JP2006060491A - 利得制御システムとこれを用いた利得制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
同期信号と輝度信号レベルに応じてビデオ信号の利得制御を行う。
【解決手段】
Ｙ／Ｃ分離回路２から出力された記輝度信号の利得を可変する利得制御回路４と、同期信号のレベルに応じた第１の制御信号を出力する第１の制御手段７と、分離回路から出力された輝度信号のレベルを検出し、輝度信号のレベルに応じた第２の制御信号を出力する第２の制御手段６と、第１制御回路から出力される第１の制御信号と第２の制御手段から出力される第２の制御信号応じて、利得制御回路の映像信号の利得を調整する第３の制御手段８とを有し、安定した利得制御動作を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば映像信号を処理する利得制御回路などに用いられ、ディジタル化された映像信号の同期信号または輝度信号を基準に利得を制御し、安定したＡＧＣ動作をさせる利得制御システムとこれを用いた利得制御方法に関するものである。

従来、使用してきたＡＧＣのひとつには入力映像の水平のＳＹＮＣレベルのみを監視し調整する方式があった。レベルの検出は、ハードウエアで行い、ゲイン制御をハードウエアあるいはソフトウエアで行う方式がある。後者の場合、たとえば映像検波した後、ビデオ信号のＹ（輝度）信号にＡＧＣをかけるため、Ｈ−ＳＹＮＣ（水平同期信号）のピーク値を検出し、この検出値に対してコンピュータを用いてソフト的にＡＧＣ制御していた。この方式を使用した際、入力信号すなわち、電波の強弱に係わらず、入力された信号が規格内で全体的に変化している場合、全体のゲインを上げて、その水平ＳＹＮＣレベルを基準のＳＹＮＣレベルに調整することでは視覚的に不自然な画質になることは無い。

しかし、入力映像の水平のＳＹＮＣレベルのみ潰れていた場合、映像信号とＳＹＮＣレベルの相関が無くなる。その結果、たとえば信号全体のゲインを調整し、ＳＹＮＣレベルを基準値内に設定したとすると、映像信号レベルとＳＹＮＣレベルが同じ割合でゲイン調整されているから、映像信号がＳＹＮＣの増幅度以上に増幅されることになる。
すなわち、この方式でＳＹＮＣレベルを基準のＳＹＮＣレベルに調整すると映像の輝度信号が過大になり、白々した映像になってしまうという問題点を抱えていた。
そこで、水平（同期信号）側のＳＹＮＣレベルと映像のＰＥＡＫ（白）レベルの両方を監視し、調整する方式が出てきた。こちらの方式を使用すれば両方のレベルを監視している為、白々した映像になるということは無くなった。しかしながら、この方式は、入力信号に対して常にＧＡＩＮの調整をしている為、入力信号の微少変動に対して、出力信号も微少変動してしまう為、それを画面で認識でき画面が見づらく成るという問題点を抱えている。

本発明は出力映像の輝度信号レベルを一定にする方法に関して、水平側のＳＹＮＣレベルと映像のＰＥＡＫレベルを監視しＧＡＩＮを調整すること、またＧＡＩＮの調整を完了したという識別信号がセットされた後は入力レベルの微少変動に対してＧＡＩＮ変動させないことで視覚的に不自然な画質にならない様にした映像信号処理装置を提供することである。

本発明は、映像信号に含まれる輝度信号と色信号を分離し、輝度信号と色信号をそれぞれ出力する分離回路と、前記分離回路から出力された前記輝度信号の利得を可変する利得制御回路と、前記映像信号の同期信号を検出し、該同期信号のレベルに応じた第１の制御信号を出力する第１の制御手段と、前記分離回路から出力された前記輝度信号のレベルを検出し、該検出した輝度信号のレベルの応じた第２の制御信号を出力する第２の制御手段と、前記第１制御回路から出力される第１の制御信号と前記第２の制御手段から出力される第２の制御信号応じて、前記利得制御回路の映像信号の利得を調整する第３の制御手段とを有する。

本発明は、アナログ映像信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器から出力されたディジタル映像信号に含まれる輝度信号と色信号を分離し、輝度信号と色信号をそれぞれ出力する分離回路と、前記輝度信号の利得を可変する利得制御回路と、前記利得信号からの出力信号が供給されて前記ディジタル映像信号の同期信号を検出し、該同期信号のレベルに応じた第１の制御信号を出力する第１の制御手段と、前記利得制御回路から出力された輝度信号が供給され、前記輝度信号のレベルを検出し、該輝度信号の検出レベルに応じて第２の制御信号を出力する第２の制御手段と、前記第１制御回路から出力される第１の制御信号と前記第２の制御手段から出力された前記第２の制御信号に応じて、前記利得制御回路の映像信号の利得を調整する第３の制御手段とを有する。

本発明は、同期信号と輝度信号のレベルを検出する第１のステップと、前記ステップ１で前記同期信号と前記輝度信号が検出されないとき識別子をリセットし、ゲインを調整する第２のステップと、前記第２のステップで前記同期信号と前記輝度信号が検出されたとき、該検出された信号のレベル変動条件に応じて識別子がリセットされ、輝度信号が所定値以上のとき、１フィールド前のゲインを補正してゲイン調整する第３のステップと、前記第３のステップで前記識別子がリセットされないとき、ゲイン調整の制御回数が所定回数越えたかどうか判別する第４のステップと、前記第４のステップでゲイン調整の制御回数が所定回数越えないとき、同期信号レベルのレベルを判断し、前記同期レベルが所定範囲またはそれ以上のとき１フィールド前のゲインを補正してゲイン調整する第５のステップと、前記第５のステップで前記同期信号のレベルが所定値以下のとき、輝度信号のレベルを判断し、前記輝度信号レベルが所定値以上のとき１フィールド前のゲインを補正してゲイン調整する第６のステップと、前記第６のステップで前記輝度信号のレベルが所定値以下のとき、前記同期信号レベルまたは前記輝度信号レベルと基準値に基づいてゲインを決定し、ゲイン調整する第７のステップとを有する。

本発明の利得制御回路を用いれば、ＤＳＰ処理でＧＡＩＮの調整が完了して識別子（ＦＬＡＧ）がセットされると入力映像の輝度信号レベルの微少変動により、ＧＡＩＮの再調整を行わないようにすることが出来る。その結果、画面も微少変動しなくなり、また調整が完了した後入力映像の輝度信号レベルがＰＥＡＫのターゲットを越えるような信号があった場合にのみ、ＧＡＩＮを下げる機能を付けたことにより視覚的に不自然な印象を与えない画質にすることが出来る。

本発明は、ディジタルＴＶ受像機、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）レコーダなどにおいて、アナログ・ビデオコンポジット/セパレーティッド/コンポーネント信号をディジタル信号に変換した後、ディジタル的に利得制御（ＡＧＣ）を行う利得制御回路である。
図１に本発明の全体構成ブロック図を示す。
アナログＴＶの場合、アンテナから入力されたＴＶ信号がアナログチユーナで周波数変換を用いて中間周波数に変換され、その後ベースバンドに検波される。この検波されたアナログ・ビデオコンポジット信号（ＣＶＢＳ，Ｓ−Ｖｉｄｅｏ）はＡＤ変換器１でディジタル信号に変換される。
また、ＶＴＲや８ｍｍビデオ・カセット・レコーダから出力されたアナログコンポジットビデオ信号はＡＤ変換器１でディジタル信号に変換される。
さらに、アナログコンポーネントビデオ（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）信号であってもよく、それぞれのコンポーネント信号がＡＤ変換される。
ディジタル的に記録できるＤＶＤ，ＬＤ（レーザディスクプレーヤ）から出力されたアナログ・ビデオコンポジット信号は同様に、ＡＤ変換器１でディジタル信号に変換される。

次に、ＡＤ変換器に一例について述べるが、電気的特性などを満足するものであれば良く、この構成に限定されるものではない。すなわち、ＡＤ変換方式や回路構成、またプロセスに限定されないことは明らかである。ＡＤ変換器１はビデオ信号を処理するため、そのクロック動作はサンプリング周波数の２または３倍に設定される。
また、ディジタルビデオ信号を取り扱う精度は８〜１０ビット必要であり、ＡＤ変換器の精度も８〜１０ビットに設定されている。
全フラッシュ型以外はＡＤ変換器の前段にＳ／Ｈ（サンプル・ホールド）回路が設けられていて、クロックに同期して、入力信号をサンプリングし、ホールドする。ホールドされた入力信号をＡＤ変換器でディジタル信号に変換する。
ＡＤ変換器１は、高速の場合、フラッシュ型、または２ステップ・フラッシュ型が主に用いられ、バイポーラまたはＣＭＯＳのいずれのプロセスを用いて作られている。
素子数が少なくかつ消費電力の小さいＣＭＯＳで構成された改良型の２ステップ・フラッシュ型ＡＤ変換器について説明する。

全体構成は図２（Ａ）に示すように、上位ＡＤ比較器（Ｃｏａｒｓｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）２１と２個の下位ＡＤ比較器（Ｆｉｎｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ Ａ，Ｂ）２２，２３とそれぞれの比較器の出力にエンコーダ（Ａ，Ｂ）２４，２５、タイミング回路、エラー訂正回路などから成っている。エンコーダ２７で上位コンパレータ２６の出力と下位コンパレータ（Ａ，Ｂ）２２，２３の出力を切り換えて（マルチプレックスして）合成してディジタル信号を出力するので、従来の２ステップ・フラッシュＡＤ変換器より約２倍の動作スピードになる（図２（Ｂ））。

上位コンパレータでたとえば入力信号をコンパレータ群に入力し、まずクロックが入力されると、入力Ｃｏａｒｓｅ Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒｓ２６で基準値と比較して上位ＡＤ変換動作を行う。これと同時に、下位コンパレータ（Ｆｉｎｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）Ａ，ＢのうちたとえばコンパレータＡ２３だけ動作させ下位ＡＤ変換動作を行う。上位、下位コンパレータＡ２３から出力された信号をエンコーダで合成し、トータルのディジタル信号が得られる。次のクロックが入力されると、Ｃｏａｒｓｅ Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒｓ２６で基準値と比較して上位ＡＤ変換動作を行う。これと同時に、下位コンパレータ（Ａ，Ｂ）２２，２３のうち今度はコンパレータＢ２２だけ動作させ下位ＡＤ変換動作を行う。その結果、上位、下位コンパレータＢ２２から出力された信号をエンコーダで合成し、トータルのディジタル信号が得られる。
このように、クロックに対して上位コンパレータ２６は常にＡＤ変換動作を行うが、下位コンパレータは２個あるので、交互にＡＤ変換動作させるようにしている。したがって、ＡＤ変換動作は原理的に全並列型ＡＤ変換器と同じになる。このタイミング動作を図２（Ｂ）に示す。

次にＹＣ分離回路について述べるが、電気的特性などを満足すれば良く、以下示すＹＣ分離方式や回路構成などに限定されるもので無いことは明らかである。
ＹＣ分離回路３０の構成と動作について説明する。図３に示すように、ＮＴＳＣ放送システムの場合、１Ｈディレイライン３１，３２が２個カスケード接続され、それぞれの入出力端子にＢＰＦ（バンドパスフィルタ）３３，３４，３５が接続されている。それぞれのＢＰＦ出力は、論理演算回路３８と接続されまた、適応型フィルタ演算回路３９にも接続されている。第１と第２のディレイライン間の接続点に第３のディレイライン３６が接続されて、その出力は減算器３７の一方の入力に接続されている。また、減算器３７の他方に入力には適応型フィルタ演算回路３９の出力が接続されている。
減算器３７の出力からＹ（輝度）信号が取り出され、適応型フィルタ演算器３９の出力からＣ（クロマ）信号が取り出される。

２ラインの垂直方向の相関が高い時、すなわちたとえば同一色のとき、２ライン間では色信号の位相が逆になっているので、その差をとると輝度信号のみが得られる。一方、加算すると、輝度信号はなくなり、色信号のみが得られる。図３において、輝度信号は減算器（３７）出力から、また色信号は適応型フィルタ演算回路３９からそれぞれ出力されている。
しかしながら、たとえば２ライン間で緑とマゼンダのように色の変化が合った場合、その境界では垂直方向に相関がなく、エラー信号を出力する。
この境界の上側ライン（緑）の演算を上側ラインコム、下側ライン（マゼンダ）の演算結果を下側ラインコムと呼び、使い分けている。

図３に示した適応型フィルタ演算回路３９について説明する。１ラインだけ色が付いているような場合にも上側ラインコムと下側ラインコムでもエラーが発生している。このように、垂直周波数は高いが水平周波数が低い場合、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ３３，３４，３５）とトラップでＹ／Ｃ分離を行い、その結果を選択して出力している。
さらに、水平と垂直周波数が高い場合、かつ垂直相関が高い場合いには、上述した上側ラインコムと下側ラインコムの出力を平均した値を出力するようにしている。

ＹＣ分離回路２，３０で分離された色信号は後段のＡＣＣ回路４に供給されて、色信号がディジタル的に処理される。

一方ＹＣ分離回路２，３０で分離された輝度信号は、ＡＧＣ回路４に供給されＤＳＰ回路８からの制御信号により利得制御されてピーク（ＰＥＡＫ）レベル検出回路６とシンク（ＳＹＮＣ）レベル検出回路７にそれぞれ供給される。またこのＰＥＡＫレベル検出回路６とＳＹＮＣレベル検出回路７からの出力信号は、ＤＳＰ回路８に供給するフィードバック回路を形成している。

上述のように、ＤＳＰ回路８でマイクロコンピュータなどを用いてソフト的にディジタル演算処理するため、ディジタル信号レベルをまず（輝度信号）ピーク（レベル）検出回路４０とＳＹＮＣ（同期信号）平均値検出回路５０などでハード的に測定して、データを取得している。輝度信号のピークレベルやＳＹＮＣレベルの測定方法はいろいろ考えられ、明らかに、以下に示す実施形態例に限定されるものでない。
ピーク値検出回路４０の実施形態例について、図４を用いて説明する。図４に示すように、Ｙ／Ｃ分離回路２でクロマ（色）信号と輝度信号に分離されたのち、輝度（Ｙ）信号はピークレベル値検出回路４０の入力端子ＩＮＡ１に供給される。この信号はスルーで出力端子ＯＵＴＡ１に出力されるとともに、比較器４２の入力端子ＩＮＡ２に入力される。比較器４２のクロック入力端子ＣＬＫには動作タイミング用のビデオクロックが入力され、検出イネーブル信号または初期化パルスが入力端子ＥＮに入力されると、比較器４２はこれに同期して比較動作を開始する。

すなわち、検出イネーブル信号が入力されると、入力端子ＩＮＡ２から供給された、８〜１０ビットのディジタル信号の輝度信号が比較器４２に入力され、１ピクセル（あるいは１ビデオクロック）前のデータとディジタル的に比較され、比較された結果大きい値を残し、小さい値は無視する。大きい方の値は１０ビットのメモリ４１に転送されそこで記憶される。
メモリ４１の記憶されたデータと次に入力されたＹ信号がこの比較器４１でまた比較され、そのうち大きい方のデータをメモリ４１に転送する。この際、メモリ４１内では先に記憶されていたデータは自動的にクリヤーされる。この動作を１Ｈ（水平ライン）期間のうち同期信号を除いたＹ信号の期間に繰り返し行う。その結果、Ｙ信号の最大値が１０ビットメモリに記憶される。そして、垂直ブランキング期間にＯＵＴＡ２から、１０ビットのメモリ４１に記憶されたＹ信号のピーク値を出力し、ＤＳＰ８に供給する。

また、ピーク値検出は上述のピーク値検出回路４０に限られることはなく、たとえば他の実施形態例として、マイクロコンピュータを利用した検出手段がある。たとえば水平同期信号で動作を開始し、内部ＣＬＫに同期させて輝度信号をハードウエアで検出したのち、輝度信号のレベルをマイクロコンピュータを用いて測定し、その結果をメモリに記憶する。次のＣＬＫにまた同期して輝度信号を測定し、以前メモリに記憶していた輝度信号データと比較し、大きい方のデータをメモリに記憶する。これを所定時間繰り返し、メモリに記憶された最後の値をピーク値とする。
以後次の水平同期信号に同期して同様な測定動作を繰り返す。

次に、ＳＹＮＣ平均値回路５０の実施形態例について図５を用いて説明する。図５において、アナログ信号がＡＤ変換されてディジタルビデオ信号に変換された後、同期分離回路で同期信号のみが抽出される。抽出されたディジタル同期信号は加算器５１に供給される。また加算器５１以外に加算回数をカウントする計数回路（カウンタ）５２や加算器で得られた値を計数回路で得られた回数で割算する割算回路５３を設けている。また、これらの回路には、水平同期信号をクロックとし、かつイネーブル信号として入力端子ＣＬＫＢから供給され、加算器５１とカウンタ５２に供給される。
加算器５１でたとえば、水平同期信号が検出エネーブル信号として供給されると、検出エネーブル信号に同期して動作をスタートし、ＩＮＢから入力されたディジタル信号のＳＹＮＣ（同期信号）の所定位置のレベルを測定し、それ以前（たとえば１Ｈ前）の同期信号の所定位置のレベルと加算する。これを水平同期信号に同期して所定回数繰り返す。
一方、加算回数をカウントするカウンタ５２を設け、たとえば１フィールド期間加算した値を求める。加算器５１からの加算合計値とカウンタ５２からの計数値とが平均値演算回路（割算回路）５３に供給される。
平均値演算回路５３においては、加算器５１からのディジタル化されたＳＹＮＣレベルの合計された値をカウンタ５２からの水平同期信号の測定回数で割算し、その値をレジスタ５４に記憶する。その結果、レジスタ５４に記憶されたＳＹＮＣ平均値が同期信号（ＣＬＫＢ）に同期して、次段のＤＳＰ８に出力される。

ＳＹＮＣ平均値を測定する実施形態例をハードウエア回路で実現した１実施形態例を示したが、これ以外の他の実施形態例としてマイクロコンピュータを利用した方法もある。
たとえば、ＳＹＮＣ（信号）パルスをハードウエアで抽出したのち、マイクロコンピュータをもちいて、ＳＹＮＣパルスの所定位置をディジタル的に測定し、その結果をメモリに記憶させる。またこれと同時にＳＹＮＣパルスを計測した回数もメモリに記憶させておく。次のＳＹＮＣパルスが入力されると、前回と同様にマイクロコンピュータを用いて、ＳＹＮＣパルスの所定の位置をディジタル的に計測し、メモリに記憶すると同時に、今回の測定した回数もメモリに記憶させる。あるいは、測定回数はソフトウエアで管理することもできる。
以後同様に、ＳＹＮＣパルスのレベルの測定を所定期間繰り返し、その後メモリに記憶されていたＳＹＮＣパルスのレベルを合計し、この合計した値から測定回数で除算し、その結果をＳＹＮＣ平均値としてメモリに記憶して、利得制御の制御に利用する。

ＤＳＰ回路８には、上述した輝度信号ピークレベル検出回路４０やＳＹＮＣレベル検出回路５０以外に、ディジタル同期分離回路や同期信号に重畳されたデータを抽出してディジタル双方向通信を行うための信号処理も行っている。
ＡＧＣ回路８でディジタル映像信号が規定値に成るように処理された後、フォーマッタでディジタル的にフォーマットされて、ディジタル信号が出力される。そして、レコーダの場合、ＭＰＥＧ２のビデオエンコーダでＩ，Ｐ，Ｂピクチャーの動き補償処理、ＤＣＴ、再量子化、逆ＤＣＴ、多重化したものをパケットとし、パケットされたデータを多重化し、誤り訂正符号、８−１６変調してハードディスクあるいはＤＶＤ−Ｒなどに記録される。

また、これ以外にＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６−４の規格にあるように、ビデオデータのコーディング特性は、ビデオワードデータの色信号Ｃｂ，Ｃｒと輝度信号Ｙを、Ｃｂ，Ｙ，Ｃｒ，Ｙ，Ｃｂ，Ｙ，Ｃｒ，ｅｔｃの順序で２７ＭＨｚのＣＬＫ周波数でマルチプレックとなっている。
このマルチプレックされたデータと同期信号などと組み合わせた後、インターフェイスを介して外部の再生装置に出力される。

ＴＶ受信機の場合、マイコンを用いてディジタル画像処理し、ＤＡ変換した後アナログ信号とし、ドライバを介してディスプレイたとえば、ＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）やプラズマディスプレイに供給し、音声信号と同時に映像（文字情報も含む）を表示する。

ＡＧＣ回路４の動作について、図６に示すフロ−チャートを用いて説明する。
このＡＧＣ回路４は入力されたディジタルＳＹＮＣ信号のレベルをハード的に検出し、Ｙ信号のレベルをマイクロコンピュータなどを用いてソフトウエアで制御する。

ＡＧＣ回路を用いた、出力映像の輝度信号レベルを一定にする方法に関して、水平側のＳＹＮＣレベルと映像のＰＥＡＫレベルを監視しＧＡＩＮ（ゲイン）を調整することと、またＧＡＩＮの調整を完了した後は入力レベルの微少変動に対してＧＡＩＮ変動させないことで視覚的に不自然な画質にならない様にしている。

ステップＳＴ１においては、ＡＧＣ演算処理が１Ｖ周期に1回行われる為、その演算処理をする条件になったかどうかの判断を行う。その結果、その条件になっていない場合、ステップＳＴ３に移り、その条件になるまでは、ＤＳＰ回路８は前回のデータを保持し、終了する（ＳＴ３，ＳＴ４）。
ステップＳＴ１でその条件になった場合、ＹＥＳと判断されて、ステップＳＴ２に移る。ステップＳＴ２に移ると、図1，４のＰＥＡＫレベル検出回路（６，４０）とＳＹＮＣレベル検出回路（７，５０）を有するブロック５からＳＹＮＣレベル及びＰＥＡＫレベルを取得する。

次に入力信号がない場合の対策としてステップ５の条件分岐を設けた。すなわち、ステップＳＴ５において、無信号と判別された場合、ＳＴ６に移る。ステップＳＴ６において、ＧＡＩＮ量を０ｄＢに固定する。
無信号時は常にこのフローを通りＧＡＩＮ量を０ｄＢに固定するので、ここではＴｉｍｅｏｕｔ Ｃｏｕｎｔｅｒをリセットし、ＧＡＩＮの設定を行い終了する（ＳＴ２９，ＳＴ３０）。
ここで、ＦＬＡＧとはＧＡＩＮの調整が完了した後、入力映像の輝度信号レベル微少変動に追従し画面の明暗で分かってしまうという問題点に対して、ＧＡＩＮ量を再調整しない様にする為の判定値を意味する。無信号時は常にこのフローを通る上、信号が入力された場合、ＧＡＩＮの調整フローに飛ばすためＦＬＡＧのリセットが必要となる。また、Ｔｉｍｅｏｕｔ Ｃｏｕｎｔｅｒとは、ＤＳＰ処理が無限ループに陥らない為の判定値を意味する。

一方ステップＳＴ５において、信号がある場合ステップＳＴ７に移る。ステップＳＴ７では映像の切り換りが発生した場合や使用者が強制的にＦＬＡＧをリセットさせる等の条件を設け、その条件を満たしていればステップＳＴ８に移りＦＬＡＧをリセットし（ＳＴ８）、その後、ステップＳＴ９に移る（ＳＴ９）。あるいは、ステップＳＴ７でＦＬＡＧをリセットさせる条件を満足していないと、ステップＳＴ９に移る。

ステップＳＴ９において、ＦＬＡＧの状態を判断し、ＦＬＡＧがセットされていればＧＡＩＮの調整が完了していると判断される。すなわち、ＧＡＩＮ制御でＡＧＣ制御レベルが目標値のあるところまで近づいているとその動作は終了したことにし、この判断状況で、ＧＡＩＮの調整は収束したとみなし、Ｔｉｍｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒをリセットする（ＳＴ１０）。

Ｔｉｍｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒをリセットした後、ステップＳＴ１１に移り、輝度信号ＰＥＡＫレベル検出回路４０で検出したピーク値が、図７に示すＰＥＡＫターゲット以上かどうか判断する。
ＰＥＡＫレベルがターゲット以下のとき、ステップＳＴ２９に移りＧＡＩＮの設定を行い終了する（ＳＴ３０）。
ステップＳＴ１１において、ＰＥＡＫレベルがターゲット以上かを判断し、ターゲット以上であれば１Ｖ（フィールド）前のＧＡＩＮ量からメモリなどに設定された量（α）を引いたものを最新のＧＡＩＮ量とする（ＳＴ１２）。それ以外は１Ｖ前のＧＡＩＮ量を保持したのち、ＧＡＩＮ設定し終了する（ＳＴ２９，３０）。

次にステップＳＴ９でＦＬＡＧがセットされていないとき、ＧＡＩＮが調整中でまだ目標値の近傍に収束されていないと判断されて、ステップＳＴ１３へ移る。ＳＴ１３ではＡＧＣ動作のループの回数を計数していて、ループ計数値とメモリなどに設定した値（β）と比較してＴｉｍｅｏｕｔ Ｃｏｕｎｔｅｒ値が所定値を越えていたならＤＳＰ回路８の処理が無限ループになったとしてＦＬＡＧをセットし強制的にＧＡＩＮの調整を完了した事にする。この際、Ｔｉｍｅｒｏｕｔ Ｃｏｕｎｔｅｒはリセットし（ＳＴ１４）、ＧＡＩＮの設定を行い終了する（ＳＴ２９，３０）。

ステップＳＴ１３において、Ｔｉｍｅｏｕｔ Ｃｏｕｎｔｅｒ値が（β）値を越えていない場合、Ｔｉｍｅｏｕｔ Ｃｏｕｎｔｅｒ値を１カウントアップする（ＳＴ１５）。

Ｔｉｍｅｏｕｔ Ｃｏｕｎｔｅｒ値を１カウントアップした後、ステップ１６へ移り、今度はＳＹＮＣ信号のレベルをチェックする。図６に示したフローチャートのステップＳＴ１６以降はＧＡＩＮを調整する際に初めにＳＹＮＣレベルの状態を確認し、その後輝度信号ＰＥＡＫレベルの状態を確認してＧＡＩＮの調整方法を確定する。
ステップＳＴ１６では、ＳＹＮＣレベルが図７に示すＳＹＮＣレベルの変動範囲を示すターゲット内かどうかを判断しており、ターゲット内であればＳＹＮＣレベルの調整の必要性はないと判断し、ステップＳＴ１７の条件分岐に行く。
ステップＳＴ１７はＰＥＡＫレベルがＳＹＮＣターゲット以上かどうかを判断する。もし、ターゲット以上であればＳＹＮＣレベルは妥当であるがＰＥＡＫレベルがターゲット以上なのでＧＡＩＮを下げる必要があると判断をする。そこで、１フィールド前のＧＡＩＮ量からメモリなどに設定した量（γ）を引いたものを最新のＧＡＩＮ量とし（ＳＴ１９）、ＧＡＩＮ設定して終了する（ＳＴ２９，ＳＴ３０）。そうでなければＳＹＮＣレベルでＧＡＩＮの調整が完了したと判断してＦＬＡＧをセットし、１フィールド前のＧＡＩＮ量を変化させずに値を保持し（ＳＴ１８）、ＧＡＩＮ設定して終了する（ＳＴ２９，ＳＴ３０）。

次にステップＳＴ１６において、ＳＹＮＣレベルがターゲットレベル内ではないと判断されると、ステップＳＴ２０の条件分岐へ行く。ステップＳＴ２０ではＳＹＮＣレベルがターゲット以上かを判断しており、ターゲット以上の場合はターゲットを越えた分のＧＡＩＮ量（λ）を下げる（ＳＴ２１）、ＧＡＩＮ設定して終了する（ＳＴ２９，ＳＴ３０）。

このステップＳＴ１６とＳＴ２０の条件を満たさないものは、つまりＳＹＮＣレベルはターゲット以下となる。
そこでステップＳＴ２２の条件分岐へ移る。ステップＳＴ２２ではＰＥＡＫレベルがターゲット内かどうかを判断する。ターゲット内と判断された場合、これ以上、ＳＹＮＣレベルでＧＡＩＮの調整をするとＰＥＡＫレベルがターゲット内を外れてしまうのでＧＡＩＮの調整はＰＥＡＫ側で完了したと判断しＦＬＡＧをセットする（ＳＴ２３）。そして、１フィールド前のＧＡＩＮ量を変化させずに値を保持し、ＧＡＩＮ設定して終了する（ＳＴ２９，ＳＴ３０）。

ＳＴ２２において、ＰＥＡＫレベルがターゲット内にない場合、ステップＳＴ２４の条件分岐へ移る。ＳＴ２４ではＰＥＡＫレベルがターゲット以上かどうかを判断しており、ターゲット以上の場合、１フィールド前のＧＡＩＮ量からメモリなどに設定した量（γ）を引いたものを最新のＧＡＩＮ量とし（ＳＴ２５）、ＧＡＩＮ設定して終了する（ＳＴ２９，ＳＴ３０）。

最後に残ったものはＳＹＮＣレベル及びＰＥＡＫレベルともに図７に示す、ターゲット以下の信号となる。この状態ではＳＹＮＣレベルでＧＡＩＮを調整するのかＰＥＡＫレベルでＧＡＩＮを調整するのかをステップＳＴ２６で判断している。その方法は図７に示すようにＳＹＮＣレベルをＸ,ＳＹＮＣ側のターゲットのセンターをＲＥＦＸとし、またＰＥＡＫレベルをＹ,ターゲットの下限をＲＥＦＹとする。そこで下記の（１）の計算を行い、計算結果がＰＥＡＫレベルのターゲット以上にならなければ、ＳＹＮＣレベルでの調整が可能と判断し（ＳＴ２７）、（２）の計算式でＧＡＩＮ量を設定し終了する（ＳＴ２９，ＳＴ３０）。それ以外はＰＥＡＫレベルでの調整を行うと判断し（ＳＴ２８）、（３）の計算式でＧＡＩＮ量を設定し終了する（ＳＴ２９，ＳＴ３０）。
以上が１フィールドに1回行われるＤＳＰ回路での処理のフローとなる。

( REFX / X ) * Y ------------ （１）
( REFX / X ) ------------ （２）
( REFY / Y ) ------------ （３）

以上のＤＳＰ処理でＧＡＩＮの調整が完了してＦＬＡＧがセットされると入力映像の輝度信号レベルの微少変動により、ＧＡＩＮの再調整を行わないようにすることが出来る。
その結果、画面も微少変動しなくなり、また調整が完了した後入力映像の輝度信号レベルがＰＥＡＫのターゲットを越えるような信号があった場合にのみ、ＧＡＩＮを下げる機能を付けたことにより視覚的に不自然な印象を与えない画質にすることが出来る様になる。
また、水平側のＳＹＮＣレベルと映像のＰＥＡＫレベルを監視しＧＡＩＮを調整して、映像信号の輝度信号レベルを一定にすることができる。さらに、ＧＡＩＮの調整を完了した後は入力レベルの微少変動に対してＧＡＩＮ変動させないことで視覚的に不自然な画質にならない様にすることができる。

本発明の利得制御システムについてのブロック構成を示した全体ブロック構成図である。 図１に示した利得制御システムのＡＤ変換器の構成図とその動作を説明するためのタイミングチャートである。 図１に示した利得制御システムのＹ／Ｃ回路の回路図である。 図１に示した利得制御システムのピーク検出回路の回路図である。 図１の示した利得制御システムのＳＹＮＣ平均値回路の回路図である。 図１に示した利得制御システムの制御方法を説明するためのフローチャートである。 図６に示した利得制御システムの制御方法を説明するための同期信号の波形図である。

符号の説明

１，２０…ＡＤＣ（ＡＤ変換器）、２…Ｙ／Ｃ（輝度信号／クロマ信号）分離回路、３…ＡＣＣ回路、４…ＡＧＣ（利得制御）回路、６，４０…ＰＥＡＫ（ピーク）レベル検出回路、７，５０…ＳＹＮＣ（同期）レベル検出回路、８…ＤＳＰ処理回路、２２，２３…下位比較器、２６…上位比較器、２７…エンコーダ、３０…Ｙ／Ｃ分離回路、３１，３２，３６…ディレイライン、３３，３４，３５…ＢＰＦ、３９…適応型フィルタ演算回路、４１…メモリ、４２…比較器、５１…加算器、５２…カウンタ、５３割算器、５４…レジスタ。

Claims (24)

1. 映像信号に含まれる輝度信号と色信号を分離し、輝度信号と色信号をそれぞれ出力する分離回路と、
   前記分離回路から出力された前記輝度信号の利得を可変する利得制御回路と、
   前記映像信号の同期信号を検出し、該同期信号のレベルに応じた第１の制御信号を出力する第１の制御手段と、
   前記分離回路から出力された前記輝度信号のレベルを検出し、該検出した輝度信号のレベルに応じた第２の制御信号を出力する第２の制御手段と、
   前記第１制御回路から出力される第１の制御信号と前記第２の制御手段から出力される第２の制御信号に応じて、前記利得制御回路の映像信号の利得を調整する第３の制御手段と
   を有する利得制御システム。
2. 前記第３の制御手段で利得制御した後、前記第３の制御手段は前記利得制御回路の利得を再調整しないようにするための識別信号を生成する
   請求項１記載の利得制御システム。
3. 前記第３の制御手段は、前記映像信号の切り換わりに識別信号をリセットし、再調整するようにした
   請求項２記載の利得制御システム。
4. 前記第３の制御手段は、前記利得制御回路の利得制御が終わった後、識別信号がセットされた状態で前記輝度信号のレベルが所定以上になったとき、利得を減衰する
   請求項２記載の利得制御システム。
5. 前記第３の制御手段は、前記同期信号のレベルと前記第２の制御手段からの輝度信号レベルを多値レベル判定とする
   請求項１記載の利得制御システム。
6. 前記多値レベル判定は３値レベルとしかつヒステリシスを有する
   請求項１記載の利得制御システム。
7. 前記輝度信号のピークレベルと前記同期信号の平均値レベルは所定の可変範囲レベルを有する
   請求項１記載の利得制御システム。
8. 前記第３の制御手段は、前記輝度信号のピークレベルと前記同期信号の平均値レベルが所定の可変範囲以外でレベルが小さいとき、前記同期信号の平均値レベルまたは前記輝度信号のピークレベルに基づき利得を制御する
   請求項１記載の利得制御システム。
9. 前記映像信号の同期信号は、前記分離回路から出力された映像信号の同期信号とする
   請求項１記載の利得制御システム。
10. 前記輝度信号のレベルは輝度信号のピークレベルとする
    請求項１記載の利得制御システム。
11. アナログ映像信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、
    前記ＡＤ変換器から出力されたディジタル映像信号に含まれる輝度信号と色信号を分離し、輝度信号と色信号をそれぞれ出力する分離回路と、
    前記輝度信号の利得を可変する利得制御回路と、
    前記利得信号からの出力信号が供給されて前記ディジタル映像信号の同期信号を検出し、該同期信号のレベルに応じた第１の制御信号を出力する第１の制御手段と、
    前記利得制御回路から出力された輝度信号が供給され、前記輝度信号のレベルを検出し、該輝度信号の検出レベルに応じて第２の制御信号を出力する第２の制御手段と、
    前記第１制御回路から出力される第１の制御信号と前記第２の制御手段から出力された前記第２の制御信号に応じて、前記利得制御回路の映像信号の利得を調整する第３の制御手段と
    を有する利得制御システム。
12. 前記第１の制御手段は、同期信号の平均値レベルを検出し、該検出レベルに応じて制御信号を出力する
    請求項１１記載の利得制御システム。
13. 前記第２の制御手段は前記輝度信号のピークレベルを検出し、該ピークレベルに応じた制御信号を出力する
    請求項１１記載の利得制御システム。
14. 前記第３の制御手段で利得制御した後、前記利得制御回路の利得を再調整しないようにするための識別信号を生成する
    請求項１１記載の利得制御システム。
15. 前記第３の制御手段は、前記映像信号の切り換わりに識別信号をリセットし、再調整するようにした
    請求項１１記載の利得制御システム。
16. 前記第３の制御手段は、利得制御回路の利得制御が終わった後、識別信号がセットされた状態で前記輝度信号のレベルが所定以上になったとき、利得を減衰する
    請求項１１記載の利得制御システム。
17. 前記第３の制御手段は、前記同期信号のレベルと前記検出回路からの輝度信号レベルを多値レベル判定とする
    請求項１１記載の利得制御システム。
18. 前記多値レベル判定は３値レベルとしかつヒステリシスを有する
    請求項１１記載の利得制御システム。
19. 前記輝度信号のピークレベルと前記同期信号のピークレベルは所定の可変範囲レベルを有する
    請求項１１記載の利得制御システム。
20. 前記第３制御回路は、前記輝度信号のピークレベルと前記同期信号の平均値レベルが所定の可変範囲意外でレベルが小さいとき、前記利得制御回路の前記同期信号の平均値レベルまたは前記輝度信号のピークレベルに基づき利得を可変する
    請求項１２記載の利得制御システム。
21. 同期信号と輝度信号のレベルを検出する第１のステップと、
    前記ステップ１で前記同期信号と前記輝度信号が検出されないとき識別子をリセットし、ゲインを調整する第２のステップと、
    前記第２のステップで前記同期信号と前記輝度信号が検出されたとき、該検出された信号のレベル変動条件に応じて識別子がリセットされ、輝度信号が所定値以上のとき、１フィールド前のゲインを補正してゲイン調整する第３のステップと、
    前記第３のステップで前記識別子がリセットされないとき、ゲイン調整の制御回数が所定回数越えたかどうか判別する第４のステップと、
    前記第４のステップでゲイン調整の制御回数が所定回数越えないとき、同期信号レベルのレベルを判断し、前記同期レベルが所定範囲またはそれ以上のとき１フィールド前のゲインを補正してゲイン調整する第５のステップと、
    前記第５のステップで前記同期信号のレベルが所定値以下のとき、輝度信号のレベルを判断し、前記輝度信号のレベルが所定値以上のとき１フィールド前のゲインを補正してゲイン調整する第６のステップと、
    前記第６のステップで前記輝度信号のレベルが所定値以下のとき、前記同期信号レベルまたは前記輝度信号レベルと基準値に基づいてゲインを決定し、ゲイン調整する第７のステップと
    を有する利得制御方法。
22. 前記ステップ１において、前記輝度信号のレベルはピークレベルを有し、同期信号のレベルは平均値を有する
    請求項２１記載の利得制御方法。
23. 前記第６ステップにおいて、前記基準値は同期信号の変動幅または前記輝度信号のピークレベル変動幅を有し、該変動幅と前記同期信号レベルまたは前記輝度信号の比に応じてゲイン調整する
    請求項２１記載の利得制御方法。
24. 前記ゲイン調整は、前記輝度信号のピークレベルまたは同期信号レベルを基準にして行う
    請求項２３記載の利得制御方法。
    

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