JP3312379B2 - ビデオ信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はビデオ信号処理装置に
関するもので、特に、ビデオカメラのフレアー成分の低
減に係わる。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラで撮影する場合、被写体の
光源と共に、被写界の全体が１つの光源として撮影され
る。そのため、被写界光源から入射された光がレンズ面
や鏡胴内面等で反射や散乱を起こし、ノイズとして出力
される。このような現象は、フレアー現象と呼ばれる。
フレアー現象は、映像信号に直流成分を発生させる。従
って、フレアー現象が発生すると、直流成分のために映
像信号の黒レベルが浮いてしまう。つまり、黒が黒らし
く再現されなくなり、また、画面が全体的に白っぽくな
ってしまう。さらに、映像のコントラストが減少してし
まう。

【０００３】図５は、フレアー現象が発生した時の撮像
信号を示すものである。図５において、Ａは映像信号の
高輝度側レベル、Ｂは映像信号の黒レベル、Ｃはペデス
タルレベルをそれぞれ表す。Ａ−Ｂ間は映像信号、Ｂ−
Ｃ間はフレアー現象により生じたフレアー成分である。

【０００４】フレアー現象を低減させる対策として、ガ
ンマ補正回路で黒レベルを抑圧する方法が知られてい
る。すなわち、図４は、従来のビデオ信号処理回路系の
ブロック図の概要である。図４において、ＣＣＤ撮像素
子５１から出力された撮像信号はＡＧＣ回路５２に供給
される。ＡＧＣ回路５２の出力がガンマ補正回路５３に
供給される。ガンマ補正回路５３で撮像信号がガンマ補
正される。ガンマ補正回路５３の出力が出力端子５４か
ら取り出される。

【０００５】このような構成では、ガンマ補正回路５３
の特性を黒レベルを抑圧する特性とすることで、フレア
ー現象により生じた直流成分を抑圧できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ガンマ補正回路５３の特性を黒レベルを抑圧する特性と
する方法は、フレアー現象により発生した直流成分のレ
ベルの大きさにかかわらず、常に所定の割合で映像信号
の黒レベルを抑圧することになるので、フレアー現象が
発生する画像では有効であるが、フレアー現象のない画
像では画面が暗くなるという問題が生じる。

【０００７】従って、この発明の目的は、撮像信号の黒
レベルに応じて、ペデスタルレベルをシフトして、フレ
アー現象により生じる直流成分を最適に除去できるビデ
オ信号処理装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、撮像素子か
らの撮像信号をＡＧＣ回路、ガンマ補正回路を介して出
力映像信号として出力させると共に、前記出力映像信号
とレファレンスレベルとを比較して前記出力映像信号の
黒レベルを検出するレベル比較手段と、前記出力映像信
号のピーク値とミニマム値を検出し、前記ピーク値と前
記ミニマム値の差分値を出力する変調度検出手段と、前
記レベル比較手段の出力と前記変調度検出手段の出力と
を合成した出力を積分してペデスタルレベルを生成する
手段と、ブランキング期間において、前記レベル比較手
段の出力と前記変調度検出手段の出力とを合成して生成
したペデスタルレベルを、前記出力映像信号のペデスタ
ルレベルとしてすげ替える手段とを有することを特徴と
するビデオ信号処理装置である。

【０００９】

【００１０】

【作用】出力撮像信号の黒レベルを検出し、撮像信号の
黒レベルからペデスタルレベルを形成し、出力撮像信号
のペデスタルレベルを撮像信号の黒レベルから形成され
たペデスタルレベルに応じてシフトさせ、シフト量に応
じて、ＡＧＣ回路のゲインを補正する。

【００１１】出力撮像信号の黒レベルと出力撮像信号の
変調成分を検出し、出力撮像信号のペデスタルレベルを
出力撮像信号の黒レベルと出力撮像信号の変調成分とか
ら形成されたペデスタルレベルに応じてシフトさせる。

【００１２】以下、この発明の実施例を図面を参照しな
がら説明する。

【００１３】図１において、ＣＣＤ撮像素子１から出力
された撮像信号はＡＧＣ回路２に供給される。ＡＧＣ回
路２の出力がクランプ回路３に供給される。クランプ回
路３により、ＡＧＣ回路２を介された撮像信号のペデス
タルレベルが所定のレベルにクランプされる。この信号
はスイッチ回路４の端子４Ｄに供給される。

【００１４】スイッチ回路４の出力は黒レベルスライス
回路５を介して、ガンマ補正回路６に供給される。ガン
マ補正回路６で、ＣＣＤ撮像素子１から出力された撮像
信号がガンマ補正される。ガンマ補正回路６の出力が、
出力端子１７から出力される。

【００１５】これと共に、ガンマ補正回路６の出力がク
ランプ回路７に供給される。クランプ回路７で、ガンマ
補正回路６から出力される撮像信号のペデスタルレベル
が所定のクランプレベルにクランプされる。クランプ回
路７の出力は、撮像信号中の黒レベル検出を行うコンパ
レータ８に供給される。

【００１６】コンパレータ８のレファレンス値は、クラ
ンプレベルに対して、黒レベルが１０〜２０ＩＲＥにな
るように設定される。コンパレータ８では、レファレン
ス値を基準としてクランプ回路７からの出力の黒レベル
が検出される。

【００１７】コンパレータ８の出力は積分回路９に供給
される。積分回路９の出力がトランジスタ１０、１１、
抵抗１２を介して出力される。この出力に対して、ブリ
ーダ抵抗１４、１５により適当な直流分が印加される。
これにより、検出された撮像信号の黒レベルに応じたペ
デスタルレベルが形成される。このペデスタルレベル
は、スイッチ回路４の端子４Ｅに供給されると共に、ス
ライスレベルとして黒レベルスライス回路５に供給され
る。

【００１８】また、この積分回路９からトランジスタ１
０、１１、抵抗１２を介して検出される撮像信号の黒レ
ベルは、ＤＣシフト回路１３に供給される。ＤＣシフト
回路１３の出力が補正信号としてＡＧＣ回路２に供給さ
れる。

【００１９】スイッチ回路４は、映像期間とブランキン
グ期間とで切り換えられる。すなわち、映像期間では、
スイッチ回路４が端子４Ｄ側に切り換えられる。そし
て、ＣＣＤ撮像素子１から出力される撮像信号がＡＧＣ
回路２、クランプ回路３、スイッチ回路４、黒レベルス
ライス回路５、ガンマ補正回路６を介して、出力端子１
７から出力される。これと共に、この撮像信号の黒レベ
ルがコンパレータ８で検出され、検出された黒レベルか
らペデスタルレベルが形成される。このペデスタルレベ
ルがスイッチ回路４の端子４Ｅに供給される。

【００２０】ブランキング期間では、スイッチ回路４が
端子４Ｅ側に切り換えられる。端子４Ｅには、映像期間
中に検出された黒レベルから形成されたペデスタルレベ
ルが与えられている。従って、スイッチ回路４が端子４
Ｅ側に切り換えられると、映像期間中に検出された黒レ
ベルから形成されたペデスタルレベルが、スイッチ回路
４、黒レベルスライス回路５、ガンマ補正回路６を介し
て、出力端子１７から出力される。

【００２１】このように、スイッチ回路４を映像期間と
ブランキング期間とで切り換えることにより、撮像信号
のペデスタルレベルが撮像信号の黒レベルに応じたレベ
ルにすげ替えられる。これにより、フレアー現象が低減
される。

【００２２】つまり、ＣＣＤ撮像素子２から出力される
撮像信号中に、図２Ａに示すようにフレアー成分が発生
しているとする。コンパレータ８でこの撮像信号の黒レ
ベルＢが検出される。そして、この黒レベルＢからペデ
スタルレベルが形成され、撮像信号のペデスタルレベル
が、この黒レベルＢから形成されたペデスタルレベルに
すげ替えられる。このようにペデスタルレベルをすげ替
えると、図２Ｂに示すように、フレアー成分が抑圧され
る。

【００２３】なお、このようにペデスタルレベルのすげ
替えを行うと、撮像信号中にペデスタルレベル以下の信
号が生じる可能性がある。そこで、黒レベルスライス回
路５が設けられる。黒レベルスライス回路５により、ペ
デスタルレベル以下となる信号がスライスされる。

【００２４】また、図２Ｂに示すように、ペデスタルレ
ベルのすげ替えを行うと、フレアー成分による直流分を
抑圧した分、ダイナミックレンジが拡大する。このダイ
ナミックレンジを有効に利用すれば、十分なコントラス
トを得ることができる。

【００２５】そこで、この例では、積分回路９からトラ
ンジスタ１０、１１、抵抗１２を介して検出される撮像
信号の黒レベルがＤＣシフト回路１３を介してＡＧＣ回
路２に供給される。これにより、フレアー成分による直
流分を抑圧した分だけ、ＡＧＣ回路２のゲインが上げら
れる。これにより、図２Ｃに示すように、撮像信号成分
の振幅が拡大でき、十分なコントラストを持った信号を
得ることができる。

【００２６】ところで、図１に示す構成では、撮像信号
中に黒レベルが無い場合、すなわち、例えば白の単一色
の画面の場合には、映像信号中の高輝度レベルの信号が
黒レベルとして検出され、ペデスタルレベルが大きくシ
フトされる。従って、被写体が、例えば白の単一色の場
合には、画面が暗くなってしまう。

【００２７】図３は、この発明の実施例を示すものであ
る。この実施例は、撮像信号の変調成分を検出すること
により、単一色の画面かダイナミックな画面かを検出
し、これに応じてペデスタルレベルのシフト量を変化さ
せることにより、例えば白の単一色の画面が暗くなるこ
とを防止するようにしている。

【００２８】図３において、ＣＣＤ撮像素子２１から出
力された撮像信号はＡＧＣ回路２２に供給される。ＡＧ
Ｃ回路２２の出力がクランプ回路２３に供給される。ク
ランプ回路２３により、ＡＧＣ回路２２を介された撮像
信号のペデスタルレベルが所定のレベルにクランプされ
る。この信号はスイッチ回路２４の端子２４Ｆに供給さ
れる。

【００２９】スイッチ回路２４の出力は黒レベルスライ
ス回路２５を介して、ガンマ補正回路２６に供給され
る。ガンマ補正回路２６で、ＣＣＤ撮像素子２１から出
力された撮像信号がガンマ補正される。ガンマ補正回路
２６の出力が、出力端子３７から出力される。

【００３０】これと共に、ガンマ補正回路２６の出力が
クランプ回路２７と変調度検出回路３６に供給される。
クランプ回路２７で、ガンマ補正回路２６から出力され
る撮像信号のペデスタルレベルが所定のクランプレベル
にクランプされる。クランプ回路２７の出力は、撮像信
号中の黒レベル検出を行うコンパレータ２８に供給され
る。

【００３１】コンパレータ２８のレファレンス値は、ク
ランプレベルに対して、黒レベルが１０〜２０ＩＲＥに
なるように設定される。コンパレータ２８では、レファ
レンス値を基準としてクランプ回路２７からの出力の黒
レベルが検出される。コンパレータ２８の出力は積分回
路２９に供給される。

【００３２】また、ガンマ補正回路２６から変調度検出
回路３６に供給された信号は、ピーク値、ミニマム値が
検出される。そして、ピーク値からミニマム値が減算さ
れる。減算値が大きい場合には、画像の変調度が高い、
つまり、ダイナミック画像が撮影されていることにな
る。逆に、減算値が小さい場合には、画像の変調度が低
い、すなわち、単一画像が撮影されていることになる。
コンパレータ２８からの信号と変調度検出回路３６から
の信号とが積分回路２９で積分される。

【００３３】積分回路２９の出力がトランジスタ３０、
３１、抵抗３２を介して出力される。この出力に対し
て、ブリーダ抵抗３４、３５により適当な直流分が印加
される。これにより、検出された撮像信号の黒レベル及
び変調成分に応じたペデスタルレベルが形成される。こ
のペデスタルレベルは、スイッチ回路２４の端子２４Ｇ
に供給されると共に、黒レベルスライス回路２５に供給
される。また、この積分回路２９からトランジスタ３
０、３１、抵抗３２を介して検出される撮像信号の黒レ
ベルは、ＤＣシフト回路３３を介して、ＡＧＣ回路２２
に供給される。

【００３４】スイッチ回路２４は、映像期間とブランキ
ング期間とで切り換えられる。すなわち、映像期間で
は、スイッチ回路２４が端子２４Ｆ側に切り換えられ
る。そして、ＣＣＤ撮像素子２１から出力される撮像信
号がＡＧＣ回路２２、クランプ回路２３、スイッチ回路
２４、黒レベルスライス回路２５、ガンマ補正回路２６
を介して、出力端子３７から出力される。これと共に、
この撮像信号の黒レベルがコンパレータ２８で検出さ
れ、変調度検出回路３６で、撮像信号のピーク値とミニ
マム値の減算値が形成される。これらが積分回路２９で
積分され、ペデスタルレベルが形成される。このペデス
タルレベルがスイッチ回路２４の端子４Ｇに供給され
る。

【００３５】ブランキング期間では、スイッチ回路２４
が端子２４Ｇ側に切り換えられる。端子２４Ｇには、映
像期間中に検出された黒レベル及び変調成分から形成さ
れたペデスタルレベルが与えられている。従って、スイ
ッチ回路２４が端子２４Ｇ側に切り換えられると、映像
期間中に検出された黒レベルから形成されたペデスタル
レベルがスイッチ回路２４、黒レベルスライス回路２
５、ガンマ補正回路２６を介して、出力端子３７から出
力される。

【００３６】このように、スイッチ回路２４を映像期間
とブランキング期間とで切り換えることにより、撮像信
号のペデスタルレベルが撮像信号の黒レベル及び変調成
分に応じたレベルにすげ替えられる。これにより、フレ
アー現象が低減される。

【００３７】このように、この実施例では、変調度検出
回路３６が設けられる。そして、コンパレータ２８で検
出される撮像信号の黒レベルと、変調度検出回路３６で
検出される撮像信号の変調度に応じて、ペデスタルレベ
ルが設定される。このため、白等の単一画面を撮影した
場合でも、画面が暗くならない。

【００３８】つまり、変調度検出回路３６により撮像信
号のピーク値とミニマム値が検出される。そして、ピー
ク値からミニマム値が減算される。単一画像では、ピー
ク値とミニマム値の差は小さくなる。従って、白等の単
一画像を撮影した時には、変調度検出回路１６から積分
回路２９への出力は小さくなる。コンパレータ２８から
積分回路２９への出力は大きくなり、ペデスタルレベル
のシフト量が大きくなろうとする。ところが、ペデスタ
ルレベルのシフト量は、コンパレータ２８の出力と変調
度検出回路３６の出力が合成されたレベルに基づいて設
定されるため、ペデスタルのシフト量の増大が抑圧され
る。つまり、白等の単一画面を撮影した場合でも、平均
映像レベルの変動が少なく画面が暗くならずに、白が白
らしく撮影される。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のビデオ
信号処理装置は、出力撮像信号の黒レベルを検出し、撮
像信号の黒レベルからペデスタルレベルを形成し、出力
撮像信号のペデスタルレベルを撮像信号の黒レベルから
形成されたペデスタルレベルに応じてシフトさせる。こ
のシフト量に応じて、ＡＧＣ回路のゲインを補正するよ
うにしたものである。従って、撮像信号成分の振幅が拡
大でき、十分なコントラストを持った信号を得ることが
できる。

【００４０】また、この発明のビデオ信号処理装置は、
出力撮像信号の黒レベルと出力撮像信号の変調成分を検
出し、出力撮像信号のペデスタルレベルを出力撮像信号
の黒レベルと出力撮像信号の変調成分とから形成された
ペデスタルレベルに応じてシフトさせるようにしたもの
である。従って、例えば、白等の単一画面を撮影した場
合でも、ペデスタルのシフト量の増大が抑圧される。つ
まり、平均映像レベルの変動が少なく画面が暗くならず
に、白が白らしく撮影される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の説明に用いる回路図であ
る。

【図２】この発明の実施例の説明に用いる出力波形図で
ある。

【図３】この発明の実施例の回路図である。

【図４】従来例の説明に用いる回路図である。

【図５】従来例の出力波形図である。

【符号の説明】

２ ＡＧＣ回路 ６ ガンマ回路 ８ コンパレータ ２２ ＡＧＣ回路 ２６ ガンマ回路 ２８ コンパレータ ３６ 変調度検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 譲一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−165076（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−305071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−42929（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/14 - 5/217

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子からの撮像信号をＡＧＣ回路、
   ガンマ補正回路を介して出力映像信号として出力させる
   と共に、 前記出力映像信号とレファレンスレベルとを比較して前
   記出力映像信号の黒レベルを検出するレベル比較手段
   と、 前記出力映像信号のピーク値とミニマム値を検出し、前
   記ピーク値と前記ミニマム値の差分値を出力する変調度
   検出手段と、 前記レベル比較手段の出力と前記変調度検出手段の出力
   とを合成した出力を積分してペデスタルレベルを生成す
   る手段と、 ブランキング期間において、前記レベル比較手段の出力
   と前記変調度検出手段の出力とを合成して生成したペデ
   スタルレベルを、前記出力映像信号のペデスタルレベル
   としてすげ替える手段とを有することを特徴とするビデ
   オ信号処理装置。
2. 【請求項２】 前記ＡＧＣ回路は、前記レベル比較手段
   の出力と前記変調度検出手段の出力とを合成して生成さ
   れたペデスタルレベルに基づいてゲインを補正すること
   を特徴とする請求項１記載のビデオ信号処理装置。
3. 【請求項３】 前記すげ替えられたペデスタルレベル以
   下の信号が前記出力映像信号に含まれる際、前記ペデス
   タルレベル以下の信号をスライスする手段を有すること
   を特徴とする請求項１記載のビデオ信号処理装置。