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JP2006229616A - 映像信号処理回路 - Google Patents

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章裕 松本
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Abstract

【課題】 輝度、彩度レベルおよび色相範囲に応じて原色信号をRGBそれぞれ独立にゲイン調整することができる映像信号処理回路を実現する。
【解決手段】 本発明の映像信号処理回路は、入力される輝度信号および色差信号に基づいて、ディスプレイ装置に表示するための原色信号を生成するRGB変換回路11と、色差信号から彩度レベルと色相範囲を検出し、これらを彩度レベルデータおよび色相範囲データとして出力する彩度色相検出回路12と、輝度信号、彩度レベルデータ、および色相範囲データに基づいて、原色信号を補正するためのゲイン係数を生成するゲイン係数作成回路13〜15と、ゲイン係数を用いて原色信号を補正し、ディスプレイ装置へ出力するRGBゲイン制御回路16を有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、カラーテレビジョン受像器における映像信号処理回路に関する。
従来、カラーテレビジョン受像器の画質を改善するために、ディスプレイ装置を直接駆動する原色信号(「RGB信号」ともいう。)を補正する白ピークブルー回路やドライブゲイン調整回路(例えば、特許文献1を参照。)などが用いられていた。白ピークブルー回路は、彩度の低い高輝度映像時にRGBのB軸のみゲインを上げ、色温度をアップさせることで輝く白を演出する。また、ドライブゲイン調整回路は、全体の色温度をアップさせることで、ホワイトバランスを調整する。
しかしながら、従来の白ピークブルー回路は、図8に示したように、高輝度映像時(入力輝度レベルが図8に示した白ピークブルー開始ポイント以上の場合。)にB軸のゲインをアップさせているため、入力信号が持つ本来の明るさより出力レベルが明るくなってしまうという問題があった。さらに、従来の白ピークブルー回路は、図9に示したように、CRTなどのディスプレイ装置での振り込み過ぎ(出力レベルが図9に示したリミットレベルを超えた場合。)によるブルーミングを引き起こしたり、液晶、PDPあるいはFEDといったデジタル信号によりドライブされる固定画素方式のディスプレイ装置においては、入力ダイナミックレンジ以上に入力信号レベルが入力された場合にホワイトバランスが崩れてしまうという問題があった。
また、図10に示したように、従来のドライブゲイン調整回路は、映像に関係なく全体の色温度をアップさせるため、ホワイトバランス調整によりライトアップされている人の顔が青白くなってしまい不健康に見えてしまうという問題があった。
特開2001−128192号公報
本発明は、輝度、彩度レベルおよび色相範囲に応じて原色信号をRGBそれぞれ独立にゲイン調整することができる映像信号処理回路を提供する。
本発明の一態様によれば、入力される輝度信号および色差信号に基づいて、ディスプレイ装置に表示するための原色信号を生成するRGB変換手段と、前記色差信号から彩度レベルと色相範囲を検出し、これらを彩度レベルデータおよび色相範囲データとして出力する彩度色相検出手段と、前記輝度信号、前記彩度レベルデータ、および前記色相範囲データに基づいて、前記原色信号を補正するためのゲイン係数を生成するゲイン係数作成手段と、前記ゲイン係数を用いて前記原色信号を補正し、前記ディスプレイ装置へ出力するゲイン制御手段を有することを特徴とする映像信号処理回路が提供される。
本発明の別の一態様によれば、入力される輝度信号および色差信号に基づいて、ディスプレイ装置に表示するための原色信号を生成するRGB変換手段と、前記色差信号から彩度レベルを検出し、これを彩度レベルデータとして出力する彩度検出手段と、前記輝度信号および前記彩度レベルデータに基づいて、前記原色信号を補正するためのゲイン係数を生成するゲイン係数作成手段と、前記ゲイン係数を用いて前記原色信号を補正し、前記ディスプレイ装置へ出力するゲイン制御手段を有することを特徴とする映像信号処理回路が提供される。
本発明によれば、輝度、彩度レベルおよび色相範囲に応じて原色信号をRGBそれぞれ独立にゲイン調整することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を説明する。
図1は、本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路を示す回路ブロック図である。ここでは、主に、3つの原色信号(RGB信号ともいう。)の補正にかかわる部分を示した。
本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路は、RGB変換回路11、彩度色相検出回路12、3つのゲイン係数作成回路13〜15(以下、それぞれは「Rゲイン係数作成回路13」、「Gゲイン係数作成回路14」、および「Bゲイン係数作成回路15」という。)、およびRGBゲイン制御回路16を備えている。
RGB変換回路11の第1の入力にはY入力からの輝度信号が入力され、第2の入力にはCb入力からの色差信号が入力され、第3の入力にはCr入力からの色差信号が入力されている。RGB変換回路11の第1の出力は第1の原色信号(以下、「R信号」という。)としてRGBゲイン制御回路16の第1の入力へ供給され、第2の出力は第2の原色信号(以下、「G信号」という。)としてRGBゲイン制御回路16の第2の入力へ供給され、第3の出力は第3の原色信号(以下、「B信号」という。)としてRGBゲイン制御回路16の第3の入力へ供給されている。
彩度色相検出回路12の第1の入力にはCb入力からの色差信号が入力され、第2の入力にはCr入力からの色差信号が入力されている。彩度色相検出回路12の第1の出力は彩度レベルデータとしてRゲイン係数作成回路13、Gゲイン係数作成回路14、およびBゲイン係数作成回路15のそれぞれ第1の入力へ供給され、第2の出力は色相範囲データとしてRゲイン係数作成回路13、Gゲイン係数作成回路14、およびBゲイン係数作成回路15のそれぞれ第2の入力へ供給されている。
Rゲイン係数作成回路13の第3の入力にはY入力からの輝度信号が入力され、Rゲイン係数作成回路13の出力はRゲイン係数としてRGBゲイン制御回路16の第4の入力へ供給されている。
Gゲイン係数作成回路14の第3の入力にはY入力からの輝度信号が入力され、Gゲイン係数作成回路14の出力はGゲイン係数としてRGBゲイン制御回路16の第5の入力へ供給されている。
Bゲイン係数作成回路15の第3の入力にはY入力からの輝度信号が入力され、Bゲイン係数作成回路15の出力はBゲイン係数としてRGBゲイン制御回路16の第6の入力へ供給されている。
RGBゲイン制御回路16の第1の出力は補正されたR信号としてR出力を介してディスプレイ装置(図示していない。)へ供給され、第2の出力は補正されたG信号としてG出力を介してディスプレイ装置へ供給され、第3の出力は補正されたB信号としてB出力を介してディスプレイ装置へ供給されている。
RGB変換回路11は、入力される輝度信号(Y入力)および2つの色差信号(Cb入力、Cr入力)を3つの原色信号(R信号、G信号、およびB信号)に変換する。R信号はディスプレイ装置の赤色(Red)発光部を駆動する信号である。同様に、G信号は緑色(Green)発光部を駆動し、B信号は青色(Blue)発光部を駆動する。
彩度色相検出回路12は、入力される2つの色差信号(Cb入力、Cr入力)から彩度レベルおよび色相範囲を検出し、これらを彩度レベルデータおよび色相範囲データとしてゲイン係数作成回路13〜15へ出力する。
Rゲイン係数作成回路13は、Y入力からの輝度信号と、彩度色相検出回路12からの彩度レベルデータおよび色相範囲データとに基づいて、RGB変換回路11が出力するR信号に対して一定範囲ごとに入出力特性を補正するRゲイン係数を生成する。
Gゲイン係数作成回路14およびBゲイン係数作成回路15の構成、機能、および動作は、Rゲイン係数作成回路13と同様である。Rゲイン係数作成回路13との違いは、Gゲイン係数作成回路14が、RGB変換回路11からのG信号を補正するGゲイン係数を生成し、Bゲイン係数作成回路15が、RGB変換回路11からのB信号を補正するBゲイン係数を生成することである。
RGBゲイン制御回路16は、R信号にRゲイン係数を乗算し、所望の補正されたR信号を生成し、ディスプレイ装置へ出力する。さらに、RGBゲイン制御回路16は、G信号にGゲイン係数を乗算して所望の補正されたG信号を生成し、B信号にBゲイン係数を乗算して所望の補正されたB信号を生成し、ディスプレイ装置へ出力する。
図2は、本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路における補正を示す入出力特性図である。図2の横軸は入力レベルを示し、縦軸は出力レベルを示している。細い破線は従来の白ピークブルー回路を用いた場合のB軸の入出力特性を示し、太い実線は本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路により補正されたB軸の入出力特性を示している。また、細い2点差線は従来の白ピークブルー回路を用いた場合のR軸およびG軸の入出力特性を示し、太い1点鎖線は本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路により補正されたR軸およびG軸の入出力特性を示している。図2に示したS点は従来の白ピークブルー回路が動作し始める入力レベルを表している。
本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路における補正は、R信号、G信号、およびB信号がそれぞれ独立に調整される。このため、例えば、図2に示したように、全体の明るさを変えずに白を強調したり、リミットレベルによるホワイトバランスの崩れを防ぐように、入出力特性を所望の形に設定することができる。
図2に示した(A)および(B)は、ゲイン係数が異なる領域を表している。すなわち、より入力レベルの高い(B)では、ゲイン係数を(A)に比べて徐々に下げることで、リミットレベルによりホワイトバランスが崩れることを抑制している。
次に、3つのゲイン係数(R/G/B)の具体例について説明する。図3は、本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路のゲイン係数を示すイメージ図である。図3の横軸は入力輝度レベルを示し、縦軸はそれらを補正するためのゲイン係数を示している。太い実線はB軸の補正を行うBゲイン係数を示し、太い1点鎖線はG軸およびR軸の補正を行うGゲイン係数およびRゲイン係数を示している。また、図3に示したS点は従来の白ピークブルー回路が動作し始める入力輝度レベルを表している。
本発明の実施例1にかかわる映像信号処理回路のゲイン係数は、例えば、図3に示したように、S点以上でBゲイン係数を上げ、同時にRゲイン係数およびGゲイン係数を下げている。これにより、全体の明るさを保ったまま白を強調している。
また、入力輝度レベルが高い(B)の領域では、各ゲイン係数を(A)より徐々に下げることで、上述したホワイトバランスの問題を改善している。
次に、別の具体例として肌色を表示する場合のゲイン係数について説明する。図4は、本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路のゲイン係数を示す別のイメージ図である。図4の横軸は入力色相を示し、縦軸はそれらを補正するためのゲイン係数を示している。太い実線はR軸の補正を行うRゲイン係数を示し、太い破線はG軸の補正を行うGゲイン係数を示し、太い点線はB軸の補正を行うBゲイン係数を示している。
肌色を表示する場合の本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路におけるゲイン係数は、図4に示したように、肌色付近の色相範囲のRゲイン係数を上げ、同時にBゲイン係数を下げている。こうすることで、ホワイトバランスを調整した場合でも、人の顔が青白く不健康そうに見えることを回避している。
次に、ゲイン係数作成回路13〜15の一例として、RAMに所望のテンプレートデータを格納し、これを読み出してゲイン係数を作成する場合を説明する。図5は、本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路におけるゲイン係数作成回路の詳細を示すイメージ図である。
本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路におけるゲイン係数作成回路は、テンプレートデータが格納されたRAM51を備えている。RAM51に格納されるテンプレートデータは、所望のRゲイン係数、Gゲイン係数、およびBゲイン係数を輝度レベル、色相範囲、および彩度レベルごとに並べたテーブルデータである。
RAM51には、テンプレートデータがその輝度レベル、色相範囲、および彩度レベルをアドレスデータとして格納されている。したがって、RAM51を輝度レベル、色相範囲、および彩度レベルに基づいてアクセスすることで、ゲイン係数作成回路13〜15は、所望のゲイン係数を容易に生成することができる。
また、テンプレートデータは、容易に書き換えることができるので、ゲイン係数作成回路13〜15は、画質モード(例えば、映画モードなど。)に適したゲイン係数を生成するよう構成することができる。
図6は、本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路におけるテンプレートデータ作成を示す回路ブロック図である。ここでは、主に、1フレーム期間における画像信号のヒストグラムを抽出して、これをもとにテンプレートデータを作成する部分を示した。
本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路におけるテンプレートデータ作成は、フレームメモリ61、ヒストグラム検出回路62、CPU63、およびRGB補正回路64を備えている。
フレームメモリ61の第1の入力にはY入力からの輝度信号が入力され、第2の入力にはCb入力からの色差信号が入力され、第3の入力にはCr入力からの色差信号が入力されている。フレームメモリ61の第1の出力は遅延された輝度信号としてRGB補正回路64の第1の入力へ供給され、第2の出力は遅延された第1の色差信号としてRGB補正回路64の第2の入力へ供給され、第3の出力は遅延された第2の色差信号としてRGB補正回路64の第3の入力へ供給されている。
ヒストグラム検出回路62の第1の入力にはY入力からの輝度信号が入力され、第2の入力にはCb入力からの色差信号が入力され、第3の入力にはCr入力からの色差信号が入力され、出力はCPU63へ供給されている。
CPU63の出力はテンプレートデータとしてRGB補正回路64の第4の入力へ供給されている。
RGB補正回路64の第1の出力は補正されたR信号としてR出力を介してディスプレイ装置(図示していない。)へ供給され、第2の出力は補正されたG信号としてG出力を介してディスプレイ装置へ供給され、第3の出力は補正されたB信号としてB出力を介してディスプレイ装置へ供給されている。
フレームメモリ61は、入力される1フレーム分の画像データ(輝度信号および2つの色差信号)を一時記憶する。ヒストグラム検出回路62は、入力される画像データから1フレームごとに輝度信号レベルなどのヒストグラム検出を行い、これをヒストグラムデータとしてCPU63へ出力する。CUP63は、ヒストグラムデータを演算処理し、そのフレームに最適なテンプレートデータを生成する。生成されたテンプレートデータは、RGB補正回路64へ供給される。RGB補正回路64は、図1に示した構成で、そのゲイン係数作成回路13〜15は図5に示したRAM51を有している。CPU63からのテンプレートデータは、RAM51に格納され、そのフレームのゲイン係数として使用される。
このように、1フレームごとにヒストグラムデータを生成することで、本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路は、1フレームごとに最適なRGB補正を行っている。
上記実施例1によれば、原色信号が輝度、彩度レベルおよび色相範囲に応じてRGBそれぞれ独立にゲイン調整されるので、所望の入出力特性を持った映像信号処理回路を実現することができる。
したがって、上記実施例1によれば、従来の白ピークブルー回路やホワイトバランス調整回路での問題点であった、入力信号が持つ本来の明るさより出力が明るい、リミットレベル以上の入力信号時にホワイトバランスが崩れる、人の顔が不健康に見えるなどといったことを容易に改善することができる。
また、上記実施例1によれば、ゲイン係数を画像データのヒストグラム検出を元に1フレームごとに行っているので、画像データにあった適切なRGB補正を行うことができる。さらに、上記実施例1によれば、ゲイン係数をテンプレートデータとして容易に書き換えることができるので、画質モードにあった自由度の高いRGB補正を行うことができる。
図7は、本発明の実施例2に係わる映像信号処理回路を示す回路ブロック図である。ここでは、主に、3つの原色信号の補正にかかわる部分を示した。
本発明の実施例2に係わる映像信号処理回路は、RGB変換回路71、彩度検出回路72、3つのゲイン係数作成回路73〜75(以下、それぞれを「Rゲイン係数作成回路73」、「Gゲイン係数作成回路74」、および「Bゲイン係数作成回路75」という。)、およびRGBゲイン制御回路76を備えている。
RGB変換回路71の第1の入力にはY入力からの輝度信号が入力され、第2の入力にはCb入力からの色差信号が入力され、第3の入力にはCr入力からの色差信号が入力され、RGB変換回路71の第1の出力は第1の原色信号(以下、「R信号」という。)としてRGBゲイン制御回路76の第1の入力へ供給され、第2の出力は第2の原色信号(以下、「G信号」という。)としてRGBゲイン制御回路76の第2の入力へ供給され、第3の出力は第3の原色信号(以下、「B信号」という。)としてRGBゲイン制御回路76の第3の入力へ供給されている。
彩度検出回路72の第1の入力にはCb入力からの色差信号が入力され、第2の入力にはCr入力からの色差信号が入力され、彩度検出回路72の出力は彩度レベルデータとしてRゲイン係数作成回路73、Gゲイン係数作成回路74、およびBゲイン係数作成回路75のそれぞれ第1の入力へ供給されている。
Rゲイン係数作成回路73の第2の入力にはY入力からの輝度信号が入力され、Rゲイン係数作成回路73の出力はRゲイン係数としてRGBゲイン制御回路76の第4の入力へ供給されている。
Gゲイン係数作成回路74の第2の入力にはY入力からの輝度信号が入力され、Gゲイン係数作成回路74の出力はGゲイン係数としてRGBゲイン制御回路76の第5の入力へ供給されている。
Bゲイン係数作成回路75の第2の入力にはY入力からの輝度信号が入力され、Bゲイン係数作成回路75の出力はBゲイン係数としてRGBゲイン制御回路76の第6の入力へ供給されている。
RGBゲイン制御回路76の第1の出力は補正されたR信号としてR出力を介してディスプレイ装置(図示していない。)へ供給され、第2の出力は補正されたG信号としてG出力を介してディスプレイ装置へ供給され、第3の出力は補正されたB信号としてB出力を介してディスプレイ装置へ供給されている。
RGB変換回路71およびRGBゲイン制御回路76の構成、機能、および動作は、実施例1と同様なので説明は省略する。
彩度検出回路72は、入力される2つの色差信号(Cb入力、Cr入力)から彩度レベルを検出し、これを彩度レベルデータとしてゲイン係数作成回路73〜75へ出力する。
Rゲイン係数作成回路73は、Y入力からの輝度信号と彩度検出回路72からの彩度レベルデータとに基づいて、RGB変換回路71が出力するR信号に対して一定範囲ごとに入出力特性を補正するRゲイン係数を生成する。
Gゲイン係数作成回路74およびBゲイン係数作成回路75の構成、機能、および動作は、Rゲイン係数作成回路73と同様である。Rゲイン係数作成回路73との違いは、Gゲイン係数作成回路74が、RGB変換回路71からのG信号を補正するGゲイン係数を生成し、Bゲイン係数作成回路75が、RGB変換回路71からのB信号を補正するBゲイン係数を生成することである。
実施例2では、上述したように、ゲイン係数の生成にあたって色相範囲データを使用しないので、実施例1のように複雑で自由度の高いRGB補正をすることはできない。しかし、その分ゲイン係数回路やRGBゲイン制御回路76などの構成をシンプルにすることができる。
上記実施例2によれば、原色信号が輝度および彩度レベルに応じてRGBそれぞれ独立にゲイン調整されるので、簡単な回路構成で所望の入出力特性を持った映像信号処理回路を実現することができる。
したがって、上記実施例2によれば、従来の白ピークブルー回路やホワイトバランス調整回路での問題点であった、入力信号が持つ本来の明るさより出力が明るい、リミットレベル以上の入力信号時にホワイトバランスが崩れるといったことを容易に改善することができる。
本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路を示す回路ブロック図。 本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路における補正を示す入出力特性図。 本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路のゲイン係数を示すイメージ図。 本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路のゲイン係数を示す別のイメージ図。 本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路におけるゲイン係数作成回路の詳細を示すイメージ図。 本発明の実施例1に係わる映像信号処理回路におけるテンプレートデータ作成を示す回路ブロック図。 本発明の実施例2に係わる映像信号処理回路を示す回路ブロック図。 従来の白ピークブルー補正を示す輝度特性図。 従来の白ピークブルー補正を示す入出力特性図。 従来のホワイトバランス調整方法を示す入出力特性図。
符号の説明
11、71 RGB変換回路
12 彩度色相検出回路
13、73 Rゲイン係数作成回路
14、74 Gゲイン係数作成回路
15、75 Bゲイン係数作成回路
16、76 RGBゲイン制御回路
72 彩度検出回路

Claims (5)

  1. 入力される輝度信号および色差信号に基づいて、ディスプレイ装置に表示するための原色信号を生成するRGB変換手段と、
    前記色差信号から彩度レベルと色相範囲を検出し、これらを彩度レベルデータおよび色相範囲データとして出力する彩度色相検出手段と、
    前記輝度信号、前記彩度レベルデータ、および前記色相範囲データに基づいて、前記原色信号を補正するためのゲイン係数を生成するゲイン係数作成手段と、
    前記ゲイン係数を用いて前記原色信号を補正し、前記ディスプレイ装置へ出力するゲイン制御手段を有することを特徴とする映像信号処理回路。
  2. 入力される輝度信号および色差信号に基づいて、ディスプレイ装置に表示するための原色信号を生成するRGB変換手段と、
    前記色差信号から彩度レベルを検出し、これを彩度レベルデータとして出力する彩度検出手段と、
    前記輝度信号および前記彩度レベルデータに基づいて、前記原色信号を補正するためのゲイン係数を生成するゲイン係数作成手段と、
    前記ゲイン係数を用いて前記原色信号を補正し、前記ディスプレイ装置へ出力するゲイン制御手段を有することを特徴とする映像信号処理回路。
  3. 前記RGB変換手段は、赤(R)、緑(G)、および青(B)に対応して3つの前記原色信号を生成し、
    前記ゲイン係数作成手段は、前記3つの原色信号を独立して補正するためにそれぞれに対応した3つの前記ゲイン係数を生成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の映像信号処理回路。
  4. 前記ゲイン係数作成手段は、前記輝度信号、前記彩度レベルデータ、および前記色相範囲データに基づいて特定されるアドレスにその入力レベルでの前記ゲイン係数が格納されている記憶手段を有することを特徴とする請求項1に記載の映像信号処理回路。
  5. 入力される映像信号の画質を評価するために、所定の時間において前記輝度信号および前記色差信号の入力レベルに関するヒストグラムを生成するヒストグラム検出手段と、
    前記ヒストグラム検出手段での前記映像信号の画質評価に合わせて前記原色信号の補正を行うために、前記記憶手段に格納する前記ゲイン係数を前記ヒストグラムに基づいて前記入力レベルごとに演算し、それらを前記記憶手段へ格納する演算手段をさらに有することを特徴とする請求項4に記載の映像信号処理回路。
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