JPH06197239A - デジタルガンマ補正回路 - Google Patents
デジタルガンマ補正回路Info
- Publication number
- JPH06197239A JPH06197239A JP43A JP34472892A JPH06197239A JP H06197239 A JPH06197239 A JP H06197239A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 34472892 A JP34472892 A JP 34472892A JP H06197239 A JPH06197239 A JP H06197239A
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- JP
- Japan
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- gamma correction
- correction circuit
- gamma
- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】微分利得の連続性が滑らかであり、補正誤差も
少なく、かつ構成が簡単な回路を得る。 【構成】第１のガンマ補正回路１０１は、固定ガンマ値
を持つ。この第１のガンマ補正回路１０１に縦属に第２
のガンマ補正回路１０２が縦列接続される。第２のガン
マ補正回路１０２は、可変ガンマ値を持ちかつ３次多項
式のレベル変換特性を持つデジタル演算器で構成されて
いる。
少なく、かつ構成が簡単な回路を得る。 【構成】第１のガンマ補正回路１０１は、固定ガンマ値
を持つ。この第１のガンマ補正回路１０１に縦属に第２
のガンマ補正回路１０２が縦列接続される。第２のガン
マ補正回路１０２は、可変ガンマ値を持ちかつ３次多項
式のレベル変換特性を持つデジタル演算器で構成されて
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はテレビジョンカメラに
おいて階調特性を合わせるのに用いられるデジタルガン
マ補正回路に関する。
おいて階調特性を合わせるのに用いられるデジタルガン
マ補正回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビジョンカメラの信号処理部におい
ては、デジタルガンマ補正回路が使用されている。この
ガンマ補正回路の方式としては、例えば図３（Ａ）、
（Ｂ）に示すような各種の方式がある。
ては、デジタルガンマ補正回路が使用されている。この
ガンマ補正回路の方式としては、例えば図３（Ａ）、
（Ｂ）に示すような各種の方式がある。
【０００３】図３（Ａ）の方式は、入力信号を乗算器
１、ゲインメモリ２、オフセットメモリ３に供給するよ
うにしている。ゲインメモリ２は、入力信号に応じて乗
算器１に与える係数が変化する。またオフセットメモリ
３は、入力信号に応じて、乗算器１の出力をさらに調整
する加算器４に与えるオフセット係数が変化するように
なっている。これにより、入力と出力との関係は、グラ
フ１で示すように、折れ線近似によりガンマ補正された
特性となる。
１、ゲインメモリ２、オフセットメモリ３に供給するよ
うにしている。ゲインメモリ２は、入力信号に応じて乗
算器１に与える係数が変化する。またオフセットメモリ
３は、入力信号に応じて、乗算器１の出力をさらに調整
する加算器４に与えるオフセット係数が変化するように
なっている。これにより、入力と出力との関係は、グラ
フ１で示すように、折れ線近似によりガンマ補正された
特性となる。
【０００４】図３（Ｂ）の方式は、ルックアップテーブ
ル１１によりガンマ補正特性を得るものである。ルック
アップテーブル１１には、入力に対応してグラフ２に示
すようにガンマ補正された出力を得るようなデータが記
憶されている。
ル１１によりガンマ補正特性を得るものである。ルック
アップテーブル１１には、入力に対応してグラフ２に示
すようにガンマ補正された出力を得るようなデータが記
憶されている。
【０００５】図４（Ａ）の方式は、ルックアップテーブ
ル１２、１３を２つ用いた補正回路である。ルックアッ
プテーブル１２、１３の出力はそれぞれ乗算器１４、１
５にて調整された後、加算器１６で加算されるようにな
っている。乗算器１４、１５には、ガンマ特性を補正で
きるように、係数ｋと係数（１−ｋ）を与えることがで
きる。
ル１２、１３を２つ用いた補正回路である。ルックアッ
プテーブル１２、１３の出力はそれぞれ乗算器１４、１
５にて調整された後、加算器１６で加算されるようにな
っている。乗算器１４、１５には、ガンマ特性を補正で
きるように、係数ｋと係数（１−ｋ）を与えることがで
きる。
【０００６】上記した図３（Ａ）のガンマ補正回路によ
ると、小さなメモリと積、和回路により実現でき、回路
規模も小さいが、折れ線近似であるために、出力特性に
おいて微分利得の不連続性が生じる。このために、画像
内に疑似輪郭を発生してしまう問題がある。図３（Ｂ）
のルックアップテーブル方式は、変換テーブルとなるデ
ータを記憶させておき、入力値にガンマ補正を施した出
力を得るのであるが、ガンマ値を変える場合にはルック
アップテーブル内の全データを変更しなければならない
と言う不便がある。図４（Ａ）の方式は、図３（Ｂ）の
方式をカバーすることができ、ルックアップテーブルの
出力を混合できるようにして、グラフ３に示すようにガ
ンマ補正特性を変更することができる。しかしながら、
ルックアップテーブルを複数個設ける必要があり、回路
規模が大きくなると言う問題がある。
ると、小さなメモリと積、和回路により実現でき、回路
規模も小さいが、折れ線近似であるために、出力特性に
おいて微分利得の不連続性が生じる。このために、画像
内に疑似輪郭を発生してしまう問題がある。図３（Ｂ）
のルックアップテーブル方式は、変換テーブルとなるデ
ータを記憶させておき、入力値にガンマ補正を施した出
力を得るのであるが、ガンマ値を変える場合にはルック
アップテーブル内の全データを変更しなければならない
と言う不便がある。図４（Ａ）の方式は、図３（Ｂ）の
方式をカバーすることができ、ルックアップテーブルの
出力を混合できるようにして、グラフ３に示すようにガ
ンマ補正特性を変更することができる。しかしながら、
ルックアップテーブルを複数個設ける必要があり、回路
規模が大きくなると言う問題がある。
【０００７】以上の回路方式の他に、多項式近似により
直接ガンマ補正特性を持たせるという考えもあるが、テ
レビジョンカメラのようにガンマ値が０．４５と、１よ
り小さなガンマ値の場合には、誤りを小さく抑圧するた
めには、かなりの高次の多項式が必要となり、実用的で
はない。多項式近似の例として、ガンマ０．４５に対す
る１０次多項式の近似特性と、近似誤差を図４（Ｂ）に
示す。この例のような多項式近似では、特に黒レベル付
近での近似誤差が大きくなってしまうという欠点があ
る。
直接ガンマ補正特性を持たせるという考えもあるが、テ
レビジョンカメラのようにガンマ値が０．４５と、１よ
り小さなガンマ値の場合には、誤りを小さく抑圧するた
めには、かなりの高次の多項式が必要となり、実用的で
はない。多項式近似の例として、ガンマ０．４５に対す
る１０次多項式の近似特性と、近似誤差を図４（Ｂ）に
示す。この例のような多項式近似では、特に黒レベル付
近での近似誤差が大きくなってしまうという欠点があ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の従来のガンマ補正回路によると、偽輪郭の発生原因で
ある微分利得の不連続性が生じたり、ガンマ補正誤差が
大きかったり、またパラメータが多く構成が複雑になる
という問題があった。
の従来のガンマ補正回路によると、偽輪郭の発生原因で
ある微分利得の不連続性が生じたり、ガンマ補正誤差が
大きかったり、またパラメータが多く構成が複雑になる
という問題があった。
【０００９】そこでこの発明は、微分利得の連続性があ
り、補正誤差も少なく、かつ構成が簡単なデジタルガン
マ補正回路を提供することを目的とする。
り、補正誤差も少なく、かつ構成が簡単なデジタルガン
マ補正回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、ガンマ補正
回路を固定ガンマ値の第１のガンマ補正回路と、可変ガ
ンマ値をもつ３次関数の変換特性を得る第２のガンマ補
正回路を従属接続した構成とするものである。
回路を固定ガンマ値の第１のガンマ補正回路と、可変ガ
ンマ値をもつ３次関数の変換特性を得る第２のガンマ補
正回路を従属接続した構成とするものである。
【００１１】
【作用】上記の手段において、第１のガンマ補正回路の
ガンマ値を例えば０．３３に選定すると、総合ガンマ値
０．３５〜０．５５のガンマ値を得るためには、第２の
ガンマ補正回路で必要とされるガンマ可変幅は１．０５
〜１．６５（＞１）となり、３次元多項式の変換特性を
もつガンマ補正回路でも補正誤差のほとんどない滑らか
なガンマ補正特性をもたせることができる。
ガンマ値を例えば０．３３に選定すると、総合ガンマ値
０．３５〜０．５５のガンマ値を得るためには、第２の
ガンマ補正回路で必要とされるガンマ可変幅は１．０５
〜１．６５（＞１）となり、３次元多項式の変換特性を
もつガンマ補正回路でも補正誤差のほとんどない滑らか
なガンマ補正特性をもたせることができる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１３】図１はこの発明の一実施例を示す図であ
る。入力信号（撮像素子から得られる映像信号）Ｘは、
第１のガンマ補正回路１０１に入力されて、ガンマ値γ
１のガンマ補正が施される。ガンマ補正された出力信号
Ｙ＝Ｘγ１は、第２のガンマ補正回路１０２に入力さ
れ、さらにガンマ値γ２のガンマ補正が施される。これ
により出力Ｚは、 Ｚ＝Ｙγ２＝（Ｘγ１）γ２＝Ｘγ１・γ２ となる。つまり、総合ガンマ値としては、第１、第２の
ガンマ補正回路１０１、１０２のガンマ値の積となる。
したがって、従属接続されたガンマ補正回路１０１、１
０２のどちらか一方が可変ガンマのガンマ補正回路であ
れば、総合ガンマ値は可変できる。つまり、１より小さ
な固定ガンマ値をもつ固定ガンマ補正回路と、ガンマ値
が１以上の可変ガンマ補正回路とを組み合わせることに
より、１以下のガンマ値の可変ガンマ補正回路を構成で
きることになる。
る。入力信号（撮像素子から得られる映像信号）Ｘは、
第１のガンマ補正回路１０１に入力されて、ガンマ値γ
１のガンマ補正が施される。ガンマ補正された出力信号
Ｙ＝Ｘγ１は、第２のガンマ補正回路１０２に入力さ
れ、さらにガンマ値γ２のガンマ補正が施される。これ
により出力Ｚは、 Ｚ＝Ｙγ２＝（Ｘγ１）γ２＝Ｘγ１・γ２ となる。つまり、総合ガンマ値としては、第１、第２の
ガンマ補正回路１０１、１０２のガンマ値の積となる。
したがって、従属接続されたガンマ補正回路１０１、１
０２のどちらか一方が可変ガンマのガンマ補正回路であ
れば、総合ガンマ値は可変できる。つまり、１より小さ
な固定ガンマ値をもつ固定ガンマ補正回路と、ガンマ値
が１以上の可変ガンマ補正回路とを組み合わせることに
より、１以下のガンマ値の可変ガンマ補正回路を構成で
きることになる。
【００１４】ガンマ値が１以下のガンマ補正では、黒レ
ベル付近の利得を上げる作用があるため、最初に処理を
行った方が総合Ｓ／Ｎの点で有利となる。多項式による
可変ガンマ補正回路の近似誤差も、第１の固定ガンマ補
正回路のガンマ値を０．３３、第２のガンマ補正回路の
ガンマ値を１．３５の総合ガンマ０．４５で、３次、４
次、５次の多項式に対して求めると、図１（Ｂ）〜図１
（Ｄ）に示すように、２次式近似で±１０％以内、３次
式近似で±０．２２％以内、４次式近似で±０．０８％
以内と、単純な多項式近似と比較して大幅に誤差が小さ
くなる。現状のビデオ用アナログデジタル変換器や、デ
ジタルＶＴＲ等では、１０ビット精度程度のものしかな
く、２次式近似でほぼ量子化程度の誤差しか持たないた
め、第２の可変ガンマ補正回路は、３次多項式近似が回
路規模の点と、補正誤差の点から最も有利となる。
ベル付近の利得を上げる作用があるため、最初に処理を
行った方が総合Ｓ／Ｎの点で有利となる。多項式による
可変ガンマ補正回路の近似誤差も、第１の固定ガンマ補
正回路のガンマ値を０．３３、第２のガンマ補正回路の
ガンマ値を１．３５の総合ガンマ０．４５で、３次、４
次、５次の多項式に対して求めると、図１（Ｂ）〜図１
（Ｄ）に示すように、２次式近似で±１０％以内、３次
式近似で±０．２２％以内、４次式近似で±０．０８％
以内と、単純な多項式近似と比較して大幅に誤差が小さ
くなる。現状のビデオ用アナログデジタル変換器や、デ
ジタルＶＴＲ等では、１０ビット精度程度のものしかな
く、２次式近似でほぼ量子化程度の誤差しか持たないた
め、第２の可変ガンマ補正回路は、３次多項式近似が回
路規模の点と、補正誤差の点から最も有利となる。
【００１５】また、現状のビデオ用アナログデジタル変
換器のビット数は、１０ビット程度であるので、第１の
ガンマ補正をアナログ処理で行った後に、アナログデジ
タル変換して第２のガンマ補正処理を施すと言う図２
（Ａ）の構成にすることにより、Ｓ／Ｎの向上を図るこ
とも可能である。即ち、第１のガンマ補正回路２０１に
よりアナログ処理によるガンマ補正を施し、その出力を
アナログデジタル変換器２０２によりデジタル化し、こ
の出力に対して第２のガンマ補正回路２０３によりガン
マ補正を施すものである。
換器のビット数は、１０ビット程度であるので、第１の
ガンマ補正をアナログ処理で行った後に、アナログデジ
タル変換して第２のガンマ補正処理を施すと言う図２
（Ａ）の構成にすることにより、Ｓ／Ｎの向上を図るこ
とも可能である。即ち、第１のガンマ補正回路２０１に
よりアナログ処理によるガンマ補正を施し、その出力を
アナログデジタル変換器２０２によりデジタル化し、こ
の出力に対して第２のガンマ補正回路２０３によりガン
マ補正を施すものである。
【００１６】図２（Ｂ）は、第２のガンマ補正回路の一
実施例である。この回路は、ガンマ調整時に黒レベルと
１００％レベルを固定とする機能が付加され、色調調整
を行いやすいようにしている。即ち、入力信号は、乗算
器２１、減算器２２、２３に供給される。減算器２２で
は、入力信号から黒レベル回路２４から与えられている
黒レベルが減算され、減算器２３では１００％レベル回
路２５から与えられている１００％レベルが減算され
る。各減算回路２２、２３の出力は、それぞれ乗算器２
６、２７に供給され２次項・３次項を算出する。各乗算
器２６、２７の出力にはそれぞれ定数Ｃ１、Ｃ２が乗算
され、その出力は、加算器３２で加算される。この加算
器３２の出力が黒レベルと入力１００％（白レベル）を
規定する信号となり、加算器３３に供給される。この加
算器３３で乗算器２１により定数倍された入力と加算さ
れる。この回路の演算処理は、入力ｘ、入力の１００％
レベルを１とするとｋｘ＋Ｃ１・ｘ（１−ｘ）＋Ｃ２・
ｘ２（１−ｘ）となり、ガンマの変化によらず、入出力
の黒レベル、１００％レベルに対する出力レベルは変動
しないガンマ補正特性となる。
実施例である。この回路は、ガンマ調整時に黒レベルと
１００％レベルを固定とする機能が付加され、色調調整
を行いやすいようにしている。即ち、入力信号は、乗算
器２１、減算器２２、２３に供給される。減算器２２で
は、入力信号から黒レベル回路２４から与えられている
黒レベルが減算され、減算器２３では１００％レベル回
路２５から与えられている１００％レベルが減算され
る。各減算回路２２、２３の出力は、それぞれ乗算器２
６、２７に供給され２次項・３次項を算出する。各乗算
器２６、２７の出力にはそれぞれ定数Ｃ１、Ｃ２が乗算
され、その出力は、加算器３２で加算される。この加算
器３２の出力が黒レベルと入力１００％（白レベル）を
規定する信号となり、加算器３３に供給される。この加
算器３３で乗算器２１により定数倍された入力と加算さ
れる。この回路の演算処理は、入力ｘ、入力の１００％
レベルを１とするとｋｘ＋Ｃ１・ｘ（１−ｘ）＋Ｃ２・
ｘ２（１−ｘ）となり、ガンマの変化によらず、入出力
の黒レベル、１００％レベルに対する出力レベルは変動
しないガンマ補正特性となる。
【００１７】図２（Ｃ）は、さらに第２のガンマ補正回
路の他の例である。先の回路と対応する部分には同一符
号を付している。この回路は、図２（Ｂ）の回路に加え
て、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３が設けられる。スイッチ
Ｓ１は、加算器２２の出力または加算器４１の出力のい
ずれかを選択する。またスイッチＳ２は、加算器２３の
出力または加算器４１の出力のいずれかを選択する。ス
イッチＳ１の出力は、乗算器２６に入力され、スイッチ
Ｓ２の出力は、乗算器２６及びスイッチＳ３の一方に入
力される。スイッチＳ３の他方にはゼロレベルが与えら
れている。乗算器２６の出力は、乗算器２７、乗算器４
２に供給され、乗算器４２には加算器４１の出力も供給
されている。乗算器４２の出力は、加算器４３、４４に
供給され、乗算器２７の出力は加算器４３、４４に供給
されている。そして、加算器４３、４４の出力が乗算器
２８、３０に供給されている。
路の他の例である。先の回路と対応する部分には同一符
号を付している。この回路は、図２（Ｂ）の回路に加え
て、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３が設けられる。スイッチ
Ｓ１は、加算器２２の出力または加算器４１の出力のい
ずれかを選択する。またスイッチＳ２は、加算器２３の
出力または加算器４１の出力のいずれかを選択する。ス
イッチＳ１の出力は、乗算器２６に入力され、スイッチ
Ｓ２の出力は、乗算器２６及びスイッチＳ３の一方に入
力される。スイッチＳ３の他方にはゼロレベルが与えら
れている。乗算器２６の出力は、乗算器２７、乗算器４
２に供給され、乗算器４２には加算器４１の出力も供給
されている。乗算器４２の出力は、加算器４３、４４に
供給され、乗算器２７の出力は加算器４３、４４に供給
されている。そして、加算器４３、４４の出力が乗算器
２８、３０に供給されている。
【００１８】この回路によると、入力が０％〜１００％
の範囲内では、３次多項式 ｋｘ＋Ｃ１ｘ（１−ｘ）（１＋ｘ）＋Ｃ２ｘ（１−ｘ）（２−ｘ） に従ってガンマ補正を行うように、スイッチＳ１、Ｓ
２、Ｓ３はそれぞれ図示の＋側に設定される。しかし０
％〜１００％の範囲外では、接線である （ｋ＋Ｃ１＋２Ｃ２）ｘ （ｘ＜０） （スイッチＳ１は−側、Ｓ２は＋側、スイッチＳ３は＋
側）の演算か、 （ｋ−２Ｃ１−Ｃ２）ｘ （ｘ＞１） （スイッチＳ１は＋側、Ｓ２は−側、スイッチＳ３は−
側）の演算を行う。この回路によると、黒付近の雑音に
よる影響やハイライト処理への影響を避けることがで
き、実際のカメラ用のガンマ補正回路で有効である。
の範囲内では、３次多項式 ｋｘ＋Ｃ１ｘ（１−ｘ）（１＋ｘ）＋Ｃ２ｘ（１−ｘ）（２−ｘ） に従ってガンマ補正を行うように、スイッチＳ１、Ｓ
２、Ｓ３はそれぞれ図示の＋側に設定される。しかし０
％〜１００％の範囲外では、接線である （ｋ＋Ｃ１＋２Ｃ２）ｘ （ｘ＜０） （スイッチＳ１は−側、Ｓ２は＋側、スイッチＳ３は＋
側）の演算か、 （ｋ−２Ｃ１−Ｃ２）ｘ （ｘ＞１） （スイッチＳ１は＋側、Ｓ２は−側、スイッチＳ３は−
側）の演算を行う。この回路によると、黒付近の雑音に
よる影響やハイライト処理への影響を避けることがで
き、実際のカメラ用のガンマ補正回路で有効である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
微分利得の連続性があり、補正誤差も少なく、かつ構成
が簡単な回路を得ることができる。
微分利得の連続性があり、補正誤差も少なく、かつ構成
が簡単な回路を得ることができる。
【図１】この発明の一実施例とその処理動作を説明する
ために示した説明図。
ために示した説明図。
【図２】この発明の他の実施例と第２のガンマ補正回路
の説明図。
の説明図。
【図３】従来のガンマ補正回路とその特性の説明図。
【図４】従来のガンマ補正回路とその特性及び誤差説明
図。
図。
【符号の説明】 １０１…第１のガンマ補正回路、１０２…第２のガンマ
補正回路。
補正回路。
Claims (2)
- 【請求項１】撮像素子から得られる映像信号に所望の階
調特性を持たせるためのガンマ補正回路において、 固定ガンマ値を持つ第１のガンマ補正回路と、 前記第１のガンマ補正回路に縦属に接続され、可変ガン
マ値を持ちかつ３次多項式のレベル変換特性を持つデジ
タル演算器で構成された第２のガンマ補正回路とを具備
したことを特徴とデジタルするガンマ補正回路。 - 【請求項２】前記第２のガンマ補正回路の３次多項式形
成手段は、当該多項式が、原点と入出力１００％レベル
とを通るように設定されていることを特徴とする請求項
１記載のデジタルガンマ補正回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06197239A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | デジタルガンマ補正回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06197239A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | デジタルガンマ補正回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197239A true JPH06197239A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18371519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06197239A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | デジタルガンマ補正回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06197239A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6515699B2 (en) * | 1995-07-31 | 2003-02-04 | Sony Corporation | Anti-aliasing video camera processing apparatus and method |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP43A patent/JPH06197239A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6515699B2 (en) * | 1995-07-31 | 2003-02-04 | Sony Corporation | Anti-aliasing video camera processing apparatus and method |
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