JP2000324363A - 階調補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】最適な階調補正特性を得ることができる階調補
正装置を提供する。 【解決手段】入力信号レベルの分布範囲を複数の分割レ
ベルに分割し入力信号がどの分割レベルに入っているか
を検出する信号レベル検出手段３と、分割レベルごとの
入力信号の分布であるヒストグラムを検出するヒストグ
ラム検出手段４と、ヒストグラムに応じて分布の多いレ
ベルの傾きが急になるように階調特性を設定する階調特
性設定手段５と、階調特性設定手段５で設定された階調
特性に応じて、入力信号に非線形な階調補正を施す階調
補正手段６と、信号レベル検出手段３で用いられる分割
レベルの間隔が入力信号に対し非均一になるように分割
レベルの間隔を調整する分割レベル調整手段２とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラなど
に用いられる階調補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の階調補正装置としては特願平９−
０１２８４４号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】図９に従来の階調補正装置の構成図を示
す。図９において、１は入力端子、３は信号レベル検出
手段、４はヒストグラム検出手段、５は階調特性設定手
段、６は階調補正手段、９は出力端子である。

【０００４】従来の階調補正装置では、入力端子１より
入力した入力信号を信号レベル検出手段３でレベル検出
し、ヒストグラム検出手段４で入力信号の１画面分に相
当する輝度値のヒストグラムを算出し、階調特性設定手
段５で入力信号の輝度値の分布の度合いに応じて、傾き
が変わるような階調特性を算出し、階調補正手段６で階
調特性設定手段５で算出した階調特性により階調補正し
て出力端子９より出力する。

【０００５】ここで、信号レベル検出手段３では入力信
号を等間隔の複数のレベルに分割し、そのレベルごとに
輝度値の分布を検出している。

【０００６】図１０に従来の階調補正装置のヒストグラ
ム分布及び階調補正特性を示す。図１０において、
（ａ）はヒストグラムで横軸は入力信号の分割レベル、
縦軸は入力信号の各信号レベルに対応する頻度分布（ヒ
ストグラム）である。（ｂ）は階調補正特性で、横軸は
入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｃ）
はガンマ補正特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸は出
力信号レベルである。（ｄ）は階調補正特性とガンマ補
正特性を含めた総合階調特性である。

【０００７】なお、ガンマ補正処理は階調補正装置の出
力信号に対して、カメラの信号処理で行われる処理であ
り、対応するブロックは図９には記載されていない。

【０００８】図１０（ａ）は低輝度部と高輝度部に分布
が集中している状態を表している。図１０（ｂ）では、
図１０（ａ）で頻度の多かった分割レベルに相当する入
力信号レベルに対応する階調補正特性の傾きが急になる
ように設定されており、頻度の多かった分割レベルのコ
ントラストが強調される。また、逆に図１０（ａ）で頻
度の少なかった分割レベルに相当する入力信号レベルに
対応する階調補正特性の傾きは緩やかになるように設定
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、ビデオカメラのように、ガンマ補正
や、ニー補正を施すような機器においては、ガンマ補正
により信号レベルのうち低輝度部の階調特性は強調さ
れ、高輝度部の階調特性は抑圧されるので、最適な階調
補正特性を得ることができないという課題がある。

【００１０】また、低輝度部は、ガンマ補正により３倍
から４倍のゲインがかかるため、特に入力信号レベルの
分割数が少ない場合には出力信号の低輝度部の補正レベ
ルの間隔が相対的に広くなり、階調補正を最適に調整す
るのは困難になるという課題がある。

【００１１】また、高輝度部はニー補正により傾きが極
端に抑圧されるため、検出したヒストグラムのデータ通
り補正したのでは、高輝度部が階調不足になるという課
題がある。

【００１２】したがって、本発明の目的は、最適な階調
補正特性を得ることができる階調補正装置を提供するこ
とである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の階調補正
装置は、入力信号レベルの分布範囲を複数の分割レベル
に分割し入力信号がどの分割レベルに入っているかを検
出する信号レベル検出手段と、分割レベルごとの入力信
号の分布であるヒストグラムを検出するヒストグラム検
出手段と、ヒストグラムに応じて分布の多いレベルの傾
きが急になるように階調特性を設定する階調特性設定手
段と、階調特性設定手段で設定された階調特性に応じ
て、入力信号に非線形な階調補正を施す階調補正手段
と、信号レベル検出手段で用いられる分割レベルの間隔
が入力信号に対し非均一になるように、分割レベルの間
隔を調整する分割レベル調整手段とを備えたものであ
る。

【００１４】請求項１記載の階調補正装置によれば、信
号レベル検出手段で入力信号レベルの分布範囲を複数の
分割レベルに分割し入力信号がどの分割レベルに入って
いるかを検出し、分割レベル調整手段で信号レベル検出
手段で用いられる分割レベルの間隔が、入力信号に対し
非均一になるように分割レベルの間隔を調整し、ヒスト
グラム検出手段で分割レベルごとの入力信号の分布であ
るヒストグラムを検出し、階調特性設定手段でヒストグ
ラムに応じて分布の多いレベルの傾きが急になるように
階調特性を設定し、階調特性設定手段で設定された階調
特性に応じて、信号に非線形な階調補正を施すという作
用を有する。

【００１５】したがって、例えばビデオカメラのよう
に、ガンマ補正や、ニー補正を施すような機器におい
て、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調
特性が強調される場合でも、例えば低輝度部の分割レベ
ル数を細かくとって低輝度部を重視した階調補正をする
等、最適な階調補正特性を得ることができる。

【００１６】請求項２記載の階調補正装置は、請求項１
において、分割レベル調整手段は分割レベルの間隔が入
力信号に対し非均一になるように設定する複数の分割レ
ベル設定手段で構成され、信号レベル検出手段は入力信
号を分割レベル調整手段で設定された分割レベルと比較
する複数の比較器を有するものである。

【００１７】請求項２記載の階調補正装置によれば、請
求項１と同様な効果がある。

【００１８】請求項３記載の階調補正装置は、入力信号
に対して非線形な出力特性を持つ補助的階調補正手段
と、この補助的階調補正手段の出力信号を入力信号とし
て、入力信号のレベルの分布範囲を複数の分割レベルに
分割し入力信号がどの分割レベルに入っているかを検出
する信号レベル検出手段と、分割レベルごとの入力信号
の分布であるヒストグラムを検出するヒストグラム検出
手段と、ヒストグラムに応じて分布の多いレベルの傾き
が急になるように階調特性を設定する階調特性設定手段
と、階調特性設定手段で設定された階調特性に応じて、
入力信号に非線形な階調補正を施す階調補正手段とを備
えたものである。

【００１９】請求項３記載の階調補正装置によれば、補
助的階調補正手段を簡単な構成とすることができるた
め、小さな回路規模で請求項１と同様の階調補正特性を
得ることができる。

【００２０】請求項４記載の階調補正装置は、入力信号
に対し、レベル補正を施す第１のレベル補正手段と、こ
の第１のレベル補正手段の出力信号を入力信号として、
この入力信号のレベルの分布範囲を複数の分割レベルに
分割し入力信号がどの分割レベルに入っているかを検出
する信号レベル検出手段と、分割レベルごとの入力信号
の分布であるヒストグラムを検出するヒストグラム検出
手段と、ヒストグラムに応じて分布の多いレベルの傾き
が急になるように階調特性を設定する階調特性設定手段
と、階調特性設定手段で設定された階調特性に応じて、
入力信号に非線形な階調補正を施す階調補正手段と、こ
の階調補正手段における階調補正処理の後の信号に対し
レベル補正を施す第２のレベル補正手段とを備えたもの
である。

【００２１】請求項４記載の階調補正装置によれば、信
号レベル検出手段の入力信号にオフセット値を加算する
ことによって折れ点を調整することにより、より自然な
階調特性を得ることができる。

【００２２】請求項５記載の階調補正装置は、請求項
１、請求項２、請求項３または請求項４において、階調
特性設定手段が特定の分割レベルの階調特性の傾きがヒ
ストグラムの分布に対して、より急峻になるように階調
特性を設定する重み付け手段を有するものである。

【００２３】請求項５記載の階調補正装置によれば、請
求項１、請求項２、請求項３または請求項４と同様な効
果のほか、重み付け手段で特定の信号レベルの階調特性
の傾きがヒストグラムの分布に対して、より急峻になる
ように階調特性を設定することによって、例えばビデオ
カメラのようにガンマ補正やニー補正を施すような機器
において、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部
の階調特性が強調される場合でも最適な階調補正特性を
得ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
第１の実施の形態の階調補正装置について、図１および
図２を参照しながら説明する。

【００２５】図１は、本発明の第１の実施の形態の階調
補正装置の構成を表す構成図である。階調補正の分割レ
ベル数は多ければ多いほど細かな階調補正が可能となる
が、それに対して回路規模は大きくなる。実際には１６
分割程度が望ましいが、説明を容易にするため、第１の
実施の形態では入力信号の分割レベル数を８とする。

【００２６】図１において、１は入力端子、２は分割レ
ベル調整手段、３は信号レベル検出手段、４はヒストグ
ラム検出手段、５は階調特性設定手段、６は階調補正手
段、７ａ〜７ｈは分割レベル設定手段としてのレジス
タ、８ａ〜８ｈは比較器、９は出力端子、１０は信号レ
ベル判定回路、１１はマルチプレクサ、１２はレジスタ
（１２ａ〜１２ｈ）、１３はセレクタ、１４は加算器で
ある。

【００２７】入力端子１より入力された入力信号Ｓｉｎ
は信号レベル検出手段３に入力される。信号レベル検出
手段３は分割レベル調整手段２の分割レベル設定手段と
してのレジスタ７ａ〜７ｈに設定された８個の分割レベ
ルデータを入力し、比較器８ａ〜８ｈで入力信号Ｓｉｎ
と上記８個の分割レベルデータとを比較し、信号レベル
判定回路１０で入力信号が８個の分割レベルのうちどの
レベルに入っているかを判定し制御信号としてヒストグ
ラム検出手段４に伝える。

【００２８】ここで、レジスタ７ａ〜７ｈに設定する分
割レベルは入力信号の小さい方から最初の４分の１の範
囲を４分割し、次の４分の１の範囲を２分割し、残り２
分の１の範囲を２分割するように設定する。

【００２９】ヒストグラム検出手段４では、入力した制
御信号によりマルチプレクサ１１とセレクタ１３を制御
し、マルチプレクサ１１とセレクタ１３は８個のレジス
タ１２ａ〜１２ｈのうち入力した信号レベルに対応した
レジスタを選択する。加算器１４では選択されたレジス
タ１２ａ〜１２ｈのいずれかの出力信号に１を加算し、
再び同じレジスタ１２に格納する。この動作を１フィー
ルド期間にわたって行うことによって８個のレベルに対
応するヒストグラムデータH(０)からH(７)が得られる。

【００３０】以上のようにして求められた８個のレベル
に対応するヒストグラムデータH(０）からH(７）は、テ
レビ信号の垂直ブランキング期間内に階調特性設定手段
５に転送される。

【００３１】階調特性設定手段５内では、ヒストグラム
データH(０）からH(７）の累積積分値SH（０）からSH
（７）により階調補正特性を得て、階調補正手段６の階
調補正特性を設定する。累積積分値SH(n）は、H(n)を用
いて、SH(n）＝ΣH(k) k=0,1,2,・・・ ,nで表される。

【００３２】階調補正手段６では階調特性設定手段５に
より設定された階調補正特性により入力端子１から入力
する入力信号Ｓｉｎに対して階調補正処理を施し出力信
号Ｓｏｕｔを出力端子９より出力する。

【００３３】出力信号Ｓｏｕｔはビデオカメラなどでは
図示しないガンマ補正回路により階調補正であるガンマ
補正処理が施されてカメラ出力として出力される。

【００３４】図２に第１の実施の形態の階調補正装置の
ヒストグラム分布及び階調補正特性を示す。図において
（ａ）はヒストグラムで横軸は入力信号の分割レベル、
縦軸は入力信号の各信号レベルに対応する頻度分布（ヒ
ストグラム）である。（ｂ）は階調補正特性で、横軸は
入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｃ）
はガンマ補正特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸は出
力信号レベルである。（ｄ）は階調補正特性とガンマ補
正特性を含めた総合階調特性である。

【００３５】図２（ａ）のように低輝度部の分割数を細
かくとっているため、低輝度部を重視した階調補正とな
っている。これにより、図２（ｄ）の総合階調特性では
低輝度側の階調特性が図１１（ｄ）の従来の階調補正装
置の総合階調特性に比べてなめらかに補正されている。

【００３６】第１の実施の形態による本発明の効果は、
ビデオカメラのように、ガンマ補正や、ニー補正を施す
ような機器において、ガンマ補正により信号レベルのう
ち低輝度部の階調特性が強調される場合でも最適な階調
補正特性を得ることができるというものである。

【００３７】（実施の形態２）実施の形態１で分割レベ
ルを設定したレジスタ７、信号レベルを検出した比較器
８は信号レベルの分割の数だけ必要となり回路規模が大
きくなる。

【００３８】第２の実施の形態による本発明の目的は、
第１の実施の形態に対してより簡単な構成で第１の実施
の形態と同様の効果を得ようと言うものである。

【００３９】以下、本発明の第２の実施の形態の階調補
正装置について、図３および図４を参照しながら説明す
る。

【００４０】図３は第２の実施の形態の階調補正装置の
構成を示す構成図である。図３において、１４ａ、１４
ｂは加算器、１５は分割レベル調整手段である補助的な
階調補正手段、１６ａ、１６ｂは増幅器、１７は最小値
回路である。

【００４１】入力端子１に入力した入力信号Ｓｉｎは補
助的階調補正手段１５に入力される。

【００４２】補助的階調補正手段１５では入力信号Ｓｉ
ｎを増幅器１６ａで２倍した信号Ｓ０と、入力信号Ｓｉ
ｎに加算器１４ａでオフセット値off １が加算された信
号Ｓ１と、増幅器１６ｂで１／２倍し加算器１４ｂでオ
フセット値off ２が加算された信号Ｓ２が最小値回路１
７に入力され、３つの信号のうち最小のレベルを示す信
号が予備の階調補正が施された信号Ｓｉｎ２として出力
される。

【００４３】ここで、オフセット値off １を入力信号の
分割範囲の１／４、オフセット値off ２を入力信号の分
割範囲の１／２とすると、Ｓｉｎ２の階調特性は図４
（ａ）のようになる。

【００４４】次に補助的階調補正手段１５の出力信号Ｓ
ｉｎ２は信号レベル検出手段３に入力される。

【００４５】第２の実施の形態における信号レベル検出
手段３は入力信号レベルを８つのレベルに等間隔に分割
するように構成している。デジタル信号においては入力
信号の上位の３ビットにより８つのレベルの分割制御信
号を得ることができる。

【００４６】ヒストグラム検出手段４，階調特性設定手
段５、階調補正手段６の動作は第１の実施の形態に準じ
るので、ここでは省略する。

【００４７】図４に第２の実施の形態の階調補正装置の
ヒストグラム分布及び階調補正特性を示す。図４におい
て（ａ）は補助的階調補正手段の階調特性であり、横軸
は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。
（ｂ）はヒストグラムで横軸は入力信号の分割レベル、
縦軸は入力信号の各信号レベルに対応する頻度分布（ヒ
ストグラム）である。（ｃ）は階調補正特性で、横軸は
入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。（ｄ）
は階調補正特性とガンマ補正特性を含めた総合階調特性
である。

【００４８】入力信号Ｓｉｎに対し補助的階調補正手段
１５で低輝度部の信号を２倍にすることにより、入力信
号Ｓｉｎの４分の１の範囲に分布していた信号はＳｉｎ
２では２分の１の範囲に分布することになる。入力信号
Ｓｉｎの次の４分の１の範囲に分布していた信号はＳｉ
ｎ２では２分の１から４分の３の範囲に分布する。この
ように補助的階調補正手段１５で予備の階調補正を施す
ことにより、分割範囲を設定した第１の実施の形態と同
様の範囲をヒストグラムの検出に割り当てることができ
る。そのため、ヒストグラム検出手段４で得られるヒス
トグラムの値は分割の間隔が等間隔であるのに第１の実
施の形態と同じ値が得られ、第１の実施の形態と同様の
階調特性が得られる。

【００４９】第２の実施の形態による本発明の効果は、
補助的階調補正手段１５を簡単な構成とすることができ
るため、小さな回路規模で第１の実施の形態と同様の階
調補正特性を得ることができるというものである。

【００５０】（実施の形態３）以下、本発明の第３の実
施の形態の階調補正装置について、図５および図６を参
照しながら説明する。

【００５１】第３の実施の形態による本発明の目的は、
低輝度部の階調特性の設定の自由度を上げ、最適な階調
特性を得るというものである。

【００５２】図５に第３の実施の形態の階調補正装置の
構成を示す。図５において、１は入力端子、２は分割レ
ベル調整手段、３は信号レベル検出手段、４はヒストグ
ラム検出手段、５は階調特性設定手段、６は階調補正手
段、９は出力端子、１４は第１のレベル補正手段として
の加算器、１８は第２のレベル補正手段としての減算器
である。

【００５３】入力端子１に入力された入力信号ははじめ
に分割レベル調整手段２に入力される。分割レベル調整
手段２では特定のオフセット値off１が第１のレベル補
正手段としての加算器１４で加算され、オフセット付き
の入力信号Ｓｉｎ２が出力される。ここで、オフセット
値ｏｆｆ１は１段目に相当する最も低いレベルの分割レ
ベルの幅より小さい値とする。

【００５４】次にオフセット付き入力信号Ｓｉｎ２は信
号レベル検出手段３に入力され、信号レベルが検出され
る。

【００５５】信号レベル検出手段３では、第２の実施の
形態と同様に等間隔の分割レベルで信号レベルを検出
し、ヒストグラム検出手段４でオフセット加算された入
力信号のヒストグラムが算出される。階調特性設定手段
５では、ヒストグラム検出手段４で検出されたヒストグ
ラム値に応じた階調特性を算出するが、最も低いレベル
の分割レベルに対応する信号に対しては階調補正を行わ
ず入力信号をそのまま出すように設定する。階調補正手
段６では、階調特性設定手段５で算出された階調補正特
性を入力し、階調補正された出力信号を出力する。

【００５６】階調補正手段６の出力信号は分割レベル調
整手段２の第２のレベル補正手段としての減算器１８に
より、オフセット値off ２が減じられ、出力信号Ｓｏｕ
ｔとして出力端子９から出力される。

【００５７】図６に第３の実施の形態の階調補正装置の
ヒストグラム分布及び階調補正特性を示す。図６におい
て（ａ）は分割レベル調整手段２の加算器１４の出力信
号Ｓｉｎ２の階調特性であり、横軸は入力信号レベル、
縦軸は出力信号レベルである。（ｂ）はヒストグラムで
横軸は入力信号の分割レベル、縦軸は入力信号の各信号
レベルに対応する頻度分布（ヒストグラム）である。
（ｃ）は階調補正特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸
は出力信号レベルである。（ｄ）は分割レベル調整手段
２の減算器１８の出力信号Ｓoutの階調特性であり、横
軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベルである。
（ｅ）は階調補正特性とガンマ補正特性を含めた総合階
調特性である。

【００５８】図６（ｃ）では最小の分割レベルの傾きは
１倍になっている。図６（ｄ）ではオフセット値ｏｆｆ
２を減じ、図６（ｃ）の特性を負側にシフトした形の特
性になっている。図６（ｅ）では、オフセット値に相当
するレベルだけ最小の分割レベルが小さくなった形で総
合特性が形成されている。

【００５９】折れ線で階調補正を行う場合には、その折
れ点のレベルで階調特性の傾きが不連続になり、階調補
正後の画像の階調特性が不自然となる場合があるが、本
実施の形態のように入力信号にオフセット値を加算する
ことによって折れ点を調整することにより、より自然な
階調特性を得ることができる。

【００６０】第３の実施の形態による本発明の効果は、
入力信号にオフセット値を加算することによって折れ点
を調整することにより、より自然な階調特性を得ること
ができるというものである。

【００６１】（実施の形態４）以下、本発明の第４の実
施の形態の階調補正装置について、図７および図８を参
照しながら説明する。

【００６２】第４の実施の形態による本発明の目的は、
重み付け手段で特定の信号レベルの階調特性の傾きがヒ
ストグラムの分布に対して、より急峻になるように階調
特性を設定することによって、ビデオカメラのように、
ガンマ補正や、ニー補正を施すような機器において、ガ
ンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調特性が
強調される場合でも最適な階調補正特性を得ることであ
る。

【００６３】図７は本発明の第４の実施の形態の階調補
正装置の構成を表す構成図である。図７において、１９
は重み付け手段、２０は階調特性算出手段である。

【００６４】第４の実施の形態において分割レベル調整
手段２、信号レベル検出手段３、ヒストグラム検出手段
４の動作は第３の実施の形態に準じるので、ここでは省
略する。階調特性設定手段５は階調特性算出手段２０に
おいて第３の実施の形態と同様に階調補正特性を算出し
た後、算出した階調補正特性を重み付け手段１９に入力
する。重み付け手段１９では特定の信号レベルの階調特
性の傾きがヒストグラムの分布に対して、より急峻にな
るように階調特性を設定する。具体的には８分割された
信号レベルの階調補正特性に対し、各段の傾きが最下段
は１倍、次の３段は１／２倍、次の２段は１倍、次の２
段は２倍となるようなゲインをかける。

【００６５】階調補正手段６では、階調特性設定手段５
で算出された階調補正特性を入力し、階調補正された出
力信号を出力する。

【００６６】階調補正手段６の出力信号は分割レベル調
整手段２の第２のレベル補正手段としての減算器１８に
より、オフセット値off２が減じられ、出力信号Ｓｏｕ
ｔとして出力端子９から出力される。

【００６７】図８に第４の実施の形態の階調補正装置の
階調補正特性等を示す。図８において（ａ）は階調補正
特性で、横軸は入力信号レベル、縦軸は出力信号レベル
である。図８（ａ）では重み付け前の階調補正特性を波
線で示す。（ｂ）は階調補正特性とガンマ補正特性を含
めた総合階調特性である。

【００６８】図８（ａ）で重み付け処理により最下段の
傾きは１倍、次の３段の傾きは１／２倍に、次の２段の
傾きは１倍に、次の２段の傾きは２倍となっている。

【００６９】結果として、図８（ｂ）のように、ガンマ
補正後の総合特性で、高輝度部の階調特性が急峻になっ
ていることがわかる。

【００７０】第４の実施の形態による本発明の効果は、
重み付け手段１９で特定の信号レベルの階調特性の傾き
がヒストグラムの分布に対して、より急峻になるように
階調特性を設定することによって、ビデオカメラのよう
に、ガンマ補正や、ニー補正を施すような機器におい
て、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部の階調
特性が強調される場合でも最適な階調補正特性を得るこ
とができるというものである。

【００７１】なお、第２の実施の形態から第４の実施の
形態で分割レベル調整手段２の分割レベルは固定値とし
て扱っているが、入力信号のダイナミックレンジやヒス
トグラムデータの分布の変化に対応して分割レベルを変
化させても良い。この場合はさらに細かな調整が可能と
なる。

【００７２】また、第１の実施の形態から第４の実施の
形態で入力信号の分割レベル数を８としたが、それ以上
であってもそれ以下であっても良い。分割数を多くすれ
ば、相対的に回路規模が大きくなるが、より細かな調整
が可能となる。

【００７３】また、第２の実施の形態における補助的階
調補正手段１５はゲインとオフセットを変えた３種類の
信号のうち最小のものを取り出す構成となっているが、
折れ線近似である必要はない。

【００７４】また、第１の実施の形態から第４の実施の
形態の分割レベル調整手段２は、組み合わせて使用する
ことができる。複数の分割レベル調整手段２を組み合わ
せれば、よりよい階調補正特性を得ることができる。例
えば、第２の実施の形態および第３の実施の形態の分割
レベル調整手段２の少なくとも一方を第１の実施の形態
に加えたり、第３の実施の形態の分割レベル調整手段２
を第２の実施の形態に加えることが考えられる。さらに
第４の実施の形態の階調特性設定手段５を第１の実施の
形態または第２の実施の形態に適用することが可能であ
る。

【００７５】また、第４の実施の形態で重み付け手段１
９で階調補正特性に対して重み付け処理を行っている
が、ヒストグラム検出手段４から入力するヒストグラム
データに対して重み付け処理を施しても同様の効果が得
られる。

【００７６】この重み付け手段１９を有する階調特性設
定手段５は、第１の実施の形態および第２の実施の形態
に適用することも可能である。また、第４の実施の形態
で重み付けの値は固定値として扱っているが、入力信号
のダイナミックレンジやヒストグラムデータの分布の変
化に対応して重み付け量を変化させても良い。この場合
はさらに細かな調整が可能となる。

【００７７】また、第４の実施の形態の重み付け量をカ
メラ信号処理で施されるガンマ補正特性と逆の特性とし
ても良い。そうすることによって、ガンマ補正による低
輝度部の強調と、高輝度部の抑圧をキャンセルすること
ができる。

【００７８】

【発明の効果】請求項１記載の階調補正装置によれば、
例えばビデオカメラのように、ガンマ補正や、ニー補正
を施すような機器において、ガンマ補正により信号レベ
ルのうち低輝度部の階調特性が強調される場合でも、例
えば低輝度部の分割レベル数を細かくとって低輝度部を
重視した階調補正をする等、最適な階調補正特性を得る
ことができる。

【００７９】請求項２記載の階調補正装置によれば、請
求項１と同様な効果がある。

【００８０】請求項３記載の階調補正装置によれば、補
助的階調補正手段を簡単な構成とすることができるた
め、小さな回路規模で請求項１と同様の階調補正特性を
得ることができる。

【００８１】請求項４記載の階調補正装置によれば、信
号レベル検出手段の入力信号にオフセット値を加算する
ことによって折れ点を調整することにより、より自然な
階調特性を得ることができる。

【００８２】請求項５記載の階調補正装置によれば、請
求項１、請求項２、請求項３または請求項４と同様な効
果のほか、重み付け手段で特定の信号レベルの階調特性
の傾きがヒストグラムの分布に対して、より急峻になる
ように階調特性を設定することによって、例えばビデオ
カメラのようにガンマ補正やニー補正を施すような機器
において、ガンマ補正により信号レベルのうち低輝度部
の階調特性が強調される場合でも最適な階調補正特性を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態の階調補正装置の
構成を表す構成図である。

【図２】第１の実施の形態の階調補正装置の特性図を示
し、（ａ）はヒストグラム分布、（ｂ）は階調補正特
性、（ｃ）はガンマ補正特性、（ｄ）は総合階調特性で
ある。

【図３】第２の実施の形態の階調補正装置の構成を表す
構成図である。

【図４】第２の実施の形態の階調補正装置の特性図を示
し、（ａ）は補助階調補正特性、（ｂ）はヒストグラム
分布、（ｃ）は階調補正特性、（ｄ）は総合階調特性で
ある。

【図５】第３の実施の形態の階調補正装置の構成を表す
構成図である。

【図６】第３の実施の形態の階調補正装置の特性図を示
し、（ａ）は出力信号Ｓｉｎ２の階調特性、（ｂ）はヒ
ストグラム分布、（ｃ）は階調補正特性、（ｄ）はＳｏ
ｕｔの階調特性、（ｅ）は総合階調特性である。

【図７】第４の実施の形態の階調補正装置の構成を表す
構成図である。

【図８】第４の実施の形態の階調補正装置の特性図を示
し、（ａ）は階調補正特性、（ｂ）は総合階調特性であ
る。

【図９】従来の階調補正装置の構成を示す構成図であ
る。

【図１０】従来の階調補正装置の特性図を示し、（ａ）
はヒストグラム分布、（ｂ）は階調補正特性、（ｃ）は
ガンマ補正特性、（ｄ）は総合階調特性である。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 分割レベル調整手段 ３ 信号レベル検出手段 ４ ヒストグラム検出手段 ５ 階調特性設定手段 ６ 階調補正手段 ７ 分割レベル設定手段としてのレジスタ ８ 比較器 ９ 出力端子 １０ 信号レベル判定回路 １１ マルチプレクサ １２ レジスタ １３ セレクタ １４ 加算器 １５ 補助的階調補正手段 １６ 増幅器 １７ 最小値回路 １８ 減算器 １９ 重み付け手段 ２０ 階調特性算出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米山 匡幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C021 PA02 PA17 PA53 PA66 RA00 RB03 RC06 XA01 XA31

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号レベルの分布範囲を複数の分割
   レベルに分割し入力信号がどの分割レベルに入っている
   かを検出する信号レベル検出手段と、 前記分割レベルごとの前記入力信号の分布であるヒスト
   グラムを検出するヒストグラム検出手段と、 前記ヒストグラムに応じて分布の多いレベルの傾きが急
   になるように階調特性を設定する階調特性設定手段と、 前記階調特性設定手段で設定された階調特性に応じて、
   前記入力信号に非線形な階調補正を施す階調補正手段
   と、 前記信号レベル検出手段で用いられる前記分割レベルの
   間隔が前記入力信号に対し非均一になるように、前記分
   割レベルの間隔を調整する分割レベル調整手段とを備え
   た階調補正装置。
2. 【請求項２】 分割レベル調整手段は分割レベルの間隔
   が入力信号に対し非均一になるように設定する複数の分
   割レベル設定手段で構成され、 信号レベル検出手段は入力信号を前記分割レベル調整手
   段で設定された分割レベルと比較する複数の比較器を有
   する請求項１記載の階調補正装置。
3. 【請求項３】 入力信号に対して非線形な出力特性を持
   つ補助的階調補正手段と、 前記補助的階調補正手段の出力信号を入力信号として、
   この入力信号のレベルの分布範囲を複数の分割レベルに
   分割し前記入力信号がどの分割レベルに入っているかを
   検出する信号レベル検出手段と、 前記分割レベルごとの前記入力信号の分布であるヒスト
   グラムを検出するヒストグラム検出手段と、 前記ヒストグラムに応じて分布の多いレベルの傾きが急
   になるように階調特性を設定する階調特性設定手段と、 前記階調特性設定手段で設定された階調特性に応じて、
   前記入力信号に非線形な階調補正を施す階調補正手段と
   を備えた階調補正装置。
4. 【請求項４】 入力信号に対し、レベル補正を施す第１
   のレベル補正手段と、 この第１のレベル補正手段の出力信号を入力信号とし
   て、この入力信号のレベルの分布範囲を複数の分割レベ
   ルに分割し前記入力信号がどの分割レベルに入っている
   かを検出する信号レベル検出手段と、 前記分割レベルごとの前記入力信号の分布であるヒスト
   グラムを検出するヒストグラム検出手段と、 前記ヒストグラムに応じて分布の多いレベルの傾きが急
   になるように階調特性を設定する階調特性設定手段と、 前記階調特性設定手段で設定された階調特性に応じて、
   前記入力信号に非線形な階調補正を施す階調補正手段
   と、 この階調補正手段における階調補正処理の後の信号に対
   しレベル補正を施す第２のレベル補正手段とを備えた階
   調補正装置。
5. 【請求項５】 階調特性設定手段は特定の分割レベルの
   階調特性の傾きがヒストグラムの分布に対して、より急
   峻になるように階調特性を設定する重み付け手段を有す
   る請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の
   階調補正装置。