JP3200324B2 - 映像表示機器の映像自動補正装置とその方法 - Google Patents

映像表示機器の映像自動補正装置とその方法

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JP3200324B2 JP08646595A JP8646595A JP3200324B2 JP 3200324 B2 JP3200324 B2 JP 3200324B2 JP 08646595 A JP08646595 A JP 08646595A JP 8646595 A JP8646595 A JP 8646595A JP 3200324 B2 JP3200324 B2 JP 3200324B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、映像表示機器、例えば
TV受像機等で周囲照明または自然光のような外部環境
に対応して画面に表示される映像のカラー温度、色相、
カラー濃度、明暗、輝度を自動的に補正し、最適の映像
を具現する映像表示機器の映像自動補正装置とその方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の映像表示機器、特にTV受像機に
適用されている映像信号処理装置と方法には、肌色補正
回路と、TV外部の照明輝度による画面輝度自動調節回
路がある。
【0003】肌色補正回路は、受信映像信号を分析し
て、人の肌色であると判断されると、予め定められたカ
ラー(肌色)で出力する技術であって、外部光状態とは
関係なく、受信される映像信号のカラーが肌色であると
判断されると、直ちに所定の肌色を出力するので肌色の
多様性に適切に対応できず、肌色と類似のカラーに対し
ても同様に作動するため、カラー再現上の誤謬が発生す
ることがあるので、自然色の再現に制限的要素が多い問
題点がある。
【0004】画面輝度自動調節回路は、TV外部の輝度
を感知し、画面の輝度を調節する技術であって、この画
面輝度自動調節回路を適用するTV受像機の構成を図7
に示す。
【0005】図7によれば、前記TV受像機はアンテナ
で受信された放送信号を選局するチューナー部(1)
と、該チューナー部(1)が選局した放送信号の中間周
波信号を処理する中間周波処理部(2)と、該中間周波
処理部(2)の出力信号で映像および音声信号を検波す
る検波部(3)と、該検波部(3)から検波された音声
信号を処理する音声信号処理部(4)と、該音声信号処
理部(4)で処理された音声信号を出力するスピーカー
(5)と、ユーザーがTVの操作命令を入力するキーマ
トリクスまたはリモコン等のキー入力部(6)と、該キ
ー入力部(6)に入力された命令によりチューナー部
(1)を制御して選局を行い、下記周辺輝度感知回路
(10)で感知した周辺輝度により、下記映像信号処理
部(8)を制御し、画面の輝度を調節するマイコン
(7)と、前記検波部(3)から出力された映像信号を
処理してマイコン(7)の制御を受けて画面の輝度を調
節する映像信号処理部(8)と、該映像信号処理部
(8)で処理された映像信号を映像に表示する映像表示
管(9)と、TV周辺の輝度を感知してマイコン(7)
に入力する周辺輝度感知回路(10)とからなる。
【0006】前記のように構成される画面の輝度自動調
節回路の作動は次の通りである。
【0007】キー入力部(6)に入力された命令により
マイコン(7)は、チューナー部(1)を制御して放送
信号の選局を行い、チューナー(1)で選局された放送
信号は、中間周波処理部(2)で中間周波数信号に変換
され、検波部(3)に入力される。
【0008】検波部(3)は、その中間周波数で映像お
よび音声信号を検波し、音声信号は音声信号処理部
(4)に、映像信号は映像信号処理部(3)に各々供給
する。
【0009】音声信号処理部(4)は、音声信号の増幅
と各種機能、即ち、ステレオ、音声多重等の諸信号処理
を行い、スピーカー(5)に出力する。映像信号処理部
(8)は映像信号の増幅とそのカラー信号および輝度信
号の処理を行い、映像表示管(9)に出力する。
【0010】周辺輝度感知回路(10)は、光導電セル
(Cds)等のセンサーを利用してTV周辺の輝度を感
知し、感知された周辺輝度信号をマイコン(7)に供給
するが、この時、アナログ/デジタル変換器を利用して
輝度感知信号をデジタル信号に変換して供給する。これ
により、マイコン(7)では、元の輝度データ値(C
D)に外部の輝度によるデータ(Cl)と基準データ
(Co)を適切に演算(例えば、CD=CDxCl/C
o)し、その結果値を映像信号処理部(8)に供給す
る。映像信号処理部(8)は、外部輝度データ(Cl)
により輝度データ(CD)を補正して映像表示管(9)
の画面輝度を調節する。
【0011】しかし、前記画面の輝度自動調節回路の場
合には、TV映像の充分な自然色の再現が困難である。
即ち、TV受像機等の映像再現要素としては色相(Hu
e)、カラー濃度(Saturation)、明暗(C
ontrast)、輝度(Brightness)、カ
ラー温度(White Balance)等があり、こ
れらの要素を一括制御なして、単純に輝度(または明
暗)のみを制御することでは自然色の再現が不可能であ
り、カラーの性質を考慮した最適の映像表現を困難にす
る。
【0012】
【発明が軽決しようとする課題】本発明は前記の問題点
を解決しようとするもので、映像表示機器外部の自然光
または照明のカラーを感知して外部環境を判断し、画面
に表示する映像を前記外部環境に対応して補正すること
により最適の映像を具現し、自然色再現の忠実性を向上
させようとする映像表示機器の映像自動補正装置と方法
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】映像表示機器の映像自動
補正装置に係る請求項1記載の基本発明は、映像表示機
器の外部環境の照明を感知し、カラー成分をR、G、B
検出信号として分離して出力するカラーセンシング手段
(11A、1000)と、前記R、G、B検出信号をデ
ジタル変換するA/Dコンバーター(11D)と、内蔵
されているプログラムの命令(図6)によって、前記デ
ジタル化されたR、G、B検出信号の和及びR検出信号
とB検出償号の差を求め、この求められた和及び差に基
づいて、複数の外部環境が記憶された記憶手段(表3)
から外部環境を判断し、この判断された外部環境に基づ
いて、複数の映像補正データが記憶された記憶手段(表
2)から映像補正データを検索して出力させる制御手段
(700)と、前記映像捕正データにより映像表示機器
の映像信号を補正する映像信号処理手段(800)とを
有することを特徴とするのもである。
【0014】映像表示機器の映像自動補正装置に係る請
求項5記載の基本発明は、映像表示機器の外部環境の照
明を感知し、カラー成分をR、G、B検出信号として分
離して出力するカラーセンシング工程と、前記R、G、
B検出信号をデジタル変換する工程と、前記デジタル化
されたR、G、B検出信号の和及びR検出信号とB検出
信号の差を求め、この求められた和及び差に基づいて、
複数の外部環境が記憶された記憶手段(表3)から外部
環境を判断する工程(図6)と、前記判断された外部環
境に基づいて、複数の映像補正データが記憶された記憶
手段(表2)から映像補正データを検索する工程(図
3)と、前記映像補正データにより映像表示機器の映像
信号を補正する工程とからなる映像表示機器の自動映像
補正方法。を有することを特徴とするものである。
【0015】
【作用】このように構成された本発明において、キー入
力部に入力された命令によりマイコンは、チューナー部
を制御して放送信号の選局を行い、チューナー部で選局
された放送信号は中間周波処理部で中間周波信号に変換
され、検波部に入力される。
【0016】検波部は、前記中間周波信号で映像および
音声信号を検波し、音声信号は音声信号処理部に、映像
信号は映像信号処理部に各々供給する。
【0017】音声信号処理部は、音声信号の増幅と各種
機能、即ち、ステレオ、音声多重等の諸信号処理を行い
スピーカーに出力する。映像信号処理部は、映像信号の
増幅とそのカラー信号および輝度信号の処理を行い、映
像表示管に出力する。
【0018】カラー感知/処理部は、TV外部の自然光
または照明色を感知し、感知された信号を増幅、雑音を
除去してカラーデータとしてA/D変換器に供給する。
【0019】マイコンは、前記カラーデータを利用して
現在の外部照明環境を判断し、その判断結果により適切
に補正された映像データ(色相、カラー濃度、明暗、輝
度、カラー温度データ)を映像処理部に供給する。
【0020】
【実施例】本発明の作動を図1乃至図6を参照して説明
すると次の通りである。
【0021】図1を参照すると、本発明はアンテナで受
信された放送信号の選局を行うチューナー部(100)
と、該チューナー部(100)が選局した放送信号の中
間周波信号を処理する中間周波処理部(200)と、該
中間周波処理部(200)の出力信号で映像および音声
信号を検波する検波部(300)と、該検波部(30
0)で検波された音声信号を処理する音声信号処理部
(400)と、該音声信号処理部(400)で処理され
た音声信号を出力するスピーカー(500)と、ユーザ
ーがTV操作命令を入力するキーマトリクスまたはリモ
コン等のキー入力部(600)と、該キー入力部(60
0)に入力された命令によりチューナー部(100)を
制御して選局を行い、下記のカラー感知/処理部(10
00)で感知した自然光または照明色によって下記の映
像信号処理部(800)を制御し、画面映像の補正を行
うマイコン(700)と、前記検波部(300)から出
力された映像信号を処理し、マイコン(700)の制御
を受けて補正された映像信号を出力する映像信号処理部
(800)と、該映像信号処理部(800)で処理され
た映像信号を表示する映像表示管(900)と、TV周
辺の自然光または照明色を感知および処理してマイコン
(700)に入力するカラー感知/処理部(1000)
で構成される。
【0022】前記カラー感知/処理部(1000)は、
図2に示されたように外部自然光または照明色を赤色
(R)、緑色(G)、青色(B)の3原色で分離・感知
するカラーセンサー(11A)と、該カラーセンサー
(11A)が感知したカラー信号を増幅する増幅部(1
1B)と、該増幅部(11B)が増幅したカラー信号で
雑音成分を除去する低域通過フィルター(11C)と、
該低域通過フィルター(11C)から出力されたアナロ
グカラー信号をデジタル信号に変換(量子化)し、マイ
コン(700)に供給するA/D変換器(11D)で構
成される。
【0023】前記A/D変換器(11D)は、マイコン
の機能拡張趨勢により該マイコン(700)に内蔵され
ることもある。
【0024】前記のように構成された本発明による映像
表示機器の映像自動補正装置の作動とその補正方法を図
1、図2および図3のフローチャートを参照して説明す
れば次の通りである。
【0025】キー入力部(600)に入力された命令に
よりマイコン(700)はチューナー部(100)を制
御して放送信号の選局を行い、チューナー部(100)
で選局された放送信号は中間周波処理部(200)で中
間周波信号に変換され、検波部(300)に入力され
る。
【0026】検波部(300)は、前記中間周波信号か
ら映像および音声信号を検波し、音声信号は音声信号処
理部(400)に、映像信号は映像信号処理部(80
0)に各々供給する。
【0027】音声信号処理部(400)は、音声信号の
増幅と各種機能、即ち、ステレオ、音声多重等の諸信号
処理を行い、スピーカー(500)で出力する。映像信
号処理部(500)は、映像信号の増幅とそのカラー信
号および輝度信号の処理を行って映像表示管(900)
で出力する。
【0028】カラー感知/処理部(1000)は、TV
外部の自然光または照明色を感知し、感知された信号を
増幅、雑音除去してカラーデータとしてA/D変換器
(11D)に供給する。
【0029】マイコン(700)は、前記カラーデータ
を利用して現在の外部照明環境を判断し、その判断結果
により適切に補正された映像データ(色相、カラー濃
度、明暗、輝度、カラー温度データ)を映像処理部(8
00)に供給する。
【0030】より具体的に考察すると、図2に示された
ようにカラーセンサー(11A)は自然光または外部照
明から赤色、緑色、青色(R、G、B)信号を分離感知
する。前記カラーセンサーは光センサーとしてその感知
信号レベルが微弱なので、これを増幅部(11B)を通
じて増幅し、低域通過フィルター(11C)に供給す
る。
【0031】低域通過フィルター(11C)は、カラー
センサー(11A)および増幅部(11B)を通過した
信号の雑音成分[低周波フリッカー(Flicker)
混入している光源の場合、正弦波と類似の雑音がある]
を除去して所望するカラー信号のみが得られる。
【0032】低域通過フィルター(11C)を経由した
カラー信号は、A/D変換器(11D)でデジタル信号
に変換され、カラーデータとしてマイコン(700)に
入力される。
【0033】外部自然光または照明等のカラーデータが
入力されると、マイコン(700)は現在の外部環境を
分析判断し、判断結果を利用して適切なカラー補正デー
タを映像信号処理部(800)に供給する。一般的に、
R,G、Bを光の3原色と称し、この3色の混合比率を
変換することによってすべての色を映像表示管に現すこ
とができるが、実例として白色は赤色と青色および緑色
を照らす程度が各々“1”の場合であり、赤色と青色お
よび緑色を照らす比率を各々“0.5”に減らすと灰色
となり、3色すべてを照らさないと黒色に表示される。
【0034】逆に、カラーセンサーは入射光を赤、緑、
青(R、G、B)に分離し、各色に該当する電気的信号
を出力する。各色に含まれたR、G、Bの成分量に相応
する電気的信号を出力するのである。
【0035】下記する表1はTVの外部環境が蛍光灯、
白熱灯、太陽光(昼間)、無照明(暗室)等による3原
色の出力値を例示している。
【0036】
【表1】
【0037】前記の数値をマイコンのメモリに貯蔵し
て、現在の外部環境を判断する基準データとする。
【0038】本発明の全般的作動を図3のフローチャー
トを参照して説明する。
【0039】マイコン(700)が前記カラーセンサー
(11A)から読み込んだ現在の外部照明に対する量子
化されたカラーデータ(カラーセンサーの出力電圧値)
を読み出し、この数値により現在の外部環境を判断す
る。それから、映像信号処理部(800)に供給される
カラーデータを検索して現在出力する元の映像モードを
検索した後、前記外部環境モードと相互に比較する。
【0040】ここで、カラーセンサーから量子化された
すべてのカラーデータ値に対して映像補正を行うことは
できるが、このような場合、処理工程が大変複雑とな
り、また実際に人間の視覚能力では精密な映像差異を敏
感に認知できないので、図4に示したように一般家庭で
主に使用する照明状態または自然光の状態(天気の晴れ
具合と時間帯別を含む)を考慮して幾つかに一括して外
部環境モードを設定し、これを比較して判定するように
した。
【0041】即ち、図4に示すように外部環境を判断す
るための要素を晴天日、曇天日、雨天日、朝、昼間、夕
方、夜、蛍光灯、白熱灯、無照明に設定すると、36個
の映像環境モードを設定することができ、この中、夜の
場合は、天気と相関関係が少く、また類似の出力値が出
る場合を考慮すれば状況の数を適切に減ることもでき
る。
【0042】なお、この際、カラーセンサー(11A)
で感知したカラーデータ値が予め貯蔵されている基準デ
ータ値と完全に一致する場合のみでなく、設定された一
定範囲内に入れる場所を該当外部環境モードとして決定
することもできる。
【0043】前記のように、感知したすべてのカラーデ
ータに対して補正する場合であれ、数個を一括して分け
た外部環境モードに一致する場合であれ、ある実施例の
場合でも、マイコン(700)は入力されたカラーデー
タを保有し、元の映像モードを検索し、現在入力されて
いる外部環境モードと同一かどうかを比較する。
【0044】比較結果が同一であれば、マイコン(70
0)は映像信号処理部(800)に1の映像データをそ
のまま出力して元の映像環境を保持し、相違する時は入
力された外部環境モードに元の映像データを補正して映
像信号処理部(800)に供給することにより、TV周
辺の環境に対応して最適の色相、カラー濃度、輝度、明
暗、カラー温度等で映像表示管(900)に映像を表示
する。
【0045】実例として、外部環境による映像の補正を
輝度;0乃至62工程、カラー濃度:0乃至62工程、
明暗;0乃至62工程、色相;−31工程乃至+31工
程のうち、最適の工程を設定して映像信号処理部(80
0)に出力するが、無照明状態である夜の場合、色相=
0、カラー濃度=31、輝度=31、明暗=62、カラ
ー温度=9000Kに補正して出力し、白熱灯下の夜間
の場合、色相=−5、カラー濃度=26、輝度=60、
明暗=62、カラー温度=10000Kで出力する。
【0046】もちろん、このようなデータは実測に基づ
いて求めたものであり、照度や照明等以外の他の環境要
因の影響を受け、僅少の差はあり得るが、人間の視覚能
力を考慮すると最適に判定され得る程度の数値で出力し
た実施例である。
【0047】前記の各モードデータに相違があるのは、
無照明状態より白熱灯照明状態がもっと明るいために白
熱灯照明状態であるときは、画面の輝度を増し、白熱灯
の場合は、赤色成分が大きいので色相とカラー濃度の調
節を通じて相対的に画面に表示される赤色信号成分の大
きさを減らしたものである。
【0048】今まで、説明した実施例はカラーセンサー
から出力される各R、G、Bの出力の量子化された数値
を読み取り外部環境を判定することにより補正された映
像を出力するものである。受信された映像データを補正
する他の実施例を下記する表2、表3と図5、図6を参
照して説明する。
【0049】本実施例は、カラーセンサーの量子化、即
ち、デジタル化したR、G、B出力の和、またはRとB
の大きさと相関関係を判定して映像データを補正する方
法に関する。
【0050】カラーセンサーの量子化されたR、G、B
出力値(6ビットである場合0〜64)の和(S)は外
部照明の照度と相関関係があり、この数値(S)の大き
さから先ず映像補正データを決定、映像データを補正
し、次に再び表3でのようにB−RまたはR−Bの数値
でカラー温度(White Balance)を補正す
る方法である。
【0051】詳細に説明すると、表2は明暗30〜10
0工程、輝度40〜60工程、カラー濃度40〜55工
程、鮮明度30〜60工程に区分して出力する場合の各
映像補正データを示す。
【0052】
【表2】
【0053】
【表3】
【0054】各R、G、Bの出力の和、即ち、外部照明
の照度により出力する映像データの補正を行う各映像補
正データを表示したものである。
【0055】表3は二次的映像補正データであって、カ
ラーセンサーのの量子化されたR、G、B出力値の和が
一定の範囲内に存在する場合、RとB値の差および相関
関係を判定してカラー温度(White Balanc
e)を追加補正することにより外部照明の種類により完
璧なカラー再現を達成することができる。
【0056】センサーからA/D量子化出力値を読み取
り後、RとBの差異値、即ちR−BあるいはB−Rの数
値を演算の後、定義された外部環境のGおよびRとBの
差異値と比較してソフトウェア的に作ったLUT(Lo
okup Table)で輝度、カラー濃度、明暗、鮮
明度、カラー温度(White Balance)等の
カラー情報を補償する。ここで、R−BとB−Rをすべ
て測定する理由はソフトウェア的に負数を処理できない
ためである。
【0057】図5、図6は本発明の他の実施例で、前記
表2、表3に示された作動を示すフローチャート(Fl
owchart)としてカラーセンサーからのR、G、
Bの出力による各補正データを算出する工程を示す。
【0058】
【発明の効果】以上の通り、本発明は映像表示機器の外
部照明環境による明暗、輝度、カラー濃度、カラー温度
等の映像データ値を適切な工程別に変換させて測定し、
その各データによりデータベースを構築し、マイコンの
メモリに記憶させ、これを利用して実際の外部環境を判
断して映像信号(色相、カラー濃度、明暗、輝度、カラ
ー温度等)を自動補正するので忠実な自然色再現を行う
ことができ、これにより高画質の映像表現を具現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の映像自動補正装置を採用したTV受像
機のブロック構成図である。
【図2】図1のうち、カラー感知/処理部の構成図であ
る。
【図3】本発明の全般的の作動を示すフローチャート図
である。
【図4】貯蔵データのための外部環境の各条件を示す図
である。
【図5】本発明による他の実施例の作動を示すフローチ
ャート図である。
【図6】本発明によるさらに他の実施例の作動を示すフ
ローチャート図である。
【図7】従来の自動画面の輝度調節回路を採用したTV
受像機のブロック構成図である。
【符号の説明】
1 チューナー部 2 中間周波処理部 3 検波部 4 音声信号処理部 5 スピーカー 6 キー入力部 7 マイコン 8 映像信号処理部 9 映像表示管 10 周辺輝度感知回路 11A カラーセンサー 11B 増幅部 11C 低域通過フィルター 11D A/D変換器 100 チューナー部 200 中間周波処理部 300 検波部 400 音声信号処理部 500 スピーカー 600 キー入力部 700 マイコン 800 映像信号処理部 900 映像表示管 1000 カラー感知/処理部

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像表示機器の外部環境の照明を感知
    し、カラー成分をR、G、B検出信号として分離して出
    力するカラーセンシング手段(11A、1000)と、 前記R、G、B検出信号をデジタル変換するA/Dコン
    バーター(11D)と、 内蔵されているプログラムの命令(図6)によって、前
    記デジタル化されたR、G、B検出信号の和及びR検出
    信号とB検出償号の差を求め、この求められた和及び差
    に基づいて、複数の外部環境が記憶された記憶手段(表
    3)から外部環境を判断し、この判断された外部環境に
    基づいて、複数の映像補正データが記憶された記憶手段
    (表2)から映像補正データを検索して出力させる制御
    手段(700)と、 前記映像捕正データにより映像表示機器の映像信号を補
    正する映像信号処理手段(800)とを有する映像表示
    機器の映像自動補正装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段には、A/Dコンバーター
    が設けられていることを特徴とする請求項1記載の映像
    表示機器の映像自動補正装置。
  3. 【請求項3】 前記カラーセンシング手段の後段に、前
    記カラー成分を増幅する増幅器と、この増幅器の出力信
    号から雑音を除去する雑音除去フィルタと、この雑音除
    去フィルタの出力信号をデジタル化するA/Dコンバー
    ターとからなる電子回路が設けられていることを特徴と
    する請求項2記載の映像表示機器の映像自動補正装置。
  4. 【請求項4】 前記映像補正データが記憶された記憶手
    段には、明暗データ、輝度データ、カラー濃度データ、
    色相データ、カラー温度データの少なくとも2種のデー
    タが記憶されていることを特徴とする請求項1ないし3
    のいずれか1項記載の映像表示機器の映像自動補正装
    置。
  5. 【請求項5】 映像表示機器の外部環境の照明を感知
    し、カラー成分をR、G、B検出信号として分離して出
    力するカラーセンシング工程と、 前記R、G、B検出信号をデジタル変換する工程と、 前記デジタル化されたR、G、B検出信号の和及びR検
    出信号とB検出信号の差を求め、この求められた和及び
    差に基づいて、複数の外部環境が記憶された記憶手段
    (表3)から外部環境を判断する工程(図6)と、 前記判断された外部環境に基づいて、複数の映像補正デ
    ータが記憶された記憶手段(表2)から映像補正データ
    を検索する工程(図3)と、 前記映像補正データにより映像表示機器の映像信号を補
    正する工程とからなる映像表示機器の自動映像補正方
    法。
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