JP3029875B2 - 映像信号のレベル補正回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号のレベル補正
回路に関し、フレアなどが生じても、簡単な回路にてコ
ントラスト及び色あせが改善できるように企図したもの
である。

【０００２】

【従来の技術】カメラ一体型ＶＴＲ等のビデオカメラで
は、光学系により被写体像を撮像素子の撮像面に結像さ
せ、被写体像を示す映像信号を撮像素子から取り出して
いる。ところで、光学系のレンズに日光が直接入射した
り、光学系や撮像面で乱反射が生じたりすると、フレア
が生じる。フレアが生じると、映像信号の黒レベルが上
昇して白側に近くなり、画像のコントラストが低下す
る。従って、黒色の被写体を撮影しても、再生画像の中
では被写体がやや白っぽくなって映し出されてしまう。
このようなフレアは、映像全体の平均明度が大となるに
したがって顕著になる。

【０００３】一方、白く濁ったり、薄汚れた窓ガラスご
しに被写体を撮影したり、もやのかかった日に望遠で撮
影をしたりしたときにも、映像信号の黒レベルが高くな
り、画像のコントラストが低下してしまう。

【０００４】黒レベルが高くなってしまうこと（これを
「黒レベルが浮く」と称することもある）を補償する従
来技術として、フレア補償回路がある。従来のフレア補
償回路では、映像信号の平均映像レベル（ＡＰＬ：Aver
age Picture Level)を検出し、ＡＰＬの値に応じて黒レ
ベルの浮き上りを補正していた。

【０００５】ここで、従来のフレア補償回路を、図６及
び図７を参照して説明する。図６はカメラ一体型ＶＴＲ
の記録系を示すブロック図である。同図に示すように、
光学系１により得られた被写体像は、ＣＣＤ等を備えた
撮像部２の撮像面に入射される。そして、撮影部２から
出力された映像信号はオートゲインコントロール（ＡＧ
Ｃ）回路３にてゲイン調整された後、色分離回路４で輝
度信号Ｙと色信号Ｃに分離される。

【０００６】そのうち輝度信号Ｙがフレア補償回路２０
に入力されて黒レベルの浮き上がりが補償される。フレ
ア補償回路２０の詳細は後述するが、フレア補償された
輝度信号Ｙは、γ補正回路５でγ補正されると共に、ブ
ランキング回路６にてブランキング期間の映像信号やノ
イズ等を除去されてから、エンコーダ８を経てレコーダ
部９に送られる。

【０００７】一方、色信号Ｃは色信号処理回路７にて所
要の色信号処理をされ、エンコーダ８を経てレコーダ部
９に送られる。

【０００８】レコーダ部９は、エンコーダ８のビデオア
ウトをヘッド１０によりビデオテープに記録する。

【０００９】ここで、フレア補償回路２０における黒レ
ベルの浮き上がり補償について説明する。フレア補償回
路２０の積分器２１は輝度信号Ｙ（図７(a)参照）を積
分するものであり、その積分値は平均映像レベル（ＡＰ
Ｌ）を示すことになる。レベルコントロール回路２２は
ＡＰＬに応じた値の出力を出すと共に、スイッチ２３は
水平同期パルスＨＤがハイレベルの時に投入され、ロウ
レベルの時に開放されるため、水平同期パルスＨＤに同
期してブラックレベルパルスＢＰが出力される。このブ
ラックレベルパルスＢＰのレベルはＡＰＬの値に一対一
に対応している。パルス混合器２４は輝度信号Ｙにブラ
ックレベルパルスＢＰを追加するものであり、このパル
ス混合器２４からはブランキング期間にブラックレベル
パルスＢＰが追加された輝度信号Ｙ（図７(b) ）が出力
される。クランプ回路２５は、ブラックレベルパルスＢ
Ｐのピークレベルをぺデスタルレベルに固定するように
クランプする。

【００１０】従って、ＡＰＬが高い場合、フレア量の増
加により黒レベルが大きく浮き上がるが、この時はブラ
ックレベルパルスＢＰがＡＰＬに依存して大きくなり、
クランプ回路２５にて、ブラックレベルパルスＢＰのレ
ベルだけ輝度信号の黒レベルを低下させることができ
る。

【００１１】このようにフレア補償回路２０により黒レ
ベルの調整が自動的に行われるため、フレア画像が生じ
ても、コントラストの高い画像を得ることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、被写体がフ
レア等によらず低コントラストな場合は黒レベルの浮き
上りを十分補償することができない。つまり、ＡＰＬを
検出してフレア補償を行っているため、図８(a) ，(b)
のようにコントラストが大きく異なってもＡＰＬが同じ
場合は黒レベルの補正量が同じになるから、高コントラ
ストの図８(a) では黒レベルがペデスタルレベルになる
が、低コントラストの図８(b) では黒レベルが下がりき
らない。また、従来のフレア補償回路２０は、ＡＧＣ回
路３を動作させた状態では、黒レベルの浮き上り補償の
効果を発揮できない。その理由は次の通りである。通常
ＡＧＣ回路３では、図６に示すように、色分離回路４の
出力の輝度信号Ｙを積分器１１により積分し、積分器１
１の出力電圧を比較器１２により基準電位と比較してフ
ィードバック制御を行う。従って、積分器１１の出力
（Ａ点）の電位が常に一定になる。一方、フレア補償回
路２０では、色分離回路４の出力の輝度信号Ｙを積分器
２１により積分し、積分器２１の出力電圧に応じて黒レ
ベルを補正している。しかし、ＡＧＣ回路３の動作によ
りＡ点の電位が一定となれば、フレア補償回路２０の積
分器２１の出力（Ｂ点）の電位（ＡＰＬ）も一定とな
り、結局、黒レベルの補正量が常に一定となってしま
い、効果がなくなる。このことは、家庭用ビデオカメラ
では一般的にＡＧＣ回路３が使用されているので、特に
問題となる。

【００１３】また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号あるいはＲ−
Ｙ，Ｂ−Ｙの各色差信号を補正していなかったため、色
信号等における黒浮きにより色の飽和度が低下して「色
あせ」が生じてしまい、色再現性を損っていた。

【００１４】本発明は上記従来技術に鑑み、色あせを防
止できるように、映像信号のレベル補正を正確に行うこ
とができる回路を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明によ
る映像信号のレベル補正回路の構成は、撮像部より得ら
れる映像信号から原色信号と輝度信号を分離する色分離
回路と、ブランキング期間を除いた映像期間において、
前記色分離回路で分離された輝度信号の黒ピークレベル
を検出する黒ピーク検出回路と、前記黒ピーク検出回路
で検出したレベルに応じて、前記色分離回路で分離され
た原色信号のペデスタルレベルを制御するペデスタルレ
ベル制御回路と、を具備することを特徴とするものであ
る。更に、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明
の構成に加え、前記黒ピーク検出回路で検出したレベル
に応じて前記原色信号の振幅を制御する振幅制御回路を
具備することを特徴とするものである。請求項３に係る
発明は、請求項１に係る発明の前記ペデスタルレベル制
御回路に代えて、前記黒ピーク検出回路で検出したレベ
ルに応じて前記原色信号の振幅を制御する振幅制御回路
を具備することを特徴とするものである。 請求項４に係
る発明は、請求項１または２または３に係る発明の構成
に加えて、前記原色信号から色差信号を生成する色差マ
トリクス回路と、前記黒ピーク検出回路で検出したレベ
ルに応じたレベルとなっているブラックレベルパルスを
生成するブラックレベルパルス生成回路と、生成された
前記ブラックレベルパルスを前記輝度信号のブランキン
グ期間に混合するパルス混合器と、前記ブラックレベル
パルスが混合された輝度信号が入力され、該輝度信号に
混合されたブラックレベルパルスのピークレベルをあら
かじめ設定したレベルに固定するように前記ブラックレ
ベルパルスが混合された輝度信号をクランプして出力す
るクランプ回路と、前記黒ピーク検出回路で検出したレ
ベルに応じて、前記色差マトリクス回路で生成された色
差信号の振幅を制御する振幅制御回路を具備することを
特徴とするものである。 請求項５に係る発明は、撮像部
より得られる映像信号から輝度信号と色差信号を生成す
る信号処理回路と、ブランキング期間を除いた映像期間
において、前記信号処理回路で生成された輝度信号の黒
ピークレベルを検出する黒ピーク検出回路と、前記黒ピ
ーク検出回路で検出したレベルに応じたレベルとなって
いるブラ ックレベルパルスを生成するブラックレベルパ
ルス生成回路と、生成された前記ブラックレベルパルス
を前記輝度信号のブランキング期間に混合するパルス混
合器と、前記ブラックレベルパルスが混合された輝度信
号が入力され、該輝度信号に混合されたブラックレベル
パルスのピークレベルをあらかじめ設定したレベルに固
定するように前記ブラックレベルパルスが混合された輝
度信号をクランプして出力するクランプ回路と、前記黒
ピーク検出回路で検出したレベルに応じて、前記信号処
理回路で生成された色差信号の振幅を制御する振幅制御
回路を具備することを特徴とするものである。

【００１６】

【実施例】先ず、本発明と同時に開発した黒レベル補正
回路を組み込んだカメラ一体型ＶＴＲの記録系を図４
（ブロック図）及び図５（信号波形図）を参照して説明
しておく。

【００１７】図４において、光学系１で得た被写体像を
示す映像信号は、撮像部２から出力されオートゲインコ
ントロール回路（ＡＧＣ用増幅器）３を経て、色分離回
路４にて輝度信号Ｙと色信号Ｃとに分離される。

【００１８】輝度信号Ｙは、黒レベル補正回路３０で黒
レベルの補正（詳細は後述）がされ、γ補正回路５及び
ブランキング回路６を経てエンコーダ８に送られる。色
信号Ｃは色信号処理回路７を経てエンコーダ８に送られ
る。エンコーダ８は輝度信号Ｙ及び色信号Ｃに所要の処
理をしてビデオアウトとし、レコーダ部９でヘッド１０
によりテープに記録する。

【００１９】ここで黒レベル補正回路３０について、図
４及び図５を参照して説明する。この例では理解を容易
にするため、図５(a) に示すような矩形波状の輝度信号
が入力され、且つＶｂ１なる黒浮きが発生しているとき
の動作を説明する。

【００２０】加算器３１は、ブランキング期間において
輝度信号ＹにワイドブランキングパルスＷＢＬを加え
る。図５(b) に示すようにワイドブランキングパルスＷ
ＢＬは、パルス幅がブランキング期間より長く、レベル
が輝度信号Ｙよりも高い。ワイドブランキングパルスＷ
ＢＬが加えられた輝度信号Ｙは増幅器３２で増幅される
（増幅されたＹ＋ＷＢＬを図５(c) に示す）。

【００２１】黒ピーク検出回路３３は、ワイドブランキ
ングパルスＷＢＬが加えられた輝度信号Ｙの中で最も低
いレベルを検出する。検出した最低レベルの値（黒ピー
ク）を図５(c) ではＶｂ２で示す。そして黒ピーク検出
回路３３は、信号レベルがＶｂ２となっている黒ピーク
信号ＶＢを出力する（図５(d) ）。なおブランキング期
間はワイドブランキングパルスＷＢＬで埋められている
ので、黒ピーク検出回路３３は、ブランキング期間を除
いた映像期間において、輝度信号の中で最も低いレベル
を検出することになる。

【００２２】レベルコントロール回路３４及びスイッチ
３５によりブラックレベルパルス生成回路が構成されて
いる。レベルコントロール回路３４は、黒ピーク信号Ｖ
ＢのレベルＶｂ２を、増幅器３２の増幅度の逆数倍し
て、レベルＶｂ１にする。またスイッチ３５は水平同期
パルスＨＤ（図５(e) ）がハイレベルのときに投入され
ロウレベルのときに開放される。このため、レベルがＶ
ｂ１となっているブラックレベルパルスＢＰ（図５(f)
）が生成されることになる。このブラックレベルパル
スＢＰのレベルＶｂ１は、輝度信号の黒ピークレベルＶ
ｂ２と比例関係にある。

【００２３】パルス混合器３６は、色分離回路４から送
られてくる輝度信号ＹにブラックレベルパルスＢＰを混
合する。混合するタイミングはブランキング期間であ
り、ブラックレベルパルスＢＰが混合された輝度信号Ｙ
を図５(g) に示す。

【００２４】クランプ回路３７は、ブラックレベルパル
スＢＰのピークレベルをペデスタルレベルに固定するよ
うに輝度信号Ｙをクランプする。クランプした輝度信号
Ｙを図５(h) に示す。ペデスタルレベルを基準にして図
５(g) と図５(h) とを比べるとわかるように、レベルＶ
ｂ１だけ黒浮きしていた輝度信号レベルが下げられる。
したがってコントラストの改善ができる。また、ＡＰＬ
ではなく輝度信号の黒レベルＶｂ２に基づいてブラック
レベルパルスＢＰを作成して補正しているので、ＡＧＣ
回路３の動作時にも正確に黒レベルを補正することがで
きる。

【００２５】本発明者は図４に示す前述の黒レベル補正
回路３０が有する黒ピーク検出回路３３又はレベルコン
トロール回路３４の出力（黒レベル）を利用することに
よりＲ，Ｇ，Ｂの色信号、あるいはＲ−Ｙ，Ｂ−Ｙ等の
色差信号を補正して、黒浮きに基づく色の飽和度低下即
ち、色あせを防ぐことができることに気付いた。

【００２６】図１は本発明の一実施例に係るレベル補正
回路１３０を示すが、これは図４に示した黒レベル補正
回路３０中のレベルコントロール回路３４の出力（レベ
ルＶｂ１）を、別のレベルコントロール回路（以下、色
レベルコントロール回路）３８を通してＲ，Ｇ，Ｂ各色
信号用のペデスタルレベル制御回路（クロマペデスタル
レベルコントロール）４１と、色信号用振幅制御回路
（クロマアンプ）４２の両方に与えるように構成したも
のである。これらの回路４１，４２は周知のものであ
る。

【００２７】ここで、色信号系について説明すると、色
分離回路４で分離したＲ，Ｇ，Ｂ各色信号をホワイトバ
ランス回路４０でホワイトバランス処理し、ここで処理
した各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのペデスタルレベルをペデスタ
ルレベル制御回路４１で補正し、補正後の各色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂの振幅を振幅制御回路４２で補正する。次いで、
γ補正回路４３により各色信号のγ補正を行って、Ｒ，
Ｇ，Ｂ色信号を出力する。また、γ補正後のＲ，Ｇ，Ｂ
各色信号から色差マトリクス回路４４によりＲ−ＹとＢ
−Ｙの両色差信号を作成し、色差ゲイン回路４５により
増幅してエンコーダ８に与えるようになっている。

【００２８】色レベルコントロール回路３８は黒ピーク
検出回路３３が検出した黒ピークに比例したレベルを持
つ制御信号３８Ａ，３８Ｂをレベルコントロール回路３
４の出力から作成してペデスタルレベル制御回路４１と
振幅制御回路４２に与える。

【００２９】ペデスタルレベル制御回路４１は制御信号
３８Ａが大きいほどＲ，Ｇ，Ｂ色信号の黒レベルを大き
く低下させ、ペデスタルレベルに一致させる。つまり、
ホワイトバランス回路４０が出力する図１のＡ点での色
信号が図２(a) のようにペデスタルレベルから黒浮きし
ていても、ペデスタルレベル制御回路４１が出力する図
１のＢ点での色信号では、図２(b) のようにペデスタル
レベルと黒浮きレベルとが一致する。但し、色信号のペ
デスタルレベルからの振幅は黒浮きをなくした分だけ低
下する。

【００３０】この振幅低下を補正するのが振幅制御回路
４２であり、制御信号３８Ｂが大きいほど大きいゲイン
でＲ，Ｇ，Ｂ各色信号を増幅する。この振幅制御回路４
２が出力する図１のＣ点での増幅された色信号を図２
(c) に示す。図２(d) は、γ補正後の図１のＤ点での色
信号を示す。

【００３１】以上により、フレア等があっても、色あせ
を防ぐことができ、色再現性が良くなる。なお、必ずし
もペデスタルレベル制御回路４１と振幅制御回路４２の
双方は必要なく、少なくとも一方があれば、従来よりも
色あせが低減する。

【００３２】図３は他の実施例のレベル補正回路１４０
を示し、レベルコントロール回路３８は黒ピーク検出回
路３３が検出した黒ピークに比例したレベルを持つ制御
信号３８Ａを作成してペデスタルレベル制御回路４１に
与えるとともに、黒ピークに比例したレベルを持つ制御
信号３８Ｃをレベルコントロール回路３４の出力から作
成して色差ゲイン回路（振幅制御回路）４５に与える。

【００３３】ペデスタルレベル制御回路４１は図１の実
施例と同じであり、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色信号の黒浮きレベル
を下げてペデスタルレベルに一致させる。

【００３４】色差ゲイン回路４５は制御信号３８Ｃが大
きいほど大きいゲインでＲ−Ｙ，Ｂ−Ｙ各色差信号を増
幅する。

【００３５】以上により、フレア等があっても、色あせ
を防ぐことができ、色再現性が良くなる。また、必ずし
もペデスタルレベル制御回路４１と色差ゲイン回路４５
の双方は必要なく、少なくとも一方があれば、従来より
も色あせが低減する。

【００３６】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明では、ブラックレベルパルスのレベルを輝度
信号の黒ピークレベル（黒浮きレベル）に対応させてい
るので、ＡＧＣ動作時でも黒浮き量に応じて確実な黒レ
ベル補正ができ、フレア等が生じても、被写体が低コン
トラストであっても良好なコントラスト改善ができる。

【００３７】更に、黒ピークレベルに応じてＲ，Ｇ，Ｂ
各色信号のペデスタルレベル、あるいは、Ｒ，Ｇ，Ｂ各
色信号の振幅、あるいはＲ−Ｙ，Ｂ−Ｙ等の色差信号の
振幅を補正することにより、フレア等による色あせを低
減して色再現性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明における色信号補正の場合の信号波形を
示す図である。

【図３】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図４】本発明と同時に開発した黒レベル補正回路を示
すブロック図である。

【図５】本発明と同時に開発した黒レベル補正回路の信
号波形を示す図である。

【図６】従来技術を示すブロック図である。

【図７】従来技術における信号波形を示す図である。

【図８】従来技術における低コントラスト時の問題点を
示す図である。

【符号の説明】

３０ 黒レベル補正回路 ３１ 加算器 ３２ 増幅器 ３３ 黒ピーク検出回路 ３４ レベルコントロール回路 ３５ スイッチ ３６ パルス混合器 ３７ クランプ回路 ３８ 色レベルコントロール回路 ４０ ホワイトバランス回路 ４１ ペデスタルレベル制御回路 ４２ 振幅制御回路（クロマゲイン回路） ４３ クロマγ補正回路 ４４ 色差マトリクス回路 ４５ 振幅制御回路（色差ゲイン回路） １３０ レベル補正回路 １４０ レベル補正回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 9/72 H04N 9/07 H04N 9/73

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像部より得られる映像信号から原色信
   号と輝度信号を分離する色分離回路と、 ブランキング期間を除いた映像期間において、前記色分
   離回路で分離された輝度信号の黒ピークレベルを検出す
   る黒ピーク検出回路と、 前記 黒ピーク検出回路で検出したレベルに応じて、前記
   色分離回路で分離された原色信号のペデスタルレベルを
   制御するペデスタルレベル制御回路と、 を具備することを特徴とする映像信号のレベル補正回
   路。
2. 【請求項２】 前記黒ピーク検出回路で検出したレベル
   に応じて前記原色信号の振幅を制御する振幅制御回路を
   具備することを特徴とする請求項１記載の映像信号のレ
   ベル補正回路。
3. 【請求項３】 前記ペデスタルレベル制御回路に代え
   て、前記黒ピーク検出回路で検出したレベルに応じて前
   記原色信号の振幅を制御する振幅制御回路を具備するこ
   とを特徴とする請求項１記載の映像信号のレベル補正回
   路。
4. 【請求項４】 前記原色信号から色差信号を生成する色
   差マトリクス回路と、 前記黒ピーク検出回路で検出したレベルに応じたレベル
   となっているブラックレベルパルスを生成するブラック
   レベルパルス生成回路と、 生成された前記ブラックレベルパルスを前記輝度信号の
   ブランキング期間に混合するパルス混合器と、 前記ブラックレベルパルスが混合された輝度信号が入力
   され、該輝度信号に混合されたブラックレベルパルスの
   ピークレベルをあらかじめ設定したレベルに固定するよ
   うに前記ブラックレベルパルスが混合された輝度信号を
   クランプして出力するクランプ回路と、 前記 黒ピーク検出回路で検出したレベルに応じて、前記
   色差マトリクス回路で生成された色差信号の振幅を制御
   する振幅制御回路を具備することを特徴とする請求項１
   または２または３記載の映像信号のレベル補正回路。
5. 【請求項５】 撮像部より得られる映像信号から輝度信
   号と色差信号を生成 する信号処理回路と、 ブランキング期間を除いた映像期間において、前記信号
   処理回路で生成された輝度信号の黒ピークレベルを検出
   する黒ピーク検出回路と、 前記黒ピーク検出回路で検出したレベルに応じたレベル
   となっているブラックレベルパルスを生成するブラック
   レベルパルス生成回路と、 生成された前記ブラックレベルパルスを前記輝度信号の
   ブランキング期間に混合するパルス混合器と、 前記ブラックレベルパルスが混合された輝度信号が入力
   され、該輝度信号に混合されたブラックレベルパルスの
   ピークレベルをあらかじめ設定したレベルに固定するよ
   うに前記ブラックレベルパルスが混合された輝度信号を
   クランプして出力するクランプ回路と、 前記 黒ピーク検出回路で検出したレベルに応じて、前記
   信号処理回路で生成された色差信号の振幅を制御する振
   幅制御回路を具備することを特徴とする映像信号のレベ
   ル補正回路。