JP3019337B2 - ビデオ信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、ビデオ信号処理装置に関し、特にガンマ補
正回路を有するビデオ信号処理装置に関する。

B.発明の概要 本発明は、入力ビデオ信号にガンマ補正を施すガンマ
補正回路を有するビデオ信号処理装置であって、入力ビ
デオ信号のレベルを検出するレベル検出回路と、ガンマ
補正回路の前段又は後段に設けられ、レベル検出回路か
らの出力により周波数特性が制御されるフィルタ手段と
を有し、入力ビデオ信号のレベルが低いときに、フィル
タ手段が呈するローパスフィルタ特性の遮断周波数を低
くするように制御することにより、映像信号の黒部分の
ノイズ（雑音）を低減するようにしたものである。

C.従来の技術 カラー受像管のグリッド信号電圧と発光出力との関係
は直線的ではなく、発光出力はグリッドに加えた信号の
例えば2.2乗に比例している。このためビデオカメラか
らの信号電圧を、そのままカラー受像管に加えると、画
面の輝度のみならず色相や彩度も非常に異なってくる。
この問題を解決する方法としては、所謂ガンマ補正回路
が知られている。すなわち、信号をカラー受像管に加え
る前に、第４図に示すようなガンマ特性を有するガンマ
補正回路、例えば出力信号の電圧が入力信号の電圧の1/
2.2乗であるガンマ補正回路を通し、総合特性を直線的
にする方法が知られている。このガンマ補正回路は、カ
ラー受像管のグリッドに信号を加える直前に挿入すれば
よいのであるが、経済性、安定度の点から家庭用の電気
器具であるカラー受像機には付属されず、送信側、すな
わちビデオカメラに備えられる。

D.発明が解決しようとする課題 ところで、ガンマ特性は、第４図に示すようにビデオ
信号のレベルが低い範囲、すなわち映像の黒部分におい
ては、ゲインが高く、例えば放送用のガンマ補正では３
〜５倍の高ゲインを有する。したがって、映像信号の黒
部分では、ノイズが目立ちやすいという問題があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであ
り、映像信号の黒部分のノイズを低減してガンマ補正を
行うことができるビデオ信号処理装置の提供を目的とす
る。

E.課題を解決するための手段 本発明に係るビデオ信号処理装置は、入力ビデオ信号
にガンマ補正を施すガンマ補正回路を有するビデオ信号
処理装置であって、上記入力ビデオ信号のレベルを検出
するレベル検出回路と、上記ガンマ補正回路の前段又は
後段に設けられ、上記レベル検出回路からの出力によ
り、上記入力ビデオ信号のレベルが低いときにローパス
フィルタ特性の遮断周波数を低くするように遅延量が一
定の状態で周波数特性が制御される可変フィルタ手段と
を備えることを特徴とする。

F.作 用 本発明に係るビデオ信号処理装置では、入力ビデオ信
号のレベルが低いとき、ローパスフィルタの遮断周波数
を低くして、ビデオ信号の高域成分を除去する。

G.実施例 以下、本発明に係るビデオ信号処理装置の実施例を図
面を参照しながら説明する。第１図は、第１の実施例と
しての本発明を適用したビデオカメラの要部のブロック
回路図である。このビデオカメラは、撮像部に３枚のCC
Dイメージセンサを用いた３板式の固体カラーカメラで
あって、上記第１図には、３原色のビデオ信号系のうち
の１つのビデオ信号系が示されている。

このビデオ信号系において、CCDイメージセンサ１か
らの撮像出力信号は、プリアンプ10を介してA/D変換器2
0に供給され、このA/D変換器20によりデジタル化された
デジタルビデオ信号は本発明に係るビデオ信号処理装置
30に供給される。

上記プリンアンプ10は、上記CCDイメージセンサ１か
らの撮像出力信号、すなわちビデオ信号を増幅する前段
増幅器11と、この前段増幅器11で増幅されたビデオ信号
に対して３原色に対応する３枚のCCDイメージセンサの
変換特性における所謂ニーポイント（Knee point）を一
致させる調整処理を施すプリニー回路12とを備えてい
る。

また、上記ビデオ信号処理装置30は、上記A/D変換器2
0からのデジタルビデオ信号が供給される遅延回路31、
ローパスフィルタ（以下、PLFという）32及びレベル検
出回路33と、上記遅延回路31とLPF32の出力を選択する
スイッチ34を備えている。上記遅延回路31としては、上
記LPF32の信号遅延時間と同一の遅延時間を有するもの
が用いられる。また、上記LPF32としては、第２図に示
すように色副搬送波周波数f_scよりも低い通過帯域を有
するローパスフィルタ特性を呈するものが用いられる。
さらに、上記レベル検出回路33は、入力ビデオ信号、す
なわち上記デジタルビデオ信号のレベルを判断して、上
記入力ビデオ信号のレベルが所定の閾値より高いときに
は上記遅延回路31の出力を選択し、低いときは上記LPF3
2の出力を選択するように上記スイッチ34を制御する。
すなわち、この実施例では、上記遅延回路31、LPF32及
びスイッチ34によって、上記レベル検出回路33からの出
力により周波数特性が制御されるフィルタ手段が構成さ
れている。

さらに、上記ビデオ信号処理装置30は、上記スイッチ
34の出力側に直列接続されたガンマ補正回路35、ニース
ロープ回路36やホワイトクリップ回路37等を備え、ガン
マ補正、ニースロープ（Knee sloop）やホワイトクリッ
プ（White clip）等の所謂プロセス処理を施したビデオ
信号を端子２から出力するようになっている。

次に動作を説明する。第１図において、前段増幅器11
は、CCDイメージセンサ１からのビデオ信号を増幅す
る。プリニー回路12は、この増幅されたビデオ信号に対
して３原色に対応する３つのCCDイメージセンサの変換
特性におけるニーポイントが一致するような調整処理を
施す。A/D変換器20は、プリニー回路12からのビデオ信
号をデジタルビデオ信号に変換する。このデジタルビデ
オ信号はビデオ信号処理装置30に設けられた遅延回路3
1、LPF32、レベル検出回路33に供給される。

このレベル検出回路33は、入力ビデオ信号、すなわち
デジタルビデオ信号のレベルを判断し、入力ビデオ信号
が所定の閾値より低いときはLPF33からのビデオ信号を
選択し、入力ビデオ信号が所定の閾値より高いときは遅
延回路31からのビデオ信号を選択するようにスイッチ34
を制御する。換言すると、ビデオ信号のレベルが低いと
き、すなわち映像の黒部分では、LPF32において高周波
数成分が除去されたビデオ信号がガンマ補正回路35に供
給され、ビデオ信号のレベルが高いとき、すなわち映像
の明るい部分では遅延回路31において遅延されたビデオ
信号がガンマ補正回路35に供給される。この結果、これ
らのビデオ信号の遅延量はガンマ補正回路35の入力点に
おいて同じものとなる。

ガンマ補正回路35は、スイッチ34で選択されたビデオ
信号にガンマ補正を施す。例えば上述した第４図に示す
ガンマ特性の補正を行う。

ニースロープ回路36は、ガンマ補正が施されたビデオ
信号に３原色に対応する３つのCCDイメージセンサの変
換特性におけるニースロープが一致するような調整処理
を施す。ホワイトクリップ回路37は、ニースロープ回路
36からのビデオ信号にホワイトクリップ処理、すなわち
映像信号の白部分の不必要なビデオ信号をクリップする
処理を施し、このホワイトクリップ処理が施されたビデ
オ信号を端子２から出力する。

以上のように、ビデオ信号のレベルが低い、すなわち
映像の黒部分は、上述のようにガンマ補正回路35におい
て例えば３〜５倍のような高い増幅処理が施されるので
あるが、LPF32において高周波成分を除去することによ
り、雑音を低減することができ、画面の黒い部分のノイ
ズを目立たないようにすることができる。

次に、第２の実施例を説明する。第３図は、第２の実
施例としての本発明を適用したビデオカメラの要部のブ
ロック回路図である。このビデオカメラは、第１の実施
例と同様に撮像部に３枚のCCDイメージセンサを用いた
３板式の固体カラーカメラであって、上記第３図には、
３原色のビデオ信号系のうちの１つのビデオ信号系が示
されている。

このビデオ信号系において、CCDイメージセンサ１か
らの撮像出力信号は、プリアンプ10を介してA/D変換器2
0に供給され、このA/D変換器20によりデジタル化された
デジタルビデオ信号は本発明に係るビデオ信号処理装置
40に供給される。

上記プリアンプ10は、上記CCDイメージセンサ１によ
る撮像出力信号、すなわちビデオ信号を増幅する前段増
幅器11と、この前段増幅器11で増幅されたビデオ信号に
対して３原色に対応する３枚のCCDイメージセンサの変
換特性におけるニーポイントを一致させる調整処理を施
すプリニー回路12とを備えている。

また、上記ビデオ信号処理装置40は、上記A/D変換器2
0からのデジタルビデオ信号が供給される可変計数デジ
タルフィルタ41及びレベル検出回路42を備えている。上
記可変係数デジタルフィルタ41としては、その係数を制
御することにより、遮断周波数が色副搬送波周波数f_sc
よりも高い周波数から色副搬送波周波数f_scよりも低い
周波数まで変化するローパスフィルタ特性を呈するもの
が用いられる。さらに、上記レベル検出回路42は、入力
ビデオ信号、すなわち上記デジタルビデオ信号のレベル
を判断して、上記入力ビデオ信号のレベルが所定の閾値
より高いときには上記可変係数デジタルフィルタ41の通
過帯域を広くし、レベルが低下するにしたがって上記可
変係数デジタルフィルタ41の遮断周波数が低くなるよう
に上記可変係数デジタルフィルタ41の係数を制御する。
すなわち、この実施例では、上記可変デジタルフィルタ
41によって、上記レベル検出回路42からの出力により周
波数特性が制御されるフィルタ手段が構成されている。

さらに、上記ビデオ信号処理装置40は、上記可変係数
デジタルフィルタ41の出力側に直列接続されたガンマ補
正回路45、ニースロープ回路46やホワイトクリップ回路
47等を備え、ガンマ補正、ニースロープやホワイトクリ
ップ等の所謂プロセス処理を施したビデオ信号を端子２
から出力するようになっている。

次に動作を説明する。なお、この第３図に示すCCDイ
メージセンサ１乃至A/D変換器20、ガンマ補正回路45乃
至ホワイトクリップ回路47の動作は、第１の実施例の場
合と同様であるので説明を省略する。

第３図において、A/D変換器20からのデジタルビデオ
信号は可変係数デジタルフィルタ41、レベル検出回路42
に供給される。このレベル検出回路42は、入力ビデオ信
号、すなわちデータビデオ信号のレベルを判断し、入力
ビデオ信号のレベルに対応して可変係数デジタルフィル
タ41の係数を制御する。具体的には、入力ビデオ信号の
レベルが高いとき、すなわち映像の明るい部分では、可
変係数デジタルフィルタ41の遮断周波数が色副搬送波の
周波数f_scより高くなるように制御し、ビデオ信号のレ
ベルが低いとき、すなわち映像の黒部分では、ビデオ信
号のレベルが低くなるにしたがって可変係数デジタルフ
ィルタ41の遮断周波数がしだいに低くなり、色副搬送波
の周波数f_scよりも低くなるように可変係数デジタルフ
ィルタ41の係数を制御する。

このように、ビデオ信号のレベルが低い、すなわち映
像の黒部分は、上述のようにガンマ補正回路45において
例えば３〜５倍のような高い増幅処理が施されるのであ
るが、可変係数デジタルフィルタ41において高周波数成
分を除去することにより、雑音を低減することができ、
画面の黒い部分のノイズを目立たないようにすることが
できる。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではな
く、例えばLPF32、可変係数デジタルフィルタ41の挿入
位置をガンマ補正回路の後段にするようにしても、上述
と同様な効果を得ることができる。

H.発明の効果 以上の説明からも明らかなように、ガンマ補正はビデ
オ信号のレベルが低い範囲においては高い増幅率を有す
るものであるが、本発明に係るビデオ信号処理装置で
は、入力ビデオ信号のレベルが低いときにローパスフィ
ルタ特性の遮断周波数を低くするように遅延量が一定の
状態で可変フィルタ手段を制御するようにしたので、上
記可変フィルタ手段を通過するビデオ信号のレベルの高
い部分（映像の白部分）と低い部分（映像の黒部分）と
に等しい遅延量を与えることにより、上記可変フィルタ
手段の制御を目立たせることなく、入力ビデオ信号のレ
ベルが低いとき、すなわち、映像の黒部分で高周波成分
を除去して雑音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るビデオ信号処理装置を適用した第
１の実施例であるビデオカメラの要部のブロック回路図
であり、第２図は上記ビデオ信号処理装置に用いたLPF
の周波数特性を示す図であり、第３図は本発明に係るビ
デオ信号処理装置を適用した第２の実施例であるビデオ
カメラの要部のブロック回路図であり、第４図はガンマ
特性を示す図である。 30……ビデオ信号処理装置 31……遅延回路 32……LPF 33……レベル検出回路 34……スイッチ 35……ガンマ補正回路 40……ビデオ信号処理装置 41……可変係数デジタルフィルタ 42……レベル検出回路 45……ガンマ補正回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力ビデオ信号にガンマ補正を施すガンマ
   補正回路を有するビデオ信号処理装置であって、 上記入力ビデオ信号のレベルを検出するレベル検出回路
   と、 上記ガンマ補正回路の前段又は後段に設けられ、上記レ
   ベル検出回路からの出力により、上記入力ビデオ信号の
   レベルが低いときにローパスフィルタ特性の遮断周波数
   を低くするように遅延量が一定の状態で周波数特性が制
   御される可変フィルタ手段と を備えることを特徴とするビデオ信号処理装置。