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発明の名称 γ補正回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−115566
公開日 平成7年(1995)5月2日
出願番号 特願平5−259649
出願日 平成5年(1993)10月18日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 宮崎 雄策
要約 目的
回路規模が小さく、特性の良いγ補正回路を提供する。

構成
入力映像信号11とオフセットデータ13とを比較する比較器の比較結果が、入力映像信号11の方が大きいときには第1の補正手段を選択し、入力映像信号11の方が小さいときには第2の補正手段を選択するセレクタとを備え、第1補正手段は一つの減算器4、一つの乗算器15、および一つの加算器6で構成し、第2の補正手段はオフセットデータ13より小さい入力映像信号11に対応する補正値だけを記憶したROM2および加算器5で構成した。
特許請求の範囲
【請求項1】 入力映像信号を補正する第1,第2の補正手段と、入力映像信号および基準値を比較する比較器と、前記比較器の比較結果が入力映像信号の方が大きいときには前記第1の補正手段を選択し、入力映像信号の方が小さいときには前記第2の補正手段を選択し、入力映像信号と基準値が等しいときには前記第1の補正手段または前記第2の補正手段を選択するセレクタとを備え、前記第1の補正手段は減算器、乗算器および加算器で構成され、前記第2の補正手段は補正値が記憶されている記憶装置を有することを特徴とするγ補正回路。
【請求項2】 第2の補正手段が記憶装置および加算器で構成されていることを特徴とする請求項1記載のγ補正回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオムービー等の撮像システム中のγ補正回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】撮像システムでは、映像管の出力映像信号の輝度(映像の明暗)レベルは、その特性により入力映像信号の値に対しておよそ2乗に比例する。このような映像管の特性のために、出力映像信号をそのまま見ると、映像の明るさが不自然に変化するように感じる。そこで、一般に映像管からの出力映像信号を補正回路を介すことによって補正し、自然な映像になるようにしている。このときの補正をγ補正と呼び、このときに用いられる回路をγ補正回路と呼ぶ。
【0003】γ補正をしない場合、映像管からの出力映像信号の輝度レベルは、およそ出力信号の輝度レベル=α×(入力信号の輝度レベル)2ただし、αは定数の関係がある。
【0004】したがって、γ補正回路は、図5に示すように、γ補正回路の入力映像信号=β×(γ補正回路の出力映像信号)-2ただし、βは定数の関係になるように構成されている。
【0005】従来の映像信号のγ補正方法には、図3に示すような読み出し専用記憶装置(以下、ROMという)102を有するγ補正回路を用いる方法や、図4に示すような減算器104、乗算器115、および加算器106等で構成されるγ補正回路を用いる方法が一般に知られている。
【0006】従来のγ補正回路の一つについて、図3のγ補正回路の構成を示すブロック図および図5のγ補正回路の入力映像信号と出力映像信号の関係を示す図を参照しながら説明する。
【0007】図3に示すγ補正回路は、ROM102で構成され、ROM102にはそれぞれの輝度レベルの入力映像信号に対応する出力映像信号が全て記憶されている。そして、ROM102に入力映像端子111から入力映像信号(以下、入力映像信号にも符号111を付す)が入力されると、入力映像信号111の輝度レベルに対応した出力映像信号が出力映像端子112から出力される(以下、出力映像信号にも符号112を付す)。なお、ROM102に記憶されている入力映像信号に対応する出力映像信号の輝度レベルには、図5に示すように出力映像信号)=β×(入力映像信号)-2の関係がある。したがって、図3に示したγ補正回路により自然な映像信号に補正をすることができる。
【0008】次に別の従来のγ補正回路について、図4のγ補正回路の構成を示すブロック図、および図6のγ補正回路の入力映像信号と出力映像信号の関係を示す図を参照しながら説明する。
【0009】図4に示すγ補正回路によれば折れ線的に補正をすることができ、いくつかの入力映像信号の値については、対応する出力映像信号の値があらかじめ決っている。たとえば、図6のA点、B点、C点、……は、あらかじめ入力映像信号の値に対して出力映像信号の値が決っている。そして、これらの点を基準に折れ線的に補正をする。
【0010】図4に示すように、マルチプレクサ120は入力映像信号111の値に従って、複数の出力線116a,116b,116c,……から1本を選択するという構成になっている。そして、それぞれの出力線116a,116b,116c,……には減算器104、乗算器115、および加算器106が直列に接続され、マルチプレクサ121に入力線118として接続される。さらに、マルチプレクサ121は出力映像端子112(以下、出力映像信号にも符号112を付す)に接続されている。
【0011】また、基準入力値入力端子113a,113b,113c,……(以下、基準入力値にも符号113を付す)は、それぞれ対応する減算器104a,104b,104c,……に接続され、基準出力値入力端子122a,122b,122c,……(以下、基準出力値にも符号122を付す)はそれぞれ対応する加算器106a,106b,106c,……に接続される。乗算データ入力端子114a,114b,114c……(以下、乗算データにも符号114を付す)はそれぞれ対応する乗算器115a,115b,115c,……に接続されている。
【0012】以上のように構成されたγ補正回路の動作について、図4および図6を参照しながら説明する。
【0013】基準入力値113a,113b,113c,……の値はそれぞれ図6に示したA点、B点、C点、……の入力映像信号の輝度レベルであり、基準出力値122a,122b,122c,……の値はそれぞれA点、B点、C点、……の出力映像信号の輝度レベルである。また、乗算データ114a,114b,114c,……の値はそれぞれ図6のAB間の傾き、BC間の傾き、CD間の傾き、……と等しい。なお、これらの、基準入力値113、基準出力値122、乗算データ114についてはあらかじめ適切な値を決めておく。
【0014】まず、図6のA点からB点のγ補正回路の動作について説明する。入力映像信号111の輝度レベルがA点からB点の範囲のとき、マルチプレクサ120は出力線116aを選択する。そして、入力映像信号111がマルチプレクサ120を介して減算器104aに入力される。また、このときの基準入力値113aの輝度レベルは、A点の入力映像信号111の輝度レベルと等しく、0であるので、入力映像信号111から減算器104aでは入力映像信号111から、基準入力値113aの値(0)分だけ減算され、その結果が乗算器115aに入力される。乗算器115aでは減算器104aからの信号輝度レベルと、乗算データ114a(AB間の傾きの値)が乗算され、その乗算結果が加算器106aに入力される。加算器106aで乗算器115aからの信号輝度レベルと基準入力値122aが加算される。このときの基準出力値122aは、A点の出力映像信号111の輝度レベルと等しく、0であるので、加算器106aでは基準出力値122aの値(0)分だけ加算される。そして、加算結果が入力線118aよりマルチプレクサ121に入力される。マルチプレクサ121は入力線118aが選択されており、入力線118aがそのまま出力映像信号112になる。
【0015】その他の輝度レベルの入力映像信号111についても、同様の補正がされる。たとえば、入力映像信号111の輝度レベルがB点からC点の輝度レベル範囲のとき、マルチプレクサ120は出力線116bを選択し、入力映像信号111がC点からD点の輝度レベル範囲のとき、マルチプレクサ120は出力線116cを選択し、A点からB点の輝度レベル範囲のときと同様の補正がされる。その結果、図4に示すγ補正回路を介することによって、図6に示すような入力映像信号111と出力映像信号112との関係が得られる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の2種類のγ補正回路のうち、図3に示したγ補正回路では、全ての輝度レベルの入力映像信号111についてそれぞれ対応する出力映像信号112のデータをROM102に記憶させているので、理想的なγ補正をすることができる。しかし、すべての輝度レベルの入力映像信号111について、対応する出力映像信号112のデータを記憶させているので、ROM容量が非常に多くなり、回路規模が大きくなってしまうという問題があった。
【0017】また、図4を用いて説明したγ補正回路では、折れ線で近似する方法をとっているため、目で見て不自然でない出力映像信号112を得るためには、多くの減算器104、乗算器115、および加算器106等が必要となり、回路規模も大きくなってしまう。一方、減算器104、乗算器115、および加算器106の数を少なくすれば、回路規模を小さくすることはできるが、減算器104等が少なければ少ないほど、滑らかな補正ができなくなり、不自然な出力映像信号12になってしまうため、回路規模を小さくするにも限界があった。
【0018】本発明は上記課題を解決するもので、回路規模が小さく、かつ高特性の出力映像信号が得られるγ補正回路を提供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するために、入力映像信号と基準値とを比較する比較器の比較結果が入力映像信号の方が大きいときには第1の補正手段を選択し、入力映像信号の方が小さいときには第2の補正手段を選択し、入力映像信号と基準値が等しいときには第1の補正手段または第2の補正手段を選択するセレクタとを備え、第1の補正手段は減算器、乗算器、および加算器で構成され、第2の補正手段は補正値が記憶されている記憶装置を有することを特徴とするものである。
【0020】
【作用】本発明は上記した構成により、入力映像信号の方が基準値より大きいときに減算器、乗算器、および加算器で構成される補正手段により補正を行うので、選択される補正手段を構成する減算器、乗算器、および加算器をそれぞれ一つにすることができる。また、入力映像信号の方が基準値より小さいときには記憶装置を有する補正手段により補正を行うので、記憶装置には基準値より小さい入力映像信号に対応する補正値だけを記憶させておけばよく、記憶装置の容量を少なくすることができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明のγ補正回路の一実施例の構成を図1に示すブロック図を参照しながら説明する。
【0022】図1に示すように、1は比較器で入力映像端子11(以下、入力映像信号にも符号11を付す)からの入力信号と、あらかじめ決められている基準輝度レベル(以下、オフセットデータと表す)との大小を比較する。7はセレクタで、比較器1の比較結果に従って出力線16,17のどちらか一方を選択する。8もセレクタで、比較器1の比較結果に従って入力線18,19のどちらか一方を選択する。2はROMで、入力映像信号11の補正値が記憶されている。4は減算器、5および6は加算器、15は乗算器である。12は出力映像端子(以下、出力映像信号にも符号12を付す)で、13はオフセットデータ入力端子(以下、オフセットデータにも符号13を付す)である。14は乗算データ入力端子(以下、乗算器データにも符号14を付す)である。
【0023】入力映像端子11がセレクタ7に接続され、セレクタ7の出力線16は加算器5に直接におよびROM2を介して加算器5に接続され、加算器5は入力線18を介してセレクタ8に接続されている。セレクタ7のもう一つの出力線17は減算器4に接続され、減算器4は乗算器15に接続されている。そして、乗算器15はさらに加算器6に接続され、加算器6は入力線19を介してセレクタ8に接続されている。そして、セレクタ8は出力映像端子12に接続されている。入力映像端子11は比較器1にも接続され、比較器1はセレクタ7,8に接続されている。また、オフセットデータ入力端子13は比較器1、減算器4および加算器6に接続され、乗算データ入力端子14は乗算器15に接続されている。
【0024】次に、図1に示した本実施例のγ補正回路の動作について、入力映像信号11と出力映像信号12との関係の一例を示した図2を参照しながら説明する。なお、本実施例の信号の輝度レベルはすべて16進法で表すものとし、16進法で表す場合には輝度レベルの値の後ろに(hex)を付す。
【0025】図2は、オフセットデータ13が輝度レベル80(hex)、乗算データ14が0.5、入力映像信号11が輝度レベル40(hex)のときの補正値は輝度レベル24(hex)のときの入力映像信号11と出力映像信号12との関係を示している。実際には、入力映像信号11がその他の輝度レベルのときの補正値もそれぞれあらかじめ決められており、それぞれの補正値がROM2に記憶されているが、その他の輝度レベルの入力映像信号11に対応する補正値についても同様である。
【0026】なお、入力映像信号11の輝度レベルに対して出力映像信号12の輝度レベルが高すぎると、画面は急に明るくなると感じ、入力映像信号11の輝度レベルに対して出力映像信号12の輝度レベルが低すぎると、画面が急に暗くなると感じる。本実施例のオフセットデータ13、乗算データ14、および補正値についてはあらかじめ最適な値が決められている。
【0027】図2において、入力映像信号11の輝度レベルが80(hex)未満の範囲では、オフセットデータ13〔80(hex)〕より入力映像信号11の方が輝度レベルが小さいので、入力映像信号11に図1に示すROM2に記憶されている補正値を加算してγ補正を行い、出力映像信号12が得られる。また、入力映像信号11が80(hex)より大きい範囲では、オフセットデータ13〔80(hex)〕より入力映像信号11の方が値が大きいので、入力映像信号11がオフセットデータ13〔80(hex)〕のときを基準に、入力映像信号11と出力映像信号12が比例関係になるようなγ補正を行い、出力映像信号12を得る。
【0028】次に、図1に示したγ補正回路の動作について、図1および図2を参照しながら説明する。
【0029】入力映像信号11が比較器1に入力され、そこで入力映像信号11とオフセットデータ13との大小を比較する。そして、その比較結果がオフセットデータ13より入力映像信号11の方が小さい場合のγ補正回路の動作について、以下に説明する。
【0030】比較器1はセレクタ7が出力線16を、また、セレクタ8が入力線18を選択するようにセレクタ7,8を制御する。セレクタ7に入力された入力映像信号11は出力線16を介してROM2および加算器5に入力される。ROM2からは入力映像信号11に対応する補正値を加算器5に出力する。加算器5ではセレクタ7から出力された入力映像信号11と、ROM2から出力された入力映像信号11に対応する補正値とが加算され、その加算結果を入力線18を介してセレクタ8に入力する。セレクタ8は比較器1により入力線18が選択されており、入力線18がそのまま出力映像信号12となる。
【0031】たとえば入力映像信号11が輝度レベル40(hex)とすると、オフセットデータ13の輝度レベル80(hex)より小さいので、輝度レベル40(hex)の値がROM2および加算器5に入力される。さらに、ROM2からは輝度レベル40(hex)に対応する補正値24(hex)が加算器5に出力される。加算器5で輝度レベル40(hex)と補正値24(hex)とが加算され、加算結果の輝度レベル64(hex)が入力線18よりセレクタ8に入力される。したがって、入力映像信号11が輝度レベル40(hex)のとき、γ補正回路により補正され出力映像信号12は輝度レベル64(hex)になる。
【0032】オフセットデータ13より入力映像信号11が小さい場合には、その他の輝度レベルについても同様に、ROM2および加算器5で構成される補正手段により補正がされる。そして、その他の輝度レベルの入力映像信号11と出力映像信号12の関係は図2に示すようになる。
【0033】次に、比較結果がオフセットデータ13より入力映像信号11の方が大きい場合のγ補正回路の動作について説明する。この場合、比較器1はセレクタ7が出力線17を、また、セレクタ8が入力線19を選択するようにセレクタ7および8を制御する。セレクタ7に入力された入力映像信号11は出力線17を介して減算器4に入力される。減算器4にはオフセットデータ13も入力されており、出力線17の信号からオフセットデータ13の輝度レベル分を減算し、その減算結果を乗算器15に出力する。乗算器15には乗算データ14も入力されており、減算器4からの入力信号と乗算データ14の値とを乗算し、その乗算結果を加算器6に出力する。加算器6はオフセットデータ13も入力されており、そこでオフセットデータ13と乗算器15からの入力信号とが加算される。そして、加算器6からの出力信号がそのまま出力線映像信号12となる。
【0034】たとえば入力映像信号11が輝度レベルF8(hex)とすると、入力映像信号11の値はオフセットデータ13の値輝度レベル80(hex)より大きいので、輝度輝度レベルF8(hex)の値が減算器4に入力される。減算器4では輝度レベルF8(hex)からオフセットデータ13〔輝度レベル80(hex)〕分を減算し、その減算結果輝度レベル78(hex)が乗算器15に入力される。乗算器15では減算器4からの輝度レベル78(hex)と乗算データ0.5とが乗算され、その結果、輝度レベル3C(hex)となる。そして、乗算結果が加算器6に入力される。なお、乗算データ14の値は、オフセットデータ13の輝度レベルより入力映像信号11の輝度レベルの方が大きい場合の、入力映像信号11および出力映像信号12の関係を表す直線の傾きであり、あらかじめ決められているものである。つまり、本実施例では乗算データ14の値は信号の輝度レベルが80(hex)からFF(hex)までの直線の傾きになる。加算器6で乗算結果輝度レベル3C(hex)とオフセットデータ13の輝度レベル80(hex)が加算され、加算結果の輝度レベルBC(hex)が入力線19よりセレクタ8に入力される。したがって、入力映像信号11が輝度レベルF8(hex)のとき、γ補正回路により補正されて、出力映像信号12が輝度レベルBC(hex)になる。
【0035】オフセットデータ13の輝度レベルより入力映像信号11の輝度レベルが大きい場合には、その他の輝度レベルについても減算器4、乗算器15、および加算器6で構成される補正手段により同様の補正がされる。そして、そのときの入力映像信号11と出力映像信号12との関係は図2に示すようになる。
【0036】なお、本発明の第1の実施例では、補正手段の一つを入力映像信号11に対応する補正値を記憶させておくためのROM2および加算器5で構成しているが、入力映像信号11に対応する出力映像信号12の値を補正値としてROM2に記憶させておけば、加算器5を構成する必要はない。
【0037】また、本発明の第1の実施例のオフセットデータ13は、入力映像信号11と出力映像信号12の値が等しい場合の値を採用しているが、必ずしもその必要はない。オフセットデータ13の入力映像信号11と出力映像信号12の値が異なるときには、加算器6に入力するオフセットデータ13の値だけを、オフセットデータ13の入力映像信号11に対応する出力映像信号12の値を入力すれば、なんら問題はない。
【0038】このように本発明の実施例のγ補正回路によれば、低輝度レベルではROM2等を用いてγ補正を行っているので、ROM2にはオフセットデータ13より小さい入力映像信号11に対応する補正値だけを記憶させておけばよいので、ROM2の容量をかなり小さくすることができる。また、高輝度レベルのときには、減算器4、乗算器15、および加算器6で構成される補正手段を用いて比例関係になる補正を行っているので、減算器、乗算器、および加算器はそれぞれ一つずつで構成することができる。したがって、回路規模をかなり小さくすることができる。
【0039】そのうえ、直線的なγ補正をすると不自然な映像になってしまう低輝度レベルのときにROM2を有する補正手段により補正を行っているので視覚的に優れた補正が行える。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば入力映像信号が低輝度レベルのときには記憶装置に記憶されている補正値で入力映像信号のγ補正を行い、高輝度レベルのときには直線的な補正を行うことができるので、回路規模が小さくかつ視覚的に自然な補正が行える。




 

 


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