CN1045149C - 图像信号校正装置 - Google Patents

Abstract

一种图像信号校正装置，由APL检测电路(100)检测辉度信号的APL，系数运算电路(101)计算基于APL的校正量。接着，加法器(102)将基于APL的校正信号与校正后的辉度信号相加。另一方面，限幅电路(104)限制输入辉度信号的下限。进而除法电路(7)将加法器(102)的输出信号除以限幅电路(104)的输出信号，根据其结果来校正输入的彩色信号。这样，彩色信号的校正能按照APL值进行，还能防止低辉度输入时彩色信号的校正过度。

Description

图像信号校正装置

本发明涉及图像信号校正装置，在电视机、录像机、摄象机、光盘录像机等设备中进行图像辉度信号的灰度校正处理(黑色电平校正、灰度系数校正等)时，按照辉度信号的校正量，将彩色信号的饱和度校正到最佳电平。

近年来，随着彩色电视机的大型化、图像高质量化，为了使图像更鲜明，采用了图像信号校正装置，将图像辉度信号通过非线性放大器，进行灰度校正处理，以扩大阴极射线管(以下用CRT表示)上图像的动态范围。

下面，对已往的图像信号校正装置进行说明。图6是已往的图像信号校正装置的框图。图6中，1是辉度信号校正电路。对输入的辉度信号的灰度进行校正并输出校正辉度信号。例如，黑色电平校正电路、灰度系数校正电路等。2是对比度、亮度控制电路，使校正辉度信号的直流(下文用DC表示)偏置电平和对比度发生变化，3是矩阵变换电路，根据辉度信号和色差信号制作出彩色信号，4是CRT。5是彩色解调电路，解调彩色载波信号，输出色差信号。9是加法器，将对比度控制电压与彩色控制电压相加。6是延迟电路，调整其输出的延迟辉度信号与输入到除法电路7的校正辉度信号之间的时间差。7是除法电路，用延迟辉度信号除以校正辉度信号，算出辉度信号的校正量，作为彩色振幅校正信号输出。8是乘法电路，利用彩色振幅校正信号控制彩色载波输入信号的振幅的增益，输出彩色载波校正信号。这儿，除了CRT4之外的电路，可以用模拟电路构成，也可以用数字电路构成，另外，还可以用两者复合的电路构成。

对于上述那样构成的图像信号校正电路，下文对其动作进行说明。图7中示出各处的信号波形。

首先，辉度信号a输入到辉度信号校正电路1，进行辉度信号的灰度校正(黑色电平校正和灰度系数校正等)，并输出校正辉度信号b。在此，如辉度信号a的电平为Ey，按照NTSC制式的标准，如式(1):

Ey=0.3Er+0.59Eg+0.11Eb(1)其中，Er是彩色信号R(红)的电压，Eg是彩色信号G(绿)的电压，Eb是彩色信号B(蓝)的电压。

因而，如图像上某一点的辉度校正量为A，则校正辉度信号b为A×Ey。该校正辉度信号b输入到对比度·亮度控制电路2，其振幅和DC偏置电平用对比度控制电压g及亮度控制电压h进行调整之后，作为输出辉度信号c输出。结果，假定通过对比度控制得到的增益校正量为C，则输出辉度信号c为A×C×Ey。

另外，辉度信号a在延迟电路6中被延迟，以和除法电路7中输入的校正辉度信号b在同一时间出现，作为延迟辉度信号l输出。然后，输入到除法电路7。

在除法电路7中，用延迟辉度信号l除校正辉度信号b，得出辉度信号的校正量。这儿，如延迟辉度信号l的振幅与辉度信号a相等，则辉度校正量A如式(2)所示：

A×Ey/Ey=A    (2)但是，在实际的除法电路中有运算误差发生，结果为α×A+β，若α≈1,B＜＜A，则没有问题。

该结果作为彩色振幅校正信号m，输出到乘法电路8。输入的彩色载波信号d在乘法电路8中调整其振幅使与彩色振幅校正信号m相适应。在NTSC制式下，如输入的彩色载波信号为En，则结果如式(3)：

En=(Er-Ey)/1.14×cos(2×π×fs×t)

   +(Eb-Ey)/2.03×sin(2×π×fs×t)          (3)

因而，彩色载波校正信号n为A×En，即，式(4)：

A×En=A×(Er-Ey)/1.14×cos(2×π×fs×t)

      +A×(Eb-Ey)/2.03×sin(2×π×fs×t)    (4)

接着，彩色载波校正信号n输入到彩色解调电路5，进行彩色解调，按照色调控制电压j进行色调控制，再根据运算出的彩色控制电压k进行彩色控制，然后，作为色差信号e输出。总之，色差信号e是式(4)经过检波而成的，其形式如式(5)，在彩色载波信号n上乘以对比度的校正量C。

R-Y成分：A×C×(Er-Ey)

B-Y成分：A×C×(Eb-Ey)

G-Y成分：A×C×(Eg-Ey)                        (5)这儿，彩色控制电压k是用加法器9将对比度控制电压g与彩色控制电压i相加而得到的。总之，彩色控制是对比度进行一起进行的。

接着，色差信号e和先前的输出辉度信号c一起输入到矩阵变换电路3，进行运算。其结果如式(6)所示。

R成分：A×C×Ey+A×C×(Er-Ey)=A×C×Er

G成分：A×C×Ey+A×C×(Eg-Ey)=A×C×Eg

B成分：A×C×Ey+A×C×(Eb-Ey)=A×C×Eb        (6)进而用得到的彩色信号f的各个电压来驱动CRT4，并显现出图像。(例如参照JP-A-01-344439)。

但是，在上述已有的结构中，辉度信号a输入作为除法电路7的分母，因此，当辉度信号a的电平为黑色电平，即接近于0的电平时，除法结果接近于无限大，因此，造成彩色信号的振幅(饱和度)校正过度。

此外，因为彩色信号校正与平均辉度电平(以下用APL表示)无关，所以，在输入暗的(APL低)图像时，有噪声显著的问题。

本发明解决上述出现的问题，其目的在于提供一种图像信号校正装置，当输入的辉度信号a近似为0电平时，在除法电路7的分母中不输入特定值以下的信号，从而防止彩色信号校正过度。

本发明的目的还在于提供一种图像信号校正装置，它通过检出APL，根据辉度信号的校正量与APL，控制彩色信号的校正，从而降低APL低(暗)的图像的彩色噪声。

实现上述目的的本发明的一种图像信号校正装置包括APL检测电路、系数运算电路、加法器、限幅电路、除法电路、乘法电路、系数控制电路。

本发明的另一种图像信号校正装置包括APL检测电路、系数运算电路、第1、2加法器、除法电路、乘法电路。

本发明的再一种图像信号校正装置包括APL检测电路、系数运算电路、限幅电路、第1、2除法电路、加法器、乘法电路、系数控制电路。

本发明的又一种图像信号校正装置包括APL检测电路、系数运算电路、第1、2加法器、第1、2除法电路、乘法电路。

通过上述结构，对于作为除法电路中的分母输入的辉度信号，由限幅电路对处于某个电平之下的辉度信号的下限进行限制，使其达到该电平，或者给所有输入的辉度信号加上某个常数，使其不落在某个电平之下，这样，除法电路的输出信号不会成为接近于无限大的值，从而防止了对彩色信号的过度校正，而能够进行最佳的图像信号校正。

另外，通过上述结构，检测出APL，计算出与输入图像信号的APL及辉度信号校正量相适应的校正量，从而进行彩色信号校正，这样就能实现与APL相适应的最佳图像信号校正。

图1是本发明第1实施例的灰度校正装置的框图。

图2是本发明第2实施例的灰度校正装置的框图

图3是本发明第3实施例的灰度校正装置的框图。

图4是本发明第4实施例的灰度校正装置的框图

图5是比较本发明第1、2实施例的图线。

图6是已往的灰度校正装置的框图。

图7是说明已往的灰度校正装置的动作的波形图。

下面，参照附图说明本发明的第1实施例。图1中，1是辉度信号校正电路，2是对比度·亮度控制电路，3是矩阵变换电路，4是CRT,5是彩色解调电路，9是加法器，6是延迟电路，7是除法电路，8是乘法电路，以上结构与图6的相同。100是APL检测电路，检测所输入辉度信号的平均辉度电平。101是系数运算电路，对根据APL检测电路检测出的APL进行运算，求出与APL适应的校正信号。102是加法器，将校正辉度信号与基于APL的校正信号相加。104是限幅电路，限制延迟辉度信号电平的下界。105是系数控制电路，控制系数运算电路101及限幅电路104的动作。在本例中，从100到105的各个电路既可以用模拟电路构成，也可以用数字电路构成，还可以用两者结合的电路构成。

现在对如上构成的图像信号校正装置的动作进行说明。首先，由APL检测电路100检测出辉度信号a的平均辉度电平p，并输出p。进而由系数运算电路10进行运算，将APL信号p加上或减去某个值，将其结果倍增一定倍数，输出基于APL的校正信号q。

另外，由辉度信号校正电路1输出与已有实例相同的校正辉度信号b。然后，通过加法器102将上述校正辉度信号b与基于APL的校正信号q相加，并输出校正信号r。

另一方面，延迟电路6的输出信号l由限幅电路104限制其下限，使其不能降至某个电平之下，作为极限延迟辉度信号s输出。除法电路7进行除法运算，把校正信号r除以极限延迟辉度信号s，其结果作为彩色振幅校正信号m输出给乘法电路8。

乘法电路8根据彩色振幅校正信号m对输入的彩色载波信号d进行校正。

系数控制电路105对限幅电路104的下限值和系数运算电路101的数值联系起来进行控制。

根据上述实施例，设置了APL检测电路100、系数运算电路101、加法器102、限幅电路104、系数控制电路105，从而根据APL进行彩色信号的校正，同时能防止当输入信号为低辉度电平时彩色信号的校正过度。本发明进而能以较小的电路实现。

下面，参照附图说明本发明的第2实施例。

图2中，1是辉度信号校正电路，2是对比度·亮度控制电路，3是矩阵变换电路，4是CRT,5是彩色解调电路，9是加法器，6是延迟电路，7是除法电路，8是乘法电路，100是APL检测电路，101是系数运算电路，102是加法器，以上和图1的结构相同。

与图1的结构的不同之处在于通过第2加法器103给延迟辉度信号加上一定的值。

现在对如上那样构成的图像信号校正装置的动作进行说明。首先，由辉度信号校正电路1输出校正辉度信号b。另外，由APL检测电路100检测出辉度信号a的平均辉度电平p，系数运算电路101依据该信号算出基于APL的校正信号q。然后，第1加法器102将上述校正辉度信号b与基于APL的校正信号q相加，输出校正信号r。以上和第一实施例相同。

另一方面，延迟电路6的输出信号l由第2加法器103加上某个常数，并作为极限延迟辉度信号s输出。

除法电路7将校正信号r除以极限延迟辉度信号s，其结果作为彩色振幅校正信号m输出给乘法电路8。乘法电路8根据彩色振幅校正信号m对输入的彩色载波信号d进行校正。

根据上述实施例，设置了APL检测电路100、系数运算电路101、第1加法器102、第2加法器103，因而能根据APL，对输入的辉度电平线性地进行彩色信号的校正。电路也可以做成较小规模的。

下面，参照附图说明本发明的第3实施例。

图3中，1是辉度信号校正电路，2是对比度·亮度控制电路，3是矩阵变换电路，4是CRT,5是彩色解调电路，9是加法器，6是延迟电路，8是乘法电路，100是APL检测电路，101是系数运算电路，104是限幅电路，105是系数控制电路，以上和图1的结构相同。

与图1的不同之处是，第1除法电路7对基于APL的校正信号和极限延迟辉度信号作除法运算，第2除法电路110对延迟辉度信号和校正辉度信号作除法运算，加法器111将上述第1、2除法电路的输出信号相加。

现在对上述结构的图像信号校正装置的动作进行说明。

首先，辉度信号校正电路1输出校正辉度信号b。另外，APL检测电路100检测出辉度信号a的平均辉度电平p，系数运算电路101根据该信号计算出基于APL的校正信号q。进而由限幅电路104限制延迟辉度信号l的下限，并输出极限延迟辉度信号S。

系数控制电路105将限幅电路104的下限值与系数运算电路101的数值联系起来进行控制。以上和第1实施例相同。

接着，第1除法电路7将基于APL的校正信号q除以极限延迟辉度信号s，其结果作为第1校正信号u输出。另一方面，第2除法电路110将校正辉度信号b除以延迟辉度信号l，其结果作为第2校正信号v输出。加法器111将该第1、2校正信号u、v相加，输出彩色振幅校正信号m。

乘法电路8根据彩色振幅校正信号m校正彩色载波信号d。

根据上述实施例，设置了APL检测电路100、系数运算电路101、限幅电路104、系数控制电路105、第2除法电路110和加法器111，因而能按照APL来进行彩色信号的校正，并能将彩色信号校正量相对于辉度信号校正量的比率保持一定。

下面，参照附图说明本发明的第4实施例。

图4中，1是辉度信号校正电路，2是对比度·亮度控制电路，3是矩阵变换电路，4是CRT,5是彩色解调电路，9是加法器，6是延迟电路，7是第1除法电路，8是乘法电路，100是APL检测电路，101是系数运算电路，110是第2除法电路，111是第1加法器，以上和图3结构相同。

与图3的不同之处在于，第2加法器103给延迟辉度信号加上一个定值。

现在说明上述结构的图像信号校正装置的动作。

首先，辉度信号校正电路1输出校正辉度信号b。另外，APL检测电路100检测出输入的辉度信号a的平均辉度电平p，系数运算电路101依据该信号计算出基于APL的校正信号q。此外，第2加法器103给延迟辉度信号l加上某个常数，并输出极限延迟辉度信号s。以上和第2实施例相同。

接着，由第1除法电路7将基于APL的校正信号q除以极限延迟辉度信号s，其结果作为第1校正信号u输出。另一方面，第2除法电路110将校正辉度信号b除以延迟辉度信号l，其结果作为第2校正信号v输出。加法器111将第1、2校正信号u、v相加，输出彩色振幅校正信号m。

乘法电路8根据彩色振幅信号m对彩色载波信号d进行校正。

根据上述实施例，设置了APL检测电路100、系数运算电路101、第2加法器103、第2除法电路110和第3加法器111。从而能对照输入辉度电平线性地校正基于APL的彩色信号，还能在所有辉度电平下将彩色信号的校正量相对于辉度信号的校正量的比率保持一定。

如上所述，本发明通过设置APL检测电路、系数运算电路、加法器、限幅电路、除法电路、乘法电路和系数控制电路，能实现这样的灰度校正装置，该装置能根据APL校正彩色信号，进而能防止当输入信号处于低辉度电平时对彩色信号的过度校正。

另外，本发明通过设置APL检测电路、系数运算电路、第1、2加法器、除法电路和乘法电路，能实现这样的灰度校正装置，它能根据APL校正彩色信号，还能对照输入的辉度信号线性地校正彩色信号。

此外，本发明通过设置APL检测电路、系数运算电路、限幅电路、第1、2除法电路、加法器、乘法电路和系数控制电路，从而能实现一种灰度校正装置，它能根据APL来校正彩色信号，还能在输入信号处于低辉度电平时防止对彩色信号的过度校正，此外，能以与辉度信号校正比率相同的比率来校正彩色信号。

本发明通过设置APL检测电路、系数运算电路、第1、2加法器、第1、2除法电路和乘法电路，从而能实现一种灰度校正装置，它能根据APL来校正彩色信号，还能对照输入的辉度信号线性地校正彩色信号，此外，能以与辉度信号校正比率相同的比率来校正彩色信号。

Claims (6)

1．一种图像信号校正装置，用于校正彩色信号饱和度，其特征在于包括：

对输入的辉度信号的灰度进行校正的辉度信号校正电路；

检测该辉度信号其平均辉度电平的平均辉度电平检测电路；

根据该平均辉度电平检测电路的输出信号进行校正计算的系数运算电路；

将上述辉度信号校正电路的输出信号与上述系数运算电路的输出信号相加的加法器；

延迟上述辉度信号的延迟电路；

限制上述延迟电路输出信号下限电平的限幅电路；

将上述加法器的输出信号除以上述限幅电路输出信号的除法电路；

用上述除法电路的输出信号控制所输入彩色载波信号的振幅的乘法电路；以及

控制上述系数运算电路和上述限幅电路的系数控制电路。

2．一种图像信号校正装置，用于校正彩色信号饱和度，其特征在于包括：

对输入的辉度信号的灰度进行校正的辉度信号校正电路；

检测该辉度信号其平均辉度电平的平均辉度电平检测电路；

根据该平均辉度电平检测电路的输出信号进行校正计算的系数运算电路；

将上述辉度信号校正电路的输出信号与上述系数运算电路的输出信号相加的第1加法器；

延迟上述辉度信号的延迟电路；

将该延迟电路的输出信号与常数相加的第2加法器；

将上述第1加法器的输出信号除以上述第2加法器输出信号的除法电路；

用上述除法电路的输出信号控制所输入彩色载波信号的振幅的乘法电路。

3．一种图像信号校正装置，用于校正彩色信号饱和度，其特征在于包括：

接收辉度信号并生成经校正的辉度信号的辉度信号校正电路，上述辉度信号校正电路对上述辉度信号的灰度进行校正；

接收上述辉度信号并在其输出端生成平均辉度电平信号的平均辉度电平检测电路；

与上述平均辉度电平检测电路输出端连接的系数运算电路，上述系数运算电路生成经校正的平均辉度电平信号；

接收上述辉度信号并在其输出端生成经延迟的辉度信号的延迟电路；

与上述延迟电路输出端连接的辉度信号限幅装置，上述辉度信号限幅装置生成高于规定电平数值的经限幅和延迟的辉度信号；

接收上述经校正的辉度信号和上述经校正的平均辉度电平信号，并生成经校正的和信号的加法器；

与上述加法器和上述辉度信号限幅装置连接，将上述经校正的和信号除以上述经限幅和延迟的辉度信号，在其输出端生成彩色振幅经校正的信号的除法电路；以及

接收所输入彩色载波信号，并与上述除法电路输出端连接的乘法电路，上述彩色振幅经校正的信号对所输入彩色载波信号幅值进行控制。

4．如权利要求3所述的图像信号校正装置，其特征在于，上述辉度信号限幅装置包括保持上述经限幅和延迟的辉度信号高于规定电平的限幅电路。

5．如权利要求3所述的图像信号校正装置，其特征在于，上述辉度信号限幅装置包括第2加法器，上述第2加法器将规定的常数数值信号与上述经延迟的辉度信号相加，以保持上述经限幅和延迟的辉度信号高于规定电平。

6．如权利要求4所述的图像信号校正装置，其特征在于，还包括与上述系数运算电路和上述限幅电路连接的系数控制电路，上述系数控制电路按互相联动的关系对上述限幅电路的下限和上述系数运算电路所生成的系数数值进行控制。

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