JP3208814B2 - 映像信号補正装置 - Google Patents

映像信号補正装置

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JP3208814B2
JP3208814B2 JP00192092A JP192092A JP3208814B2 JP 3208814 B2 JP3208814 B2 JP 3208814B2 JP 00192092 A JP00192092 A JP 00192092A JP 192092 A JP192092 A JP 192092A JP 3208814 B2 JP3208814 B2 JP 3208814B2
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    • H—ELECTRICITY
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    • H03F2200/444—Diode used as protection means in an amplifier, e.g. as a limiter or as a switch

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  • Processing Of Color Television Signals (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受像機、
ビデオテープレコーダ、ビデオカメラ、ビデオディスク
等において、映像輝度信号の階調補正処理（黒レベル補
正、ガンマ補正など）を行う場合、輝度信号の補正量に
応じて色信号の飽和度を最適なレベルに補正する映像信
号補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、映像信号補正装置は、カラーテレ
ビジョン受像機の大型化、高画質化にともない、画像を
より鮮明に見せるため、映像輝度信号を非線形な増幅器
に通して階調補正処理を行い、陰極線管（以下、ＣＲＴ
と示す）上の映像のダイナミックレンジを拡大するため
に用いられている。
【０００３】以下に、従来の映像信号補正装置について
説明する。図６は、従来の映像信号補正装置のブロック
図を示すものである。図６において、１は入力された輝
度信号の階調を補正し補正輝度信号を出力する輝度信号
補正回路である。例えば、黒レベル補正回路、ガンマ補
正回路などがあげられる。２は補正輝度信号の直流（以
下、ＤＣと示す）バイアスレベルやコントラストを変化
させるコントラスト・ブライトネス制御回路、３は輝度
信号と色差信号から色信号を作り出すマトリックス回
路、４はＣＲＴである。５は色搬送波信号を復調し色差
信号を出力する色復調回路である。９はコントラスト制
御電圧とカラー制御電圧を加算する加算器である。６は
遅延回路で、除算回路７に入力される補正輝度信号とこ
の遅延回路６の出力信号である遅延輝度信号の時間差を
合わせる。７は除算回路で、補正輝度信号を遅延輝度信
号で割って輝度信号の補正量を算出し、色振幅補正信号
として出力する。８は乗算回路で入力色搬送波信号の振
幅を色振幅補正信号により利得制御し、補正色搬送波信
号を出力する。ここで、ＣＲＴ４以外の回路については
アナログ回路で構成してもよいし、ディジタル回路で構
成してもよいし、また両者を複合した回路で構成しても
よい。
【０００４】以上のように構成された映像信号補正回路
について、以下その動作について説明する。図７に各部
の波形を示す。
【０００５】まず、入力された輝度信号ａは、輝度信号
補正回路１に入力され、輝度信号の階調補正（例えば黒
レベル補正やガンマ補正等）が行われ、補正輝度信号ｂ
として出力される。ここで、輝度信号ａのレベルをＥｙ
とすると、ＮＴＳＣ方式の規格より、（数１）となる。
【０００６】
【数１】
【０００７】ここで、Ｅｒは色信号Ｒ（赤）の電圧、Ｅ
ｇは色信号Ｇ（緑）の電圧、Ｅｂは色信号Ｂ（青）の電
圧を表す。
【０００８】したがって、ある画像上の一点の輝度補正
量をＡとすると、補正輝度信号ｂはＡ×Ｅｙとなる。こ
の補正輝度信号ｂは、コントラスト・ブライトネス制御
回路２に入力され、コントラスト制御電圧ｇ及びブライ
トネス制御電圧ｈによりその振幅とＤＣバイアスレベル
が調整されたのちに、出力輝度信号ｃとして出力され
る。つまり、出力輝度信号ｃはコントラスト制御による
利得補正量をＣとすると、Ａ×Ｃ×Ｅｙとなる。
【０００９】また、輝度信号ａは、遅延回路６にて、除
算回路７に入力される補正輝度信号ｂの時間と同じ時間
になるように遅らされ、遅延輝度信号ｌとして出力され
る。そして、除算回路７に入力される。
【００１０】除算回路７では、補正輝度信号ｂを遅延輝
度信号ｌで除算し、輝度信号の補正量を検出する。ここ
で、遅延輝度信号ｌの振幅は輝度信号ａと等しいとする
と、輝度の補正量はＡとなる。
【００１１】
【数２】
【００１２】しかし、実際の除算回路では演算誤差が発
生し、α×Ａ＋βとなるが、α≒１、β≪Ａであれば問
題ない。
【００１３】この結果は、色振幅補正信号ｍとして乗算
回路８へ出力される。入力された色搬送波信号ｄは、こ
の乗算回路８で色振幅補正信号ｍに応じた振幅に調整さ
れる。ＮＴＳＣ方式では、入力された色搬送波信号をＥ
ｎとすると、（数３）となる。
【００１４】
【数３】
【００１５】したがって、補正色搬送波信号ｎは、Ａ×
Ｅｎ、つまり（数４）となる。
【００１６】
【数４】
【００１７】次に、補正色搬送波信号ｎは、色復調回路
５に入力され色復調、およびティント制御電圧ｊに応じ
たティント制御、さらに演算されたカラー制御電圧ｋに
応じたカラー制御をされた後、色差信号ｅとして出力さ
れる。つまり、色差信号ｅは、（数４）を検波したもの
であり、（数５）のように、補正色搬送波信号ｎにコン
トラストの補正量Ｃを掛けた形となる。
【００１８】
【数５】
【００１９】ここで、演算されたカラー制御電圧ｋは、
コントラスト制御電圧ｇとカラー制御電圧ｉを加算器９
で演算して得られる。つまり、カラー制御をコントラス
ト制御と連動して行う。
【００２０】次に、これらの色差信号ｅと、先ほどの出
力輝度信号ｃは、ともにマトリックス回路３に入力さ
れ、演算される。その結果、色信号ｆ（数６）が得られ
る。
【００２１】
【数６】
【００２２】そして得られた色信号ｆの各電圧によりＣ
ＲＴ４を駆動して、映像を映出している。（例えば、特
願平１年３４４４３９号参照）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、輝度信号ａをそのまま除算回路７の分母
に入力しているため、輝度信号ａのレベルが黒レベル、
つまり０に近いレベルの場合、除算結果が無限大に近い
大きな値になり、その結果、色信号の振幅（飽和度）補
正が大きくかかり過ぎるという課題を有していた。
【００２４】さらに、平均輝度レベル（以下、ＡＰＬと
示す）に関係なく色信号の補正を行うため、暗い（ＡＰ
Ｌが低い）映像が入力されたときノイズが目立つという
課題を有していた。
【００２５】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、入力された輝度信号ａが０に近いレベルのとき、除
算回路７の分母に、特定の値以下の信号が入力されない
ようにすることにより色信号の補正のかかり過ぎを防止
した映像信号補正装置を提供することを目的とする。
【００２６】さらに、ＡＰＬを検出し、輝度信号の補正
量とＡＰＬのレベルに応じて色信号の補正を制御するこ
とにより、ＡＰＬの低い（暗い）映像に対して色ノイズ
を低減する映像信号補正装置を提供することを目的とす
る。
【００２７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の特許請求の範囲の請求項１の映像信号補正装
置は、ＡＰＬ検出回路、係数演算回路、加算器、リミッ
タ回路、除算回路、乗算回路、係数制御回路から構成さ
れることを特徴とする。
【００２８】また、本発明の特許請求の範囲の請求項２
の映像信号補正装置は、ＡＰＬ検出回路、係数演算回
路、第１、第２の加算器、除算回路、乗算回路から構成
されることを特徴とする。
【００２９】また、本発明の特許請求の範囲の請求項３
の映像信号補正装置は、ＡＰＬ検出回路、係数演算回
路、リミッタ回路、第１、第２の除算回路、乗算回路、
係数制御回路から構成されることを特徴とする。
【００３０】また、本発明の特許請求の範囲の請求項４
の映像信号補正装置は、ＡＰＬ検出回路、係数演算回
路、第１、第２の加算器、第１、第２の除算回路、乗算
回路から構成されることを特徴とする。
【００３１】
【作用】この構成によって、除算回路の分母に入力する
信号として、リミッタ回路であるレベル以下の入力され
た輝度信号は、そのレベルになるように下限を制限した
信号を入力したり、もしくはすべての入力された輝度信
号に対してある定数を加算してあるレベル以下にならな
いようにした信号を入力することで、除算回路の出力信
号が無限大に近い大きな値にならず、その結果、色信号
の補正のかかり過ぎを防止して最適な映像信号補正を行
うことができる。
【００３２】また、この構成によって、ＡＰＬの検出を
行い、入力映像信号のＡＰＬおよび輝度信号の補正量に
応じた補正量を算出して色信号の補正を行うことで、Ａ
ＰＬに応じた最適な映像信号補正を行うことができる。
【００３３】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１において、
１は輝度信号補正回路、２はコントラスト・ブライトネ
ス制御回路、３はマトリックス回路、４はＣＲＴ、５は
色復調回路、９は加算器、６は遅延回路、７は除算回
路、８は乗算回路であり、以上は、図６の構成と同様で
ある。１００はＡＰＬ検出回路で入力された輝度信号の
平均輝度レベルを検出する。１０１は係数演算回路で検
出されたＡＰＬから演算を行ってＡＰＬによる補正信号
を求める。１０２は加算器で補正輝度信号とＡＰＬによ
る補正信号を加算する。１０４はリミッタ回路で遅延輝
度信号のレベルの小さい側を制限する。１０５は係数制
御回路で係数演算回路１０１およびリミッタ回路１０４
の動作を制御する。この場合においても、１０１から１
０５の各回路はアナログ回路で構成されてもよいし、デ
ィジタル回路で構成されてもよいし、また両者の複合回
路により構成されてもよい。
【００３４】以上のように構成された映像信号補正装置
についてその動作を説明する。まず、ＡＰＬ検出回路１
００で輝度信号ａの平均輝度レベルｐを検出し、出力す
る。そして係数演算回路１０１でＡＰＬ信号ｐに対して
ある値を加減算し、その結果を定数倍する等の演算を行
い、ＡＰＬによる補正信号ｑを出力する。
【００３５】また、輝度信号補正回路１では、従来例と
同様、補正輝度信号ｂを出力する。それから、加算器１
０２で、上記補正輝度信号ｂとＡＰＬによる補正信号ｑ
の加算を行い補正信号ｒを出力する。
【００３６】一方、遅延回路６の出力信号ｌはリミッタ
回路１０４であるレベル以下の信号にならないように下
限の制限が行われ、制限遅延輝度信号ｓとして出力され
る。除算回路７は、補正信号ｒを制限遅延輝度信号ｓで
割る演算を行い、その結果を色振幅補正信号ｍとして乗
算回路８に出力する。
【００３７】乗算回路８では、入力された色搬送波信号
ｄを色振幅補正信号ｍに応じて補正する。
【００３８】係数制御回路１０５は、リミッタ回路１０
４の下限値や、係数演算回路１０１の値を連動させて制
御する。
【００３９】以上のように本実施例によれば、ＡＰＬ検
出回路１００と、係数演算回路１０１と、加算器１０２
と、リミッタ回路１０４と、係数制御回路１０５を設け
ることにより、ＡＰＬに応じた色信号の補正を行うとと
もに、入力信号が低輝度レベルのとき色信号の補正のか
かり過ぎを防止することができる。そして、比較的小さ
な回路で実現可能である。
【００４０】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】図２において、１は輝度信号補正回路、２
はコントラスト・ブライトネス制御回路、３はマトリッ
クス回路、４はＣＲＴ、５は色復調回路、９は加算器、
６は遅延回路、７は除算回路、８は乗算回路、１００は
ＡＰＬ検出回路、１０１は係数演算回路、１０２は加算
器であり、以上は、図１の構成と同様である。
【００４２】図１の構成と異なるのは、第２の加算器１
０３で遅延輝度信号に一定値を加算する点である。
【００４３】以上のように構成された映像信号補正装置
についてその動作を説明する。まず、輝度信号補正回路
１で補正輝度信号ｂを出力する。また、ＡＰＬ検出回路
１００で輝度信号ａの平均輝度レベルｐを検出し、その
信号をもとに係数演算回路１０１でＡＰＬによる補正信
号ｑを算出する。それから、第１の加算器１０２で、上
記補正輝度信号ｂとＡＰＬによる補正信号ｑの加算を行
い補正信号ｒを出力する。以上は、第１の実施例と同様
である。
【００４４】一方、遅延回路６の出力信号ｌは第２の加
算器１０３である定数が加算され、制限遅延輝度信号ｓ
として出力される。
【００４５】除算回路７では、補正信号ｒを制限遅延輝
度信号ｓで割り、その結果を色振幅補正信号ｍとして乗
算回路８に出力する。乗算回路８では入力色搬送波信号
ｄを色振幅補正信号ｍに応じて補正する。
【００４６】以上のように本実施例によれば、ＡＰＬ検
出回路１００と、係数演算回路１０１と、第１の加算器
１０２と、第２の加算器１０３を設けることにより、Ａ
ＰＬに応じた色信号の補正を入力輝度レベルに対して線
形に行うことができる。回路実現も比較的小規模で可能
である。
【００４７】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
【００４８】図３において、１は輝度信号補正回路、２
はコントラスト・ブライトネス制御回路、３はマトリッ
クス回路、４はＣＲＴ、５は色復調回路、９は加算器、
６は遅延回路、８は乗算回路、１００はＡＰＬ検出回
路、１０１は係数演算回路、１０４はリミッタ回路、１
０５は係数制御回路であり、以上は、図１の構成と同様
である。
【００４９】図１の構成と異なるのは、第１の除算器７
でＡＰＬによる補正信号と制限遅延輝度信号から除算を
行い、第２の除算器１１０で遅延輝度信号と補正輝度信
号から除算を行い、加算器１１１で上記第１、２の除算
器の出力信号を加算する点である。
【００５０】以上のように構成された映像信号補正装置
についてその動作を説明する。まず、輝度信号補正回路
１で補正輝度信号ｂを出力する。また、ＡＰＬ検出回路
１００で輝度信号ａの平均輝度レベルｐを検出し、その
信号をもとに係数演算回路１０１でＡＰＬによる補正信
号ｑを算出する。さらに、遅延輝度信号ｌはリミッタ回
路１０４で下限の制限をされ、制限遅延輝度信号ｓを出
力する。
【００５１】係数制御回路１０５は、リミッタ回路１０
４の下限値や、係数演算回路１０１の値を連動させて制
御する。以上は、第１の実施例と同様である。
【００５２】次に、第１の除算回路７で、ＡＰＬによる
補正信号ｑを制限遅延輝度信号ｓで割り、その結果を第
１の補正信号ｕとして出力する。一方、第２の除算回路
１１０では、補正輝度信号ｂを遅延輝度信号ｌで割り、
その結果を第２の補正信号ｖとして出力する。加算器１
１１は、これら第１、２の補正信号ｕ，ｖを加算し、色
振幅補正信号ｍを出力する。
【００５３】乗算回路８では色搬送波信号ｄを色振幅補
正信号ｍに応じて補正する。以上のように本実施例によ
れば、ＡＰＬ検出回路１００と、係数演算回路１０１
と、リミッタ回路１０４と、係数制御回路１０５と、第
２の除算回路１１０と、加算器１１１を設けることによ
り、色信号の補正をＡＰＬに応じて行うことができ、さ
らに、輝度信号の補正量に対する色信号の補正量の割合
を一定に保つことができる。
【００５４】（実施例４）以下、本発明の第４の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
【００５５】図４において、１は輝度信号補正回路、２
はコントラスト・ブライトネス制御回路、３はマトリッ
クス回路、４はＣＲＴ、５は色復調回路、９は加算器、
６は遅延回路、７は第１の除算器、８は乗算回路、１０
０はＡＰＬ検出回路、１０１は係数演算回路、１１０は
第２の除算器、１１１は第１の加算器であり、以上は、
図３の構成と同様である。
【００５６】図３の構成と異なるのは、第２の加算器１
０３で遅延輝度信号に一定値を加算する点である。
【００５７】以上のように構成された映像信号補正装置
についてその動作を説明する。まず、輝度信号補正回路
１で補正輝度信号ｂを出力する。また、ＡＰＬ検出回路
１００で入力輝度信号ａの平均輝度レベルｐを検出し、
その信号をもとに係数演算回路１０１でＡＰＬによる補
正信号ｑを算出する。さらに、第２の加算器１０３は、
遅延輝度信号ｌにある定数を加え、制限遅延輝度信号ｓ
を出力する。以上は、第２の実施例と同様である。
【００５８】次に、第１の除算回路７で、ＡＰＬによる
補正信号ｑを制限遅延輝度信号ｓで割り、その結果を第
１の補正信号ｕとして出力する。一方、第２の除算回路
１１０では、補正輝度信号ｂを遅延輝度信号ｌで割り、
その結果を第２の補正信号ｖとして出力する。加算器１
１１は、これら第１、２の補正信号ｕ，ｖを加算し、色
振幅補正信号ｍを出力する。
【００５９】乗算回路８では色搬送波信号ｄを色振幅補
正信号ｍに応じて補正する。以上のように本実施例によ
れば、ＡＰＬ検出回路１００と、係数演算回路１０１
と、第２の加算器１０３と、第２の除算回路１１０と、
第３の加算器１１１を設けることにより、ＡＰＬによる
色信号の補正を入力輝度レベルに対して線形に行うこと
ができ、さらに、輝度信号の補正量に対する色信号の補
正量の割合をすべての輝度レベルにおいて一定に保つこ
とができる。
【００６０】
【発明の効果】以上のように本発明は、ＡＰＬ検出回路
と、係数演算回路と、加算器と、リミッタ回路と、除算
回路と、乗算回路と、係数制御回路を設けることによ
り、ＡＰＬに応じた色信号の補正ができ、さらに、入力
信号が低輝度レベルのとき色信号の補正のかかりすぎを
防止できる階調補正装置を実現できるものである。
【００６１】また、ＡＰＬ検出回路と、係数演算回路
と、第１、第２の加算器と、除算回路と、乗算回路を設
けることにより、ＡＰＬに応じた色信号の補正ができ、
さらに、入力信号が低輝度レベルのとき色信号の補正の
かかりすぎを防止できる階調補正装置を実現できるもの
である。
【００６２】また、ＡＰＬ検出回路と、係数演算回路
と、リミッタ回路と、第１、第２の除算回路と、乗算回
路と、係数制御回路を設けることにより、ＡＰＬに応じ
た色信号の補正ができ、さらに、入力信号が低輝度レベ
ルのとき色信号の補正のかかりすぎを防止でき、さら
に、輝度信号と色信号の補正の割合を一定に保てる階調
補正装置を実現できるものである。
【００６３】また、ＡＰＬ検出回路と、係数演算回路
と、第１、第２の加算器と、第１、第２の除算回路と、
乗算回路を設けることにより、ＡＰＬに応じた色信号の
補正ができ、さらに、入力信号が低輝度レベルのとき色
信号の補正のかかりすぎを防止でき、さらに、輝度信号
と色信号の補正の割合を一定に保てる階調補正装置を実
現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における階調補正装置の
ブロック図
【図２】本発明の第２の実施例における階調補正装置の
ブロック図
【図３】本発明の第３の実施例における階調補正装置の
ブロック図
【図４】本発明の第４の実施例における階調補正装置の
ブロック図
【図５】本発明の第１、第２の実施例の比較を示すグラ
フ
【図６】従来の階調補正装置のブロック図
【図７】従来の階調補正装置の動作を説明する波形図
【符号の説明】
１００ ＡＰＬ検出回路 １０１ 係数演算回路 １０２ 加算器 １０３ 加算器 １０４ リミッタ回路 １０５ 係数制御回路 １１０ 除算回路 １１１ 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−101223（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−59292（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−196193（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−319386（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−288583（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−201697（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−10794（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−162983（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 9/44 - 9/78 H04N 5/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力された輝度信号の階調を補正する輝
    度信号補正回路と、上記輝度信号の平均輝度レベルを検
    出する回路と、上記平均輝度レベル検出回路の出力信号
    をもとに計算を行う係数演算回路と、上記輝度信号補正
    回路の出力信号と上記係数演算回路の出力信号を加算す
    る加算器と、上記輝度信号を遅延させる回路と、上記遅
    延回路の出力信号の下限を制限するリミッタ回路と、上
    記加算器の出力信号を上記リミッタ回路の出力信号で除
    算する回路と、上記除算回路の出力信号で入力された色
    搬送波信号の振幅を制御する乗算回路と、上記係数演算
    回路と上記リミッタ回路を制御する係数制御回路とを備
    えたことを特徴とする映像信号補正装置。
  2. 【請求項２】 入力された輝度信号の階調を補正する輝
    度信号補正回路と、上記輝度信号の平均輝度レベルを検
    出する回路と、上記平均輝度レベル検出回路の出力信号
    をもとに計算を行う係数演算回路と、上記輝度信号補正
    回路の出力信号と上記係数演算回路の出力信号を加算す
    る第１の加算器と、上記輝度信号を遅延させる回路と、
    上記遅延回路の出力信号と定数を加算する第２の加算器
    と、上記第１の加算器の出力信号を上記第２の加算器の
    出力信号で除算する回路と、上記除算回路の出力信号で
    入力された色搬送波信号の振幅を制御する乗算回路とを
    備えたことを特徴とする映像信号補正装置。
  3. 【請求項３】 入力された輝度信号の平均輝度レベルを
    検出する回路と、上記平均輝度レベル検出回路の出力信
    号をもとに計算を行う係数演算回路と、上記輝度信号を
    遅延させる回路と、上記遅延回路の出力信号の下限を制
    限するリミッタ回路と、上記係数演算回路の出力信号を
    上記リミッタ回路の出力信号で除算する第１の除算回路
    と、上記輝度信号の階調を補正する輝度信号補正回路
    と、上記輝度信号補正回路の出力信号を上記遅延回路の
    出力信号で除算する第２の除算回路と、上記第１、第２
    の除算回路の出力信号を加算する加算器と、上記加算器
    の出力信号で入力された色搬送波信号の振幅を制御する
    乗算回路と、上記係数演算回路と上記リミッタ回路を制
    御する係数制御回路とを備えたことを特徴とする映像信
    号補正装置。
  4. 【請求項４】 入力された輝度信号の平均輝度レベルを
    検出する回路と、上記平均輝度レベル検出回路の出力信
    号をもとに計算を行う係数演算回路と、上記輝度信号を
    遅延させる回路と、上記遅延回路の出力信号と定数を加
    算する第１の加算器と、上記係数演算回路の出力信号を
    上記第１の加算器の出力信号で除算する第１の除算回路
    と、上記輝度信号の階調を補正する輝度信号補正回路
    と、上記輝度信号補正回路の出力信号を上記遅延回路の
    出力信号で除算する第２の除算回路と、上記第１、第２
    の除算回路の出力信号を加算する第２の加算器と、上記
    第２の加算器の出力信号で入力された色搬送波信号の振
    幅を制御する乗算回路を備えたことを特徴とする映像信
    号補正装置。
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