图像信号处理装置的制作方法

专利名称：图像信号处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像信号处理装置和图像信号处理方法。
背景技术：
作为本技术领域的背景技术，例如有日本特开2007-318256号公报(专利文献1)。 在公报中(摘要)记载如下“提供能够容易地实现考虑了亮度修正量的适应性颜色修正 的图像修正电路。、修正电路21对输入亮度信号Yin进行亮度修正(对比度改善处理)。 亮度修正量AY颜色修正部3进行基于规定的公式的颜色修正。实现与、修正电路21的 亮度修正量AY联动的适应性颜色修正。另外，使亮度修正量AY的分母为固定值L。这 样，电路结构不会复杂。另外，例如，在亮度修正量AY或者用户颜色增益系数K过大的情 况下，利用作为AY的分母的固定值L和满足0 < M彡3的适应性颜色修正度M，避免颜色 修正后的色差信号Uout、Vout变得过大。”另外，作为本技术领域的背景技术，例如有日本特开2000-156871号公报(专利文 献2)。在该公报中(摘要)记载如下“本发明涉及图像处理装置和图像处理方法，例如应 用于电视接收机、磁带录像机、电视摄像机、打印机等图像处理装置，在活动图像中也能够 有效地避免对比度部分地降低，修正灰度等级。在从图像数据x(i，j)分离亮度数据y(i， j)之后，根据该亮度数据y(i，j)所属的区域的判定结果r(i，j)，生成修正系数g(i，j)，对 像素值进行修正。”另外，作为本技术领域的背景技术，例如有日本特开2008-263475号公报(专利 文献3)。在该公报中(摘要)记载如下“根据各图像，适宜地进行对比度修正。输入输 出特性设定部生成S形的输入输出特性曲线CL21，在该曲线中，输出对比度成分相对输入 对比度成分单调递增，在输入对比度成分的值为0的附近斜率成为最大的contrastGain/ Y comp。增益特性计算部根据输入输出特性曲线CL21，生成表示相对输入对比度成分的增 益值的特性的对比度增益曲线。对比度修正部基于根据对比度增益曲线、输入对比度成分 或者亮度值的任一个求出的增益值，修正各像素的对比度成分。本发明例如能够应用于数 字摄像机。”另外，作为本技术领域的背景技术，例如有日本特开2004-23522号公报(专利文 献4)。在该公报中(摘要)记载如下“本发明的目的是提供能够与影像内容无关地再现 对比度高的影像的对比度修正电路。包括用于修正输入影像信号的灰度的灰度修正单元、 根据输入影像信号生成亮度信号的单元、将1个画面分割成多个区域，对每个区域计算亮 度信号的平均值的单元、根据每个区域的亮度平均值生成亮度的度数分布信息的单元、和 根据亮度的度数分布信息控制灰度修正单元的输入输出特性的控制单元。”在日本特开2007-318256号公报的方法中，“对每一个图像帧取得亮度信号Yin的 亮度直方图分布(未图示)，并且根据该取得的亮度直方图分布，按每个图像帧适应性地决 定、曲线的亮度增益”，而使用这种现有方法进行的灰度的修正处理，根据、曲线也可知， 是牺牲了两端部分的对比度来修正整体的灰度的处理。于是，在现有方法中，最终存在所处理的图像中对比度部分地降低的问题。可以说在日本特开2008-263475号公报、日本特开 2004-23522号公报中也有同样的问题。另外，在日本特开2000-156871号公报的方法中，需要将“基于通常曝光的摄像结 果VN”和“基于短时间曝光的摄像结果VS”这样的2帧份的图像保存在存储器中，存在电路 规模会增大的问题。专利文献1 日本特开2007-318256号公报专利文献2 日本特开2000-156871号公报专利文献3 日本特开2008-263475号公报专利文献4 日本特开2004-23522号公报

发明内容
本发明的目的是提供高画质的图像信号处理装置。目的是，例如，在抑制低亮度、 高亮度部分的噪声的同时实现该亮度部分的高对比度，并且实现图像的特征部分的高对比 度。另外的目的是，抑制例如因亮度、颜色信号的比例发生变化而引起的色调(色合…)变 得不自然的现象。上述课题的全部或者一部分根据权利要求所记载的发明得到解决或者改善。本发明的第一方面的图像信号处理装置，其特征在于，包括直方图检测单元，其 检测输入亮度信号的亮度分布；代表性亮度计算单元，其检测上述输入亮度信号中的规定 区域的代表性亮度；第1亮度修正单元，其根据上述代表性亮度计算单元的输出，使上述输 入亮度信号的输入输出特性变化；第2亮度修正单元，其修正上述第1亮度修正单元的输 出；色差修正单元，其根据上述输入亮度信号与上述第1亮度修正单元的输出的比例，修正 色差信号；控制单元，其根据上述直方图检测单元的输出控制上述第1亮度修正单元和上 述第2亮度修正单元的修正率，并控制上述色差修正单元的修正比例。本发明的第二方面的图像信号处理装置，其特征在于，包括亮度信号输入单元， 其输入亮度信号；代表性亮度计算单元，其检测从该亮度信号输入单元输入的亮度信号中 的规定区域的代表性亮度；第1修正单元，其对从该亮度信号输入单元输入的亮度信号，按 照该代表性亮度计算单元的输出，至少在低亮度部分和高亮度部分中以不同的多种输入输 出特性进行修正；直方图检测单元，其检测从该亮度信号输入单元输入的亮度信号的亮度 分布；第2修正单元，其对已被该第1修正单元修正的亮度信号，按照由该直方图检测单元 所检测出的亮度分布，在画面内以同样的一种输入输出特性进行修正；亮度信号输出单元， 其输出已被该第1和第2修正单元修正的亮度信号；颜色信号输入单元，其输入颜色信号； 第3修正单元，其对从该颜色信号输入单元输入的颜色信号，以与该第1修正单元的输入输 出特性和该第2修正单元的输入输出特性相对应的输入输出特性进行修正；颜色信号输出 单元，其输出已被该第3修正单元修正的颜色信号。依据本发明，能够提供高画质的图像信号处理装置。例如，在第1区域亮度信号 修正单元和第1区域输入输出特性控制单元中(以后，定义为第1区域单元)，在抑制低亮 度、高亮度部分的噪声的同时，实现该亮度部分的高对比度，在第2区域亮度信号修正单元 和第2区域输入输出特性控制单元中(以后，定义为第2区域单元)，有效利用信号分布较 少的部分，实现图像的特征部分的高对比度。另外，例如，根据需要，能够使用第2区域单元改善由第1区域单元造成的画面整体的动态范围变窄这一点，而由第2区域单元造成的对 比度部分降低的这一点能够使用第1区域单元来改善。另外，例如，根据需要，能够使用色 差修正单元来改善由第1区域单元和第2区域单元造成的亮度和颜色信号的比例发生变化 这一点，其中，色差修正单元根据输入亮度信号与第1区域单元的输出的比例来修正色差信号。 上述以外的课题、结构和效果将通过以下实施方式的说明来明确。


图1是本发明中的实施例1的概念。
图2是本发明中的实施例2的概念。
图3是本发明中的第1区域处理概念。
图4是本发明中的亮度修正用混合率计算方法的一个例子。
图5是本发明中的亮度修正用混合数据生成方法的一个例子。
图6是本发明中的第2区域处理概念。
图7是表示本发明中的斜率计算方法的一个例子。
图8是表示本发明中的平滑修正数据计算方法的一个例子。
图9是表示本发明中的修正数据计算方法的一个例子。
图10是本发明中的实施例3的结构图。
图11是表示进行代表性亮度检测的动作的示意图。
图12是表示取检测代表性亮度时的平均的情况下的加权。
图13是表示亮度修正电路1002(图10)的详情的结构图。
图14表示输入亮度信号的直方图。
符号说明
001第1区域亮度信号修正单元
002第2区域亮度信号修正单元
003第1区域输入输出特性控制单元
004第2区域输入输出特性控制单元
005颜色信号输入输出特性控制单元
006颜色信号修正单元
101指标值计算部
102亮度修正用混合率计算部
103存储器部
104亮度修正用混合数据生成部
105阈值计算部
106增益计算部
107平滑修正计算部
108修正部
109颜色修正用指标值计算部
110颜色修正部
具体实施例方式以下，根据

本发明的实施方式。[实施例1]图1是本发明中的实施例1的概念图。第1区域输入输出特性控制单元003，在图像内的任意的小区域中，利用像包含该 区域的周边像素这样的局部区域的信息，进行用于使输入输出特性变化的控制。第1区域亮度信号修正单元001，根据该第1区域输入输出特性控制部003的输 出，对每一个小区域修正输入亮度信号的输入输出特性。图3是表示第1区域单元的概念的一个例子，左侧表示的输入图像同时具有像黑 溢出那样的较暗的区域、像白溢出那样的明亮区域和从一开始灰度就清晰的普通的区域。 另外，右侧表示的是用于改善各个区域的对比度的输入输出特性。上述第1区域输入输出特性控制部003 (图1)，根据局部区域的信息判定小区域的 明亮度为例如图3的左侧所示那样的较暗的区域、普通的区域和明亮的区域这样的3个区 域，选择图3的右侧所示的用于改善对比度的输入输出特性。这样，通过在明亮度的判定中 利用局部区域的信息，能够抑制由噪声的影响造成的输入输出特性的急剧变化。另外，如果 只利用色调曲线(tone curve)的输出，则在明亮度不同的区域的边界上输入输出特性会变 得不连续，图像中会产生破裂。为此，根据小区域的明亮度计算混合率，输出将图3的输入 输出特性的曲线所示的输入与输出混合而得的信号。局部区域的信息是对小区域和其周边 像素进行规定的加权而计算出的指标值。这里，规定的加权也可以采用计算平均值的加权。 对于混合率而言，在低亮度区域的情况下，指标值的值越小越要提高混合率，越大越要降低 混合率。另外，在高亮度区域的情况下，指标值的值越大越要提高混合率，越小越要降低混 合率。在不是高亮度、低亮度部分的情况下不进行混合。像这样，对低亮度、高亮度部分，在 抑制噪声的同时实现该亮度部分的高对比度。第2区域输入输出特性控制单元004 (图1)，根据上述第1区域亮度信号修正单元 001 (图1)的输出，对任意的每一个图像区域进行用于使输入输出特性同样地变化的控制。第2区域亮度信号修正单元002 (图1)，根据该第2区域输入输出特性控制单元 004(图1)的输出，进行亮度信号的输入输出特性的修正。图6是表示第2区域单元的概念的一个例子。使用亮度直方图等从任意的图像区 域捕捉图像的特征，在画面上使输入输出特性同样地变化，以使画面具有特征部分的灰度。 作为图像的特征，在亮度大量分布于中心的情况下，判断为特征分布在中间亮度等级，而在 低亮度、高亮度中特征的分布较少。使输入输出特性具有抑制低亮度和高亮度的灰度、扩展 中亮度的灰度的S形的特性等。另外，在亮度分布于低亮度的情况下，判断为特征分布在低 亮度部分，而高亮度部分中分布较少。输入输出特性按照扩展低亮度部分的灰度、压缩原本 分布较少的高亮度部分的灰度的方式使画面变化。这样，根据输入的亮度分布判断分布少 的部分和多的部分，通过与该分布的特征相应地调整色调曲线的形状或者斜率，有效利用 信号分布较少的部分，实现图像的特征部分的高对比度。颜色信号输入输出特性控制单元005 (图1)，根据上述第1区域亮度信号修正单 元001(图1)的输出和该第2区域亮度信号修正单元002 (图1)的输出计算亮度信号的变化，控制颜色信号的输入输出特性的变化。颜色信号修正单元006 (图1)，根据该颜色信号输入输出特性控制单元005 (图1) 的输出，使颜色信号的输入输出特性变化。作为例子，色调由亮度信号与颜色信号的比来决定，但使亮度信号的输入输出特 性变化会造成比例发生变化，有时色调会变得不自然。例如，在低亮度区域等中亮度信号相 对颜色信号变得较高的情况下，颜色变浅。考虑到这一点，使颜色的输入输出特性相对亮度 的变化而变化。这里，在单纯地使颜色信号的输入输出特性与亮度的变化比同等地变化的 情况下，由于以Y、C和以R、G、B所能够表现的颜色的范围不同，因此有时不能以输出Y、C 再现输入Y、C的色调。根据这一点，并考虑到Y、C与R、G、B的关系，使颜色信号的输入输 出特性变化，实现颜色信号的修正。根据以上的方式，在第1区域单元中，在抑制低亮度、高亮度部分的噪声的同时实 现该亮度部分的高对比度，在第2区域单元中，有效利用信号分布较少的部分，实现图像的 特征部分的高对比度。另外，能够使用第2区域单元来改善由第1区域单元造成的画面整 体的动态范围变窄这一点，能够用第1区域单元来改善由第2区域单元造成的对比度部分 地降低这一点，另外，能够使用色差修正单元来改善由第1区域单元和第2区域单元造成的 亮度和颜色信号的比例发生变化这一点，其中，色差修正单元根据输入亮度信号与第1区 域单元的输出的比例来修正色差信号。[实施例2]图2是本发明中的实施例2的概念图。指标值计算部101对输入亮度的中心像素和其周边像素进行规定的加权，输出计 算出的指标值。其中，规定的加权也可以采用计算平均值的加权。亮度修正用混合率计算部102，计算并输出将存储器部103的输出与输入亮度进 行混合的混合比。图4是表示亮度修正用混合率计算方法的一个例子。该图中，x表示成为上述指 标值计算部101(图2)的输出的指标值。xl是表示低亮度区域的阈值。x2是表示高亮度 区域的阈值。yl表示低亮度区域的截距。y2表示高亮度区域的截距。al表示低亮度区域 的斜率。a2表示高亮度区域的斜率。bitFull是表示输入亮度信号能够取得的最大值的 bit(比特)长度。Y_a表示混合率。这里，求取混合率Y_ a的公式在指标值小于xl的情 况下成为Y_a = alX (x/bitFull)+yl,在指标值为x2以上的情况下，成为Y_a = a2X ((bitFull-x)/bitFull)+y2。在除此以外的条件下，成为Y_a =1。另外，x以外的设定值通过预先进行使用了实际图像的定量评价而计算出最佳的 值，通过利用该预先准备的设定值，能够实现运算量的减少。存储器部103(图2)将输入亮度作为读出地址，输出预先设定好的存储器数据。图5是表示计算修正像素的方法的一个例子，这里，存储器数据输出的是使输出 亮度相对输入亮度具有灰度的特性的数据。另外，存储器数据的值通过预先进行使用了实际图像的定量评价而计算出最佳的值，通过利用该预先准备的设定值，能够实现运算量的 减少。a为上述亮度修正用混合率计算部102 (图2)的输出。存储器数据、符号系数为上 述存储器部103 (图2)的输出。这里，求取作为修正像素的输出Y的公式为输出Y = a X输入亮度+ (1_ a ) X存储器数据。这样，亮度修正用混合数据生成部104(图2)，根据输入亮度信号、上述亮度修正 用混合率计算部102(图2)的输出和上述存储器部103(图2)的输出，对于低亮度、高亮度 部分，在抑制噪声的同时实现该亮度部分的高对比度。阈值计算部105 (图2)使用亮度直方图等从任意的区域捕捉图像的特征，按照使 图像具有特征部分的灰度的方式，输出用于使输入输出特性在画面上同样地变化的控制信号。图6是表示第2区域处理的概念的一个例子。阈值计算部105 (图2)的输出如图 6所示，由对比度修正阈值(暗)、对比度修正阈值(亮)、和平滑修正增益(暗)、(亮)修 正，其中，平滑修正增益(暗)、(亮)成为调整其平滑修正幅度(暗)、(亮)的程度的控制 信号。如果说明亮度大量分布在中心时的亮度直方图的一个例子，则如图6所示，根据由阈 值计算部105(图2)检测出的输入亮度的直方图，将对比度修正阈值(暗)设定为低亮度 部分中分布增加的分界线的亮度等级，根据输入亮度的直方图，将对比度修正阈值(亮)设 定为高亮度部分中分布减少的分界线的亮度等级。另外，对于对比度修正阈值(暗)、(亮) 附近的信号，由平滑修正计算部107 (图2)进行赋予阶梯差等不显著的平坦的特性的处理， 而成为调整该平滑修正幅度(暗)、(亮)的程度的控制信号的就是平滑修正增益(暗)、 (亮)。另外，这些设定值预先进行使用了实际图像的定量评价，按每种直方图的图样预先 计算出最佳的值，通过进行按每一种输入亮度直方图的图样预先准备好的设定值的选择， 能够实现运算量的减少。增益计算部106 (图2)，根据该阈值计算部105 (图2)的输出计算并输出与输入亮 度相乘的斜率。图7是表示该增益计算部106 (图2)的计算斜率的方法的一个例子。这里，求斜 率的公式成为斜率=bit_Full/(对比度修正值(亮)_对比度修正值(暗))。平滑修正计算部107 (图2)，根据输入亮度信号和上述阈值计算部105 (图2)的输 出，对于对比度修正阈值(暗)、(亮)附近的信号，输出用于赋予阶梯差不显著的平坦的特 性的平滑修正数据。图8是表示该平滑修正计算部107 (图2)的平滑修正数据计算方法的一个例子。 这里，求取平滑修正数据的公式，在(对比度修正阈值(暗)_((存储器地址大小_1)/2)) ^ 修正对象像素彡(对比度修正阈值(暗)+ ((存储器地址大小_1)/2))的情况下，成为平滑修正存储器地址=修正对象像素_对比度修正阈值(暗)_((存储器地址大 小 _1)/2)；平滑修正数据=存储器数据[平滑修正存储器地址]X平滑修正增益(暗)。另外，在(对比度修正阈值(亮)_((存储器地址大小_1)/2))彡修正对象像素 ^ (对比度修正阈值(亮)+ ((存储器地址大小_1)/2))的情况下，成为平滑修正存储器地址=修正对象像素_对比度修正阈值(亮)_((存储器地址大小 _1)/2)；平滑修正数据=-IX存储器数据[平滑修正存储器地址]X平滑修正增益(亮)。在这以外的条件下，平滑修正数据=0。另外，此处的存储器数据是具有使阈值附 近的阶梯差变得平坦的特性的数据，通过预先进行使用了实际图像的定量评价，预先计算 出最佳的值，利用该预先准备的设定值，能够实现运算量的减少。修正部108(图2)根据上述阈值计算部105(图2)的输出、上述增益计算部 106 (图2)的输出和该平滑修正计算部107(图2)的输出，计算并输出修正数据。图9是表示该修正部108 (图2)的修正数据计算方法的一个例子。这里，求取修 正数据的公式为修正数据=(输入亮度信号-对比度修正(暗))X斜率+平滑修正数据其中，在(输入亮度信号_对比度修正(暗))< 0的情况下，修正数据=0。颜色修正用指标值计算部109 (图2)，根据输入亮度和该修正部108 (图2)的输 出，计算亮度信号的变化，输出使颜色信号的输入输出特性变化的亮度变化率和颜色修正 数据。作为一个例子，求取亮度变化率的公式，由输入亮度/该修正部108 (图2)的输出 亮度来求取。另外，在输出颜色信号=颜色信号X亮度变化率的情况下，颜色修正数据成 为对色调变得不自然的现象进行修正的数据。作为概念，在使颜色信号的输入输出特性与 亮度的变化比同等地变化的情况下，由于以Y、C和以R、G、B所能够表现的颜色的范围不同， 因此有时不能以输出Y、C再现输入Y、C的色调。该修正数据是根据这一点，并考虑到Y、C 与R、G、B的关系，使颜色信号的输入输出特性变化的修正数据。修正数据根据亮度与颜色 信号的成分Cr、Cb的关系而变化。颜色修正部110(图2)，根据输入颜色信号和该颜色修 正用指标值计算部109(图2)的输出，计算并输出修正后的颜色数据。作为一个例子，修正 后的颜色数据能够以亮度变化率X输入颜色信号+颜色修正数据来求取。根据以上的方式，在实现运算量的减少的同时，在第1区域单元中，在抑制低亮 度、高亮度部分的噪声的同时实现该亮度部分的高对比度，在第2区域单元中，有效利用信 号分布较少的部分，实现图像的特征部分的高对比度。另外，能够使用第2区域单元来改善 由第1区域单元造成的画面整体的动态范围变窄这一点，能够用第1区域单元来改善由第 2区域单元造成的对比度部分降低这一点，另外，能够使用色差修正单元来改善由第1区域 单元和第2区域单元造成的亮度和颜色信号的比例发生变化这一点，其中，色差修正单元 根据输入亮度信号与第1区域单元的输出的比例来修正色差信号。
0099][实施例3]图10表示本发明的图像信号处理装置的第3实施例。图10中，1014是第1对比度修正电路，1015是第2对比度修正电路。以下说明图 10中的信号流动。首先，由代表性亮度计算电路1001计算输入亮度信号中的规定区域的代 表性亮度等级，并且由亮度信号修正电路1002将输入亮度信号修正为规定的特性。关于亮 度信号修正电路1002的输入输出特性在后面叙述。根据代表性亮度计算电路1001的输出，混合率生成电路1003生成规定的混合率 a <1)。亮度信号修正电路1002的输出由乘法电路1005乘以1-a倍，另外，输入亮度信号由乘法电路1004乘以a倍。乘法器1004的输出和乘法器1005的输出由加法 电路1006相加，成为第1对比度修正处理电路1014的输出。由此成为第1对比度修正处 理输出，其中，a的值越大，输入亮度信号的比例越高，a的值越小，由亮度信号修正电路 1002修正了的亮度信号的比例越高。另夕卜，第1对比度修正处理输出，由中间亮度修正电路1007修正中间亮度成分，并 由平滑修正电路1008进行高亮度部分的信号和低亮度部分的信号的平滑处理，中间亮度 修正电路1007的输出与平滑修正电路1008的输出由加法电路1009相力口，得到进行了最终 的对比度修正处理的第2对比度修正电路1015的输出亮度信号。另外，由除法电路1010计算出输入亮度信号与加法电路1006的输出的比，根据 该比值，由色差修正电路1011进行色差信号的修正。由此，能够进行与亮度信号的修正量 对应的色差信号的修正。在该处理中，特别是在使输入亮度信号较低的亮度的部分变得明 亮的修正由第1对比度修正处理来进行时，也同时增强该被修正得明亮了的像素的色差信 号，进行修正，由此，在所得到的最终的输出亮度信号和输出色差信号中能够得到良好的对 比度和颜色再现。另外，色差信号修正率按cr或者Pr，Cb或者Pb(由国际电气通信联合 会，ITU-R BT. 601或者ITU-R BT. 709-3PartII规定)单独设定。这样，则能够通过控制部 由色差修正电路1011控制色调。另外，输入亮度信号的亮度信号分布由直方图检测电路1012检测，其检测结果由 控制部1013取得。根据该检测结果，控制部1013对混合率检测电路1003、中间亮度修正电 路1007、平滑修正电路1008、色差修正部1011设定后述的各控制参数。接着使用图11说明代表性亮度检测电路1001的代表性亮度的检测动作。图11 中，1101表示了代表性亮度检测电路1001 (图10)的输入亮度信号的1个图像帧。在将该 1个图像帧的水平方向作为X轴，垂直方向作为y轴，任意的像素记为(xi，yi)的情况下， 对于(xi，yi)的像素的代表性亮度，计算出由以(xi，yi)为中心的由水平方向宽度m，垂直 方向宽度n包围的区域1102的例如平均值，将其作为代表性亮度。在每个每个像素地移动 该区域的同时，能够得到输入图像帧的全部像素的各自的代表性亮度。区域1101的代表性亮度计算单元，除了平均值之外也可以以下述方法进行计算， 即，加大区域1102的中心(xi，yi)附近的像素的权重，并逐渐减少从(xi，yi)离开的像素 的权重。图12表示的是，在图11的区域1102的水平像素m= 5、垂直像素n = 5的情况下 计算该区域的中心像素(斜线部)的代表性亮度时，与构成区域的各像素的值相乘的加权 系数。通过将这些系数与构成各个区域的各像素的数据相乘并取总和再除以64，能够计算 出代表性亮度。该例的情况下，由于全部是2的幂的运算，因此各像素的乘法处理可以通过 数字电路的移位操作来进行，另外，由于得出平均值的除以64的运算也能够通过移位操作 进行，因此具有下述优点，即，电路安装容易，并且能够去除区域的输入亮度信号的高频成 分的影响，计算代表性亮度。接着，使用图13说明图10的亮度信号修正电路1002的输入输出特性和结构。图 13中，1002与图10的亮度修正电路相同。输入亮度信号由低亮度修正用变换表1301 (修正 特性是图表A的低亮度修正特性，将低亮度的像素向高亮度侧抬高，提高对比度)和高亮度 修正用变换表1302(修正特性是图表B的高亮度修正特性，将高亮度的像素向低亮度侧降低，提高对比度)修正。这些被修正了的各个输出被供给到开关1304，另一方面，在比较电 路1303中，将从代表性亮度计算电路1001得到的代表性亮度与由控制部1013设定的低亮 度和高亮度的阈值进行比较，根据该比较的输出，选择低亮度修正用变换表1301或高亮度 修正用变换表1302的输出，从开关1304输出，由此，得到亮度信号修正电路1002的输出。接着，使用图4说明图10的混合率生成电路1003的动作和控制部电路1013的动 作。图4中，纵轴是表示亮度信号修正电路1002 (图1)的输出与输入亮度信号(图1)的 加法比的混合率a (0 < a < 1)，横轴是表示作为代表性亮度计算单元1001 (图1)的输出 的代表性亮度的等级。如图4所示，将代表性亮度等级分为低亮度区域、中亮度区域、高亮度区域 (bitzFull是代表性亮度能取得的最大值)，在低亮度区域中，从斜率起点yl开始以斜率al 决定混合率a，在中亮度区域中，混合率a = 1，在高亮度区域中，以斜率a2决定混合率 a 0另外，关于图2的斜率al、a2，划分低亮度区域、中亮度区域、高亮度区域的阈值 xl、x2，低亮度区域的混合率a的最小值yl，高亮度区域的混合率a的最小值y2，采用由 图10所示的控制部1013对混合率生成电路设定任意的值的结构，能够调整第1对比度修 正效果的强弱，或者开启、停止(如果yl =y2 = 1，则为停止对比度修正)对比度修正。例如，在直方图检测电路1102(图10)所检测出的输入亮度信号的直方图如图14 所示的直方图A那样分布在低亮度和高亮度侧的情况下，减小混合率a的最小值yl和高 亮度区域的混合率a的最小值y2的值，加强第1对比度修正效果，反之，在输入亮度信号 的直方图如图14所示的直方图B那样没有低亮度和高亮度部分的亮度信号分布的情况下， 使混合率a的最小值yl和高亮度区域的混合率a的最小值y2的值为1，能够进行消除第 1对比度修正效果的控制。接着，使用图9说明图10的中间亮度修正电路1007、平滑修正电路1008的动作和 控制部电路1013的动作。从第1对比度修正电路1014输入的信号如图9的虚线所示，被 按照进一步强调中间亮度的对比度的方式修正，同时，在虚线部的亮度为0的部分和亮度 最大值的部分，由平滑修正电路1008按照信号修正不会变得不连续的方式实施平滑修正 处理，中间亮度修正电路1007和平滑修正电路1008的输出由加法电路1009相加，得到图 9的实线所描绘的输入输出特性。如上所述，依据实施例3，即使对于特别是由高亮度、低亮度等构成的图像帧，依次 按每个区域每1个像素计算代表性亮度，由此进行将高亮度部分和低亮度部分向中间亮度 修正的第1对比度修正，除此之外，进行进一步强调中间亮度部分的第2对比度修正，由此， 高亮度部分和低亮度部分的灰度都会增多，再者，特别是还伴随将低亮度部分修正为中间 亮度部分的程度，对色差信号也进行修正，因此，能够改善输入图像的对比度，并同时与对 比度修正的程度一致地改善色调。以上参照

了本发明的合适的实施方式，但本发明当然不是限定于这样的 例子。如果是从业人员，则显然能够在权利要求所述的技术思想的范畴内，想到各种变更例 或修正例，这些例子当然也属于本发明的技术范围。例如，上述的实施例是为了使本发明易于理解而进行的详细的说明，但并不限定 于必须具备所说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的一部分结构置换成其它实施例的结构，并且，还能够在某个实施例中加入其它实施例的结构。
权利要求
一种图像信号处理装置，其特征在于，包括直方图检测单元，其检测输入亮度信号的亮度分布；代表性亮度计算单元，其检测所述输入亮度信号中的规定区域的代表性亮度；第1亮度修正单元，其根据所述代表性亮度计算单元的输出，使所述输入亮度信号的输入输出特性变化；第2亮度修正单元，其修正所述第1亮度修正单元的输出；色差修正单元，其根据所述输入亮度信号与所述第1亮度修正单元的输出的比例，修正色差信号；控制单元，其根据所述直方图检测单元的输出控制所述第1亮度修正单元和所述第2亮度修正单元的修正率，并控制所述色差修正单元的修正比例。
2.如权利要求1所述的图像信号处理装置，其特征在于所述代表性亮度计算单元根据任意像素的规定的周边像素进行计算。
3.如权利要求1所述的图像信号处理装置，其特征在于 所述控制单元按照下述方式进行控制，在所述直方图检测单元的输出分布在高亮度和低亮度的情况下，以规定的修正率控制 所述第1亮度修正单元和所述第2亮度修正单元的修正率，并控制所述色差修正单元的修 正比例，在所述直方图检测单元的输出的低亮度和高亮度的分布较少的情况下，不进行所述第 1亮度修正单元和所述第2亮度修正单元的修正率的控制。
4.一种图像信号处理装置，其特征在于，包括 亮度信号输入单元，其输入亮度信号；代表性亮度计算单元，其检测从该亮度信号输入单元输入的亮度信号中的规定区域的 代表性亮度；第1修正单元，其对从该亮度信号输入单元输入的亮度信号，按照该代表性亮度计算 单元的输出，至少在低亮度部分和高亮度部分中以不同的多种输入输出特性进行修正； 直方图检测单元，其检测从该亮度信号输入单元输入的亮度信号的亮度分布； 第2修正单元，其对已被该第1修正单元修正的亮度信号，按照由该直方图检测单元所 检测出的亮度分布，在画面内以同样的一种输入输出特性进行修正；亮度信号输出单元，其输出已被该第1和第2修正单元修正的亮度信号； 颜色信号输入单元，其输入颜色信号；第3修正单元，其对从该颜色信号输入单元输入的颜色信号，以与该第1修正单元的输 入输出特性和该第2修正单元的输入输出特性相对应的输入输出特性进行修正； 颜色信号输出单元，其输出已被该第3修正单元修正的颜色信号。
5.如权利要求4所述的图像信号处理装置，其特征在于，所述代表性亮度计算单元根据任意像素的规定的周边像素进行计算。
全文摘要
本发明提供图像信号处理装置，包括第1区域输入输出特性控制单元，与亮度信号联动，按区域控制输入输出特性的变化；第1区域亮度信号修正单元；根据第1区域输入输出特性控制单元使亮度信号的输入输出特性变化；第2区域输入输出特性控制单元，与第1区域亮度信号修正单元联动，按区域控制输入输出特性的变化；第2区域亮度信号修正单元，根据第2区域输入输出特性控制单元使亮度信号的输入输出特性变化；颜色信号输入输出特性控制单元，利用第1区域输入输出特性控制单元的输出和该第2区域输入输出特性控制单元的输出，控制颜色信号的输入输出特性的变化；颜色信号修正单元，根据颜色信号输入输出特性控制单元使颜色信号的输入输出特性变化。
文档编号H04N9/68GK101938662SQ20101019512
公开日2011年1月5日 申请日期2010年5月31日 优先权日2009年6月30日
发明者木佐贯健, 盐川淳司, 野中雄一 申请人:日立民用电子株式会社