非線形処理回路、非線形処理方法、コントラスト補正回路及びコントラスト補正方法
【課題】パラメータが少なく、適応的な処理に適した非線形処理方法を提供する。
【解決手段】入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換する非線形変換部１０１と、非線形変換部１０１からの出力データに対し、パラメータである係数を乗じる乗算回路１０２と、非線形変換部１０１及び乗算回路１０２と並列に接続され、入力データの遅延を調整する遅延調整回路１０３と、乗算回路１０２からの出力データと遅延調整回路１０３からの出力データとを加減算する加減算回路１０４と、を備える非線形処理回路１００。
【解決手段】入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換する非線形変換部１０１と、非線形変換部１０１からの出力データに対し、パラメータである係数を乗じる乗算回路１０２と、非線形変換部１０１及び乗算回路１０２と並列に接続され、入力データの遅延を調整する遅延調整回路１０３と、乗算回路１０２からの出力データと遅延調整回路１０３からの出力データとを加減算する加減算回路１０４と、を備える非線形処理回路１００。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形処理回路、非線形処理方法、コントラスト補正回路及びコントラスト補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、デジタルカメラやデジタルビデオでは、画像におけるいわゆる「白潰れ」や「黒飛び」を防止するため、非線形処理によるコントラスト補正（いわゆるガンマ補正）機能を有しているものが多い。このような非線形処理方法では、全入力ポイントにおける非線形処理結果すなわちガンマ曲線を変換テーブルとしてＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶させる技術が知られている。
【０００３】
このようなＲＯＭを用いた非線形処理方法では、種々の撮影条件などに対応するためには、多数のコントラスト補正曲線を記憶する必要があり、ＲＯＭが大型化するという問題があった。これに対し、特許文献１には、ＲＯＭを用いずにガンマ曲線を多数の一次関数により折れ線近似する方法が開示されている。より具体的には、異なる傾きの一次関数を複数用意し、複数の「折れ点」により分割された入力信号の範囲（定義域）毎に、一次関数の「傾き」を切り換え、折れ線近似されたガンマ曲線を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１２０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、パラメータである「折れ点」及び「傾き」について多数のテンプレートが必要となるという問題があった。また、動画について適応的（例えば、１／３０秒毎）にコントラスト補正する場合、このような多数のパラメータを複雑に制御する必要が生じ、連続的かつスムーズに実行することが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る非線形処理回路は、
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換する非線形変換部と、
前記非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである係数を乗じる乗算回路と、
前記非線形変換部及び前記乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する遅延調整回路と、
前記乗算回路からの出力データと前記遅延調整回路からの出力データとを加減算する加減算回路と、を備えるものである。
【０００７】
本発明に係る非線形処理方法は、
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換し、
非線形変換されたデータに対し、パラメータである係数を乗じ、
前記係数を乗じたデータと前記入力データとを加減算するものである。
【０００８】
本発明に係るコントラスト補正回路は、
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換する第１の非線形変換部と、
前記第１の非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである第１の係数を乗じる第１の乗算回路と、
前記第１の非線形変換部及び前記第１の乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する第１の遅延調整回路と、
前記第１の乗算回路からの出力データと前記第１の遅延調整回路からの出力データとを加減算する第１の加減算回路と、
前記入力データに対する出力データの関係が前記所定の曲線となるように非線形変換する第２の非線形変換部と、
前記第２の非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである第２の係数を乗じる第２の乗算回路と、
前記第２の非線形変換部及び前記第２の乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する第２の遅延調整回路と、
前記第２の乗算回路からの出力データと前記第２の遅延調整回路からの出力データとを加減算する第２の加減算回路と、
前記第１の加減算回路からの出力データと、前記第２の加減算回路からの出力データとを選択するセレクタと、を備えるものである。
【０００９】
本発明に係るコントラスト補正方法は、
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換し、
非線形変換されたデータにパラメータである第１の係数を乗じたデータと、前記入力データとを加減算して上に凸の第１の曲線を生成し、
前記非線形変換されたデータにパラメータである第２の係数を乗じたデータと、前記入力データとを加減算して下に凸の第２の曲線を生成し、
ｘｙ座標（但し、入力データをｘ、出力データをｙとする）上にパラメータとして設定した変化点において、前記第１の曲線と前記第２の曲線とを切り換えるものである。
【００１０】
本発明では、入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換し、これにパラメータである係数を乗じる。そして、このデータに入力データを加減算して非線形処理曲線を生成する。そのため、特許文献１に比べパラメータが少なくてすみ、適応的な処理に適した非線形処理方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、パラメータが少なく、適応的な処理に適した非線形処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る非線形処理回路のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る非線形処理方法の概念図である。
【図３】実施の形態２に係るコントラスト補正回路のブロック図である。
【図４】実際の画像のコントラスト補正の模式図である。
【図５】正規化による非線形処理を示すグラフである。
【図６】正規化による非線形処理を示すグラフである。
【図７】実施の形態２に係るコントラスト補正方法を説明するためのグラフである。
【図８】実施の形態２に係るコントラスト補正方法を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１４】
（実施の形態１）
図１を参照して本発明の第１の実施の形態に係る非線形処理回路について説明する。図１は、実施の形態１に係る非線形処理回路のブロック図である。図１に示す非線形処理回路１００は、非線形変換部１０１、利得調整部１０２、遅延調整部１０３、加減算回路１０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０５を備えている。この非線形処理回路１００は、例えば、画像のコントラスト補正に用いられる。そこで、発明の理解を容易にするため、画像のコントラスト補正を例に説明する。
【００１５】
非線形変換部１０１には、入力データＤＡＴＡｉｎが入力される。非線形変換部１０１は、ＲＯＭ１０５に格納された変換テーブルにより、入出力関係が放物線様の曲線となるように入力データＤＡＴＡｉｎを非線形変換する。ＲＯＭ１０５に格納された変換テーブルは、唯一の曲線であることが好ましい。なお、ＲＯＭ１０５に格納された変換テーブルを用いずに、非線形変換部１０１が多項式近似などにより演算処理してもよい。
利得調整部１０２は、乗算回路であって、非線形変換部１０１から出力された非線形データに係数ＣＥを乗じる。
【００１６】
遅延調整部１０３は、非線形変換部１０１及び利得調整部１０２と並列に接続されている。遅延調整部１０３にも、入力データＤＡＴＡｉｎが入力されるが、遅延させるのみであって、入力データＤＡＴＡｉｎをそのまま出力する。ここで、非線形変換部１０１及び利得調整部１０２を介して出力されるデータと、遅延調整部１０３を介して出力されるデータとが、同期するように、遅延調整部１０３により遅延量が調整されている。
加減算回路１０４は、非線形変換部１０１及び利得調整部１０２を介して出力されるデータと、遅延調整部１０３を介して出力されるデータと、を加算する。
【００１７】
次に、図２を用いて実施の形態１に係る非線形処理方法を説明する。図２は、実施の形態１に係る非線形処理方法の概念図である。図１に示した非線形変換部１０１、利得調整部１０２、遅延調整部１０３及び加減算回路１０４から出力されるデータと入力データＤＡＴＡｉｎとの関係を示す４つのグラフＧ１〜Ｇ４がブロック図と共に示されている。グラフＧ１〜Ｇ４の横軸は入力データＤＡＴＡｉｎ、縦軸は各機能ブロックから出力されるデータである。横軸も縦軸も最大値１として正規化されている。
【００１８】
図２のＧ１に示すように、入力データＤＡＴＡｉｎは、非線形変換部１０１により、入出力関係が放物線様の曲線となるように非線形変換される。放物線様の曲線とは、入力データＤＡＴＡｉｎの最小値（グラフＧ１では０）及び最大値（グラフＧ１では１）の場合、出力が０となり、その間に極大値を有するいわゆる上に凸の曲線である。また、この放物線様の曲線は、予め決定された唯一の曲線である。即ち、入力データＤＡＴＡｉｎに応じて、予め用意された複数の曲線の中から選択される訳ではない。この唯一の放物線様の曲線を具体的にどのような曲線とするのかについては、回路設計者あるいはソフトウェア設計者が用途等に応じて適宜決定すればよい。なお、放物線様の曲線は下に凸の曲線であってもよい。
【００１９】
非線形変換部１０１からの出力データは、利得調整部１０２により係数ＣＥ倍される。利得調整部１０２から出力されるデータは、係数ＣＥに応じて、図２のＧ２に示すように変化する。即ち、係数ＣＥが大きくなる程、放物線様の曲線の極大値が大きくなる。図２のＧ２には、係数ＣＥ（０＜ＣＥ≦１）を５段階で変化させた様子が示されている。この係数ＣＥは、入力データＤＡＴＡｉｎに応じて選択されるパラメータである。なお、係数ＣＥは特に０＜ＣＥ≦１に限定されるものではない。
【００２０】
他方、遅延調整部１０３からは入力データＤＡＴＡｉｎがそのまま出力される。即ち、入力データＤＡＴＡｉｎをｘ、出力データをｙとすると、図２のＧ３に示すように、ｙ＝ｘの関係となる。
【００２１】
そして、非線形変換部１０１及び利得調整部１０２を介して出力されるデータ（図２のＧ２）と、遅延調整部１０３を介して出力されるデータ（図２のＧ３）と、が加減算回路１０４により加算される。これにより、図２のＧ４に示すように、入力データＤＡＴＡｉｎをｘ、出力データをｙとして、べき乗関数ｙ＝ｘα（０＜α＜１）に近似した上に凸の曲線を得ることができる。この上に凸の曲線を用いてコントラスト補正を行うことができる。なお、非線形変換部１０１において下に凸の放物線様の曲線を用い、加減算回路１０４により減算しても、同様にべき乗関数ｙ＝ｘα（０＜α＜１）に近似した上に凸の曲線を得ることができる。また、非線形変換部１０１において下に凸の放物線様の曲線を用い、加減算回路１０４により加算すれば、べき乗関数ｙ＝ｘβ（１＜β）に近似した下に凸の曲線を得ることができる。
【００２２】
上述の通り、本実施の形態では、入力データＤＡＴＡｉｎを予め定められた唯一の非線形関数により変換する。そして、この変換されたデータに対し、パラメータである係数ＣＥを乗じ、これに入力データＤＡＴＡｉｎを加算する。即ち、実施の形態１でのパラメータは、係数ＣＥのみであり、適応的な処理に適している。
【００２３】
（実施の形態２）
次に、図３を参照して本発明の第２の実施の形態に係るコントラスト補正回路について説明する。図３は、実施の形態２に係るコントラスト補正回路２００のブロック図である。図３に示すコントラスト補正回路２００は、第１遅延調整部２０１、ＸＹ振幅変更部２０２、正規化処理部２０３ａ、２０３ｂ、非線形処理回路１００ａ、１００ｂ、逆正規化処理部２０４ａ、２０４ｂ、Ｙ振幅変更部２０５ａ、２０５ｂ、デコーダ２０６、第２遅延調整部２０７、セレクタ２０８を備えている。
【００２４】
図３に示すコントラスト補正回路２００は、出力データＤＡＴＡｏｕｔとして選択されるデータを生成する３つの経路を備えている。第１経路は、第１遅延調整部２０１、ＸＹ振幅変更部２０２を備えている。第２経路は、正規化処理部２０３ａ、非線形処理回路１００ａ、逆正規化処理部２０４ａ、Ｙ振幅変更部２０５ａを備えている。第３経路は、正規化処理部２０３ｂ、非線形処理部１００ｂ、逆正規化処理部２０４ｂ、Ｙ振幅変更部２０５ｂを備えている。そして、デコーダ２０６を介して入力データＤＡＴＡｉｎから生成されたバイナリ信号に基づいて、第１経路〜第３経路からの出力が、セレクタ２０８により選択され、このコントラスト補正回路の出力データＤＡＴＡｏｕｔとして出力される。
【００２５】
ここで、このコントラスト補正回路は、図１に示した非線形処理回路１００を２つ（１００ａ、１００ｂ）備えている。この理由について説明する。図４は実際の画像のコントラスト補正の模式図である。一例として、入力データＤＡＴＡｉｎが１２ビット（０〜４０９５）である場合を例示している。横軸は入力輝度、縦軸は出力輝度であり、実線で示された曲線が、点線で示す線形出力に対するコントラスト補正曲線である。実際のコントラスト補正では、原点近傍の「黒潰れ」及び入力最大値近傍の「白飛び」を同時に緩和する必要がある。
【００２６】
そのため、図４に示すように、コントラスト補正曲線が、変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）〜Ｐ２（ｘ２、ｙ２）では上に凸、変化点Ｐ２（ｘ２、ｙ２）〜最大点（４０９５、４０９５）では下に凸となっている。関数的には、入力ｘ、出力ｙとして、変化点Ｐ１〜Ｐ２ではべき乗関数ｙ＝ｘα（０＜α＜１）、変化点Ｐ２〜最大点ではべき乗関数ｙ＝ｘβ（１＜β）により表すことができる。なお、原点（０、０）から変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）まではｙ＝ｘの関係となっており、黒をより鮮明に見せるためのオフセット（以下、「黒のオフセット」とも言う）である。また、本実施の形態において、このオフセットは必須ではない。
【００２７】
本実施の形態では、非線形処理回路１００ａが、べき乗関数ｙ＝ｘα（０＜α＜１）に近似した上に凸の曲線を生成する。一方、非線形処理回路１００ｂが、べき乗関数ｙ＝ｘβ（１＜β）に近似した下に凸の曲線を生成する。従って、これら２つの非線形処理回路１００ａ、１００ｂにより、「黒潰れ」及び「白飛び」を同時に緩和することができる。
【００２８】
次に、各ブロックについて順に説明する。まず、第１経路を構成する第１遅延調整部２０１、ＸＹ振幅変更部２０２について説明する。
【００２９】
第１遅延調整部２０１は、入力データＤＡＴＡｉｎを遅延させ、そのまま出力する。従って、第１経路では、入力データＤＡＴＡｉｎをｘ、出力データをｙとして、ｙ＝ｘの関係となる。ここで、第２経路及び第３経路の出力と同期するように、第１遅延調整部２０１により遅延量が調整されている。
【００３０】
ＸＹ振幅変更部２０２には、第１遅延調整部２０１から出力されたデータに加え、パラメータである２つの変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）、Ｐ２（ｘ２、ｙ２）のｘｙ座標が入力される。そして、ＸＹ振幅変更部２０２は、原点（０、０）とパラメータである変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）とに基づき、ｙ＝ｘの関係を保持したまま、入力データ範囲（ｘの定義域）及び出力データ範囲（ｙの値域）を変更する。
【００３１】
次に、第２経路を構成する正規化処理部２０３ａ、非線形処理回路１００ａ、逆正規化処理部２０４ａ、Ｙ振幅変更部２０５ａについて説明する。
正規化処理部２０３ａには、変化点Ｐ１、Ｐ２のｘ座標ｘ１、ｘ２が入力される。この変化点Ｐ１、Ｐ２のｘ座標ｘ１、ｘ２に基づいて、正規化処理部２０３ａは入力データの範囲ｘ１〜ｘ２を範囲０〜４０９５へ正規化する。
【００３２】
非線形処理回路１００ａは、図５に示すように、正規化された入力データ範囲０〜４０９５において、入力データを予め定められた非線形関数により変換する。そして、この変換したデータに対し、パラメータである係数ＣＥ１を乗じ、これに正規化された入力データＤＡＴＡｉｎを加算する。これにより、上に凸の曲線、即ち、入力ｘ、出力ｙとして、べき乗関数ｙ＝ｘα（０＜α＜１）に近似した上に凸の曲線を得る。この非線形処理回路１００ａの処理は実施の形態１において説明した通りである。
【００３３】
逆正規化処理部２０４ａには、変化点Ｐ１、Ｐ２のｘ座標ｘ１、ｘ２が入力される。この情報に基づいて、逆正規化処理部２０４ａは正規化された入力データ範囲０〜４０９５から元の入力データの範囲ｘ１〜ｘ２へ戻す。これにより、図７の非線形領域ＮＬＡ１における補正曲線が得られる。ここで得られる補正曲線は、図７に示すように、ｙ＝ｘを基軸とした補正曲線のままであるので、出力データ範囲（ｙの値域）は入力データ範囲（ｘの定義域）と同じ範囲ｘ１〜ｘ２である。
Ｙ振幅変更部２０５ａには、逆正規化処理部２０４ａから出力されたデータに加え、パラメータである２つの変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）、Ｐ２（ｘ２、ｙ２）のｘｙ座標が入力される。そして、Ｙ振幅変更部２０５ａはパラメータである２つの変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）、Ｐ２（ｘ２、ｙ２）のｘｙ座標に基づき、図８に示すように、出力データ範囲（ｙの値域）を範囲ｘ１〜ｘ２から範囲ｙ１〜ｙ２へ変更する。
【００３４】
次に、第３経路を構成する正規化処理部２０３ｂ、非線形処理部１００ｂ、逆正規化処理部２０４ｂ、Ｙ振幅変更部２０５ｂについて説明する。
正規化処理部２０３ｂには、変化点Ｐ１、Ｐ２のｘ座標ｘ１、ｘ２が入力される。変化点Ｐ２のｘ座標ｘ２と最大点のｘ座標４０９５に基づいて、正規化処理部２０３ｂは入力データの範囲ｘ２〜４０９５を範囲０〜４０９５へ正規化する。
【００３５】
非線形処理部１００ｂは、図６に示すように、正規化された入力データ範囲０〜４０９５において、入力データを予め定められた非線形関数により変換する。この変換関数は非線形処理回路１００ａと同一である。そして、この変換したデータに対し、パラメータである係数ＣＥ２（但し、ＣＥ１と同符号であって、正の値）を乗じ、これを正規化された入力データＤＡＴＡｉｎから減算する。これにより、下に凸の曲線、即ち、入力ｘ、出力ｙとして、べき乗関数ｙ＝ｘβ（１＜β）に近似した下に凸の曲線を得る。なお、係数ＣＥ２を負の値とし、加算してもよい。
【００３６】
逆正規化処理部２０４ｂには、変化点Ｐ１、Ｐ２のｘ座標ｘ１、ｘ２が入力される。この情報に基づいて、逆正規化処理部２０４ｂは正規化された入力データ範囲０〜４０９５から元の入力データの範囲ｘ２〜４０９５へ戻す。これにより、図７の非線形領域ＮＬＡ２における補正曲線が得られる。ここで得られる補正曲線は、図７に示すように、ｙ＝ｘを基軸とした補正曲線のままであるので、出力データ範囲（ｙの値域）は入力データ範囲（ｘの定義域）と同じ範囲ｘ２〜４０９５である。
Ｙ振幅変更部２０５ｂには、逆正規化処理部２０４ｂから出力されたデータに加え、パラメータである２つの変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）、Ｐ２（ｘ２、ｙ２）のｘｙ座標が入力される。そして、Ｙ振幅変更部２０５ｂはパラメータである変化点Ｐ２（ｘ２、ｙ２）と最大点（４０９５、４０９５）のｘｙ座標に基づき、図８に示すように、出力データ範囲（ｙの値域）を範囲ｘ２〜４０９５から範囲ｙ２〜４０９５へ変更する。
【００３７】
次に、デコーダ２０６は入力データＤＡＴＡｉｎをデコードし、バイナリ信号を生成する。このバイナリ信号は第２遅延調整部２０７を介してセレクタ２０８に入力される。セレクタ２０８は、入力されたバイナリ信号に基づいて、第１経路〜第３経路からの出力を選択する。
【００３８】
具体的には、入力データＤＡＴＡｉｎがｘ＝０〜ｘ１の範囲では、第１経路の出力（ｙ＝ｘ）が選択される。入力データＤＡＴＡｉｎがｘ＝ｘ１〜ｘ２の範囲では、第２経路の出力（ｙ＝ｘα（０＜α＜１）に近似した上に凸の曲線）が選択される。入力データＤＡＴＡｉｎがｘ＝ｘ２〜４０９５の範囲では、第３経路の出力（ｙ＝ｘβ（１＜β）に近似した下に凸の曲線）が選択される。
【００３９】
次に、図７、８のグラフを用いて実施の形態２に係るコントラスト補正方法を説明する。図７、８は、コントラスト補正の模式図である。入力データＤＡＴＡｉｎが１２ビット（０〜４０９５）である場合を例示している。横軸は入力輝度、縦軸は出力輝度であり、実線で示された曲線が、点線で示す線形出力（ｙ＝ｘ）に対するコントラスト補正曲線である。
【００４０】
ここで、図７は第１経路及び第２経路における逆正規化処理部２０４ａ、２０４ｂでの処理までが終了した状態を模式的に示している。図７における非線形領域ＮＬＡ１の補正曲線は、図５に示す正規化により得られた補正曲線を逆正規化したものである。図７における非線形領域ＮＬＡ２の補正曲線は、図６に示す正規化により得られた補正曲線を逆正規化したものである。図５、６に示すように、正規化により得られた補正曲線はいずれもｙ＝ｘを基軸とした補正曲線である。そのため、図７に示すように、逆正規化した後に両者を組み合わせることにより得られる補正曲線もｙ＝ｘを基軸とした補正曲線となる。即ち、入力ｘ２に対する出力ｙ＝ｘ２となっている。
【００４１】
図８は、最終的に得られる補正曲線である。また、この図８は、図７における入力ｘ２に対する出力ｙ＝ｘ２から所望のｙ２へ変更するための処理を示している。図８に示すように、非線形領域ＮＬＡ１、ＮＬＡ２のＹ振幅（定義域）を圧縮又は伸張することにより入力ｘ２に対する所望の出力ｙ＝ｙ２を得ることができる。この処理をＹ振幅変更部２０５ａ、２０５ｂが行なっている。更に、第１経路から出力される黒のオフセットのためのｙ＝ｘを線形領域ＬＡ（ｘ＝０〜ｘ１）に組み合わせることにより、最終的な補正曲線が得られる。
【００４２】
上述の通り、本実施の形態２におけるパラメータは、係数ＣＥ１、ＣＥ２、変化点Ｐ１の座標（ｘ１、ｙ１）、変化点Ｐ２の座標（ｘ２、ｙ２）の６つのみである。さらに、黒のオフセット量を定める変化点Ｐ１の座標（ｘ１、ｙ１）は通常固定値であるから、実質的なパラメータは係数ＣＥ１、ＣＥ２、座標（ｘ２、ｙ２）の４つのみとなる。本実施の形態によれば、少ないパラメータの単純制御により、極めて自由度の高いコントラスト補正曲線が得られ、適応的なコントラスト補正が可能となる。
【００４３】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、本願に係る発明は、画像のコントラスト補正に限られず、例えば、音声の非線形処理に用いることも可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１００、１００ａ、１００ｂ 非線形処理回路
１０１ 非線形変換部
１０２ 利得調整部
１０３ 遅延調整部
１０４ 加減算回路
２００ コントラスト補正回路
２０１ 第１遅延調整部
２０２ 振幅変更部
２０３ａ、２０３ｂ 正規化処理部
２０４ａ、２０４ｂ 逆正規化処理部
２０５ａ、２０５ｂ 振幅変更部
２０６ デコーダ
２０７ 第２遅延調整部
２０８ セレクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形処理回路、非線形処理方法、コントラスト補正回路及びコントラスト補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、デジタルカメラやデジタルビデオでは、画像におけるいわゆる「白潰れ」や「黒飛び」を防止するため、非線形処理によるコントラスト補正（いわゆるガンマ補正）機能を有しているものが多い。このような非線形処理方法では、全入力ポイントにおける非線形処理結果すなわちガンマ曲線を変換テーブルとしてＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶させる技術が知られている。
【０００３】
このようなＲＯＭを用いた非線形処理方法では、種々の撮影条件などに対応するためには、多数のコントラスト補正曲線を記憶する必要があり、ＲＯＭが大型化するという問題があった。これに対し、特許文献１には、ＲＯＭを用いずにガンマ曲線を多数の一次関数により折れ線近似する方法が開示されている。より具体的には、異なる傾きの一次関数を複数用意し、複数の「折れ点」により分割された入力信号の範囲（定義域）毎に、一次関数の「傾き」を切り換え、折れ線近似されたガンマ曲線を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１２０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、パラメータである「折れ点」及び「傾き」について多数のテンプレートが必要となるという問題があった。また、動画について適応的（例えば、１／３０秒毎）にコントラスト補正する場合、このような多数のパラメータを複雑に制御する必要が生じ、連続的かつスムーズに実行することが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る非線形処理回路は、
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換する非線形変換部と、
前記非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである係数を乗じる乗算回路と、
前記非線形変換部及び前記乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する遅延調整回路と、
前記乗算回路からの出力データと前記遅延調整回路からの出力データとを加減算する加減算回路と、を備えるものである。
【０００７】
本発明に係る非線形処理方法は、
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換し、
非線形変換されたデータに対し、パラメータである係数を乗じ、
前記係数を乗じたデータと前記入力データとを加減算するものである。
【０００８】
本発明に係るコントラスト補正回路は、
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換する第１の非線形変換部と、
前記第１の非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである第１の係数を乗じる第１の乗算回路と、
前記第１の非線形変換部及び前記第１の乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する第１の遅延調整回路と、
前記第１の乗算回路からの出力データと前記第１の遅延調整回路からの出力データとを加減算する第１の加減算回路と、
前記入力データに対する出力データの関係が前記所定の曲線となるように非線形変換する第２の非線形変換部と、
前記第２の非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである第２の係数を乗じる第２の乗算回路と、
前記第２の非線形変換部及び前記第２の乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する第２の遅延調整回路と、
前記第２の乗算回路からの出力データと前記第２の遅延調整回路からの出力データとを加減算する第２の加減算回路と、
前記第１の加減算回路からの出力データと、前記第２の加減算回路からの出力データとを選択するセレクタと、を備えるものである。
【０００９】
本発明に係るコントラスト補正方法は、
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換し、
非線形変換されたデータにパラメータである第１の係数を乗じたデータと、前記入力データとを加減算して上に凸の第１の曲線を生成し、
前記非線形変換されたデータにパラメータである第２の係数を乗じたデータと、前記入力データとを加減算して下に凸の第２の曲線を生成し、
ｘｙ座標（但し、入力データをｘ、出力データをｙとする）上にパラメータとして設定した変化点において、前記第１の曲線と前記第２の曲線とを切り換えるものである。
【００１０】
本発明では、入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換し、これにパラメータである係数を乗じる。そして、このデータに入力データを加減算して非線形処理曲線を生成する。そのため、特許文献１に比べパラメータが少なくてすみ、適応的な処理に適した非線形処理方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、パラメータが少なく、適応的な処理に適した非線形処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る非線形処理回路のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る非線形処理方法の概念図である。
【図３】実施の形態２に係るコントラスト補正回路のブロック図である。
【図４】実際の画像のコントラスト補正の模式図である。
【図５】正規化による非線形処理を示すグラフである。
【図６】正規化による非線形処理を示すグラフである。
【図７】実施の形態２に係るコントラスト補正方法を説明するためのグラフである。
【図８】実施の形態２に係るコントラスト補正方法を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１４】
（実施の形態１）
図１を参照して本発明の第１の実施の形態に係る非線形処理回路について説明する。図１は、実施の形態１に係る非線形処理回路のブロック図である。図１に示す非線形処理回路１００は、非線形変換部１０１、利得調整部１０２、遅延調整部１０３、加減算回路１０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０５を備えている。この非線形処理回路１００は、例えば、画像のコントラスト補正に用いられる。そこで、発明の理解を容易にするため、画像のコントラスト補正を例に説明する。
【００１５】
非線形変換部１０１には、入力データＤＡＴＡｉｎが入力される。非線形変換部１０１は、ＲＯＭ１０５に格納された変換テーブルにより、入出力関係が放物線様の曲線となるように入力データＤＡＴＡｉｎを非線形変換する。ＲＯＭ１０５に格納された変換テーブルは、唯一の曲線であることが好ましい。なお、ＲＯＭ１０５に格納された変換テーブルを用いずに、非線形変換部１０１が多項式近似などにより演算処理してもよい。
利得調整部１０２は、乗算回路であって、非線形変換部１０１から出力された非線形データに係数ＣＥを乗じる。
【００１６】
遅延調整部１０３は、非線形変換部１０１及び利得調整部１０２と並列に接続されている。遅延調整部１０３にも、入力データＤＡＴＡｉｎが入力されるが、遅延させるのみであって、入力データＤＡＴＡｉｎをそのまま出力する。ここで、非線形変換部１０１及び利得調整部１０２を介して出力されるデータと、遅延調整部１０３を介して出力されるデータとが、同期するように、遅延調整部１０３により遅延量が調整されている。
加減算回路１０４は、非線形変換部１０１及び利得調整部１０２を介して出力されるデータと、遅延調整部１０３を介して出力されるデータと、を加算する。
【００１７】
次に、図２を用いて実施の形態１に係る非線形処理方法を説明する。図２は、実施の形態１に係る非線形処理方法の概念図である。図１に示した非線形変換部１０１、利得調整部１０２、遅延調整部１０３及び加減算回路１０４から出力されるデータと入力データＤＡＴＡｉｎとの関係を示す４つのグラフＧ１〜Ｇ４がブロック図と共に示されている。グラフＧ１〜Ｇ４の横軸は入力データＤＡＴＡｉｎ、縦軸は各機能ブロックから出力されるデータである。横軸も縦軸も最大値１として正規化されている。
【００１８】
図２のＧ１に示すように、入力データＤＡＴＡｉｎは、非線形変換部１０１により、入出力関係が放物線様の曲線となるように非線形変換される。放物線様の曲線とは、入力データＤＡＴＡｉｎの最小値（グラフＧ１では０）及び最大値（グラフＧ１では１）の場合、出力が０となり、その間に極大値を有するいわゆる上に凸の曲線である。また、この放物線様の曲線は、予め決定された唯一の曲線である。即ち、入力データＤＡＴＡｉｎに応じて、予め用意された複数の曲線の中から選択される訳ではない。この唯一の放物線様の曲線を具体的にどのような曲線とするのかについては、回路設計者あるいはソフトウェア設計者が用途等に応じて適宜決定すればよい。なお、放物線様の曲線は下に凸の曲線であってもよい。
【００１９】
非線形変換部１０１からの出力データは、利得調整部１０２により係数ＣＥ倍される。利得調整部１０２から出力されるデータは、係数ＣＥに応じて、図２のＧ２に示すように変化する。即ち、係数ＣＥが大きくなる程、放物線様の曲線の極大値が大きくなる。図２のＧ２には、係数ＣＥ（０＜ＣＥ≦１）を５段階で変化させた様子が示されている。この係数ＣＥは、入力データＤＡＴＡｉｎに応じて選択されるパラメータである。なお、係数ＣＥは特に０＜ＣＥ≦１に限定されるものではない。
【００２０】
他方、遅延調整部１０３からは入力データＤＡＴＡｉｎがそのまま出力される。即ち、入力データＤＡＴＡｉｎをｘ、出力データをｙとすると、図２のＧ３に示すように、ｙ＝ｘの関係となる。
【００２１】
そして、非線形変換部１０１及び利得調整部１０２を介して出力されるデータ（図２のＧ２）と、遅延調整部１０３を介して出力されるデータ（図２のＧ３）と、が加減算回路１０４により加算される。これにより、図２のＧ４に示すように、入力データＤＡＴＡｉｎをｘ、出力データをｙとして、べき乗関数ｙ＝ｘα（０＜α＜１）に近似した上に凸の曲線を得ることができる。この上に凸の曲線を用いてコントラスト補正を行うことができる。なお、非線形変換部１０１において下に凸の放物線様の曲線を用い、加減算回路１０４により減算しても、同様にべき乗関数ｙ＝ｘα（０＜α＜１）に近似した上に凸の曲線を得ることができる。また、非線形変換部１０１において下に凸の放物線様の曲線を用い、加減算回路１０４により加算すれば、べき乗関数ｙ＝ｘβ（１＜β）に近似した下に凸の曲線を得ることができる。
【００２２】
上述の通り、本実施の形態では、入力データＤＡＴＡｉｎを予め定められた唯一の非線形関数により変換する。そして、この変換されたデータに対し、パラメータである係数ＣＥを乗じ、これに入力データＤＡＴＡｉｎを加算する。即ち、実施の形態１でのパラメータは、係数ＣＥのみであり、適応的な処理に適している。
【００２３】
（実施の形態２）
次に、図３を参照して本発明の第２の実施の形態に係るコントラスト補正回路について説明する。図３は、実施の形態２に係るコントラスト補正回路２００のブロック図である。図３に示すコントラスト補正回路２００は、第１遅延調整部２０１、ＸＹ振幅変更部２０２、正規化処理部２０３ａ、２０３ｂ、非線形処理回路１００ａ、１００ｂ、逆正規化処理部２０４ａ、２０４ｂ、Ｙ振幅変更部２０５ａ、２０５ｂ、デコーダ２０６、第２遅延調整部２０７、セレクタ２０８を備えている。
【００２４】
図３に示すコントラスト補正回路２００は、出力データＤＡＴＡｏｕｔとして選択されるデータを生成する３つの経路を備えている。第１経路は、第１遅延調整部２０１、ＸＹ振幅変更部２０２を備えている。第２経路は、正規化処理部２０３ａ、非線形処理回路１００ａ、逆正規化処理部２０４ａ、Ｙ振幅変更部２０５ａを備えている。第３経路は、正規化処理部２０３ｂ、非線形処理部１００ｂ、逆正規化処理部２０４ｂ、Ｙ振幅変更部２０５ｂを備えている。そして、デコーダ２０６を介して入力データＤＡＴＡｉｎから生成されたバイナリ信号に基づいて、第１経路〜第３経路からの出力が、セレクタ２０８により選択され、このコントラスト補正回路の出力データＤＡＴＡｏｕｔとして出力される。
【００２５】
ここで、このコントラスト補正回路は、図１に示した非線形処理回路１００を２つ（１００ａ、１００ｂ）備えている。この理由について説明する。図４は実際の画像のコントラスト補正の模式図である。一例として、入力データＤＡＴＡｉｎが１２ビット（０〜４０９５）である場合を例示している。横軸は入力輝度、縦軸は出力輝度であり、実線で示された曲線が、点線で示す線形出力に対するコントラスト補正曲線である。実際のコントラスト補正では、原点近傍の「黒潰れ」及び入力最大値近傍の「白飛び」を同時に緩和する必要がある。
【００２６】
そのため、図４に示すように、コントラスト補正曲線が、変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）〜Ｐ２（ｘ２、ｙ２）では上に凸、変化点Ｐ２（ｘ２、ｙ２）〜最大点（４０９５、４０９５）では下に凸となっている。関数的には、入力ｘ、出力ｙとして、変化点Ｐ１〜Ｐ２ではべき乗関数ｙ＝ｘα（０＜α＜１）、変化点Ｐ２〜最大点ではべき乗関数ｙ＝ｘβ（１＜β）により表すことができる。なお、原点（０、０）から変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）まではｙ＝ｘの関係となっており、黒をより鮮明に見せるためのオフセット（以下、「黒のオフセット」とも言う）である。また、本実施の形態において、このオフセットは必須ではない。
【００２７】
本実施の形態では、非線形処理回路１００ａが、べき乗関数ｙ＝ｘα（０＜α＜１）に近似した上に凸の曲線を生成する。一方、非線形処理回路１００ｂが、べき乗関数ｙ＝ｘβ（１＜β）に近似した下に凸の曲線を生成する。従って、これら２つの非線形処理回路１００ａ、１００ｂにより、「黒潰れ」及び「白飛び」を同時に緩和することができる。
【００２８】
次に、各ブロックについて順に説明する。まず、第１経路を構成する第１遅延調整部２０１、ＸＹ振幅変更部２０２について説明する。
【００２９】
第１遅延調整部２０１は、入力データＤＡＴＡｉｎを遅延させ、そのまま出力する。従って、第１経路では、入力データＤＡＴＡｉｎをｘ、出力データをｙとして、ｙ＝ｘの関係となる。ここで、第２経路及び第３経路の出力と同期するように、第１遅延調整部２０１により遅延量が調整されている。
【００３０】
ＸＹ振幅変更部２０２には、第１遅延調整部２０１から出力されたデータに加え、パラメータである２つの変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）、Ｐ２（ｘ２、ｙ２）のｘｙ座標が入力される。そして、ＸＹ振幅変更部２０２は、原点（０、０）とパラメータである変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）とに基づき、ｙ＝ｘの関係を保持したまま、入力データ範囲（ｘの定義域）及び出力データ範囲（ｙの値域）を変更する。
【００３１】
次に、第２経路を構成する正規化処理部２０３ａ、非線形処理回路１００ａ、逆正規化処理部２０４ａ、Ｙ振幅変更部２０５ａについて説明する。
正規化処理部２０３ａには、変化点Ｐ１、Ｐ２のｘ座標ｘ１、ｘ２が入力される。この変化点Ｐ１、Ｐ２のｘ座標ｘ１、ｘ２に基づいて、正規化処理部２０３ａは入力データの範囲ｘ１〜ｘ２を範囲０〜４０９５へ正規化する。
【００３２】
非線形処理回路１００ａは、図５に示すように、正規化された入力データ範囲０〜４０９５において、入力データを予め定められた非線形関数により変換する。そして、この変換したデータに対し、パラメータである係数ＣＥ１を乗じ、これに正規化された入力データＤＡＴＡｉｎを加算する。これにより、上に凸の曲線、即ち、入力ｘ、出力ｙとして、べき乗関数ｙ＝ｘα（０＜α＜１）に近似した上に凸の曲線を得る。この非線形処理回路１００ａの処理は実施の形態１において説明した通りである。
【００３３】
逆正規化処理部２０４ａには、変化点Ｐ１、Ｐ２のｘ座標ｘ１、ｘ２が入力される。この情報に基づいて、逆正規化処理部２０４ａは正規化された入力データ範囲０〜４０９５から元の入力データの範囲ｘ１〜ｘ２へ戻す。これにより、図７の非線形領域ＮＬＡ１における補正曲線が得られる。ここで得られる補正曲線は、図７に示すように、ｙ＝ｘを基軸とした補正曲線のままであるので、出力データ範囲（ｙの値域）は入力データ範囲（ｘの定義域）と同じ範囲ｘ１〜ｘ２である。
Ｙ振幅変更部２０５ａには、逆正規化処理部２０４ａから出力されたデータに加え、パラメータである２つの変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）、Ｐ２（ｘ２、ｙ２）のｘｙ座標が入力される。そして、Ｙ振幅変更部２０５ａはパラメータである２つの変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）、Ｐ２（ｘ２、ｙ２）のｘｙ座標に基づき、図８に示すように、出力データ範囲（ｙの値域）を範囲ｘ１〜ｘ２から範囲ｙ１〜ｙ２へ変更する。
【００３４】
次に、第３経路を構成する正規化処理部２０３ｂ、非線形処理部１００ｂ、逆正規化処理部２０４ｂ、Ｙ振幅変更部２０５ｂについて説明する。
正規化処理部２０３ｂには、変化点Ｐ１、Ｐ２のｘ座標ｘ１、ｘ２が入力される。変化点Ｐ２のｘ座標ｘ２と最大点のｘ座標４０９５に基づいて、正規化処理部２０３ｂは入力データの範囲ｘ２〜４０９５を範囲０〜４０９５へ正規化する。
【００３５】
非線形処理部１００ｂは、図６に示すように、正規化された入力データ範囲０〜４０９５において、入力データを予め定められた非線形関数により変換する。この変換関数は非線形処理回路１００ａと同一である。そして、この変換したデータに対し、パラメータである係数ＣＥ２（但し、ＣＥ１と同符号であって、正の値）を乗じ、これを正規化された入力データＤＡＴＡｉｎから減算する。これにより、下に凸の曲線、即ち、入力ｘ、出力ｙとして、べき乗関数ｙ＝ｘβ（１＜β）に近似した下に凸の曲線を得る。なお、係数ＣＥ２を負の値とし、加算してもよい。
【００３６】
逆正規化処理部２０４ｂには、変化点Ｐ１、Ｐ２のｘ座標ｘ１、ｘ２が入力される。この情報に基づいて、逆正規化処理部２０４ｂは正規化された入力データ範囲０〜４０９５から元の入力データの範囲ｘ２〜４０９５へ戻す。これにより、図７の非線形領域ＮＬＡ２における補正曲線が得られる。ここで得られる補正曲線は、図７に示すように、ｙ＝ｘを基軸とした補正曲線のままであるので、出力データ範囲（ｙの値域）は入力データ範囲（ｘの定義域）と同じ範囲ｘ２〜４０９５である。
Ｙ振幅変更部２０５ｂには、逆正規化処理部２０４ｂから出力されたデータに加え、パラメータである２つの変化点Ｐ１（ｘ１、ｙ１）、Ｐ２（ｘ２、ｙ２）のｘｙ座標が入力される。そして、Ｙ振幅変更部２０５ｂはパラメータである変化点Ｐ２（ｘ２、ｙ２）と最大点（４０９５、４０９５）のｘｙ座標に基づき、図８に示すように、出力データ範囲（ｙの値域）を範囲ｘ２〜４０９５から範囲ｙ２〜４０９５へ変更する。
【００３７】
次に、デコーダ２０６は入力データＤＡＴＡｉｎをデコードし、バイナリ信号を生成する。このバイナリ信号は第２遅延調整部２０７を介してセレクタ２０８に入力される。セレクタ２０８は、入力されたバイナリ信号に基づいて、第１経路〜第３経路からの出力を選択する。
【００３８】
具体的には、入力データＤＡＴＡｉｎがｘ＝０〜ｘ１の範囲では、第１経路の出力（ｙ＝ｘ）が選択される。入力データＤＡＴＡｉｎがｘ＝ｘ１〜ｘ２の範囲では、第２経路の出力（ｙ＝ｘα（０＜α＜１）に近似した上に凸の曲線）が選択される。入力データＤＡＴＡｉｎがｘ＝ｘ２〜４０９５の範囲では、第３経路の出力（ｙ＝ｘβ（１＜β）に近似した下に凸の曲線）が選択される。
【００３９】
次に、図７、８のグラフを用いて実施の形態２に係るコントラスト補正方法を説明する。図７、８は、コントラスト補正の模式図である。入力データＤＡＴＡｉｎが１２ビット（０〜４０９５）である場合を例示している。横軸は入力輝度、縦軸は出力輝度であり、実線で示された曲線が、点線で示す線形出力（ｙ＝ｘ）に対するコントラスト補正曲線である。
【００４０】
ここで、図７は第１経路及び第２経路における逆正規化処理部２０４ａ、２０４ｂでの処理までが終了した状態を模式的に示している。図７における非線形領域ＮＬＡ１の補正曲線は、図５に示す正規化により得られた補正曲線を逆正規化したものである。図７における非線形領域ＮＬＡ２の補正曲線は、図６に示す正規化により得られた補正曲線を逆正規化したものである。図５、６に示すように、正規化により得られた補正曲線はいずれもｙ＝ｘを基軸とした補正曲線である。そのため、図７に示すように、逆正規化した後に両者を組み合わせることにより得られる補正曲線もｙ＝ｘを基軸とした補正曲線となる。即ち、入力ｘ２に対する出力ｙ＝ｘ２となっている。
【００４１】
図８は、最終的に得られる補正曲線である。また、この図８は、図７における入力ｘ２に対する出力ｙ＝ｘ２から所望のｙ２へ変更するための処理を示している。図８に示すように、非線形領域ＮＬＡ１、ＮＬＡ２のＹ振幅（定義域）を圧縮又は伸張することにより入力ｘ２に対する所望の出力ｙ＝ｙ２を得ることができる。この処理をＹ振幅変更部２０５ａ、２０５ｂが行なっている。更に、第１経路から出力される黒のオフセットのためのｙ＝ｘを線形領域ＬＡ（ｘ＝０〜ｘ１）に組み合わせることにより、最終的な補正曲線が得られる。
【００４２】
上述の通り、本実施の形態２におけるパラメータは、係数ＣＥ１、ＣＥ２、変化点Ｐ１の座標（ｘ１、ｙ１）、変化点Ｐ２の座標（ｘ２、ｙ２）の６つのみである。さらに、黒のオフセット量を定める変化点Ｐ１の座標（ｘ１、ｙ１）は通常固定値であるから、実質的なパラメータは係数ＣＥ１、ＣＥ２、座標（ｘ２、ｙ２）の４つのみとなる。本実施の形態によれば、少ないパラメータの単純制御により、極めて自由度の高いコントラスト補正曲線が得られ、適応的なコントラスト補正が可能となる。
【００４３】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、本願に係る発明は、画像のコントラスト補正に限られず、例えば、音声の非線形処理に用いることも可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１００、１００ａ、１００ｂ 非線形処理回路
１０１ 非線形変換部
１０２ 利得調整部
１０３ 遅延調整部
１０４ 加減算回路
２００ コントラスト補正回路
２０１ 第１遅延調整部
２０２ 振幅変更部
２０３ａ、２０３ｂ 正規化処理部
２０４ａ、２０４ｂ 逆正規化処理部
２０５ａ、２０５ｂ 振幅変更部
２０６ デコーダ
２０７ 第２遅延調整部
２０８ セレクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換する非線形変換部と、
前記非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである係数を乗じる乗算回路と、
前記非線形変換部及び前記乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する遅延調整部と、
前記乗算回路からの出力データと前記遅延調整部からの出力データとを加減算する加減算回路と、を備える非線形処理回路。
【請求項２】
前記所定の曲線が放物線様の曲線であることを特徴とする請求項１に記載の非線形処理回路。
【請求項３】
前記所定の曲線が唯一の曲線であることを特徴とする請求項１又は２に記載の非線形処理回路。
【請求項４】
前記所定の曲線の変換テーブルが格納された記憶部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の非線形処理回路。
【請求項５】
前記非線形変換部が、多項式近似により演算処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の非線形処理回路。
【請求項６】
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換し、
非線形変換されたデータに対し、パラメータである係数を乗じ、
前記係数を乗じたデータと前記入力データとを加減算する非線形処理方法。
【請求項７】
前記所定の曲線が放物線様の曲線であることを特徴とする請求項６に記載の非線形処理方法。
【請求項８】
前記所定の曲線が唯一であることを特徴とする請求項６又は７に記載の非線形処理方法。
【請求項９】
前記非線形変換において、記憶部に格納された前記所定の曲線の変換テーブルを用いることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の非線形処理方法。
【請求項１０】
前記非線形変換において、多項式近似により演算処理することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の非線形処理方法。
【請求項１１】
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換する第１の非線形変換部と、
前記第１の非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである第１の係数を乗じる第１の乗算回路と、
前記第１の非線形変換部及び前記第１の乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する第１の遅延調整部と、
前記第１の乗算回路からの出力データと前記第１の遅延調整部からの出力データとを加減算する第１の加減算回路と、
前記入力データに対する出力データの関係が前記所定の曲線となるように非線形変換する第２の非線形変換部と、
前記第２の非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである第２の係数を乗じる第２の乗算回路と、
前記第２の非線形変換部及び前記第２の乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する第２の遅延調整部と、
前記第２の乗算回路からの出力データと前記第２の遅延調整部からの出力データとを加減算する第２の加減算回路と、
前記第１の加減算回路からの出力データと、前記第２の加減算回路からの出力データとを選択するセレクタを備えるコントラスト補正回路。
【請求項１２】
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換し、
非線形変換されたデータにパラメータである第１の係数を乗じたデータと、前記入力データとを加減算して上に凸の第１の曲線を生成し、
前記非線形変換されたデータにパラメータである第２の係数を乗じたデータと、前記入力データとを加減算して下に凸の第２の曲線を生成し、
ｘｙ座標（但し、入力データをｘ、出力データをｙとする）上にパラメータとして設定した変化点において、前記第１の曲線と前記第２の曲線とを切り換えるコントラスト補正方法。
【請求項１】
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換する非線形変換部と、
前記非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである係数を乗じる乗算回路と、
前記非線形変換部及び前記乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する遅延調整部と、
前記乗算回路からの出力データと前記遅延調整部からの出力データとを加減算する加減算回路と、を備える非線形処理回路。
【請求項２】
前記所定の曲線が放物線様の曲線であることを特徴とする請求項１に記載の非線形処理回路。
【請求項３】
前記所定の曲線が唯一の曲線であることを特徴とする請求項１又は２に記載の非線形処理回路。
【請求項４】
前記所定の曲線の変換テーブルが格納された記憶部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の非線形処理回路。
【請求項５】
前記非線形変換部が、多項式近似により演算処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の非線形処理回路。
【請求項６】
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換し、
非線形変換されたデータに対し、パラメータである係数を乗じ、
前記係数を乗じたデータと前記入力データとを加減算する非線形処理方法。
【請求項７】
前記所定の曲線が放物線様の曲線であることを特徴とする請求項６に記載の非線形処理方法。
【請求項８】
前記所定の曲線が唯一であることを特徴とする請求項６又は７に記載の非線形処理方法。
【請求項９】
前記非線形変換において、記憶部に格納された前記所定の曲線の変換テーブルを用いることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の非線形処理方法。
【請求項１０】
前記非線形変換において、多項式近似により演算処理することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の非線形処理方法。
【請求項１１】
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換する第１の非線形変換部と、
前記第１の非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである第１の係数を乗じる第１の乗算回路と、
前記第１の非線形変換部及び前記第１の乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する第１の遅延調整部と、
前記第１の乗算回路からの出力データと前記第１の遅延調整部からの出力データとを加減算する第１の加減算回路と、
前記入力データに対する出力データの関係が前記所定の曲線となるように非線形変換する第２の非線形変換部と、
前記第２の非線形変換部からの出力データに対し、パラメータである第２の係数を乗じる第２の乗算回路と、
前記第２の非線形変換部及び前記第２の乗算回路と並列に接続され、前記入力データの遅延を調整する第２の遅延調整部と、
前記第２の乗算回路からの出力データと前記第２の遅延調整部からの出力データとを加減算する第２の加減算回路と、
前記第１の加減算回路からの出力データと、前記第２の加減算回路からの出力データとを選択するセレクタを備えるコントラスト補正回路。
【請求項１２】
入力データに対する出力データの関係が所定の曲線となるように非線形変換し、
非線形変換されたデータにパラメータである第１の係数を乗じたデータと、前記入力データとを加減算して上に凸の第１の曲線を生成し、
前記非線形変換されたデータにパラメータである第２の係数を乗じたデータと、前記入力データとを加減算して下に凸の第２の曲線を生成し、
ｘｙ座標（但し、入力データをｘ、出力データをｙとする）上にパラメータとして設定した変化点において、前記第１の曲線と前記第２の曲線とを切り換えるコントラスト補正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１７２００２（Ｐ２０１１−１７２００２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３３７５０（Ｐ２０１０−３３７５０）
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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