专利名称：色调校正装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示图象的机器中，对图象亮度信号进行色调校正的色调校正装置，特别涉及具有在数字处理中进行模拟处理中所进行的反馈校正的结构的装置。
背景技术：
近年来，并没想到彩色电视接收机的大型化，为了更鲜明地动态放映图象，对于图象亮度信号，设置给黑侧提高色调的黑色电平校正电路或伽马校正电路等色调校正装置的场合可能渐渐增多。并且，为了进一步提高色调校正的精度，采用数字信号处理技术可能渐渐多起来。
图18表示，例如特开平4-37263号公报中所示现有对亮度信号的色调校正装置方框构成图。图18的色调校正装置具备最大亮度电平检测电路1401、比较该最大亮度电平检测电路1401的输出与基准值的比较电路1402、根据该比较电路1402的输出进行伽马校正的伽马校正电路1403、把RGB信号供给阴极射线管(CRT)的矩阵电路1404、以及CRT1405。
以下，说明有关工作。最大亮度电平检测电路1401，假定输出亮度信号B为输入，检测输出亮度信号B的1场内最大亮度电平C，并向比较电路1402输出。
在比较电路1402中，对最大亮度电平C与从3外部输入的基准亮度电平D进行比较，将其比较信号E向伽马校正电路1403输出。
伽马校正电路1403，根据上述比较信号E值，控制伽马校正增益，对输入亮度信号A进行伽马校正，输出具有如图19(a)、(b)所示这样伽马校正特性的输出亮度信号B。即，最大亮度电平C比基准亮度电平D还大的场合，如图19(a)所示，进行抑制白侧色调的这种伽马校正，最大亮度电平C比基准亮度电平D要小的场合，如图19(b)所示通过进行提高白侧色调的反伽马校正，获得输出亮度信号B，并向矩阵电路1404输出。
矩阵电路1404中，采用对输出亮度信号B和色信号Cin进行矩阵运算的办法，求出输出信号R(红)、G(绿)、B(兰)，并向CRT1405输出。
而且，通过用上述输出信号R、G、B驱动CRT1405，获得色调校正后的图象。
如以上那样构成现有的色调校正装置，由于用比较电路1402，进行对作为最大亮度电平检测电路1401输出的最大亮度电平C与基准亮度电平D的比较，根据该比较信号E控制伽马校正增益，通过使输出亮度信号B和基准亮度电平D变成相等的这种模拟反馈控制，进行色调校正。但是，如上述，近年来图象信号处理的数字化流中，上述色调校正装置中用模拟法进行的反馈控制，在数字反馈控制中也需要移行。
发明内容
本发明鉴于以上这种形状而做出发明，因而其目的在于提供一种即使数字方式也能进行利用反馈处理的色调校正，而且能以高精度控制的色调校正装置。
关于本发明第1方面的色调校正装置，就是一种根据输出亮度信号对输入亮度信号进行校正以便获得对于图象输入亮度信号具有规定特性输出的色调校正装置，包括检测色调校正完了的输出亮度信号的输出最大亮度电平的输出最大亮度电平检测装置；对作为上述输出最大亮度电平检测装置输出的输出最大亮度电平与从外部给予的第1基准亮度电平的差分值进行运算的第1减法装置；上述第1减法装置输出的差分值绝对值为大的时候，基于作为输出的加减量变化部分增大的这种特性曲线，输出对应上述差分值的规定加减量的校正增益加减量生成装置；将上述校正增益加减量生成装置输出的加减量与现在的校正增益相加或相减，作为校正增益输出的校正增益生成装置；基于从外部给予第2基准亮度电平，进行对上述输入亮度信号的发生伽马校正信号的伽马校正信号发生装置；通过将上述校正增益生成装置输出的校正增益跟上述伽马校正信号发生装置输出的伽马校正信号相乘，作为伽马校正量输出的乘法装置；以及通过从上述输入亮度信号中减去上述乘法装置输出的伽马校正量，对上述输入亮度信号进行伽马校正的第2减法装置。
并且，关于本发明第2方面的色调校正装置，是在第1方面所述的色调校正装置中，作为上述第1基准亮度电平和第2基准亮度电平，使用显像管上显出图象为模糊的亮度电平的模糊亮度电平。
并且，关于本发明第3方面的色调校正装置，就是在第1方面所述的色调校正装置中，包括检测输入亮度信号的最大亮度电平的输入最大亮度电平检测装置；对作为上述输入最大亮度电平检测装置输出的输入最大亮度电平与上述第1基准亮度电平进行比较的比较装置；通过将作为上述乘法装置输出的伽马校正量跟上述输入亮度信号相加，对输入亮度信号进行伽马校正的加法装置；以及根据上述比较装置的比较结果，转换并输出上述第2减法装置输出和上述加法装置输出的输出选择装置，关于上述比较装置，当上述输入最大亮度电平比上述第1基准亮度电平还大的场合，通过用上述选择装置选择输出上述第2减法装置的输出进行伽马校正，另一方面，上述输入最大亮度电平比上述第1基准亮度电平要小的场合，通过用上述选择装置选择输出上述加法装置的输出进行提高亮度信号白侧色调的反伽马校正。
并且，关于本发明第4方面的色调校正装置，就是一种根据输出亮度信号对输入亮度信号进行校正以便获得对于图象输入亮度信号具有规定特性输出的色调校正装置，包括检测色调校正完了的输出亮度信号的输出最小亮度电平的输出最小亮度电平检测装置；对作为上述输出最小亮度电平检测装置输出的输出最小亮度电平与从外部给予的第1基准亮度电平的差分值进行运算的第1减法装置；上述第1减法装置输出的差分值绝对值为大的时候，基于作为输出的加减量变化部分增大的这种特性曲线，输出对应上述差分值的规定加减量的校正增益加减量生成装置；将上述校正增益加减量生成装置输出的加减量与现在的校正增益相加或相减，作为校正增益输出的校正增益生成装置；基于从外部给予第2基准亮度电平，进行对上述输入亮度信号的发生黑色电平校正信号的黑色电平校正信号发生装置；通过将作为上述校正增益发生装置输出的校正增益跟作为上述黑色电平校正信号生成装置输出的黑色电平校正信号相乘，作为黑色电平校正量输出的乘法装置；以及通过从上述输入亮度信号中减去上述乘法装置输出的黑色电平校正量，对上述输入亮度信号进行黑色电平校正的第2减法装置。
并且，关于本发明第5方面的色调校正装置，就是在第1方面所述的色调校正装置中，包括检测色调校正完了的输出亮度信号的输出最小亮度电平的输出最小亮度电平检测装置；对作为上述输出最小亮度电平检测装置输出的输出最小亮度电平与从外部给予的第3基准亮度电平的差分值进行运算的第3减法装置；基于从外部给予第4基准亮度电平，进行对从上述第2减法装置输出的输入亮度信号的发生黑色电平校正信号的黑色电平校正信号发生装置；基于作为上述第3减法装置输出的差分值的绝对值，将由上述校正增益加减量生成装置和校正增益生成装置获得的第2校正增益与上述黑色电平校正信号发生装置的输出相乘的第2乘法装置；以及通过从上述第2减法装置输出中减去上述第2乘法装置输出，对上述伽马校正完了的亮度信号进行黑色电平校正的第4减法装置。
并且，关于本发明第6方面的色调校正装置，就是在第4方面所述的色调校正装置中，具备检测色调校正完了的输出亮度信号的输出最大亮度电平的输出最大亮度电平检测装置；对作为上述输出最大亮度电平检测装置输出的输出最大亮度电平与从外部给予的第3基准亮度电平的差分值进行运算的第3减法装置；基于从外部给予第4基准亮度电平，进行对从上述第2减法装置输出的亮度信号的发生伽马校正信号的伽马校正信号发生装置；基于作为上述第3减法装置输出的差分值的绝对值，将由上述校正增益加减量生成装置和校正增益生成装置获得的第2校正增益与上述伽马校正信号发生装置输出相乘的第2乘法装置；以及通过从上述第2减法装置输出中减去上述第2乘法装置输出，对上述黑色电平校正完了的亮度信号进行伽马校正的第4减法装置。
如以上那样，按照本发明第1方面的色调校正装置，由于根据输出亮度信号对相应的输入亮度信号进行校正以便获得对于图象输入亮度信号具有规定特性输出的色调校正装置，包括检测色调校正完了的输出亮度信号的输出最大亮度电平的输出最大亮度电平检测装置；对作为上述输出最大亮度电平检测装置输出的输出最大亮度电平与从外部给予的第1基准亮度电平的差分值进行运算的第1减法装置；上述第1减法装置输出的差分值绝对值为大的时候，基于作为输出的加减量变化部分增大的这种特性曲线，输出对应上述差分值的规定加减量的校正增益加减量生成装置；将上述校正增益加减量生成装置输出的加减量，对校正增益进行相加或相减，作为校正增益输出的校正增益生成装置；基于从外部给予第2基准亮度电平，进行对上述输入亮度信号的发生伽马校正信号的伽马校正信号发生装置；通过将上述伽马校正信号生成装置输出的伽马校正信号跟上述校正增益生成装置输出的校正增益相乘，作为伽马校正量输出的乘法装置；以及通过从上述输入亮度信号中减去作为上述乘法装置输出的伽马校正量，对上述输入亮度信号进行伽马校正的第2减法装置，因而在数字反馈控制方面响应性也很好，能收敛到规定的亮度电平，获得可用数字反馈控制实现以往用模拟反馈控制进行色调校正的一个伽马校正的这种效果。
并且，关于本发明第2方面的色调校正装置，由于在第1方面所述的色调校正装置中，作为上述第1基准亮度电平和第2基准亮度电平，使用显像管上显出图象为模糊的亮度电平的模糊亮度电平，因而能够防止输出亮度信号的输出最大亮度电平成为模糊亮度电平以上，所以获得能够减少CRT特有现象的模糊，进行也许色调校正的这种效果。
并且，关于本发明第3方面的色调校正装置，由于在第1方面所述的色调校正装置中，具备检测上述输入亮度信号的输入最大亮度电平检测装置；对作为上述输入最大亮度电平检测装置输出的输入最大亮度电平与上述第1基准亮度电平进行比较的比较装置；通过将作为上述乘法装置输出的伽马校正量跟上述输入亮度信号相加，对输入亮度信号进行伽马校正的加法装置；以及根据上述比较装置的比较结果，转换并输出上述第2减法装置输出和上述加法装置输出的输出选择装置，关于上述比较装置，当上述输入最大亮度电平比上述第1基准亮度电平还大的场合，通过用上述选择装置选择输出上述第2减法装置的输出进行伽马校正，另一方面，上述输入最大亮度电平比上述第1基准亮度电平要小的场合，通过用上述选择装置选择输出上述加法装置的输出，进行提高亮度信号白侧色调的反伽马校正，因而能够扩大图象信号的白色侧动态范围，达到能够获得更鲜明动态图象的这种效果。
并且，关于本发明第4方面的色调校正装置，由于根据输出亮度信号对输入亮度信号进行校正以便获得对于图象输入亮度信号具有规定特性输出的色调校正装置，具备检测色调校正完了的输出亮度信号的输出最小亮度电平的输出最小亮度电平检测装置；对作为上述输出最小亮度电平检测装置输出的输出最小亮度电平与从外部给予的第1基准亮度电平的差分值进行运算的第1减法装置；上述第1减法装置输出的差分值绝对值为大的时候，基于作为输出的加减量变化部分增大的这种特性曲线，输出对应上述差分值的规定加减量的校正增益加减量生成装置；将上述校正增益加减量生成装置输出的加减量，对校正增益进行相加或相减，作为校正增益输出的校正增益生成装置；基于从外部给予第2基准亮度电平，进行对上述输入亮度信号的发生黑色电平校正信号的黑色电平校正信号发生装置；通过将作为上述校正增益生成装置的校正增益跟作为上述黑色电平校正信号发生装置输出的黑色电平校正信号相乘，作为黑色电平校正量输出的乘法装置；以及通过从上述输入亮度信号中减去上述乘法装置输出的黑色电平校正量，对上述输入亮度信号进行黑色电平校正的第2减法装置，因而在数字反馈控制方面响应性也很好，能收敛到规定的亮度电平，获得可用数字反馈控制实现以往用模拟反馈控制进行色调校正的一个黑色电平校正的这种效果。
并且，关于本发明第5方面的色调校正装置，由于在第1方面所述的色调校正装置中，具备检测色调校正完了的输出亮度信号的输出最小亮度电平的输出最小亮度电平检测装置；对作为上述输出最小亮度电平检测装置输出的输出最小亮度电平与从外部给予的第3基准亮度电平的差分值进行运算的第3减法装置；基于从外部给予第4基准亮度电平，进行对从上述第2减法装置输出的输入亮度信号的发生黑色电平校正信号的黑色电平校正信号发生装置；基于作为上述第3减法装置输出的差分值的绝对值，将由上述校正增益加减量生成装置和校正增益生成装置获得的第2校正增益与上述黑色电平校正信号发生装置的输出相乘的第2乘法装置；以及通过从上述第2减法装置输出中减去上述第2乘法装置输出，对上述伽马校正完了的亮度信号进行黑色电平校正的第4减法装置，因而对输入亮度信号，能够进行黑色侧、白色侧的双方进行色调校正，达到能够获得更鲜明动态图象的这种效果。
并且，关于本发明第6方面的色调校正装置，由于在第4方面所述的色调校正装置中，具备检测色调校正完了的输出亮度信号的输出最大亮度电平的输出最大亮度电平检测装置；对作为上述输出最大亮度电平检测装置输出的输出最大亮度电平与从外部给予的第3基准亮度电平的差分值进行运算的第3减法装置；基于从外部给予第4基准亮度电平，进行对从上述第2减法装置输出的亮度信号的发生伽马校正信号的伽马校正信号发生装置；基于作为上述第3减法装置输出的差分值的绝对值，将由上述校正增益加减量生成装置和校正增益生成装置获得的第2校正增益与上述伽马校正信号发生装置输出相乘的第2乘法装置；以及通过从上述第2减法装置输出中减去上述第2乘法装置输出，对上述黑色电平校正完了的亮度信号进行伽马校正的第4减法装置，因而对输入亮度信号，能够进行黑色侧、白色侧的双方进行色调校正，达到能够获得更鲜明动态图象的这种效果。
图1表示本发明实施例1的色调校正装置构成框图。
图2记载用于说明上述实施例1的色调校正装置整体工作的流程图。
图3记载用于说明有关上述实施例1色调校正装置的校正增益加减量生成电路的加减量Hk生成方法流程图。
图4表示上述实施例1色调校正装置的校正增益加减量生成电路的加减量与绝对值|S|的关系一例图。
图5表示上述实施例1色调校正装置的伽马校正信号发生电路的输入亮度信号Yin与伽马校正信号Gs的关系图。
图6表示上述实施例1色调校正装置的伽马校正量Gr与输入亮度信号Yin的关系图。
图7表示上述实施例1色调校正装置的输入亮度信号Yin与输出亮度信号Yo的关系图。
图8表示上述实施例1色调校正装置的变形例的色调校正装置构成框图。
图9表示本发明实施例2的色调校正装置构成框图。
图10(a)表示上述实施例2的输入亮度信号Yin与输出亮度信号Yo的关系图。(Y2max＞Yb1的场合)图10(b)表示上述实施例2的输入亮度信号Yin与输出亮度信号Yo的关系图。(Y2max＜Yb1的场合)图11表示本发明实施例3的色调校正装置构成框图。
图12表示上述实施例3色调校正装置的黑色电平校正信号发生电路的输入亮度信号Yin与黑色电平校正信号Bs的关系图。
图13表示上述实施例3色调校正装置的黑色电平校正信号发生电路的黑色电平校正量Br与输入亮度信号Yin的关系图。
图14表示上述实施例3色调校正装置的输入亮度信号Yin与输出亮度信号Yo的关系图。
图15表示本发明实施例4的色调校正装置构成框图。
图16是用于说明通过时分，求出上述实施例4色调校正装置的校正增益Hbg和Hgg的方法一例图。
图17表示上述实施例4色调校正装置的输入亮度信号Yin与输出亮度信号Yo的关系图。
图18表示对现有亮度信号的色调校正装置的构成框图。
图19(a)表示对现有亮度信号的色调校正装置输入输出特性图。(最大亮度电平C＞基准亮度电平D的场合)图19(b)表示对现有亮度信号的色调校正装置输入输出特性图。(最大亮度电平C＜基准亮度电平D的场合)具体实施方式
(实施例1)以下，边参照附图，边说明有关本发明实施例1的色调校正装置。
图1是表示本实施例1的色调校正装置构成图。如图1所示，色调校正装置包括检测输出亮度信号Yo的最大亮度电平的输出最大亮度电平检测电路101；从输出最大亮度电平检测电路101输出减去第1基准亮度电平Yb1的第1减法电路102；根据第1减法电路102的输出，演算校正增益加减量的校正增益加减量生成电路103；生成与校正增益加减量生成电路103运算结果相应系数的校正增益的校正增益生成电路104；把输入亮度信号Yin和第2基准亮度电平Yb2作为输入，发生伽马校正信号的伽马校正信号发生电路105；把该伽马校正信号发生电路105的输出Gs与上述校正增益生成电路104的输出Hg相乘的乘法电路106；以及从上述输入亮度信号Yin减去上述乘法电路106的输出GR的第2减法电路107。另外，V是垂直同步信号，并输入到上述输出最大亮度电平检测电路101。
一边参照图2的流程图，一边说明有关如以上构成的色调校正装置，以下有关其工作。
一旦处理开始，就在步骤S200，输出最大亮度电平检测电路101检出输出亮度信号Yo的1场内输出最大亮度电平Ymax，向第1减法电路102输出。假定为输出最大亮度电平Ymax，也可以求出输出亮度信号Yo的几场内最大亮度电平。
而且，在步骤S201，第1减法电路102，利用S＝Ymax-Yb1 …(1)运算输出最大亮度电平Ymax与作为从外部输入给出的第1基准亮度电平Yb1的差分值，并向校正增益加减量生成电路103输出。
在步骤S202，校正增益加减量生成电路103要这样进行控制，当差分值S的绝对值|S|大的时候，使其校正增益Hg的加减量Hk增加，相反地小的时候，使校正增益Hg的加减量Hk减小，并将其加减量Hk输出给校正增益生成电路104。这时，差分值S的正负符号也同时转送给校正增益生成电路104。以下，边参照附图边说明校正增益加减量生成电路103的工作。
图3是用流程图表示有关校正增益加减量生成电路的加减量Hk生成方法。图3中，K1、K2、K3、K4(K1＜K2＜K3＜K4)是为判断绝对值|S|的大小用的可任意设定的比较电平，J1、J2、J3、J4(J1＜J2＜J3＜J4)表示与绝对值|S|的大小适应的加减量Hk。这里，J1～J4的值是可任意设定的。加减量Hk按照图2的流程，根据绝对值|S|的大小，选取J1～J4中某个值。
图4是表示校正增益加减量生成电路103的加减量Hk与绝对值|S|的关系一例图。
如图4所示，校正增益加减量生成电路103要这样工作，当绝对值|S|为大时增加加减量Hk，相反绝对值|S|小时减少加减量Hk。
在步骤S203，校正增益生成电路104，根据输出最大亮度电平Ymax与第1基准亮度电平Yb1的大小关系，通过对现在的校正增益Hg加上、或减去加减量Hk，求出新的校正增益Hg，送给乘法电路106。即，校正增益生成电路104，要在输出最大亮度电平Ymax比第1基准亮度电平Yb1还大的场合，根据Hg＝Hg+Hk …(2)求出校正增益Hg，使其校正增益增加，相反，在输出最大亮度电平Ymax比第1基准亮度电平Yb1还小的场合，根据Hg＝Hg-Hk …(3)求出校正增益Hg，使其校正增益减少。
另外，Ymax在与Yb1相等的场合，成为反馈收敛，因而加减量Hk为零，校正增益Hg的大小变成恒定。
在步骤S204，伽马校正信号发生电路105按照作为从外部输给的第2基准亮度电平Yb2，求出与输入亮度信号Yin对应的伽马校正信号Gs，送给乘法电路106。
图5是表示伽马校正信号发生电路105的输入亮度信号Yin与伽马校正信号Gs的关系图。图5中，x轴表示输入亮度信号Yin，y轴表示伽马校正信号Gs。在x轴上边，设定按照第2基准亮度电平Yb2设定的限幅电平SLa、SLb、SLc(SLa＜SLb＜SLc)。伽马校正信号发生电路105，按照这些限幅电平SLa、SLb、SLc，把伽马校正信号Gs对输入亮度信号Yin作为如图5那样的折线特性进行输出。根据Gs＝g(Yin)，求出伽马校正信号Gs，函数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)表达。
即，伽马校正信号Gs，在输入亮度信号Yin的电平为图6中A区域的场合由(4)式求出，B区域的场合由(5)式求出，C区域的场合由(6)输求出，D区域的场合由(7)式求出。
这样，通过求出输入亮度信号Yin与限幅电平SLa、SLb、SLc的差分值，分别将差分值相加，就能够获得伽马校正信号Gs对输入亮度信号Yin，成为图5的折线特性。另外，本实施例中，虽然基于第2基准亮度电平Yb2求出3个限幅电平，但是也可以从外部输入这3个限幅电平。并且，虽然根据3点的限幅电平求出伽马校正信号Gs，利用3点以上或3点以下的限幅电平也可以这样求出。
在步骤S205，通过乘法电路106将校正增益Hg跟伽马校正信号Gs相乘，求出伽马校正量Gr，输出给第2减法电路107。
图6是表示伽马校正量Gr与输入亮度信号Yin的关系图。图6中分别表示，折线特性T1是校正增益Hg大时的特性，折线特性T2是小时的特性。由图6很清楚，校正增益Hg越大，伽马校正量Gr也越取大的值。
在第2减法电路107中，在步骤S206，从输入亮度信号Yin减去上述伽马校正量Gr，把求出结果作为输出亮度信号Yo。
图7是表示输入亮度信号Yin与输出亮度信号Yo的关系图。图7中，分别表示输入输出L0是无校正时的特性，输入输出特性L1是伽马校正弱的场合，输入输出特性L2是伽马校正强的场合。由图7很清楚，从第2减法电路107输出的输出亮度信号Yo，通过伽马校正抑制白色侧的色调。并且，输出亮度信号Yo是利用使输出最大亮度电平Ymax变成与第1基准亮度电平Yb1相等这样的数字反馈控制，从第2减法电路107输出来的。
这样一来，得到的输出亮度信号Yo，再次在步骤S200，送到输出最大亮度电平检测电路101，变成进行反馈控制。
并且，图2中表示的处理，定时地在一个垂直同步期间内处理的精度，就反馈精度上来说是理想的。
另外，对于本实施例中的校正增益加减量生成电路103和校正增益生成电路104，虽然以各种框图电路表示出来，但也能使用CPU等共用运算处理电路来实现。
按照如以上构成的本实施例1的色调校正装置，采用作成具备校正增益加减量生成电路103和校正增益生成电路104，借助于校正增益加减量生成电路103，对第1基准亮度电平Yb1与最大亮度电平之差S，求出如图4所示那样的非线性加速单调增加关系的校正增益加减量，差分值大时进行伽马校正的构成，在数字反馈控制方面响应性也很好，能够成为输出最大亮度电平Ymax与第1基准亮度电平Yb1相等的这种反馈控制，就能够利用数字的反馈控制实现用现有模拟反馈控制进行色调校正的一个伽马校正。
(实施例1的变形例)图8是表示本实施例1的变形例的色调校正装置框图。图8的色调校正装置就是在图的色调校正装置中，设法使其采用作为图形发生模糊(Blooming像散)的亮度电平的模糊亮度电平Ybul，代替第1基准亮度电平Yb1和第2基准亮度电平Yb2。各构成要素的工作原理与图1的色调校正装置同样，因而起说明省略。
按照这样构成的图8色调校正装置，通过采用模糊亮度电平Ybul，可以防止输出亮度信号Yo的输出最大亮度电平Ymax变成模糊Ybul以上，所以能够对CRT固有现象的模糊降低进行有效的色调校正。
另外，本实施例1中的第1基准亮度电平Yb1和第2基准亮度电平Yb2，也可以成为由外部任意设定的构成。通过使用这样的构成，由于在制造阶段一边监视实际图象一边调整第1基准亮度电平Yb1和第2基准亮度电平Yb2，控制不适当的伽马校正效果，能否获得传输图象真实的影像。
另外，本变形例中，第1基准亮度电平Yb1和第2基准亮度电平Yb2一起变成模糊亮度电平Ybul，然而也可以只把第1基准亮度电平Yb1变成模糊Ybul，也可以只把第2基准亮度电平Yb2变成模糊Ybul。因此，可以由用户操作改变校正特性，能够进行与用户爱好相应的伽马校正。另外，作成这样构成的场合，为了没有设定模糊亮度电平的另一方亮度电平，在伽马校正处理上使其没有招来破绽，需要注意设法使其设定不超过模糊电平。
(实施例2)图9是表示本发明实施例2的色调校正装置构成框图。图9的色调校正装置是在由图1示出的色调校正装置中，配备从输入亮度信号Yin检出输入最大亮度电平的输入最大亮度电平检测电路801、比较输入最大亮度电平检测电路801的输出和第1基准亮度电平Yb1的大小的比较电路802、对输入亮度信号Yin和乘法电路106的输出进行相加的加法电路803、以及选择第2减法电路107输出和加法电路803输出的一方输出的选择电路804。
关于如以上这样构成的色调校正装置，以下说明其工作。
输入最大亮度电平检测电路801检测输入亮度信号Yin的一个场内的输入最大亮度电平Ymax2，输出给比较电路802。另外，至于该输入最大亮度电平Ymax2，也可以设法求出输入亮度信号Yin的几个场内的最大亮度电平。
比较电路802比较输入最大亮度电平Ymax2与第1基准亮度电平Yb1的大小关系，并将其结果输出给选择电路804。
加法电路803将作为乘法电路106输出的伽马校正量Gr跟输入亮度信号Yin相加，并向选择电路804输出。
选择电路804对于比较电路802的比较结果，当输入最大亮度电平Ymax2比第1基准亮度电平Yb1还大的时候，选择第2减法电路107的输出，相反当输入最大亮度电平Ymax2比第1基准亮度电平Yb1还小的时候，选择加法电路803的输出，作为输出亮度信号Yo输出。
至于其它构成要素，因与图1相同，这里省略其说明。
图10(a)表示输入最大亮度电平Ymax2比第1基准亮度电平Yb1还大(Ymax2＞Yb1)时的输入亮度信号Yin与输出亮度信号Yo的关系图。该输入最大亮度电平Ymax2比第1基准亮度电平Yb1还大的时候，借助于选择电路804，选择从第2减法电路107，即输入亮度信号Yin减去伽马校正量Gr的输出，如图10(a)所示，所以伽马校正执行抑制亮度信号的白色侧色调的这种动作。
另一方面，图10(b)表示输入最大亮度电平Ymax2比第1基准亮度电平Yb1还小(Ymax2＜Yb1)时的输入亮度信号Yin与输出亮度信号Yo的关系图。该输入最大亮度电平Ymax2比第1基准亮度电平Yb1还小的时候，借助于选择电路804，选择从加法电路803，即把伽马校正量Gr加到输入亮度信号Yin上的输出，如图10(b)所示，所以伽马校正作为提高亮度信号的白色侧色调的逆伽马校正动作。
按照如以上构成的本实施例2的色调校正装置，由于设置输入最大亮度电平检测电路801和比较输入最大亮度电平与第1基准亮度电平的比较电路802，根据输入亮度信号与第1基准亮度电平的大小关系，不但能够进行抑制亮度信号的白色侧色调的伽马校正，而且输入最大亮度电平在基准值以下的场合，判断为白色侧亮度电平方面有余裕，也可以进行提高白色侧色调的逆伽马校正，因而能够扩大图象信号的白色侧动态范围，能够获得更鲜明动态图象。
(实施例3)图11是表示本发明实施例3的色调校正装置构成图。图8的色调校正装置就是在图1的色调校正装置中，设法使其设置输出最小亮度电平检测电路1001代替输出最大亮度电平检测电路101，进而配备黑色电平校正信号发生电路1002代替伽马校正信号发生电路105的装置。变成了给黑色电平校正信号发生电路1002输入从外部作为输入给予的第3基准亮度电平Yb3，给第1减法电路102输入从外部作为输入给予的第4基准亮度电平Yb4的构成。另外，一般采用认为Yb3＞Yb4。
关于如以上构成的色调校正装置，以下说明其工作。
输出最小亮度电平检测电路1001检出输出亮度信号Yo的一个场内的输出最小亮度信号Ymin，输出给第1减法电路102。另外，就输出最小亮度信号Ymin而言，也可以使之求出输出亮度信号Yo的几个场内的最小亮度电平。
第1减法电路102利用S2＝Ymin-Yb4 …(8)运算输出最小亮度电平Ymin和第4基准亮度电平Yb4的差分值，输出给校正增益加减量生成电路103。
校正增益加减量生成电路103进行这样的控制，在差分值S2的绝对值|S2|大的时候，使其校正增益Hg的加减量Hk增大，相反差分值S2的绝对值|S2|小的时候，使其校正增益Hg的加减量Hk减少，并把其加减量Hk输出给校正增益生成电路104。这时，差分值S的正负符号也同时转送校正增益生成电路104。至于加减量Hk的生成方法，也与实施例11中示出的方法同样，因而省略其说明。
校正增益生成电路104根据输出最小亮度电平Ymin和第4基准亮度电平Yb4的大小关系，通过对现有的校正增益Hg加上、减去加减量Hk，求出新的校正增益Hg，向乘法电路106输出。即，校正增益生成电路104在输出最小亮度电平Ymin比第4基准亮度电平Yb4还大的场合，利用Hg＝Hg-Hk …(9)求出校正增益Hg，使其校正增益减少，相反在输出最小亮度电平Ymin比第4基准亮度电平Yb4还小的场合，利用Hg＝Hg+Hk …(10)求出校正增益Hg，使其校正增益增大。
黑色电平校正信号发生电路1002，根据第3基准亮度电平Yb3，求出与输入亮度信号Yin对应的黑色电平校正信号Bs，向乘法电路106输出。图12是表示黑色电平校正信号发生电路1002的输入亮度信号Yin与黑色电平校正信号Bs的关系图。图12中，x轴表示输入亮度信号Yin，y轴表示黑色电平校正信号Bs的值。X轴上边，设定第3基准亮度电平Yb3。黑色电平校正信号发生电路1002，根据第3基准亮度电平Yb3，利用Bs＝b(Yin)求出对输入亮度信号Yin的黑色电平校正信号Bs。函数b(Yin)，例如可用b(Yin)＝Yb3-Yin且，(Yin≤Yb3)…(8)来表示。
乘法电路106通过将校正增益Hg乘以黑色电平校正信号Bs，求出黑色电平校正量Br，输出给第2减法电路107。
图13是表示黑色电平校正量Br与输入亮度信号Yin的关系图。图3中，直线特性T3表示校正增益Hg是大的场合的特性，直线特性T4表示校正增益Hg是小的场合的特性。从图13很清楚，校正增益Hg越大，黑色电平校正量Br也越变成大的值。
而且，第2减法电路107从输入亮度信号Yin中减去黑色电平校正量Br，求出作为输出亮度信号Yo。图14是表示输入亮度信号Yin与输出亮度信号Yo的关系图。图14中，输入输出特性L3为无校正时的特性，输入输出特性L4表示黑色电平校正为弱这样的场合，输入输出特性L5表示黑色电平校正为强这样的场合。从图14很清楚，从第2减法电路107输出的输出亮度信号Yo，随黑色电平校正提高了黑色侧的色调。并且，输出亮度信号Yo，通过输出最小亮度电平Ymin与第4基准亮度电平Yb4变成相等的这种数字反馈控制，从第2减法电路107输出。
另外，关于本实施例的校正增益加减量生成电路103和校正增益生成电路104，分别用框图表示，使用CPU等的共用运算处理电路也能实现。
按照如以上构成的本实施例3的色调校正装置，与实施例1同样，采用配备校正增益加减量生成电路103和校正增益生成电路104的办法，在数字反馈控制方面响应性也很好，能够使输出最小亮度电平Ymin与第4基准亮度电平Yb4相等的这种反馈控制，能够利用数字反馈控制，实现用现有模拟反馈控制进行的色调校正的一个黑色电平校正。
另外，本实施例3的第3基准亮度电平Yb3和第4基准亮度电平Yb4是可以由外部任意设定的，由于采用这样的构成，就可以在制造阶段一边监视实际图象，一边通过调整第3基准亮度电平Yb3和第4基准亮度电平Yb4，控制不适合黑色电平校正的效果，进行细致绘制。
(实施例4)图15是表示本发明实施例4的色调校正装置构成框图。图15的色调校正装置变成了兼具图11中示出的色调校正装置伽马校正机构和用图11的黑色电平校正机构两者的色调校正装置。即，变成了对于输入亮度信号Yin进行提高黑色侧色调的黑色电平校正以后，对于黑色电平校正后的亮度信号进行抑制白色侧色调的伽马校正，获得输出亮度信号Yo的构成。
图15中，A是共用运算处理部分，包括图1和图11中的第1减法电路102、校正增益加减量生成电路103和校正增益生成电路104。用该共用运算处理部分A，采用时分处理法，求出黑色电平校正的校正增益Hbg和伽马校正的校正增益Hgg。图16表示采用时分处理法，求出校正增益Hbg和Hgg的方法一例。即，用上述共用运算处理部分A，重复利用垂直同步信号V的定时，求出新的校正增益Hbg和Hgg的这种一连串运算处理。
这里，虽然使用垂直同步信号作为进行时分处理的定时脉冲来说明，但是也可以设法使其使用水平同步信号等其它的定时脉冲。
图17是表示输入亮度信号Yin与输出亮度信号Yo的关系图，图中，分别示出输入输出特性LA为无校正时的特性，输入输出特性LB作用黑色电平校正和伽马电平校正两者场合的特性。按照图17，设法使其输出亮度信号Yo，在输入亮度信号Yin小的时候，即亮度电平低时，通过进行黑色电平校正提高输出黑色侧的色调，相反在输入亮度信号Yin大的时候，即亮度电平高时，通过进行伽马校正挤入白色侧的色调。
在由这样构成的本实施例4的色调校正装置中，对于输入亮度信号Yin，可以进行黑色侧和白色侧两者的色调校正，与上述实施例2、3相比，能够获得更鲜明动态的图象。
另外，在本实施例4中，举例说明在进行黑色电平校正以后进行伽马校正的构成，然而即使先进行伽马校正，再对其信号进行黑色电平校正的场合，也能够获得同样的效果。
对图象亮度信号进行色调(gradation辉度)校正的色调校正装置，即使在数字方式方面也采用进行高精度的反馈校正办法，提供把一种用数字方式图象信号处理的色调校正，例如，把伽马校正变成能够实现的效果。
权利要求
1.一种色调校正装置，用于根据输出亮度信号对输入亮度信号进行校正以便获得对于图象输入亮度信号具有规定特性的输出，其特征是包括检测色调校正后的输出亮度信号的输出最大亮度电平的输出最大亮度电平检测装置；对作为上述输出最大亮度电平检测装置输出的输出最大亮度电平与从外部给予的第1基准亮度电平的差分值进行运算的第1减法装置；上述第1减法装置输出的差分值绝对值大的时候，基于作为输出的加减量变化部分增大的这种特性曲线，输出与上述差分值相应的规定加减量的校正增益加减量生成装置；将作为上述校正增益加减量生成装置输出的加减量与现在的校正增益相加、或相减，作为校正增益输出的校正增益生成装置；基于从外部给予的第2基准亮度电平，发生对上述输入亮度信号的伽马校正信号的伽马校正信号发生装置；上述伽马校正信号发生装置输出的伽马校正信号乘以上述校正增益生成装置输出的校正增益，作为伽马校正量输出的乘法装置；以及通过从上述输入亮度信号中减去作为上述乘法装置输出的伽马校正量，对上述输入亮度信号进行伽马校正的第2减法装置。
2.根据权利要求1所述的色调校正装置，其特征是作为上述第1基准亮度电平和第2基准亮度电平，使用使显像管上显出图象为模糊的亮度电平即模糊亮度电平。
3.根据权利要求1所述的色调校正装置，其特征是包括检测输入亮度信号的最大亮度电平的输入最大亮度电平检测装置；比较上述输入最大亮度电平检测装置输出的输入最大亮度电平与上述第1基准亮度电平的比较装置；通过将上述乘法装置输出的伽马校正量与上述输入亮度信号相加，对输入亮度信号进行伽马校正的加法装置；以及根据上述比较装置的比较结果，对上述第2减法装置输出和上述加法装置输出进行转换输出的输出选择装置，在上述比较装置，当上述输入最大亮度电平比上述第1基准亮度电平大的场合，通过用上述选择装置选择并输出上述第2减法装置的输出进行伽马校正，另一方面，当上述输入最大亮度电平比上述第1基准亮度电平小的场合，通过用上述选择装置选择并输出上述加法装置的输出，进行提高亮度信号白侧色调的反伽马校正。
4.一种色调校正装置，用于根据输出亮度信号对输入亮度信号进行校正以便获得对于图象输入亮度信号具有规定特性的输出，其特征是包括检测色调校正后的输出亮度信号的输出最小亮度电平的输出最小亮度电平检测装置；对上述输出最小亮度电平检测装置输出的输出最小亮度电平与从外部给予的第1基准亮度电平的差分值进行运算的第1减法装置；校正增益加减量生成装置，基于上述第1减法装置输出的差分值绝对值越大的时候、其输出的加减量变化部分越大的这种特性曲线，输出与上述差分值对应的规定加减量；将上述校正增益加减量生成装置输出的加减量与现在的校正增益相加、或相减，作为校正增益输出的校正增益生成装置；基于从外部给予第2基准亮度电平，对上述输入亮度信号的产生黑色电平校正信号的黑色电平校正信号发生装置；通过将上述校正增益发生装置输出的校正增益与上述黑色电平校正信号生成装置输出的黑色电平校正信号相乘，作为黑色电平校正量输出的乘法装置；以及通过从上述输入亮度信号中减去上述乘法装置输出的黑色电平校正量，对上述输入亮度信号进行黑色电平校正的第2减法装置。
5.根据权利要求1所述的色调校正装置，其特征是包括检测色调校正后的输出亮度信号的输出最小亮度电平的输出最小亮度电平检测装置；对上述输出最小亮度电平检测装置输出的输出最小亮度电平与从外部给予的第3基准亮度电平的差分值进行运算的第3减法装置；基于从外部给予的第4基准亮度电平，对从上述第2减法装置输出的输入亮度信号产生黑色电平校正信号的黑色电平校正信号发生装置；基于上述第3减法装置输出的差分值绝对值，将由上述校正增益加减量生成装置和校正增益生成装置获得的第2校正增益与上述黑色电平校正信号发生装置的输出相乘的第2乘法装置；以及通过从上述第2减法装置输出中减去上述第2乘法装置的输出，对上述伽马校正后的亮度信号进行黑色电平校正的第4减法装置。
6.根据权利要求4所述的色调校正装置，其特征是包括检测色调校正后的输出亮度信号的输出最大亮度电平的输出最大亮度电平检测装置；对上述输出最大亮度电平检测装置输出的输出最大亮度电平与从外部给予的第3基准亮度电平的差分值进行运算的第3减法装置；基于从外部给予第4基准亮度电平，对从上述第2减法装置输出的亮度信号产生伽马校正信号的伽马校正信号发生装置；基于上述第3减法装置输出的差分值的绝对值，将由上述校正增益加减量生成装置和校正增益生成装置获得的第2校正增益与上述伽马校正信号发生装置输出相乘的第2乘法装置；以及通过从上述第2减法装置输出中减去上述第2乘法装置的输出，对上述黑色电平校正后的亮度信号，进行伽马校正的第4减法装置。
全文摘要
一种色调校正装置，在数字处理中也能采用反馈处理进行色调校正，而且可提供高精度控制。它包括校正增益加减量生成电路(103)和校正增益生成电路(104)。校正增益加减量生成电路(103)求出相对于第1基准亮度电平Yb1与最大亮度电平之差S成非线性关系的校正增益加减量，差分值表示大进行的伽马校正越大。
文档编号G06T5/00GK1463535SQ02801964
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月30日 优先权日2001年5月31日
发明者伊藤启一, 影山敦久 申请人:松下电器产业株式会社