JPH0233265A - 映像信号の白圧縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオカメラ等に備えられ、映像信号の白レ
ベル（高レベル）を圧縮する映像信号の白圧縮装置に関
するものである。

従来の技術 一般に、ビデオカメラ等においては、規定レベル以上の
信号入力に対して、その白レベル（高レベル）を規定の
信号振幅内に圧縮し、階調を再現できる範囲を広くして
いる。

第５図はこのような従来例の白圧縮装置の動作を示す代
表的な特性図である。第６図で、横軸。

縦軸はそれぞれ入力映像信号、出力映像信号の振幅レベ
ルを示し、ビデオカメラの回路設計に対応する標準信号
の振幅レベルを１００％としたときの百分率でそれぞれ
表している。同図において原点０からに２　＋　　Ｋ１
をとおる直線人は、白圧縮を行わない場合の特性を示し
、直線Ｂ　、Ｃ、Ｄは従来例の３種類の白圧縮特性をそ
れぞれ示している。

ビデオカメラでは通常ビデオテープレコーダ等のダイナ
ミックレンジに合わせるだめに、標準信号の１１０％程
度に白クリップを行う。ゆえに直線ムのように白圧縮を
全く行わない場合は、入力映像信号の１１０チまでの階
調しか再現できず、１１０％以上の信号は同一階調の白
となり、いわゆる白つぶれの状態となってしまう。

そこで１００チ以上の信号もいくらかの階調をつけるた
めに、入力映像信号の１００％付近の信号から一定の圧
縮率で白圧縮を行い白つぶれを防いでいる。直線Ｂはに
１　とＰｌ　を結ぶ圧縮特性となっている。つまり１ｏ
ｏ％を圧縮開始点（ニーポイント）とし、２００チまで
の入力映像信号を１１０チに白圧縮している。この特性
では、２００チまでの階調は再現できても、２００チを
こえるハイコントラストの被写体の場合には白つぶれが
生じ不十分な特性である。また直線Ｃは直線Ｂの特性の
圧縮率を上げた、Ｋ１　　とＰ２を結ぶ圧縮特性となっ
ている。つまり４００％までの階調が再現できるように
なり階調の再現範囲が広がる。しかし圧縮された部分で
のコントラストは直線Ｂの特性よりも低く不自然な画面
となる。一方直線りの圧縮特性は、圧縮開始点を１００
％より低いに２とし、Ｋ２　とＰ２を結ぶ特性である。

ゆえに階調の再現範囲も広く、かつ圧縮部分でのコント
ラストも十分に得られる。しかし１００％以下の正確な
階調再現には支障をきたし、画質を劣化する。

このように直線Ｂ　、Ｃ、Ｄの白圧縮特性に示される従
来の白圧縮では、それぞれ一長一短があシ、画質を劣化
させずに、かつ、階調の再現範囲を広くするのは困難で
あった。これは白圧縮特性が、入力映像信号のレベルに
関係なく固定の圧縮特性であるところに起因する。

以上のような技術的課題を解決する手法として、入力映
像信号のレベルに応じて圧縮開始点（ニーポイント）と
圧縮率を可変にする、いわゆるオートニーとよばれる手
法がある。以下その従来例について第６図〜第８図を用
いて説明する。

第６図は従来例の白圧縮装置の構成を示すブロック図で
ある。第６図で、１は入力端子、２は図示しないプリア
ンプから、入力端子１を介して与えられる映像信号の白
ピークレベルを検出する白ピーク検出回路、３は基準レ
ベルを与える可変抵抗、４は白ピーク検出回路２より得
られる白ピークレベルと、可変抵抗３の基準レベルを比
較してその差出力を与える差動増幅回路、６は差動増幅
回路４の出力レベルを制限する制限回路、６は制限回路
６の出力信号に応じて、入力端子１を介して得られる映
像信号の白ピークを一定の圧縮度で圧縮する白圧縮回路
、７は出力端子である。

白ピーク検出回路２は、例えば、ダイオード等を備える
ピーク検波回路であり、入力端子１からの映像信号の白
ピークレベルを検出し、差動増幅回路４の反転入力に入
力する。また非反転入力には、可変抵抗３で設定された
基準レベルが与えられる。この基準レベルは、白ピーク
レベル１１０チに等しく設定されており、したがって第
７図ａに示すような出力が差動増幅回路４より得られる
。

つまり白ピークレベルが１１０％より大きくなるにつれ
て、出力はマイナス方向となり、逆に１１０チより小さ
くなるにつれて、プラス方向となる。

この差動増幅回路４の出力信号で、白圧縮回路６の白圧
縮開始点をコントロールするのであるが、白圧縮開始点
が下がり過ぎて画質を劣化しないように、制限回路６が
設けである。この制限回路５により、差動増幅回路４の
出力信号と、白圧縮回路６の白圧縮開始点の関係は、例
えば第７図すに示すようになる。つまシ差動増幅回路４
のマイナス出力によυ、下げられる白圧縮開始点の限界
値は８０チとされ、またプラス出力に対しては一定の、
１１０チとされる。

白圧縮回路６の白圧縮開始点が、上記のようなコントロ
ールを受けることにより、第８図の直線Ｅ、Ｆ、Ｇに示
すような出力映像信号が、出力端子７より得られる。第
８図で、横軸は入力映像信号の振幅レベルを、縦軸は出
力映像信号の振幅をそれぞれ示し、標準信号の振幅レベ
ルを１００％としたときの百分率で表している。

直線Ｘは、原点０とに４　＋　”Ｓをとおる直線で、入
力映像振幅レベルが１１０チ以下の場合は、差動増幅回
路４の出力信号は０以上なので、白圧縮開始点が１１０
％となり、結局白圧縮を受けず、この直線Ｅ上にのる。

またに３とＰ３を結ぶ直線Ｆは、入力映像振幅レベルが
２００チの場合である。このときは差動増幅回路４の出
力信号がマイナスであり、ゆえに白圧縮開始点はに５の
１００係まで下がり、２００％までの白圧縮が行われて
いる。さらに入力映像振幅レベルが上がり、４０゜係の
場合は、差動増幅回路４の出力信号がさらに下がって、
白圧縮開始点かに４の８０チまで下がり、Ｘ４とＰ４を
結ぶ直線Ｇのように白圧縮される。

また、入力映像信号の白ピークレベルが１１０チ〜２０
０係以下のときは、圧縮開始点は１００チ以上のレベル
となり、白ピークレベルが２００チをこえると、圧縮開
始点は、１００％未満８０チ以上のレベルとなる。

このように白ピークレベルが２００％以下のときは、白
圧縮開始点は１００％以上の比較的高いレベルにあるの
で、画質の劣化はほとんどなく、しかも、ピークレベル
である２００％までの階調もすべて再現される。また、
白ピークレベルが２００％をこえると、白圧縮開始点は
、１００チ未満ａｏ％以上のレベルとなるので、画質の
劣化は若干あるが、階調の再現範囲が４００％と広くな
るので、総合的に見て画質の改善が得られる。

以上は白ピーク、つまり輝度信号に類似する信号のピー
クで白圧縮開始点をコントロールしていたが、Ｒ（赤色
信号）、Ｇ（緑色信号）、Ｂ（青色信号）の白ＮＡＭ信
号（Ｒ，Ｇ、Ｂ信号のうちの最大値）で、各Ｒ，Ｇ、Ｂ
信号の圧縮開始点をコントロールし、さらに圧縮率も変
え、画質の改善を図るような手法もある（例えば、三野
三夫他、「ハイラチチュードカメラ」、昭５６．８，２
７゜テレピジヲン学会技術報告）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成を含めた従来の白圧縮装
置では、白ピークレベルを検出してそのレベルにより白
圧縮を行う応答に関しては、白ピーク検出回路等に備わ
る抵抗とコンデンサの容量によって定まる時定数で決定
されていた。したがって、−変時定数を決定するとその
変更は困難である。また、時定数の選択の仕方によって
は、映像振幅レベルの高い被写体がちらちらと画面を横
切るだけで、白圧縮が即座に応答し、画面が落ち着きな
く違和感を感じたり、あるいは逆に応答が遅い場合は、
白圧縮の効果が得られず画質を劣化するという問題点が
ある。

まだＪＧ、Ｈの各信号を別個に圧縮を行う場合は、アナ
ログ回路の温度特性のバラツキにより、圧縮特性が不ぞ
ろいになり、画質に支障をきたす恐れがあった。

本発明はかかる点に鑑み、白圧縮の応答速度を容易に変
更、設定でき、最適な圧縮特性を得ることのできる白圧
縮装置を提供することを目的とする。

課題を解決するだめの手段 本発明は上記問題点を解決するため、映像信号が入力さ
れ、前記映像信号の高レベル部を非線形変換するＲＡＭ
テーブルと、種々の変換特性をもつＲＯＭテーブルと、
フィールド毎あるいはフレーム毎の映像信号の最大値及
び平均値を検出する最大値検出回路、及び平均値検出回
路と、最大値検出回路及び平均値検出回路より出力され
る最大値と平均値を適切な比率で加算し混合値を出力す
る混合回路と、混合回路より出力される混合値の現フィ
ールドの値と、現フィールドより数フィールド前までの
各フィールドの混合値との演算により、ＲＯＭテーブル
の任意特性のテーブルを選択しＲＡＭテーブルへ転送さ
せるコントロール信号を得るコントロール信号形成回路
とを備えた構成となっている。

作用 本発明は前記した構成により、映像信号の数フィールド
分の最大値及び平均値の値を演算処理し、その値を用い
ＲＯＭテーブルの中の最適特性テーブルをＲＡＭテーブ
ルに転送し白圧縮を行うため、圧縮応答速度を容易に変
更１選択することができ、ゆえに種々の被写体に対して
スムーズな応答でかつ最適な白圧縮が行える。

実施例 第１図は本発明の一実施例の映像信号の白圧縮装置の構
成を示す構成図である。

第１図において、１は映像信号の例えば輝度信号が入力
される入力端子、８は入力輝度信号の各フィールド毎の
最大値を検出する最大値検出回路、９は入力輝度信号の
各フィールド毎の平均値を検出する平均値検出回路、１
ｏは最大値検出回路８及び平均値検出回路９より出力さ
れる、最大値及び平均値を適切な比率で加算し、混合値
を出力する混合回路、１２は種々の変換特性を持つＲＯ
Ｍテーブル、１３は前記入力輝度信号の高レベル部を非
線形変換するＲＡＭテーブル、１１は混合回路１ｏより
出力される数フィールド分の混合値を演算して、ＲＯＭ
テーブル１２の任意特性テーブルを選択しＲＡＭテーブ
ル１３へ転送させるだめのコントロール信号を形成する
コントロール信号形成回路、７は出力端子であり各回路
ともディジタル回路で構成されている。

以上のように構成された本実施例の白圧縮装置について
、その動作を第２図〜第４図を用いて説明する。

第２図は、本実施例の白圧縮装置の圧縮特性を示す図で
ある。第２図で、横軸、縦軸はそれぞれ入力映像信号、
出力映像信号の振幅レベルを示し、従来例と同様にビデ
オカメラの標準信号の振幅レベルを１ｏｏ’４としたと
きの百分率でそれぞれ表している。図中ＭＯ＋　Ｍ＋　
ｅ・・・・・・Ｍｌ・・・・・・ＭｎＭｎ＋１は、入力
映像信号に対する第１図の混合回路１ｏの出力混合値を
示し、入力映像信号が１１０チのときにＭＯ，３ｏｏｎ
のときにＭｌ、６００チのときにＭｎの値となっている
。この混合値が入力されている入力信号レベルで出力映
像信号が１１０チとなる。この混合値は、第１図の最大
値検出回路８及び平均値検出回路９より得られる、各フ
ィールドの最大値及び平均値を適切な比率で加算したも
のである。またに＋　＋　　Ｋ２　＋・・・・・・Ｋ６
・・・・・・Ｋｎは、’１　＋　’２　　・・・・・・
Ｑ　、・・・・・・Ｍｎに対応する白圧縮開始点を示し
、本実施例の白圧縮装置では、それぞれ対応する２点を
結ぶ直線”ｊ＋Ｔ２　　＋・・・・・・Ｔ６　、・・・
・・・Ｔｎのような圧縮特性となっている。また入力映
像信号が１１０チ以下のときは、原点０とＭｏを結ぶ直
線Ｔｏとし、また圧縮開始点は、Ｋｎつまり８０％以下
とせず、Ｍｎを越える混合値（Ｍｎ＋＋）の場合にも圧
縮開始点をＫｎとし、Ｔｎ　＋１の直線としている。

以上のように本実施例では、最大値、さらに平均値も考
慮された、それらの適切な比率の加算値で圧縮開始点を
制御しているので、従来例と同様な効果が得られる。本
実施例では、このような圧縮特性を第３図に示すように
して達成している。

つまり、すべての混合値出力に対応する圧縮特性のＲＯ
Ｍテーブル１２を用意して、それらの特性テーブルを、
ＲＡＭテーブル１３に転送することで、ＲＡＭテーブル
１３に入力される映像信号の白圧縮を行っている。この
ＲＯＭテーブル１３の特性を適切に選ぶことにより種々
の特性が容易に得られる。ここで、その転送速度の制御
を行っているのが、コントロール信号形成回路１１であ
る。

以下その動作について、第４図ａ　−ｆを用いて説明す
る。

第４図ａ、ｄは混合回路１ｏより出力される混合値の出
力例を示し、各フィールドでの混合値（入力の振幅レベ
ル（％）に対応した値）が示されている。また同図す、
ｃ及びｅ、ｆは、それぞれ同図ａ、ｄに対応する、コン
トロール信号形成回路１１の出力例を示す。

第４図＆は、フィールドＦ３以降で、混合値の出力が０
から入力映像振幅レベル６００％に対応する値となった
場合を示している。この場合、この混合値の出力で白圧
縮が即座に応答したとすると、第２図で示したＴｏの特
性からＴｎの特性に即座に変わることになり、画面上に
違和感を感じる。そこでコントロール信号形成回路１１
により、混合値の出力を同図す、ｃに示すコントロール
信号値に変換して、このコントロール信号値で第３図に
示すように、ＲＯＭテーブル１２をＲＡＭテーブル１３
に転送することで、白圧縮をある程度のステップをもっ
て応答させている。同図すに示す場合は、コントロール
信号を次式にて求めている。

Ｏｎ＝（Ｍｎ＋Ｍｎ−１＋Ｍｎ−ｚ）／ｓ　　　・−・
・・・（１）但し Ｃｎ：現フィールドのコントロール信号値Ｍｎ：現フィ
ールドの混合値 Ｍｎ−＋：現フィールドよりッフィールド前の混合値Ｍ
ｎ−２：現フィールドより２フィールド前の混合値また
同図Ｃの場合は、 Ｏｎ＝　（Ｍｎ＋Ｏｎ−＋　＋　０ｎ−ｚ　）／３　　
　−−（２）但し Ｃｎ−１：　　現フィールドより１フィールド前のコン
トロール信号値 Ｃｎ−２：　　現フィールドより２フィールド前のコン
トロール信号値 の式にて求めている。

以上の式で得られるコントロール信号により、白圧縮特
性は、同図すの場合、第２図に示されているＴｏの特性
から、２ステツプを経てＴｎの特性と変化し、また同図
Ｃの場合、Ｔｏ　　の特性から数ステップを経て、例え
ばＴｎ−８＋　Ｔｎ−６ｒ・・・・・・Ｔｎ−２＋　”
ｎ−１と変わりＴｎの特性に近づいていく。

次に第４図ｄに示す場合は、混合値の出力が２フィール
ド毎に大きな変化をする場合を示し、これは、例えば高
輝度の被写体が、画面にちらちらと現れる場合に相当し
ている。

この混合値に対して、（１）式、（２）式より得られる
コントロール信号値は、同図θ、ｆに示すようになる。

図かられかるように、混合値の大きな変化に対して、コ
ントロール信号値の変化はある程度小さく抑えられてお
り、ゆえに白圧縮特性も極端な変化はなく、違和感を感
じさせない。

なお、コントロール信号形成の式は、３フイ一ルド分の
演算になっているが、白圧縮特性の選びかだにより、適
切なフィールド数を容易にとれることは言うまでもない
。また混合回路において、最大値と平均値の混合比率を
適切に選択することにより、比較的平均値が低い映像に
、非常に小さい高輝度のエリアが存在する場合等、その
高輝度のエリアにより白圧縮が行われ、画質を劣化する
ことのないようにすることができることも言うまでもな
い。また、最大値検出、平均値検出、混合。

加算、除算等は、ディジタル回路の得意とするところで
、本実施例の各回路も容易に実現できることは言うまで
もない。

さらに、本実施例において最大値検出回路８゜平均値検
出回路９．混合回路１０．コントロール信号形成回路１
１を、ディジタル回路にマツチしタマイクロコンピュー
タで構成するようにしても、同様の効果が得られること
も言うまでもない。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、あらかじめ用意さ
れた、入力映像信号レベルに応じた白圧縮特性を有する
ＲＯＭテーブルを、ＲＡＭテーブルに転送することによ
り、適切な白圧縮特性が容易に得られるとともに、特性
変更が簡単で、かつその白圧縮応答を、数フィールド分
の最大値及び平均値の任意比率混合値をもとに算出した
コントロール信号により、滑らかに応答させることがで
き違和感のない白圧縮が得られ、その実用的効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における映像信号の白圧縮装
置の構成を示すブロック図、第２図は第１図の白圧縮装
置の圧縮特性図、第３図はコントロール信号形成回路、
ＲＯＭテーブル、ＲＡＭテーブルの関係図、第４図ａ　
−ｒ３は混合回路及びコントロール信号形成回路の出力
特性図、第６図は従来の白圧縮装置の代表的特性図、第
６図は従来例の白圧縮装置のブロック図、第７図ａ、ｂ
は第６図の差動増幅回路の出力と、制限回路の関係図、
第８図は第６図の白圧縮装置の圧縮特性図である。 １・・・・・・入力端子、７・・・・・・出力端子、８
・・・・・・最大値検出回路、９・・・・・・平均値検
出回路、１ｏ・・・・・・混合回路、１１・・・・・・
コントロール信号形成回路、１２・・・・・ＲＯＭテー
ブル、１３・・・・・・ＲＡＭテーブル。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第 因 第 因 第 図 第 図 区 第 図 用ｐかにキ絹トＹ費ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 映像信号が入力され、前記映像信号の高レベル部を非線
   形変換するＲＡＭテーブルと、種々の変換特性をもつＲ
   ＯＭテーブルと、フィールド毎あるいはフレーム毎の映
   像信号の最大値、平均値を検出する最大値検出回路、平
   均値検出回路と、前記最大値検出回路、平均値検出回路
   より出力される最大値と平均値を適切な比率で加算し混
   合値を出力する混合回路と、前記混合回路より出力され
   る混合値の現フィールドの値と、現フィールドより数フ
   ィールド前までの各フィールドの混合値との演算により
   、前記ＲＯＭテーブルの任意特性のテーブルを選択し前
   記ＲＡＭテーブルへ転送させるコントロール信号を得る
   コントロール信号形成回路とを備えたことを特徴とする
   映像信号の白圧縮装置。