル補正テーブルの出力する補正抑制量を乗算する第
   ２の乗算器と、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力に前記第２の乗算器の出力を加
   算する加算器と、を含むものであることを特徴とする請
   求項３記載の階調補正装置。