JPS61270993A - テレビジヨン画質改善装置 - 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、カラーテレビジョン受像機、特に大画面のス
クリーンに投写管より３原色画像光を投写して画像を得
る、いわゆる投写型受像機に関する。

〔従来の技術〕

大型の画像面をもつＣＲＴは製作上、現在４０インチ程
度が限度である。それ以上では投写管による方式が現在
のところ実際的である。高品質の大型画面の場合には単
に画面を大きくするだけでは高品質は得られないので、
走査本数を多くするとともに、画質についての要求が厳
しくなる。特に投写型では、投写管のビームの電流密度
を直視形の５〜１０倍程度にするため、ビームが太くな
り、またレンズの影響のため解像度が低下することと、
高輝度の投写管・レンズ等に起因するフレアとが画質低
下の原因となっていた。

投写型の大型画面の受像機は、開発段階であるためか、
上記フレア補正・輪郭補正の手段も全面的に確定した技
術として確立していない。従来、高品位テレビ用として
提案されているフレア補正手段として、「高品位テレビ
用投写形ディスプレイの画質改善−３ＡＷフイルターに
よるフレア妨害除去−」テレビジョン学会１９８２年金
国大会５ＰＩ−１４，金庫等の映像信号を一旦ＡＭ変調
し、ＳＡＷフィルタにとおし、再び復調するアナログフ
ィルタを利用した方法がある。この方法は変調信号波に
ついて変調キャリア周波数の近傍の±ＩＭＨｚで減衰を
与えることで、フレア補正のために低周波成分を減衰さ
せるものである。しかしこの方法では変調キャリア周波
数が１００ＭＨｚ以上の高周波を用いなければならず、
また画面の水平方向のフレア成分を除去できても、垂直
方向成分に応用しようとすると非常に正確な１ライン遅
延線が多数必要になり実現が困難である。

輪郭補正としては、画像の輪郭成分を抽出して、原信号
に付加する方法が一般的であるが、画面の水平方向だけ
強調する方式が大部分で、垂直方向の強調は何らかの方
法でライン遅延をつくらねばならないため、例がすくな
い。

ところで、解像度低下を防ぐため、輪郭を強調する輪郭
補正と、フレアをおさえるフレア補正とは、前者は微分
を含む高周波成分の強調であり、後者はフレアの多い画
面がＭＴＦ　（解像度特性）が低域で持ち上がる形にな
っているので、低域の周波数成分に減衰特性を与えるこ
とになる。したがって、輪郭補正とフレア補正とは周波
数的には並行的に行ないうる性質のものであるが、ディ
ジタル方式とアナログ方式とが混在するとか、あるいは
一方式に統一すれば、実現が難しいということで両方の
補正処理を行なった例はない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上、述べたように、大画面の投写型受像機について、
必要とされるフレア補正・輪郭補正手段を全面的に採用
し、高品質の画像を得る段階までいたっていない。ここ
で全面的にというのは、輪郭・フレア補正を垂直・水平
両成分とも可能にすることである。アナログ方式では、
特にフィルタ特性の均一性、遅延線の温度による変動等
の問題があり、また大規模の方式では、全装置のタイミ
ング調整が難しい。ディジタル方式であれば原則的に前
記問題に充分対応でき、かつ設計上の柔軟性に富んでい
る。しかし規模が大きくなる困難がある。問題は、いか
にディジタル補正装置を具体化するかにある。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、画面の水平および垂
直方向についてフレア成分を除去すると同時に画面の輪
郭を強調する補正を並行的に行なう画質改善装置をすべ
てディジタル的手段により、しかも小規模な形で実現す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の画質改善装置は、投写形ディスプレイ方式のテ
レビジョン受像機において、３原色映像信号の系列ごと
に設け、それぞれの映像信号を入力してＡ／Ｄ変換し、
輪郭・フレア補正後、Ｄ／Ａ変換して出力するものであ
る。

前記輪郭・フレア補正部は、ディジタル映像信号入力に
対して並列に設けられた、補償用遅延回路および前段に
逆ガンマ補正回路を後続段にガンマ補正回路を付した輪
郭・フレア補正信号作成回路と、前記補償用遅延回路と
ガンマ補正回路の出力を合成する合成回路とから構成さ
れている。

前記輪郭・フレア補正信号作成回路は、画像の輪郭補正
とフレア補正とを並列になすもので、（イ）　輪郭補正
は、画像の垂直方向・水平方向に並列になされ、垂直方
向には１ディレィとしてラインメモリを用いた高域通過
型ＦＩＲフィルタ。

水平方向には１ディレィとしてＡ／Ｄ変換クロックのレ
ジスタを用いた高域通過型ＦＩＲフィルタによりなされ
、 （ロ）　フレア補正は画像の垂直方向・水平方向に並列
になされ、垂直方向には１ディレィとしてラインメモリ
を用いた高域通過型ＩＩＲフィルタと１フィールド分の
情報を反転する反転器とを交互に直列に２段づつ有し、
水平方向には１ディレィとしてＡ／Ｄ変換クロックのレ
ジスタを用いた高域通過型ＩＩＲフィルタと１ライン分
の情報を反転する反転器とを交互に直列に２段づつ有す
る回路によりなされる。

ここで前記フィルタ類、ガンマ補正回路、逆ガンマ補正
回路における係数回路はＲＡＭを利用し、映像ブランキ
ング期間中にデータを書きこみ、映像期間中は係数回路
の入力信号が前記ＲＡＭのアドレス信号であり、前記デ
ータが読みだされて出力信号となるものである。

〔作用〕

本発明は、補正を３原色映像信号の系列ごとに別々に設
け、各信号につき適性な補正を得られるようにしている
。補正はすべてディジタル処理であるからＡ／Ｄ変換後
、輪郭・フレア補正部に入力する。入力映像信号はガン
マ処理され非線形になっているから−、逆ガンマ補正回
路をとおして線形化してから補正する。

補正信号作成回路は、輪郭補正信号作成回路とフレア補
正信号作成回路とが並列になっていて、輪郭とフレアと
の補正が並行的に行なわれる。この輪郭補正とフレア補
正とは、さらに垂直方向と水平方向とを並列にしている
。実施例で詳しく説明するが、輪郭補正のフィルタはＦ
ＩＲフィルタを、フレア補正のフィルタはＩｒＲフィル
タを用い、高域通過型フィルタの特性をもたせる。

上記輪郭・フレア補正信号作成回路の出力を再びガンマ
特性をもたせてから合成回路で、補償用遅延回路を経た
出力と合成す、る。次にこの合成回路の出力をＤ／Ａ変
換とすることで、画質の改善された３原色映像信号を得
ることができる。

なお、フィルタ、ガンマ補正回路、逆ガンマ補正回路に
は、係数回路が必要となるが、ＲＡＭを利用して、ＲＡ
Ｍにデータを書きこみ係数値を変えることができる。

〔実施例〕 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

実施例の基本的構成を第１図に示す。３原色の映像信号
に対して、各々独立した同一の構成回路で補正を行なう
。Ｒ信号で説明すれば、Ａ／Ｄ変換器１１ａによりディ
ジタル映像信号となし、逆ガンマ補正回路１６ａ、補正
信号作成回路１３ａ。

ガンマ補正回路１７ａで生成した補正信号を、ディジタ
ル映像信号を補償用遅延回路１２ａで遅延した信号と合
成回路１４ａで合成する。補償用遅延は補正信号作成回
路１３２などで生ずる遅延と合わせておく。このように
補正されたディジタル映像信号をＤ／Ａ変換器１５ａで
アナログ信号として出力する。なお、以下の説明では、
とくにＲ，Ｇ、Ｂ信号と区別せず説明するので符号のサ
フィクスは省略する。

逆ガンマ補正回路１６．ガンマ補正回路１７を補正信号
作成回路１３０前後に設は線形化した信号について補正
信号を作成するが、この理由を以下に説明する。投写管
の入力信号は、陰極線管の特性上、入力に対してガンマ
乗した非線形の信号としている。このような入力信号を
、フィルタ処理し補正信号を作成し加算するときに、補
正信号自体の線形性が失われ、信号レベルの低い画面暗
部での補正フィルタの感度が低下し、暗部の画質改善効
果が低下する。そのため、一旦逆ガンマ補正回路で線形
信号に直して補正するのである。

次に補正信号作成回路１３につき説明する。第２図が、
回路ブロック図であり、輪郭補正とフレア補正とを並行
的に各々独立に行なう。互いに関連なく実行できるから
並列にすることで、補正により生ずる信号遅延を減少し
ている。さらに各補正もそれぞれ、垂直補正と水平補正
とを並列に行なう。

第２図の全体構成の説明の前に、各フィルタにつき説明
する。２１．２２はそれぞれ垂直、水平補正用の輪郭補
正ＦＩＲフィルタである。輪郭補正は補正に関与するラ
イン数、あるいはドツト数が少ないから、ディジタルフ
ィルタとして直線位相にすることのできるＦＩＲフィル
タ（トランスバーサルフィルタ）で構成しても小規模に
できる。

例えば第３図のように遅延素子２００．係数回路２０１
　ａ　〜２０１　ｄ、加算回路２０２より構成する。加
算回路２０２により、係数回路２０１ａ〜２０１ｄの加
算位相を合わせることで直線位相の特性を得ている。遅
延素子２００は垂直補正の場合はラインメモリであり、
水平補正の場合はＡ／Ｄ変換クロックのレジスタである
。

次に２３．２４はそれぞれ垂直、水平補正用の特殊なフ
レア補正用フィルタである。フレア補正は、関与するラ
イン数、ドツト数が多くなるので、規模を小さくするた
めにＩＩＲフィルタ（リカーシブフィルタ）とする。し
かしＩＩＲフィルタで直線位相をうろことは特別の手段
が必要になる。

本発明ではＩＩＲフィルタ出力を反転し、その反転出力
をさらに同一特性のＩＩＲフィルタに入力後にその出力
を反転するという２段のＩｆＲフィルタを用い等測的に
直線位相を得ている。以下では複合ＩＩＲフィルタと略
称する。

第４図は垂直フレア補正用の複合ＩＩＲフィルタ２３の
ブロック図である。ＩＩＲフィルタ２３０ａは遅延素子
２３１と、各タップおよび入力端に結ばれた係数回路２
３２ａ〜２３２ｄを加算回路２３３で合成する周知の形
式のものである。ここで遅延素子２３１はラインメモリ
である。ＩＩＲフィルタ２３０ａの出力をフィールド単
位でフィールド反転器２３４ａで反転し、さらに同一構
成のＩＩＲフィルタ２３０ｂに入力し、その出力をフィ
ールド反転器２３４ｂで反転する。ＩＩＲフィルタ２３
０ａの位相遅れが、反転してＩＩＲフィルタ２３０ｂに
とおすことで位相がすすむから、位相補償がされる。

第５図は水平フレア補正用の複合ＩＩＲフィルタ２４の
ブロック図である。回路構成は垂直フレア補正用の複合
ＩＩＲフィルタ２３と同一である。

ただ遅延素子２４１はＡ／Ｄ変換クロックのレジスタで
あり、ライン反転器２４４３〜２４４ｂになっているこ
とが異なる。

以上で、フィルタの構成について述べたが、輪郭補正と
フレア補正とは周波数特性としては高域通過特性の強調
と低域通過特性の低下であり、フィルタとしては高域通
過型のフィルタにする。

上記でフィルタの説明がすんだので以下第２図の補正信
号作成回路１３の全般につき説明する。

ディジタル信号入力は先ず補償用遅延器２５に入力し、
タップから所定の遅延量を与えた信号をそれぞれ信号線
１　、、１　ｚ、　ｍ、、　ｍ、に送りだす。信号線２
　、、２２．からの入力はそれぞれ垂直輪郭補正ＦＩＲ
フィルタ２１．水平輪郭補正ＦＩＲフィルタ２２によっ
て、輪郭補正されて合成回路２８ａで合成される。また
ｍｌ、ｍ、Ｈからの人力はそれぞれ垂直フレア補正複合
ＩＩＲフィルタ２３．水平フレア補正複合ＩＩＲフィル
タ２４によって、フレア補正されて合成回路２８ｂで合
成される。コアリング回路２７ａ、２７ｂの説明は後述
するが、前記合成回路２８ａ、２８ｂ、の出力はさらに
合成回路２６で合成され、補正信号として出力する。

補償用遅延器２５から出力される信号線β１゜７！ｚ、
　ｍ　１．　ｍｚはそれぞれ異なる遅延量をディジタル
信号に対してもたせる。この遅延量の決定は、合成回路
２８ａ、２８ｂ、２６のすべてにおいて、それぞれの合
成すべき入力信号の位相がすべて合致するようにきめる
のでかなり複雑である。本回路では、輪郭・フレア補正
とも垂直方向と水平方向とを並列に行なっている。他の
方法として垂直方向と水平方向とを直列に行なうことが
考えられ、補償用遅延器が簡単になる。しかし高域通過
型のフィルタを垂直補正・水平補正用に直列に用いると
、画面上の４近影ウィンドウパターンの場合、垂直方向
と水平方向との補正が関連して、改善すべき極性と逆極
性の補正信号がウィンドウ内角と対角になるななめ外側
に表われる。本発明では垂直方向と水平方向とを並列に
行なうので、相互の補正が関連することがなく、上記ウ
ィンドウパターンの４隅でも良好な補正が得られる。

上記補正出力を直ちに合成回路２６で、合成して補正信
号出力を得ることができるが、第２図の回路では、コア
リング回路２７ａ、２７ｂをとおしてから合成している
。補正信号は信号の高域成分を強調するもので、特に輪
郭補正ではそれが顕著である。このとき同じ高域領域に
あるノイズも強調され、画面の細かいところでＳ／Ｎが
劣化する傾向がある。そこで、ノイズが問題になる、信
号のレベルの低い所では補正信号を零にしてノイズの強
調を防ぐようにした回路がコアリング回路２７ａ、２７
ｂである。つまり補正信号の零近傍に無感帯を設けるの
だが、投写する画面が小さいときなどは必ずしも必要な
い。

以上で、本発明の回路構成の説明を行なったが、本発明
では、各種フィルタ類、ガンマ補正回路。

逆ガンマ補正回路あるいはコアリング回路などに多数の
係数回路が必要となる。係数回路の各係数値はさまざま
なものになり、しかも受像機ごとに調整・設定を要する
ことが多い。したがって、受像機の製造の最終段階にお
いて調整可能なことが必要であり、さらに受像機が実用
に供せられているときでも、設置環境が変わると画像品
質に微妙に影響する。このようなときにもユーザーなど
が自由に調整できることが好ましい。

本発明では、任意に書きこみ可能なＲＡＭを利用して上
記要望にこたえる係数回路としている。

第６図（ａ）は係数回路を図式的に表示したもので同図
（ｂ）にＲＡＭを利用した回路を示す。この回路では、
別に設けたＣＰＵから映像ブランキング期間中にデータ
を書きこむ。図ではセレクタ３１のモードをＣＰＵアド
レス側とし所定のアドレスにバッファ３３を介してＣＰ
ＵよりデータをＲＡＭ３２に書きこむ。映像期間中はセ
レクタ３１のモードを係数回路入力側にし、バッファ３
４を介して係数倍されたデータを読みだし係数回路出力
として送りだす。なおＲＡＭへの書きこみはＤＭＡモー
ドでもよい。ＣＰＵから任意にＲＡＭ３２へ書きこむデ
ータを設定することで、係数回路の係数を可変となしう
る。

〔発明の効果〕

以上詳記したように、大画面の投写形テレビジョン受像
機の画質を、輪郭・フレア補正を並行して行なうことで
、格段と高品質とすることができる。本発明の効果とし
て次のことがあげられる。

（１）３原色映像信号の各々に対し補正が行なわれるか
らいかなる画像に対しても、補正が完全である。従来例
のようにＧ信号についてのみから補正信号をとりだす場
合には、Ｇ信号成分が少ない画像に対しては補正効果が
少ないのに対し、高品質になる。

（２）輪郭・フレア補正用フィルタとして、前者にＦＩ
Ｒフィルタ、後者に複合ＩＩＲフィルタを　。

用いることで、直線位相でしかも素子数の少ない小規模
な回路構成にすることができる。（１）のように３原色
別々に補正できるのもこのことによる。

（３）　　フィルタ特性が高域通過型であるが、垂直補
正・水平補正を並列に行なっているので、相互の関連が
なく４辺形のウィンドウパターンの４隅でも良好な補正
が得られる。またすべてのフィルタが並列になっている
ので、補正信号作成回路の遅延が少ない。

（４）逆ガンマ補正回路を設け、信号を線形化してから
補正するので、信号レベルの低い画面暗部の補正効果が
低下しない。

（５）　　フィルタ類、逆ガンマ補正回路、ガンマ補正
回路などに用いられる係数回路として、ＲＡＭを利用す
ることで係数を任意に設定できる。製造段階で、調整・
設定が容易なばかりでなく、受像機を運転中であっても
、可変にすることができ、どんな環境でも画像品質を最
適状態にしておくことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は基本構成ブロ
ック図、第２図は補正信号作成回路の構成ブロック図、
第３図は輪郭補正に用いるＦＩＲフィルタの構成図、第
４図・第５図はフレア補正に用いる複合ＩＩＲフィルタ
の構成図、第６図は係数回路の例を示す図である。 １１　ａ　〜１１　ｃ−Ａ／　Ｄ変換器、１２ａ〜１２
ｃ・−補償用遅延回路、 １３ａ〜１３ｃ・−補正信号作成回路、１４２〜１４ｃ
ｍ・合成回路、 １５　ａ　〜１５　ｃ−・−Ｄ／　Ａ変換器、１６　ａ
　〜１６　Ｃ−逆ガンマ補正回路、１７ａ〜１７　ｃ−
ガンマ補正回路 ２１〜２２−　　輪郭補正ＦＩＲフィルタ、２３〜２４
・−フレア補正複合ＩＩＲフィルタ、２５−補償用遅延
器、 ２６．２８ａ、２８ｂ−合成回路、 ２７　ａ　〜２７　ｂ・−コアリング回路、２００−・
遅延素子、 ２０１ａ　〜２０１ｄ−係数回路、 ２０２−・・加算回路、 ２３０　ａ　〜２３０　ｂ− （高域通過型）ＩＩＲフィルタ、 ２３１．２４１・−遅延素子、 ２３４ａ〜２３４ｂ−フィールド反転器、２４０　ａ　
〜２４０　ｂ− （高域通過型）ＩＩＲフィルタ、 ２４４ａ　〜２４４ｂ−ライン反転器、３〇−係数回路
、　　３１・−セレクタ、３２−　ＲＡＭ、　　　　３
３．３４−バッファ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 投写形ディスプレイ方式のテレビジョン受像機において
   、３原色映像信号系列ごとに設け、それぞれの映像信号
   を入力してＡ／Ｄ変換し、輪郭・フレア補正後、Ｄ／Ａ
   変換して出力する画質改善装置であって、 前記輪郭・フレア補正部は、ディジタル映像信号入力に
   対して並列に設けられた、補償用遅延回路および前段に
   逆ガンマ補正回路を後続段にガンマ補正回路を付した輪
   郭・フレア補正信号作成回路と、前記補償用遅延回路と
   ガンマ補正回路の出力を合成する合成回路とからなり、 前記輪郭・フレア補正信号作成回路は、画像の輪郭補正
   とフレア補正とを並列になすもので、（イ）輪郭補正は
   、画像の垂直方向・水平方向に並列に、垂直方向には１
   ディレイとしてラインメモリを用いた高域通過型ＦＩＲ
   フィルタ、水平方向には１ディレイとしてＡ／Ｄ変換ク
   ロックのレジスタを用いた高域通過型ＦＩＲフィルタに
   よりなされ、 （ロ）フレア補正は画像の垂直方向・水平方向に並列に
   、垂直方向には１ディレイとしてラインメモリを用いた
   高域通過型ＩＩＲフィルタと１フィールド分の情報を反
   転する反転器とを交互に直列に２段づつ有し、水平方向
   には１ディレイとしてＡ／Ｄ変換クロックのレジスタを
   用いた高域通過型ＩＩＲフィルタと１ライン分の情報を
   反転する反転器とを交互に直列に２段づつ有する回路に
   よりなされ、 前記フィルタ類、ガンマ補正回路、逆ガンマ補正回路に
   おける係数回路は、ＲＡＭを利用し、映像期間中は係数
   回路の入力信号が前記ＲＡＭのアドレス信号であり、前
   記データが読みだされて出力信号となるものである ことを特徴とするテレビジョン画質改善装置。