色調校正裝置的製作方法
2023-09-11 18:17:40 2
專利名稱：色調校正裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及顯示圖象的機器中，對圖象亮度信號進行色調校正的色調校正裝置，特別涉及具有在數字處理中進行模擬處理中所進行的反饋校正的結構的裝置。
背景技術：
近年來，並沒想到彩色電視接收機的大型化，為了更鮮明地動態放映圖象，對於圖象亮度信號，設置給黑側提高色調的黑色電平校正電路或伽馬校正電路等色調校正裝置的場合可能漸漸增多。並且，為了進一步提高色調校正的精度，採用數位訊號處理技術可能漸漸多起來。
圖18表示，例如特開平4-37263號公報中所示現有對亮度信號的色調校正裝置方框構成圖。圖18的色調校正裝置具備最大亮度電平檢測電路1401、比較該最大亮度電平檢測電路1401的輸出與基準值的比較電路1402、根據該比較電路1402的輸出進行伽馬校正的伽馬校正電路1403、把RGB信號供給陰極射線管(CRT)的矩陣電路1404、以及CRT1405。
以下，說明有關工作。最大亮度電平檢測電路1401，假定輸出亮度信號B為輸入，檢測輸出亮度信號B的1場內最大亮度電平C，並向比較電路1402輸出。
在比較電路1402中，對最大亮度電平C與從3外部輸入的基準亮度電平D進行比較，將其比較信號E向伽馬校正電路1403輸出。
伽馬校正電路1403，根據上述比較信號E值，控制伽馬校正增益，對輸入亮度信號A進行伽馬校正，輸出具有如圖19(a)、(b)所示這樣伽馬校正特性的輸出亮度信號B。即，最大亮度電平C比基準亮度電平D還大的場合，如圖19(a)所示，進行抑制白側色調的這種伽馬校正，最大亮度電平C比基準亮度電平D要小的場合，如圖19(b)所示通過進行提高白側色調的反伽馬校正，獲得輸出亮度信號B，並向矩陣電路1404輸出。
矩陣電路1404中，採用對輸出亮度信號B和色信號Cin進行矩陣運算的辦法，求出輸出信號R(紅)、G(綠)、B(蘭)，並向CRT1405輸出。
而且，通過用上述輸出信號R、G、B驅動CRT1405，獲得色調校正後的圖象。
如以上那樣構成現有的色調校正裝置，由於用比較電路1402，進行對作為最大亮度電平檢測電路1401輸出的最大亮度電平C與基準亮度電平D的比較，根據該比較信號E控制伽馬校正增益，通過使輸出亮度信號B和基準亮度電平D變成相等的這種模擬反饋控制，進行色調校正。但是，如上述，近年來圖象信號處理的數位化流中，上述色調校正裝置中用模擬法進行的反饋控制，在數字反饋控制中也需要移行。
發明內容
本發明鑑於以上這種形狀而做出發明，因而其目的在於提供一種即使數字方式也能進行利用反饋處理的色調校正，而且能以高精度控制的色調校正裝置。
關於本發明第1方面的色調校正裝置，就是一種根據輸出亮度信號對輸入亮度信號進行校正以便獲得對於圖象輸入亮度信號具有規定特性輸出的色調校正裝置，包括檢測色調校正完了的輸出亮度信號的輸出最大亮度電平的輸出最大亮度電平檢測裝置；對作為上述輸出最大亮度電平檢測裝置輸出的輸出最大亮度電平與從外部給予的第1基準亮度電平的差分值進行運算的第1減法裝置；上述第1減法裝置輸出的差分值絕對值為大的時候，基於作為輸出的加減量變化部分增大的這種特性曲線，輸出對應上述差分值的規定加減量的校正增益加減量生成裝置；將上述校正增益加減量生成裝置輸出的加減量與現在的校正增益相加或相減，作為校正增益輸出的校正增益生成裝置；基於從外部給予第2基準亮度電平，進行對上述輸入亮度信號的發生伽馬校正信號的伽馬校正信號發生裝置；通過將上述校正增益生成裝置輸出的校正增益跟上述伽馬校正信號發生裝置輸出的伽馬校正信號相乘，作為伽馬校正量輸出的乘法裝置；以及通過從上述輸入亮度信號中減去上述乘法裝置輸出的伽馬校正量，對上述輸入亮度信號進行伽馬校正的第2減法裝置。
並且，關於本發明第2方面的色調校正裝置，是在第1方面所述的色調校正裝置中，作為上述第1基準亮度電平和第2基準亮度電平，使用顯像管上顯出圖象為模糊的亮度電平的模糊亮度電平。
並且，關於本發明第3方面的色調校正裝置，就是在第1方面所述的色調校正裝置中，包括檢測輸入亮度信號的最大亮度電平的輸入最大亮度電平檢測裝置；對作為上述輸入最大亮度電平檢測裝置輸出的輸入最大亮度電平與上述第1基準亮度電平進行比較的比較裝置；通過將作為上述乘法裝置輸出的伽馬校正量跟上述輸入亮度信號相加，對輸入亮度信號進行伽馬校正的加法裝置；以及根據上述比較裝置的比較結果，轉換並輸出上述第2減法裝置輸出和上述加法裝置輸出的輸出選擇裝置，關於上述比較裝置，當上述輸入最大亮度電平比上述第1基準亮度電平還大的場合，通過用上述選擇裝置選擇輸出上述第2減法裝置的輸出進行伽馬校正，另一方面，上述輸入最大亮度電平比上述第1基準亮度電平要小的場合，通過用上述選擇裝置選擇輸出上述加法裝置的輸出進行提高亮度信號白側色調的反伽馬校正。
並且，關於本發明第4方面的色調校正裝置，就是一種根據輸出亮度信號對輸入亮度信號進行校正以便獲得對於圖象輸入亮度信號具有規定特性輸出的色調校正裝置，包括檢測色調校正完了的輸出亮度信號的輸出最小亮度電平的輸出最小亮度電平檢測裝置；對作為上述輸出最小亮度電平檢測裝置輸出的輸出最小亮度電平與從外部給予的第1基準亮度電平的差分值進行運算的第1減法裝置；上述第1減法裝置輸出的差分值絕對值為大的時候，基於作為輸出的加減量變化部分增大的這種特性曲線，輸出對應上述差分值的規定加減量的校正增益加減量生成裝置；將上述校正增益加減量生成裝置輸出的加減量與現在的校正增益相加或相減，作為校正增益輸出的校正增益生成裝置；基於從外部給予第2基準亮度電平，進行對上述輸入亮度信號的發生黑色電平校正信號的黑色電平校正信號發生裝置；通過將作為上述校正增益發生裝置輸出的校正增益跟作為上述黑色電平校正信號生成裝置輸出的黑色電平校正信號相乘，作為黑色電平校正量輸出的乘法裝置；以及通過從上述輸入亮度信號中減去上述乘法裝置輸出的黑色電平校正量，對上述輸入亮度信號進行黑色電平校正的第2減法裝置。
並且，關於本發明第5方面的色調校正裝置，就是在第1方面所述的色調校正裝置中，包括檢測色調校正完了的輸出亮度信號的輸出最小亮度電平的輸出最小亮度電平檢測裝置；對作為上述輸出最小亮度電平檢測裝置輸出的輸出最小亮度電平與從外部給予的第3基準亮度電平的差分值進行運算的第3減法裝置；基於從外部給予第4基準亮度電平，進行對從上述第2減法裝置輸出的輸入亮度信號的發生黑色電平校正信號的黑色電平校正信號發生裝置；基於作為上述第3減法裝置輸出的差分值的絕對值，將由上述校正增益加減量生成裝置和校正增益生成裝置獲得的第2校正增益與上述黑色電平校正信號發生裝置的輸出相乘的第2乘法裝置；以及通過從上述第2減法裝置輸出中減去上述第2乘法裝置輸出，對上述伽馬校正完了的亮度信號進行黑色電平校正的第4減法裝置。
並且，關於本發明第6方面的色調校正裝置，就是在第4方面所述的色調校正裝置中，具備檢測色調校正完了的輸出亮度信號的輸出最大亮度電平的輸出最大亮度電平檢測裝置；對作為上述輸出最大亮度電平檢測裝置輸出的輸出最大亮度電平與從外部給予的第3基準亮度電平的差分值進行運算的第3減法裝置；基於從外部給予第4基準亮度電平，進行對從上述第2減法裝置輸出的亮度信號的發生伽馬校正信號的伽馬校正信號發生裝置；基於作為上述第3減法裝置輸出的差分值的絕對值，將由上述校正增益加減量生成裝置和校正增益生成裝置獲得的第2校正增益與上述伽馬校正信號發生裝置輸出相乘的第2乘法裝置；以及通過從上述第2減法裝置輸出中減去上述第2乘法裝置輸出，對上述黑色電平校正完了的亮度信號進行伽馬校正的第4減法裝置。
如以上那樣，按照本發明第1方面的色調校正裝置，由於根據輸出亮度信號對相應的輸入亮度信號進行校正以便獲得對於圖象輸入亮度信號具有規定特性輸出的色調校正裝置，包括檢測色調校正完了的輸出亮度信號的輸出最大亮度電平的輸出最大亮度電平檢測裝置；對作為上述輸出最大亮度電平檢測裝置輸出的輸出最大亮度電平與從外部給予的第1基準亮度電平的差分值進行運算的第1減法裝置；上述第1減法裝置輸出的差分值絕對值為大的時候，基於作為輸出的加減量變化部分增大的這種特性曲線，輸出對應上述差分值的規定加減量的校正增益加減量生成裝置；將上述校正增益加減量生成裝置輸出的加減量，對校正增益進行相加或相減，作為校正增益輸出的校正增益生成裝置；基於從外部給予第2基準亮度電平，進行對上述輸入亮度信號的發生伽馬校正信號的伽馬校正信號發生裝置；通過將上述伽馬校正信號生成裝置輸出的伽馬校正信號跟上述校正增益生成裝置輸出的校正增益相乘，作為伽馬校正量輸出的乘法裝置；以及通過從上述輸入亮度信號中減去作為上述乘法裝置輸出的伽馬校正量，對上述輸入亮度信號進行伽馬校正的第2減法裝置，因而在數字反饋控制方面響應性也很好，能收斂到規定的亮度電平，獲得可用數字反饋控制實現以往用模擬反饋控制進行色調校正的一個伽馬校正的這種效果。
並且，關於本發明第2方面的色調校正裝置，由於在第1方面所述的色調校正裝置中，作為上述第1基準亮度電平和第2基準亮度電平，使用顯像管上顯出圖象為模糊的亮度電平的模糊亮度電平，因而能夠防止輸出亮度信號的輸出最大亮度電平成為模糊亮度電平以上，所以獲得能夠減少CRT特有現象的模糊，進行也許色調校正的這種效果。
並且，關於本發明第3方面的色調校正裝置，由於在第1方面所述的色調校正裝置中，具備檢測上述輸入亮度信號的輸入最大亮度電平檢測裝置；對作為上述輸入最大亮度電平檢測裝置輸出的輸入最大亮度電平與上述第1基準亮度電平進行比較的比較裝置；通過將作為上述乘法裝置輸出的伽馬校正量跟上述輸入亮度信號相加，對輸入亮度信號進行伽馬校正的加法裝置；以及根據上述比較裝置的比較結果，轉換並輸出上述第2減法裝置輸出和上述加法裝置輸出的輸出選擇裝置，關於上述比較裝置，當上述輸入最大亮度電平比上述第1基準亮度電平還大的場合，通過用上述選擇裝置選擇輸出上述第2減法裝置的輸出進行伽馬校正，另一方面，上述輸入最大亮度電平比上述第1基準亮度電平要小的場合，通過用上述選擇裝置選擇輸出上述加法裝置的輸出，進行提高亮度信號白側色調的反伽馬校正，因而能夠擴大圖象信號的白色側動態範圍，達到能夠獲得更鮮明動態圖象的這種效果。
並且，關於本發明第4方面的色調校正裝置，由於根據輸出亮度信號對輸入亮度信號進行校正以便獲得對於圖象輸入亮度信號具有規定特性輸出的色調校正裝置，具備檢測色調校正完了的輸出亮度信號的輸出最小亮度電平的輸出最小亮度電平檢測裝置；對作為上述輸出最小亮度電平檢測裝置輸出的輸出最小亮度電平與從外部給予的第1基準亮度電平的差分值進行運算的第1減法裝置；上述第1減法裝置輸出的差分值絕對值為大的時候，基於作為輸出的加減量變化部分增大的這種特性曲線，輸出對應上述差分值的規定加減量的校正增益加減量生成裝置；將上述校正增益加減量生成裝置輸出的加減量，對校正增益進行相加或相減，作為校正增益輸出的校正增益生成裝置；基於從外部給予第2基準亮度電平，進行對上述輸入亮度信號的發生黑色電平校正信號的黑色電平校正信號發生裝置；通過將作為上述校正增益生成裝置的校正增益跟作為上述黑色電平校正信號發生裝置輸出的黑色電平校正信號相乘，作為黑色電平校正量輸出的乘法裝置；以及通過從上述輸入亮度信號中減去上述乘法裝置輸出的黑色電平校正量，對上述輸入亮度信號進行黑色電平校正的第2減法裝置，因而在數字反饋控制方面響應性也很好，能收斂到規定的亮度電平，獲得可用數字反饋控制實現以往用模擬反饋控制進行色調校正的一個黑色電平校正的這種效果。
並且，關於本發明第5方面的色調校正裝置，由於在第1方面所述的色調校正裝置中，具備檢測色調校正完了的輸出亮度信號的輸出最小亮度電平的輸出最小亮度電平檢測裝置；對作為上述輸出最小亮度電平檢測裝置輸出的輸出最小亮度電平與從外部給予的第3基準亮度電平的差分值進行運算的第3減法裝置；基於從外部給予第4基準亮度電平，進行對從上述第2減法裝置輸出的輸入亮度信號的發生黑色電平校正信號的黑色電平校正信號發生裝置；基於作為上述第3減法裝置輸出的差分值的絕對值，將由上述校正增益加減量生成裝置和校正增益生成裝置獲得的第2校正增益與上述黑色電平校正信號發生裝置的輸出相乘的第2乘法裝置；以及通過從上述第2減法裝置輸出中減去上述第2乘法裝置輸出，對上述伽馬校正完了的亮度信號進行黑色電平校正的第4減法裝置，因而對輸入亮度信號，能夠進行黑色側、白色側的雙方進行色調校正，達到能夠獲得更鮮明動態圖象的這種效果。
並且，關於本發明第6方面的色調校正裝置，由於在第4方面所述的色調校正裝置中，具備檢測色調校正完了的輸出亮度信號的輸出最大亮度電平的輸出最大亮度電平檢測裝置；對作為上述輸出最大亮度電平檢測裝置輸出的輸出最大亮度電平與從外部給予的第3基準亮度電平的差分值進行運算的第3減法裝置；基於從外部給予第4基準亮度電平，進行對從上述第2減法裝置輸出的亮度信號的發生伽馬校正信號的伽馬校正信號發生裝置；基於作為上述第3減法裝置輸出的差分值的絕對值，將由上述校正增益加減量生成裝置和校正增益生成裝置獲得的第2校正增益與上述伽馬校正信號發生裝置輸出相乘的第2乘法裝置；以及通過從上述第2減法裝置輸出中減去上述第2乘法裝置輸出，對上述黑色電平校正完了的亮度信號進行伽馬校正的第4減法裝置，因而對輸入亮度信號，能夠進行黑色側、白色側的雙方進行色調校正，達到能夠獲得更鮮明動態圖象的這種效果。
圖1表示本發明實施例1的色調校正裝置構成框圖。
圖2記載用於說明上述實施例1的色調校正裝置整體工作的流程圖。
圖3記載用於說明有關上述實施例1色調校正裝置的校正增益加減量生成電路的加減量Hk生成方法流程圖。
圖4表示上述實施例1色調校正裝置的校正增益加減量生成電路的加減量與絕對值|S|的關係一例圖。
圖5表示上述實施例1色調校正裝置的伽馬校正信號發生電路的輸入亮度信號Yin與伽馬校正信號Gs的關係圖。
圖6表示上述實施例1色調校正裝置的伽馬校正量Gr與輸入亮度信號Yin的關係圖。
圖7表示上述實施例1色調校正裝置的輸入亮度信號Yin與輸出亮度信號Yo的關係圖。
圖8表示上述實施例1色調校正裝置的變形例的色調校正裝置構成框圖。
圖9表示本發明實施例2的色調校正裝置構成框圖。
圖10(a)表示上述實施例2的輸入亮度信號Yin與輸出亮度信號Yo的關係圖。(Y2max＞Yb1的場合)圖10(b)表示上述實施例2的輸入亮度信號Yin與輸出亮度信號Yo的關係圖。(Y2max＜Yb1的場合)圖11表示本發明實施例3的色調校正裝置構成框圖。
圖12表示上述實施例3色調校正裝置的黑色電平校正信號發生電路的輸入亮度信號Yin與黑色電平校正信號Bs的關係圖。
圖13表示上述實施例3色調校正裝置的黑色電平校正信號發生電路的黑色電平校正量Br與輸入亮度信號Yin的關係圖。
圖14表示上述實施例3色調校正裝置的輸入亮度信號Yin與輸出亮度信號Yo的關係圖。
圖15表示本發明實施例4的色調校正裝置構成框圖。
圖16是用於說明通過時分，求出上述實施例4色調校正裝置的校正增益Hbg和Hgg的方法一例圖。
圖17表示上述實施例4色調校正裝置的輸入亮度信號Yin與輸出亮度信號Yo的關係圖。
圖18表示對現有亮度信號的色調校正裝置的構成框圖。
圖19(a)表示對現有亮度信號的色調校正裝置輸入輸出特性圖。(最大亮度電平C＞基準亮度電平D的場合)圖19(b)表示對現有亮度信號的色調校正裝置輸入輸出特性圖。(最大亮度電平C＜基準亮度電平D的場合)具體實施方式
(實施例1)以下，邊參照附圖，邊說明有關本發明實施例1的色調校正裝置。
圖1是表示本實施例1的色調校正裝置構成圖。如圖1所示，色調校正裝置包括檢測輸出亮度信號Yo的最大亮度電平的輸出最大亮度電平檢測電路101；從輸出最大亮度電平檢測電路101輸出減去第1基準亮度電平Yb1的第1減法電路102；根據第1減法電路102的輸出，演算校正增益加減量的校正增益加減量生成電路103；生成與校正增益加減量生成電路103運算結果相應係數的校正增益的校正增益生成電路104；把輸入亮度信號Yin和第2基準亮度電平Yb2作為輸入，發生伽馬校正信號的伽馬校正信號發生電路105；把該伽馬校正信號發生電路105的輸出Gs與上述校正增益生成電路104的輸出Hg相乘的乘法電路106；以及從上述輸入亮度信號Yin減去上述乘法電路106的輸出GR的第2減法電路107。另外，V是垂直同步信號，並輸入到上述輸出最大亮度電平檢測電路101。
一邊參照圖2的流程圖，一邊說明有關如以上構成的色調校正裝置，以下有關其工作。
一旦處理開始，就在步驟S200，輸出最大亮度電平檢測電路101檢出輸出亮度信號Yo的1場內輸出最大亮度電平Ymax，向第1減法電路102輸出。假定為輸出最大亮度電平Ymax，也可以求出輸出亮度信號Yo的幾場內最大亮度電平。
而且，在步驟S201，第1減法電路102，利用S＝Ymax-Yb1 …(1)運算輸出最大亮度電平Ymax與作為從外部輸入給出的第1基準亮度電平Yb1的差分值，並向校正增益加減量生成電路103輸出。
在步驟S202，校正增益加減量生成電路103要這樣進行控制，當差分值S的絕對值|S|大的時候，使其校正增益Hg的加減量Hk增加，相反地小的時候，使校正增益Hg的加減量Hk減小，並將其加減量Hk輸出給校正增益生成電路104。這時，差分值S的正負符號也同時轉送給校正增益生成電路104。以下，邊參照附圖邊說明校正增益加減量生成電路103的工作。
圖3是用流程圖表示有關校正增益加減量生成電路的加減量Hk生成方法。圖3中，K1、K2、K3、K4(K1＜K2＜K3＜K4)是為判斷絕對值|S|的大小用的可任意設定的比較電平，J1、J2、J3、J4(J1＜J2＜J3＜J4)表示與絕對值|S|的大小適應的加減量Hk。這裡，J1～J4的值是可任意設定的。加減量Hk按照圖2的流程，根據絕對值|S|的大小，選取J1～J4中某個值。
圖4是表示校正增益加減量生成電路103的加減量Hk與絕對值|S|的關係一例圖。
如圖4所示，校正增益加減量生成電路103要這樣工作，當絕對值|S|為大時增加加減量Hk，相反絕對值|S|小時減少加減量Hk。
在步驟S203，校正增益生成電路104，根據輸出最大亮度電平Ymax與第1基準亮度電平Yb1的大小關係，通過對現在的校正增益Hg加上、或減去加減量Hk，求出新的校正增益Hg，送給乘法電路106。即，校正增益生成電路104，要在輸出最大亮度電平Ymax比第1基準亮度電平Yb1還大的場合，根據Hg＝Hg+Hk …(2)求出校正增益Hg，使其校正增益增加，相反，在輸出最大亮度電平Ymax比第1基準亮度電平Yb1還小的場合，根據Hg＝Hg-Hk …(3)求出校正增益Hg，使其校正增益減少。
另外，Ymax在與Yb1相等的場合，成為反饋收斂，因而加減量Hk為零，校正增益Hg的大小變成恆定。
在步驟S204，伽馬校正信號發生電路105按照作為從外部輸給的第2基準亮度電平Yb2，求出與輸入亮度信號Yin對應的伽馬校正信號Gs，送給乘法電路106。
圖5是表示伽馬校正信號發生電路105的輸入亮度信號Yin與伽馬校正信號Gs的關係圖。圖5中，x軸表示輸入亮度信號Yin，y軸表示伽馬校正信號Gs。在x軸上邊，設定按照第2基準亮度電平Yb2設定的限幅電平SLa、SLb、SLc(SLa＜SLb＜SLc)。伽馬校正信號發生電路105，按照這些限幅電平SLa、SLb、SLc，把伽馬校正信號Gs對輸入亮度信號Yin作為如圖5那樣的折線特性進行輸出。根據Gs＝g(Yin)，求出伽馬校正信號Gs，函數g(Yin)，例如可用g(Yin)＝0且，(Yin≤SLa)…(4)g(Yin)＝Yin-SLa且，(SLa＜Yin≤SLb)…(5)
g(Yin)＝(Yin-SLa)+(Yin-SLb)且，(SLb＜Yin≤SLc)…(6)g(Yin)＝(Yin-SLa)+(Yin-SLb)+(Yin-SLc)且，(SLc＜Y)…(7)表達。
即，伽馬校正信號Gs，在輸入亮度信號Yin的電平為圖6中A區域的場合由(4)式求出，B區域的場合由(5)式求出，C區域的場合由(6)輸求出，D區域的場合由(7)式求出。
這樣，通過求出輸入亮度信號Yin與限幅電平SLa、SLb、SLc的差分值，分別將差分值相加，就能夠獲得伽馬校正信號Gs對輸入亮度信號Yin，成為圖5的折線特性。另外，本實施例中，雖然基於第2基準亮度電平Yb2求出3個限幅電平，但是也可以從外部輸入這3個限幅電平。並且，雖然根據3點的限幅電平求出伽馬校正信號Gs，利用3點以上或3點以下的限幅電平也可以這樣求出。
在步驟S205，通過乘法電路106將校正增益Hg跟伽馬校正信號Gs相乘，求出伽馬校正量Gr，輸出給第2減法電路107。
圖6是表示伽馬校正量Gr與輸入亮度信號Yin的關係圖。圖6中分別表示，折線特性T1是校正增益Hg大時的特性，折線特性T2是小時的特性。由圖6很清楚，校正增益Hg越大，伽馬校正量Gr也越取大的值。
在第2減法電路107中，在步驟S206，從輸入亮度信號Yin減去上述伽馬校正量Gr，把求出結果作為輸出亮度信號Yo。
圖7是表示輸入亮度信號Yin與輸出亮度信號Yo的關係圖。圖7中，分別表示輸入輸出L0是無校正時的特性，輸入輸出特性L1是伽馬校正弱的場合，輸入輸出特性L2是伽馬校正強的場合。由圖7很清楚，從第2減法電路107輸出的輸出亮度信號Yo，通過伽馬校正抑制白色側的色調。並且，輸出亮度信號Yo是利用使輸出最大亮度電平Ymax變成與第1基準亮度電平Yb1相等這樣的數字反饋控制，從第2減法電路107輸出來的。
這樣一來，得到的輸出亮度信號Yo，再次在步驟S200，送到輸出最大亮度電平檢測電路101，變成進行反饋控制。
並且，圖2中表示的處理，定時地在一個垂直同步期間內處理的精度，就反饋精度上來說是理想的。
另外，對於本實施例中的校正增益加減量生成電路103和校正增益生成電路104，雖然以各種框圖電路表示出來，但也能使用CPU等共用運算處理電路來實現。
按照如以上構成的本實施例1的色調校正裝置，採用作成具備校正增益加減量生成電路103和校正增益生成電路104，藉助於校正增益加減量生成電路103，對第1基準亮度電平Yb1與最大亮度電平之差S，求出如圖4所示那樣的非線性加速單調增加關係的校正增益加減量，差分值大時進行伽馬校正的構成，在數字反饋控制方面響應性也很好，能夠成為輸出最大亮度電平Ymax與第1基準亮度電平Yb1相等的這種反饋控制，就能夠利用數字的反饋控制實現用現有模擬反饋控制進行色調校正的一個伽馬校正。
(實施例1的變形例)圖8是表示本實施例1的變形例的色調校正裝置框圖。圖8的色調校正裝置就是在圖的色調校正裝置中，設法使其採用作為圖形發生模糊(Blooming像散)的亮度電平的模糊亮度電平Ybul，代替第1基準亮度電平Yb1和第2基準亮度電平Yb2。各構成要素的工作原理與圖1的色調校正裝置同樣，因而起說明省略。
按照這樣構成的圖8色調校正裝置，通過採用模糊亮度電平Ybul，可以防止輸出亮度信號Yo的輸出最大亮度電平Ymax變成模糊Ybul以上，所以能夠對CRT固有現象的模糊降低進行有效的色調校正。
另外，本實施例1中的第1基準亮度電平Yb1和第2基準亮度電平Yb2，也可以成為由外部任意設定的構成。通過使用這樣的構成，由於在製造階段一邊監視實際圖象一邊調整第1基準亮度電平Yb1和第2基準亮度電平Yb2，控制不適當的伽馬校正效果，能否獲得傳輸圖象真實的影像。
另外，本變形例中，第1基準亮度電平Yb1和第2基準亮度電平Yb2一起變成模糊亮度電平Ybul，然而也可以只把第1基準亮度電平Yb1變成模糊Ybul，也可以只把第2基準亮度電平Yb2變成模糊Ybul。因此，可以由用戶操作改變校正特性，能夠進行與用戶愛好相應的伽馬校正。另外，作成這樣構成的場合，為了沒有設定模糊亮度電平的另一方亮度電平，在伽馬校正處理上使其沒有招來破綻，需要注意設法使其設定不超過模糊電平。
(實施例2)圖9是表示本發明實施例2的色調校正裝置構成框圖。圖9的色調校正裝置是在由圖1示出的色調校正裝置中，配備從輸入亮度信號Yin檢出輸入最大亮度電平的輸入最大亮度電平檢測電路801、比較輸入最大亮度電平檢測電路801的輸出和第1基準亮度電平Yb1的大小的比較電路802、對輸入亮度信號Yin和乘法電路106的輸出進行相加的加法電路803、以及選擇第2減法電路107輸出和加法電路803輸出的一方輸出的選擇電路804。
關於如以上這樣構成的色調校正裝置，以下說明其工作。
輸入最大亮度電平檢測電路801檢測輸入亮度信號Yin的一個場內的輸入最大亮度電平Ymax2，輸出給比較電路802。另外，至於該輸入最大亮度電平Ymax2，也可以設法求出輸入亮度信號Yin的幾個場內的最大亮度電平。
比較電路802比較輸入最大亮度電平Ymax2與第1基準亮度電平Yb1的大小關係，並將其結果輸出給選擇電路804。
加法電路803將作為乘法電路106輸出的伽馬校正量Gr跟輸入亮度信號Yin相加，並向選擇電路804輸出。
選擇電路804對於比較電路802的比較結果，當輸入最大亮度電平Ymax2比第1基準亮度電平Yb1還大的時候，選擇第2減法電路107的輸出，相反當輸入最大亮度電平Ymax2比第1基準亮度電平Yb1還小的時候，選擇加法電路803的輸出，作為輸出亮度信號Yo輸出。
至於其它構成要素，因與圖1相同，這裡省略其說明。
圖10(a)表示輸入最大亮度電平Ymax2比第1基準亮度電平Yb1還大(Ymax2＞Yb1)時的輸入亮度信號Yin與輸出亮度信號Yo的關係圖。該輸入最大亮度電平Ymax2比第1基準亮度電平Yb1還大的時候，藉助於選擇電路804，選擇從第2減法電路107，即輸入亮度信號Yin減去伽馬校正量Gr的輸出，如圖10(a)所示，所以伽馬校正執行抑制亮度信號的白色側色調的這種動作。
另一方面，圖10(b)表示輸入最大亮度電平Ymax2比第1基準亮度電平Yb1還小(Ymax2＜Yb1)時的輸入亮度信號Yin與輸出亮度信號Yo的關係圖。該輸入最大亮度電平Ymax2比第1基準亮度電平Yb1還小的時候，藉助於選擇電路804，選擇從加法電路803，即把伽馬校正量Gr加到輸入亮度信號Yin上的輸出，如圖10(b)所示，所以伽馬校正作為提高亮度信號的白色側色調的逆伽馬校正動作。
按照如以上構成的本實施例2的色調校正裝置，由於設置輸入最大亮度電平檢測電路801和比較輸入最大亮度電平與第1基準亮度電平的比較電路802，根據輸入亮度信號與第1基準亮度電平的大小關係，不但能夠進行抑制亮度信號的白色側色調的伽馬校正，而且輸入最大亮度電平在基準值以下的場合，判斷為白色側亮度電平方面有餘裕，也可以進行提高白色側色調的逆伽馬校正，因而能夠擴大圖象信號的白色側動態範圍，能夠獲得更鮮明動態圖象。
(實施例3)圖11是表示本發明實施例3的色調校正裝置構成圖。圖8的色調校正裝置就是在圖1的色調校正裝置中，設法使其設置輸出最小亮度電平檢測電路1001代替輸出最大亮度電平檢測電路101，進而配備黑色電平校正信號發生電路1002代替伽馬校正信號發生電路105的裝置。變成了給黑色電平校正信號發生電路1002輸入從外部作為輸入給予的第3基準亮度電平Yb3，給第1減法電路102輸入從外部作為輸入給予的第4基準亮度電平Yb4的構成。另外，一般採用認為Yb3＞Yb4。
關於如以上構成的色調校正裝置，以下說明其工作。
輸出最小亮度電平檢測電路1001檢出輸出亮度信號Yo的一個場內的輸出最小亮度信號Ymin，輸出給第1減法電路102。另外，就輸出最小亮度信號Ymin而言，也可以使之求出輸出亮度信號Yo的幾個場內的最小亮度電平。
第1減法電路102利用S2＝Ymin-Yb4 …(8)運算輸出最小亮度電平Ymin和第4基準亮度電平Yb4的差分值，輸出給校正增益加減量生成電路103。
校正增益加減量生成電路103進行這樣的控制，在差分值S2的絕對值|S2|大的時候，使其校正增益Hg的加減量Hk增大，相反差分值S2的絕對值|S2|小的時候，使其校正增益Hg的加減量Hk減少，並把其加減量Hk輸出給校正增益生成電路104。這時，差分值S的正負符號也同時轉送校正增益生成電路104。至於加減量Hk的生成方法，也與實施例11中示出的方法同樣，因而省略其說明。
校正增益生成電路104根據輸出最小亮度電平Ymin和第4基準亮度電平Yb4的大小關係，通過對現有的校正增益Hg加上、減去加減量Hk，求出新的校正增益Hg，向乘法電路106輸出。即，校正增益生成電路104在輸出最小亮度電平Ymin比第4基準亮度電平Yb4還大的場合，利用Hg＝Hg-Hk …(9)求出校正增益Hg，使其校正增益減少，相反在輸出最小亮度電平Ymin比第4基準亮度電平Yb4還小的場合，利用Hg＝Hg+Hk …(10)求出校正增益Hg，使其校正增益增大。
黑色電平校正信號發生電路1002，根據第3基準亮度電平Yb3，求出與輸入亮度信號Yin對應的黑色電平校正信號Bs，向乘法電路106輸出。圖12是表示黑色電平校正信號發生電路1002的輸入亮度信號Yin與黑色電平校正信號Bs的關係圖。圖12中，x軸表示輸入亮度信號Yin，y軸表示黑色電平校正信號Bs的值。X軸上邊，設定第3基準亮度電平Yb3。黑色電平校正信號發生電路1002，根據第3基準亮度電平Yb3，利用Bs＝b(Yin)求出對輸入亮度信號Yin的黑色電平校正信號Bs。函數b(Yin)，例如可用b(Yin)＝Yb3-Yin且，(Yin≤Yb3)…(8)來表示。
乘法電路106通過將校正增益Hg乘以黑色電平校正信號Bs，求出黑色電平校正量Br，輸出給第2減法電路107。
圖13是表示黑色電平校正量Br與輸入亮度信號Yin的關係圖。圖3中，直線特性T3表示校正增益Hg是大的場合的特性，直線特性T4表示校正增益Hg是小的場合的特性。從圖13很清楚，校正增益Hg越大，黑色電平校正量Br也越變成大的值。
而且，第2減法電路107從輸入亮度信號Yin中減去黑色電平校正量Br，求出作為輸出亮度信號Yo。圖14是表示輸入亮度信號Yin與輸出亮度信號Yo的關係圖。圖14中，輸入輸出特性L3為無校正時的特性，輸入輸出特性L4表示黑色電平校正為弱這樣的場合，輸入輸出特性L5表示黑色電平校正為強這樣的場合。從圖14很清楚，從第2減法電路107輸出的輸出亮度信號Yo，隨黑色電平校正提高了黑色側的色調。並且，輸出亮度信號Yo，通過輸出最小亮度電平Ymin與第4基準亮度電平Yb4變成相等的這種數字反饋控制，從第2減法電路107輸出。
另外，關於本實施例的校正增益加減量生成電路103和校正增益生成電路104，分別用框圖表示，使用CPU等的共用運算處理電路也能實現。
按照如以上構成的本實施例3的色調校正裝置，與實施例1同樣，採用配備校正增益加減量生成電路103和校正增益生成電路104的辦法，在數字反饋控制方面響應性也很好，能夠使輸出最小亮度電平Ymin與第4基準亮度電平Yb4相等的這種反饋控制，能夠利用數字反饋控制，實現用現有模擬反饋控制進行的色調校正的一個黑色電平校正。
另外，本實施例3的第3基準亮度電平Yb3和第4基準亮度電平Yb4是可以由外部任意設定的，由於採用這樣的構成，就可以在製造階段一邊監視實際圖象，一邊通過調整第3基準亮度電平Yb3和第4基準亮度電平Yb4，控制不適合黑色電平校正的效果，進行細緻繪製。
(實施例4)圖15是表示本發明實施例4的色調校正裝置構成框圖。圖15的色調校正裝置變成了兼具圖11中示出的色調校正裝置伽馬校正機構和用圖11的黑色電平校正機構兩者的色調校正裝置。即，變成了對於輸入亮度信號Yin進行提高黑色側色調的黑色電平校正以後，對於黑色電平校正後的亮度信號進行抑制白色側色調的伽馬校正，獲得輸出亮度信號Yo的構成。
圖15中，A是共用運算處理部分，包括圖1和圖11中的第1減法電路102、校正增益加減量生成電路103和校正增益生成電路104。用該共用運算處理部分A，採用時分處理法，求出黑色電平校正的校正增益Hbg和伽馬校正的校正增益Hgg。圖16表示採用時分處理法，求出校正增益Hbg和Hgg的方法一例。即，用上述共用運算處理部分A，重複利用垂直同步信號V的定時，求出新的校正增益Hbg和Hgg的這種一連串運算處理。
這裡，雖然使用垂直同步信號作為進行時分處理的定時脈衝來說明，但是也可以設法使其使用水平同步信號等其它的定時脈衝。
圖17是表示輸入亮度信號Yin與輸出亮度信號Yo的關係圖，圖中，分別示出輸入輸出特性LA為無校正時的特性，輸入輸出特性LB作用黑色電平校正和伽馬電平校正兩者場合的特性。按照圖17，設法使其輸出亮度信號Yo，在輸入亮度信號Yin小的時候，即亮度電平低時，通過進行黑色電平校正提高輸出黑色側的色調，相反在輸入亮度信號Yin大的時候，即亮度電平高時，通過進行伽馬校正擠入白色側的色調。
在由這樣構成的本實施例4的色調校正裝置中，對於輸入亮度信號Yin，可以進行黑色側和白色側兩者的色調校正，與上述實施例2、3相比，能夠獲得更鮮明動態的圖象。
另外，在本實施例4中，舉例說明在進行黑色電平校正以後進行伽馬校正的構成，然而即使先進行伽馬校正，再對其信號進行黑色電平校正的場合，也能夠獲得同樣的效果。
對圖象亮度信號進行色調(gradation輝度)校正的色調校正裝置，即使在數字方式方面也採用進行高精度的反饋校正辦法，提供把一種用數字方式圖象信號處理的色調校正，例如，把伽馬校正變成能夠實現的效果。
權利要求
1.一種色調校正裝置，用於根據輸出亮度信號對輸入亮度信號進行校正以便獲得對於圖象輸入亮度信號具有規定特性的輸出，其特徵是包括檢測色調校正後的輸出亮度信號的輸出最大亮度電平的輸出最大亮度電平檢測裝置；對作為上述輸出最大亮度電平檢測裝置輸出的輸出最大亮度電平與從外部給予的第1基準亮度電平的差分值進行運算的第1減法裝置；上述第1減法裝置輸出的差分值絕對值大的時候，基於作為輸出的加減量變化部分增大的這種特性曲線，輸出與上述差分值相應的規定加減量的校正增益加減量生成裝置；將作為上述校正增益加減量生成裝置輸出的加減量與現在的校正增益相加、或相減，作為校正增益輸出的校正增益生成裝置；基於從外部給予的第2基準亮度電平，發生對上述輸入亮度信號的伽馬校正信號的伽馬校正信號發生裝置；上述伽馬校正信號發生裝置輸出的伽馬校正信號乘以上述校正增益生成裝置輸出的校正增益，作為伽馬校正量輸出的乘法裝置；以及通過從上述輸入亮度信號中減去作為上述乘法裝置輸出的伽馬校正量，對上述輸入亮度信號進行伽馬校正的第2減法裝置。
2.根據權利要求1所述的色調校正裝置，其特徵是作為上述第1基準亮度電平和第2基準亮度電平，使用使顯像管上顯出圖象為模糊的亮度電平即模糊亮度電平。
3.根據權利要求1所述的色調校正裝置，其特徵是包括檢測輸入亮度信號的最大亮度電平的輸入最大亮度電平檢測裝置；比較上述輸入最大亮度電平檢測裝置輸出的輸入最大亮度電平與上述第1基準亮度電平的比較裝置；通過將上述乘法裝置輸出的伽馬校正量與上述輸入亮度信號相加，對輸入亮度信號進行伽馬校正的加法裝置；以及根據上述比較裝置的比較結果，對上述第2減法裝置輸出和上述加法裝置輸出進行轉換輸出的輸出選擇裝置，在上述比較裝置，當上述輸入最大亮度電平比上述第1基準亮度電平大的場合，通過用上述選擇裝置選擇並輸出上述第2減法裝置的輸出進行伽馬校正，另一方面，當上述輸入最大亮度電平比上述第1基準亮度電平小的場合，通過用上述選擇裝置選擇並輸出上述加法裝置的輸出，進行提高亮度信號白側色調的反伽馬校正。
4.一種色調校正裝置，用於根據輸出亮度信號對輸入亮度信號進行校正以便獲得對於圖象輸入亮度信號具有規定特性的輸出，其特徵是包括檢測色調校正後的輸出亮度信號的輸出最小亮度電平的輸出最小亮度電平檢測裝置；對上述輸出最小亮度電平檢測裝置輸出的輸出最小亮度電平與從外部給予的第1基準亮度電平的差分值進行運算的第1減法裝置；校正增益加減量生成裝置，基於上述第1減法裝置輸出的差分值絕對值越大的時候、其輸出的加減量變化部分越大的這種特性曲線，輸出與上述差分值對應的規定加減量；將上述校正增益加減量生成裝置輸出的加減量與現在的校正增益相加、或相減，作為校正增益輸出的校正增益生成裝置；基於從外部給予第2基準亮度電平，對上述輸入亮度信號的產生黑色電平校正信號的黑色電平校正信號發生裝置；通過將上述校正增益發生裝置輸出的校正增益與上述黑色電平校正信號生成裝置輸出的黑色電平校正信號相乘，作為黑色電平校正量輸出的乘法裝置；以及通過從上述輸入亮度信號中減去上述乘法裝置輸出的黑色電平校正量，對上述輸入亮度信號進行黑色電平校正的第2減法裝置。
5.根據權利要求1所述的色調校正裝置，其特徵是包括檢測色調校正後的輸出亮度信號的輸出最小亮度電平的輸出最小亮度電平檢測裝置；對上述輸出最小亮度電平檢測裝置輸出的輸出最小亮度電平與從外部給予的第3基準亮度電平的差分值進行運算的第3減法裝置；基於從外部給予的第4基準亮度電平，對從上述第2減法裝置輸出的輸入亮度信號產生黑色電平校正信號的黑色電平校正信號發生裝置；基於上述第3減法裝置輸出的差分值絕對值，將由上述校正增益加減量生成裝置和校正增益生成裝置獲得的第2校正增益與上述黑色電平校正信號發生裝置的輸出相乘的第2乘法裝置；以及通過從上述第2減法裝置輸出中減去上述第2乘法裝置的輸出，對上述伽馬校正後的亮度信號進行黑色電平校正的第4減法裝置。
6.根據權利要求4所述的色調校正裝置，其特徵是包括檢測色調校正後的輸出亮度信號的輸出最大亮度電平的輸出最大亮度電平檢測裝置；對上述輸出最大亮度電平檢測裝置輸出的輸出最大亮度電平與從外部給予的第3基準亮度電平的差分值進行運算的第3減法裝置；基於從外部給予第4基準亮度電平，對從上述第2減法裝置輸出的亮度信號產生伽馬校正信號的伽馬校正信號發生裝置；基於上述第3減法裝置輸出的差分值的絕對值，將由上述校正增益加減量生成裝置和校正增益生成裝置獲得的第2校正增益與上述伽馬校正信號發生裝置輸出相乘的第2乘法裝置；以及通過從上述第2減法裝置輸出中減去上述第2乘法裝置的輸出，對上述黑色電平校正後的亮度信號，進行伽馬校正的第4減法裝置。
全文摘要
一種色調校正裝置，在數字處理中也能採用反饋處理進行色調校正，而且可提供高精度控制。它包括校正增益加減量生成電路(103)和校正增益生成電路(104)。校正增益加減量生成電路(103)求出相對於第1基準亮度電平Yb1與最大亮度電平之差S成非線性關係的校正增益加減量，差分值表示大進行的伽馬校正越大。
文檔編號G06T5/00GK1463535SQ02801964
公開日2003年12月24日 申請日期2002年5月30日 優先權日2001年5月31日
發明者伊藤啟一, 影山敦久 申請人:松下電器產業株式會社