JP2973441B2 - 自動画質調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、テレビジョン受像機等に用いられる自動画
質調整装置に関し、映像に応じて映像信号のレベルを増
減させることにより映像の明るさ，コントラスト，色の
濃さ，色あい等の画質を自動的に調整するものに関す
る。

B.発明の概要 本発明は、入力映像信号にコントラストのレベル変換
処理を施して出力映像信号を形成するレベル変換手段
と、上記入力映像信号の信号レベルを検出するレベル検
出手段と、このレベル検出手段により検出された入力映
像信号の信号レベルに応じて、上記レベル変換手段によ
るレベル変換の目標レベルを設定する目標レベル設定手
段と、この目標レベル設定手段で設定された目標レベル
との差に応じた制御信号を形成して、この制御信号によ
り上記レベル変換手段の変換動作を制御する制御手段と
を備え、上記制御手段が、コントラストを上げるときに
は変化率を小さく、コントラストを下げるときには変化
率を大きくした制御信号により上記レベル変換手段の変
換動作を制御して、コントラストの自動調整を行うこと
により、時間的な応答の適正化を図り、自動画質調整に
よる画質の変化が不自然に見えないようにするものであ
る。

C.従来の技術 一般に、例えばテレビジョン受像機やモニタ用受像機
等の映像信号処理回路には、色再現が正しくなされるよ
うに、あるいは使用者の好みに応じて色再現がなされる
ように、明るさ，コントラスト，色の濃さ，色あい等の
画質を調整するための画質調整装置が用いられている。

上記画像調整装置は、これら明るさやコントラスト等
の画質に関する映像信号のレベルを適宜増減するレベル
変換処理を入力映像信号に施すことによって画質を調整
するようになっている。

D.発明が解決しようとする課題 ところで、従来、このような画質調整装置は、使用者
が操作スイッチ等で設定したレベルやメーカが予め定め
た標準レベルに入力映像信号のレベルを合わせるものが
多かった。ところが、実際には画質が最良に感じられる
映像信号のレベルは、映像の種類や場面によって異なっ
ている。そこで、数フレーム程度の短時間を単位として
映像信号のレベルを検出することにより映像を分析し
て、画質が最良になるように画質調整をほぼ実時間で施
す自動画質調整装置が提案されている。

しかしながら、自動画質調整装置を用いてこのような
実時間の画質調整を行う際に、映像の変化に応答して一
般的な制御回路と同じく一定時間ごとに一定割合ずつ映
像信号のレベルを変化させるようにすると、自動画質調
整による画質の変化が不自然に見えて違和感が生じるこ
とがある。すなわち、画質の変化が目についてしまった
り、映像の切り替わりに画質調整が追いつかなかったり
すること等がある。

そこで、本発明は、このような欠点を除くために、画
質調整を施すに際して映像信号のレベルの変化率を適正
にすることによって、画質の変化が不自然に見えないよ
うにして良好な自動画質調整を実現する自動画質調整装
置の提供を目的としている。

E.課題を解決するための手段 本発明に係る自動画質調整装置は、上述の目的を達成
するために、入力映像信号にコントラストのレベル変換
処理を施して出力映像信号を形成するレベル変換手段
と、上記入力映像信号の信号レベルを検出するレベル検
出手段と、このレベル検出手段により検出された入力映
像信号の信号レベルに応じて、上記レベル変換手段によ
るレベル変換の目標レベルを設定する目標レベル設定手
段と、この目標レベル設定手段で設定された目標レベル
との差に応じた制御信号を形成して、この制御信号によ
り上記レベル変換手段の変換動作を制御する制御手段と
を備え、上記制御手段が、コントラストを上げるときに
は変化率を小さく、コントラストを下げるときには変化
率を大きくした制御信号により上記レベル変換手段の変
換動作を制御して、コントラストの自動調整を行う。

F.作用 本発明に係る自動画質調整装置では、レベル検出手段
で入力映像信号のレベルを検出して、この検出されたレ
ベルで適切な画像となる目標レベルを目標レベル設定手
段により設定する。次に、制御手段が、この目標レベル
設定手段で設定された目標レベルと上記レベル検出手段
で検出されたレベルとの差に応じて、コントラストを上
げるときには変化率を小さく、コントラストを下げると
きには変化率を大きくした制御信号を形成する。そし
て、入力映像信号のコントラストのレベル変換処理をレ
ベル変換手段で行うことにより画像調整がされた出力映
像信号を形成する。

G.実施例 以下、本発明をテレビジョン受像機の映像信号処理回
路の一部に適用した実施例について図面を参照しながら
詳細に説明する。

第１図は、本実施例の自動画質調整装置１を示すブロ
ック図である。

この自動画質調整装置１は、上記したようにテレビジ
ョン受像機２の映像信号処理回路を構成するものであっ
て、その入力端には、アンテナ３で受信した電波がチュ
ーナ４で同調され、さらに映像中間周波回路５で映像中
間周波数増幅と映像検波が施されることにより映像信号
となり、この映像信号が入力映像信号として供給され
る。

この自動画質調整装置１は、レベル変換回路6,アナロ
グ・ディジタル（A/D）変換器7,マイクロコンピュータ
８から構成されている。上記レベル変換回路６と上記A/
D変換器７とには、上記映像中間周波回路５からの入力
映像信号が供給される。上記A/D変換器７は、上記マイ
クロコンピュータ８からのサンプリング信号に応じて上
記入力映像信号をサンプリングして、この入力映像信号
のサンプリングデータを上記マイクロコンピュータ８に
送る。上記マイクロコンピュータ８は、レベル検出手段
9,目標レベル設定手段10,制御手段11等からなる機能ブ
ロックで示され、上記A/D変換器７からのレベルデータ
に基づいて制御信号を形成し、この制御信号により上記
レベル変換回路６を制御する。上記レベル変換回路６
は、上記マイクロコンピュータ８による制御に応じて上
記映像中間周波回路５からの入力映像信号のレベルをレ
ベル変換することによって、明るさ，コントラスト，色
の濃さ，色あい等の画質の調整された出力映像信号を形
成する。上記レベル変換回路６で形成された出力映像信
号は、この自動画質調整装置１から受像管12に送られ
て、映像として表示される。

また、この自動画質調整装置１と上記チューナ４とに
は、マイクロコンピュータよりなる設定回路13が接続さ
れており、リモートコントローラ14や操作キー群15の手
動操作により使用者から指示された選局指示情報と画質
調整指示情報がこの設定回路13からそれぞれ与えられ
る。

次に、このような自動画質調整装置１の各部の動作に
ついて詳述する。

上記A/D変換器７には、入力映像信号の奇数フィール
ドと偶数フィールドとで位相の異なるサンプリング信号
がサンプリングタイミングを指示する信号として上記マ
イクロコンピュータ８から与えられる。このようなサン
プリング信号は、上記マイクロコンピュータ８のサンプ
リング信号発生手段16により形成される。このサンプリ
ング信号の形成処理を第２図のフローチャートに従い説
明する。

このフローチャートに示すサンプリング信号の形成処
理は、１フィールド内のライン数をカウントするＨカウ
ンタと１ライン（１水平同期期間）内のサンプリング数
をカウントするＳカウントとを用いて、ステップS1から
ステップS11までの処理で奇数フィールドのサンプリン
グ信号を形成し、ステップS12からステップS22までの処
理で偶数フィールドのサンプリング信号を形成するもの
である。

すなわち、映像信号のフレームの先頭において処理を
開始すると、ステップS1でＨカウンタの値を０にした後
に、ステップS2で垂直同期パルスが検出されるまでNOの
ループにより待機して、垂直同期パルスが検出される
（YES）と奇数フィールドが開始されたものとしてステ
ップS3に進む。そして、このステップS3で水平同期パル
スが検出されるまでNOのループにより待機して、水平同
期パルスが検出される（YES）とステップS4に進みＳカ
ウンタを０にした後に、上記水平同期パルスが検出され
てから所定時間αが経過するまでステップS5でNOのルー
プにより待機する。そして、上記水平同期パルスが検出
されてからこの時間αが経過するとステップS6に進みサ
ンプリング信号を１パルス出力して、次のステップS7で
上記Ｓカウンタの値に１を加えて、上記サンプリング信
号を１パルス出力してから所定時間ｔが経過するまでス
テップS8でNOのループにより待機する。そして、上記サ
ンプリング信号を１パルス出力してからこの時間ｔが経
過するとステップS9に進み上記Ｓカウンタの値が１ライ
ン内の所定サンプリング数ｎに等しいか判断して、ｎ未
満の場合（NO）には上記ステップS6からこのステップS9
までの動作を繰り返す。これにより上記Ｓカウンタの値
がｎになるまで所定周期ｔでサンプリング信号を１パル
スずつ得られる。そして、上記ステップS9で上記Ｓカウ
ンタの値がｎになる（YES）と、１ライン内の全サンプ
リングが終了したものとして次のステップS10に進む。
そして、このステップS10で上記Ｈカウンタの値に１を
加えた後に、次のステップS11で上記Ｈカウンタの値が
１フィールド内の所定ライン数ｍ（例えば画面に表示さ
れる有効走査線数）に等しいかを判断する。そして、こ
のＨカウンタの値がｍ未満（NO）の場合には上記ステッ
プS3に戻り、このステップS3からステップS11までの動
作を繰り返す。これにより入力映像信号の奇数フィール
ドでは、第３図にＡで示すように、水平同期パルスより
位相がαだけ遅れた所定周期ｔのサンプリング信号が１
水平同期期間（1H）にｎパルスずつｍ水平同期期間にわ
たって得られる。

そして、このような奇数フィールドの処理を終え上記
ステップS11で上記Ｈカウンタの値がｍになる（YES）と
次のステップS12に進む。このステップS12からステップ
S22までの各ステップは、上記したステップS1からステ
ップS11までの各ステップと同様の処理をそれぞれ行う
ようになっている。ただし、水平同期パルスからの経過
時間を判断する上記ステップS5に対応するステップS16
では、上記所定時間を上記時間αではなくこの時間αと
異なる所定時間β（例えばβ＝α＋ｔ・1/2）に定めて
いる。これにより、入力映像信号の偶数フィールドで
は、第３図にＢにて示すように、上記奇数フィールドの
サンプリング信号と位相が異なるサンプリング信号、す
なわち水平同期パルスより位相がβだけ遅れた所定周期
ｔのサンプリング信号が上記奇数フィールドと同じく１
水平同期期間（1H）にｎパルスずつｍ水平同期期間にわ
たって得られる。

そして、上記奇数フィールドに続いてこのような偶数
フィールドの処理を終え上記ステップS11に対応するス
テップS22で上記Ｈカウンタの値がｍになる（YES）と処
理を終了して、次のフレームで再び上記ステップS1から
処理を開始する。

このような処理により形成されたサンプリング信号
は、上記A/D変換器７に与えられる。上記A/D変換器７
は、このサンプリング信号に応じて上記入力映像信号を
サンプリングする。これにより、上記A/D変換器７から
は、奇数フィールドでは第４図に○で示す位置でサンプ
リングした入力映像信号のサンプリングデータが得ら
れ、この奇数フィールドのサンプリングを補間するよう
に偶数フィールドでは同図に×で示す位置でサンプリン
グした入力映像信号のサンプリングデータが得られる。

上記A/D変換器７で形成されたサンプリングデータ
は、上記マイクロコンピュータ８のレベル検出手段９に
送られる。このレベル検出手段９は、上記A/D変換器７
から供給される奇数フィールドと偶数フィールドのサン
プリングデータを合成して１フィールドについての一組
のサンプリング出力データとする。そして、このサンプ
リング出力データを１画面全体について平均してレベル
検出することより、上記入力映像信号で示される画面の
平均的なレベルデータを形成する。

このように入力映像信号のサンプリング位置をフィー
ルドごとにずらしてサンプリングし、そのサンプリング
データを１フレームごとに合成することによって、フィ
ールド相関の強い同じ位置を重複してサンプリングする
ことを避けることができる。したがって、１フレームを
単位として考えれば、各フィールドで同じ位置をサンプ
リングした場合と比較して、同じサンプリング数で２倍
のサンプリング位置のサンプリングをしたのに等しい精
度（分解能）のサンプリングデータが得られる。

なお、このような相関関係はフレーム間においても存
在するので、数フレームごとに（例えば１フレームごと
でもよい。）サンプリング位置をずらして入力映像信号
をサンプリングするようにしても同様の効果がある。

上記レベル検出手段９で形成された入力映像信号の平
均的なレベルデータは、上記目標レベル設定手段10に供
給される。この目標レベル設定手段10は、上記レベル検
出手段９からのレベルデータに応じて、上記明るさ，コ
ントラスト，色の濃さ，色あい等の画質が最良になるよ
うに上記レベル変換回路６によるレベル変換の目標レベ
ルを設定する。

このときに上記レベル変換手段９は、上記設定回路13
から供給される画質調整情報に基づいて上記目標レベル
の設定範囲が例えば次のように制限されるようになって
いる。すなわち、例えばコントラストについては、第５
図に示すように、使用者が上記リモートコントローラ14
や上記操作キー群15の手動操作により最大レベル（100
％）を設定しているときには、上記目標レベルは最小レ
ベル（０％）から最大レベル（100％）まで設定可能で
ある。ところが、使用者が最小レベル（０％）を設定し
ているときには、上記目標レベルは最大50％までしか設
定できない。このように使用者の設定レベルに応じて上
記目標レベルの設定範囲が変化するようにしたことによ
り、例えばコントラストの低い映像を好む使用者に対し
ては自動調整においてもコントラストが低めになるよう
な、使用者の好みが反映４された画質の自動調整を行う
ことができる。さらに、このレベル変換手段９は、上記
設定回路13から供給される画質調整情報に基づいて他の
設定範囲も制限されるようになっている。すなわち、上
記第５図に示すように、例えば使用者がコントラストを
最大レベル（100％）に設定しているときには明るさの
目標レベルは最大レベル（100％）から60％までの間で
設定され、使用者がコントラストを最小レベル（０％）
を設定しているときには明るさは最大レベル（100％）
から20％までの間で設定される。このような使用者の設
定レベルに応じて複数の目標レベルが変化するようにし
たことにより、例えばコントラストが強いときには黒潰
れを生じないようにでき、コントラストの程度に応じて
最適な明るさが選択されるようになる。

このようなコントラストと明るさについての目標レベ
ルの設定処理を第６図をフローチャートに従い説明す
る。

すなわち、使用者により指定されたコントラストの値
をステップT1で読み込む。そして、ステップT2でその値
が70％以上か判断して、上記値が70％以上の場合（YE
S）には、ステップT3に進みコントラストの最大値を100
％（制限なし）に設定するとともに明るさの最小値を60
％に設定する。また、上記値が70％未満の場合（NO）に
は、ステップT4に進み上記値が50％以上か判断する。そ
して、この値が50％以上の場合（YES）の場合には、ス
テップT5に進みコントラストの最大値を90％に設定する
とともに明るさの最小値を50％に設定する。また、上記
値が50％未満の場合（NO）には、ステップT6に進み上記
値が40％以上か判断する。そして、この値が40％以上の
場合（YES）には、ステップT7に進みコントラストの最
大値を70％に設定するとともに明るさの最小値を30％に
設定する。また、上記値が40％未満の場合（NO）には、
ステップT8に進みコントラストの最大値を50％に設定す
るとともに明るさの最小値を20％に設定する。そして、
上記各ステップT3,T5,T7,T8からステップT9に進みコン
トラストと明るさについての目標レベルを設定する。

このように上記目標レベル設定手段10は、上記明る
さ，コントラスト，色の濃さ，色あい等の画質について
それぞれ最良になるように上記レベル変換回路６による
レベル変換の目標レベルを設定する。

上記目標レベル設定手段10で設定された目標レベルは
上記制御手段11に送られる。この制御手段11は、上記目
標レベルに基づいて上記レベル変換回路６の制御信号を
形成する。この制御信号の形成処理を第７図のフローチ
ャートに従い説明する。

このフローチャートに示す制御信号の形成処理は、映
像信号の明るさについてのものであって、所定の微少レ
ベル差を１ステップとし、このステップを単位として次
のようになされる。

ステップU1では、上記レベル検出手段９の処理を行
い、上記入力映像信号のレベル（以下、現在レベルとい
う。）を検出して、次のステップU2に進む。このステッ
プU2では、上記目標レベル設定手段10の処理を行い、上
記現在レベルに基づいて目標レベルを設定して、次のス
テップU3に進む。このステップU3では、上記現在レベル
と上記目標レベルとの差を求めて、次のステップU4でそ
の差が正であるか負であるか判断する。上記差が正の場
合（YES）には、ステップU5でその差が＋10ステップ以
内か判断して、＋10ステップ以内の場合（YES）にはス
テップU6に進み200msec間に＋１ステップの割合で変化
させるように設定を行い、＋10ステップ以上の場合（N
O）にはステップU7に進み上記差を＋30ステップ以内か
判断する。そして、このステップU7で上記差が＋30ステ
ップ以内の場合（YES）にはステップU8に進み100msec間
に＋１ステップの割合で変化させる設定を行い、＋30ス
テップ以上の場合（NO）にはステップU9に進み上記差が
＋40ステップ以内か判断する。このステップU9で上記差
が＋40ステップ以内の場合（YES）にはステップU10に進
み100msec間に＋２ステップの割合で変化させる設定を
行い、＋40以上の場合（NO）にはステップU11に進み100
msec間に＋２ステップの割合で変化させる設定を行う。

また、これと反対に上記ステップU4で上記差が負の場
合（NO）には、ステップU13,U14,U15でそれぞれ上記差
が−10ステップ以内か，−30ステップ以内か，−40ステ
ップ以内かを判断して、上記差が10ステップ以内の場合
にはステップU16に進み200msec間に−１ステップの割合
で変化させる設定を行い、上記差が−30ステップ以内の
場合にはステップU17に進み100msec間に−１ステップの
割合で変化させる設定を行い、上記差が−40ステップ以
内の場合にはステップU18に進んで100msec間に−２ステ
ップの割合で変化させる設定を行い、上記差が−40ステ
ップ以上の場合にはステップU19に進んで100msec間に−
４ステップの割合で変化させる設定を行う。

そして、ステップU19では、上記各ステップU6,U8,U1
0,U11,U15,U16,U17,U18のいずれかのステップで設定さ
れたステップ数だけ現在レベルを変化させるように制御
信号を形成する。

このような制御を明るさについて行うことにより、第
８図に示すように、上記目標レベルと現在レベルとの差
が例えば±10ステップ以内あるいは±20ステップ以内と
小さいときには、200あるいは100msec間に±１ステップ
の割合でゆっくりと小幅に変するようにする。また、上
記目標レベルと現在レベルとの差が例えば±30ステップ
以上あるいは±40ステップ以上と大きいときには、100m
sec間に±２あるいは４ステップの割合で早く大幅に変
化させる。また、この制御手段11では、色の濃さについ
ても、これと同様の処理が行なわれる。

さらには、この制御手段11では、コントラストについ
ては、第９図に示すように、目標レベルと現在レベルと
の差が例えば０ステップから＋50ステップまでのときに
は100msec間に＋１ステップの割合でゆっくりと小幅に
変化するようにし、上記差がそれ以上のときには100mse
c間に＋８ステップの割合で早く大幅に変化させる。ま
た、目標レベルと現在レベルとの差が例えば０ステップ
から−10ステップまでのときには100msec間に−２ステ
ップの割合でゆっくりと小幅に変化するようにし、上記
差がそれ以上のときには100msec間に−16ステップの割
合で早く大幅に変化させる。

上記レベル変換回路６は、上記制御手段11の制御に応
じて上記中間周波回路５からの入力映像信号のレベルを
レベル変換することによって、画質が調整された出力映
像信号を形成して上記受像管12に送るようになってい
る。

上述のように、この自動画質調整装置１では、上記制
御手段11で制御信号を形成するに際して、例えば明るさ
や色の濃さについては、上記目標レベルと現在レベルと
の差が小さいときにはゆっくりと小幅に変化するように
し、また、上記差が大きいときには早く大幅に変化させ
るようにしている。このため、同じような映像のときに
は画質の変化が目につかないようにすることができると
ともに映像の切り替わりなどには素早く対応することが
できる。

また、例えばコントラストについては、上記目標レベ
ルと現在レベルとの差に応じて値を大きくするときには
遅く、値を小さくするときには早く変化させるようにし
ている。このような制御をコントラストについて行うこ
とにより、例えば急に暗い映像になったときの黒沈み等
を目立たなくすることができる。

H.発明の効果 本発明に係る自動画質調整装置では、レベル検出手段
で入力映像信号のレベルを検出して、この検出されたレ
ベルで適切な画像となる目標レベルを目標レベル設定手
段により設定する。次に、制御手段が、この目標レベル
設定手段で設定された目標レベルと上記レベル検出手段
で検出されたレベルとの差に応じて、コントラストを上
げるときには変化率を小さく、コントラストを下げると
きには変化率を大きくした制御信号を形成する。そし
て、入力映像信号のコントラストのレベル変換処理をレ
ベル変換手段で行うことにより画質調整がされた出力映
像信号を形成する。このため、この自動画質調整装置
は、入力映像信号にほぼ実時間で画像調整を施すことが
でき、映像の種類や場面に応じた最良の画質の出力映像
信号を形成することが可能である。

そして、このような制御をコントラストについて行う
ことにより、例えば急に暗い映像になったときの黒沈み
等を目立たなくすることができる。

このため、本発明に係る自動画質調整装置は、画質調
整を施すに際して映像信号のレベルの変化率を適正にで
き、画質の変化が不自然に見えないように良好な自動画
質調整を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はテレビジョン受像器に適用された本発明に係る
自動画質調整装置のブロック図、第２図は上記自動調整
装置に用いたレベル検出手段のサンプリング信号の形成
処理のフローチャート、第３図は上記サンプリング信号
のタイムチャート、第４図は上記サンプリング信号によ
り入力映像信号をサンプリングしたときのサンプリング
位置を説明するための模式図、第５図は上記自動調整装
置に用いた目標レベル設定手段の処理を説明するための
グラフ、第６図は上記目標レベル設定手段の処理のフロ
ーチャート、第７図は上記自動調整装置に用いた制御手
段の処理のフローチャート、第８図は上記制御手段の明
るさに関する処理を説明するための模式図、第９図は上
記制御手段のコントラストに関する処理を説明するため
の模式図である。 １……自動画質調整装置 ２……テレビジョン受像機 ６……レベル変換回路 ７……A/D変換器 ８……マイクロコンピュータ ９……レベル検出手段 10……目標レベル設定手段 11……制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力映像信号にコントラストのレベル変換
   処理を施して出力映像信号を形成するレベル変換手段
   と、 上記入力映像信号の信号レベルを検出するレベル検出手
   段と、 このレベル検出手段により検出された入力映像信号の信
   号レベルに応じて、上記レベル変換手段によるレベル変
   換の目標レベルを設定する目標レベル設定手段と、 この目標レベル設定手段で設定された目標レベルとの差
   に応じて制御信号を形成して、この制御信号により上記
   レベル変換手段の変換動作を制御する制御手段とを備
   え、 上記制御手段は、コントラストを上げるときには変化率
   を小さく、コントラストを下げるときには変化率を大き
   くした制御信号により上記レベル変換手段の変換動作を
   制御して、コントラストの自動調整を行うことを特徴と
   する自動画質調整装置。