JPH1117982A

JPH1117982A - ビデオ信号のダイナミックレンジ及びコントラストを変えるめの装置及び方法

Info

Publication number: JPH1117982A
Application number: JP18712297A
Authority: JP
Inventors: B Hickman Charles; ビーヒックマンチャールズ
Original assignee: HAPLOTECH Inc
Current assignee: HAPLOTECH Inc
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ダイナミックレンジ及びコントラス
トの変更をビデオイメージに与えることである。【解決手段】セパレーター100 の低周波出力YL1 110 は
低周波プロセッサ200 へ送られ、そこで処理したディジ
タル信号YL3 220 を結合器500 へ送る。処理は制御ブロ
ック800 から制御信号の値に基づいて行われる。プロセ
ッサ200 は、高周波の正のプロセッサ300 へ送られる制
御信号S1 230とS2 240、および高周波の負のプロセッサ
400 へ送られる制御信号S3 250とS4 260を発生する。セ
パレーター100 の高周波の正の成分の出力YHP1 120は、
プロセッサ300 へ送られ、そこで処理したディジタル信
号YHP5 340を結合器500 へ送る。セパレーターの高周波
の負の＋成分の出力YHN1 130は、プロセッサ400 へ送ら
れ、そこで処理したディジタル信号YHN5 440を結合器へ
送る。結合器は、YHN5 400を他の２の入力YL3 220 とYH
P5 340の合計から引算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【関連出願データ】本出願は、１９９４年６月９日に出
願された米国特許出願番号08/257,383号の“電子イメー
ジのダイナミックレンジ及びコントラストの変更方法(M
ethod ForElectronic Image Dynamic Range And Contra
st Modification）”の一部係属出願である。前記米国
出願は、あたかもここで完全に述べられるようにレファ
レンスによって取り込まれる。

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般にビデオ或い
は電子イメージ信号の処理、特に、ビデオ信号のダイナ
ミックレンジ及びコントラストを変更するためのシステ
ムおよび技術に関する。

【０００３】

【発明の背景】ニュース及びスポーツイベントのような
多くの電子イメージは制御されない照明状態の下で取ら
れている。従って、イメージのダイナミックレンジ及び
コントラストは美的には満足がいかないかないかも知れ
ない。一方、透視のビデオ（画像）のような医学的なイ
メージは、このような悪いコントラスト及びダイナミッ
クレンジを含んでいて、それらの値を制限している。こ
れらの、および他の電子イメージの状態は、時機を得
た、また費用の効果的な方法で解決される必要がある。
広く、いろいろな技術及び装置が、理想的なダイナミッ
クレンジ及び／又はコントラスト以下の電子イメージ信
号の処理に対して提案されている。非常に多くのシステ
ムは、第１に、先ずヒストグラム(histogram) を用いる
イメージの解析に基づかれている。この解析に基づい
て、イメージはオペレータの制御の下で変更される。あ
る技術は、簡単なグレースケールの変更から主として成
り立っている。他方、ある技術は、Lee 他に与えられた
米国特許第 5,012,333号に記載されたシステムのように
非常に複雑である。これらの技術の殆どは信号処理を行
うために、比較的遅いコンピュータに依存している。一
般に、これらの技術はイメージを改善するのに効果的で
あるが、それらはヒストグラムの誘導に特に比較的時間
がかかかる。ライブスポーツ、ニュースイベント或いは
透視イメージのような電子イメージの多くのフレーム
が、リアルタイムで、或いはリアルタイムに近く処理さ
れる必要がある場合、多くの技術は、時間がかかりすぎ
る。速度の速いコンピュータを信号処理に用いることが
できるが、これは通常コストを実質的に増大する。

【０００４】Alan V. Oppenheim and Ronald W. Schafe
r, Prentice-Hall, 1975よる"The text Digital Signal
Processing"、章タイトル"Homomorphic Signal Proces
sing" は、イメージのあるクラスはヒストグラムの広範
な解析のない信号処理で改善され得ることを教示してい
る。著者は、観察されたイメージは、パターンの照明と
パターンの反射の積によって形成され、明るいイメージ
を生成すると述べている。また、著者は、明るいイメー
ジのこれらの成分は周波数部分の関数として分離され得
ると述べている。即ち、一般に、照明の成分は、反射成
分と異なる周波数範囲にある。著者は、一般に電子イメ
ージ内で、照明は、低い周波数信号であり、反射は、高
い周波数信号であると結論している。著者の信号処理は
イメージの改善を与えるが、非常に限定された数のイメ
ージの問題を解決するのみである。従って、もし、調整
可能なハードウェアを用いてタイムリーな手段で、非常
に多くのイメージのダイナミックレンジ及びコントラス
ト等の問題を改善するために用いることができるシステ
ムを実行することができるならば、これは望ましいこと
である。

【０００５】

【発明の概要】本発明は、先ずイメージ輝度を高低の周
波数成分に分離するシステムを含む。低い周波数成分は
数学的な演算子である処理エレメントを介して処理さ
れ、その可変値は、変更され、また変更されないイメー
ジの観察者によって手動で、またはエディットリスト(e
dit list) 或いは調節のための他の基準を含むコンピュ
ータによって自動的に選択されることできる。高い周波
数成分は正および負への偏位成分に分離され、または単
一の信号として処理されることができる。高い周波数成
分は、上述のように観察者或いはコンピュータの何れか
によって決められる可変値で、低い周波数成分へ瞬間的
な変更に関連して比例して変更される。高い周波数成分
は、その変数が上述のように選択されるべきである数学
的演算子を介して処理される。高低の周波数成分は再結
合される。もし、変更されるべきイメージがカラーなら
ば、カラーイメージ部分の赤、緑、青、即ちクロミナン
スは、大きさの変化と輝度入力の低い周波数部分に関す
る輝度イメージの瞬間的な比に比例して直接変更され
る。

【０００６】本発明の目的は、ダイナミックレンジ及び
コントラストの変更をビデオイメージに与えることであ
る。更に、本発明の目的は、オペレータがダイナミック
レンジ及びコントラストを相互に作用して調節するスタ
ンドアロン（自立型）システムを提供することである。
本発明の他の目的は、ダイナミックレンジ及びコントラ
ストがコンピュータ制御の下で行われるシステムを提供
することである。本発明の更に他の目的は、イメージの
低い周波数部分が、自動利得制御（ＡＧＣ）回路の制御
の下で、自動的に調整されることができるシステムを提
供することである。本発明のこれらの、および他の目的
や利点は、この出願の一部を形成する以下の説明および
図面を参照するれば、当業者に容易に明らかになるであ
ろう。

【０００７】

【実施の形態】改善されたダイナミックレンジ及びコン
トラストの電子イメージ処理システムが開示される。説
明の目的のための以下の記載において、本発明の完全な
理解を与えるために、多くの詳細な説明が行われる。し
かし、これらの詳細な説明は本発明を実行するためには
必要でないことは、当業者に明らかであろう。図１は、
イメージの輝度成分のダイナミックレンジおよびコント
ラストのための最高レベルのブロック図を示す。ディジ
タル輝度YIN 105 はセパレーター100によって受信され
る。セパレーター100 内で、輝度は高低二つの周波数成
分に分離される。高周波成分は正の電圧と負の電圧成分
に分けられる。更に、この高周波の負の電圧成分の極性
は、正の電圧信号、即ち高周波の負の＋成分に変更され
る。

【０００８】周波数分離は標準フォームである。例え
ば、低域通過フィルターは一次元或いは二次元の何れか
である。高周波成分は、ろ波されない信号から低周波成
分の減算によって、或いは低周波成分をろ波されない信
号への分割によって得られる。二次元の低域通過フィル
ターが好ましい。高周波成分を得るには減算法が好まし
い。セパレーター100 の低周波出力YL1 110 は低周波プ
ロセッサ200 へ送られ、このプロセッサは、その処理し
たディジタル信号YL3 220 を結合器500 へ送る。処理は
制御装置800 から制御信号の値に基づいて行われる。低
周波プロセッサ200 は、高周波の正のプロセッサ300 へ
送られる処理制御信号S1 230とS2 240、および高周波の
負のプロセッサ400 へ送られる処理制御信号S3 250とS4
260を発生する。セパレーター100 の高周波の正成分の
出力YHP1 120は、高周波の正のプロセッサ300 へ送ら
れ、このプロセッサはその処理したディジタル信号YHP5
340を結合器500 へ送る。セパレーター100 の高周波の
負の＋成分の出力YHN1 130は、高周波の負のプロセッサ
400 へ送られ、このプロセッサは、その処理したディジ
タル信号YHN5 440を結合器500 へ送る。好適な( 減算)
分離方法が用いられた場合、結合器500 は、YHN5 400を
他の２の入力YL3 220 とYHP5 340の算術和から引算す
る。

【０００９】図３は、図１の低周波処理ブロック200 内
の処理エレメントを示す。セパレーター100 は、低周波
成分YL1 110 を低周波プロセッサ200 へ送る。低周波成
分YL1 110 は、ディジタルマッピングPROM、即ちプログ
ラム可能なリードオンリーメモリ205 によって受信され
る。この PROM205は、１６アドレスビットを有する。こ
の PROM205の１０アドレスビットはYL1 110 のために用
いられ、そして６アドレスビットは制御K1 810のために
用いられる。 PROM205は、所定の数学的べき指数の変更
子(modifiers) を含むマップを選択するために用いられ
ているK1 810に基づいて、YL1 110 入力をYL2 210 出力
へマップするために用いられるルックアップテーブルを
有する。アドレスされる６４の分離マッピングは、0.02
5 のステップで0.30から1.90のべき指数K1の値に205 に
おいて対応する。従って、もし、K1 810が42の値を有し
ていたならば、これは1.35のK1値に相当し、PROM 205は
以下のマッピングを達成する。

【００１０】ＹＬ２＝ＹＬ１^1.35 (1) 205 においてK1値は示された値以外であることに留意す
べきである。例えば、K1の負の値は、特定の効果のため
に用いられる。従って、この場合およびこの他の場合、
特定な値は与えられた実施の形態のためであり、他の実
施の形態のために他の値を使用することを制限するよう
に解釈されるべきでない。１６のディジタルデータビッ
トで表現されたPROM 205の出力YL2 210 は、ディジタル
乗算器215 に送られ、可変制御K2 820で乗算されて、上
位１０のディジタルデータビットへ丸められた出力の積
YL3 220 を生成する。図１において、この出力の積YL3
220 は結合器500 へ送られることがわかる。極端な振幅
の圧縮中に解像度を維持するために、PROM 205の出力は
１６のディジタルデータビットで表されている。215 に
おける乗算の後、低周波出力YL3 220 は１０ディジタル
データビットに丸められる。

【００１１】しばしばイメージの輝度部分は非常に低い
コントラストを含む。従って、そのイメージのアピアラ
ンスを改善するために、同時に、イメージの同じ部分に
おけるコントラストに対して余分なエンハンスメントを
与える間、イメージの明るい部分を圧縮することが必要
である。図１において、低周波プロセッサ200 からの出
力制御S1 230, S2 240, S3 250およびS4 260は、所望の
選択エンハンスメントおよび他の機能を達成することが
できる。これらの制御S1 230等は、低周波成分YL1 110N
I よって表された通常の明るさへの変化に基づいて、高
周波成分YHP1 120 YHN1 130 によって表されたコントラ
ストを変更するために用いられる。図３はこれらの制御
の発生を示す。ブロック225 は、２段階のプロセスから
成り、制御S1 230を発生する。先ず、ブロック205 の出
力YL2 110 と入力YL1 120 の瞬時の転送比がデジタル分
割器を用いて決定される。その商は、ブロック205 にお
けるマッピングPROMと同様な方法でマッピングPROMを介
して変更される。このブロック225 におけるマッピング
は、指数の値K3が 0.1のステップにおいて-3.1から+3.1
の間で変わる点で異なっている。従って、もし、K3 830
が11の値を持つべきであるなら、225 は次の式を実行す
る。

【００１２】ＳＩ＝（ＹＬ２÷ＹＬ１) ^-2.0 (2) S3 250は、それがK5 850によって制御されるのを除い
て、ブロック225 と同様に機能するブロック245 によっ
て発生される。ブロック235 と255 は、ブロック215 の
リニアな転送比で動作するマッピングPROMから成る。こ
の転送比はK2 820に等しい。K4 840とK6 860は６ビット
から成り、上でブロック225 に対して説明されたよう
に、0.1 のステップにおいて、-3.1と+3.1の間でマップ
化されたべき指数を変えるために用いられる。図４は、
図１の高周波の正の処理ブロック300 内の処理エレメン
トを示す。セパレーター100 からの高周波の正の電圧YH
P1 120は、ブロック225 からS1 230により乗算されて、
積YHP2 310を生成する。YHP2 310は、ブロック235 から
S2 240により乗算されて、積YHP3 320を生成する。YHP3
320は、ブロック800 からK7 870によって制御される。
このPROMは、上に説明されたブロック205 におけるPROM
と同一であり、同じ機能をする。YHP4 330は、制御K8 8
80によって乗算されて、図１において、結合器500 への
入力の１つであるように見られる積YHP5 340を生成す
る。

【００１３】図５は、図１の高周波の負の処理ブロック
400 における高周波の負の＋成分YHN1 130に対して生じ
る処理を示す。処理ブロック400 は、上に説明したブロ
ック300 と同じ方法で機能する。ブロック400 は、その
出力YHN5 440を図１に示されるた結合器500 へ送る。結
合器500 の信号出力YOUT 505は、変更された輝度であ
る。図６と図７は、輝度プロセッサ950 がどの様にして
電子イメージ、カラー成分の変更のために使用されるこ
とができるか関する新規な例である。図６は、如何にし
てクロミナンス成分CHIN 905と変更されない輝度YIN 10
5 が、低周波入力YL1 110 に関して輝度プロセッサ950
における変化と同じ比915 によって変更されることがで
きるかを示す。輝度処理950 は、図１に説明され、上で
説明された。YL1 100 に関して、輝度プロセッサ950 の
出力YOUT 505の瞬時の転送比はブロック915 において計
算される。その比は、YOUT 505をYL1 110 で割算するデ
ィジタル分割器によって決められる。CHIN 905は、915
の出力を瞬間的に制限するために用いられる。瞬間的な
イメージエレメントが青のみを含み、他のカラーを含ま
ない場合、即ちYIN 105 は、青の信号の約１０％の瞬間
的な振幅を有している場合を考えてみる。このYIN 105
の低い振幅にとって、CHOUT 910が標準的な限界を越え
るようにする、915 からのある比が存在する。従って、
CHIH 905は、CHOUT 910 が標準的な限界を越えないよう
に、915 から比を瞬間的に制限するために用いられる。
もし、915 から制限されない比がCHOUT 910 を標準的な
限界を越えさせないならば、制限は生じない( 標準的な
限界は、Betacam PS, S-VHS 等) 。915 からの比は、ク
ロミナンス成分CHIN 905をスケールするためにディジタ
ル乗算器920 において用いられ、変更されたクロミナン
ス成分CHOUT910 を生成する。このクロミナンス成分CHO
UT 910 は、標準的なクロミナンスタームＣ_rとＣ_bか
ら成る。しばしばイメージの高周波内容は、受入れ可能
であり、光の内容、即ち低周波部分への変更が必要とな
る。イメージが自然に見えるために、イメージ（輝度お
よびカラー成分の双方を含む）のイメージの高周波と低
周波部分の双方が同じ比によって変化されることが望ま
しい。従って、変更されていない低周波部分YL1 110 に
よって分割された処理された輝度YOUT 505の比によっ
て、図６における全ての変更されていないイメージエレ
メント,YIN 105とCHIN 905を変更することによって、も
し、高周波タームYHP5 340とYHPN5 440 がゼロの値に維
持されているならば、YIN 105 とCHIN 905は、YMOD 999
とCHOUT 910をそれぞれ生成するために光の内容、低周
波の変化の瞬間的な比によって変化されるのみであるこ
とが判るであろう。これは、変更されない信号YIN 105
とCHIN905に含まれる高い周波数と低い周波数の部分が
光の内容、低周波の内容における変化の比によってのみ
変更されるので、重要である。換言すれば、瞬間的にそ
れら、YIN 105 とCHIN 905は再び明るくされ、YMOD 999
とCHOUT 910 をそれぞれ生成する。プロセッサ950 の高
周波信号、YHP5 340とYHN5 440は、特別な高周波エンフ
ァシスのための、即ちオリジナルの信号が弱い高周波部
分を含んでいるとき、ゼロでない値を有しているだけで
ある。当業者は、単純な理由で、ゼロ処理遅延が仮定さ
れているというを認識することができる。この仮定は、
本発明の理解を増さないいろいろな補償する遅延を含む
ことなく、本発明の本質の説明のために可能である。従
って、比が915 において計算される場合、それが輝度プ
ロセッサ950 によって振幅が変更される場合を除いて、
YOUT 505内の低周波成分はYL1 110 と同じイメージエレ
メントに対応する。

【００１４】同様に、図7 は、カラー成分がどの様にし
て入力の低周波部分YL1 110 に関して、輝度プロセッサ
950 の出力YOUT 505の比によって、変更されるかを示し
ている。先ず、R,G,B 即ち赤、緑、青のフォーマットで
表現された入力信号RGBIN 955 が960 内で輝度信号YIN
105 変換される。プロセッサ950 、915 および920 は上
で説明したように機能する。R,G,B 信号RGBIN 955 は乗
算器920 によってスケール化される。他のカラー成分
は、915 からの出力と同じ比率でスケール化されること
ができる。輝度プロセッサ950 がどの様にして用いられ
るかの一つの例は、イメージの部分ば美的に満足できる
場合においてであるが、他の部分は明るすぎたり、非常
に低いコントラストを有していたりする。目的は、明る
すぎる部分へ著しい変化を起こすことであり、一方、同
時に、イメージの他の部分へ殆ど変化を起こさないこと
である。205 において、K1は0.60にセットされ、イメー
ジの輝度部分が他の部分より振幅が比例して圧縮される
ようにする。ディジタル乗算器は、利得を加えるために
10.0にセットされ、イメージの受入れ可能な部分の振幅
圧縮に対して補償する。これによりイメージの平均の輝
度が上昇される。225 において、K3は-0.6にセットさ
れ、コントラストの最大の増大が最大の範囲の圧縮を持
ったイメージの領域に生じるようにする。245 におい
て、K5は -0.1 にセットされ、負の方向に或る程度の増
大を生じさせるが、イメージの深さを黒までドライブす
る程ではない。235 において、K4は0.0 にセットされ、
また255 において、K6は0.0にセットされる。制御K7 87
0, K8 880, K9 890及びK10 900 はテースト(taste)にセ
ットされる。上述および以下は、値1020を有する標準化
された最大のイメージ振幅に基づいている。

【００１５】輝度プロセッサ950 がどの様にして用いら
れるかの他の例は、コントラストが良好であるスポーツ
イベントにおいてであるが、競技場の一部は陽が当たっ
ており、競技場の一部は影になっている場合である。こ
れは観るものを不愉快にさせる。表面上、これは前の例
と殆ど同じようにみえる。大きな違いはコントラストが
許容できることである。再度、低周波成分YIN 105NO 明
るい部分は、イメージの暗い部分の領域に圧縮され、そ
れからリニアに伸長される。これは0.4 にセットされて
いるK1、および50にセットされているK2 820に相当す
る。コントラストは許容できるのであるから、225 のK
3、235 のK4、250 のK5、および255 のK6は、1.0 に、
或いは約1.0 に維持される必要がある。コントラスト
は、K7 870、K8880、K9 890、およびK10 900 を用いて
テーストに変更されることができる。

【００１６】ダイナミックレンジの伸長および圧縮の全
体、およびコントラストの増大と抑圧の組み合わせは、
本発明を用いて達成されることができる。

【００１７】

【他の実施の形態】

(1) 第一の他の実施の形態準同形の信号処理を用いるアナログの実施の形態が開示
されている。準同形の信号処理は、線形回路を用いて、
信号上の数学的指数演算を可能にする。信号電圧をそれ
らの対数等価電圧に変換することによって、対数の使用
に関連した周知の数学的規則を実行するために、線形回
路を用いる好適な実施の形態に必要とされた全ての数学
的演算を果たすことができる。例えば、掛け算操作は２
つの対数値の和によって達成される。線形処理の後、真
数演算(antilogaririthmic operation) が行われ、標準
信号の電圧形へ変換する。以下の詳細な記載から、ディ
ジタルの準同形の実施の形態は、対数および真数演算を
行うために、ルックアップテーブルを用い、および線形
演算の実行のための標準回路を用いて、実行される。

【００１８】図８は、アナログ信号処理用の最高のブロ
ック図を示す。アナログ輝度AIN106 は、高周波および
低周波の成分が分離されるセパレーター101 へ送られ
る。高周波成分は、更に処理のために正の電圧へ変換さ
れている負の電圧成分を有する正および負の電圧成分へ
分離される。これら３の成分である、低周波、高周波の
正、および高周波の負は、それぞれアナログ装置の対数
増幅器AD640 を用いて対数の等価電圧へ変換される。セ
パレーター101 の低周波出力LL1 111 は、低周波プロセ
ッサ201 へ送られ、該プロセッサはその処理した対数信
号LL3 221 を結合器501 へ送る。低周波プロセッサ201
は、高周波の正のプロセッサ301 へ送られるプロセス制
御信号R1 231とR2 241、および高周波の負のプロセッサ
401 へ送られるプロセス制御信号R3 251とR4 261を発生
する。セパレーター101 の高周波の正成分の出力LHP1 1
21は、高周波の正のプロセッサ301 へ送られ、該プロセ
ッサはその処理した対数信号LHP5 341を結合器501 へ送
る。セパレーター101 の高周波の負成分の出力は、高周
波の負のプロセッサ401 へ送られ、該プロセッサはその
処理した対数信号LHP5 441を結合器501 へ送る。結合器
501 は、これら３つの入力、LL3 221 、LHP5 341および
LHN5 441のおのおのに対して真数演算を行う。LHN5 441
から得られた真数信号は、LL3 221 とLHP5 341から得ら
れた他の２つの真数信号の和から引算されて、出力AOUT
506を生成する。その単純化された形状の結合器501 に
おけるバイアシング(biasing) 、スケーリング(scalin
g) 、d.c.ブロッキング(d.c. blocking) 等を無視する
ことによって、以下の数学的演算が行われる。

【００１９】ＡＯＵＴ＝１０^LL3＋１０^LHP5＋１０^LHN5 (3) 図１３は、代表的な対数電圧551 がどの様にして負帰還
回路を用いて真数電圧541 へ変換されるかを示してい
る。正の対数電圧511 は、抵抗521 を通してオペアンプ
562 の非反転入力へ送られる。この電圧511 は、オペア
ンプ526 から正の電圧を生成するためにアナロググラン
ド(analogue ground)536と比較される。この正電圧は順
バイアスダイオード531 を介して対数増幅器516 へ送ら
れる。対数増幅器516 は、セパレーター101 に対して述
べられた対数電圧を生成するために用いられたものと同
じ型のパーツ、AD640 である。この正の入力電圧は、対
数増幅器516 がその出力電圧541 の対数に比例する負の
電流を生成するようにする。この負の電流は、抵抗521
へ入り、正の対数入力電圧511 をオフセットするために
負の電圧を生成する。ダイオード531 は、回路が正帰還
モードにいて機能するのを妨げるために、オペアンプ52
6 からの負の電圧が対数増幅器へ入るのを阻止するため
に用いられる。この対数増幅器516 は、その入力電圧54
1 の絶対値に基づいて負の電流を生成する。従って、も
し、阻止ダイオードが存在しないならば、正帰還が生じ
る。

【００２０】制御装置（制御ブロック）801 は３つのプ
ロセッサ201 、301 および401 内での処理を制御するた
めに用いられる。図９は、制御ブロック801 からの特定
の制御M1 811、N2 821等を示す。M 制御M1 811、M3 831
は、可変ポテンシオメーターを制御するために用いられ
る。このポテンシオメーターはコンピュータ制御による
電子型であるが、この実施の形態に対しては、それらは
受動エレメントであり、M 制御はオペレータによるシャ
フト調節である。N 制御N2 821、N8 881等は、プロセス
制御のための所望の対数値に比例する調節可能なd.c.電
圧である。図１０は、低周波プロセッサ２０１内で、対
数電圧信号の変更のための処理エレメントを示す。対数
のアナログ低周波信号LL1 111 は乗算器206 へ送られ
る。乗算器206 は、図１５に示されたように２０の回転
サーメットポテンシオメーター２９５で実行される。こ
の実行に対する２の利得を有する増幅器293 は、乗算器
206 に対する上限をセットするために用いられ、また抵
抗297 は、この乗算器206 に対する加減をセットするた
めに用いられる。ポテンシオメーター293 は、0.5 と2.
0 の値の間で乗数を変える。これは、上でブロック205
において示されたように指数のある信号の真数値を変更
すると同様である。乗算器206 からの出力LL2 211 は、
加算器216 へ送られ、d.c.制御電圧N2 821に加えられ
る。N2 821制御電圧は、極性が正か負の何れかであり、
低周波成分が乗算されるべき制御値の対数に比例する。
( ここで用いられる、このd.c.の値N2 821、他のd.c.の
値、および図１１のR1 231のような低周波タームは、数
学的目的のために用いられるが、真数の信号が得られた
後、通常のイメージ成分から除かれなければならな
い。) 加算器227 は、乗算器206 の入力LL1 111 を乗
算器206 の出力LL2 211 から引算して、その結果を乗算
器226 へ送る。図１４は、乗算器226 がどの様に実行さ
れるかを示す。対数電圧がライン271 に入り、非反転増
幅器276 と反転増幅器281 によって増幅される。各増幅
器はM3 831、M3 maxに対して予期される最大値に等しい
固定利得を有する。従って、２０の回転ポテンシオメー
ター286 を調節することによって、＋M3 maxと−M3 max
間で連続の利得値が、この場合乗算器226 の出力R1 231
に相当するポテンシオメーターのワイパーに得られる。
ブロック247 と246 は異なる制御、M3を有しているが、
上に説明したように、それぞれブロック227 および226
と同じように機能する。ブロック246 は出力R3 251を生
じる。乗算器236 と256 は入力としてのN2 821を受信
し、上で226 に対して述べたと同じように機能する。

【００２１】図１１は、高周波の正のプロセッサ301 内
の処理エレメントを示す。セパレーター101 からのプロ
セッサの入力LHP1 121は、加算器306 において乗算器22
6 からのR1 231に加算され、出力SHP2 311を生じる。LH
P2 311は、加算器316 において乗算器236 からのR2 241
に加算されて、出力LHP3 321を生じる。これら２つの加
算器306 と316 は、アナログ対数の低周波成分に作られ
る変更から得られた対数電圧でアナログ対数の高周波成
分を変更するために用いられる。LHP3 321は乗算器206
と同様に機能する乗算器326 へ送られ、出力LHP4 331を
生じる。出力LHP4 331は、加算器216 と同様に機能する
加算器へ送られる。図１２は、高周波の負のプロセッサ
401 内の処理エレメントを示す。図１２における処理
は、それが異なるプロセス制御R3 251、R4 261、M9 891
およびN10 901 を有している点を除いて、図１１におけ
る処理と同一である。結合器501 は、信号AOUT 506を出
力する。

【００２２】図１５は、カラー成分がどの様にして輝度
プロセッサ951 の転送速度に比例して変更されるかを示
す。先ず、アナログのＲ，Ｇ，Ｂ、即ち、赤、緑、青の
フォーマットで表されるる入力信号RGBINA 956は、961
内において輝度信号AIN 106に変換される。輝度プロセ
ッサ951 は上で説明したように機能する。プロセッサ96
6 は、乗算器971 に送られている結果でAIN 106 によっ
てAOUT 506を割算することによって、輝度プロセッサの
転送速度を計算する。その後、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号RGBINA 9
56は、乗算器971 によって輝度プロセッサ951 と同じ転
送速度にスケール化される。プロセッサのブロック966
と971 は、アナログ装置パーツAD734 を用いる。図１６
は、AGC802回路がどの様にして電子イメージのダイナミ
ックレンジを変えるために、低周波プロセッサ、例えば
201 或いは201 を自動的に制御するために接続されるこ
とができるかを示している。２つの処理エレメントPE1
207 とPE2 217 は、205 と215 にそれぞれ対応し、或い
は206 と216 にそれぞれ対応する。フィードバックは、
第２の処理エレメントPE2 217 から取られるが、第１の
処理エレメントPE1 207 から取られない。このフィード
バックは、AGC802へ送られる。ピーク型のAGC802は、平
均型或いは他の型のAGC より好適である。このAGC802の
出力は、PE1 207 の可変制御入力へ送られる。

【００２３】PE1 207 の可変値を高い値にセットするこ
とによって、レンジ等価が生じる。即ち、非線形の圧縮
および線形の伸長が生じ、オリジナルのイメージにおけ
るバランスしていない照明条件に対して補償する。PE2
217 の可変値を非常に小さい値にセットすることによっ
て、非線形の伸長が生じて、平らなフィールドの景色の
様子を改善する。前の例から、AGC の存在によって、本
発明は、与えられた景色の環境に対してオペレータによ
って要求されるマニュアル調整の殆どないビデオカメラ
に直接組み込まれることが当業者に判るであろう。 (2) 第二の他の実施の形態カスタム、或いはセミカスタムの集積回路が用いられる
場合、アナログ対数操作を行えば、雑音源制御すること
は殆ど困難でない。一方、通常のプリント回路板上の対
数電圧は、真数演算が雑音源を含む電圧上で行われる
と、著しく増大された雑音源を有する。従って、時々幾
つかのプリント回路板上でパーツ毎に直接対数電圧を用
いないことが必要である。アナログ乗算器を用いるアナ
ログの実施の態様が開示されるている。（アナログ乗算
器は、しばしば内部的に対数演算を用いるが、それらは
単一の装置内で雑音源をうまく制御することができ
る。）上記の実施の形態において、高周波エレメントは、低周
波信号における変化に関連した値で変更される。しばし
ば、低周波信号が変化を受けたか否かに関係なく高周波
エレメント（HF+ & HF- エレメント) に低周波に関連し
た変化をもたらすことが必要であるかもしれない。ま
た、もし、低周波信号が殆ど変化を受けないか、全く変
化を受けないなら、不十分な信号が高周波エレメントに
変化をもたらすために利用できる。以下の実施の形態は
これらの問題を解決するための回路を有する。

【００２４】図１７は、イメージの輝度成分のダイナミ
ックレンジおよびコントラストの変更のための高いレベ
ルのブロック図を示す。アナログ輝度YAIN 107はセイパ
レーター102 によって受信される。セパレーター102 内
で輝度は高周波成分と低周波成分の双方に分離される。
この高周波成分は、正の電圧成分と負の電圧成分に分け
られる。更に、高周波の負の電圧成分の極性は、正の電
圧信号、即ち高周波の負の＋成分に変化される。セパレ
ーター102 の低周波出力YAL1 112は、低周波プロセッサ
202 へ送られ、このプロセッサはその処理した信号YAL3
222を結合器502 へ送る。低周波プロセッサは222 は、
高周波の正のプロセッサ302 へ送られるプロセス制御信
号T1 232とT2 242を、および高周波の負のプロセッサ40
2 へ送られるプロセス制御信号T3252とT4 262を発生す
る。セパレーター102 の高周波の正成分の出力YAHP1 12
2は高周波の正のプロセッサ302 へ送られ、該プロセッ
サは、その処理した信号YAHN5 442 を結合器502 へ送
る。結合器502 は、YAHN5 442 を負の電圧信号に変換
し、またそれを他の２つの入力YAL3 222とYAHP5 342 を
有する加算接合に加え、出力YAOUT 507 を生成する。

【００２５】制御ブロック805 は３つのプロセッサ202
、302 および402 内での処理を制御するために用いら
れる。図１８は、制御ブロック805 からの特定の制御L1
812、J2 822、L3 832等を示す。"L" 制御L1 812、L3 8
32等は、可変ポテンシオメーターを制御するために用い
られるシャフト調節である。"J" 制御J2 822、J8 882等
は、アナログ乗算器の制御用の調節可能なd.c.電圧であ
る。図１９は、低周波プロセッサ202 内で低周波信号の
変更のための処理エレメントである。低周波信号YAL1 1
12は、アナログ乗算器218 へ入り、J2 822のd.c.値に比
例する値によって乗算され、信号YAL 223 を生成する。
YAL 223 は、その振幅が指数演算子L1 812によって変更
される数学的演算ブロック208 へ送られる。その結果の
出力YAL2 212は、乗算器ブロック218 と同じように機能
する乗算器ブロック219 へ送られ、同じd.c.電圧J2 822
によって制御される。

【００２６】３つの処理ブロック218 、208 および219
の意図は、入力YAL1 112のピーク値へ大きな変化をする
ことでなく、この信号YAL1 112のダイナミックレンジへ
著しい変化をすることである。従って、YAL1 112は１の
ピーク値へスケールされた（１は、後で説明される図２
４と図２５におけるデノミネーター或いはＵ値と関連す
る。）。この実施の形態に対して、１は１ボルトに選ば
れ、従って、YAL1 112のピーク値は１ボルトである。こ
れは重要である。何故ならば、７乗のような高電力に対
して、また７乗根のような低電力に対して、プロセッサ
ブロックからの出力のピーク値は１の値に対して殆どは
ずれない。さて、前置および後置の乗算器218 、219 は
何故丸めプロセッサブロック208 であるかは明らかであ
ろう。例１: もし、例えば６乗根が取られたならば、乗
算器218 は、途中にプロセッサブロック208 の出力を１
に保つレンジを持っていないが、一方、乗算器219 はブ
ロック208 の出力を容易に変更することができる。例
２: もし、このプロセッサへの入力のピーク振幅が１に
非常に近くないなら、プロセッサからの出力は、大電力
に対して１から大きく( 非常に大きいか、非常に小さ
い) 外れるであろう。１より大きいか、１に等しい指数
演算子の値L1 812に対して、図２２の単純化された回路
の多段ステージが用いられる。入力SIGIN 1100はAD734
のようなアナログ乗算器1108に送られ、アナログ乗算器
は、次式に基づいて出力PWROUTを生成する。

【００２７】ＷＯＵＴ＝[(Ｘ１−Ｘ２）Ｙ１]/ＵＵの値はこの実施の態様では１ボルトに選ばれた。ポテ
ンシオメーター1102と1104は共通の調整シャフト1106に
よって制御される。従って、もし、シャフト1106が時計
回りに完全に回転されると、１は、出力PWROUT 1110,即
ちWOUTは以下のように入力SIGIN 1100の二乗である。ＷＯＵＴ＝[(ＳＩＧＩＮ−０）ＳＩＧＩＮ]/１＝ＳＩＧ
ＩＮ² 一方、もし、シャフトが反時計回りに完全に回転される
と、以下の式になる。

【００２８】ＷＯＵＴ＝[(０−（−１）ＳＩＧＩＮ]/１
＝ＳＩＧＩＮ完全な反時計回りから完全な時計回りにシャフト1106が
回転することによって、１と２の間の指数値の連続性が
生じる。２つの回路に対して同じ共通のシャフト1106を
用いて、図２４の回路の２ステージをカスゲードするこ
とによって、１と４の間の指数値の連続性を得ることが
できる。本実施の形態は、1 より大きいか、１に等しい
指数値に対して、図２４の単純化した回路の３つのカス
ケードされたステージを用いている。図２４の回路の３
ステージが用いられた場合、第１ステージのSIGIN 1100
はYAL 223 に相当し、第３ステージのPWROUT 1110 はYA
L2212、即ち処理された信号に相当する。１より小さい
指数値がブロック208 において要求される場合、図２５
の単純化された回路が用いられる。入力信号SGIN 1150
は、RTOUT 1160に送られている変更された信号と共に乗
算器1158、即ちAD743 に送られる。共通の調整シャフト
1156は、２つのポテンシオメーター1152と1154を制御す
る。シャフト1156が完全な反時計回りの位置にあると、
乗算器1158は、入力信号SGIN 1150 上に平方根機能を達
成する。シャフト1156が完全な時計回りの位置にある
と、乗算器1158は、入力信号1150に対して単一の利得を
有する。阻止ダイオード1162は、乗算器1158への正帰還
を阻止するために用いられる。ダイオード1164は、も
し、負の入力、SGIN 1150 の電圧が存在するなら、乗算
器1158をうまく働かせるために用いられ、さもないと、
乗算器1158のWOUTは負の電圧レールにスラムするであろ
う。この場合、完全な時計回りから完全な反時計回りへ
のシャフトの回転によって、１と0.5 の間の指数値の連
続性が生じる。同様に、図２５の回路の多重ステージの
カスケード接続は更に小さな指数値を生じる。

【００２９】本実施の形態において、低周波の処理エレ
メント208 は、図２４と図２５の単純化した回路の３つ
の各カスケードされたステージによって実現される。こ
れらのステージの各セットは、所望のセットからの出力
を選択するために、互いにスイッチによって並列にさ
れ、制御LI 812は、スイッチによって選択されたセット
に対して調整できるように、２つの分離したシャフトに
よって実現される。図２４と図２５の回路は本発明の外
部に電位の適用がある。低周波プロセッサブロック202
の入力YAL1 112も輝度検出ブロック267 へ行く。この輝
度検出ブロック267 の出力BL 272は計算プロセッサブロ
ック228 と248へ行く。この計算プロセッサブロック228
はその出力T1 232を図２２の乗算器307 へ送る。他の
計算プロセッサブロック248 はその出力T3 252を図２３
の乗算器407 へ送る。輝度検出器267 の単純化した概略
図が図１９に示されている。入力YAL1 112ピーク値の0.
65％の値をもつ基準d.c.電圧FREF1 113 は入力YAL1 112
から引算され、この合計はオペアンプ1204へ送られる。
ダイオード1206は、オペアンプ1204の出力において、全
ての負の電圧をエレメントするために用いられる。抵抗
1208は、負荷をダイオード1206の出力BL 272へ加えるた
めに与えられる。BL272は計算プロセッサ228 へ行く、
その振幅はd.c.電圧J11 によって表される値によって乗
算され、この乗算の積は指数L3 832NIよって変更され
る。指数L3 832は、L3 832がより制限されたレンジを有
している場合を除いて、上に説明したように指数L1 812
と同様に機能する。従って、L3 832は、図２４の１つの
回路に直列な図２５の１つの回路からのみ成っている。
計算プロセッサブロック248 は、それが異なる制御入力
J13 932 とL5 852を有している点を除いて、ブロック22
8と同様に機能する。

【００３０】暗さの検出器277 の単純化した回路が図２
１に示されている。この図２１の回路は、その基準電圧
VREF2 114 がYAL1 112のピーク電圧の0.35％に等しいd.
c.電圧であり、それはVREF2 114 以下のYAL1 112の振幅
を測定するために用いられる点を除いている。図２２
は、高周波の正のプロセッサ302 を有する計算処理ブロ
ックを示す。入力信YAHP1 122 は３つの異なる径路にお
いて処理される。第１の径路は、その出力をYAHP2 312
へ送る計算プロセッサブロック327 から成り、乗算器33
7 の出力は、高周波の正のプロセッサ出力YAHP5 342 を
作る数学的加算器347 へ送られる。第２の径路は、その
出力YAHP4 332 を加算器347 へ送る乗算器307 からのみ
成る。第３の径路はその出力YAHP6 352 を1 算器347 へ
送る乗算器317 から成る。処理ブロック327 は図１９の
ブロック228 のL3 832部分と同様に機能する。乗算器33
7, 307, 及び317 は、図１９の乗算器217 と同様に機能
する。図２３は高周波の負のプロセッサ402 を有する処
理ブロックを示す。この高周波の負のプロセッサ402
は、それが異なる入力制御L9 892, J10 902, T3 252 及
びT4 262を有する点を除いて高周波の正のプロセッサと
同様に機能する。実行するこの実施の態様を減少するの
に、信号YAHP1 122 とYAHN1 132 は、基板上の良好なＳ
／Ｎ比を維持するために、２つの固定した利得によって
増幅される。この型式の情報はこの実施の形態を理解す
るのに必要でない。 (3) 第三の他の実施の形態大きさを表す殆どのディジタルデータは、固定された範
囲内にそれらの大きさを有するように処理される。これ
らの範囲は、直線的な増幅／減衰の回路、或いはAGC 回
路等によって得られる。例えば、ビデオ信号は許容でき
るレベルに(AGCを用いて) 変更される。ビデオイメージ
のダイナミックレンジ及びコントラストを変更すること
が必要であるが、基本的振幅は許容できる。従って、実
行される全ての信号処理は、オリジナルなビデオ信号の
振幅範囲内に適合するようにスケール化される。

【００３１】これは、ルート（根）或いは累乗演算が信
号の振幅に行われる場合、特に重要である。例として、
１０データビット (ビデオの振幅) は振幅のルート或い
は累乗を得るルックアップテーブルにアドレスしなけれ
ばならないことを考えられたい。例として、最大の大き
さが943 である場合を仮定されたい。最大の値(943)
は、もし、ルックアップテーブルがその３乗（839,000,
000)および立方根(9.81)間の選択可能な範囲を持つなら
ば、出力の広い範囲を生じるであろう。他方、最大の利
用可能な値を“１”に正規化することによって、適当な
ルート或いは累乗の操作を行うことによって、また最大
の利用可能な値によって乗算することによって、１０出
力データビットは殆どの場合適当であろう。瞬時のビデ
オ振幅(AMP _IN) を正規化する１つの方法は、以下の式を
用いることである。

【００３２】ＡＭＰ_MAX（ＡＭＰ_IN／ＡＭＰ_MAX）^X ここで、AMP _MAXは最大の入力信号の振幅であり、ｘは
実数の値である。従って、前置および後置の線形スケー
リング回路で、観察者の所望の値でルックアップテーブ
ルの出力を維持することは殆ど時間がかからないであろ
う。上の式においてスケールファクターを含むことは可
能である。この式は以下のように変化される。

【００３３】ｆ(x) ＡＭＰ_MAX（ＡＭＰ_IN／ＡＭ
Ｐ_MAX）^X 本発明は、その特定の典型的な実施の形態を参照して説
明された。本発明の広い精神および範囲から逸脱するこ
となく、いろいろな変更および変化を行うことができ
る。従って、明細書および図面は、限定的な意味にみな
されるべきでなく、本発明は特許請求の範囲によっての
み限定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による輝度のダイナミックレンジ及びコ
ントラストイメージ処理の全体の機能的なブロック図で
ある。

【図２】図１の信号処理の制御のために用いられる特定
の可変制御信号のブロック図である。

【図３】図１の低周波処理ブロック内における処理エレ
メントのブロック図である。

【図４】図１の高周波の正の処理ブロック内における処
理エレメントのブロック図である。

【図５】図１の高周波の負の処理ブロック内における処
理エレメントのブロック図である。

【図６】図１の輝度プロセッサがどの様にしてイメージ
の輝度およびクロミナンス成分を変更するために用いら
れるかを示すブロック図である。

【図７】図１の輝度プロセッサがどの様にしてイメージ
のＲＧＢ成分成分を変更するために用いられるかを示す
ブロック図である。

【図８】本発明によるアナログの実施の形態のための輝
度のダイナミックレンジ及びコントラストイメージの準
同形処理の全体の機能的なブロック図である。

【図９】図８における信号処理の制御のために用いられ
る特定の可変制御信号のブロック図である。

【図１０】図８の低周波処理ブロック内の線形アナログ
処理エレメントのブロック図である。

【図１１】図８の高周波の正の処理ブロック内における
線形アナログ処理エレメントのブロック図である。

【図１２】図８の高周波の負の処理ブロック内における
線形アナログ機能の処理エレメントのブロック図であ
る。

【図１３】対数電圧がどの様にして本発明のアナログの
実施の形態のための真数電圧に変換されるかを示す単純
化された概略図である。

【図１４】対数電圧がどの様にして本発明のアナログの
実施の形態のための正或いは負の値の何れかによって乗
算されるかを示す単純化された概略図である。

【図１５】対数電圧がどの様にしてレンジ内で乗算され
るかを示す単純化された概略図である。

【図１６】自動利得制御、ＡＧＣがどの様にして低周波
処理のための一次径路に組み込まれるかを示すブロック
図である。

【図１７】本発明によるアナログの輝度のダイナミック
レンジおよびコントラストのイメージ処理の全体の機能
ブロック図である。

【図１８】図１７における信号処理の制御のために用い
られる特定の可変制御信号のブロック図である。

【図１９】図１７の低周波プロセッサ内の処理エレメン
トのブロック図である。

【図２０】図１７の低周波プロセッサ内の処理エレメン
トのブロック図である。

【図２１】図１７の低周波プロセッサ内の処理エレメン
トのブロック図である。

【図２２】図１７の高周波の正の処理ブロック内の処理
エレメントのブロック図である。

【図２３】図１７の高周波の負の処理ブロック内の処理
エレメントのブロック図である。

【図２４】アナログ乗算器がどの様にして“１”の利得
から入力信号の二乗へ変わる出力電圧信号を生成するか
を示す単純化した概略図である。

【図２５】アナログ乗算器がどの様にして“１”の利得
から入力信号の平方根へ変わる出力電圧信号を生成する
かを示す単純化した概略図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイナミックレンジ及びコントラストの輝
度プロセッサであって、輝度イメージ信号を低周波と高周波の成分に分離する手
段と、電圧の極性によって、前記高周波成分を高周波の正の成
分と高周波の負の成分に分離する手段と、前記高周波の負の成分の極性を変更する手段と、前記低周波成分を処理するための低周波プロセッサと、前記高周波の正の成分を処理するための第１の高周波プ
ロセッサと、前記変更された高周波の負の成分を処理するための第２
の高周波プロセッサと、前記処理された低周波成分と前記処理された高周波の正
の成分の合計から前記第２の高周波プロセッサの出力を
引算することによって、処理された輝度を発生するため
の結合器と、を有することを特徴とするダイナミックレ
ンジ及びコントラストの輝度プロセッサ。
【請求項２】前記低周波プロセッサは可変の数学的指数
演算子を有することを特徴とする請求項１に記載のダイ
ナミックレンジ及びコントラストの輝度プロセッサ。
【請求項３】更に、乗算器を含むことを特徴とする請求
項２に記載の前記低周波プロセッサ。
【請求項４】前記可変の数学的指数演算子は、前記乗算
器の出力からその入力を得るＡＧＣ回路からの出力によ
って制御されることを特徴とする請求項３に記載のダイ
ナミックレンジ及びコントラストの輝度プロセッサ。
【請求項５】前記可変の数学的指数演算子は、数学的指
数回路の出力からその入力を得るＡＧＣ回路からの出力
によって制御されることを特徴とする請求項２に記載の
ダイナミックレンジ及びコントラストの輝度プロセッ
サ。
【請求項６】更に、先ず演算子の転送比を計算し、それ
から可変の数学的指数回路で前記比を処理することによ
って得られる制御信号を発生するための回路を含むこと
を特徴とする請求項２に記載の前記指数演算子。
【請求項７】更に、先ず乗算器の転送比を決め、それか
ら可変の数学的指数回路で前記比を処理することによっ
て得られる制御信号を発生するための回路を含むことを
特徴とする請求項３に記載の前記乗算器。
【請求項８】前記第１の高周波プロセッサは乗算器を含
むことを特徴とする請求項１に記載のダイナミックレン
ジ及びコントラストの輝度プロセッサ。
【請求項９】前記第１の高周波プロセッサは可変の数学
的指数演算子を含むことを特徴とする請求項１に記載の
ダイナミックレンジ及びコントラストの輝度プロセッ
サ。
【請求項１０】更に、乗算器を含むことを特徴とする請
求項１に記載の前記可変の数学的指数演算子。
【請求項１１】前記第２の高周波プロセッサは乗算器を
含むことを特徴とする請求項１に記載のダイナミックレ
ンジ及びコントラストの輝度プロセッサ。
【請求項１２】前記第２の高周波プロセッサは可変の数
学的指数演算子を含むことを特徴とする請求項１に記載
のダイナミックレンジ及びコントラストの輝度プロセッ
サ。
【請求項１３】更に、乗算器を含むことを特徴とする請
求項１に記載の前記第２の高周波プロセッサ。
【請求項１４】更に、対数演算と真数演算を行うための
手段を有する請求項１に記載の前記ダイナミックレンジ
及びコントラストの輝度プロセッサ。
【請求項１５】ダイナミックレンジ及びコントラストの
輝度処理方法であって、 (a) 輝度イメージ信号を低周波と高周波の成分に分離す
るステップと、 (b) 更に、電圧極性によって、ステップ (a)の高周波成
分を高周波の正の成分と高周波の負の成分に分離するス
テップと、 (c) ステップ(b) の高周波の負の成分の極性を高周波の
負の＋成分と呼ばれる正の電圧信号に変更するステップ
と、 (d) 前記ステップ(a) の低周波成分は低周波プロセッサ
によって処理され、 (e) 前記ステップ(b) の高周波の正の成分は、高周波の
正のプロセッサによって処理され、 (f) 前記ステップ(c) の高周波の負の＋成分は、高周波
の負のプロセッサによって処理され、 (g) 結合器内で、前記ステップ(f) からの処理された高
周波の負の＋成分は、前記ステップ(d) からの処理され
た低周波の成分と前記ステップ(e) からの処理された高
周波の正の成分の合計から引算されて、処理された輝度
を得る、ことを特徴とする方法。
【請求項１６】可変の数学的指数演算子の処理エレメン
トは低周波の成分の変更のために用いられることを特徴
とする請求項１５のステップ(d) の低周波プロセッサの
方法。
【請求項１７】更に、可変処理エレメントによる乗算を
含むことを特徴とする請求項１６に記載の前記低周波プ
ロセッサエレメントの方法。
【請求項１８】前記可変の数学的指数は、請求項１７の
乗算器プロセッサエレメントの出力からその入力を得る
ＡＧＣ回路からの出力によって制御されることを特徴と
する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】前記可変の数学的指数は、請求項１６の
数学的指数演算子プロセッサエレメントの出力からその
入力を得るＡＧＣ回路からの出力によって制御されるこ
とを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】更に、先ずプロセッサエレメントの転送
比を計算し、次いで可変の数学的指数演算子でこれらの
比を処理することによって得られる制御信号を発生する
ための回路を含むことを特徴とする請求項１６に記載の
指数演算子プロセッサエレメント方法。
【請求項２１】更に、先ずプロセッサエレメントの転送
比を計算し、次いで可変の数学的指数演算子でこれらの
比を処理することによって得られる制御信号を発生する
ための回路を含むことを特徴とする請求項１６に記載の
指数演算子プロセッサエレメント方法。
【請求項２２】更に、先ずプロセッサエレメントの転送
比を決め、次いで可変の数学的指数演算子でこの比を処
理することによって得られる制御信号を発生するための
回路を含むことを特徴とする請求項１７に記載の乗算器
プロセッサエレメント方法。
【請求項２３】更に、先ずプロセッサエレメントの転送
比を決め、次いで可変の数学的指数演算子でこの比を処
理することによって得られる制御信号を発生するための
回路を含むことを特徴とする請求項１７に記載の乗算器
プロセッサエレメント方法。
【請求項２４】前記処理エレメントは請求項２０の処理
エレメントからの制御信号による乗算から成ることを特
徴とする請求項１５のステップ(e) の前記高周波の正の
プロセッサ方法。
【請求項２５】更に、請求項２２の処理エレメントから
の制御信号による乗算を含むことを特等とする請求項２
４の処理エレメント方法。
【請求項２６】更に、可変の数学的指数演算子処理エレ
メントを含むことを特徴とする請求項２５に記載の処理
エレメント方法。
【請求項２７】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項２６に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項２８】更に、可変の数学的指数演算子処理エレ
メントを含むことを特徴とする請求項２４に記載の処理
エレメント方法。
【請求項２９】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項２８に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項３０】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項２４に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項３１】前記処理エレメントは請求項２２の処理
エレメントからの制御信号による乗算から成ることを特
徴とする請求項１５のステップ(e) の前記高周波の正の
プロセッサ方法。
【請求項３２】更に、可変の数学的指数演算子処理エレ
メントを含むことを特徴とする請求項３１に記載の処理
エレメント方法。
【請求項３３】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項３２に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項３４】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項３１に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項３５】前記処理エレメントは可変の数学的指数
演算子処理エレメントから成ることを特徴とする請求項
１５のステップ(e) の前記高周波の正のプロセッサ方
法。
【請求項３６】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項３５に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項３７】前記処理エレメントは請求項２１の処理
エレメントからの制御信号による乗算から成ることを特
徴とする請求項１５のステップ(f) の前記高周波の負の
プロセッサ方法。
【請求項３８】更に、請求項２３の処理エレメントから
の制御信号による乗算を含むことを特徴とする請求項３
７に記載の処理エレメント方法。
【請求項３９】更に、可変の数学的指数演算子処理エレ
メントを含むことを特徴とする請求項３８に記載の処理
エレメント方法。
【請求項４０】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項３９に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項４１】更に、可変の数学的指数演算子処理エレ
メントを含むことを特徴とする請求項３７に記載の処理
エレメント方法。
【請求項４２】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項４１に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項４３】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項３７に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項４４】前記処理エレメントは請求項２３の処理
エレメントからの制御信号による乗算から成ることを特
徴とする請求項１５のステップ(f) の前記高周波の負の
プロセッサ方法。
【請求項４５】更に、可変の数学的指数演算子処理エレ
メントを含むことを特徴とする請求項４４に記載の処理
エレメント方法。
【請求項４６】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項４５に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項４７】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項４４に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項４８】前記処理エレメントは可変の数学的指数
演算子処理エレメントから成ることを特徴とする請求項
１５のステップ(f) の前記高周波の負のプロセッサ方
法。
【請求項４９】更に、可変の処理エレメントによる乗算
を含むことを特徴とする請求項４８に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項５０】ダイナミックレンジ及びコントラストの
輝度プロセッサ方法であって、前記輝度プロセッサは準
同形であり、且つ (a) 輝度イメージ成分を低周波と高周波の成分に分離す
るステップと、 (b) ステップ (a)の高周波成分は、比例する対数信号、
低周波対数成分に変換され、 (c) 更に、電圧極性によって、ステップ (a)の高周波成
分を高周波の正の成分と高周波の負の成分に分離するス
テップと、 (d) 前記ステップ(c) の高周波の正の成分は、比例する
対数信号、高周波の正の対数成分に変換され、 (e) ステップ(c) の高周波の負の成分の極性を高周波の
負の＋成分と呼ばれる正の電圧信号に変更し、 (f) ステップ(e) の前記高周波の負の＋成分は、比例す
る対数信号、高周波の負の＋対数成分に変換され、 (g) ステップ(b) の低周波成分は、低周波プロセッサに
よって処理され、 (h) ステップ(d) の高周波の正の対数成分は、高周波の
正のプロセッサによって処理され、 (i) ステップ(f) の前記高周波の負の＋対数成分は、高
周波の負のプロセッサによって処理され、 (j) 結合器内で、真数機能がステップ(g) からの処理さ
れた低周波の対数成分上で行われて、処理された低周波
の成分を与え、 (k) 結合器内で、真数機能がステップ(h) からの処理さ
れた高周波の正の対数成分上で行われて、処理された高
周波の正の成分を与え、 (l) 結合器内で、真数機能がステップ(i) からの処理さ
れた高周波の負の＋対数成分上で行われて、処理された
高周波の負の＋成分を与え、 (m) 結合器内で、ステップ(l) からの処理された高周波
の負の＋成分は、ステップ(j) からの処理された低周波
の成分とステップ(k) からの処理された高周波の正の成
分の合計から引算されて、処理された輝度を与える、こ
とを特徴とする方法。
【請求項５１】可変の処理エレメントによる乗算は、低
周波の対数成分の変更のために用いられることを特徴と
する請求項４０のステップ(g) の低周波プロセッサ方
法。
【請求項５２】更に、可変d.c.電圧処理エレメントとの
合計を含む請求項51に記載の低周波プロセッサエレメン
ト方法。
【請求項５３】乗算のための前記変数は、請求項５２の
合計プロセッサエレメントの出力からその入力を得るＡ
ＧＣ回路からの出力によって制御されることを特徴とす
る請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】乗算のための変数変数は、請求項５１の
乗算器プロセッサエレメントの出力からその入力を得る
ＡＧＣ回路からの出力によって制御されることを特徴と
する請求項５１に記載の方法。
【請求項５５】更に、先ず乗算器プロセッサエレメント
の対数信号出力と対数信号入力間の算術差を計算し、次
いでこの差を変数で乗算することによって得られる制御
信号を発生するための回路を含むことを特徴とする請求
項５１に記載の乗算器プロセッサエレメント方法。
【請求項５６】更に、先ず乗算器プロセッサエレメント
の対数信号出力と対数信号入力間の算術差を計算し、次
いでこの差を変数で乗算することによって得られる制御
信号を発生するための回路を含むことを特徴とする請求
項５１に記載の乗算器プロセッサエレメント方法。
【請求項５７】更に、可変d.c.値を変数で乗算すること
によって得られる制御信号を発生するための回路を含む
ことを特徴とする請求項５２に記載の乗算器プロセッサ
エレメント方法。
【請求項５８】更に、可変d.c.値を変数で乗算すること
によって得られる制御信号を発生するための回路を含む
ことを特徴とする請求項５２に記載の乗算器プロセッサ
エレメント方法。
【請求項５９】前記処理エレメントは、請求項５４の処
理エレメントからの制御信号との合計から成ることを特
徴とする請求項５０のステップ(h) の前記高周波の正の
プロセッサ方法。
【請求項６０】更に、請求項５７の処理エレメントらの
制御信号との合計を含む請求項５９に記載の処理エレメ
ント方法。
【請求項６１】更に、可変処理エレメントによる乗算を
含むことを特徴とする請求項６０に記載の処理エレメン
ト方法。
【請求項６２】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項６１に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項６３】更に、可変処理エレメントによる乗算を
含むことを特徴とする請求項５９に記載の処理エレメン
ト方法。
【請求項６４】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項６３に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項６５】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項５９に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項６６】前記処理エレメントは、請求項５７の処
理エレメントからの制御信号との合計から成ることを特
徴とする請求項５０のステップ(h) の前記高周波の正の
プロセッサ方法。
【請求項６７】更に、可変処理エレメントによる乗算を
含むことを特徴とする請求項６６に記載の処理エレメン
ト方法。
【請求項６８】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項６７に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項６９】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項６６に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項７０】前記処理エレメントは、可変処理エレメ
ントによる乗算から成ることを特徴とする請求項５０の
ステップ(h) の前記高周波の正のプロセッサ方法。
【請求項７１】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項６６に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項７２】前記処理エレメントは、請求項５６の処
理エレメントからの制御信号との合計から成ることを特
徴とする請求項５０のステップ(i) の前記高周波の負の
プロセッサ方法。
【請求項７３】更に、請求項５８の処理エレメントから
の制御信号との合計を含むことを特徴とする請求項７２
に記載の処理エレメント方法。
【請求項７４】更に、可変処理エレメントによる乗算を
含むことを特徴とする請求項７３に記載の処理エレメン
ト方法。
【請求項７５】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項７４に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項７６】更に、可変処理エレメントによる乗算を
含むことを特徴とする請求項７２に記載の処理エレメン
ト方法。
【請求項７７】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項７６に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項７８】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項７２に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項７９】前記処理エレメントは、請求項５８の処
理エレメントからの制御信号との合計から成ることを特
徴とする請求項５０のステップ(i) の前記高周波の負の
プロセッサ方法。
【請求項８０】更に、可変処理エレメントによる乗算を
含むことを特徴とする請求項７９に記載の処理エレメン
ト方法。
【請求項８１】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項８０に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項８２】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項７９に記載の処理エレ
メント方法。
【請求項８３】前記処理エレメントは、可変処理エレメ
ントによる乗算から成ることを特徴とする請求項５０の
ステップ(i) の前記高周波の負のプロセッサ方法。
【請求項８４】更に、可変d.c.値処理エレメントとの合
計を含むことを特徴とする請求項８３に記載の処理エレ
メント方法。